表示回路の故障診断装置
【課題】様々な種類の故障について故障の種類を特定することが可能な表示回路の故障診断装置を提供する。
【解決手段】表示素子２２の実際の印加電圧を検出する印加電圧検出部１１と、前記表示素子の点灯／消灯状態のそれぞれについて電圧の正常範囲の上限および下限の閾値を保持すると共に、複数の故障モードの各範囲の上限および下限の閾値を保持する閾値情報保持部４０と、前記表示素子の点灯／消灯を決定するドライバ駆動状態と、検出した電圧値と、前記閾値情報保持部の閾値とに基づいて正常か否かを識別すると共に、正常でない場合は、ドライバ駆動状態と、検出した電圧値と、前記閾値情報保持部の閾値とに基づき故障モードの種別を識別する診断制御部１０とを備える。
【解決手段】表示素子２２の実際の印加電圧を検出する印加電圧検出部１１と、前記表示素子の点灯／消灯状態のそれぞれについて電圧の正常範囲の上限および下限の閾値を保持すると共に、複数の故障モードの各範囲の上限および下限の閾値を保持する閾値情報保持部４０と、前記表示素子の点灯／消灯を決定するドライバ駆動状態と、検出した電圧値と、前記閾値情報保持部の閾値とに基づいて正常か否かを識別すると共に、正常でない場合は、ドライバ駆動状態と、検出した電圧値と、前記閾値情報保持部の閾値とに基づき故障モードの種別を識別する診断制御部１０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示素子と所定の表示指示信号に従って前記表示素子への電圧印加のオンオフを切り替えるドライバとを有する表示回路の故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両用の計器板ユニットには、各種のインジケータやウォーニングの表示を行うために、１つ又は複数の表示素子を有する表示回路が組み込まれている。表示素子の代表例としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられる場合が多い。例えば、ウォーニングの表示が必要な時に該当する表示素子に所定の電圧を印加し、この表示素子を点灯状態に切り替える。また、ウォーニングの表示が不要な時には該当する表示素子への電圧印加を解除し、この表示素子を消灯状態に切り替える。また、このような表示回路には、表示素子への電圧印加のオンオフを切り替えるためにトランジスタ等で構成されるドライバが備わっている場合が多い。
【０００３】
ところで、上記のような表示回路には故障が発生する場合がある。例えば、表示素子自体が断線したり回路に短絡が生じると、ドライバに印加する制御信号を切り替えても、表示素子に所定の電圧が印加されない状態になる。つまり、ドライバに印加する制御信号をオン（点灯）状態に切り替えても、表示素子が消灯のまま変化しなくなったり、ドライバに印加する制御信号をオフ（消灯）状態に切り替えても、表示素子が点灯のまま変化しなくなる場合がある。また、ドライバが故障する場合もある。
【０００４】
上記のような表示回路の故障については、人間が目視で確認するのは非常に面倒である。従って、従来より表示回路等における故障の有無を自己診断するための技術が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ＬＥＤ表示灯の故障診断回路の技術が開示されている。特許文献１においては、ＬＥＤ表示灯に電圧を印加する時（点灯する時）に、実際に印加される電圧を検出し、この電圧を２つのアナログ比較器で２つの閾値と比較している。すなわち、検出した電圧が下限閾値と上限閾値との間にあれば正常とみなし、下限閾値よりも電圧が低い場合は断線の故障とみなし、上限閾値よりも電圧が高い場合は短絡の故障とみなすように制御している。
【０００６】
また、特許文献２には電気モータを駆動する回路における故障診断の技術が開示されている。特許文献２においては、モータに電力を供給する経路を切り替え、モータに十分な電力が供給されていない状態であっても回路の故障の有無を判別できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２４９３８３号公報
【特許文献２】特表２００１−５１３８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術では、ＬＥＤ表示灯を点灯状態に制御する時だけ診断を行っているので、診断対象の表示素子を消灯状態に制御した時以外では検出不可能な故障については診断できない。例えば、表示素子への電圧印加をオンオフするドライバのトランジスタが短絡している場合、表示素子を消灯状態に制御した状態で電圧を検出しなければ異常を把握できない。また、特許文献２のように負荷に電力を供給する経路を切り替える場合であっても、通常の電力を印加する際に使用するドライバが故障した場合にはそれを検出できない。
【０００９】
また、実際の表示回路においては様々な種類の故障が発生する可能性があるので、特許文献１のように正常な範囲の上限および下限の閾値と実際の電圧とを比較するだけでは正しい診断を行うのは困難である。すなわち、診断対象の表示素子以外に、電流を調整する抵抗器やドライバが故障する場合もあり、表示素子が正常な状態よりも暗い状態で点灯したり、明るすぎる状態で点灯する場合もあるので、従来技術では故障モードの特定ができない。
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、様々な種類の故障について故障の種類を特定することが可能な表示回路の故障診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するために、本発明に係る表示回路の故障診断装置は、下記（１）〜（３）を特徴としている。
（１） 少なくとも１つの表示素子と、所定の表示指示信号に従って前記表示素子への電圧印加のオンオフを切り替えるドライバとを有する表示回路の故障診断装置であって、
前記表示素子の実際の印加電圧の値を検出する印加電圧検出部と、
前記表示素子の点灯状態および消灯状態のそれぞれについて、電圧の正常な範囲の上限および下限の閾値を保持すると共に、前記正常な範囲を外れる故障状態範囲について、複数の故障モードのそれぞれの範囲の上限および下限の閾値を保持する閾値情報保持部と、
前記表示素子の点灯／消灯を決定する前記ドライバの駆動状態と、前記印加電圧検出部が検出した電圧値と、前記閾値情報保持部が保持している閾値とに基づいて正常か否かを識別すると共に、正常でない場合には、前記ドライバの駆動状態と、前記印加電圧検出部が検出した電圧値と、前記閾値情報保持部が保持している閾値とに基づき故障モードの種別を識別する診断制御部と
を備えること。
（２） 上記（１）に記載の表示回路の故障診断装置であって、
前記診断制御部は、アナログ電圧をデジタル情報に変換するアナログ／デジタル変換部を含み、前記印加電圧検出部が検出した電圧のデジタル情報と、前記閾値情報保持部が保持する閾値のデジタル情報とを比較すること。
（３） 上記（１）に記載の表示回路の故障診断装置であって、
前記診断制御部は、前記ドライバに印加する制御信号のオンオフを所定時間以内に１回以上切り替えて、前記表示素子の点灯状態の診断と消灯状態の診断との両方を連続的に実施する自動診断モードを有すること。
【００１２】
上記（１）の構成の表示回路の故障診断装置によれば、前記診断制御部は、表示回路の機能が正常か否かを識別すると共に、正常でない場合にはどのような故障状態なのかを自動的に識別することができる。
上記（２）の構成の表示回路の故障診断装置によれば、デジタル処理により比較を行うので、識別すべき故障モードの数や閾値の種類が多くなっても回路構成をほとんど変更する必要がなく、装置のコスト上昇を抑制できる。
上記（３）の構成の表示回路の故障診断装置によれば、外部から表示指示信号が入力されない状態であっても、前記表示素子の点灯状態でのみ検出可能な故障と、消灯状態でのみ検出可能な故障との両方を所定時間以内に自動的に検出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、様々な種類の故障について故障の種類を特定することが可能になる。また、前記表示素子の点灯状態でのみ検出可能な故障と、消灯状態でのみ検出可能な故障との両方を検出できる。
