JP2015042863A - 車両排気音自動調節装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の好みに合う運転の楽しみを提供するために、運転者が選択した音楽に応じて車両の排気音を自動的に調節する装置及び方法を提供する。
【解決手段】車両排気音自動調節装置は、車両内で音楽を再生して音楽再生信号を出力する音楽再生メディア装置と、前記音楽再生メディア装置から出力される音楽再生信号の周波数を分析して、その周波数により駆動信号を生成する制御部と、車両の消音器に設置されて、前記制御部から出力される駆動信号によって車両の排気音を調節する車両消音器用可変バルブとを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の排気音と関連した装置及び方法に関し、より詳しくは、運転者の好みに合う運転の楽しみを提供するために、運転者が選択した音楽に応じて車両の排気音を自動的に調節する装置及び方法に関する。

最近製作される車両は技術の発展に伴って排気音がほとんど発生しないか、或いは運転者が排気音を感じないほど車両の静粛性が向上した。

ところが、運転者により、車両の静粛性を好む運転者がある反面、ある運転者は車両の運転感をさらに高めたり、エンジンが正常に動作しているかを概略的に確認するために、所定程度の音量の排気音が聞こえることを望む場合がある。

一方、既存の排気音を調節する装置としては、排気マフラの内部に可変バルブを設置して、運転者の選択によるバルブの開放及び閉鎖によって排気音を大きくしたり減らしていた。

しかし、排気音についてよく知らなかったり関心のない運転者にとっては、多様に変化する排気音による運転の楽しみを感じることができないという問題点がある。

そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、運転者が複雑で多いボタンのうちの一つとして排気音の選択ボタンを任意に押すよりは、 運転者の好みに合う運転の楽しみを提供するために、運転者が選択した音楽に応じて車両の排気音を自動的に調節する装置及び方法を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明の実施例による車両排気音自動調節装置は、車両内で音楽を再生して音楽再生信号を出力する音楽再生メディア装置と、前記音楽再生メディア装置から出力される音楽再生信号の周波数を分析して、その周波数により駆動信号を生成する制御部と、車両の消音器に設置されて、前記制御部から出力される駆動信号により車両の排気音を調節する車両消音器用可変バルブと、を含むことができる。

前記制御部は、音楽再生信号の入力を受ける入力部と、前記音楽再生信号の周波数を分析する分析部と、前記周波数が分析された音楽再生信号によって再生される音楽のモードを判断する判断部と、前記音楽モードを判断して駆動信号を生成して出力する出力部と、を含むことができる。

前記分析部は、音楽再生信号の周波数を変換して周波数ヒストグラムを製作し、音楽再生信号の周波数を低周波領域、中周波領域、高周波領域に区分し、前記判断部は、中周波領域のレベルが低周波領域と高周波領域のレベルより高い場合に静粛型モードと判断し、それ以外の場合にはスポーティーモードと判断することを特徴とする。

音楽モードがスポーティーモードである場合には、前記車両消音器用可変バルブが開かれて、排気ガスの少なくとも一部が前記消音器を経ないようにし、音楽モードが静粛型モードである場合には、前記車両消音器用可変バルブが閉じられて、全ての排気ガスが消音器を経るようにすることを特徴とする。

本発明の他の実施例による車両の消音器に設けられた車両消音器用可変バルブによって車両排気音を調節する車両排気音自動調節方法は、音楽が選択されたか否かを判断する段階と、音楽が選択されたら音楽再生信号を出力する段階と、前記音楽再生信号の周波数を分析する段階と、前記分析した周波数により音楽モードを判断する段階と、前記判断された音楽モードにより車両消音器用可変バルブを駆動する段階と、を含むことを特徴とする。

前記音楽再生信号の周波数を分析する段階は、音楽再生信号の入力を受ける段階、音楽再生信号を変換して周波数ヒストグラムを製作する段階と、周波数が変換された音楽再生信号を低周波、中周波、高周波領域に区分する段階と、を含むことができる。

