随着车速的不断提高，交通流量越来越大，夜晚出现事故的概率逐年增大。车灯作为汽车与汽车及周边环境通信的工具，对于确保夜间驾驶安全具有十分重要的意义。在夜间驾驶过程中，若具备了某一项功能，例如远光灯，近光灯，停车灯，转向灯或者尾灯等都不能够正常运行，那么车厢里的司机就不能够很容易地感知到故障，继而就会出现车祸。所以确保夜间行车安全的首要任务就是要确保车灯各项功能能够正常运行并在车灯出现故障时第一时间通知驾驶员。实际上，GB4785-2019及之前版本都清楚地说明，对于转向灯、停车灯等功能，在构思过程中需要考虑加入车灯诊断方法，如果出现故障情况，驾驶员周围的环境可以提供视觉或音频提示通知驾驶员采取积极措施。
图1 仪表盘提示检查右前驻车灯
然而，随着LED技术的发展，如何确定LED灯具诊断的具体参数，以及如何以经济高效的方式实现，一直困扰着所有的工程师。在此背景下，本文通过对一般诊断方法的分析，对传统诊断方法提供了修改建议或实际电路，并提出了一种能满足不同功能要求的综合诊断方法。
LED车灯常见故障
对传统卤素灯来说，光源仅有on光源和off光源两种状态。在正常运行过程中，各参数（电流、电压、温度）一直处于良好的状态；故障发生后，灯丝被熔断，电路被切断。一般情况下短路发生概率比较小。这两种情况（开路和短路）的电流或电压的参数相差很大。所以通过检测电路中电压或者电流就能轻松检测出电路中是否存在故障。
但是，对LED灯而言，因为每个部分是通过多个LED来实现的，所以其中电路连接方式也有所不同（串联的，并联的或者混合的），因此无论是LED还是LED的驱动器，都存在两种故障（开路或短路）的可能。另外，因为车灯在高温、高湿环境中工作，渗水或者进水的危险较大，甚至电路可靠性极高时，都会出现漏电现象。
LED驱动器的组成
诊断通常有两种方式：LED光源的诊断及LED驱动器的诊断。驱动诊断通常是通过开路进行的，也就是通过评估实际输出（电流/电压）与理论值（电流/电压）的一致性来确定车灯性能的正常与否。通常情况下，诊断电路和LED驱动器之间存在较强的相关性。为确保LED电路既简单可靠又经济有效，LED驱动电路与故障电路必须很好地配合。LED驱动器一般采用以下三种方式实现。
表1 LED驱动器分类
诊断模块的组成
故障诊断反馈系统由驱动、数据采集、诊断、反馈等模块组成。驱动模块通常由电阻或线性电路或恒流驱动电路来实现，并能实现控制逻辑和技术要求，是LED驱动电路的核心。采集模块主要负责LED电压信息的采集，通过对信号的放大，为诊断模块提供输入。诊断模块负责检测电压的故障评估，并将故障信息传递给反馈系统。反馈模块根据诊断模块的信息传递给BSI（车身控制模块）。BSI此信息传输到仪表盘，仪表盘将警告驾驶员发生故障的位置。
图2 典型LED车灯诊断驱动模块结构
在诊断系统的设计中，首先要根据不同的LED电路形式，评价如何满足诊断要求。通常，BSI对相关参数的要求如下：
1.车灯工作电压：保证车灯正常工作的基本电压，一般在8～16V之间，即车灯必须在该范围内正常工作（无异常关断、无闪烁）。
2.工作电流：保证灯具正常工作的基本电流。LED灯得电流要求相对较低，因此电流范围通常定义在0.1A到7A之间；当汽车灯在规定电流下工作时，需要考虑所有功能灯的可靠性。
3. 漏电流：电路开路时的电流。对于LED的前照灯，由于储能元件如电容器的存在，即使电路断开，储能元件也能为LED提供电流，导致工作过程中产生车灯的闪光现象。
4.最小诊断电流：如果故障诊断是通过最小电流检测的方式实现，则电路需要考虑车身系统的最小电流要求。
LED故障诊断思路的构想:
以LED驱动为分类依据，通常有以最小电流为诊断依据，以开关电路为诊断依据和以比较器为反馈依据。文中根据分析结果提出采用PWM诊断及通过总线结构诊断。
基于最小电流的诊断思想：LED恒流电路发生故障时，一般情况下会造成开路或者单个LED开关被切断。开路后电路电压上升引发过压保护并输出故障信号；但是若仅有单个LED开关被切断，则线路上电流不会发生很大改变，这时，可将光耦合器串入线路上。若正常运行的LED能达到亮度性能要求时，单个LED开关的断开并不会造成电路的闭合，这时车灯就可以正常运行；若不成功，整个电路闭合并引发故障报警。
