(57)【要約】  【課題】  無駄な電力の消費を低減する車両用発光ダイオード駆動装置を提供する。【解決手段】  発光ダイオード１２０、第１抵抗１３０、トランジスタ１４０、及びＭＰＵ１５０を有する発光ダイオード駆動装置において、ＭＰＵ１５０は、比較手段１５３にて検出電圧が設定値より大きいと判断された場合には、発光ダイオード１２０に供給されるパルス電流のデューティ比を小さくし、発光ダイオード１２０の平均的な発光強度を調整する。また、デューティ比を変化させる時、検出電圧が増加中であるか減少中であるかに応じて変化前のデューティ比を継続させて、デューティ比をヒステリシスをもたせて変化させる。これによれば、無駄な電力の消費を低減することが可能となる。更に、デューティ比を安定させ、ちらつき（フリッカ）を抑制することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）と、
前記発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）を駆動する為の主駆動ライン（１１０）と、
前記主駆動ライン（１１０）上に前記発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）に対し直列に挿入され、前記発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）への通電電流を調整する為の電流調整抵抗（１３０）と、
前記主駆動ライン（１１０）上に前記発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）に対し直列に挿入され、前記発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）を駆動する駆動手段（１４０、２４０）と、
前記駆動手段（１４０、２４０）を駆動させる入力信号を出力する制御部（１５０）とを有する車両用発光ダイオード駆動装置において、
前記制御部（１５０）は、前記主駆動ライン（１１０）の電圧を検出する電圧検出手段（１５１）と、
前記電圧検出手段（１５１）により検出された検出電圧と予め設定された設定値との大小を比較する比較手段（１５３）と、
前記比較手段（１５３）にて前記検出電圧が前記設定値より大きいと判断された場合には、前記発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）に供給されるパルス電流のデューティ比を小さくし、前記検出電圧が前記設定値より小さいと判断された場合には、前記デューティ比を大きくすることにより前記発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）の平均的な発光強度を調整する発光調整手段（１５４）とを有し、
前記発光調整手段（１５４）は、前記デューティ比を変化させる時、前記検出電圧が増加中であるか減少中であるかに応じて変化前の前記デューティ比を継続させて、前記デューティ比をヒステリシスをもたせて変化させることを特徴とする車両用発光ダイオード駆動装置。
【請求項２】
前記制御部（１５０）は、前記電圧検出手段（１５１）によって検出された検出電圧を設定周期（Ｔｓ）毎に平均化して平均値を算出する平均化手段（１５２）を有し、
前記比較手段（１５３）は、前記平均化手段（１５２）によって算出された平均値と前記設定値との大小を比較することを特徴とする請求項１に記載の車両用発光ダイオード駆動装置。
【請求項３】
発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）と、
前記発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）を駆動する為の主駆動ライン（１１０）と、
前記主駆動ライン（１１０）上に前記発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）に対し直列に挿入され、前記発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）への通電電流を調整する為の電流調整抵抗（１３０）と、
前記主駆動ライン（１１０）上に前記発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）に対し直列に挿入され、前記発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）を駆動する駆動手段（１４０、２４０）と、
前記駆動手段（１４０、２４０）を駆動させる入力信号を出力する制御部（１５０）とを有する車両用発光ダイオード駆動装置において、
前記制御部（１５０）は、前記主駆動ライン（１１０）の電圧を検出する電圧検出手段（１５１）と、
前記電圧検出手段（１５１）によって検出された検出電圧を設定周期（Ｔｓ）毎に平均化して平均値を算出する平均化手段（１５２）と、
