KR101134690B1 - Module for reducing noise and method thereof using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소음 저감 모듈에 관한 것으로, 하나 이상의 마이크로폰; 상기 마이크로폰으로부터 입력되는 아날로그 전압을 디지털 데이터로 변환하여 모터로부터 발생되는 소음 중에서 가청 주파수 대역 내에서 소정의 기준치 이상의 소음만을 분석 및 학습하는 소음 분석부; 상기 소음 분석부로부터 입력되는 소음 분석 결과에 응답하여 상기 가청 주파수 대역 내에서 기준치 이상의 소음에 대한 역위상 소음 신호를 발생하는 역위상 신호 발생부; 상기 역위상 신호 발생부로부터 입력되는 역위상 신호를 아날로그 신호로 변환하고 증폭하는 역위상 소음 발생부; 상기 가청 주파수 대역에서 미리 학습된 소음 이외의 다른 주파수 특성의 소음이 상기 소음 분석부에 의해 검출될 때마다 업데이트되는 소음 학습 목록을 저장하는 메모리부; 및 상기 역위상 소음 발생부로부터 입력되는 아날로그 신호를 출력하는 하나 이상의 스피커를 구비한다. The present invention relates to a noise reduction module, comprising: at least one microphone; A noise analysis unit for converting the analog voltage input from the microphone into digital data and analyzing and learning only noises above a predetermined reference value within an audible frequency band among noises generated from a motor; An antiphase signal generator for generating an antiphase noise signal for a noise higher than a reference value within the audible frequency band in response to a noise analysis result input from the noise analyzer; An antiphase noise generator for converting and amplifying an antiphase signal input from the antiphase signal generator to an analog signal; A memory unit for storing a noise learning list that is updated whenever noise of a frequency characteristic other than noise previously learned in the audible frequency band is detected by the noise analyzer; And at least one speaker for outputting an analog signal input from the anti-phase noise generator.

Description

소음 저감 모듈 및 이를 이용한 모터의 소음 저감 방법{MODULE FOR REDUCING NOISE AND METHOD THEREOF USING THE SAME}Noise reduction module and noise reduction method of motor using same {MODULE FOR REDUCING NOISE AND METHOD THEREOF USING THE SAME}

본 발명은 능동소음제어(Active Noise Control) 기술을 이용하여 모터의 작동 중에 발생하는 소음을 줄이는 소음 저감 모듈 및 이를 이용한 소음 저감 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a noise reduction module for reducing noise generated during operation of a motor by using active noise control technology and a noise reduction method using the same.

모터의 소음을 줄이기 위한 연구가 다각도로 진행되고 있다. 그런데 모터의 다양한 부하 조건에 따라 발생되는 소음의 주파수, 패턴 등이 각기 다르므로 모터 소음을 줄이기가 어렵다. Research to reduce the noise of the motor is being conducted at various angles. However, it is difficult to reduce the motor noise because the frequency, pattern, etc. of the noise generated by the various load conditions of the motor are different.

모터 소음 중에서 사용자가 들을 수 있는 가청 주파수(audible frequency) 대역 즉, 대략 20~20,000Hz 대역의 소음은 사용자에게 불쾌감을 유발 할 수 있고 모터 응용제품의 신뢰도와 경쟁력을 떨어 뜨리는 주요한 원인으로 지적하고 있다. Among the motor noises, the audible frequency band that the user can hear, that is, approximately 20 to 20,000 Hz, is considered to be a major cause of discomfort to the user and to reduce the reliability and competitiveness of motor applications. .

모터 소음을 줄이기 위하여, 관련 연구 분야에서는 전자기학적 원인, 기계적인 원인, 공기 역학적인 원인 등 다각적인 접근으로 해법을 모색하고 있지만 실용화까지 많은 해결해야할 과제들이 있다. 예컨대, 이러한 방법들은 방음 장치를 설치하기 위한 모터 내의 공간 확보가 어렵고 모터의 구동력을 전달하는 기어 장치에서 증폭되는 소음을 차단할 수 없을 뿐 아니라 사용조건별로 달라지는 부하에 대응하기 위하여 방음 장치를 추가하거나 모터의 성능을 떨어뜨리는 등의 문제가 있다. 특히, 여러개의 모터가 동시에 작동할 경우에 각 모터에서 발생하는 소음이 증폭되어 더욱 불쾌한 잡소리로 변할 때 그 소음을 줄이기가 더 어렵다.
In order to reduce the motor noise, the related research fields are seeking a solution using a multi-faceted approach such as electromagnetic, mechanical, and aerodynamic causes, but there are many tasks to be solved. For example, these methods are difficult to secure the space in the motor for installing the soundproofing device, can not block the amplification of the amplification in the gear device that delivers the driving force of the motor, and add a soundproofing device or the There are problems such as degrading the performance. In particular, when several motors are operated simultaneously, the noise generated by each motor is amplified, and it is more difficult to reduce the noise when the noise becomes more unpleasant.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점들을 해결하고자 안출된 발명으로써 모터와 그 주변 기기에서 발생되는 소음을 저감하고 설치 공간의 제약을 받지 않으며, 학습 효율을 높이고 메모리 용량을 줄일 수 있는 소음 저감 모듈 및 이를 이용한 소음 저감 방법을 제공한다.
The present invention has been made to solve the problems of the prior art as a noise reduction module that can reduce the noise generated in the motor and its peripheral devices and is not limited by the installation space, improve the learning efficiency and reduce the memory capacity and the same Provides a noise reduction method used.