【００１４】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の表示回路の故障診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示した装置の主要な動作を示すフローチャートである。
【図３】点灯要求時の各種状態と検出される電圧の範囲との具体例を示す模式図である。
【図４】消灯要求時の各種状態と検出される電圧の範囲との具体例を示す模式図である。
【図５】図１に示した装置における代表的な状態の一覧を表す模式図である。
【図６】自動診断モードの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の表示回路の故障診断装置に関する具体的な実施の形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
【００１７】
＜装置の構成＞
本実施形態における表示回路の故障診断装置の電気回路の構成例が図１に示されている。図１に示す故障診断装置１００は、例えば自動車に搭載される計器板ユニットの内部に組み込まれるものであり、ウォーニング等の表示を行う表示回路の点灯／消灯の切替に関する診断を行うための機能を有している。
【００１８】
図１に示す構成例においては、表示素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）２２が、点灯することによりウォーニングを表示し、発光ダイオード２２を消灯することによりウォーニングの表示を解除することができる。勿論、発光ダイオード２２以外の表示素子、例えば有機ＥＬ表示素子を利用しても良い。
【００１９】
発光ダイオード２２は、所定の電圧を印加してアノード電極側からカソード電極側に順方向に通電することにより発光し点灯状態になる。また、発光ダイオード２２への電圧印加を解除することにより発光が停止し消灯状態になる。
【００２０】
図１に示す構成例においては、発光ダイオード２２のアノード電極は、輝度調整用抵抗器２３を経由して電源ライン２４と接続されており、発光ダイオード２２のカソード電極はドライバ２１と接続されている。輝度調整用抵抗器２３は、発光ダイオード２２に印加する電圧および電流を調整し発光ダイオード２２の発光輝度を適正に維持する。
【００２１】
ドライバ２１は、トランジスタ等のスイッチング素子で構成されており、表示制御信号として入力される二値信号に従ってオンオフする。ドライバ２１がオンの状態では発光ダイオード２２のカソード電極が接地され、ドライバ２１がオフの状態では発光ダイオード２２のカソード電極は開放される。
【００２２】
つまり、ドライバ２１がオンの時には電源ライン２４から輝度調整用抵抗器２３、発光ダイオード２２、ドライバ２１内部のスイッチング素子を経由してアースラインに電流が流れ、発光ダイオード２２が発光する。ドライバ２１がオフの時には、発光ダイオード２２のカソード電極が開放されるため電流は流れなくなり発光は停止する。
【００２３】
図１に示す故障診断装置１００には、上述の構成要素の他に、診断制御部１０、ＬＥＤコントローラ２０、分圧回路３０、不揮発性メモリ４０、ＣＡＮインタフェース（Ｉ／Ｆ）５０、および入力インタフェース６０が備わっている。
【００２４】
診断制御部１０は、マイクロコンピュータで構成されており、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部１１を内蔵している。このマイクロコンピュータは予め用意されているプログラムを実行することにより故障診断装置１００に必要とされる各種の制御機能を実現する。診断制御部１０の動作については後で説明する。
【００２５】
ＬＥＤコントローラ２０は、発光ダイオード２２等の表示素子を制御する機能を有する集積回路であり、診断制御部１０が出力する表示制御信号をドライバ２１の駆動に適した信号に変換する。
【００２６】
分圧回路３０は、２つの抵抗器３１、３２により構成されており、一端が発光ダイオード２２のアノード電極と接続され、他端がアースラインと接続されている。また、分圧回路３０の出力端子である抵抗器３１、３２の接続点は、アナログ／デジタル変換部１１のアナログ入力端子と接続されている。この分圧回路３０は、発光ダイオード２２に印加される電圧の検出値をアナログ／デジタル変換部１１への入力に適したレベルに変換する。
【００２７】
不揮発性メモリ４０は、表示回路の診断に必要な各種の閾値のデータを予め保持している。不揮発性メモリ４０が保持しているデータは、診断制御部１０のアクセスにより必要に応じて読み出され、診断制御に利用される。
【００２８】
ＣＡＮインタフェース５０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）規格に適合する通信インタフェースの機能を有し、車両上の図示しない各種電子制御ユニット（ＥＣＵ）と故障診断装置１００との間のデータ通信を可能にする。例えば、発光ダイオード２２の点灯／消灯制御と関係のある情報を他の電子制御ユニットから取得したり、故障診断装置１００における診断の結果を他の電子制御ユニットに通知するためにＣＡＮインタフェース５０が利用される。
【００２９】
入力インタフェース６０は、車両側に備わっている各種センサから出力される車両信号を入力し診断制御部１０の処理に適した信号に変換するために利用される。
【００３０】
＜診断の際に利用する閾値＞
図１に示す故障診断装置１００の不揮発性メモリ４０上には、次に示す表１および表２のような閾値のデータが予め登録されている。
【表１】
【表２】
【００３１】
表１のデータは、診断制御部１０がドライバ２１に対して発光ダイオード２２の点灯を要求するための制御信号を出力する時に参照する閾値群である。また、表２のデータは、診断制御部１０がドライバ２１に対して発光ダイオード２２の消灯を要求するための制御信号を出力する時に参照する閾値群である。
【００３２】
表１に示すように、このデータの中には、正常な範囲を表すデータとそれ以外の各種故障モードの範囲を表すデータとが含まれている。正常な範囲を表すデータについては、この範囲の上限値を表すＶ0maxと、下限値を表すＶ0minとが含まれている。また、各種故障モードとして「故障０１」、「故障０２」、「故障０３」、「故障０４」、「故障０５」、「故障０６」が定めてあり、それぞれの故障モードについてそれらの上限値（Ｖth0nmax）および下限値（Ｖth0nmin）のデータが登録されている。
【００３３】
同様に、表２に示すデータの中には、正常な範囲を表すデータとそれ以外の各種故障モードの範囲を表すデータとが含まれている。正常な範囲を表すデータについては、この範囲の上限値を表すＶ1maxと、下限値を表すＶ1minとが含まれている。また、各種故障モードとして「故障１１」、「故障１２」、「故障１３」、「故障１４」、「故障１５」、「故障１６」が定めてあり、それぞれの故障モードについてそれらの上限値（Ｖth1nmax）および下限値（Ｖth1nmin）のデータが登録されている。
【００３４】
＜各種閾値の具体例＞
点灯要求時の表示回路の各種状態と検出される電圧の範囲との具体例が図３に示されている。また、消灯要求時の各種状態と検出される電圧の範囲との具体例が図４に示されている。
【００３５】
すなわち、図１に示すような表示回路において、分圧回路３０の出力からアナログ／デジタル変換部１１に入力される検出電圧Ｖｘは、様々な状態において図３、図４のように変化する。
【００３６】
