JP2007032441A - 発光ダイオード点灯制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 外部の電気回路の作動時間が短い場合において発光ダイオードの瞬灯を防止可能な発光ダイオード点灯制御装置を提供する。
【解決手段】 発光ダイオード2への通電開始後に所定時間Tが経過しないうちにグロープラグ201への通電が停止された場合、発光ダイオードは所定時間Tだけ通電点灯されるとともに、発光ダイオード2への通電時間が所定時間Tを超えた場合は、グロープラグ201への通電停止と同時に発光ダイオード2への通電が停止される構成としている。これにより、グロープラグへの通電時間が非常に短い場合、たとえば0.1秒以下の場合において、発光ダイオードの発光時間も0.1秒以下(いわゆる瞬灯)となり、運転者に対して、何らかの原因(故障等)により消灯したのではと不安を感じさせる、という問題を解消することができる。
【選択図】 図4

Description

本発明は、電気回路の作動状態を発光ダイオードの点灯させて指示するための発光ダイオード点灯制御装置に関するものであり、特に、車両に搭載されるディーゼルエンジンのグロープラグが通電中であることを運転者に知らせるためのグローランプ点灯制御装置として用いて好適である。
従来の発光ダイオード点灯制御装置としては、たとえば、車両に搭載されるディーゼルエンジンのグロープラグが通電中であることを運転者に知らせるためのグローランプ点灯制御装置がある。その制御回路は、グロープラグへの通電開始を検出するとグローランプを点灯させ且つグロープラグへの通電停止を検出するとグローランプを消灯させている。つまり、グロープラグへの通電期間中はグローランプが点灯している。
グローランプとしては、一般的な電球が用いられている。通常、グローランプは車両運転席のインストルメントパネル上の、運転者から良く見える位置に配置されている。
ここで、グロープラグについて簡単に説明する。
グロープラグは、耐熱性の高い金属筒等あるいはセラミックス内に通電されると発熱する抵抗体を封入したもので、ディーゼルエンジンの燃焼室内に突出すように取り付けられている。ディーゼルエンジンの始動直前に電流を通じて赤熱させ燃焼室温度を急速に高めて、燃焼室内に噴射された燃料の着火・燃焼を促進させる始動補助装置である。低温時にディーゼルエンジンを始動する際、運転者は、グロープラグへの通電が停止されて燃焼室内温度が十分上昇したこと、すなわち点灯したグローランプが消灯したことを確認して、イグニッションスイッチをスタートポジションへ回してエンジンを始動させる。通常、グロープラグへの通電は、ディーゼルエンジン冷却水温度または外気温度に基づいて制御され、ディーゼルエンジン冷却水温度または外気温度が低いほどグロープラグへの通電時間はより長くなる。一方、ディーゼルエンジン冷却水温度または外気温度が所定温度を超えると、グロープラグを用いなくても良好な始動性が得られるため、グロープラグへの通電は行われない。
このように、グローランプは、特に低温時にディーゼルエンジンを始動する場合、運転者に対して、エンジン始動準備が完了したこと、つまりイグニッションスイッチをスタートポジションへ切り替え可能なタイミングを指示するという大切な役割を果たしている。
近年、グローランプの長寿命化、あるいはグローランプが設置されるコンビネーションメータのプリント基板上の各種電気部品実装高密度化のために、電球に替わって発光ダイオードが用いられるようになって来た。
電球は、電流を通じてフィラメントを赤熱させそれにより発光するものであるため、電流を通じてからフィラメントの明るさが運転者が視認可能なレベルに達するまでに、或る時間、つまり点灯遅れ時間が存在する。一方、点灯中の電球への通電が停止された場合はフィラメントが徐々に暗くなるため、通電停止後もある時間、つまり消灯遅れ時間内はフィラメントが明るく、つまり点灯しているように見える。
すなわち、電球の場合、通電時間が短くなるに連れて、点灯したと認識される時間もそれに連動して短くなり、電球への通電時間が所定時間よりも短くなる、すなわち点灯遅れ時間よりも短くなると、点灯したとは認識されなくなるという特性を有している。