본 발명의 일 양상으로서, 본 발명의 소음 저감 모듈은 하나 이상의 마이크로폰; 상기 마이크로폰으로부터 입력되는 아날로그 전압을 디지털 데이터로 변환하여 모터로부터 발생되는 소음 중에서 가청 주파수 대역 내에서 소정의 기준치 이상의 소음만을 분석 및 학습하는 소음 분석부; 상기 소음 분석부로부터 입력되는 소음 분석 결과에 응답하여 상기 가청 주파수 대역 내에서 기준치 이상의 소음에 대한 역위상 소음 신호를 발생하는 역위상 신호 발생부; 상기 역위상 신호 발생부로부터 입력되는 역위상 신호를 아날로그 신호로 변환하고 증폭하는 역위상 소음 발생부; 상기 가청 주파수 대역에서 미리 학습된 소음 이외의 다른 주파수 특성의 소음이 상기 소음 분석부에 의해 검출될 때마다 업데이트되는 소음 학습 목록을 저장하는 메모리부; 및 상기 역위상 소음 발생부로부터 입력되는 아날로그 신호를 출력하는 하나 이상의 스피커를 구비한다.
상기 소음 분석부는 상기 모터로부터 발생되는 소음이 학습되지 않은 소음이고 상기 기준치 이상의 이상 소음일 때 경고 신호를 발생한다. 상기 역위상 신호 발생부는 상기 경고 신호에 응답하여 경고음 패턴 신호를 발생한다. 상기 역위상 신호 발생부는 상기 경고음 패턴 신호를 아날로그 신호로 변환하고 증폭하여 상기 스피커를 통해 출력한다.
상기 소음 저감 모듈은 상기 모터의 구동 전원이나 내장 밧데리의 전원을 공급받아 상기 소음 분석부, 상기 역위상 신호 발생부, 상기 역위상 소음 발생부를 구동하는 전원부를 더 구비한다.
상기 소음 저감 모듈은 상기 모터의 외장 케이스에 부착된다.
상기 소음 저감 모듈은 상기 모터의 회전축에 연결되는 기어 박스의 외장 케이스에 부착된다.
상기 마이크로폰은 일정 거리 이상으로 이격된 2 개 이상의 마이크로폰을 포함한다. 상기 스피커는 일정 거리 이상으로 이격된 2 개 이상의 스피커를 포함한다.
상기 마이크로폰는 상기 모터와 가까운 위치에 설치된다. 상기 스피커는 사용자 귀에 가까운 위치에 설치된다.
본 발명의 소음 저감 방법은 하나 이상의 마이크로폰으로부터 입력되는 아날로그 전압을 디지털 데이터로 변환하여 모터로부터 발생되는 소음 중에서 가청 주파수 대역 내에서 소정의 기준치 이상의 소음만을 분석 및 학습하는 단계; 상기 가청 주파수 대역 내에서 기준치 이상의 소음에 대한 역위상 소음 신호를 발생하는 단계; 상기 역위상 신호를 아날로그 신호로 변환하고 증폭하는 단계; 상기 가청 주파수 대역에서 미리 학습된 소음 이외의 다른 주파수 특성의 소음이 검출될 때마다 메모리부에 저장된 소음 학습 목록을 업데이트하는 단계; 증폭된 상기 아날로그 신호를 하나 이상의 스피커를 통해 출력하는 단계; 상기 모터로부터 발생되는 소음이 학습되지 않은 소음이고 상기 기준치 이상의 이상 소음일 때 경고 신호를 발생하는 단계; 상기 경고 신호에 응답하여 경고음 패턴 신호를 발생하는 단계; 및 상기 경고음 패턴 신호를 아날로그 신호로 변환하고 증폭하여 상기 스피커를 통해 출력하는 단계를 포함한다.
In one aspect of the invention, the noise reduction module of the present invention comprises one or more microphones; A noise analysis unit for converting the analog voltage input from the microphone into digital data and analyzing and learning only noises above a predetermined reference value within an audible frequency band among noises generated from a motor; An antiphase signal generator for generating an antiphase noise signal for a noise higher than a reference value within the audible frequency band in response to a noise analysis result input from the noise analyzer; An antiphase noise generator for converting and amplifying an antiphase signal input from the antiphase signal generator to an analog signal; A memory unit for storing a noise learning list that is updated whenever noise of a frequency characteristic other than noise previously learned in the audible frequency band is detected by the noise analyzer; And at least one speaker for outputting an analog signal input from the anti-phase noise generator.
The noise analyzer generates a warning signal when the noise generated from the motor is an unlearned noise and an abnormal noise above the reference value. The anti-phase signal generator generates a warning sound pattern signal in response to the warning signal. The anti-phase signal generation unit converts and amplifies the warning sound pattern signal into an analog signal and outputs the same through the speaker.
The noise reduction module further includes a power supply unit configured to receive the driving power of the motor or the power of the internal battery to drive the noise analysis unit, the antiphase signal generator, and the antiphase noise generator.
The noise reduction module is attached to an outer case of the motor.
The noise reduction module is attached to an outer case of the gear box connected to the rotating shaft of the motor.
The microphone includes two or more microphones spaced apart by a distance or more. The speaker includes two or more speakers spaced apart by a predetermined distance or more.
The microphone is installed at a position close to the motor. The speaker is installed at a position close to the user's ear.
Noise reduction method of the present invention comprises the steps of converting the analog voltage input from the at least one microphone into digital data to analyze and learn only the noise of a predetermined reference value within the audible frequency band among the noise generated from the motor; Generating an antiphase noise signal for noise above a reference value within the audible frequency band; Converting and amplifying the antiphase signal into an analog signal; Updating a noise learning list stored in a memory unit whenever noise of a frequency characteristic other than noise previously learned in the audible frequency band is detected; Outputting the amplified analog signal through at least one speaker; Generating a warning signal when the noise generated from the motor is an unlearned noise and an abnormal noise above the reference value; Generating a beep pattern signal in response to the warning signal; And converting and amplifying the warning sound pattern signal into an analog signal and outputting the same through the speaker.

