KR101244054B1 - 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법 - Google Patents

차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 전기 모터로 구동되는 차량의 가상 음향 출력 장치로서, 차량의 동력 출력측의 RPM 회전 속도를 감지하는 RPM 센서, 차량의 속도를 감지하는 속도 센서를 포함하는 입력 감지부 및 사용자에 의하여 선택되는 스위칭 입력부를 구비하는 입력부와, 상기 입력부와 전기적 연결을 이루어 상기 입력부의 입력 감지 신호를 전달받는 제어부와, 단일 음원 데이터를 사전 설정 저장하는 저장부와, 상기 제어부의 재생 제어 신호에 따라 상기 음원 데이터로부터 출력 음원을 재생하는 음원 재생부와, 상기 제어부의 출력 제어 신호에 따라 상기 출력 음원을 차량 외부로 출력하는 음향 출력부를 구비하는 차량 가상 음향 출력 장치 및 이의 제어 방법을 제공한다.

Description

차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING A VIRTUAL ENGINE SOUND SYSTEM FOR AN ELECTRIC MOTOR BASED VEHICLE}
본 발명은 음향 장치에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 전기 모터 구동되는 차량의 가상 엔진음을 외부 출력하기 위한 차량 가상 음향 출력 장치에 관한 것이다.
근래 차량은 친환경 추세에 맞추어 하이브리드, 전기 자동차 또는 연료 전지 자동차 등 다양한 비 내연 기관 주행 차량에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 차량은 전기 모터를 통한 구동력을 활용한다는 점에서 에너지 효율이 우수하고, 매연 내지 이산화탄소 발생을 최소화시켜 환경 보호에 상당한 효과를 거두고 있다.
또한, 전기 모터 구동 차량의 경우 내연 기관 사이클을 배제함으로써 정숙성을 확보할 수 있어, 노면 저항으로 인한 소음 발생이 작은 도심 주행의 경우 차량 실내의 운전 쾌적성을 극대화시킬 수 있다.
다만, 이러한 전기 모터 구동 차량의 경우 정숙성의 극대화로 인한 부작용이 발생하고 있다. 내연 기관 엔진의 경우 발생했던 차량 엔진음이 배제됨으로써 보행자가 차량을 청각적으로 인지하지 못하게 되어 발생하는 인사 사고가 증가되고 있다.
이러한 전기 모터 구동 차량의 정숙성으로 인한 보행자 등의 차량 사고 발생 가능성을 방지 내지 최소화시키기 위하여 인위적인 차량 엔진음을 출력하는 장치들에 대한 연구가 진행되고 있다.
종래 기술에 따른 생성 차량 엔진음은 복잡하고 다양한 조건하에서의 적용을 위하여 상당히 많은 음원을 저장하고 이를 각각의 경우에 맞추어 재생하는 유형을 취하였다.
하지만, 이러한 경우 다양한 음향을 선택하고 출력할 수 있다는 장점이 있으나, 음원의 저장으로 인한 저장 부하가 급증하고 이러한 음원을 재생함에 있어 음원 재생 속도가 차량의 상태, 즉 차량 속도 변화에 신속하게 대응하지 못한다는 문제점이 발생하였다.
차량 속도의 변화에 따른 음원 재생이 원활하게 이루어지지 못함으로써 음향 출력 지연이 발생하고 이는 음향 출력이 매끄럽지 못하여 외부 출력시 불쾌감을 유발할 뿐만 아니라 출력 지연으로 인한 보행자의 인지 시간을 축소시켜 안전 사고 발생 가능성을 줄이는데 한계가 있었다.
