KR100187098B1 - Automatic defrost system for car front glass - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 앞유리창의 자동 서리제거 시스템에 관한 것으로써, 자동차 앞유리창에 설치되는 서리감지장치와, 이 서리감지장치의 광전 변환 신호출력에 반응하여 릴레이 구동신호를 발생하는 자동차전자제어장치와, 전자제어장치로부터의 구동신호가 릴레이에 공급될때 스위치 온되고 자동차 히터 팬 온/오프 수동스위치와 병렬연결된 릴레이 스위치와, 이 릴레이스위치 및 수동스위치와 엔진점화 스위치를 통해 배터리의 전원공급라인에 직렬연결된 히트 팬 모터로 구성되어 서리감지장치(10)에 내장된 광센서 입사광의 강도 변화를 전자제어장치(20)의 마이크로프로세서가 감지하여 자동으로 히터 팬 모터를 작동시킴에 의해 차량 앞유리창 내외부에 갑자기 발생하는 서리나 김을 초기에 제어하여 운전자에게 시야방해를 주지 않게 된다.The present invention relates to an automatic defrost system for a front windshield, comprising: a frost detection device installed on a front windshield, and an automotive electronic control device for generating a relay drive signal in response to the photoelectric conversion signal output of the frost detection device; When the drive signal from the electronic controller is supplied to the relay, the relay switch is switched on and connected in parallel with the car heater fan on / off manual switch, and the relay switch and the serial switch and the engine ignition switch are connected in series with the battery power supply line. The microprocessor of the electronic controller 20 detects the change in the intensity of the incident light of the optical sensor built into the frost sensing device 10 and is automatically operated by the heater fan motor. Sudden frost or steam is initially controlled so that the driver is not disturbed.

Description

자동차 앞유리창의 자동 서리제거 시스템Automatic defrost system of windshield

제1도는 본 발명에 따른 자동 서리제거 시스템의 전체 개략도.1 is an overall schematic diagram of an automatic defrost system according to the present invention.

제2도는 제1도 유리창 서리 감지장치의 설치위치의 일예를 보인 개략도.2 is a schematic view showing an example of the installation position of the first window frost detection device.

제3도는 서리감지장치의 발광소자에 발생된 빛이 반사경을 거쳐 수광소자에 도달하기까지의 과정을 설명하기 위한 도면으로, (a)는 유리창에 서리가 끼지 않은 상태에서의 입사광선과 반사광선의 경로를 나타내고 (b)는 서리가 끼었을때의 입사광 및 반사광의 경로를 나타내는 단면도.3 is a view for explaining the process until the light generated by the light emitting element of the frost detection device reaches the light receiving element through the reflecting mirror, (a) is a view of the incident light and the reflected light in the frost-free state of the glass window (B) is sectional drawing which shows the path | route of incident light and reflected light at the time of frost insertion.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 자동차 앞유리창 2 : 와이퍼1: front windshield 2: wiper

5 : 서리층 10 : 서리감지장치5: frost layer 10: frost detection device

11 : 거울면 12 : 반사판11: mirror surface 12: reflector

14 : 발광소자 16 : 수광소자14 light emitting element 16 light receiving element

20 : 전자제어장치 30 : 히터 팬 구동모터20: electronic control device 30: heater fan drive motor

S1 : 히터팬 온/오프 스위치 S2 : 릴레이 스위치S1: Heater fan on / off switch S2: Relay switch

RY : 스위치구동 릴레이RY: Switch Drive Relay

본 발명은 자동차 앞유리창의 자동서리제거 시스템에 관한 것으로, 특히 주행중 실내 앞유리창에 서리가 발생할시 이를 전기광학적으로 감지하여 자동차 전자제어장치를 통해 차내의 히터 팬을 자동으로 온/오프 시키기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic defrosting system for a windshield of a vehicle, and in particular, an apparatus for automatically turning on / off a heater fan in a vehicle through an electronic control device of the vehicle by detecting an electro-optical phenomenon when frost occurs in an indoor windshield while driving. It is about.

