专利名称：前照灯用led点亮装置及车用前照灯点亮系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及点亮以LED(发光二极管(Light Emitting Diode))作为光源的车载用前照灯的前照灯用LED点亮装置及使用该装置的车用前照灯点亮系统。
背景技术：
作为车载用前照灯的光源，寿命长且耗电量少的LED正代替卤素灯泡而日益普及。另一方面，在使用LED作为光源的前照灯中，由于LED单体的发光量仍然较少，因此，将多个LED汇集成模块来进行点亮，以确保作为前照灯所需要的发光量。这样，由于各个LED 的发光量较少，因此，容易发生以下情况即，即使前照灯的一部分LED熄灭，驾驶员也不会注意到。因而，需要能检测出前照灯的一部分LED熄灭的情况并通知驾驶员的方法。
在专利文献1中，揭示有以下点亮装置即，点亮将由多个LED串联连接而成的模块作为光源的前照灯，以检测出前照灯的一部分LED因短路而发生异常的情况。在该装置中，对该点亮装置的输出电压和模块中的一个LED的电压进行测定，在两者的相对值发生变化时，判断为多个LED之中的一部分发生了异常。
另外，在专利文献2中，揭示有点亮将由多个LED串联连接而成的模块作为光源的前照灯的点亮装置。在该装置中，捕捉点亮装置的输出电压发生变化的时刻，从而判断为多个LED的一部分因短路而发生了异常。
像上述文献所提出的问题那样，当串联连接的多个LED中的各LED的正向电压存在偏差的情况下，即使串联连接而成的模块之中的一个LED的正向电压因短路故障而变成 0V，或因开路故障而变成并联齐纳二极管的齐纳电压，也会隐藏在LED点亮装置的输出电压的偏差范围内，而无法只根据输出电压来判断故障。若分别对构成LED模块的多个LED 的正向电压进行测定，则虽然能判别故障部位，但结构复杂，且多次的测定操作非常麻烦， 从而不太合理。
另一方面，LED的正向电压会根据通电时间和点亮前照灯的环境的温度等车辆的行驶环境温度而时刻发生变化。因此，像专利文献2那样只用每个瞬间的电压变化来进行判断，则存在无法进行准确度较高的故障检测的问题，另外，像专利文献1那样对一个LED 的正向电压进行监视以用于对该LED的正向电压的变化进行修正，则存在另外需要电压测定用的布线，从而结构变复杂的问题。
本发明是为了解决如上所述问题而完成的，其目的在于，获得一种结构简单的前照灯用LED点亮装置及使用该装置的车用前照灯点亮系统，所述前照灯用LED点亮装置能在将由多个LED串联连接而成的模块作为光源的车用前照灯中，基于每隔规定期间所检测出的输出电压的平均值的变化，来可靠地对多个LED的一部分LED所发生的异常进行检测。
专利文献1 日本专利特开2006-210219号公报
专利文献2 日本专利特开2009-111035号公报发明内容
本发明所涉及的前照灯用LED点亮装置是点亮将由多个LED串联连接而构成的 LED模块作为光源的前照灯的前照灯用LED点亮装置，其特征在于，在所述前照灯用LED点亮装置中，包括平均处理部，该平均处理部对点亮LED模块的输出电压进行采样，以计算出每隔规定期间的平均电压；以及存储部，该存储部存储由平均处理部所计算出的每隔规定期间的平均电压，对点亮LED的功率进行控制的控制部具有以下功能即，将从存储部读出的每隔规定期间的平均电压的电压变化量与规定的阈值进行比较，根据该比较而得的结果，来判定LED模块的LED故障。根据本发明，包括平均处理部，该平均处理部对点亮LED模块的输出电压进行采样，以计算出每隔规定期间的平均电压；以及存储部，该存储部存储由平均处理部所计算出的每隔规定期间的平均电压，对点亮LED的功率进行控制的控制部具有以下功能即，将从存储部读出的每隔规定期间的平均电压的电压变化量与规定的阈值进行比较，根据该比较而得的结果，来判定LED模块的LED故障。采用这样的结构，从而具有以下效果即，能以无需对LED的正向电压进行监视的布线的、简单的结构，来从时刻变化的输出电压中可靠地检测出因LED故障而急剧变化的输出电压的变化。例如，通过在判定中使用多次采样而获得的输出电压的平均值，从而能降低因温度变化而引起的LED的点亮电压的变化所造成的影响，能进行准确度较高的故障检测。
图1是表示本发明的实施方式1的前照灯用LED点亮装置的结构的图。图2是表示实施方式1的前照灯用LED点亮装置的输出电压波形的图。图3是表示实施方式1的前照灯用LED点亮装置的LED故障检测的流程的流程图。图4是表示本发明的实施方式2的前照灯用LED点亮装置的LED故障检测的流程的流程图。图5是表示本发明的实施方式3的前照灯用LED点亮装置的LED故障检测的流程的流程图。