본 발명은 가상 엔진 음향을 출력하는 장치에 있어 신속한 음원 재생을 간단하면서도 신속하게 이룰 수 있고 저장 부하를 저감시켜 제조 원가를 절감시킬 수 있는 구조의 차량 가상 음향 출력 장치 및 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전기 모터로 구동되는 차량의 가상 음향 출력 장치로서, 차량의 동력 출력측의 RPM 회전 속도를 감지하는 RPM 센서, 차량의 속도를 감지하는 속도 센서를 포함하는 입력 감지부 및 사용자에 의하여 선택되는 스위칭 입력부를 구비하는 입력부와, 상기 입력부와 전기적 연결을 이루어 상기 입력부의 입력 감지 신호를 전달받는 제어부와, 단일 음원 데이터를 사전 설정 저장하는 저장부와, 상기 제어부의 재생 제어 신호에 따라 상기 음원 데이터로부터 출력 음원을 재생하는 음원 재생부와, 상기 제어부의 출력 제어 신호에 따라 상기 출력 음원을 차량 외부로 출력하는 음향 출력부를 구비하는 차량 가상 음향 출력 장치를 제공한다.
상기 차량 가상 음향 출력 장치에 있어서, 상기 음원 재생부는 상기 음원 데이터로부터 음원 재생 주파수를 조정하여 출력 음원을 재생시킬 수도 있다.
상기 차량 가상 음향 출력 장치에 있어서, 상기 음원 재생부는: 상기 제어부의 발진 제어 신호에 의하여 상기 차량의 상태에 따른 조정 발진 신호를 출력하는 전압 제어 발진기와, 상기 조정 발진 신호에 따라 디코딩 타이밍이 조정되어 주파수 변경된 출력 음원을 생성하는 디코더를 구비할 수도 있다.
본 발명의 다른 일면에 따르면, 본 발명은 전기 모터로 구동되는 차량의 가상 음향 출력 장치로서, 동력 출력측의 회전 속도를 감지하는 RPM 센서, 차량의 속도를 감지하는 속도 센서를 포함하는 입력 감지부 및 사용자에 의하여 선택되는 스위칭 입력부를 구비하는 입력부와, 상기 입력부와 전기적 연결을 이루어 상기 입력부의 입력 감지 신호를 전달받는 제어부와, 단일 음원 데이터를 사전 설정 저장하는 저장부와, 상기 제어부의 재생 제어 신호에 따라 상기 음원 데이터로부터 출력 음원을 재생하는 음원 재생부와, 상기 제어부의 출력 제어 신호에 따라 상기 출력 음원을 차량 외부로 출력하는 음향 출력부를 구비하는 가상 음향 출력 장치를 제공하는 제공 단계와, 상기 제어부의 입력 감지 제어 신호에 따라 상기 입력부의 입력 감지 신호를 검출하는 입력 감지 단계와, 상기 입력 감지 신호에 기초하여 상기 음원 재생부로 재생 제어 신호를 인가하여 출력 음원을 재생하는 음원 재생 단계와, 상기 음향 출력부가 상기 출력 음원을 외부로 출력하는 음향 출력 단계를 포함하는 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법을 제공한다.
상기 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법에 있어서, 상기 음원 재생 단계는, 상기 입력부로부터 음향 출력부의 가동을 위한 작동 플랙이 온 상태인지 여부를 판단하는 작동 플랙 판단 단계를 구비할 수도 있다.
상기 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법에 있어서, 상기 작동 플랙 판단 단계에서 온 상태가 아닌 것으로 판단되는 경우, 전 단계에서의 상기 음향 출력부의 가동이 온 상태인지 여부를 판단하는 전단계 작동 판단 단계를 실행하고, 상기 전단계 작동 판단 단계에서 상기 음향 출력부의 가동이 온 상태인 것으로 판단되는 경우 음향 출력부의 가동을 점진적 소멸시키는 페이드 아웃 단계를 실행할 수도 있다.
상기 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법에 있어서, 상기 음원 재생부에는: 상기 제어부의 발진 제어 신호에 의하여 상기 차량의 상태에 따른 조정 발진 신호를 출력하는 전압 제어 발진기와, 상기 조정 발진 신호에 따라 디코딩 타이밍이 조정되어 주파수 변경된 출력 음원을 생성하는 디코더가 구비되고, 상기 저장부에는 차량 속도에 따른 상기 발진 제어 신호가 사전 설정되어 저장되고, 상기 작동 플랙 판단 단계에서 온 상태인 것으로 판단되는 경우, 상기 발진 제어 신호에 의하여 상기 단일 음원 데이터로부터 음원 조정을 이루어 상기 출력 음원을 생성하는 음원 조정 단계를 구비할 수도 있다.