例えば、発光ダイオード２２を点灯する時には、図３に示すように、検出電圧Ｖｘが１Ｖ〜２Ｖの範囲Ｒｏｎ内であれば、正常であるとみなすことができる。但し、ドライバ２１内部のトランジスタが短絡（ショート）している場合にも検出電圧Ｖｘがこの範囲Ｒｏｎ内になる。また、輝度調整用抵抗器２３が断線（ＯＰＥＮ）している時には、検出電圧Ｖｘが０Ｖ〜０．２５Ｖの範囲Ｒ０１内になり、発光ダイオード２２が短絡している時には、検出電圧Ｖｘが０．２５Ｖ〜０．７５Ｖの範囲Ｒ０２内になる。また、発光ダイオード２２が通常よりも薄く点灯する時には、検出電圧Ｖｘが０．７５Ｖ〜１Ｖの範囲Ｒ０３内になり、発光ダイオード２２が断線している時には、検出電圧Ｖｘが３．２５Ｖ〜４Ｖの範囲Ｒ０５内になる。また、輝度調整用抵抗器２３が短絡している時には検出電圧Ｖｘが４．５Ｖ〜５．２５Ｖの範囲Ｒ０６内になる。また、上記以外の異常な状態の場合には、検出電圧Ｖｘが２．２Ｖ〜３．２５Ｖの範囲Ｒ０４内になる。
【００３７】
同様に、発光ダイオード２２を消灯する時には、図４に示すように、検出電圧Ｖｘが３．２５Ｖ〜４Ｖの範囲Ｒｏｆｆ内であれば、正常であるとみなすことができる。但し、発光ダイオード２２自体が断線又は短絡している場合にも検出電圧Ｖｘがこの範囲Ｒｏｆｆ内になる。また、輝度調整用抵抗器２３が断線（ＯＰＥＮ）している時には、検出電圧Ｖｘが０Ｖ〜０．２５Ｖの範囲Ｒ１１内になり、ドライバ２１内のトランジスタが短絡している場合には、検出電圧Ｖｘが１Ｖ〜２Ｖの範囲Ｒ１２内になる。また、発光ダイオード２２の輝度が明るすぎる時には、検出電圧Ｖｘが２Ｖ〜３Ｖの範囲Ｒ１３内になり、発光ダイオード２２の輝度が薄い時には、検出電圧Ｖｘが４Ｖ〜４．５Ｖの範囲Ｒ１４内になる。また、輝度調整用抵抗器２３が短絡している時には検出電圧Ｖｘが４．５Ｖ〜５．２５Ｖの範囲Ｒ１５内になる。
【００３８】
つまり、図３に示した電圧の範囲Ｒｏｎを前述の表１における正常な範囲の上限値および下限値として登録しておくことにより、これらの閾値を用いて正常な点灯状態か否かを識別できる。また、図３に示した電圧の範囲Ｒ０１〜Ｒ０６を表１における各故障モードの「故障０１」〜「故障０６」に対応付けて閾値として登録しておくことにより、これらの閾値を用いて故障モードの種類を識別することが可能になる。
【００３９】
また、図４に示した電圧の範囲Ｒｏｆｆを前述の表２における正常な範囲の上限値および下限値として登録しておくことにより、これらの閾値を用いて正常な消灯状態か否かを識別できる。また、図４に示した電圧の範囲Ｒ１１〜Ｒ１５を表２における各故障モードの「故障１１」〜「故障１５」に対応付けて閾値として登録しておくことにより、これらの閾値を用いて故障モードの種類を識別することが可能になる。
【００４０】
図１に示した装置における代表的な状態の一覧が図５に示されている。つまり、図１の診断制御部１０は、不揮発性メモリ４０に登録されている表１、表２のような閾値を参照して診断を行うことにより、図５に示すような診断を行うことができる。
【００４１】
＜装置の動作＞
図１に示した故障診断装置１００の主要な動作が図２に示されている。この動作は診断制御部１０の処理により実現される。図２に示す動作について以下に説明する。
【００４２】
診断制御部１０は、故障診断装置１００を含む計器板（メータ）ユニットの電源がオンになると、図２のステップＳ１１からＳ１２の処理に進む。
【００４３】
ステップＳ１２では、診断制御部１０は電源投入直後の初期状態として、発光ダイオード２２を消灯するために必要な制御信号を、ＬＥＤコントローラ２０を介してドライバ２１の入力に与える。
これにより、表示回路が正常な状態であれば、ドライバ２１内部のトランジスタがオフ状態になり、発光ダイオード２２に対する電圧印加は解除される。つまり、発光ダイオード２２のカソード電極側が開放されるので、発光ダイオード２２には電流が流れず、発光ダイオード２２は消灯状態になる。
【００４４】
ステップＳ１３では、診断制御部１０は表示回路の診断のために、アナログ／デジタル変換部１１に入力される検出電圧Ｖｘをサンプリングしてデジタル信号に変換し、この検出電圧Ｖｘのレベルが正常か否かを識別する。
【００４５】
具体的には、前述の表２に示した消灯要求時の閾値を不揮発性メモリ４０から取得し、正常な範囲の上限値Ｖ１maxおよび下限値Ｖ１minと検出電圧Ｖｘとを比較する。検出電圧Ｖｘが上限値Ｖ１max、下限値Ｖ１minの範囲内であれば「正常」とみなしてステップＳ１７に進み、この範囲外であればステップＳ１４に進む。
【００４６】
ステップＳ１４では、診断制御部１０はこの表示回路が消灯状態において異常であると認識し、異常時の処理として故障モードの識別を実行する。具体的には、前述の表２に示した消灯要求時の閾値を不揮発性メモリ４０から取得し、検出電圧Ｖｘと各故障モードの閾値とを比較する。例えば、検出電圧Ｖｘが表２の上限値Ｖth12maxと下限値Ｖth12minとの範囲内であれば、故障の種類が「故障１１」、すなわち図４に示す範囲Ｒ１２のトランジスタショートの故障として認識する。
【００４７】
ステップＳ１５では、診断制御部１０はステップＳ１４の診断結果を表す情報、すなわち表示回路で異常が生じていることを表す情報と、故障の種類を表す情報とをＣＡＮインタフェース５０を介して外部の装置に通知する。
【００４８】
ステップＳ１６では、表示回路が故障している状態なので、診断制御部１０は、これ以降、発光ダイオード２２を点灯しないように情報を記憶すると共に、発光ダイオード２２を消灯するために必要な制御信号を、ＬＥＤコントローラ２０を介してドライバ２１の入力に与える。
【００４９】
ステップＳ１７では、診断制御部１０はこの表示回路が消灯状態において正常であると認識し、この状態を記憶する。また、次のステップＳ１８で、ステップＳ１７の診断結果を表す情報、すなわち消灯状態では表示回路が正常であることを表す情報をＣＡＮインタフェース５０を介して外部の装置に通知する。
【００５０】
ステップＳ１９では、診断制御部１０は発光ダイオード２２の点灯を指示する信号を受信するまで待機する。例えば、発光ダイオード２２が所定のウォーニングの表示用である場合に、ウォーニング表示の指示が外部の電子制御ユニットからＣＡＮインタフェース５０を介して診断制御部１０に入力されると、この信号を受信して次のステップＳ２０に進む。
【００５１】
ステップＳ２０では、診断制御部１０は、発光ダイオード２２を点灯するために必要な制御信号を、ＬＥＤコントローラ２０を介してドライバ２１の入力に与える。
これにより、表示回路が正常な状態であれば、ドライバ２１内部のトランジスタがオン状態になり、発光ダイオード２２に対して所定の電圧が印加される。つまり、電源ライン２４から輝度調整用抵抗器２３、発光ダイオード２２、ドライバ２１内のトランジスタを介してアース側に電流が流れ、発光ダイオード２２が点灯する。
【００５２】
ステップＳ２１では、診断制御部１０は表示回路の診断のために、アナログ／デジタル変換部１１に入力される検出電圧Ｖｘをサンプリングしてデジタル信号に変換し、この検出電圧Ｖｘのレベルが正常か否かを識別する。
【００５３】
具体的には、前述の表１に示した点灯要求時の閾値を不揮発性メモリ４０から取得し、正常な範囲の上限値Ｖ０maxおよび下限値Ｖ０minと検出電圧Ｖｘとを比較する。検出電圧Ｖｘが上限値Ｖ０max、下限値Ｖ０minの範囲内であれば「正常」とみなしてステップＳ２５に進み、この範囲外であればステップＳ２２に進む。
【００５４】
ステップＳ２２では、診断制御部１０はこの表示回路が点灯状態において異常であると認識し、異常時の処理として故障モードの識別を実行する。具体的には、前述の表１に示した点灯要求時の閾値を不揮発性メモリ４０から取得し、検出電圧Ｖｘと各故障モードの閾値とを比較する。例えば、検出電圧Ｖｘが表１の上限値Ｖth05maxと下限値Ｖth05minとの範囲内であれば、故障の種類が「故障０５」、すなわち図３に示す範囲Ｒ０５のＬＥＤオープンの故障として認識する。
【００５５】
ステップＳ２３では、診断制御部１０はステップＳ２２の診断結果を表す情報、すなわち表示回路で異常が生じていることを表す情報と、故障の種類を表す情報とをＣＡＮインタフェース５０を介して外部の装置に通知する。
【００５６】