前記平均化手段（１５２）によって算出された平均値と予め設定された設定値との大小を比較する比較手段（１５３）と、
前記比較手段（１５３）にて前記平均値が前記設定値より大きいと判断された場合には、前記発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）に供給されるパルス電流のデューティ比を小さくし、前記平均値が前記設定値より小さいと判断された場合には、前記デューティ比を大きくすることにより前記発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）の平均的な発光強度を調整する発光調整手段（１５４）とを有し、
前記設定周期（Ｔｓ）は、前記デューティ比の変化に伴って乗員に対し前記発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）のちらつきが感じられ難い周期に設定されていることを特徴とする車両用発光ダイオード駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用に用いられる発光ダイオードを駆動する車両用発光ダイオード駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光ダイオード駆動装置として、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の発光ダイオード駆動装置は、発光ダイオードであるＬＥＤ、ＬＥＤ駆動用のトランジスタ、及びＬＥＤの電流制限抵抗が直列に設けられている。ＬＥＤのアノード側は、電源に接続されている。入力信号がハイレベルの時、トランジスタには電流が流れ、ＬＥＤは発光する。入力信号がローレベルの時、トランジスタには電流が流れず、ＬＥＤは発光しない。
【特許文献１】特開平８−７８７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の発光ダイオード駆動装置は、車両用として用いられた場合、車両電源の電圧が運転状態等によって変化する為、発光ダイオードに流れる電流値が電源電圧の変化に応じて変化し、例えば、電源電圧が過度に高い場合、発光ダイオードの明るさも過度に明るくなり、無駄な電力を消費してしまうといった問題点がある。
【０００４】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、無駄な電力の消費を低減する車両用発光ダイオード駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００６】
請求項１に係る発明は、発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）と、発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）を駆動する為の主駆動ライン（１１０）と、主駆動ライン（１１０）上に発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）に対し直列に挿入され、発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）への通電電流を調整する為の電流調整抵抗（１３０）と、主駆動ライン（１１０）上に発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）に対し直列に挿入され、発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）を駆動する駆動手段（１４０、２４０）と、駆動手段（１４０、２４０）を駆動させる入力信号を出力する制御部（１５０）とを有する車両用発光ダイオード駆動装置において、制御部（１５０）は、主駆動ライン（１１０）の電圧を検出する電圧検出手段（１５１）と、電圧検出手段（１５１）により検出された検出電圧と予め設定された設定値との大小を比較する比較手段（１５３）と、比較手段（１５３）にて検出電圧が設定値より大きいと判断された場合には、発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）に供給されるパルス電流のデューティ比を小さくし、検出電圧が設定値より小さいと判断された場合には、デューティ比を大きくすることにより発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）の平均的な発光強度を調整する発光調整手段（１５４）とを有し、発光調整手段（１５４）は、デューティ比を変化させる時、検出電圧が増加中であるか減少中であるかに応じて変化前のデューティ比を継続させて、デューティ比をヒステリシスをもたせて変化させることを特徴とする。
【０００７】