상기 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법에 있어서, 상기 음원 재생부에는 상기 출력 음원의 음량을 조정하는 볼륨 조절기가 더 구비되고, 상기 저장부에는 사전 설정되어 저장된 사전 설정 RPM 회전 속도 조정 범위 및 RPM 회전 속도에 따른 볼륨 조절 데이터가 구비되고, 상기 음향 출력 단계는: 상기 제어부의 볼륨 제어 신호에 따라 상기 볼륨 조절기가 상기 출력 음원을 조정하는 볼륨 조절 단계와, 상기 RPM 회전 속도가 상기 사전 설정 RPM 회전 속도 조정 범위에 존재하는지 여부를 판단하는 RPM 회전 속도 판단 단계를 구비할 수도 있다.
상기 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법에 있어서, 상기 RPM 회전 속도 판단 단계에서 상기 RPM 회전 속도가 상기 사전 설정 RPM 회전 속도 조정 범위에 존재하는 경우, 상기 볼륨 조절기가 상기 RPM 회전 속도 및 상기 볼륨 조절 데이터에 기초하여 출력 음원의 볼륨을 조정하는 RPM 볼륨 조정 단계가 실행될 수도 있다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량 가상 음향 출력 장치 및 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 본 발명에 따른 차량 가상 음향 출력 장치 및 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법은, 하이브리드 차량, 전기 자동차 또는 연료 전지 자동차 등의 외부 가상 음향 출력 시 단일 음원을 통한 신속하고 정확한 음원 재생을 통하여 음원 재생 지연으로 인한 불쾌감 및 재생 지연으로 인한 안전 사고 발생을 방지할 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 차량 가상 음향 출력 장치 및 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법은, 단일 음원의 재생 구조를 이루어 다양한 조건 하에서 단일 음원의 피치 변화를 통한 다양한 음향 출력을 이룸으로써 저장 공간을 최소화시켜 음원 저장으로 인한 부하를 최소화시킬 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 차량 가상 음향 출력 장치 및 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법은, 음향 출력부, 진동 출력부 등을 통한 청각 및/또는 촉각적 인지를 가능하게 하여 사용자로 하여금 현재 작동 상태를 신속하고 원활하게 인지하도록 할 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 가상 음향 출력 장치의 개략적인 블록 선도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 가상 음향 출력 장치의 블록 선도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법의 음원 재생 단계에 대한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법의 음원을 재생하기 위한 조정 발진 신호에 대한 듀티비 선도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법의 음원 조정 단계를 통한 음원 조정 과정을 나타내는 선도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법의 음향 출력 단계에 대한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법의 RPM 볼륨 조절 단계에서의 볼륨 조절 데이터의 개략도이다.
이하에서는 차량 가상 음향 출력 장치 및 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법에 대한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 가상 음향 출력 장치의 개략적인 블록 선도가 도시되고, 도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 가상 음향 출력 장치의 블록 선도가 도시되고, 도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법의 흐름도가 도시되고, 도 4에는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법의 음원 재생 단계에 대한 흐름도가 도시되고, 도 5에는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법의 음원을 재생하기 위한 조정 발진 신호에 대한 듀티비 선도가 도시되고, 도 6에는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법의 음원 조정 단계를 통한 음원 조정 과정을 나타내는 선도가 도시되고, 도 7에는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법의 음향 출력 단계에 대한 흐름도가 도시되고, 도 8에는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법의 RPM 볼륨 조절 단계에서의 볼륨 조절 데이터의 개략도가 도시된다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량에 장착되는 차량 가상 음향 출력 장치(10)는 입력부(100)와, 제어부(200)와, 저장부(300)와, 연산부(400)와, 음원 재생부(500)와, 음향 출력부(500)를 포함한다. 본 발명에 따른 차량 가상 음향 출력 장치(10)가 장착되는 차량은 비 내연기관 가동되는 상태의 차량, 즉 전기 주행 모드(Electric vehicle 모드)의 하이브리드 자동차, 전기 자동차, 또는 연료 전지 자동차와 같이 전기 모터로 구동되는 차량을 지칭한다.