ステップＳ２４では、表示回路が故障している状態なので、診断制御部１０は、これ以降、発光ダイオード２２を点灯しないように情報を記憶すると共に、発光ダイオード２２を消灯するために必要な制御信号を、ＬＥＤコントローラ２０を介してドライバ２１の入力に与える。
【００５７】
ステップＳ２５では、診断制御部１０はこの表示回路が点灯状態において正常であると認識し、この状態を記憶する。また、次のステップＳ２６で、ステップＳ２５の診断結果を表す情報、すなわち点灯状態では表示回路が正常であることを表す情報をＣＡＮインタフェース５０を介して外部の装置に通知する。
【００５８】
＜自動診断モードの追加＞
図２に示した動作においては、発光ダイオード２２を消灯要求する状態と、点灯要求する状態とのいずれについても診断を行うことができるが、点灯／消灯を切り替える指示が外部の装置から入力されない限り、両方の状態で診断を行うことはできない。
【００５９】
しかし、例えば図３に示す範囲Ｒ０２のＬＥＤショートのように点灯状態でなければ検出できない故障や、図４に示す範囲Ｒ１２のトランジスタショートのように消灯状態でなければ検出できない故障も存在する。そこで、所定時間内に両方の状態で診断を行うための機能を実現するために、以下に説明する自動診断モードを設ける。
【００６０】
自動診断モードの動作が図６に示されている。この動作は診断制御部１０の処理により実現する。図６に示す動作について以下に説明する。
【００６１】
ステップＳ３１では、診断制御部１０は、発光ダイオード２２を消灯するために必要な制御信号を、ＬＥＤコントローラ２０を介してドライバ２１の入力に与える。
これにより、表示回路が正常な状態であれば、ドライバ２１内部のトランジスタがオフ状態になり、発光ダイオード２２に対する電圧印加は解除される。つまり、発光ダイオード２２のカソード電極側が開放されるので、発光ダイオード２２には電流が流れず、発光ダイオード２２は消灯状態になる。
【００６２】
ステップＳ３２では、消灯時の診断処理を実行する。すなわち、図２に示したステップＳ１３、Ｓ１４、Ｓ１５と同様に処理する。つまり、診断制御部１０は表示回路の診断のために、アナログ／デジタル変換部１１に入力される検出電圧Ｖｘをサンプリングしてデジタル信号に変換し、この検出電圧Ｖｘのレベルが正常か否かを識別する。また、ステップＳ３２の処理を開始してから所定時間（例えば５００ｍｓｅｃ）を経過してなければ、ステップＳ３２の処理を繰り返す。
【００６３】
ステップＳ３２で異常を検出した場合には、診断制御部１０はこの表示回路が消灯状態において異常であると認識し、異常時の処理として故障モードの識別を実行する。具体的には、前述の表２に示した消灯要求時の閾値を不揮発性メモリ４０から取得し、検出電圧Ｖｘと各故障モードの閾値とを比較する。例えば、検出電圧Ｖｘが表２の上限値Ｖth12maxと下限値Ｖth12minとの範囲内であれば、故障の種類が「故障１１」、すなわち図４に示す範囲Ｒ１２のトランジスタショートの故障として認識する。また、ステップＳ１５と同様に診断の結果を通信により送信する。
【００６４】
所定時間（例えば５００ｍｓｅｃ）を経過すると、次のステップＳ３４に進む。ステップＳ３４では、診断制御部１０は、発光ダイオード２２を点灯するために必要な制御信号を、ＬＥＤコントローラ２０を介してドライバ２１の入力に与える。
【００６５】
これにより、表示回路が正常な状態であれば、ドライバ２１内部のトランジスタがオン状態になり、発光ダイオード２２に対して所定の電圧が印加される。つまり、電源ライン２４から輝度調整用抵抗器２３、発光ダイオード２２、ドライバ２１内のトランジスタを介してアース側に電流が流れ、発光ダイオード２２が点灯する。
【００６６】
ステップＳ３５では、点灯時の診断処理を実行する。すなわち、図２に示したステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３と同様に処理する。つまり、診断制御部１０は表示回路の診断のために、アナログ／デジタル変換部１１に入力される検出電圧Ｖｘをサンプリングしてデジタル信号に変換し、この検出電圧Ｖｘのレベルが正常か否かを識別する。また、ステップＳ３５の処理を開始してから所定時間（例えば５００ｍｓｅｃ）を経過してなければ、ステップＳ３５の処理を繰り返す。
【００６７】
ステップＳ３５で異常を検出した場合には、診断制御部１０はこの表示回路が点灯状態において異常であると認識し、異常時の処理として故障モードの識別を実行する。具体的には、前述の表１に示した点灯要求時の閾値を不揮発性メモリ４０から取得し、検出電圧Ｖｘと各故障モードの閾値とを比較する。また、ステップＳ２３と同様に診断の結果を通信により送信する。
【００６８】
所定時間（例えば５００ｍｓｅｃ）を経過すると、次のステップＳ３７に進む。ステップＳ３７では、診断制御部１０は表示回路を初期化するために、発光ダイオード２２の消灯に必要な制御信号を、ＬＥＤコントローラ２０を介してドライバ２１の入力に与える。
【００６９】
これにより、表示回路が正常な状態であれば、ドライバ２１内部のトランジスタがオフ状態になり、発光ダイオード２２に対する電圧印加は解除される。つまり、発光ダイオード２２のカソード電極側が開放されるので、発光ダイオード２２には電流が流れず、発光ダイオード２２は消灯状態になる。
【００７０】
ステップＳ３８では、診断制御部１０は発光ダイオード２２の点灯を指示する信号を受信するまで待機する。例えば、発光ダイオード２２が所定のウォーニングの表示用である場合に、ウォーニング表示の指示が外部の電子制御ユニットからＣＡＮインタフェース５０を介して診断制御部１０に入力されると、この信号を受信して次のステップＳ３９に進む。
【００７１】
ステップＳ３９では、診断制御部１０は受信した信号に従って、発光ダイオード２２が点灯又は消灯するように、所定の制御信号をＬＥＤコントローラ２０を介してドライバ２１に与える。
【００７２】
なお、図１に示した不揮発性メモリ４０の代わりに読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を用いても良いし、これを診断制御部１０のマイクロコンピュータに内蔵しても良い。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 診断制御部
１１ アナログ／デジタル変換部
２０ ＬＥＤコントローラ
２１ ドライバ
２２ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
２３ 輝度調整用抵抗器
２４ 電源ライン
３０ 分圧回路
３１，３２ 抵抗器
４０ 不揮発性メモリ
５０ ＣＡＮインタフェース
６０ 入力インタフェース
１００ 故障診断装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示素子と所定の表示指示信号に従って前記表示素子への電圧印加のオンオフを切り替えるドライバとを有する表示回路の故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両用の計器板ユニットには、各種のインジケータやウォーニングの表示を行うために、１つ又は複数の表示素子を有する表示回路が組み込まれている。表示素子の代表例としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられる場合が多い。例えば、ウォーニングの表示が必要な時に該当する表示素子に所定の電圧を印加し、この表示素子を点灯状態に切り替える。また、ウォーニングの表示が不要な時には該当する表示素子への電圧印加を解除し、この表示素子を消灯状態に切り替える。また、このような表示回路には、表示素子への電圧印加のオンオフを切り替えるためにトランジスタ等で構成されるドライバが備わっている場合が多い。
【０００３】