前記分析した周波数により音楽モードを判断する段階は、前記中周波領域のレベルが低周波領域及び高周波領域のレベルより高いのかを判断する段階と、前記中周波領域のレベルが低周波領域及び高周波領域のレベルより高い場合には静粛型モードと判断する段階と、を含むことができ、中周波領域のレベルが低周波領域または高周波領域のレベルのうちのいずれか一つより低い場合にはスポーティーモードと判断する段階とをさらに含むことができる。

前記分析した周波数により音楽モードを判断する段階は、音楽モードが静粛型モードである場合には、前記車両消音器用可変バルブが閉じられて、全ての排気ガスが消音器を経るようにすることを特徴とし、音楽モードがスポーティーモードである場合には、前記車両消音器用可変バルブが開かれて、排気ガスの少なくとも一部が前記消音器を経ないようにすることを特徴とする。

上述したように、本発明によれば、運転者が選択した音楽に応じて自動的に排気音を調節することによって、運転者の運行便宜性が増大するだけでなく、運転者に自分自身の好みに合う運転の楽しみを提供することができる。

本発明の実施例による車両排気音自動調節装置を示すブロック図である。 本発明の実施例による各モードを判断する各領域別周波数帯域の例を示す図面である。 本発明の実施例による各モード別音楽の周波数波形の例を示す図面である。 本発明の実施例による車両消音器用可変バルブの作動原理の例を示す図面である。 本発明の実施例による車両排気音自動調節方法の制御フローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施例について、添付した図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例による車両排気音自動調節装置を示すブロック図である。

図１に示されているように、本発明の実施例による車両排気音自動調節装置は、音楽再生メディア装置１０、制御部２０、及び車両消音器用可変バルブ３０を含む。

音楽再生メディア装置１０は車両内に設置されてもよく、音楽信号が含まれたメディア装置（例えば、スマートフォン、ＭＰ３プレーヤ、テープレコーダ、ＣＤプレーヤなど）から音楽を再生させるための装置である。つまり、運転者の選択により、メディア装置に保存された音楽が音楽再生メディア装置１０に連結されて再生されるか、または音楽再生メディア装置１０に直接保存されている音楽信号が再生される。前記音楽再生メディア装置１０は、音楽再生信号を出力するためにスピーカ１２を含んでもよい。本明細書及び特許請求の範囲において、音楽再生メディア装置１０が音楽を再生するという意味は、音楽再生メディア装置１０が直接オーディオファイルを再生する場合だけでなく、車両の内部または外部で他の音楽再生メディア装置が音楽を再生し、これから音楽再生信号を受けて出力だけを行う場合を含むことと理解しなければならない。

制御部２０は、前記音楽再生メディア装置１０から出力される音楽再生信号の入力を受けて、その音楽再生信号の周波数を分析し、その音楽モードを判断して駆動信号を生成する。このような目的のために、前記制御部２０は、設定されたプログラムによって動作する一つ以上のプロセッサーで具現でき、前記設定されたプログラムは、本発明の実施例による車両排気音自動調節方法の各段階を行うようにプログラミングされたものであってもよい。前記制御部２０は、入力部２２、分析部２４、判断部２６、及び出力部２８から構成される。

入力部２２は、車両内部に設けられたマイク２３によって前記音楽再生メディア装置１０から出力される音楽再生信号の入力を受ける。または、前記入力部２２は、前記音楽再生メディア装置１０から直接音楽信号の入力を受けることもできる。

分析部２４は、入力部２２から入力された音楽再生信号または音楽信号の周波数を分析する。基本的に音楽信号の周波数分析はフーリエ変換マップを利用することができる。このとき、音楽信号の周波数を分析して周波数ヒストグラムを製作し、この周波数ヒストグラムを分析して３個の領域に区分することができる。つまり、人間の声の周波数が１００〜１０、０００Ｈｚであることを考慮して周波数ヒストグラムの分析結果を、１００Ｈｚ以下の低周波領域、１００〜１０、０００Ｈｚの中周波領域、１０、０００Ｈｚ以上の高周波領域に区分し、各領域範囲に整列する。