입력부(100)는 입력 감지부(110)와 스위칭 입력부(130)를 포함하는데, 입력 감지부(110)는 RPM 센서(111a), 차속 센서(111b)와 같은 센서 유니트(111)를 포함한다. RPM 센서(111a)는 차량의 동력 출력측의 회전 속도를 감지하고, 차속 센서(111b)는 차량의 주행 속도를 감지한다. 본 실시예에 따른 센서 유니트(111)는 EV 센서(111c)와 인히비터 센서(111d)를 더 구비하는데, EV 센서(111c)는 하이브리드 차량 등에서 전기 주행 모드(electric vehicle 모드)의 실행 여부를 감지하고 인히비터 센서(111d)는 현재 차량의 변속 레인지를 감지한다.
스위치 입력부(130)는 운전자에 의하여 선택되는 선택 사항들을 차량에 입력시키기 위한 입력 수단으로서 버튼 등으로 구현되는데, 스위치 입력부(130)를 통하여 차량 가상 음향 출력 장치의 작동을 위한 온/오프 신호를 입력하여 가상 음향 출력 실행 여부를 결정한다. 이러한 온/오프 신호는 하기되는 제어 방법의 작동 플랙으로 나타난다.
이러한 센서 유니트(111)를 포함하는 입력 센서부(110)는 BCM(113)을 포함할 수 있는데, BCM(113)은 센서 유니트(111)로부터 입력되는 신호들을 관리하여 차량의 제어부(200)로 전달한다. 본 실시예에서 센서 유니트에 BCM이 배치되는 것으로 도시되었으나 별개의 구성요소로서 독립적인 구성을 취할 수도 있다.
한편, 센서 유니트를 포함하는 입력 감지부(110)에서 감지된 신호는 직접적으로 제어부(200)로 전달될 수도 있으나, 본 실시예에서 입력 감지부(110)의 감지 신호는 BCM(113)을 거쳐 통신부(120)를 통하여 제어부(200)로 전달된다. 통신부(120)는 CAN 통신으로 구현될 수도 있는 등 차량에 사용되는 다양한 통신 방법이 사용될 수 있다.
제어부(200)는 입력부(100)와 전기적 연결을 이루어 입력부(100)의 입력 감지부(110) 내지 스위칭 입력부(130)로부터의 입력 감지 신호를 전달받는다. 제어부(200)는 저장부(300) 및 연산부(400)와 연결된다.
저장부(300)는 가상 음향을 생성하기 위한 음원을 사전 설정하여 저장하는데, 본 실시예에 따른 저장부(300)는 단일 음원을 저장한다. 이와 같은 구조를 통하여 저장부(300)의 저장 부하를 현저하게 저감시킬 수 있고 제어부(200)의 음원 인출 신호에 의하여 저장부(300)로부터 음원을 인출함에 있어 신속한 동작을 구현할 수 있다.
본 실시예에 따른 저장부(300)는 플래시 메모리로 구현된다.
연산부(400)는 제어부(200)와 연결되어 제어부(200)의 연산 제어 신호에 따라 소정의 연산 과정을 실행한다. 단일 음원을 이용하는 본 실시예의 경우 차량의 속도에 따라 하기되는 전압 제어 발진기를 가동시키기 위한 듀티비를 연산하거나 RPM 센서로부터의 회전 속도 신호와 저장부에 사전 설정된 데이터를 활용하여 볼륨을 조정하기 위한 볼륨 레벨을 연산할 수 있다.
음원 재생부(500)는 제어부(200)의 재생 제어 신호에 따라 저장부(300)에 저장된 음원 데이어로부터 출력 음원을 재생한다.