このため、グローランプとして電球を用いた場合、グロープラグへの通電時間が上述した点灯遅れ時間よりも長いときはグローランプは点灯状態として明瞭に認識され、グロープラグへの通電時間が上述した点灯遅れ時間以下であるときはグローランプは点灯状態として認識されされない。言い換えると、点灯しなかったと認識される。
これに対して、発光ダイオードは、通電されるとほとんど同時に運転者が視認可能な明るさで発光し、且つ通電が停止されるとほとんど同時に消灯する。したがって、グローランプとして電球を用いた場合、グロープラグへの通電時間とグローランプの点灯時間とはほぼ等しくなる。
このため、グロープラグへの通電時間が非常に短い場合、たとえば0.1秒以下の場合は、発光ダイオードの発光時間も0.1秒以下となり、運転者にはそれが瞬時点灯(瞬灯)と見える、言い換えると本来もっと長く点灯すべきであるところ何らかの原因(故障等)により消灯したかの如くに見えて、不安に感じる可能性がある。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、発光ダイオードの点灯制御方法に工夫を凝らして外部の電気回路の作動時間が短い場合において発光ダイオードの瞬灯を防止可能な発光ダイオード点灯制御装置を提供することにある。
本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。
本発明の請求項1に記載の発光ダイオード点灯制御装置は、発光ダイオードと、発光ダイオードを点灯・消灯を制御する制御回路とを備え外部の電気回路の作動状態に応じて発光ダイオードの点灯・消灯を切替える発光ダイオード点灯制御装置であって、制御回路は、電気回路の作動開始を検出すると発光ダイオードを点灯させ、発光ダイオード点灯後予め設定された所定時間が経過した時点において電気回路が非作動状態であることを検出すると発光ダイオードを消灯させ、発光ダイオード点灯後予め設定された所定時間が経過した時点において電気回路が已然として作動状態である場合は発光ダイオードの点灯を続行し、その後電気回路の作動停止を検出すると発光ダイオードを消灯させることを特徴としている。
上述した構成において、基本的には、発光ダイオードは外部の電気回路が作動状態にあるときに点灯される。外部の電気回路の作動時間が予め設定された所定時間よりも長い場合は、発光ダイオードの点灯時間は外部の電気回路の作動時間とほぼ等しくなる。外部の電気回路の作動時間が予め設定された所定時間よりも短い場合は、発光ダイオードの点灯時間は予め設定された所定時間とほぼ等しくなる。すなわち、外部の電気回路の作動時間が予め設定された所定時間よりも短い場合は、発光ダイオードの点灯時間は外部の電気回路の作動時間如何によらず一定時間となる。
ここで、予め設定された所定時間を、たとえば、視認者が点灯した発光ダイオードを見たときに、瞬灯と認識する、つまり本来もっと長く点灯すべきであるところ何らかの原因により消灯したものと認識することが全くありえないような時間に設定すれば、外部の電気回路の作動時間が短いときにも、視認者が発光ダイオードの瞬灯を見て不安に感じるという問題を確実に防止することができる。
これにより、外部の電気回路の作動時間が短い場合において発光ダイオードの瞬灯を防止可能な発光ダイオード点灯制御装置を提供することができる。
この場合、本発明の請求項2に記載の発光ダイオード点灯制御装置のように、電気回路はディーゼルエンジンの燃焼室内に臨んで配置されたグロープラグへの通電制御を行うものであり、制御回路はグロープラグが通電されると発光ダイオードを点灯させることによりグロープラグが通電中であることを運転者に指示する構成とすれば、本発明の発光ダイオード点灯制御回路による効果を発揮させて、ディーゼルエンジンの始動時において、発光ダイオードが瞬灯して運転者に不安を与えるという問題を解決することができる。
以下、本発明による発光ダイオード点灯制御装置を、車両に搭載されるディーゼルエンジンのグロープラグが通電中であることを運転者に知らせるためのグローインジケータ点灯制御装置に適用した場合を例に図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態によるグローインジケータ点灯制御装置1が搭載されるコンビネーションメータ100のグローインジケータBとその周辺を示す部分正面図である。