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본 발명은 능동소음제어(ANC) 회로를 포함한 소음 저감 모듈을 모터의 외부 케이스에 착탈 가능하게 부착한다. 소음 저감 모듈은 모터의 작동 소음을 분석하고, 그 모터의 작동 소음과 동일한 주파수를 가지며 모터의 작동 소음의 위상에 대하여 역위상을 가지는 역위상 소음을 발생하여 스피커를 통해 재생함으로써 모터의 작동 소음을 저감한다. 소음 저감 모듈은 모터의 외부 케이스에 소형 사이즈의 모듈로 부착되어 설치 공간의 제약을 받지 않는다.
본 발명의 소음 저감 모듈은 모터의 작동 소음으로부터 이상 소음을 검출하여 모터의 오동작이나 고장을 예방할 수 있다. 나아가, 본 발명은 능동소음제어 기술에 학습 제어 프로그램을 접목하여 여러개의 모터가 동시에 작동할 경우에 각 모터에서 발생하는 소음을 줄일 수 있고, 가청 주파수 대역에서 기준치 이상의 소음만은 학습하고 제거함으로써 소음 데이터가 저장되는 메모리 용량을 줄이고 학습 연산 효율을 높일 수 있다.
The present invention detachably attaches a noise reduction module including an active noise control (ANC) circuit to an outer case of a motor. The noise reduction module analyzes the operating noise of the motor, generates the in-phase noise having the same frequency as the operating noise of the motor, and has a reverse phase with respect to the phase of the operating noise of the motor, and reproduces the operating noise of the motor by the speaker. Reduce. The noise reduction module is attached to the outer case of the motor as a small sized module and is not limited by the installation space.
Noise reduction module of the present invention can detect the abnormal noise from the operating noise of the motor to prevent malfunction or failure of the motor. Furthermore, the present invention can combine the active noise control technology with the learning control program to reduce the noise generated by each motor when several motors are operated at the same time, and by learning and removing only the noise above the reference value in the audible frequency band, It can reduce the memory capacity in which data is stored and increase the learning operation efficiency.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 모듈을 보여 주는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 소음 저감 모듈의 구성을 상세히 보여 주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 방법을 단계적으로 보여 주는 흐름도이다.
도 4 및 도 5는 자동차의 전동 시트 모터의 소음 특성과 소음 저감 모듈을 이용한 소음 저감 효과를 보여 주는 그래프들이다.
도 6 내지 도 8은 소음 저감 모듈의 부착 방법을 보여 주는 도면들이다.
도 9는 도 2에 도시된 마이크로폰들과 스피커의 설치 방법의 일예를 보여 주는 도면이다.
도 10은 자동차용 전동 시트의 외관을 보여 주는 도면이다. 1 is a block diagram showing a noise reduction module according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing in detail the configuration of the noise reduction module shown in FIG.
3 is a flowchart illustrating a method of reducing noise in accordance with an embodiment of the present invention.
4 and 5 are graphs showing the noise characteristics of the electric seat motor of the automobile and the noise reduction effect using the noise reduction module.
6 to 8 are views illustrating a method of attaching the noise reduction module.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an installation method of the microphones and the speaker illustrated in FIG. 2.
10 is a view showing the appearance of a motor-driven electric seat.