ところで、上記のような表示回路には故障が発生する場合がある。例えば、表示素子自体が断線したり回路に短絡が生じると、ドライバに印加する制御信号を切り替えても、表示素子に所定の電圧が印加されない状態になる。つまり、ドライバに印加する制御信号をオン（点灯）状態に切り替えても、表示素子が消灯のまま変化しなくなったり、ドライバに印加する制御信号をオフ（消灯）状態に切り替えても、表示素子が点灯のまま変化しなくなる場合がある。また、ドライバが故障する場合もある。
【０００４】
上記のような表示回路の故障については、人間が目視で確認するのは非常に面倒である。従って、従来より表示回路等における故障の有無を自己診断するための技術が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ＬＥＤ表示灯の故障診断回路の技術が開示されている。特許文献１においては、ＬＥＤ表示灯に電圧を印加する時（点灯する時）に、実際に印加される電圧を検出し、この電圧を２つのアナログ比較器で２つの閾値と比較している。すなわち、検出した電圧が下限閾値と上限閾値との間にあれば正常とみなし、下限閾値よりも電圧が低い場合は断線の故障とみなし、上限閾値よりも電圧が高い場合は短絡の故障とみなすように制御している。
【０００６】
また、特許文献２には電気モータを駆動する回路における故障診断の技術が開示されている。特許文献２においては、モータに電力を供給する経路を切り替え、モータに十分な電力が供給されていない状態であっても回路の故障の有無を判別できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２４９３８３号公報
【特許文献２】特表２００１−５１３８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術では、ＬＥＤ表示灯を点灯状態に制御する時だけ診断を行っているので、診断対象の表示素子を消灯状態に制御した時以外では検出不可能な故障については診断できない。例えば、表示素子への電圧印加をオンオフするドライバのトランジスタが短絡している場合、表示素子を消灯状態に制御した状態で電圧を検出しなければ異常を把握できない。また、特許文献２のように負荷に電力を供給する経路を切り替える場合であっても、通常の電力を印加する際に使用するドライバが故障した場合にはそれを検出できない。
【０００９】
また、実際の表示回路においては様々な種類の故障が発生する可能性があるので、特許文献１のように正常な範囲の上限および下限の閾値と実際の電圧とを比較するだけでは正しい診断を行うのは困難である。すなわち、診断対象の表示素子以外に、電流を調整する抵抗器やドライバが故障する場合もあり、表示素子が正常な状態よりも暗い状態で点灯したり、明るすぎる状態で点灯する場合もあるので、従来技術では故障モードの特定ができない。
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、様々な種類の故障について故障の種類を特定することが可能な表示回路の故障診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するために、本発明に係る表示回路の故障診断装置は、下記（１）〜（３）を特徴としている。
（１） 少なくとも１つの表示素子と、所定の表示指示信号に従って前記表示素子への電圧印加のオンオフを切り替えるドライバとを有する表示回路の故障診断装置であって、
前記表示素子の実際の印加電圧の値を検出する印加電圧検出部と、
前記表示素子の点灯状態および消灯状態のそれぞれについて、電圧の正常な範囲の上限および下限の閾値を保持すると共に、前記正常な範囲を外れる故障状態範囲について、複数の故障モードのそれぞれの範囲の上限および下限の閾値を保持する閾値情報保持部と、
前記表示素子の点灯／消灯を決定する前記ドライバの駆動状態と、前記印加電圧検出部が検出した電圧値と、前記閾値情報保持部が保持している閾値とに基づいて正常か否かを識別すると共に、正常でない場合には、前記ドライバの駆動状態と、前記印加電圧検出部が検出した電圧値と、前記閾値情報保持部が保持している閾値とに基づき故障モードの種別を識別する診断制御部と
を備えること。
（２） 上記（１）に記載の表示回路の故障診断装置であって、
前記診断制御部は、アナログ電圧をデジタル情報に変換するアナログ／デジタル変換部を含み、前記印加電圧検出部が検出した電圧のデジタル情報と、前記閾値情報保持部が保持する閾値のデジタル情報とを比較すること。
（３） 上記（１）に記載の表示回路の故障診断装置であって、
前記診断制御部は、前記ドライバに印加する制御信号のオンオフを所定時間以内に１回以上切り替えて、前記表示素子の点灯状態の診断と消灯状態の診断との両方を連続的に実施する自動診断モードを有すること。
【００１２】
上記（１）の構成の表示回路の故障診断装置によれば、前記診断制御部は、表示回路の機能が正常か否かを識別すると共に、正常でない場合にはどのような故障状態なのかを自動的に識別することができる。
上記（２）の構成の表示回路の故障診断装置によれば、デジタル処理により比較を行うので、識別すべき故障モードの数や閾値の種類が多くなっても回路構成をほとんど変更する必要がなく、装置のコスト上昇を抑制できる。
上記（３）の構成の表示回路の故障診断装置によれば、外部から表示指示信号が入力されない状態であっても、前記表示素子の点灯状態でのみ検出可能な故障と、消灯状態でのみ検出可能な故障との両方を所定時間以内に自動的に検出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、様々な種類の故障について故障の種類を特定することが可能になる。また、前記表示素子の点灯状態でのみ検出可能な故障と、消灯状態でのみ検出可能な故障との両方を検出できる。
【００１４】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の表示回路の故障診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示した装置の主要な動作を示すフローチャートである。
【図３】点灯要求時の各種状態と検出される電圧の範囲との具体例を示す模式図である。
【図４】消灯要求時の各種状態と検出される電圧の範囲との具体例を示す模式図である。
【図５】図１に示した装置における代表的な状態の一覧を表す模式図である。
【図６】自動診断モードの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の表示回路の故障診断装置に関する具体的な実施の形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
【００１７】
＜装置の構成＞
本実施形態における表示回路の故障診断装置の電気回路の構成例が図１に示されている。図１に示す故障診断装置１００は、例えば自動車に搭載される計器板ユニットの内部に組み込まれるものであり、ウォーニング等の表示を行う表示回路の点灯／消灯の切替に関する診断を行うための機能を有している。
【００１８】
図１に示す構成例においては、表示素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）２２が、点灯することによりウォーニングを表示し、発光ダイオード２２を消灯することによりウォーニングの表示を解除することができる。勿論、発光ダイオード２２以外の表示素子、例えば有機ＥＬ表示素子を利用しても良い。
【００１９】
発光ダイオード２２は、所定の電圧を印加してアノード電極側からカソード電極側に順方向に通電することにより発光し点灯状態になる。また、発光ダイオード２２への電圧印加を解除することにより発光が停止し消灯状態になる。
【００２０】
図１に示す構成例においては、発光ダイオード２２のアノード電極は、輝度調整用抵抗器２３を経由して電源ライン２４と接続されており、発光ダイオード２２のカソード電極はドライバ２１と接続されている。輝度調整用抵抗器２３は、発光ダイオード２２に印加する電圧および電流を調整し発光ダイオード２２の発光輝度を適正に維持する。
【００２１】