これによれば、検出電圧が過度に高い場合、発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）に供給されるパルス電流のデューティ比を小さくするので、無駄な電力の消費を低減することが可能となる。また、デューティ比をヒステリシスをもたせて変化させるので、デューティ比を安定させ、発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）に通電する通電電流を滑らかに変化させることができ、ちらつき（フリッカ）を抑制することが可能となる。
【０００８】
また、請求項２に係る発明では、制御部（１５０）は、電圧検出手段（１５１）によって検出された検出電圧を設定周期（Ｔｓ）毎に平均化して平均値を算出する平均化手段（１５２）を有し、比較手段（１５３）は、平均化手段（１５２）によって算出された平均値と設定値との大小を比較することを特徴とする。
【０００９】
これによれば、検出電圧を平均化した平均値と設定値との大小を比較するので、一時的な検出電圧の変化によるちらつき（フリッカ）を抑制することが可能となる。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）と、発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）を駆動する為の主駆動ライン（１１０）と、主駆動ライン（１１０）上に発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）に対し直列に挿入され、発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）への通電電流を調整する為の電流調整抵抗（１３０）と、主駆動ライン（１１０）上に発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）に対し直列に挿入され、発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）を駆動する駆動手段（１４０、２４０）と、駆動手段（１４０、２４０）を駆動させる入力信号を出力する制御部（１５０）とを有する車両用発光ダイオード駆動装置において、制御部（１５０）は、主駆動ライン（１１０）の電圧を検出する電圧検出手段（１５１）と、電圧検出手段（１５１）によって検出された検出電圧を設定周期（Ｔｓ）毎に平均化して平均値を算出する平均化手段（１５２）と、平均化手段（１５２）によって算出された平均値と予め設定された設定値との大小を比較する比較手段（１５３）と、比較手段（１５３）にて平均値が設定値より大きいと判断された場合には、発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）に供給されるパルス電流のデューティ比を小さくし、平均値が設定値より小さいと判断された場合には、デューティ比を大きくすることにより発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）の平均的な発光強度を調整する発光調整手段（１５４）とを有し、設定周期（Ｔｓ）は、デューティ比の変化に伴って乗員に対し発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）のちらつきが感じられ難い周期に設定されていることを特徴とする。
【００１１】
これによれば、検出電圧が過度に高い場合、発光ダイオード（１２０、２２１、２２２）に供給されるパルス電流のデューティ比を小さくするので、無駄な電力の消費を低減することが可能となる。また、設定周期（Ｔｓ）毎にパルス電流のデューティ比を変化させるので、ちらつき（フリッカ）を抑制することが可能となる。
【００１２】
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態における発光ダイオード駆動装置１００の構造について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態における発光ダイオード駆動装置１００を示す回路構成図である。本実施形態における発光ダイオード駆動装置１００は、車両に搭載されるものである。
【００１４】
発光ダイオード駆動装置１００は、主駆動ライン１１０上に、車両用のメータ１８１の照明として使用される発光ダイオード１２０を備えている。発光ダイオード１２０のアノード側は、第１抵抗１３０、増幅回路１６０、ダイオード１９０、及びコネクタ１８０を介して車両電源１７０に接続されている。車両電源１７０から、コネクタ１８０、ダイオード１９０、増幅回路１６０、第１抵抗１３０、発光ダイオード１２０の順に直列に接続されている。第１抵抗１３０は、発光ダイオード１２０への通電電流を調整する電流調整抵抗である。増幅回路１６０は、入力された信号に応じて、より大きな出力エネルギーを出力する回路である。ダイオード１９０は、サージ電流等逆方向電流を阻止して発光ダイオード１２０を保護する為のものである。コネクタ１８０は、車両とメータ１８１とをつなぐ為のものである。