본 발명은 능동소음제어(Active Noise Control, ANC) 기술을 이용하여 모터가 작동할 때 모터와 그 주변 기기에서 발생되는 작동 소음을 주파수별로 분석하여 주파수별 역위상 주파수 소음을 발생시켜 모터의 작동 소음을 상쇄하거나 가청 주파수 이외의 대역으로 쉬프트시킨다. 본 발명은 모터가 응용되는 산업 분야 예컨대, 항공기, 자동차, 철도, 선박, 의료기기, 로봇, 가전기기 등에 적용 가능하다. The present invention analyzes the operating noise generated by the motor and its peripheral devices for each frequency when the motor is operated using the Active Noise Control (ANC) technology to generate antiphase frequency noise for each frequency, thereby operating noise of the motor. Cancel or shift to a band other than the audible frequency. Industrial Applicability The present invention can be applied to industrial fields such as aircraft, automobiles, railways, ships, medical devices, robots, home appliances, and the like.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Like numbers refer to like elements throughout. In the following description, when it is determined that a detailed description of known functions or configurations related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 모듈(100)은 모터 구동장치(20)에 공급되는 교류 또는 직류(AC/DC)의 모터 구동전원을 공유하여 구동되거나 별도의 내장 밧데리(38)로 구동된다. 모터 구동장치(20)는 모터 구동전원을 공급받아 모터(10)를 작동시킨다. 모터 구동장치(20)는 모터(10)의 구동회로와, 감속기 등의 동력 전달장치를 포함할 수 있다. 1 and 2, the noise reduction module 100 according to an embodiment of the present invention is driven by sharing the motor drive power of the AC or DC (AC / DC) supplied to the motor drive device 20 or separately It is driven by the built-in battery (38). The motor driving device 20 receives the motor driving power to operate the motor 10. The motor driving device 20 may include a driving circuit of the motor 10 and a power transmission device such as a speed reducer.

소음 저감 모듈(100)은 모터(10) 내에서 자기장이 약한 부분에 내장되거나 의 모터(10)나 그 주변기기에 착탈 가능하게 부착되어 모터(10)와 그 주변에 배치된 구동 장치(20) 또는 기어 박스로부터 발생되는 가청 주파수 대역 내의 주파수 를 갖는 모터 소음을 검출하고 그 소음의 역위상 소음을 발생하여 가청 주파수 대역 내에서 모터 소음을 줄인다. 소음 저감 모듈(100)이 모터(10)에 내장되거나 모터(10)와 그 주변기기에 부착되는 경우에 자기장 차폐부재를 개재하여 모터(10) 내에 또는 그 외부에 부착되는 것이 바람직하다. 이는 모터(10)의 자기장으로 인하여 소음 저감 모듈(100)이 오동작될 수 있기 때문이다. The noise reduction module 100 may be embedded in a weak magnetic field in the motor 10, or may be detachably attached to the motor 10 or a peripheral device of the motor 10, and the driving device 20 disposed around the motor 10 or its surroundings. Detects motor noise with a frequency within the audible frequency band generated from the gearbox and generates antiphase noise of the noise to reduce motor noise within the audible frequency band. When the noise reduction module 100 is embedded in the motor 10 or attached to the motor 10 and its peripheral devices, the noise reduction module 100 may be attached to the motor 10 or to the outside of the motor 10 via a magnetic shielding member. This is because the noise reduction module 100 may malfunction due to the magnetic field of the motor 10.

소음 저감 모듈(100)은 ANC 회로부(30), 하나 이상의 마이크로폰(31), 하나 이상의 스피커(32)를 구비한다. ANC 회로부(30)는 전원부(33), 소음 분석부(36), 메모리부(35), 역위상 신호 발생부(34), 및 역위상 소음 발생부(37)를 포함한다. 전원부(33)는 모터 전원이나 밧데리 출력 전원을 ANC 회로부(30)의 구성요소들의 구동전압으로 변환한다. The noise reduction module 100 includes an ANC circuit section 30, one or more microphones 31, and one or more speakers 32. The ANC circuit unit 30 includes a power supply unit 33, a noise analysis unit 36, a memory unit 35, an antiphase signal generator 34, and an antiphase noise generator 37. The power supply unit 33 converts the motor power or the battery output power into driving voltages of the components of the ANC circuit unit 30.

마이크로폰(31)은 모터(10)와 그 주변기기의 소음을 전기적인 신호로 변환하여 소음 분석부(36)에 입력한다. 마이크로폰(31)에서 소음이 검출되지 않는 음영 지역을 줄이기 위하여, 마이크로폰(31)은 도 2 및 도 9와 같이 일정한 거리만큼 이격되고 지향 각도가 다른 2 개 이상의 마이크로폰들로 구성될 수 있다. The microphone 31 converts the noise of the motor 10 and its peripherals into electrical signals and inputs them to the noise analysis unit 36. In order to reduce the shadow area where noise is not detected in the microphone 31, the microphone 31 may be composed of two or more microphones spaced apart by a predetermined distance and different in directing angles as shown in FIGS. 2 and 9.