判断部２６では前記周波数ヒストグラムの分析結果を利用して、各領域の周波数平均値のレベル（高低）を比較した後、スポーティーモードと静粛型モードを判断するようになる。以下、判断部２６でスポーティーモードと静粛型モードを判断する方法についてさらに詳細に説明する。

図２は、本発明の実施例による各モードを判断する各領域別周波数帯域の例を示す図面であり、図３は、本発明の実施例による各モード別音楽の周波数波形の例を示す図面である。

図２に示されているように、周波数帯域により前記３個の領域に区分した各領域中、低周波領域の音域は低く鳴る一種のドラム及びベース領域であり、高周波領域の音域は早くて鋭い刺激的な音域であることを考慮して、中周波領域のレベルが低周波領域と高周波領域のレベルより相対的に高い場合、静粛型モードと判断する。反面、低周波領域のレベルが中周波領域のレベルより相対的に高い場合、高周波領域のレベルが中周波領域のレベルより相対的に高い場合、または低周波領域と高周波領域のレベルが全て中周波領域のレベルより相対的に高い場合には、スポーティーモードと判断するようになる。

例えば、図３に示されているように、前記音楽再生メディア装置１０で再生される音楽の周波数によりスポーティーモードと静粛型モードと判断される。図３Ａを参照すれば、中周波領域のレベルが低周波領域及び高周波領域のレベルより低いことが分かる。したがって、判断部２６は、図３Ａに示されているような周波数ヒストグラムを有する音楽信号をスポーティーモードと判断する。主にダンスやロック音楽などの早くて強いビットの音楽がスポーティーモードと判断されるようになる。

反面、図３Ｂを参照すれば、中周波領域のレベルが低周波領域及び高周波領域のレベルより高いことが分かる。したがって、判断部２６は、図３Ｂに示されているような周波数ヒストグラムを有する音楽信号を静粛型モードと判断する。主にクラシックやバラード音楽などの静かで落ち着いた音楽が静粛型モードと判断されるようになる。

前記判断部２６で再生される音楽信号がスポーティーモードなのか、または静粛型モードなのかが判断されると、出力部２８では音楽モードにより駆動信号を生成する。前記出力部は、生成した駆動信号を車両消音器用可変バルブ３０に送信して、車両消音器用可変バルブを制御する。

車両消音器用可変バルブ３０は、前記出力部２８から送信した駆動信号を受信して、可変バルブの開閉を決定する。

図４は、本発明の実施例による車両消音器用可変バルブの作動原理の例を示す図面である。

図４に示されているように、前記車両消音器用可変バルブ３０は、消音器３４を貫く排気管３２の入口または出口に配置されて、排気管３２に排出される排気ガスの騒音を調節することができる。音楽再生信号がスポーティーモードである場合には、前記車両消音器用可変バルブ３０が開かれて、排気管３２に排気ガスが直接排出されるように誘導して、排気ガスが消音器３４を十分に経ないことで、排気音を大きくするように設定される。反面、音楽再生信号が静粛型モードである場合には、車両消音器用可変バルブ３０が閉じられて、排気ガスが消音器３４の吸音過程を十分に経た後、騒音が減殺した状態で排出されて、排気音を小さくするように設定される。即ち、前記車両消音器用可変バルブ３０を適切に開閉することによって排気音を調節することができる。

前記車両消音器用可変バルブ３０は、通常の多様なバルブがこれに適用でき、車両消音器用可変バルブの駆動のためには、通常のソレノイドバルブを利用したバルブ駆動が可能である。