ドライバ２１は、トランジスタ等のスイッチング素子で構成されており、表示制御信号として入力される二値信号に従ってオンオフする。ドライバ２１がオンの状態では発光ダイオード２２のカソード電極が接地され、ドライバ２１がオフの状態では発光ダイオード２２のカソード電極は開放される。
【００２２】
つまり、ドライバ２１がオンの時には電源ライン２４から輝度調整用抵抗器２３、発光ダイオード２２、ドライバ２１内部のスイッチング素子を経由してアースラインに電流が流れ、発光ダイオード２２が発光する。ドライバ２１がオフの時には、発光ダイオード２２のカソード電極が開放されるため電流は流れなくなり発光は停止する。
【００２３】
図１に示す故障診断装置１００には、上述の構成要素の他に、診断制御部１０、ＬＥＤコントローラ２０、分圧回路３０、不揮発性メモリ４０、ＣＡＮインタフェース（Ｉ／Ｆ）５０、および入力インタフェース６０が備わっている。
【００２４】
診断制御部１０は、マイクロコンピュータで構成されており、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部１１を内蔵している。このマイクロコンピュータは予め用意されているプログラムを実行することにより故障診断装置１００に必要とされる各種の制御機能を実現する。診断制御部１０の動作については後で説明する。
【００２５】
ＬＥＤコントローラ２０は、発光ダイオード２２等の表示素子を制御する機能を有する集積回路であり、診断制御部１０が出力する表示制御信号をドライバ２１の駆動に適した信号に変換する。
【００２６】
分圧回路３０は、２つの抵抗器３１、３２により構成されており、一端が発光ダイオード２２のアノード電極と接続され、他端がアースラインと接続されている。また、分圧回路３０の出力端子である抵抗器３１、３２の接続点は、アナログ／デジタル変換部１１のアナログ入力端子と接続されている。この分圧回路３０は、発光ダイオード２２に印加される電圧の検出値をアナログ／デジタル変換部１１への入力に適したレベルに変換する。
【００２７】
不揮発性メモリ４０は、表示回路の診断に必要な各種の閾値のデータを予め保持している。不揮発性メモリ４０が保持しているデータは、診断制御部１０のアクセスにより必要に応じて読み出され、診断制御に利用される。
【００２８】
ＣＡＮインタフェース５０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）規格に適合する通信インタフェースの機能を有し、車両上の図示しない各種電子制御ユニット（ＥＣＵ）と故障診断装置１００との間のデータ通信を可能にする。例えば、発光ダイオード２２の点灯／消灯制御と関係のある情報を他の電子制御ユニットから取得したり、故障診断装置１００における診断の結果を他の電子制御ユニットに通知するためにＣＡＮインタフェース５０が利用される。
【００２９】
入力インタフェース６０は、車両側に備わっている各種センサから出力される車両信号を入力し診断制御部１０の処理に適した信号に変換するために利用される。
【００３０】
＜診断の際に利用する閾値＞
図１に示す故障診断装置１００の不揮発性メモリ４０上には、次に示す表１および表２のような閾値のデータが予め登録されている。
【表１】
【表２】
【００３１】
表１のデータは、診断制御部１０がドライバ２１に対して発光ダイオード２２の点灯を要求するための制御信号を出力する時に参照する閾値群である。また、表２のデータは、診断制御部１０がドライバ２１に対して発光ダイオード２２の消灯を要求するための制御信号を出力する時に参照する閾値群である。
【００３２】
表１に示すように、このデータの中には、正常な範囲を表すデータとそれ以外の各種故障モードの範囲を表すデータとが含まれている。正常な範囲を表すデータについては、この範囲の上限値を表すＶ0maxと、下限値を表すＶ0minとが含まれている。また、各種故障モードとして「故障０１」、「故障０２」、「故障０３」、「故障０４」、「故障０５」、「故障０６」が定めてあり、それぞれの故障モードについてそれらの上限値（Ｖth0nmax）および下限値（Ｖth0nmin）のデータが登録されている。
【００３３】
同様に、表２に示すデータの中には、正常な範囲を表すデータとそれ以外の各種故障モードの範囲を表すデータとが含まれている。正常な範囲を表すデータについては、この範囲の上限値を表すＶ1maxと、下限値を表すＶ1minとが含まれている。また、各種故障モードとして「故障１１」、「故障１２」、「故障１３」、「故障１４」、「故障１５」、「故障１６」が定めてあり、それぞれの故障モードについてそれらの上限値（Ｖth1nmax）および下限値（Ｖth1nmin）のデータが登録されている。
【００３４】
＜各種閾値の具体例＞
点灯要求時の表示回路の各種状態と検出される電圧の範囲との具体例が図３に示されている。また、消灯要求時の各種状態と検出される電圧の範囲との具体例が図４に示されている。
【００３５】
すなわち、図１に示すような表示回路において、分圧回路３０の出力からアナログ／デジタル変換部１１に入力される検出電圧Ｖｘは、様々な状態において図３、図４のように変化する。
【００３６】
例えば、発光ダイオード２２を点灯する時には、図３に示すように、検出電圧Ｖｘが１Ｖ〜２Ｖの範囲Ｒｏｎ内であれば、正常であるとみなすことができる。但し、ドライバ２１内部のトランジスタが短絡（ショート）している場合にも検出電圧Ｖｘがこの範囲Ｒｏｎ内になる。また、輝度調整用抵抗器２３が断線（ＯＰＥＮ）している時には、検出電圧Ｖｘが０Ｖ〜０．２５Ｖの範囲Ｒ０１内になり、発光ダイオード２２が短絡している時には、検出電圧Ｖｘが０．２５Ｖ〜０．７５Ｖの範囲Ｒ０２内になる。また、発光ダイオード２２が通常よりも薄く点灯する時には、検出電圧Ｖｘが０．７５Ｖ〜１Ｖの範囲Ｒ０３内になり、発光ダイオード２２が断線している時には、検出電圧Ｖｘが３．２５Ｖ〜４Ｖの範囲Ｒ０５内になる。また、輝度調整用抵抗器２３が短絡している時には検出電圧Ｖｘが４．５Ｖ〜５．２５Ｖの範囲Ｒ０６内になる。また、上記以外の異常な状態の場合には、検出電圧Ｖｘが２．２Ｖ〜３．２５Ｖの範囲Ｒ０４内になる。
【００３７】
同様に、発光ダイオード２２を消灯する時には、図４に示すように、検出電圧Ｖｘが３．２５Ｖ〜４Ｖの範囲Ｒｏｆｆ内であれば、正常であるとみなすことができる。但し、発光ダイオード２２自体が断線又は短絡している場合にも検出電圧Ｖｘがこの範囲Ｒｏｆｆ内になる。また、輝度調整用抵抗器２３が断線（ＯＰＥＮ）している時には、検出電圧Ｖｘが０Ｖ〜０．２５Ｖの範囲Ｒ１１内になり、ドライバ２１内のトランジスタが短絡している場合には、検出電圧Ｖｘが１Ｖ〜２Ｖの範囲Ｒ１２内になる。また、発光ダイオード２２の輝度が明るすぎる時には、検出電圧Ｖｘが２Ｖ〜３Ｖの範囲Ｒ１３内になり、発光ダイオード２２の輝度が薄い時には、検出電圧Ｖｘが４Ｖ〜４．５Ｖの範囲Ｒ１４内になる。また、輝度調整用抵抗器２３が短絡している時には検出電圧Ｖｘが４．５Ｖ〜５．２５Ｖの範囲Ｒ１５内になる。
【００３８】
つまり、図３に示した電圧の範囲Ｒｏｎを前述の表１における正常な範囲の上限値および下限値として登録しておくことにより、これらの閾値を用いて正常な点灯状態か否かを識別できる。また、図３に示した電圧の範囲Ｒ０１〜Ｒ０６を表１における各故障モードの「故障０１」〜「故障０６」に対応付けて閾値として登録しておくことにより、これらの閾値を用いて故障モードの種類を識別することが可能になる。
【００３９】
また、図４に示した電圧の範囲Ｒｏｆｆを前述の表２における正常な範囲の上限値および下限値として登録しておくことにより、これらの閾値を用いて正常な消灯状態か否かを識別できる。また、図４に示した電圧の範囲Ｒ１１〜Ｒ１５を表２における各故障モードの「故障１１」〜「故障１５」に対応付けて閾値として登録しておくことにより、これらの閾値を用いて故障モードの種類を識別することが可能になる。
【００４０】
図１に示した装置における代表的な状態の一覧が図５に示されている。つまり、図１の診断制御部１０は、不揮発性メモリ４０に登録されている表１、表２のような閾値を参照して診断を行うことにより、図５に示すような診断を行うことができる。