소음 분석부(36)는 마이크로폰(31)으로부터 입력되는 아날로그 전압을 디지털 데이터로 변환한다. 소음 분석부(36)는 주파수 분석 프로그램을 이용하여 마이크로폰(31)으로부터 수집된 소음을 분석하고, 미리 학습된 가청 주파수 대역 내의 소음과 일치하는 소음을 필터링한다. 그리고 소음 분석부(36)는 가청 주파수 대역 내의 소음을 소정의 기준치와 비교하여 기준치 이상으로 큰 소음을 검출한다. 소음 분석부(36)는 기준치 이상의 가청 주파수 대역 내의 소음 중에서 미리 학습된 소음 이외의 다른 주파수 특성의 소음이 입력되면 그 소음의 주파수 특성과 세기(음압, dB)을 메모리부(35)에 저장하여 새로운 유형의 소음을 학습한다. 기준치는 실험을 통해 가청 주파수 대역 중에서 사용자가 불쾌감을 느끼는 주파수의 소음 주파수로 설정될 수 있다. 또한, 소음 분석부(36)는 가청 주파수 대역에서 학습된 소음 이외의 다른 기준치 이상의 소음이 검출되면 경고 신호를 역위상 신호 발생부(34)에 입력한다.The noise analysis unit 36 converts the analog voltage input from the microphone 31 into digital data. The noise analyzer 36 analyzes the noise collected from the microphone 31 using a frequency analysis program, and filters the noise that matches the noise in the pre-learned audible frequency band. The noise analyzing unit 36 detects the noise larger than the reference value by comparing the noise in the audible frequency band with a predetermined reference value. The noise analyzer 36 stores the frequency characteristics and the intensity (sound pressure, dB) of the noises in the memory unit 35 when noises of a frequency characteristic other than the pre-learned noises are input among the noises in the audible frequency band above the reference value. Learn a new type of noise. The reference value may be set to the noise frequency of the frequency that the user feels unpleasant in the audible frequency band through the experiment. In addition, the noise analysis unit 36 inputs a warning signal to the anti-phase signal generator 34 when noise above the reference value other than the noise learned in the audible frequency band is detected.

메모리부(35)는 주파수 분석 프로그램, 주파수 학습 프로그램, 주파수 생성 프로그램 등 소음 저감 모듈(100)의 구동에 필요한 프로그램을 저장하고, 새로운 소음원이 검출될 때마다 업데이트되는 소음 학습 목록을 저장한다. The memory unit 35 stores a program required for driving the noise reduction module 100, such as a frequency analysis program, a frequency learning program, and a frequency generation program, and stores a noise learning list updated each time a new noise source is detected.

역위상 신호 발생부(34)는 주파수 생성 프로그램을 이용하여 역위상 소음 신호를 발생한다. 역위상 소음의 디지털 데이터는 소음 분석부(36)에 의해 필터링된 소음의 디지털 데이터와 동일한 주파수를 가지며 그 소음의 위상과는 역위상으로 발생된다. 또한, 역위상 신호 발생부(34)는 소음 분석부(36)로부터 입력되는 경고신호에 응답하여 경고음 패턴의 신호를 발생한다. 역위상 소음 발생부(37)는 역위상 신호 발생부(34)로부터 입력되는 역위상 소음 신호 또는 경고음 패턴의 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 소음 세기에 대응하는 세기로 역위상 소음 신호를 증폭하여 스피커(32)를 통해 재생한다. The antiphase signal generator 34 generates an antiphase noise signal using a frequency generation program. The digital data of the antiphase noise has the same frequency as the digital data of the noise filtered by the noise analyzer 36 and is generated out of phase with the phase of the noise. In addition, the anti-phase signal generator 34 generates a signal of a warning sound pattern in response to a warning signal input from the noise analyzer 36. The antiphase noise generator 37 converts an antiphase noise signal or a signal of a warning sound pattern input from the antiphase signal generator 34 into an analog signal, and amplifies the antiphase noise signal with an intensity corresponding to the noise intensity. Playback through the speaker 32 is performed.

스피커(32)를 통해 재생되는 역위상 소음은 모터의 작동 소음과 상쇄 간섭으로 소음 세기를 줄이거나 모터 소음 주파수를 가청 주파수 대역 이외의 대역으로 쉬프트시킨다. 스피커(32)에서 역위상 소음이 넓게 퍼질 수 있도록 스피커(32)는 도 2 및 도 9와 같이 일정한 거리만큼 이격고 지향 각도가 다른 2 개 이상의 스피커들로 구성될 수 있다. The antiphase noise reproduced through the speaker 32 reduces the noise intensity due to the operating noise and the destructive interference of the motor or shifts the motor noise frequency to a band other than the audible frequency band. The speaker 32 may be composed of two or more speakers spaced apart from each other by a predetermined distance and different in directing angles as shown in FIGS.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 방법을 단계적으로 보여 주는 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a method of reducing noise in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 소음 저감 모듈(100)을 모터나 그 주변기기에 부착한다. 모터의 구동 전원으로 소음 저감 모듈(100)을 구동하는 경우에, 소음 저감 모듈(100)의 전원 케이블을 모터의 전원 입력 케이블에 연결한다. Referring to FIG. 3, the noise reduction module 100 is attached to a motor or a peripheral device thereof. When the noise reduction module 100 is driven by the driving power of the motor, the power cable of the noise reduction module 100 is connected to the power input cable of the motor.