図2は、本発明の第1実施形態によるグローインジケータ点灯制御装置が搭載されるコンビネーションメータ100の部分断面図であり、図1中のII−II線断面図である。図2において右側が運転席側であり、運転者は図2の右方からコンビネーションメータ100を視認する。
図3は、本発明の第1実施形態によるグローインジケータ点灯制御装置1が搭載されるコンビネーションメータ100の電気回路を説明する構成図である。
図4は、本発明の第1実施形態によるグローインジケータ点灯制御装置1におけるグローインジケータ点灯制御のフローチャートである。
図5および図6は、本発明の第1実施形態によるグローインジケータ点灯制御装置1におけるグローインジケータ点灯制御時のタイミングチャートである。
図7は、グロープラグシステム200における、ディーゼルエンジンの冷却水温度とグロープラグ201への通電時間との関係を示すグラフである。
コンビネーションメータ100は、自動車の運転席前方の運転者から視認可能な位置に配設され、その文字盤101上に、自動車に関する各種情報、たとえば走行速度等を表示するものである。
グローインジケータ点灯制御装置1は、大きくは、文字盤101上に形成されたグローインジケータB、発光ダイオード2および制御回路であるコントローラ4から構成されている。グローインジケータ点灯制御装置1は、外部の電気回路であるグロープラグシステム200の作動状態、詳しくはグロープラグへの通電状態を検出し、グロープラグへの通電中に発光ダイオード2を点灯させ、それにより、運転者にグロープラグが通電中であることを知らせるためのものである。
文字盤101は、透光性材質、たとえば無色透明なポリカーボネート等の薄板から形成されている。文字盤101は、図1に示すように、グローインジケータBを備えている。グローインジケータBは、文字盤101の表面(図2において右側の面)あるいは裏面(図2において左側の面)に印刷あるいはホットスタンプ等を施すことにより形成されている。すなわち、グローインジケータB以外の部分に不透光性を有する着色層を設けると共に、グローインジケータBを透明なままとする、あるいは透光性着色層を設ける等の処理を施してある。これにより、グローインジケータBは、その背後(図2において左側)に配置された発光ダイオード2が発する光により透過照明されて発光表示される。一方、発光ダイオード2が消灯すると、グローインジケータBは、周囲の不透光性を有する着色層との明度差がなくなりほとんど見えなくなる。
文字盤101の裏側(図2において左側)には、プリント基板3が配置されている。プリント基板3は、たとえばガラスエポキシ基板等からなり、コンビネーションメータ100の電気回路部を形成している。プリント基板3には、図2に示すように、グローインジケータBを透過照明する発光ダイオード2、グローインジケータ点灯制御装置1の制御回路であるコントローラ4が実装されている。コントローラ4は、たとえばマイコン等から構成されている。プリント基板4には、図2に示すように、発光ダイオード2を取り囲むように遮光筒5が配置されている。遮光筒5は、図1に示すように、グローインジケータBを内包するような形状をなしている。遮光筒5は、たとえば樹脂あるいは金属から筒状に形成され、発光ダイオード2が発する光が文字盤101のグローインジケータB以外の部分を照射することを阻止している。
次に、本発明の第1実施形態によるグローインジケータ点灯制御装置1、および外部の電気回路としてのグロープラグシステム200の電気回路構成について説明する。
なお、コンビネーションメータ100には、グローインジケータ点灯制御装置1以外にも多数の電気部品が取り付けられているが、それらはグローインジケータ点灯制御装置1の作動とは直接関係が無いため図3においては省略している。
先ず、グロープラグシステム200の電気回路構成について説明する。
コントローラ202は、たとえばマイコン等から構成され、図3に示すように、イグニッションスイッチ102を介してバッテリ103に接続されている。コントローラ202には、グロープラグ201が接続されている。グロープラグ201は、通常、ディーゼルエンジンにおいて1気筒当たり1個取り付けられており、図3の場合、4気筒エンジンであることを示している。コントローラ202には、図3に示すように、当該エンジンの冷却水温度を検出するための温度センサ203が接続されている。
ここで、グロープラグシステム200の作動について簡単に説明する。