具体实施例方式下面，为了对本发明进行更详细的说明，根据附图对用于实施本发明的方式进行说明。实施方式1.图1是表示本发明的实施方式1的前照灯用LED点亮装置的结构的图。在图1中， 实施方式1的前照灯用LED点亮装置1设置有LED模块2、电源3、电源开关3a、故障状态显示装置4、故障信息删除开关(SW) 5、以及温度传感器6，以作为周边结构，并包括DC/DC 变换器7、控制电路8、EEPR0M(电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory))9、输出电压 I/F(接口)10、输出电流 I/Fll、温度检测 I/F12、通信I/F13、输出I/F14、以及开关I/F15。此外，对车辆左右的前照灯分别设置点亮装置1。成为车载用前照灯的光源的LED模块2由多个(η个)LED2-1 2_η串联连接而构成。电源3是对DC/DC变换器7提供直流电压的直流电源，利用电源开关3a来向DC/DC 变换器7提供直流电压，或切断提供给DC/DC变换器7的直流电压。故障状态显示装置(故障信息提示部)4是显示由控制电路(控制部)8所检测到的LED模块2的故障状态的显示装置，例如使用设置于车载设备的报警灯或显示装置。故障信息删除SW5从外部对控制电路8内的故障信息进行删除操作。利用该故障信息删除SW5实施删除操作，从而删除存储于EEPR0M9的LED模块2的故障信息。温度传感器6是测定LED模块2的温度或相当于该温度的LED模块2的周围温度的传感器。DC/DC变换器7根据控制电路8的控制，将电源3的电源电压转换成规定的直流电压，并将其输出。控制电路8包含控制点亮装置1的动作的微型计算机(微机)，包括存储表示来自DC/DC变换器7的输出电压的输出电压信息的RAM(存储部)(随机存储器(Random Accsess Mem0ry))8a、以及测量从开始点亮起所经过的时间的计时器汕等。另外，作为通过执行控制软件来实现的功能，控制电路8包括计算输出电压的平均电压的平均处理部Sc。EEPR0M(存储部、非易失性存储部)9是存储由控制电路8所检测到的LED模块2 的故障信息等的存储部。该存储部除了 EEPROM以外，也可以是像闪存等那样即使断开点亮装置1的电源但存储内容也不会被删除的非易失性存储元件。输出电压I/F10是由DC/DC变换器7向LED模块2进行输出的输出电压的接口， 包括检测输出电压的电压检测电路部。输出电流I/F11是由DC/DC变换器7向LED模块2 进行输出的输出电流的接口，例如包括用于检测输出电流的电流检测用电阻。为了向LED模块2提供能获得作为前照灯用的光源所需要的发光量的规定值的电流，控制电路8经由输出电流I/F11，对流过LED模块2的输出电流进行采样，以对DC/DC变换器7进行控制，使得输出电流达到上述规定值。温度检测I/F12是温度传感器6与控制电路8之间的接口，将由温度传感器6所检测到的温度信息经由温度检测I/F12，输入控制电路8。通信I/F13是控制电路8与外部装置之间的接口。作为外部装置，除了装载于车辆的另一侧的前照灯点亮装置以外，还可以举出通过车载通信网络进行通信的车载通信装置。例如，将由车速传感器所检测到的车速信息等经由上述车载通信装置和通信I/F13之间的通信连接，输入控制电路8。此外，也可以在点亮装置1中设置与车速传感器相连接的接口，从而将由车速传感器所检测到的车速信息直接输入控制电路8。输出I/F14是故障状态显示装置4与控制电路8之间的接口。控制电路8将判定出的LED模块2所发生的故障信息经由输出I/F14，输出至故障状态显示装置4，从而故障状态显示装置4显示该故障状态。开关I/F15是故障信息删除SW5与控制电路8之间的接口。若利用故障信息删除SW5来进行删除操作，则将该操作信息经由开关I/F15，输入控制电路8。由此，控制电路8根据删除操作来从EEPR0M9删除故障信息。图2是表示实施方式1的前照灯用LED点亮装置的输出电压波形的图。图2 (a) 是正常点亮时的输出电压波形，图2 (b)示出点亮过程中LED发生短路故障时的输出电压波形，图2(c)示出熄灭过程中LED发生短路故障时的输出电压波形。在上述规定值的输出电流流过LED模块2时，施加于各LED2-1 2_n的电压(正向电压)随着LED芯片温度的变化而变化。这样的温度变化的主要原因是由发光(通电) 所引起的自行发热。
例如，在图2(a)中以标号A来表示的刚点亮后的期间(1分钟左右)内，正向电压会因向LED2-1 2-n通电所引起的发热而发生变化，在以高电压进行点亮之后，输出电压波形会逐渐下降。由于刚点亮之后LED芯片的温度较低，因此，正向电压较高，从刚点亮之后到正向电压稳定的期间为止的输出电压的电压变化量AVa较大。另外，LED的正向电压实际上并不相同，即使是相同种类的LED也存在偏差。例如， 将10个LED2-1 2-10进行串联连接而构成LED模块2，设LED2_i (i = 1 10)的正向电压为额定3V，其偏差为士0.3V。在这种情况下，施加于LED模块2的额定电压为3VX10个 = 30V，其偏差成为士3V。这样，由于施加于LED模块2的电压的偏差成为相当于IfLED 的正向电压的值，因此，即使对输出至LED模块2的输出电压进行测量，也无法判别是由偏差所引起的电压下降，还是由1个LED2-i的缺损(短路)所引起的电压下降。另一方面，由于因LED的短路故障所引起的电压变化在短时间内发生，因此，能检测出故障前后的电压，从而根据这些输出电压的变化来检测出LED的短路故障。例如，如图 2(b)和图2(c)所示，在LED发生短路后的输出电压波形中，电压下降(电压变化量AVb)。另外，若在LED模块2熄灭的过程中LED发生了短路，之后，继续点亮该LED模块 2，在这种情况下，如图2(c)所示，根据输出电压的采样定时(ST)，在与前一采样所获得的输出电压之间会产生较大的电压变化(电压变化量Δν)。这样，由于LED的正向电压存在偏差，而且会随着LED芯片的温度的变化而发生变化，因此，难以通过将输出电压的变化与规定的固定电压进行比较来检测出LED模块2的一部分LED发生短路的情况。