모터(10), 모터 구동장치(20), 및 소음 저감 모듈(100)에 전원을 입력하면, 모터(10), 모터 구동장치(20), 및 소음 저감 모듈(100)은 구동되기 시작한다. 소음 저감 모듈(100)은 모터(10)와 그 주변기기의 구동 중에 발생되는 모터 소음을 분석하고 학습한다.(S1 및 S2)When power is supplied to the motor 10, the motor driving device 20, and the noise reduction module 100, the motor 10, the motor driving device 20, and the noise reduction module 100 start to be driven. The noise reduction module 100 analyzes and learns motor noise generated while driving the motor 10 and its peripheral devices (S1 and S2).

소음 저감 모듈(100)은 모터 소음 분석 결과, 미리 저정된 소음의 학습 목록에서 검색되지 않은 이상 소음이 검출되면 경고음을 발생한다.(S3 및 S6) 경고음은 모터(10)의 이상 작동을 사용자에게 알려준다. 사용자는 경고음을 통해 모터(10)의 오동작이나 고장을 예방할 수 있다. The noise reduction module 100 generates a warning sound when an abnormal noise is detected from the learning list of the previously stored noise as a result of analyzing the motor noise. (S3 and S6) The warning sound alerts the user of abnormal operation of the motor 10. Inform. The user can prevent malfunction or failure of the motor 10 through the warning sound.

소음 저감 모듈(100)은 모터의 작동 소음과 동일한 주파수를 가지며 모터의 작동 소음의 위상에 대하여 역위상을 가지는 역위상 소음을 발생하고, 그 역위상 소음을 스피커(32)를 통해 재생한다.(S4 및 S5) 그 결과, 모터의 작동 소음은 역위상 소음과의 상쇄 간섭으로 인하여 그 세기가 작아지거나 가청 주파수 대역 이외의 대역으로 주파수가 쉬프트된다. The noise reduction module 100 generates the antiphase noise having the same frequency as the operating noise of the motor and having an antiphase with respect to the phase of the operating noise of the motor, and reproduces the antiphase noise through the speaker 32. S4 and S5) As a result, the operating noise of the motor is reduced in intensity due to offset interference with the antiphase noise or the frequency is shifted to a band other than the audible frequency band.

도 4는 자동차의 전동 시트 모터 소음 중에서 사용자의 연령대별(10~90) 민감한 소음의 주파수 특성을 보여 주는 그래프이다. Figure 4 is a graph showing the frequency characteristics of sensitive noise for each age group (10 ~ 90) of the electric seat motor noise of the vehicle.

도 4를 참조하면, 자동차의 전동 시트용 모터의 경우에 사람의 귀에 가장 민감하고 불쾌감을 주는 소음의 주파수 영역은 3900Hz 부근이다. 소음 저감 모듈(100)에는 3900Hz 부근의 소음이 미리 학습될 수 있다. 도 4에서 x축은 소음 주파수이며, y축은 소음의 음압(dB)이다. 소음 저감 모듈(100)을 전동 시트 모터나 그 주변 기기(예를 들어, 기어 박스)에 부착하면, 전동 시트 모터에서 발생되는 3900 Hz의 모터 소음의 음압(dB)을 사람의 귀에 들리지 않는 수준으로 낮출 수 있다. Referring to FIG. 4, in the case of an electric seat motor of an automobile, a frequency range of noise most sensitive and unpleasant to a human ear is around 3900 Hz. The noise reduction module 100 may be pre-learned at a noise of around 3900 Hz. In FIG. 4, the x-axis is the noise frequency and the y-axis is the sound pressure (dB) of the noise. When the noise reduction module 100 is attached to an electric seat motor or a peripheral device (for example, a gear box), the sound pressure (dB) of 3900 Hz motor noise generated by the electric seat motor is inaudible to human ears. Can be lowered.

도 5는 전동 시트 모터의 기동 소음(0~3 sec)과 작동 소음(3 sec 이상)을 보여 주는 도면이다. 전동 시트 모터의 기동 소음은 작동 소음보다 더 크고 사람에게 더 불쾌감을 준다. 이러한 기동 소음에서 3900 Hz 부근의 소음 크기도 작동 소음보다 더 커진다. 소음 저감 모듈(100)을 전동 시트 모터나 그 주변 기기(예를 들어, 기어 박스)에 부착하면, 전동 시트 모터의 기동 소음을 50dB 이하(붉은선)로 작동 소음을 45dB 이하로 낮출 수 있다. FIG. 5 is a diagram showing starting noise (0-3 sec) and operating noise (3 sec or more) of the electric seat motor. The starting noise of the electric seat motor is larger than the operating noise and more unpleasant to humans. At this starting noise, the noise level around 3900 Hz is also larger than the operating noise. When the noise reduction module 100 is attached to the electric seat motor or a peripheral device (for example, a gearbox), the operation noise of the electric seat motor can be reduced to 50 dB or less (red line) and the operating noise can be lowered to 45 dB or less.