コントローラ202は、イグニッションスイッチ102がONに操作されたことを検知すると、グロープラグ201への通電制御を開始する。コントローラ202は、先ず、温度センサ203からの検出信号に基づき、当該ディーゼルエンジンの冷却水温度を算出する。続いて、コントローラ202内に予め記憶されている、図7に示すような、冷却水温度とグロープラグ201への通電時間の関係を示すマップに基づいて、グロープラグ201への通電時間を算出する。続いて、算出された通電時間だけグロープラグ201へ通電する。
本発明の一実施形態によるグローインジケータ点灯制御装置1が搭載された車両においては、当該ディーゼルエンジンの冷却水温度とグロープラグ201への通電時間との関係は、図7のグラフに示すようになっている。すなわち、冷却水温度が約7℃以上の場合はグロープラグ201には通電されない。冷却水温度が約7℃よりも低くなるにしたがって、グロープラグ201への通電時間がより長くなる。
次に、グローインジケータ点灯制御装置1の電気回路構成について説明する。
コントローラ4は、図3に示すように、イグニッションスイッチ102を介してバッテリ103に接続されている。コントローラ4には、発光ダイオード2が接続されている。発光ダイオード2が点灯されると、その光により文字盤101上のグローインジケータBが透過照明されて発光表示される。コントローラ4は、グロープラグシステム200におけるグロープラグ201への通電状態を検出可能に、言い換えるとグロープラグ201が通電されているかまたは通電されていないかを検出可能に、コントローラ202に電気的に接続されている。コントローラ4は、検出したグロープラグ201への通電状態に基づいて発光ダイオード2の点灯・消灯、すなわちグローインジケータBの点灯・消灯を制御する。
次に、本発明の第1実施形態によるグローインジケータ点灯制御装置1の作動について説明する。
運転者により、イグニッションスイッチ102がONされると、グロープラグシステム200のコントローラ202は、グロープラグ201への通電制御を開始する。それと同時に、グローインジケータ点灯制御装置1のコントローラ4も作動を開始する。
先ず、コントローラ4の作動について、図4に示すフローチャートに基づいて説明する。説明する。
コントローラ4は、作動開始すると、初めに、S(ステップ)1にて、発光ダイオード2を消灯させる。
次に、S2にて、以降のフローにおいて出力されるカウント信号の累積値Cを初期化、すなわちC=0とする。
次に、S3にて、グロープラグ201が通電中か否かを判定する。
グロープラグ201が通電されていない場合は、グローインジケータ点灯制御装置1による制御は終了する。すなわち、発光ダイオード2は点灯されずグローインジケータB
は発光表示されない。
グロープラグ201が通電中である場合は、S4にて、発光ダイオード2を点灯させる。そして、以下に説明するフローが実行される。
すなわち、S5にて、カウント信号の累積値Cに1を加える。
次に、S6にて、カウント信号の累積値を判定する。すなわち、カウント信号の累積値Cが予め定められた所定値K未満である場合には、S4から再び制御を実行する。
一方、S6における判定の結果、Cが予め定められた所定値K以上である場合には、S7にて、グロープラグ201が通電中か否かを判定する。
グロープラグ201が通電されていない場合は、S8にて発光ダイオード2を消灯させ、グローインジケータ点灯制御装置1による制御は終了する。
グロープラグ201が通電中である場合は、再度S7を実行する。
ここで、予め定められたカウント信号の累積値Kの値は、カウント信号累積値がS5にて累積開始されて累積値Kに達するまでの時間が、予め設定された所定時間Tとなるように決定されている。この所定時間Tは、運転者が発光ダイオード2の点灯により発光表示されたグローインジケータBを見たときに、瞬灯と認識する、つまり本来もっと長く点灯すべきであるところ何らかの故障等の原因により消灯したものと認識することが全くありえないような時間に設定されている。たとえば、1秒間に設定されている。
次に、上述したコントローラ4の作動に基づく発光ダイオード2の点灯動作について、図5(a)および図5(b)に示すタイミングチャートに基づいて、グロープラグ201の通電状態と対比させながら説明する。図5(a)および図5(b)のタイミングチャートにおいて、縦軸にはグロープラグ201への印加電圧および発光ダイオード2への印加電圧を示す。横軸には時間を示す。