통상 차내에 습도가 많을때나 겨울에 외부공기가 차거울때 자동차 앞유리창의 내부 및 외부 표면에는 김이나 서리가 발생하여 자동차 운행 전이나 운행중에 운전자의 시야를 가리게 된다. 특히 주행중에 앞유리창에 김이나 서리가 끼고있음을 감지한 운전자가 이를 제거하기 위해 히터 팬을 작동시키더라도 단시간에 서리나 김을 제거할 수 없는 상태에서 운전자, 특히 초보 운전자는 자동차 안전운전에 막대한 지장을 받게 된다.In general, when there is a lot of humidity in the car or when the outside air is cold in winter, the inside and outside surfaces of the windshield window generate steam or frost, which obscures the driver's vision before or during the operation of the vehicle. In particular, even if a driver who detects steam or frost stuck in the windshield while driving is operating a heater fan to remove the frost, the driver, especially a novice driver, has a great difficulty in driving safely. Will receive.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 차량 앞유리창 내외부에 갑자기 발생하는 서리나 김을 초기에 감지하여 즉시 히터 팬을 작동시킴으로써 효과적으로 서리나 김을 제거하여 운전자에게 시야방해를 주지 않는 자동 서리제거 시스템을 제공하기 위한 것이다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, by automatically detecting the frost or steam that occurs suddenly inside and outside the windshield of the vehicle initially to operate the heater fan immediately to effectively remove the frost or steam automatically does not interfere with the driver To provide a defrost system.

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 자동 서리제거 시스템은 제1도의 시스템 전체 개략도에 나타낸 바와 같이, 자동차 앞유리창(1)에 설치되는 서리감지장치(10)와, 이 서리감지장치의 광전 변환 신호 출력에 반응하여 릴레이 구동신호를 발생하는 전자제어장치(20)와, 전자제어장치(20)로 부터의 구동신호가 릴레이 RY에 공급될때 스위치 온되고 자동차 히터 팬 온/오프 스위치 S1와 병렬연결된 릴레이 스위치 S2와, 이들 스위치 S1 및 S2와 엔진점화 스위치 IG SW를 통한 배터리(40)의 전원공급라인에 직렬연결된 히터 팬(30)으로 구성된다.The automatic defrost system of the present invention, as shown in the schematic diagram of the system of FIG. 1, drives a relay in response to the frost sensing device 10 installed in the windshield 1 of the vehicle and the photoelectric conversion signal output of the frost sensing device. An electronic controller 20 which generates a signal, a relay switch S2 which is switched on when a drive signal from the electronic controller 20 is supplied to the relay RY and connected in parallel with the automobile heater fan on / off switch S1, and these switches S1 and S2 and the heater fan 30 is connected in series to the power supply line of the battery 40 through the engine ignition switch IG SW.

바람직하게, 상기 서리감지장치(10)는 앞유리창(1)의 바깥에 설치한 반사판(12)과, 앞유리창 안쪽의 실내에 설치되는 광 센선(14)로 이루어진다. 반사판(12)의 내측면은 제3도에 보다 상세히 나타낸 바와 같이 거울면(11)으로 형성된다. 또한 반사판(12) 및 광센서(14)는 지지대(13)에 의해 앞유리창(1)의 양쪽 표면에서 소정간격을 가지고 떨어져서 설치된다.Preferably, the frost sensing device 10 is composed of a reflecting plate 12 installed on the outside of the windshield 1, and a light sensor line 14 installed on the inside of the windshield. The inner surface of the reflecting plate 12 is formed of the mirror surface 11 as shown in more detail in FIG. In addition, the reflecting plate 12 and the optical sensor 14 are provided apart from the surface of both sides of the windshield 1 by the support 13 at a predetermined interval.

이와같은 반사판(12) 및 광센서(14)는 각각 원통형상으로 제조하여 그 외주연을 유리창 양측에서 서로 대향되게 부착하고, 부착시 에폭시 계통의 수지를 사용하여 접착고정 시킨다.The reflective plate 12 and the optical sensor 14 are manufactured in a cylindrical shape, respectively, and the outer circumferences of the glass plates are opposite to each other on both sides of the glass window, and the adhesive plate is fixed using an epoxy resin.

이와같은 서리감지장치(10)의 설치위치는 제2도의 예와 같이 앞유리창(1)의 우측 하부모서리부분에서 윈드쉴드와이퍼(2)의 동작범위를 벗어난 위치로 설정될 수 있다. 운전자의 시야를 방해하지 않는 한, 앞유리창의 좌측 하부모서리 부분에 설치될 수 있음은 물론다.The installation position of the frost detection device 10 may be set to a position outside the operating range of the windshield wiper 2 in the lower right corner of the windshield 1 as shown in the example of FIG. Of course, it can be installed in the lower left corner of the windshield as long as it does not obstruct the driver's vision.