도 6 내지 도 8은 소음 저감 모듈의 부착 방법을 보여 주는 도면들이다. 6 to 8 are views illustrating a method of attaching the noise reduction module.

소음 저감 모듈(100)은 도 6 및 도 7과 같이 모터(10) 내에서 모터 구동을 위한 인덕터와 콘덴서 등이 실장되는 스테이 부분(10a)에 설치되어 모터(10)에 내장될 수 있다. 소음 저감 모듈(100)은 접착제나 스크류(screw)로 모터(10)의 스테이 부분(10a)에 부착될 수 있다. 6 and 7, the noise reduction module 100 may be installed in the stay portion 10a in which an inductor and a capacitor for driving the motor are mounted in the motor 10, and may be embedded in the motor 10. The noise reduction module 100 may be attached to the stay portion 10a of the motor 10 with an adhesive or a screw.

또한, 소음 저감 모듈(100)은 도 7 및 도 8과 같이 모터(10)의 구동축이 연결되는 기어 박스(40)의 외장 케이스나 모터(10)의 외장 케이스에 부착될 수 있다. 이 경우에, 소음 저감 모듈(100)은 접착제나 스크류(screw)로 모터(10)나 기어 박스(10)의 외장 케이스에 부착될 수 있다. In addition, the noise reduction module 100 may be attached to the outer case of the gear box 40 or the outer case of the motor 10 to which the drive shaft of the motor 10 is connected as shown in FIGS. 7 and 8. In this case, the noise reduction module 100 may be attached to the outer case of the motor 10 or the gear box 10 with an adhesive or a screw.

본 발명의 다른 실시예로서 마이크로폰(31)은 모터(10)나 그 주변기기에 배치되고, 스피커는 사용자의 귀에 가까운 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 10과 같이 자동차용 전동 시트에서 마이크로폰(31)은 전동 시트의 모터나 그 근방에 설치되고, 스피커(32)는 사용자의 귀에 가까운 시트 헤드에 배치될 수 있다. As another embodiment of the present invention, the microphone 31 may be disposed at the motor 10 or a peripheral device thereof, and the speaker may be disposed at a position close to the user's ear. For example, in the motor vehicle seat as shown in FIG. 10, the microphone 31 may be installed at or near the motor of the motor seat, and the speaker 32 may be disposed at a seat head close to the user's ear.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

10 : 모터 20 : 모터 구동장치
30 : ANC 회로부 31 : 마이크로폰
32 : 스피커 33 : 전원부
34 : 역위상 신호 발생부 35 : 메모리부
36 : 소음 분석부 37 : 역위상 소음 발생부
100 : 소음 저감 모듈10: motor 20: motor drive device
30: ANC circuit section 31: microphone
32: speaker 33: power supply
34: anti-phase signal generator 35: memory
36: noise analysis unit 37: anti-phase noise generation unit
100: noise reduction module

Claims (10)