【００１５】
一方、発光ダイオード１２０のカソード側は、トランジスタ１４０のコレクタ側に接続されている。トランジスタ１４０は、発光ダイオード１２０を駆動する駆動手段である。トランジスタ１４０のエミッタ側は、グランドに接続されている。
【００１６】
また、発光ダイオード駆動装置１００は、トランジスタ１４０を駆動させる入力信号を出力するＭＰＵ１５０を備えている。ＭＰＵ１５０は、Ａ／Ｄ変換器１５１、平均化手段１５２、比較手段１５３、発光調整手段１５４、及び駆動切替手段１５５を備える制御部である。
【００１７】
Ａ／Ｄ変換器１５１は、主駆動ライン１１０上の電圧を検出し、平均化手段１５２に出力するものである。平均化手段１５２は、Ａ／Ｄ変換器によって検出された検出電圧を、設定周期Ｔｓ毎に平均化して平均値を算出する制御回路である。比較手段１５３は、平均化手段１５２によって算出された平均値と予め設定された設定値との大小を比較する制御回路である。発光調整手段１５４は、比較手段１５３の比較結果に基づき、発光ダイオード１２０に供給されるパルス電流のデューティ比を調整することにより、発光ダイオード１２０の平均的な発光強度を調整する制御回路である。発光調整手段１５４にてデューティ比が調整されたパルス電流は、増幅回路１６０に出力される。
【００１８】
駆動切替手段１５５は、発光ダイオード１２０の駆動状態を制御する制御回路である。駆動切替手段１５５は、第２抵抗１５６を介してトランジスタ１４０のベース側に接続され、トランジスタ１４０にハイレベル、又はローレベルの入力信号を出力する。ここで、本実施形態では、ハイレベルとは電源電圧であり、ローレベルとは０Ｖである。第２抵抗１５６は、トランジスタ１４０の駆動入力電圧を調整する為のものである。また、第２抵抗１５６とトランジスタ１４０との間には、トランジスタ１４０の残留電荷を引き抜き、スイッチング速度を向上させる働きを成す第３抵抗１５７が接続されている。
【００１９】
次に、本実施形態における発光ダイオード駆動装置１００の作動について説明する。まず、車両電源１７０がＯＮされると、ＭＰＵ１５０が車両電源１７０のＯＮを検知し、トランジスタ１４０のベース側にハイレベルの入力信号を出力する。その結果、主駆動ライン１１０に電流が流れ、発光ダイオード１２０は点灯する。そして、車両電源１７０がＯＦＦされると、ＭＰＵ１５０が車両電源１７０のＯＦＦを検知し、トランジスタ１４０にローレベルの入力信号を出力する。その結果、主駆動ライン１１０に電流は流れず、発光ダイオード１２０は消灯する。
【００２０】
本実施形態におけるＭＰＵ１５０の発光ダイオード１２０の調光制御について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態におけるＭＰＵ１５０の調光制御を示すフローチャートである。
【００２１】
ステップＳ１０１にて、主駆動ライン１１０上の電圧をＡ／Ｄ変換器１５１によって検出する。そして、ステップＳ１０２にて、検出された検出電圧を平均化手段１５２によって設定周期Ｔｓ毎に平均化して、電圧の平均値を算出する。そして、ステップＳ１０３にて、平均値と設定値との大小を比較手段１５３によって比較して発光ダイオード１２０に供給されるパルス電流のデューティ比を選択する。そして、ステップＳ１０９にて、ステップＳ１０３にて選択されたデューティ比のパルス電流を発光調整手段１５４によって増幅回路１６０に出力し、発光ダイオード１２０の平均的な発光強度を調整する。
【００２２】
本実施形態における発光ダイオード１２０の調光制御のステップＳ１０３について、図３を用いて詳しく説明する。図３は、本実施形態におけるデューティ比がヒステリシスをもって選択されることを示すグラフである。図３の上側のグラフは、平均値の増加時マップであり、下側のグラフは、平均値の減少時マップである。図３の縦軸は、デューティ比を示している。図３の横軸は、平均値を示している。
【００２３】
図３に示すように、増加時マップと減少時マップとでは、デューティ比を選択する際に比較する平均値の設定値が異なり、デューティ比がヒステリシスをもって選択されることを示している。具体的には、増加時マップでは、平均値が設定値１４．５Ｖを上回ると、デューティ比は１００％から９０％に減少し、更に平均値が設定値１６Ｖを上回ると、デューティ比は９０％から８０％に減少する。つまり、比較手段１５３は、平均値が増加時には、平均値と設定値１４．５Ｖとの大小の比較、及び平均値と設定値１６Ｖとの大小の比較を行う。逆に、減少時マップでは、平均値が設定値１５Ｖを下回ると、デューティ比は８０％から９０％に増加し、更に平均値が設定値１３．５を下回ると、デューティ比は９０％から１００％に増加する。つまり、比較手段１５３は、平均値が減少時には、平均値と設定値１３．５Ｖとの大小の比較、及び平均値と設定値１５Ｖとの大小の比較を行う。
【００２４】