광 센서(14)는 통상의 발광다이오드와 같은 발광소자와 포토 트랜지스터와 같은 수광소자를 포함하고, 발광소자에서 발생된 빛을 한방향으로 집속하는 집속렌즈와 빛의 입사범위 및 각도를 한정하는 차단판 또는 이에 적절한 렌즈를 각각 일체로 내장시켜서 된 것이다.The optical sensor 14 includes a light emitting device such as a conventional light emitting diode and a light receiving device such as a photo transistor, and includes a focusing lens for focusing light generated from the light emitting device in one direction and a blocking plate for limiting an incident range and angle of light. Alternatively, the appropriate lens may be incorporated in each unit.

수광소자에서 일정광량의 빛을 받아들일때 내부 반도체 접합부에서 전류가 흐르게 되어 광전변환 신호가 발생한다. 이와같은 광센서(10)의 출력신호는 도선을 통해 자동차의 전자제어장치(ECU : 20)로 입력된다. 전자제어장치(20)는 광전변환신호의 입력에 반응하여 소정레벨의 출력신호를 발생하고, 그 출력단과 도선으로 연결된 릴레이 RY를 여자(勵磁)시킨다. 이 릴레이의 코일이 자화되면 이와 연동하는 스위치 S2가 오프 상태에서 온 상태로 전환한다.When the light receiving element receives a certain amount of light, a current flows through the internal semiconductor junction, thereby generating a photoelectric conversion signal. The output signal of the optical sensor 10 is input to the electronic control unit (ECU) 20 of the vehicle through the wire. The electronic controller 20 generates an output signal of a predetermined level in response to the input of the photoelectric conversion signal, and excites the relay RY connected to the output terminal and the conductive line. When the coil of this relay is magnetized, the switch S2 associated with the relay switches from the off state to the on state.

따라서, 엔진의 점화스위치 IG SW가 온 되었을 때 릴레이 스위치 S2의 접속에 의해 배터리(40)의 전원이 히터 팬(30)으로 공급되어 팬 모터를 동작시키고 이에 의해 더운바람 또는 찬바람이 자동으로 앞유리창을 향해 불어질 수 있게 된다.Therefore, when the ignition switch IG SW of the engine is turned on, the power of the battery 40 is supplied to the heater fan 30 by the connection of the relay switch S2 to operate the fan motor, whereby a hot wind or cold wind is automatically applied to the windshield. Can be blown towards.

제1도의 전기회로부분에서 상기 릴레이 스위치 S2의 온/오프에 관계없이 운전자가 임의로 조작할 수 있는 수동 온/오프 스위치 S1에 의해서도 히터 팬(30)을 동작시킬 수도 있다.The heater fan 30 may also be operated by the manual on / off switch S1 which can be arbitrarily operated by the driver regardless of the on / off of the relay switch S2 in the electric circuit part of FIG. 1.

제3도는 서리감지장치(10)의 발광소자(15)에서 발생된 빛이 반사경(11)을 거쳐 수광소자(16)에 도달하기 까지 빛의 경로를 설명하기 위한 도면으로, (a)는 유리창(1)에 서리가 끼지 않은 상태에서의 입사광선 L1과 반사광선 L2의 경로를 나타내고, (b)는 유리창 밖에 서리가 끼었을때 입사광 L1과 반사광 L2의 도달경로를 나타낸다.3 is a view for explaining the path of light from the light emitting element 15 of the frost sensing device 10 to the light receiving element 16 through the reflector 11, (a) is a glass window (1) shows the path of the incident light L1 and the reflected light L2 in the frost free state, and (b) shows the arrival path of the incident light L1 and the reflected light L2 when the frost is stuck outside the glass window.