尽管如此，若通过对电压进行采样、并对电压的发生变化的边缘进行检测，则这样来进行的检测容易受到噪音等干扰的影响，检测准确度较低。因此，在实施方式1中，在考虑到从点亮LED模块2起所经过的时间的定时来对输出电压进行采样，将对采样获得的输出电压进行平均化而获得的平均电压作为故障判定的基准，从而能从时刻变化的输出电压之中检测出因LED的短路而发生了变化的输出电压。 通过这样，能实现准确度较高的故障检测，而不受由因温度变化而引起的LED的正向电压的变化所产生的影响。接下来，对动作进行说明。图3是表示实施方式1的前照灯用LED点亮装置的LED故障检测的流程的流程图。首先，若执行用于开始点亮LED模块2的操作(步骤STl)，则作为初始化处理，控制电路8将计时用参数N初始化为0 (步骤ST2)。接着，DC/DC变换器7根据由控制电路8 所进行的控制，将电源3的直流电压转换成输出电压，并将其经由输出电压I/F10，施加于 LED模块2 (步骤ST3)。接着，控制电路8经由输出电压I/F10，每隔规定的采样定时(ST)将输出电压进行输入(步骤ST4)。此时，控制电路8将所输入的输出电压的值存储于RAMSa的规定的工作区域。接着，控制电路8利用计时器8b，对是否经过了 1分钟进行判定(步骤SI^)。这里，若未经过1分钟(步骤ST5 否)，则返回步骤ST3的处理，一边执行点亮动作，一边对输出电压进行采样。在经过了 1分钟的情况下(步骤ST5 是)，控制电路8的平均处理部8c将从RAM8a 的上述工作区域读出的1分钟的输出电压值相加，计算将该相加值除以1分钟的采样数而得的平均电压(1分钟的区间平均电压)(步骤ST6)。将1分钟的平均电压存储于与计时用参数N相对应的存储器(RAM)(步骤ST7、步骤ST8)。接着，控制电路8的平均处理部8c从RAMSb的N = 0 10的存储区域读出最新的10分钟的、每隔1分钟的平均电压，将这10个平均电压进行相加，计算将该相加值除以 “10”而得的平均电压(移动平均电压)(步骤ST9)。平均处理部8c将10分钟的平均电压存储于与计时用参数N相对应的存储器 (EEPROM)(步骤 ST10、步骤 STl 1)。接着，控制电路8将计时用参数N加1 (步骤ST12)，并对该参数N是否为11进行判定(步骤STi;3)。若计时用参数N为11 (步骤ST13 是)，则将该计时用参数N进行复位 (步骤 ST17)。控制电路8从EEPR0M9读出最新的10分钟的平均电压和10分钟前的10分钟的平均电压，并对它们进行比较，对平均电压之差是否为规定的阈值以上进行判定(步骤 ST14)。在图3的例子中，设规定的阈值为2V。另外，平均电压之差是从10分钟前的10分钟的平均电压减去最新的10分钟的平均电压而得的值。此外，所谓最新的10分钟的平均电压，是指从10分钟前到当前时刻为止所采样获得的输出电压的平均值。此外，所谓10分钟前的10分钟的平均电压，是指从当前时刻的20 分钟前到10分钟前为止所采样获得的输出电压的平均值。若平均电压之差小于2V(步骤ST14 否)，则控制电路8返回步骤ST3的处理，重复进行从步骤ST3到步骤ST14的处理。若平均电压之差为2V以上(步骤ST14:是)，则控制电路8判定为LED模块2的LED发生了短路(步骤ST15)。此外，即使其间存在通过电源断开来进行的LED模块2的熄灭动作，但由于 EEPR0M9中残留有熄灭前的10分钟的平均电压，因此，也能检测出如图2(c)所示的熄灭的过程中所发生的LED故障。若检测出LED模块2的LED发生短路的情况，则控制电路8将表示LED发生短路的故障信息经由I/F14，输出至车载设备(步骤ST18)。由此，车载设备的故障状态显示装置4显示该故障信息。对于故障信息的显示，是由故障状态显示装置4利用车载设备的显示装置来进行，只要能指示装载于本车的左侧或右侧的任一侧的前照灯的LED模块2是否发生了故障即可，还可以采用点亮报警灯的方式。如上所述，将成为LED故障的判断基准的每隔10分钟的平均电压存储于非易失性的存储元件、即EEPR0M9，从而能以简单的元件来存储故障。例如，即使在因电源断开而导致LED模块2熄灭的期间中LED发生了故障的情况下，由于EEPR0M9内存储有上一次的平均电压，从而能检测出输出电压的变化量，因此，能继续对故障进行判断。另外，控制电路8也可以在如上所述那样检测到LED的故障时，将表示发生该故障的故障信息存储于EEPR0M9的规定的存储区域内，在包含该故障LED的LED模块2因电源断开而熄灭时，不接受下一次及以后的点亮操作，而是从EEPR0M9读出上述的故障信息，并将其输出至故障状态显示装置4。通过这样，在LED模块2的一部分LED发生故障的情况下，即使进行点亮操作，也可以不重新对该LED模块2进行点亮动作，而是用故障状态显示装置4来继续显示故障信息。