본 실시예에 따른 음원 재생부(500)는 음원 데이터로부터 음원 재생 주파수를 조정하여 출력 음원을 재생시킨다. 즉, 저장부(300)에 저장된 음원 데이터는 단일 음원 데이터이므로 다양한 음향을 출력하기 위하여 음원 재생 주파수를 조정, 바꿔 말하면 음원 재생부(500)의 재생 속도를 조정함으로써 음원 재생부(500)로부터 출력되는 출력 음원의 주파수, 즉 피치를 변화시켜 출력 음원의 음색을 변화시킴으로써 차량의 속도 내지 RPM 속도가 빠른 변화에도 신속하게 대응하여 음원 재생의 지연을 방지하고 자연스러운 음원 재생을 이룰 수 있다.
음원 재생부(500)는 전압 제어 발진기(501)와 디코더(510)를 구비하는데, 전압 제어 발진기(501)는 제어부(200)의 발진 제어 신호에 의하여 차량의 상태에 따른 조정 발진 신호를 디코더(510)로 출력한다. 여기서, 차량의 상태란, 차량의 속도, 차량의 동력 출력측의 RPM 회전 속도 내지 차량의 가속 페달 센서(APS, Acceleration position sensor)로부터 출력되는 가속 페달의 답입량 등의 차량의 가상 엔진음을 출력하는데 사용되는 차량의 주행 관련 항목을 나타낸다. 전압 제어 발진기(501)는 입력되는 전압에 의하여 변동되는 동작 클럭을 발생시키는 구조를 이루는데, 전압 제어 발진기(501)는 인가되는 전압에 따라 주파수를 가변시키는 컨트롤 블록과 컨트롤 블록에 의하여 카운팅이 제어되는 카운터를 포함하는 VCO(voltage control oscillator)/ VCOX(voltage control crystal oscillator)로 구현된다.
디코더(510)는 전압 제어 발진기(501)로부터의 조정 발진 신호에 따라 디코딩 타이밍이 조정되어 주파수 변경된 출력 음원을 재생한다. 즉, 디코더(510)는 전압 제어 발진기(501)로부터의 조정 발진 신호에 따라 저장부(300)에 저장된 음원 데이터를 아날로그 신호인 출력 음원으로 변환한다.
본 발명에 따른 음원 재생부(500)는 볼륨 조절기(520)를 포함하는데, 볼륨 조절기(520)는 제어부(200)의 볼륨 제어 신호에 따라 디코더(510)에서 출력되는 출력 음원의 볼륨을 조정한다.
음향 출력부(600)는 제어부(200)의 출력 제어 신호에 따라 음원 재생부(500)의 출력 음원을 차량 외부로 출력한다. 음향 출력부(600)는 증폭기(610)와 스피커(620)를 포함하는데, 증폭기(610)는 음원 재생부(500)로부터 출력되는 출력 음원을 증폭시키고, 증폭된 출력 음원은 스피커(620)를 통하여 출력된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법은 제공 단계(S1)와 입력 감지 단계(S10)와 음원 재생 단계(S20)와 음향 출력 단계(S30)를 포함한다. 제공 단계(S1)에서 상기한 차량 가상 음향 출력 장치(10)가 제공되는데, 차량 가상 음향 출력 장치(10)에 대하여는 상기로 대체한다.
제공 단계(S1) 후, 제어부(200)는 입력부(100)에 입력 제어 신호를 출력하여 차량의 상태 내지 사용자의 의도를 감지함으로써 입력 감지 신호를 검출한다(S10). 입력 감지 단계(S10)에서 차량의 속도(V), RPM 회전 속도(RPM), EV 주행 모드 여부, 변속 레인지, 가속 페달 답입량 및 차량 가상 음향 장치 온/오프 상태 등의 작동 플랙을 감지할 수 있다.
그런 후, 제어부(200)는 입력 감지 신호에 기초하여 음원 재생부(500)로 하여금 음원을 재생하여 출력 음원을 생성하도록 재생 제어 신호를 인가한다(S20). 음원 재생 단계(S20)는 작동 플랙 판단 단계(S21)를 포함하는데, 작동 플랙 판단 단계(S21)에서 입력부(100)로부터 음향 출력부(500)의 가동을 위한 작동 플랙이 온 상태인지 여부를 판단한다. 본 실시예에서 작동 플랙은 운전자에 의하여 스위칭 입력부(130)를 통하여 입력되는 온/오프 신호가 사용되었으나, 경우에 따라 제어부(200)가 입력 감지 신호에 기초하여 저장부(300)에 저장된 사전 설정 루틴에 따라 자동적으로 판단하여 음원 재생 여부를 결정함으로써 생성되는 작동 플랙이 사용될 수도 있다.