제3도 (a)에서 발광소자(15)에서 투사된 빛은 앞유리창(1)을 지나 반사판의 거울면(11)에 반사하고 다시 유리창을 거쳐 수광센서(16)의 중심부로 향하도록 한 경로 L1 및 L2를 갖는다. 상기 서리감지장치(10)의 최초 설치시, 제3도 (a)의 빛의 경로를 갖도록 각부품의 위치가 설정된다.In FIG. 3A, the light projected from the light emitting element 15 passes through the windshield 1 and reflects on the mirror surface 11 of the reflector, and then passes through the glass to the center of the light receiving sensor 16. L1 and L2. At the time of initial installation of the frost detection apparatus 10, the position of each component is set to have a path of light in FIG.

따라서, 발광소자(15)에서 투사한 빛이 경로 L1 및 L2를 통해 수광소자(16)에 입사될때 수광소자의 출력단자에 신호가 발생하고, 이 출력신호는 외부단자에 연결되는 도선을 통해 전자제어장치(20)로 전달된다.Therefore, when the light projected from the light emitting element 15 is incident on the light receiving element 16 through the paths L1 and L2, a signal is generated at the output terminal of the light receiving element, and the output signal is transmitted through the wire connected to the external terminal. It is transmitted to the control device 20.

전자제어장치(20)는 광센서(14)로부터 신호가 입력되면 유리창(1)에 김이나 서리가 까지 않은 정상상태로 판단하여 아무런 출력신호전압도 발생하지 않는다. 이에 의해 해당 릴레이 RY가 동작하지 않으며 히터 팬(30)에 전원공급을 위한 스위치 S2는 오프 상태로 있게 된다.When the signal is input from the optical sensor 14, the electronic controller 20 determines that the window 1 is in a steady state without steam or frost, and does not generate any output signal voltage. As a result, the corresponding relay RY does not operate and the switch S2 for supplying power to the heater fan 30 is in an off state.

한편, 제3도 (b)에서와 같이 앞유리창(1)에 서리가 끼게 되면 발광소자(15)에서 투사된 빛은 앞유리창(1)을 지나 표면에 형성된 불균일한 서리층(5)에서 또다시 굴절 및 산란되며, 굴절된 빛이 반사팡의 거울면(11)에 반사한 다음 다시 서리층(5)과 유리창(1)을 거쳐 굴절 및 산란되어 정상적인 반사광의 경로 L2에서 벗어난 경로 L2'와 빛의 세기가 약화되어 수광센서(16)의 중심부에서 벗어난 위치로 입사된다.On the other hand, when the frost is caught in the windshield 1 as shown in FIG. 3 (b), the light projected from the light emitting element 15 passes through the windshield 1 and in the uneven frost layer 5 formed on the surface. Refracted and scattered again, the refracted light is reflected on the mirror surface 11 of the reflector Fang, and then refracted and scattered through the frost layer 5 and the glass window 1 to escape the path L2 'of the normal reflected light path L2' and The intensity of light is weakened and is incident to the position away from the center of the light receiving sensor 16.

따라서, 발광소자(16)에서 투사한 빛이 수광소자(16)의 중심부를 벗어난 위치로 입사되므로 수광소자의 출력단에 신호가 발생하지 않게 되고, 이 0의 출력신호를 감지한 전자제어장치(20)는 유리창(1)에 김이나 서리가 끼어 있는 이상상태로 판단하여 히터 팬을 동작시키기 위한 릴레이 RY로 공급되는 신호전압을 발생한다.Therefore, since the light projected by the light emitting element 16 is incident to a position outside the center of the light receiving element 16, no signal is generated at the output terminal of the light receiving element, and the electronic control device 20 that detects the output signal of zero. ) Generates a signal voltage supplied to the relay RY for operating the heater fan by determining that the glass window 1 is in an abnormal state in which steam or frost is caught.

이에 의해 해당 릴레이 RY가 동작하여 히터 팬(30)에 배터리전원공급을 위한 스위치 S2가 온(ON) 상태로 전환된다.As a result, the corresponding relay RY is operated to switch the switch S2 for supplying battery power to the heater fan 30 in an ON state.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 서리감지장치(10)에 내장된 광센서 입사광의 강도변화를 전자제어장치(20)의 마이크로프로세서가 감지하여 자동으로 히터 팬 모터를 작동시킴에 의해 차량 앞유리창 내외부에 갑자기 발생하는 서리가 김을 초기에 제거하여 운전자에게 시야방해를 주지 않게되고 따라서 안전운전을 도모할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, the microprocessor of the electronic control device 20 detects the change in the intensity of the light sensor incident light built into the frost sensing device 10 and automatically operates the heater fan motor to operate the heater fan motor. Sudden frost that occurs suddenly in the early to remove the no disturbance to the driver's vision and thus has the advantage of promoting safe driving.