此外，可以通过向控制电路8输入特定的信号，来删除存储于EEPR0M9的上述故障信息。具体而言，控制电路8利用与故障信息删除SW5的接通/断开相对应的输入信号、或来自经由通信I/F13与控制电路8相连接的车载设备的输入装置的输入信号的组合等，来删除存储于EEPR0M9的故障信息。作为故障信息的删除操作，例如可以举出以下的操作或以下操作的组合。(1)将除车载设备以外的故障诊断装置与点亮装置1相连接，从该故障诊断装置进行删除操作。(2)接通或断开故障信息删除SW5。(3)将通信用的布线设定成规定的电压，以操作点亮装置1的电源(照明)。(4)在规定的定时接通或断开点亮装置1的电源(照明)。(5)以规定的次数接通或断开点亮装置1的电源(照明)。(6)在规定的定时接通或断开点火(IG)电源。(7)以规定的次数接通或断开IG电源。(8)在规定的定时接通或断开辅助(ACC)电源。(9)以规定的次数接通或断开ACC电源。像这样设置故障信息的删除操作，从而能在修理LED模块2所发生的故障并进行了恢复时再次使用该LED模块2。另外，若如上所述检测到LED模块2的故障，则控制电路8也可以据此对DC/DC变换器7进行控制，以停止对该LED模块2的点亮输出。像这样熄灭发生了故障的LED模块 2，从而能将该LED模块2的一部分LED发生了故障的内容明确地通知给驾驶员。此外，控制电路8也可以采用以下方式即，即使检测到LED模块2的LED的故障， 但在通过断开电源开关3a等来自外部的操作来执行熄灭该LED模块2的动作之前，仍继续进行点亮动作，当该LED模块2的点亮动作再次开始时，不对该LED模块2进行点亮。在这种情况下，即使检测到LED故障，也不立即熄灭，而维持对包含该故障LED的 LED模块2的点亮动作。即，即使检测到LED故障，也不在LED模块2点亮的过程中为了报告故障而进行熄灭。由此，例如在发生LED模块2之中的一个LED短路这样的轻微的故障时，能继续进行安全行驶，而不在除根据驾驶员的意愿而进行的操作以外的意想外的时刻熄灭前照灯。而且，即使检测到LED模块2的LED的故障，但在车辆停止之前，控制电路8也可以继续进行点亮动作。在这种情况下，在基于从车速传感器获得的车速信息、判断为车辆已停止时，若此时已经检测到LED的故障，则控制电路8将包含该故障LED的LED模块2熄灭。由于在车辆正在行驶时熄灭前照灯是很危险的，因此，在车辆正在行驶期间，不进行熄灭动作。通过这样，例如即使发生了 LED模块2之中的一个LED短路这样的轻微的故障，也能继续进行安全行驶，而不在车辆行驶的过程中熄灭前照灯。另外，控制电路8也可以采用以下方式即，在电源刚接通而开始动作后的规定期间内，向车载设备的故障状态显示装置4输出在故障状态显示装置4上模拟故障信息显示的、与故障信息相同的信息。
若实际未发生故障，则难以获知车载设备的故障状态显示装置4、或点亮装置1与车载设备之间的信号线、还有点亮装置1本身的故障报告动作的功能是否正常。因此，如上所述，在电源刚接通后的规定期间内，向车载设备输出模拟故障信息显示的信息。由此，故障状态显示装置4只在上述规定期间内进行故障信息显示，驾驶员能利用该动作来确认各部位未产生故障的情况。例如，在故障状态显示装置4为报警灯的情况下，若只在刚接通电源后的一定时间内点亮报警灯，而之后熄灭报警灯，则能判断为报警灯、点亮装置1与车载设备之间的信号线、以及点亮装置1没有故障。如上所述，根据本实施方式1，包括平均处理部8c，该平均处理部8c对点亮LED 模块2的输出电压进行采样，以计算出每隔规定期间的平均电压；以及RAMSa及EEPR0M9等存储部，该存储部存储由平均处理部8c所计算出的每隔规定期间的平均电压，控制电路8 具有以下功能即，将从上述存储部读出的每隔规定期间的平均电压的电压变化量与规定的阈值进行比较，根据该比较而得的结果，来判定LED模块2的LED故障。通过这样，能获得以下效果即，能以简单的结构来检测出LED发生了短路故障的情况。由于选择某一程度长的时间(例如10分钟)作为规定期间，从而将长时间对施加于LED模块2的输出电压进行采样并进行平均化而得电压用于故障检测，因此，能避免因包含由自行发热所引起的1分钟左右的温度变化的、LED芯片温度的变化而导致的故障误检测。另外，在上述实施方式1中，控制电路8也可以基于从温度传感器6获取的LED芯片的温度、或相当于该温度的LED模块2的周围温度，对输出电压的平均值进行修正，并将修正后的平均电压与在此之前存储于EEPR0M9的平均电压进行比较，以判定LED的故障。由于当LED芯片的温度较低时，正向电压会升高，因此，若将输出电压的平均值修正得较低，则会成为接近实际的值。例如，在将10个LED进行串联连接而形成LED模块的情况下，以常温(25°C )为基准，在以下条件下对平均电压进行修正，并将其与存储于EEPR0M9 的上一次的平均电压进行比较。(Ia)若检测温度超过115°C，则修正为“平均电压-0V”。(2a)若检测温度为85°C，则修正为“平均电压-IV”。(3a)若检测温度为55°C，则修正为“平均电压-2V”。(4a)若检测温度为25°C，则修正为“平均电压-3V”。这样，在对LED故障的判定基准加上LED的温度信息，从而能可靠地检测出LED发生了短路故障的情况。另外，能缩短输出电压的平均化所需要的时间。此外，在上述实施方式1中，示出了基于LED的电压降来检测LED的短路故障的情况。与此不同的是，在为了保护LED而将齐纳二极管或与之相类似的元件与LED进行并联连接的结构中，若LED发生开路故障，则显现出该齐纳二极管的特性而导致输出电压急剧上升。因此，也可以采用以下结构即，作为输出电压的变化而检测电压下降的情况和电压上升的情况这两种情况，设置电压下降的情况下的平均电压差的阈值和电压上升的情况下的平均电压差的阈值，并比较平均电压，从而对两种情况进行故障判定。实施方式2.