제어부(200)가 작동 플랙 판단 단계(S21)에서 작동 플랙이 온 상태가 아닌 것으로 판단하는 경우, 제어부(200)는 제어 흐름을 단계 S25로 전환한다. 전 단계 작동 판단 단계(S25)에서 제어부(200)는 앞서 실행된 전 단계에서 음향 출력부(600)의 가동이 온 상태인지 여부를 판단하는데, 이는 전 단계에서 출력 음원이 재생 출력된 상태인 경우 점진적인 음향 출력 감소 및 소멸을 통해 부드러운 음향 출력 상태를 종료시키기 위함이다. 전 단계 작동 판단 단계(S25)에서 앞서 실행된 전 단계에서 음향 출력부(600)의 가동이 온 상태라고 판단된 경우, 제어부(200)는 음원 재생부(500) 또는 음향 출력부(600)에 페이드 아웃 신호를 인가하는 페이드 아웃 단계(S27)를 실행한다. 이와 같은 페이드 아웃 단계는 음향 출력부의 증폭기를 조정할 수도 있고 음원 재생부의 전압 제어 발진기 내지 디코더를 제어할 수도 있고, 음원 재생부의 볼륨 조절기의 제어를 통하여 실행할 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 변화가 가능하다.
반면, 제어부(200)가 단계 S21에서 작동 플랙이 온 상태인 것으로 판단하는 경우, 발진 제어 신호에 의하여 단일 음원 데이터로부터 음원 조정을 이루어 출력 음원을 생성하는 음원 조정 단계(S23)를 실행한다. 즉, 음원 조정 단계(S23)에서 제어부(200)는 전압 제어 발진기(501)로 발진 제어 신호를 인가하는데, 발진 제어 신호는 차량의 상태에 따라 변동된다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같은 룩업테이블이 저장부(300)에 저장되는데, 차량의 속도에 따라 발진 제어 신호로서의 듀티비가 변동된다. 차량의 속도가 기준 속도(Vo) 이하인 경우 일정한 최소 듀티비를 형성하여 발진 제어 신호를 통한 디코더(510)의 최저 재생 속도를 확보하여 낮은 피치의 음향으로 인한 보행자 인식 불능 상태를 방지할 수 있다. 차량의 속도가 기준 속도(Vo) 이상인 경우 듀티비도 차량의 속도 증가와 함께 점진적으로 증대되는데, 이와 같은 차량 상태 중의 하나인 차량의 속도에 따라 궁극적으로 발진 제어 신호를 통한 디코더(510)의 음원 재생 속도를 조정할 수 있다. 본 실시예에서 듀티비의 룩업테이블은 차량 속도를 기준으로 작성되었으나, RPM 회전 속도 내지 가속 페달 답입량에 따라 형성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
이와 같이 인가된 발진 제어 신호에 의하여 전압 제어 발진기(501)는 디코더(510)로 주파수 변동된 조정 발진 신호를 출력하고, 디코더(510)는 주파수 변동된 조정 발진 신호에 따라 디코딩 타이밍이 조정된다.
도 6에는 이와 같은 음원 조정 단계(S23)가 도시되는데, (a)는 기준이 되는 조정 발진 신호(wref) 및 출력 음원(Sout)을 나타내고 (b)는 차량 감속시의 조정 발진 신호(wout,b) 및 출력 음원(Sout,d)을 그리고 (c)는 차량 가속시의 조정 발진 신호(wout,a) 및 출력 음원(Sout,a)을 나타내고, Pu,Pd는 각각 주파수 변화를 살펴보기 위한 기준점을 나타낸다.