(1)グロープラグ201への通電時間が短いとき。詳しくは、予め設定された所定時間T(たとえば、1秒間)よりも短いとき。
この場合、図5(a)に示すように、イグニッションスイッチ102がONされると、グロープラグ201への通電が開始され、それと同時に発光ダイオード2への通電が開始されてグローインジケータBが発光表示される。発光ダイオード2への通電時間が所定時間T未満のときに、図5(a)に示すように、グロープラグ201への通電が停止される。しかしながら、発光ダイオード2への通電は停止されずに続行され、発光ダイオード2への通電時間が所定時間Tに達した時点で停止される。これにより、発光ダイオード2が消灯されグローインジケータBが消える。
これを、運転者が見ると、グロープラグ201への通電制御が正常に行われて完了したものと認識される。運転者は、グローインジケータBが消えたことを確認して、イグニッションスイッチ102をスタートポジションへ回してエンジンを始動させる。
(2)グロープラグ201への通電時間が長いとき。詳しくは、予め設定された所定時間T(たとえば、1秒間)よりも長いとき。
この場合、図5(b)に示すように、イグニッションスイッチ102がONされると、グロープラグ201への通電が開始され、それと同時に発光ダイオード2への通電が開始されてグローインジケータBが発光表示される。発光ダイオード2への通電時間が所定時間Tを越えてしばらくすると、図5(b)に示すように、グロープラグ201への通電が停止される。これと同時に、発光ダイオード2への通電が停止されて発光ダイオード2が消灯されグローインジケータBが消える。
これを、運転者が見ると、グロープラグ201への通電制御が正常に行われて完了したものと認識される。運転者は、グローインジケータBが消えたことを確認して、イグニッションスイッチ102をスタートポジションへ回してエンジンを始動させる。
以上説明した、本発明の第1実施形態によるグローインジケータ点灯制御装置1では、グロープラグ201への通電開始を検知して通電点灯される発光ダイオード2への通電時間を少なくとも予め設定された所定時間Tとしている。すなわち、発光ダイオード2への通電開始後に所定時間Tが経過しないうちにグロープラグ201への通電が停止された場合、発光ダイオードは所定時間Tだけ通電点灯される。一方、発光ダイオード2への通電時間が所定時間Tを超えた場合は、グロープラグ201への通電停止と同時に発光ダイオード2への通電が停止される構成としている。
これにより、グロープラグへの通電時間が非常に短い場合、たとえば0.1秒以下の場合において、発光ダイオードの発光時間も0.1秒以下(いわゆる瞬灯)となり、運転者に対して、何らかの原因(故障等)により消灯したのではと不安を感じさせる、という問題を解消することができる。
したがって、グロープラグ201への通電時間が短い場合において発光ダイオード2の瞬灯を防止可能なグローインジケータ点灯制御装置1を提供することができる。
なお、以上説明した、本発明の一実施形態によるグローインジケータ点灯制御装置1では、発光ダイオード2の最小点灯時間である予め設定された所定時間Tを1秒間としているが、1秒間限る必要はなく、運転者が、何らかの原因(故障等)により消灯したのではと不安を感じることなく且つグロープラグ201への通電制御が正常に行われて完了したものと認識されるような最小時間に設定すればよい。
また、以上説明した、本発明の一実施形態によるグローインジケータ点灯制御装置1では、グロープラグシステム200がグロープラグ201への通電開始と同時に、コントローラ4はそれを検出している。言い換えると、グロープラグ201への通電開始と発光ダイオード2への通電開始はほぼ同時としているが、コントローラ4によるグロープラグ201への通電状態検出方法によっては、発光ダイオード2への通電開始がグロープラグ201への通電開始より遅れることがあるがそれでもよい。たとえば、検出の精度を向上するために、或る周期で3回グロープラグ201が通電状態にあることを検出してはじめて発光ダイオード2への通電を開始する構成としてもよい。この場合、たとえば、発光ダイオード2への通電開始がグロープラグ201への通電開始よりも数msec.〜5msec.遅れることがあるが、発光ダイオード2への通電開始から少なくとも所定時間Tの間はグロープラグ201への通電状態如何によらず発光ダイオード2を点灯させることにより、上述の実施形態と同様に、発光ダイオードの瞬灯によって運転者に対して何らかの原因(故障等)により消灯したのではと不安を感じさせる、という問題を解消することができる。