ステップＳ１０３では、まず、ステップＳ１０４にて、平均値が増加中か否かを判定する。平均値が増加中の場合、ステップＳ１０５にて増加時マップを選択する。そして、ステップＳ１０６にて、平均値に対応するデューティ比を増加時マップに従って選択する。一方、平均値が減少中の場合、ステップＳ１０７にて、減少時マップを選択する。そして、ステップＳ１０８にて、平均値に対応するデューティ比を減少時マップに従って選択する。
【００２５】
本実施形態の構成、及び作動は以上のようになっている。本実施形態における発光ダイオード駆動装置１００の効果について、図４、及び図５を用いて説明する。図４は、比較例におけるパルス電流と主電流との関係を示す図である。図５は、本実施形態におけるパルス電流と主電流との関係を示す図である。設定周期Ｔｓは、ステップＳ１０２にて電源電圧を平均化処理する平均化処理時間Ｔｈと、ステップＳ１０３、及びステップＳ１０９にてデューティ比を選択し、パルス電流を出力する出力処理時間Ｔｐの和である。
【００２６】
比較例は、デューティ比をヒステリシスをもって変化させていない調光制御であって、本実施形態における増加時マップのみに基づいてデューティ比を選択する。つまり、平均値が増加時、及び減少時において、デューティ比を選択する際に比較する平均値の設定値が同じ値となっている。図４に示す比較例では、平均値が設定値である１４．５を上下する為、パルス電流のデューティ比においても、平均値の上下に応じて８０％、或いは９０％が選択され不安定となる。その結果、発光ダイオード１２０に通電する通電電流は安定せず、また、その一部に正帰還が発生している。
【００２７】
それに対し、図５に示す本実施形態では、デューティ比がヒステリシスをもって選択されるので、デューティ比は９０％に安定する。その結果、発光ダイオード１２０に通電する通電電流は滑らかに変化し、ちらつき（フリッカ）を抑制することが可能となる。また、平均値が１３．５Ｖ以上であり、電源電圧が過度に高い状態であるが、デューティ比が９０％に選択されているので、無駄な電力の消費を低減することが可能となる。
（他の実施形態）
上記第１実施形態では、発光ダイオード１２０は、車両用のメータ１８１の照明として使用されている。しかし、発光ダイオード１２０は、例えば、ウォーニング用として使用されていても良い。
【００２８】
また、上記第１実施形態では、トランジスタ１４０を用いて、１つの発光ダイオード１２０を駆動している。しかし、駆動手段に用いられるものとして、トランジスタ１４０に限定されることは無く、たとえば、図６に示すようなＬＥＤドライバ２４０を用いて複数の発光ダイオード２２１、２２２を駆動していても良い。図６は、他の実施形態における発光ダイオード駆動装置２００を示す回路構成図である。ＬＥＤドライバ２４０は、発光ダイオード２２１、２２２を駆動する駆動手段である。ＬＥＤドライバ２４０を用いることで、複数の発光ダイオード２２１、２２２の無駄な電力の消費を低減することが可能となる。
【００２９】
また、上記第１実施形態では、ＭＰＵ１５０は、平均化手段１５２を有している。しかし、ＭＰＵ１５０は、平均化手段１５２によって検出電圧を必ずしも平均化する必要は無く、例えば、平均値と設定値でなく、検出電圧と設定値との大小を比較してデューティ比を選択していても良い。
【００３０】
また、上記第１実施形態では、デューティ比をヒステリシスをもたせて変化させている。しかし、デューティ比を必ずしもヒステリシスに変化させる必要は無い。つまり、デューティ比をヒステリシスに変化させなくとも、図５に示す設定周期Ｔｓをデューティ比の変化に伴って乗員に対し発光ダイオード１２０のちらつきが感じられ難い周期に設定していれば、ちらつき（フリッカ）を抑制することが可能となる。ただし、この場合の設定周期Ｔｓは、５秒以上に設定されることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態における発光ダイオード駆動装置を示す回路構成図である。
【図２】第１実施形態におけるＭＰＵの調光制御を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態におけるデューティ比がヒステリシスをもって選択されることを示すグラフである。
【図４】比較例におけるパルス電流と主電流との関係を示す図である。
【図５】第１実施形態におけるパルス電流と主電流との関係を示す図である。
【図６】他の実施形態における発光ダイオード駆動装置を示す回路構成図である。
【符号の説明】
【００３２】
１１０…主駆動ライン、１２０…発光ダイオード、１３０…第１抵抗、１４０…トランジスタ、１５０…ＭＰＵ、１５２…平均化手段、１５３…比較手段、１５４…発光調整手段、１５５…駆動切替手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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