以下、図５を参照して、本発明の実施例による車両排気音自動調節方法について具体的に説明する。

図５は、本発明の実施例による車両排気音自動調節方法の制御フローチャートである。

図５に示されているように、本発明の実施例による車両排気音自動調節方法は、運転者が聞きたい音楽を選択したのかを判断することから開始する（Ｓ１００）。音楽が選択された場合にはＳ１１０段階に進行し、音楽が選択されない場合には、本実施例による車両排気音自動調節方法の制御過程を終了する。

前記Ｓ１００段階で音楽が選択されると、音楽再生メディア装置１０を活性化することによって音楽再生信号が出力される（Ｓ１１０）。例えば、音楽再生メディア装置１０に直接保存されているか、或いは音楽再生メディア装置１０に連結されている他のメディア装置に保存された音楽信号が運転者の選択によって再生すれば、音楽再生メディア装置１０のスピーカ１２を通じて音楽再生信号が出力される。本明細書及び特許請求の範囲において音楽が再生されるという意味は、音楽再生メディア装置１０に保存された音楽信号が再生されるか、または音楽再生メディア装置１０に連結された他のメディア装置に保存された音楽信号が再生されることを全て含むことと解釈されなければならない。

音楽再生メディア装置１０から音楽再生信号が出力されると、制御部２０は音楽再生信号の周波数を分析する（Ｓ１２０）。前記音楽再生信号の周波数を分析するために、入力部２２はマイク２３を通じて音楽再生信号の入力を受けるか、または音楽再生メディア装置１０から直接音楽信号の伝達を受け、分析部２４は、フーリエ変換マップなどを利用して前記音楽再生信号を周波数ヒストグラムに変換する。

このとき、上述した通り、変換された周波数ヒストグラムを分析して低周波領域、中周波領域、及び高周波領域の三つの領域に区分することができる。

Ｓ１２０段階で、周波数をヒストグラム分析結果により周波数領域を区分すれば、判断部２６は、音楽再生信号がスポーティーモードの音楽なのか、または静粛型モードの音楽なのかを判断する（Ｓ１３０）。音楽モードの判断は、中周波領域のレベルが低周波領域と高周波領域のレベルより相対的に高い場合に静粛型モードと判断し、それ以外の場合にはスポーティーモードと判断する。

Ｓ１３０段階で、音楽再生信号がスポーティーモードなのか、または静粛型モードなのかが判断されると、出力部２８では音楽モードによって駆動信号を生成する。出力部は、生成した駆動信号を車両消音器用可変バルブ３０に送信して、車両消音器用可変バルブ３０の開閉を制御するようになる。

上記Ｓ１３０段階で、音楽再生信号が静粛型モードの音楽でないと判断されると、スポーティーモードの音楽と判断するようになり、出力部２８は、可変バルブを開けるように駆動信号を送信する（Ｓ１４０）。つまり、車両消音器用可変バルブ３０を開けて排気ガスが消音器３４を十分に経ないことで、騒音が減殺されないまま直ちに車両外部に排出されて、排気音を大きくする。

これとは異なって、上記Ｓ１３０段階で、音楽再生信号が静粛型モードの音楽であると判断されると、出力部２８では車両消音器用可変バルブ３０が閉じられるようにする駆動信号を送信する（Ｓ１５０）。即ち、車両消音器用可変バルブ３０を閉じて、排気ガスが消音器３４を十分に経て騒音が減殺された状態で排出され、排気音を少なくする。

Ｓ１４０段階またはＳ１５０段階を行った後、制御部２０は前記Ｓ１００段階に進み、本発明の実施例による車両排気音自動調節方法の各段階を繰り返すようになる。

一方、前記車両排気音自動調節方法は、車両のエンジンが作動する場合に行われ、エンジンが停止した場合には行われない。

以上、本発明に関する好ましい実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の実施例から当該発明が属する技術分野における通常の知識を有する者による容易に変更されて均等であると認められる範囲の全ての変更を含む。