本实施方式2的前照灯用LED点亮装置的结构与上述实施方式1中用图1所说明的结构基本相同，但检测LED故障的处理不同。因而，关于实施方式2的前照灯用LED点亮装置的结构，可参照图1。接下来，对动作进行说明。 图4是表示实施方式2的前照灯用LED点亮装置的LED故障检测的流程的流程图。首先，若执行用于开始点亮前照灯的操作(步骤STla)，则控制电路8将计时用参数N初始化为0(步骤STh)。接着，DC/DC变换器7根据由控制电路8所进行的控制，将电源3的直流电压转换成输出电压，并将其经由输出电压I/F10，施加于LED模块2 (步骤 ST3a)ο接着，控制电路8经由输出电压I/F10，每隔规定的采样定时(ST)将输出电压进行输入(步骤Sl^a)。此时，控制电路8将所输入的输出电压的值存储于RAMSa的规定的工作区域。接着，控制电路8利用计时器8b，对是否经过了 10秒钟进行判定(步骤STfe)。这里，若未经过10秒钟(步骤STfe 否)，则返回步骤ST3a的处理，进行点亮动作和输出电压的采样。在经过了 10秒钟的情况下(步骤STfe 是)，控制电路8的平均处理部8c将从 RAMSa的上述工作区域读出的从点亮开始到经过10秒钟为止的输出电压进行相加，计算将该相加值除以10秒钟的采样数而得的平均电压(区间平均电压)(步骤ST6a)。之后，控制电路8利用计时器8b，对当前时刻是否为刚点亮后的1分钟以内进行判定(步骤ST7a)。 这里，在当前时刻为刚点亮后的1分钟以内的情况下(步骤ST7a 是)，控制电路8将所计算出的平均电压丢弃，返回步骤ST3a，在从刚点亮后经过1分钟之前都重复进行上述处理。在当前时刻为经过了刚点亮后的1分钟的情况下(步骤ST7a 否)，控制电路8指定与计时用参数N相对应的存储区域(步骤ST8a)，将10秒钟的平均电压存储于与该计时用参数N相对应的存储器(RAM)的上述指定区域(步骤ST9a)。控制电路8的平均处理部8c从RAM8b的N = 0 18的存储区域读出最新的3分钟的、每隔10秒钟的平均电压，将这18个平均电压进行相加，计算将该相加值除以“18”而得的平均电压(移动平均电压)(步骤STlOa)。将3分钟的平均电压存储于与计时用参数N相对应的存储器(EEPROM)(步骤 STlla、步骤 ST 12a)。接着，控制电路8将计时用参数N加1 (步骤ST13a)，并对该参数N是否为19进行判定(步骤ST14a)。若计时用参数N为19(步骤ST14a:是)，则控制电路8对计时用参数 N进行复位(步骤STlSa)。控制电路8从EEPR0M9读出最新的3分钟的平均电压和3分钟前的3分钟的平均电压，并对它们进行比较，对平均电压之差是否为规定的阈值以上进行判定(步骤ST15a)。 在图4的例子中，设规定的阈值为2V。另外，上述平均电压之差是从3分钟前的3分钟的平均电压减去最新的3分钟的平均电压而得的值。此外，所谓最新的3分钟的平均电压，是指从3分钟前到当前时刻为止所采样获得的输出电压的平均值。此外，所谓3分钟前的3分钟的平均电压，是指从当前时刻的6分钟前到3分钟前为止所采样获得的输出电压的平均值。若平均电压之差小于2V(步骤ST15a:否)，则控制电路8返回步骤ST3a的处理，重复进行从步骤ST3a到步骤ST15a的处理。若平均电压之差为2V以上(步骤ST15a 是)， 则控制电路8判定为LED模块2的LED发生短路(步骤ST16a)。此外，即使其间存在因电源断开而导致LED模块2的熄灭动作，但由于EEPR0M9中残留有熄灭前的3分钟的平均电压，因此，也能检测出如图2(c)所示的熄灭的过程中所发生的LED故障。若检测出LED模块2的LED的短路，则控制电路8将表示LED发生短路的故障信息经由I/F14，输出至车载设备(步骤ST17a)。由此，车载设备的故障状态显示装置4显示该故障信息。如上所述，根据本实施方式2，由于在刚开始点亮后，因通电而导致的LED芯片的发热所引起的输出电压(正向电压)的变化量较大，因此，预先设定从开始点亮起为了使输出电压的变化收敛所需要的充足的时间，不将在为了计算出成为故障判定的基准的平均电压而采样获得的输出电压之中的、在上述规定的时间以内所采样获得的输出电压用于平均电压的计算。通过这样，能可靠地检测出LED的短路故障，而不将成为误判定的主要原因的、由刚点亮后的LED的自行发热所引起的电压的下降用于LED的故障判定。另外，由于无需增加输出电压的采样数来缓和平均电压的变化，因此，能缩短LED的短路判定所需要的时间。 例如，在上述实施方式1中，进行了 10分钟的平均处理，但在实施方式2中，能缩短为3分钟的平均处理。实施方式3.本实施方式3的前照灯用LED点亮装置的结构与上述实施方式1中用图1所说明的结构基本相同，但检测LED故障的处理不同。因而，关于实施方式3的前照灯用LED点亮装置的结构，可参照图1。接下来，对动作进行说明。图5是表示实施方式3的前照灯用LED点亮装置的LED故障检测的流程的流程图。首先，若执行用于开始点亮前照灯的操作(步骤STlb)，则控制电路8将计时用参数N、M初始化为0 (步骤ST2b)。