차량이 가속되는 경우 조정 발진 신호를 높여 디코더(510)가 동작하는 주파수를 높임으로써 제어부(200)로부터 디코더(510)로 전달되는 데이터 속도가 동일한 경우에도 실질적인 디코딩 속도를 증대시킴으로 인하여 출력 음원의 주파수가 높아지는 효과를 발생시킨다. 또한, 차량이 감속되는 경우 전압 제어 발진기(501)로부터 출력되는 조정 발진 신호의 출력 주파수를 낮추어 디코더(510)가 동작하는 주파수를 낮춤으로써 디코더(510)에서 디코딩되는 속도를 늦추게 되어 궁극적으로 출력 음원의 주파수가 낮아지는 효과를 발생시킨다.
이와 같은 단계 S23에서 음원 조정이 이루어진 후, 제어부(200)는 음향 출력부(600)를 통하여 출력 음원을 외부로 출력하는 음향 출력 단계(S30)를 실행한다. 음향 출력 단계(S30)에서 음원 재생부(500)의 볼륨 조절기(520)를 통한 볼륨 조절 단계가 구비될 수 있는데, 경우에 따라 이러한 볼륨 조절 단계는 상기한 음원 조정 단계로 편입될 수도 있는 등 다양한 변화가 가능하다.
저장부(300)에는 사전 설정되어 저장된 사전 설정 RPM 회전 속도 조절 범위(R1o,R2o) 및 볼륨 조절 데이터가 구비된다. 이러한 사전 설정 RPM 회전 속도 조절 범위(R1o,R2o) 및 볼륨 조절 데이터의 일예가 도 8에 도시되는데, RPM 회전 속도가 증가함에 따라 볼륨도 증가하나 볼륨의 증가도는 사전 설정 RPM 회전 속도 조절 범위(R1o,R2o)를 전후하여 완만한 상태를 유지하게 된다. 즉, 사전 설정 RPM 회전 속도 조절 범위(R1o,R2o)의 전후를 별도의 볼륨 조절이 불필요한 구간으로 설정하여 RPM 회전 속도 변화에 따른 원활하고 안정적인 볼륨 조절이 이루어지도록 한다.
음향 출력 단계(S30)는 볼륨 조절 단계(S31)와 RPM 회전 속도 판단 단계(S33)를 포함한다. 볼륨 조절 단계(S31)에서 제어부(200)는 볼륨 조절기(520)로 볼륨 제어 신호를 인가하여 출력 음원의 볼륨을 조절한다. RPM 회전 속도 판단 단계(S33)에서 제어부(200)는 RPM 회전 속도가 사전 설정 RPM 회전 속도 범위(R1o~R2o) 내에 존재하는지 여부를 판단한다.
단계 S33에서 RPM 회전 속도가 사전 설정 RPM 회전 속도 조절 범위(R1o,R2o) 내에 존재하는 경우, 볼륨 조절기(520)가 RPM 회전 속도 및 볼륨 조절 데이터에 기초하여 출력 음원의 볼륨을 조정하는 RPM 볼륨 조절 단계를 실행한다(S35). 이와 같은 단계를 통하여 RPM 회전 속도에 따른 음량 변화로 실제 차량에서와 같은 엔진음을 모사함으로써 보행자로 하여금 차량을 청각적으로 인지하도록 할 수 있다. 단계 S35가 실행된 후 볼륨 조정된 출력 음원은 스피커(620)로 전달되어 원활한 음향을 출력할 수 있다. 반면, 단계 S33에서 RPM 회전 속도가 사전 설정 RPM 회전 속도 조절 범위(R1o,R2o) 내에 존재하지 않는다고 판단되는 경우, 별도의 RPM 볼륨 조정없이 출력 음원은 스피커(620)로 전달되어 단계 S37을 실행한다.
상기 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 일예들로, 본 발명이 이에 국한되지 않고 단일 음원을 통한 신속하면서도 안정적인 음원 재생을 이루어 가상 음향을 외부로 출력하여 보행자에게 청각적인 차량 인지를 가능하게 하는 구성을 취하는 범위에서 다양한 구성이 가능하다.