【００４１】
＜装置の動作＞
図１に示した故障診断装置１００の主要な動作が図２に示されている。この動作は診断制御部１０の処理により実現される。図２に示す動作について以下に説明する。
【００４２】
診断制御部１０は、故障診断装置１００を含む計器板（メータ）ユニットの電源がオンになると、図２のステップＳ１１からＳ１２の処理に進む。
【００４３】
ステップＳ１２では、診断制御部１０は電源投入直後の初期状態として、発光ダイオード２２を消灯するために必要な制御信号を、ＬＥＤコントローラ２０を介してドライバ２１の入力に与える。
これにより、表示回路が正常な状態であれば、ドライバ２１内部のトランジスタがオフ状態になり、発光ダイオード２２に対する電圧印加は解除される。つまり、発光ダイオード２２のカソード電極側が開放されるので、発光ダイオード２２には電流が流れず、発光ダイオード２２は消灯状態になる。
【００４４】
ステップＳ１３では、診断制御部１０は表示回路の診断のために、アナログ／デジタル変換部１１に入力される検出電圧Ｖｘをサンプリングしてデジタル信号に変換し、この検出電圧Ｖｘのレベルが正常か否かを識別する。
【００４５】
具体的には、前述の表２に示した消灯要求時の閾値を不揮発性メモリ４０から取得し、正常な範囲の上限値Ｖ１maxおよび下限値Ｖ１minと検出電圧Ｖｘとを比較する。検出電圧Ｖｘが上限値Ｖ１max、下限値Ｖ１minの範囲内であれば「正常」とみなしてステップＳ１７に進み、この範囲外であればステップＳ１４に進む。
【００４６】
ステップＳ１４では、診断制御部１０はこの表示回路が消灯状態において異常であると認識し、異常時の処理として故障モードの識別を実行する。具体的には、前述の表２に示した消灯要求時の閾値を不揮発性メモリ４０から取得し、検出電圧Ｖｘと各故障モードの閾値とを比較する。例えば、検出電圧Ｖｘが表２の上限値Ｖth12maxと下限値Ｖth12minとの範囲内であれば、故障の種類が「故障１１」、すなわち図４に示す範囲Ｒ１２のトランジスタショートの故障として認識する。
【００４７】
ステップＳ１５では、診断制御部１０はステップＳ１４の診断結果を表す情報、すなわち表示回路で異常が生じていることを表す情報と、故障の種類を表す情報とをＣＡＮインタフェース５０を介して外部の装置に通知する。
【００４８】
ステップＳ１６では、表示回路が故障している状態なので、診断制御部１０は、これ以降、発光ダイオード２２を点灯しないように情報を記憶すると共に、発光ダイオード２２を消灯するために必要な制御信号を、ＬＥＤコントローラ２０を介してドライバ２１の入力に与える。
【００４９】
ステップＳ１７では、診断制御部１０はこの表示回路が消灯状態において正常であると認識し、この状態を記憶する。また、次のステップＳ１８で、ステップＳ１７の診断結果を表す情報、すなわち消灯状態では表示回路が正常であることを表す情報をＣＡＮインタフェース５０を介して外部の装置に通知する。
【００５０】
ステップＳ１９では、診断制御部１０は発光ダイオード２２の点灯を指示する信号を受信するまで待機する。例えば、発光ダイオード２２が所定のウォーニングの表示用である場合に、ウォーニング表示の指示が外部の電子制御ユニットからＣＡＮインタフェース５０を介して診断制御部１０に入力されると、この信号を受信して次のステップＳ２０に進む。
【００５１】
ステップＳ２０では、診断制御部１０は、発光ダイオード２２を点灯するために必要な制御信号を、ＬＥＤコントローラ２０を介してドライバ２１の入力に与える。
これにより、表示回路が正常な状態であれば、ドライバ２１内部のトランジスタがオン状態になり、発光ダイオード２２に対して所定の電圧が印加される。つまり、電源ライン２４から輝度調整用抵抗器２３、発光ダイオード２２、ドライバ２１内のトランジスタを介してアース側に電流が流れ、発光ダイオード２２が点灯する。
【００５２】
ステップＳ２１では、診断制御部１０は表示回路の診断のために、アナログ／デジタル変換部１１に入力される検出電圧Ｖｘをサンプリングしてデジタル信号に変換し、この検出電圧Ｖｘのレベルが正常か否かを識別する。
【００５３】
具体的には、前述の表１に示した点灯要求時の閾値を不揮発性メモリ４０から取得し、正常な範囲の上限値Ｖ０maxおよび下限値Ｖ０minと検出電圧Ｖｘとを比較する。検出電圧Ｖｘが上限値Ｖ０max、下限値Ｖ０minの範囲内であれば「正常」とみなしてステップＳ２５に進み、この範囲外であればステップＳ２２に進む。
【００５４】
ステップＳ２２では、診断制御部１０はこの表示回路が点灯状態において異常であると認識し、異常時の処理として故障モードの識別を実行する。具体的には、前述の表１に示した点灯要求時の閾値を不揮発性メモリ４０から取得し、検出電圧Ｖｘと各故障モードの閾値とを比較する。例えば、検出電圧Ｖｘが表１の上限値Ｖth05maxと下限値Ｖth05minとの範囲内であれば、故障の種類が「故障０５」、すなわち図３に示す範囲Ｒ０５のＬＥＤオープンの故障として認識する。
【００５５】
ステップＳ２３では、診断制御部１０はステップＳ２２の診断結果を表す情報、すなわち表示回路で異常が生じていることを表す情報と、故障の種類を表す情報とをＣＡＮインタフェース５０を介して外部の装置に通知する。
【００５６】
ステップＳ２４では、表示回路が故障している状態なので、診断制御部１０は、これ以降、発光ダイオード２２を点灯しないように情報を記憶すると共に、発光ダイオード２２を消灯するために必要な制御信号を、ＬＥＤコントローラ２０を介してドライバ２１の入力に与える。
【００５７】
ステップＳ２５では、診断制御部１０はこの表示回路が点灯状態において正常であると認識し、この状態を記憶する。また、次のステップＳ２６で、ステップＳ２５の診断結果を表す情報、すなわち点灯状態では表示回路が正常であることを表す情報をＣＡＮインタフェース５０を介して外部の装置に通知する。
【００５８】
＜自動診断モードの追加＞
図２に示した動作においては、発光ダイオード２２を消灯要求する状態と、点灯要求する状態とのいずれについても診断を行うことができるが、点灯／消灯を切り替える指示が外部の装置から入力されない限り、両方の状態で診断を行うことはできない。
【００５９】
しかし、例えば図３に示す範囲Ｒ０２のＬＥＤショートのように点灯状態でなければ検出できない故障や、図４に示す範囲Ｒ１２のトランジスタショートのように消灯状態でなければ検出できない故障も存在する。そこで、所定時間内に両方の状態で診断を行うための機能を実現するために、以下に説明する自動診断モードを設ける。
【００６０】
自動診断モードの動作が図６に示されている。この動作は診断制御部１０の処理により実現する。図６に示す動作について以下に説明する。
【００６１】
ステップＳ３１では、診断制御部１０は、発光ダイオード２２を消灯するために必要な制御信号を、ＬＥＤコントローラ２０を介してドライバ２１の入力に与える。
これにより、表示回路が正常な状態であれば、ドライバ２１内部のトランジスタがオフ状態になり、発光ダイオード２２に対する電圧印加は解除される。つまり、発光ダイオード２２のカソード電極側が開放されるので、発光ダイオード２２には電流が流れず、発光ダイオード２２は消灯状態になる。
【００６２】
ステップＳ３２では、消灯時の診断処理を実行する。すなわち、図２に示したステップＳ１３、Ｓ１４、Ｓ１５と同様に処理する。つまり、診断制御部１０は表示回路の診断のために、アナログ／デジタル変換部１１に入力される検出電圧Ｖｘをサンプリングしてデジタル信号に変換し、この検出電圧Ｖｘのレベルが正常か否かを識別する。また、ステップＳ３２の処理を開始してから所定時間（例えば５００ｍｓｅｃ）を経過してなければ、ステップＳ３２の処理を繰り返す。
【００６３】