接着，DC/DC变换器7根据由控制电路8所进行的控制，将电源3的直流电压转换成输出电压，并将其经由输出电压I/F10，施加于LED模块2 (步骤 ST3b)。接着，控制电路8经由输出电压I/F10，每隔规定的采样定时(ST)将输出电压进行输入(步骤ST4b)。此时，控制电路8将所输入的输出电压的值存储于RAMSa的规定的工作区域。接着，控制电路8利用计时器8b，对是否经过了 10毫秒进行判定(步骤Sl^b)。这里，若未经过10毫秒(步骤SI^b 否)，则返回步骤SBb的处理，进行点亮动作和输出电压的采样。在经过了 10毫秒的情况下(步骤SI^b 是)，控制电路8将该10毫秒时刻的输出电压进行相加(步骤ST6b)。此时，控制电路8将每隔10毫秒的输出电压依次进行相加，并将该相加值存储于RAMSa的规定的工作区域。接着，控制电路8将参数M的值加1(步骤ST6b_l)，并对参数M是否成为1000进行判定(步骤ST6b-2)。若参数M小于1000(步骤ST6b-2 否)，则控制电路8返回步骤ST3b的处理，重复进行从步骤SBb起的处理。若参数M成为1000(步骤ST6b_2 是)，则控制电路8对参数M进行复位(步骤 ST6b-3)，控制电路8的平均处理部8c将从RAM8a读出的10秒钟的输出电压(1000个每隔 10毫秒的相加值)除以1000，以计算出10秒钟的区间平均电压(步骤ST6b-4)。之后，控制电路8在RAM8a的N = 0 18的平均电压存储区域之中，指定与计时用参数N相对应的存储区域(步骤ST7b)，将10秒钟的区间平均电压存储于与计时用参数 N相对应的存储器(RAM)的上述指定区域(步骤ST8b)。控制电路8从RAM8b的存储区域读出前一个10秒钟的区间平均电压，将前一个10 秒钟平均电压除以最新的10秒钟平均电压，以计算出10秒钟的电压变化量，并对该电压变化量是否为1/50以内进行判定(步骤ST9b)。在电压变化量为1/50以上的情况下(步骤ST9b 否)，控制电路8返回步骤SBb 的处理，重复进行从步骤SBb到步骤ST9b的处理。另一方面，在电压变化量为小于1/50的情况下(步骤ST9b 是)，控制电路8的平均处理部8c从RAMSb的存储区域读出最新的3分钟的10秒钟的区间平均电压，将这18个区间平均电压进行相加并除以“18”，以计算经除法计算而得的3分钟的移动平均电压(步骤 STlOb)。将3分钟的移动平均电压存储于与计时用参数N相对应的存储器(EEPROM)(步骤 STllb、步骤 ST12b)。 接着，控制电路8将计时用参数N加1 (步骤ST13b)，并对该参数N是否为19进行判定(步骤ST14b)。若计时用参数N为19(步骤ST14b:是)，则控制电路8对计时用参数 N进行复位(步骤STlSb)。控制电路8从EEPR0M9读出最新的3分钟的移动平均电压、以及3分钟前的3分钟的移动平均电压，对从3分钟前的3分钟的移动平均电压减去最新的3分钟的移动平均电压而获得的平均电压之差是否为规定的阈值以上进行判定(步骤ST15b-l)。在图5的例子中，设规定的阈值为2V。若平均电压之差为2V以上(步骤ST15b-l 是)，则控制电路8 判定为LED模块2的LED发生了短路(步骤ST15b^。若检测到LED短路，则控制电路8 将表示该LED发生短路的故障信息保持于EEPR0M9。在平均电压之差小于2V的情况下(步骤ST15b_l 否)，控制电路8对从最新的3 分钟的移动平均电压减去3分钟前的3分钟的移动平均电压而获得的平均电压之差是否为 2V以上进行判定(步骤ST15b-3)。若该平均电压之差为2V以上(步骤ST15b-3 是)，则控制电路8判定为LED模块2的LED发生了断路(步骤ST15b_4)。若检测到LED断路，则控制电路8将表示该LED发生断路的故障信息保存于EEPR0M9。此外，即使其间存在因电源断开而导致LED模块2的熄灭动作，但由于EEPR0M9中残留有熄灭前的3分钟的平均电压，因此，也能检测出所述故障。接着，控制电路8对EEPR0M9中是否存在故障信息进行确认(步骤ST16b)。此时， 若不存在故障信息(步骤ST16b:否)，则控制电路8返回步骤SBb的处理。若存在故障信息，则控制电路8从EEPR0M9读出该故障信息，并将其经由输出I/F14，输出至车载设备(步骤ST17b)。由此，车载设备的故障状态显示装置4显示该故障信息。如上所述，根据该实施方式3，相对于LED发生短路时的正向电压的变化，由刚点亮后(刚开始发光后或刚开始通电后)的LED芯片的自行发热所引起的电压变化、或因LED 芯片的周围温度的变化而导致的电压变化的变化较为缓慢。因此，不将存在这些缓慢的电压变化时所采样获得的输出电压用于平均电压的计算。例如，在10秒钟内存在1/50以上的电压变化的情况下，不将在存在该电压变化的期间内所采样获得的输出电压用于平均电压的计算，而是等10秒钟内1/50以上的电压变化稳定为小于1/50之后再来使用。