하나 이상의 마이크로폰;
상기 마이크로폰으로부터 입력되는 아날로그 전압을 디지털 데이터로 변환하여 모터로부터 발생되는 소음 중에서 가청 주파수 대역 내에서 소정의 기준치 이상의 소음만을 분석 및 학습하는 소음 분석부;
상기 소음 분석부로부터 입력되는 소음 분석 결과에 응답하여 상기 가청 주파수 대역 내에서 기준치 이상의 소음에 대한 역위상 소음 신호를 발생하는 역위상 신호 발생부;
상기 역위상 신호 발생부로부터 입력되는 역위상 신호를 아날로그 신호로 변환하고 증폭하는 역위상 소음 발생부;
상기 가청 주파수 대역에서 미리 학습된 소음 이외의 다른 주파수 특성의 소음이 상기 소음 분석부에 의해 검출될 때마다 업데이트되는 소음 학습 목록을 저장하는 메모리부; 및
상기 역위상 소음 발생부로부터 입력되는 아날로그 신호를 출력하는 하나 이상의 스피커를 구비하고,
상기 소음 분석부는 상기 모터로부터 발생되는 소음이 학습되지 않은 소음이고 상기 기준치 이상의 이상 소음일 때 경고 신호를 발생하고,
상기 역위상 신호 발생부는 상기 경고 신호에 응답하여 경고음 패턴 신호를 발생하며,
상기 역위상 소음 발생부는 상기 경고음 패턴 신호를 아날로그 신호로 변환하고 증폭하여 상기 스피커를 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 소음 저감 모듈. One or more microphones;
A noise analysis unit for converting the analog voltage input from the microphone into digital data and analyzing and learning only noises above a predetermined reference value within an audible frequency band among noises generated from a motor;
An antiphase signal generator for generating an antiphase noise signal for a noise higher than a reference value within the audible frequency band in response to a noise analysis result input from the noise analyzer;
An antiphase noise generator for converting and amplifying an antiphase signal input from the antiphase signal generator to an analog signal;
A memory unit for storing a noise learning list that is updated whenever noise of a frequency characteristic other than noise previously learned in the audible frequency band is detected by the noise analyzer; And
At least one speaker for outputting an analog signal input from the anti-phase noise generation unit,
The noise analysis unit generates a warning signal when the noise generated from the motor is an unlearned noise and abnormal noise above the reference value.
The anti-phase signal generation unit generates a warning sound pattern signal in response to the warning signal,
The anti-phase noise generating unit is a noise reduction module, characterized in that for converting the amplified sound pattern signal to an analog signal and amplified and output through the speaker. 제 1 항에 있어서,
상기 모터의 구동 전원이나 내장 밧데리의 전원을 공급받아 상기 소음 분석부, 상기 역위상 신호 발생부, 상기 역위상 소음 발생부를 구동하는 전원부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 소음 저감 모듈. The method of claim 1,
And a power supply unit for driving the noise analyzer, the anti-phase signal generator, and the anti-phase noise generator by receiving the driving power of the motor or the power of the internal battery. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 소음 저감 모듈은 상기 모터에 내장되는 것을 특징으로 하는 소음 저감 모듈.The method of claim 1,
The noise reduction module is a noise reduction module, characterized in that built in the motor. 제 1 항에 있어서,
상기 소음 저감 모듈은 상기 모터의 외장 케이스에 부착되는 것을 특징으로 하는 소음 저감 모듈.The method of claim 1,
The noise reduction module is noise reduction module, characterized in that attached to the outer case of the motor. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 소음 저감 모듈은 상기 모터의 회전축에 연결되는 기어 박스의 외장 케이스에 부착되는 것을 특징으로 하는 소음 저감 모듈.6. The method according to claim 1 or 5,
The noise reduction module is a noise reduction module, characterized in that attached to the outer case of the gear box connected to the rotating shaft of the motor. 제 1 항에 있어서,
상기 마이크로폰은 일정 거리 이상으로 이격된 2 개 이상의 마이크로폰을 포함하고,
상기 스피커는 일정 거리 이상으로 이격된 2 개 이상의 스피커를 포함하는 것을 특징으로 하는 소음 저감 모듈.The method of claim 1,
The microphone includes two or more microphones spaced apart by a predetermined distance or more,
The speaker includes a noise reduction module comprising two or more speakers spaced apart by a predetermined distance or more. 제 1 항에 있어서,
상기 마이크로폰은 상기 모터와 가까운 위치에 설치되고,
상기 스피커는 사용자 귀에 가까운 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 소음 저감 모듈.The method of claim 1,
The microphone is installed in a position close to the motor,
The speaker is noise reduction module, characterized in that installed in the position close to the user's ear. 하나 이상의 마이크로폰으로부터 입력되는 아날로그 전압을 디지털 데이터로 변환하여 모터로부터 발생되는 소음 중에서 가청 주파수 대역 내에서 소정의 기준치 이상의 소음만을 분석 및 학습하는 단계;
상기 가청 주파수 대역 내에서 기준치 이상의 소음에 대한 역위상 소음 신호를 발생하는 단계;
상기 역위상 신호를 아날로그 신호로 변환하고 증폭하는 단계;
상기 가청 주파수 대역에서 미리 학습된 소음 이외의 다른 주파수 특성의 소음이 검출될 때마다 메모리부에 저장된 소음 학습 목록을 업데이트하는 단계;
증폭된 상기 아날로그 신호를 하나 이상의 스피커를 통해 출력하는 단계;
상기 모터로부터 발생되는 소음이 학습되지 않은 소음이고 상기 기준치 이상의 이상 소음일 때 경고 신호를 발생하는 단계;
상기 경고 신호에 응답하여 경고음 패턴 신호를 발생하는 단계; 및
상기 경고음 패턴 신호를 아날로그 신호로 변환하고 증폭하여 상기 스피커를 통해 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소음 저감 방법. Converting an analog voltage input from one or more microphones into digital data and analyzing and learning only noises above a predetermined reference value within an audible frequency band among noises generated from a motor;
Generating an antiphase noise signal for noise above a reference value within the audible frequency band;
Converting and amplifying the antiphase signal into an analog signal;
Updating a noise learning list stored in a memory unit whenever noise of a frequency characteristic other than noise previously learned in the audible frequency band is detected;
Outputting the amplified analog signal through at least one speaker;
Generating a warning signal when the noise generated from the motor is an unlearned noise and an abnormal noise above the reference value;
Generating a beep pattern signal in response to the warning signal; And
And converting and amplifying the warning sound pattern signal into an analog signal and outputting the amplified signal through the speaker. 삭제delete
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