１０ 音楽再生メディア装置
１２ スピーカ
２０ 制御部
２２ 入力部
２３ マイク
２４ 分析部
２６ 判断部
２８ 出力部
３０ 車両消音器用可変バルブ

Claims (11)

1. 車両内で音楽を再生して音楽再生信号を出力する音楽再生メディア装置と、
   前記音楽再生メディア装置から出力される音楽再生信号の周波数を分析して、その周波数により駆動信号を生成する制御部と、
   車両の消音器に設置されて、前記制御部から出力される駆動信号によって車両の排気音を調節する車両消音器用可変バルブと、
   を含むことを特徴とする、車両排気音自動調節装置。
2. 前記制御部は、
   音楽再生信号の入力を受ける入力部と、
   前記音楽再生信号の周波数を分析する分析部と、
   前記周波数が分析された音楽再生信号によって再生される音楽のモードを判断する判断部と、
   前記音楽モードを判断して駆動信号を生成して出力する出力部と、
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の車両排気音自動調節装置。
3. 前記分析部は、音楽再生信号の周波数を変換して周波数ヒストグラムを製作することを特徴とする、請求項２に記載の車両排気音自動調節装置。
4. 前記分析部は、音楽再生信号の周波数を低周波領域、中周波領域、高周波領域に区分し、
   前記判断部は、中周波領域のレベルが低周波領域と高周波領域のレベルより高い場合に静粛型モードと判断し、それ以外の場合にはスポーティーモードと判断することを特徴とする、請求項２に記載の車両排気音自動調節装置。
5. 音楽モードがスポーティーモードである場合には、前記車両消音器用可変バルブが開かれて、排気ガスの少なくとも一部が前記消音器を経ないようにし、音楽モードが静粛型モードである場合には、前記車両消音器用可変バルブが閉じられて、全ての排気ガスが消音器を経るようにすることを特徴とする、請求項４に記載の車両排気音自動調節装置。
6. 車両の消音器に設けられた車両消音器用可変バルブによって車両排気音を調節する車両排気音自動調節方法において、
   音楽が選択されたか否かを判断する段階と、
   音楽が選択されたら音楽再生信号を出力する段階と、
   前記音楽再生信号の周波数を分析する段階と、
   前記分析した周波数により音楽モードを判断する段階と、
   前記判断された音楽モードにより車両消音器用可変バルブを駆動する段階と、
   を含むことを特徴とする、車両排気音自動調節方法。
7. 前記音楽再生信号の周波数を分析する段階は、
   音楽再生信号の入力を受ける段階と、
   音楽再生信号を変換して周波数ヒストグラムを製作する段階と、
   周波数が変換された音楽再生信号を低周波、中周波、高周波領域に区分する段階と、
   を含むことを特徴とする、請求項６に記載の車両排気音自動調節方法。
8. 前記分析した周波数により音楽モードを判断する段階は、
   前記中周波領域のレベルが低周波領域及び高周波領域のレベルより高いのかを判断する段階と、
   前記中周波領域のレベルが低周波領域及び高周波領域のレベルより高い場合には静粛型モードと判断する段階と、
   を含むことを特徴とする、請求項７に記載の車両排気音自動調節方法。
9. 前記分析した周波数により音楽モードを判断する段階は、中周波領域のレベルが低周波領域または高周波領域のレベルのうちのいずれか一つより低い場合にはスポーティーモードと判断する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の車両排気音自動調節方法。
10. 音楽モードが静粛型モードである場合には、前記車両消音器用可変バルブが閉じられて、全ての排気ガスが消音器を経るようにすることを特徴とする、請求項８に記載の車両排気音自動調節方法。
11. 音楽モードがスポーティーモードである場合には、前記車両消音器用可変バルブが開かれて、排気ガスの少なくとも一部が前記消音器を経ないようにすることを特徴とする、請求項９に記載の車両排気音自動調節方法。

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