Claims (8)

자동차 앞유리창에 설치되는 서리감지장치와, 이 서리감지장치의 광전 변환 신호출력에 반응하여 릴레이 구동신호를 발생하는 자동차전자제어장치와, 전자제어장치로 부터의 구동신호가 릴레이에 공급될때 스위치 온되고 자동차 히터 팬 온/오프 수동 스위치와 병렬연결된 릴레이 스위치와, 이 릴레이스위치 및 수동스위치와 엔진점화 스위치를 통해 배터리의 전원공급라인에 직렬연결된 히터 팬 모트로 구성된 자동서리제거 시스템.The frost sensing device installed on the windshield of the vehicle, the automotive electronic control device which generates a relay driving signal in response to the photoelectric conversion signal output of the frost sensing device, and the switch-on when the driving signal from the electronic control device is supplied to the relay. Automatic defrost system consisting of a relay switch connected in parallel with a car heater fan on / off manual switch and a heater fan motor connected in series with the battery power supply line through the relay switch and the manual switch and the engine ignition switch. 제1항에 있어서, 상기 서리감지장치는 앞유리창의 바깥에 설치한 반사판과, 앞유리창 안쪽의 실내에 설치되는 광 센서로 이루어지고, 이 반사판 및 광센서가 지지대에 의해 앞유리창의 양쪽 표면에서 소정간격을 가지고 떨어져서 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차 앞유리창의 자동 서리제거 시스템.According to claim 1, wherein the frost detection device is composed of a reflecting plate installed on the outside of the windshield and an optical sensor installed in the interior of the inside of the windshield, the reflector and the optical sensor on both surfaces of the windshield by the support Automatic defrosting system of the windshield, characterized in that installed at a predetermined interval apart. 제2항에 있어서, 상기 반사판의 내측면은 거울면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 앞유리창의 자동 서리제거 시스템.The auto defrost system of claim 2, wherein the inner surface of the reflector is formed as a mirror surface. 제2항에 있어서, 상기 반사판 및 광센서는 각각 납작한 원통형상으로 되고, 그 외 주연을 기준으로 유리창 양측에서 서로 대향되게 부착되는 것을 특징으로 하는 자동차 앞유리창의 자동 서리제거 시스템.The automatic defrost system of claim 2, wherein the reflector and the light sensor are each flat cylindrical, and are mounted to face each other on both sides of the window based on the peripheral edge thereof. 제2항에 있어서, 상기 반사판 및 광센서는 에폭시 계통의 수지를 사용하여 유리창에 고정되는 것을 특징으로 하는 자동차 앞유리창의 자동 서리제거 시스템.The system of claim 2, wherein the reflector and the optical sensor are fixed to the windshield using an epoxy resin. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 서리감지장치의 설치위치는 앞유리창의 우측 하부 모서리부분에서 윈드쉴드와이퍼의 동작범위를 벗어난 위치로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동차 앞유리창의 자동 서리제거 시스템.According to claim 1 or claim 2, wherein the installation position of the frost detection device is the automatic defrost system of the front windshield, characterized in that the position set out of the operating range of the windshield wiper at the lower right corner of the windshield. . 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 서리감지장치는 앞유리창의 좌측 하부모서리 부분에 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차 앞유리창의 자동 서리제거 시스템.The system of claim 1 or 2, wherein the frost detection device is installed on the lower left corner of the windshield. 제2항에 있어서, 상기 광 센서는 발광소자와 수광소자를 포함하고, 발광소자에서 발생된 빛을 한방향으로 집속하는 집속렌즈와 빛의 입사범위 및 각도를 한정하는 차단판 또는 렌즈를 각각 일체로 내장시켜서 된 것을 특징으로 하는 지덩치 앞유리창의 자동 서리제거 시스템.The light sensor of claim 2, wherein the optical sensor includes a light emitting element and a light receiving element, and integrally a focusing lens for focusing light generated from the light emitting element in one direction, and a blocking plate or lens defining a range and angle of incidence of light, respectively. Automatic defrost system of the front windshield, characterized in that built in.