ステップＳ３２で異常を検出した場合には、診断制御部１０はこの表示回路が消灯状態において異常であると認識し、異常時の処理として故障モードの識別を実行する。具体的には、前述の表２に示した消灯要求時の閾値を不揮発性メモリ４０から取得し、検出電圧Ｖｘと各故障モードの閾値とを比較する。例えば、検出電圧Ｖｘが表２の上限値Ｖth12maxと下限値Ｖth12minとの範囲内であれば、故障の種類が「故障１１」、すなわち図４に示す範囲Ｒ１２のトランジスタショートの故障として認識する。また、ステップＳ１５と同様に診断の結果を通信により送信する。
【００６４】
所定時間（例えば５００ｍｓｅｃ）を経過すると、次のステップＳ３４に進む。ステップＳ３４では、診断制御部１０は、発光ダイオード２２を点灯するために必要な制御信号を、ＬＥＤコントローラ２０を介してドライバ２１の入力に与える。
【００６５】
これにより、表示回路が正常な状態であれば、ドライバ２１内部のトランジスタがオン状態になり、発光ダイオード２２に対して所定の電圧が印加される。つまり、電源ライン２４から輝度調整用抵抗器２３、発光ダイオード２２、ドライバ２１内のトランジスタを介してアース側に電流が流れ、発光ダイオード２２が点灯する。
【００６６】
ステップＳ３５では、点灯時の診断処理を実行する。すなわち、図２に示したステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３と同様に処理する。つまり、診断制御部１０は表示回路の診断のために、アナログ／デジタル変換部１１に入力される検出電圧Ｖｘをサンプリングしてデジタル信号に変換し、この検出電圧Ｖｘのレベルが正常か否かを識別する。また、ステップＳ３５の処理を開始してから所定時間（例えば５００ｍｓｅｃ）を経過してなければ、ステップＳ３５の処理を繰り返す。
【００６７】
ステップＳ３５で異常を検出した場合には、診断制御部１０はこの表示回路が点灯状態において異常であると認識し、異常時の処理として故障モードの識別を実行する。具体的には、前述の表１に示した点灯要求時の閾値を不揮発性メモリ４０から取得し、検出電圧Ｖｘと各故障モードの閾値とを比較する。また、ステップＳ２３と同様に診断の結果を通信により送信する。
【００６８】
所定時間（例えば５００ｍｓｅｃ）を経過すると、次のステップＳ３７に進む。ステップＳ３７では、診断制御部１０は表示回路を初期化するために、発光ダイオード２２の消灯に必要な制御信号を、ＬＥＤコントローラ２０を介してドライバ２１の入力に与える。
【００６９】
これにより、表示回路が正常な状態であれば、ドライバ２１内部のトランジスタがオフ状態になり、発光ダイオード２２に対する電圧印加は解除される。つまり、発光ダイオード２２のカソード電極側が開放されるので、発光ダイオード２２には電流が流れず、発光ダイオード２２は消灯状態になる。
【００７０】
ステップＳ３８では、診断制御部１０は発光ダイオード２２の点灯を指示する信号を受信するまで待機する。例えば、発光ダイオード２２が所定のウォーニングの表示用である場合に、ウォーニング表示の指示が外部の電子制御ユニットからＣＡＮインタフェース５０を介して診断制御部１０に入力されると、この信号を受信して次のステップＳ３９に進む。
【００７１】
ステップＳ３９では、診断制御部１０は受信した信号に従って、発光ダイオード２２が点灯又は消灯するように、所定の制御信号をＬＥＤコントローラ２０を介してドライバ２１に与える。
【００７２】
なお、図１に示した不揮発性メモリ４０の代わりに読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を用いても良いし、これを診断制御部１０のマイクロコンピュータに内蔵しても良い。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 診断制御部
１１ アナログ／デジタル変換部
２０ ＬＥＤコントローラ
２１ ドライバ
２２ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
２３ 輝度調整用抵抗器
２４ 電源ライン
３０ 分圧回路
３１，３２ 抵抗器
４０ 不揮発性メモリ
５０ ＣＡＮインタフェース
６０ 入力インタフェース
１００ 故障診断装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの表示素子と、所定の表示指示信号に従って前記表示素子への電圧印加のオンオフを切り替えるドライバとを有する表示回路の故障診断装置であって、
前記表示素子の実際の印加電圧の値を検出する印加電圧検出部と、
前記表示素子の点灯状態および消灯状態のそれぞれについて、電圧の正常な範囲の上限および下限の閾値を保持すると共に、前記正常な範囲を外れる故障状態範囲について、複数の故障モードのそれぞれの範囲の上限および下限の閾値を保持する閾値情報保持部と、
前記表示素子の点灯／消灯を決定する前記ドライバの駆動状態と、前記印加電圧検出部が検出した電圧値と、前記閾値情報保持部が保持している閾値とに基づいて正常か否かを識別すると共に、正常でない場合には、前記ドライバの駆動状態と、前記印加電圧検出部が検出した電圧値と、前記閾値情報保持部が保持している閾値とに基づき故障モードの種別を識別する診断制御部と
を備えることを特徴とする表示回路の故障診断装置。
【請求項２】
前記診断制御部は、アナログ電圧をデジタル情報に変換するアナログ／デジタル変換部を含み、前記印加電圧検出部が検出した電圧のデジタル情報と、前記閾値情報保持部が保持する閾値のデジタル情報とを比較する
ことを特徴とする請求項１に記載の表示回路の故障診断装置。
【請求項３】
前記診断制御部は、前記ドライバに印加する制御信号のオンオフを所定時間以内に１回以上切り替えて、前記表示素子の点灯状態の診断と消灯状態の診断との両方を連続的に実施する自動診断モードを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の表示回路の故障診断装置。
【請求項１】
少なくとも１つの表示素子と、所定の表示指示信号に従って前記表示素子への電圧印加のオンオフを切り替えるドライバとを有する表示回路の故障診断装置であって、
前記表示素子の実際の印加電圧の値を検出する印加電圧検出部と、
前記表示素子の点灯状態および消灯状態のそれぞれについて、電圧の正常な範囲の上限および下限の閾値を保持すると共に、前記正常な範囲を外れる故障状態範囲について、複数の故障モードのそれぞれの範囲の上限および下限の閾値を保持する閾値情報保持部と、
前記表示素子の点灯／消灯を決定する前記ドライバの駆動状態と、前記印加電圧検出部が検出した電圧値と、前記閾値情報保持部が保持している閾値とに基づいて正常か否かを識別すると共に、正常でない場合には、前記ドライバの駆動状態と、前記印加電圧検出部が検出した電圧値と、前記閾値情報保持部が保持している閾値とに基づき故障モードの種別を識別する診断制御部と
を備えることを特徴とする表示回路の故障診断装置。
【請求項２】
前記診断制御部は、アナログ電圧をデジタル情報に変換するアナログ／デジタル変換部を含み、前記印加電圧検出部が検出した電圧のデジタル情報と、前記閾値情報保持部が保持する閾値のデジタル情報とを比較する
ことを特徴とする請求項１に記載の表示回路の故障診断装置。
【請求項３】
前記診断制御部は、前記ドライバに印加する制御信号のオンオフを所定時間以内に１回以上切り替えて、前記表示素子の点灯状態の診断と消灯状態の診断との両方を連続的に実施する自動診断モードを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の表示回路の故障診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−４１６７８（Ｐ２０１３−４１６７８Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７６０８５（Ｐ２０１１−１７６０８５）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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