其结果是，在LED发生短路的瞬间，由于输出电压急剧地发生变化，因此，不将此时的输出电压用于平均化处理，但在LED发生短路之后，由于输出电压稳定，因此，能将此后所采样获得的输出电压用于平均化处理，从而能明确LED发生短路前后的电压。通过这样，能可靠地检测出LED的短路或断路的故障，而不将成为误判定的主要原因的、不稳定的电压用于LED的故障判定。另外，由于无需增加输出电压的采样数来缓和平均电压的变化，因此，能缩短LED的故障判定所需要的时间。例如，在上述实施方式1中， 进行了 10分钟的平均处理，但在实施方式3中，能缩短为3分钟的平均处理。此外，在从上述实施方式1到上述实施方式3中，也可以采用以下结构S卩，在设置于车辆左右的前照灯的各点亮装置中，分别设置将本身的输出电压信息进行相互交换的通信部，控制电路基于由通信部进行发送接收的信息，在判断为本身的点亮装置中的平均电压的变化、与同时期的另一侧的点亮装置中的平均电压的变化大致相同的情况下，不基于平均电压的变化来对LED故障进行判定。车辆左右的前照灯的环境大体相同，前照灯用LED的状态也大体相同，但车辆左右的前照灯用LED同时发生故障的可能性较低。因而，之所以车辆左右的前照灯用LED的输出电压发生相同变化，多是由LED的周围环境发生变化所引起的，而非由LED故障引起。因此，若通过通信从另一侧的点亮装置所获取到的输出电压的平均电压的变化量、与本身的输出电压的平均电压的变化量不存在差异，则即使相对于上一次的电压的电压变化较大，也不判断为LED发生故障。即，在假设本次进行点亮的环境相对于上一次进行点亮时的环境发生了变化时，不因平均电压发生变化而判断为LED发生了故障。另一方面，若通过通信从另一侧的点亮装置所获取到的输出电压的平均电压的变化量、与本身的输出电压的平均电压的变化量存在差异，则由于可以认为本身或另一侧的点亮装置的LED发生了故障，因此，对LED执行故障判断。通过这样，能力图提高LED故障判定的准确度。作为在周围环境下LED的输出电压发生变化的情况，可以举出例如在白天点亮前照灯用LED来进行行驶之后、在夜间点亮前照灯用LED来进行行驶的情况。在这种情况下， 先将白天温度较高时所施加的输出电压的平均电压存储于EEPR0M9，接着，在夜间点亮LED 来开始行驶时，存储于EEPR0M9的白天温度较高时的平均电压、以及夜间温度较低时的LED 的平均电压成为故障判定的比较对象。另外，还可以考虑到在夏天点亮前照灯用LED来进行行驶、但此后不使用车辆而从冬天到来起再次使用车辆的情况。在这种情况下，将夏天温度较高时所施加的输出电压的平均电压存储于EEPR0M9，在冬天点亮LED来开始行驶时，存储于EEPR0M9的夏天的平均电压、以及冬天温度较低时所施加的输出电压的平均电压成为故障判定的比较对象。
此外，在从上述实施方式1到上述实施方式3中，也可以采用以下方式即，在车辆左右的前照灯的各点亮装置中，设置将本身的输出电压信息和故障信息进行相互交换的通信部，一个点亮装置的控制电路基于经由通信部所接收到的另一侧的点亮装置的输出电压信息，根据这些输出电压的平均电压变化判定为该另一侧的点亮装置发生故障，并在判定为该另一侧的点亮装置发生故障的情况下，向该另一侧的点亮装置发送故障信息。另外，也可以采用以下方式S卩，一个点亮装置的控制电路在根据施加于本身的 LED的输出电压的平均电压变化来判定故障时，在经由通信部接收到由另一侧的点亮装置所判定出的本身的故障信息的情况下，将由本身所判定出的故障信息与由另一侧的点亮装置所判定出的故障信息相比较，若两者相同，则判断为本身的LED发生了故障。通过这样， 由于能用左右的点亮装置来对本身的故障进行判断，因此，能进一步提高LED故障判定的准确度。工业上的实用性对于本发明所涉及的前照灯用LED点亮装置，由于即使周围环境发生变化，也能可靠地检测出LED发生故障，因此，可适用于汽车的前照灯用LED点亮装置。
权利要求
1.一种前照灯用LED点亮装置，是点亮将由多个LED串联连接而构成的LED模块作为光源的前照灯的前照灯用LED点亮装置，其特征在于，在所述前照灯用LED点亮装置中，包括控制部，该控制部对所述LED模块提供点亮功率；平均处理部，该平均处理部对点亮所述LED模块的输出电压进行采样，以计算出每隔规定期间的平均电压；以及存储部，该存储部存储由所述平均处理部所计算出的每隔规定期间的平均电压，所述前照灯用LED点亮装置具有以下功能即，将从所述存储部读出的每隔所述规定期间的平均电压的电压变化量与规定的阈值进行比较，根据该比较而得的结果，来判定所述LED模块的LED故障。
2.如权利要求1所述的前照灯用LED点亮装置，其特征在于，所述平均处理部不将LED模块刚点亮后的规定期间内所采样获得的输出电压用于平均电压的计算。
3.如权利要求1所述的前照灯用LED点亮装置，其特征在于，当在每隔规定期间的平均电压之中、前一平均电压与后一平均电压的电压变化量大于规定的阈值的情况下，所述控制部不将这些平均电压用于判定。