また、以上説明した、本発明の一実施形態によるグローインジケータ点灯制御装置1と組み合わせられるグロープラグシステム200においては、グロープラグ201への通電が行われないようなディーゼルエンジン冷却水温度の最低温度を約7℃としているが、7°以外の温度としてもよい。グロープラグ201への通電が行われないようなディーゼルエンジン冷却水温度の最低温度、および冷却水温度とグロープラグ201への通電時間との関係は、グロープラグ201の発熱特性、当該ディーゼルエンジンの仕様、すなわち燃焼室形状、排気量、スタータモータ出力等に応じて変動するものである。
なお、以上説明した実施形態は、発光ダイオード点灯制御装置を車両に搭載されるディーゼルエンジンのグロープラグ201が通電中であることを運転者に知らせるためのグローインジケータ点灯制御装置1に適用した場合を例に説明したが、発光ダイオード点灯制御装置をグローインジケータ点灯制御装置1に限る必要はなく、車両に搭載される他の種類の外部電気回路の作動状態を指示するための発光ダイオード点灯制御装置に適用しても良い。たとえば、車両のリヤワイパーの作動状態を指示するもの等に適用してもよい。
本発明の第1実施形態によるグローインジケータ点灯制御装置1が搭載されるコンビネーションメータ100のグローインジケータBとその周辺を示す部分正面図である。 本発明の第1実施形態によるグローインジケータ点灯制御装置が搭載されるコンビネーションメータ100の部分断面図であり、図1中のII−II線断面図である。 本発明の第1実施形態によるグローインジケータ点灯制御装置1が搭載されるコンビネーションメータ100の電気回路を説明する構成図である。 本発明の第1実施形態によるグローインジケータ点灯制御装置1におけるグローインジケータ点灯制御のフローチャートである。 (a)および(b)は、本発明の第1実施形態によるグローインジケータ点灯制御装置1におけるグローインジケータ点灯制御時のタイミングチャートである。 グロープラグシステム200における、ディーゼルエンジンの冷却水温度とグロープラグ201への通電時間との関係を示すグラフである。
符号の説明
1 グローインジケータ点灯制御装置(発光ダイオード点灯制御装置)
2 発光ダイオード(グローランプ)
3 プリント基板
4 コントローラ(制御回路)
5 遮光筒
100 コンビネーションメータ
101 文字盤
102 イグニッションスイッチ
103 バッテリ
200 グロープラグシステム(電気回路)
201 グロープラグ
202 グロープラグコントローラ
203 温度センサ
B グローインジケータ
C カウント信号の累積値
K カウント信号の累積値
T 所定時間

Claims (2)

  1. 発光ダイオードと、
    前記発光ダイオードを点灯・消灯を制御する制御回路とを備え外部の電気回路の作動状態に応じて前記発光ダイオードの点灯・消灯を切替える発光ダイオード点灯制御装置であって、
    前記制御回路は、前記電気回路の作動開始を検出すると前記発光ダイオードを点灯させ、前記発光ダイオード点灯後予め設定された所定時間が経過した時点において前記電気回路が非作動状態であることを検出すると前記発光ダイオードを消灯させ、前記発光ダイオード点灯後予め設定された所定時間が経過した時点において前記電気回路が已然として作動状態である場合は前記発光ダイオードの点灯を続行し、その後前記電気回路の作動停止を検出すると前記発光ダイオードを消灯させることを特徴とする発光ダイオード点灯制御装置。
  2. 前記電気回路はディーゼルエンジンの燃焼室内に臨んで配置されたグロープラグへの通電制御を行うものであり、
    前記制御回路は前記グロープラグが通電されると前記発光ダイオードを点灯させ、それによりグロープラグが通電中であることを運転者に指示することを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード点灯制御装置。
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