10...차량 가상 음향 출력 장치 100...입력부
110...입력 감지부 120...통신부
130...스위칭 입력부 200...제어부
300...저장부 400...연산부
500...음향 재생부 501...전압 제어 발진기
510...디코더 520...볼륨 조절기
600...음향 출력부 610...증폭기
620...스피커

Claims (9)

  1. 전기 모터로 구동되는 차량의 가상 음향 출력 장치로서, 동력 출력측의 회전 속도를 감지하는 RPM 센서, 차량의 속도를 감지하는 속도 센서를 포함하는 입력 감지부 및 사용자에 의하여 선택되는 스위칭 입력부를 구비하는 입력부와, 상기 입력부와 전기적 연결을 이루어 상기 입력부의 입력 감지 신호를 전달받는 제어부와, 단일 음원 데이터를 사전 설정 저장하는 저장부와, 상기 제어부의 재생 제어 신호에 따라 상기 음원 데이터로부터 출력 음원을 재생하는 음원 재생부와, 상기 제어부의 출력 제어 신호에 따라 상기 출력 음원을 차량 외부로 출력하는 음향 출력부를 구비하는 가상 음향 출력 장치를 제공하는 제공 단계와, 상기 제어부의 입력 감지 제어 신호에 따라 상기 입력부의 입력 감지 신호를 검출하는 입력 감지 단계와, 상기 입력 감지 신호에 기초하여 상기 음원 재생부로 재생 제어 신호를 인가하여 출력 음원을 재생하는 음원 재생 단계와, 상기 음향 출력부가 상기 출력 음원을 외부로 출력하는 음향 출력 단계를 포함하고,
    상기 음원 재생 단계는, 상기 입력부로부터 음향 출력부의 가동을 위한 작동 플랙이 온 상태인지 여부를 판단하는 작동 플랙 판단 단계를 구비하고,
    상기 작동 플랙 판단 단계에서 온 상태가 아닌 것으로 판단되는 경우, 전 단계에서의 상기 음향 출력부의 가동이 온 상태인지 여부를 판단하는 전단계 작동 판단 단계를 실행하고, 상기 전단계 작동 판단 단계에서 상기 음향 출력부의 가동이 온 상태인 것으로 판단되는 경우 음향 출력부의 가동을 점진적 소멸시키는 페이드 아웃 단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 음원 재생부에는: 상기 제어부의 발진 제어 신호에 의하여 상기 차량의 상태에 따른 조정 발진 신호를 출력하는 전압 제어 발진기와, 상기 조정 발진 신호에 따라 디코딩 타이밍이 조정되어 주파수 변경된 출력 음원을 생성하는 디코더가 구비되고, 상기 저장부에는 차량 속도에 따른 상기 발진 제어 신호가 사전 설정되어 저장되고,
    상기 작동 플랙 판단 단계에서 온 상태인 것으로 판단되는 경우, 상기 발진 제어 신호에 의하여 상기 단일 음원 데이터로부터 음원 조정을 이루어 상기 출력 음원을 생성하는 음원 조정 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 음원 재생부에는 상기 출력 음원의 음량을 조정하는 볼륨 조절기가 더 구비되고, 상기 저장부에는 사전 설정되어 저장된 사전 설정 RPM 회전 속도 조정 범위 및 RPM 회전 속도에 따른 볼륨 조절 데이터가 구비되고,
    상기 음향 출력 단계는:
    상기 제어부의 볼륨 제어 신호에 따라 상기 볼륨 조절기가 상기 출력 음원을 조정하는 볼륨 조절 단계와,
    상기 RPM 회전 속도가 상기 사전 설정 RPM 회전 속도 조정 범위에 존재하는지 여부를 판단하는 RPM 회전 속도 판단 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 RPM 회전 속도 판단 단계에서 상기 RPM 회전 속도가 상기 사전 설정 RPM 회전 속도 조정 범위에 존재하는 경우, 상기 볼륨 조절기가 상기 RPM 회전 속도 및 상기 볼륨 조절 데이터에 기초하여 출력 음원의 볼륨을 조정하는 RPM 볼륨 조정 단계가 실행되는 것을 특징으로 하는 차량 가상 음향 출력 장치 제어 방법.
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