4.如权利要求1所述的前照灯用LED点亮装置，其特征在于，输入LED的周围温度的测定值，所述控制部基于LED的点亮电压与周围温度之间的关系，将平均电压修正为与当前时刻的周围温度相对应的值，并比较规定的阈值、与该修正后的平均电压和从存储部读出的以前的平均电压之间的电压变化量，根据该比较而得的结果，来判定LED模块的LED故障。
5.如权利要求1所述的前照灯用LED点亮装置，其特征在于，所述控制部包括非易失性存储部，该非易失性存储部存储表示发生LED故障的故障信息？当通过切断电源来熄灭LED模块、并在该熄灭之后进行点亮操作时，根据从所述非易失性存储部读出的故障信息，来决定能否点亮所述LED模块。
6.如权利要求5所述的前照灯用LED点亮装置，其特征在于，所述控制部根据规定信号的输入信号，来删除存储于非易失性存储部的故障信息。
7.一种前照灯用LED点亮装置，包括控制部，该控制部点亮将由多个LED串联连接而构成的LED模块作为光源的前照灯，其特征在于，在所述前照灯用LED点亮装置中，所述控制部具有判定所述LED模块的LED故障的功能，若判定为所述LED模块发生了 LED故障，则停止对该LED模块提供点亮功率。
8.如权利要求7所述的前照灯用LED点亮装置，其特征在于，对于所述控制部，即使判定为LED模块发生了 LED故障，但仍维持点亮直至通过切断电源来对该LED模块进行熄灭操作，在进行所述熄灭操作而熄灭之后再进行点亮操作时，不对该LED模块提供点亮功率。
9.如权利要求7所述的前照灯用LED点亮装置，其特征在于，所述控制部输入本车的车速信息，即使判定为LED模块发生了 LED故障，但在所述本车停止之前，不停止对该LED模块提供点亮功率。
10.如权利要求1所述的前照灯用LED点亮装置，其特征在于，所述控制部在电源刚接通后的规定期间内，向车载设备输出等同于故障信息的信号。
11.如权利要求1所述的前照灯用LED点亮装置，其特征在于，所述存储部所具备的、存储平均电压及表示发生LED故障的故障信息的存储元件是非易失性的。
12.一种前照灯用LED点亮装置，是点亮将由多个LED串联连接而构成的LED模块作为光源的前照灯的、装载于车辆左右的前照灯用LED点亮装置，其特征在于，在所述前照灯用 LED点亮装置中，所述前照灯用LED点亮装置所具备的控制部包括通信部，该通信部至少将权利要求1 所述的LED故障的相关的信息与装载于所述车辆另一侧的前照灯用LED点亮装置进行相互交换。
13.如权利要求12所述的前照灯用LED点亮装置，其特征在于，所述控制部将发生LED故障的情况经由通信部与装载于车辆的另一侧的前照灯用LED 点亮装置进行相互通知，在本身和另一侧的前照灯用LED点亮装置这两者的LED模块都发生了 LED故障的情况下，至少不停止对能点亮的一侧的LED模块提供点亮功率，以继续点亮该能点亮的LED模块。
14.如权利要求12所述的前照灯用LED点亮装置，其特征在于，所述控制部将表示输出电压的信息经由通信部与装载于车辆的另一侧的前照灯用LED 点亮装置进行相互交换，若接收到的所述另一侧的前照灯用LED点亮装置所输出的电压的平均电压的电压变化量、与同时产生的输出至本身的LED模块的电压的平均电压的电压变化量基本相同，则即使根据本身的判断判定为是本身的LED故障，也不将本身的LED模块发生LED故障的情况用于其他的控制。
15.如权利要求12所述的前照灯用LED点亮装置，其特征在于，所述控制部将表示输出电压的信息经由通信部与装载于车辆的另一侧的前照灯用LED 点亮装置进行相互交换，以计算出所述另一侧的前照灯用LED点亮装置每隔规定期间的平均电压，并根据所述计算出的每隔规定期间的平均电压的电压变化量，来判定另一侧的前照灯用LED点亮装置的LED故障，通过通信，对所述另一侧的前照灯用LED点亮装置输出该判定结果，另外，所述控制部将基于从所述另一侧的前照灯用LED点亮装置所接收到的本身的输出电压的平均电压的电压变化量而判定出的本身的LED故障信息、与本身所判定出的本身的LED故障信息进行比较，若两者内容相同，则最终判定为本身的LED模块发生了 LED故障。
16.一种车用前照灯点亮系统，其特征在于，包括如权利要求12所述的前照灯用LED点亮装置；以及故障信息提示部，该故障信息提示部设置于车载设备，输入来自所述前照灯用LED点亮装置的故障信息，提示发生故障。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种前照灯用LED点亮装置及车用前照灯点亮系统。对点亮由多个LED串联连接而构成的LED模块(2)的前照灯用LED点亮装置的输出电压进行采样，以计算出每隔规定期间的平均电压，包括存储部，该存储部存储所计算出的每隔规定期间的平均电压，控制电路(8)将从存储部读出的每隔规定期间的平均电压的电压变化量与规定的阈值进行比较，根据该比较而得的结果，来判定LED模块(2)的LED故障。
文档编号H05B37/02GK102498582SQ200980161408
公开日2012年6月13日 申请日期2009年9月10日 优先权日2009年9月10日
发明者井上优, 大泽孝 申请人:三菱电机株式会社