KR101568582B1

KR101568582B1 - 차량 음향 발생 장치 및 차량 음향 발생 방법

Info

Publication number: KR101568582B1
Application number: KR1020140052419A
Authority: KR
Inventors: 이진욱; 성기수; 김상명; 김진수; 정진호
Original assignee: 숭실대학교산학협력단
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2014-04-30
Publication date: 2015-11-11
Also published as: KR20150125303A

Abstract

본 발명은 주변의 소음 및 차량의 속도 등을 고려한 차량 음향 발생 장치 및 차량 음향 발생 방법을 제공하기 위하여, 주변 소음의 크기를 측정하는 음향 측정부, 타이어의 압력 변화를 감지하는 공기압 측정부, 차량의 속도 정보를 측정하는 속도 측정부, 상기 측정된 주변 소음과, 타이어의 공기압 및 속도 중 적어도 하나를 이용하여 음향의 크기를 결정하는 제어부 및 상기 제어부에서 결정된 크기의 음향을 발생시키는 음향 발생부를 포함하는 차량 음향 발생 장치를 제공한다.

Description

차량 음향 발생 장치 및 차량 음향 발생 방법{Sound generator for vehicle and method for the same}

본 발명은 차량 음향 발생 장치 및 차량 음향 발생 방법에 관한 것이다.

현재 지구 온난화에 따른 환경 오염 문제 및 고유가 문제가 대두되고 있어 전기자동차 및 하이브리드 자동차에 대한 관심이 증가하고 있다.

그러나, 하이브리드 자동차, 전기차, 수소연료전지 차량의 경우, 차량이 구동될 때 소음이 발생하지 않기 때문에 보행자가 차량의 접근을 확인하는 것이 용이하지 않다.

따라서, 전기 동력 자동차의 경우 모터를 이용하여 작동하므로 차량의 주행을 알릴 수 있는 가상 소음 발생 장치의 필요성이 대두되었다.

하지만, 종래의 가상 소음 발생 장치는 장치에서 발생하는 발생음의 크기 변화가 없으므로, 주변에 소음이 많은 환경에서 차량의 접근을 보행자에게 인식시키기 어려운 문제점이 있었다.

또한, 주변 상황에 따라 차량에서 발생되는 소리의 강도를 조절할 필요가 있는 경우 다양한 주변 상황을 반영하여 가상 소음의 크기를 제어할 수 없는 한계가 있다.

한국공개특허공보 제10-2010-0023674호 (발명의 명칭: 음향 발생 장치를 구비한 차량의 제동시스템)

상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 주변의 소음 및 차량의 속도 등을 고려한 차량 음향 발생 장치 및 차량 음향 발생 방법을 제안하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르면, 주변 소음의 크기를 측정하는 음향 측정부, 타이어의 압력 변화를 감지하는 공기압 측정부, 차량의 속도 정보를 측정하는 속도 측정부, 상기 측정된 주변 소음과, 타이어의 공기압 및 속도 중 적어도 하나를 이용하여 음향의 크기를 결정하는 제어부 및 상기 제어부에서 결정된 크기의 음향을 발생시키는 음향 발생부를 포함하는 차량 음향 발생 장치가 제공된다.

상기 제어부는 상기 주변 소음의 크기 및 상기 타이어의 압력 변화에 비례하고, 상기 속도에 반비례하여 상기 음향의 크기가 높아지도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는 상기 속도의 변화가 미리 설정된 범위 이상인 경우, 상기 음향의 크기가 높아지도록 제어할 수 있다.

차량 주변에 일정 거리 이내의 주변 물체를 감지하는 센서부; 및 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 센서부에 의해 주변의 물체가 감지되는 경우 또는 GPS에 의해 주거 또는 건물 밀집 지역으로 판단되는 경우, 상기 음향의 크기가 높아지도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는 현재 시간을 더 고려하여 상기 음향의 크기를 결정할 수 있다.

상기 제어부는 상기 음향의 크기 범위를 결정하며, 상기 음향의 크기의 상한치 및 하한치를 표시하는 음향 크기 표시부를 더 포함할 수 있다.

상기 음향 발생부는 상기 음향 크기의 범위 중 사용자에 의해 결정된 음향을 발생시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 본 발명에 따르면 주변 환경의 소음의 크기에 따라 사용자가 소음의 크기를 발생시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면 차량의 운행 시간을 고려하여 차량을 운행시킬 수 있는 장점이 있다.

더 나아가, 본 발명에 따르면 소음의 법적 허용 한도 내로 소음의 크기를 제한함으로써 소음 공해를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 음향 발생 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 공기압 측정부가 타이어 휠에 장착된 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 발생부의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시부의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 음향 발생부가 장착된 차륜 부분의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 인휠 모터 차량의 차량 음향 발생부가 장착된 타이어 부분의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 음향 발생 방법을 나타낸 순서도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 차량의 각기 다른 환경에 대하여 적절한 음향의 크기를 발생시켜 보행자의 안전을 도모하고, 타이어 휠 부분에 장착된 공기압 측정부에서 발생하는 주파수를 획득하여 음향을 발생시킬 수 있는 것을 기술적 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 음향 발생 장치(100)를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 차량 음향 발생 장치(100)는 음향 측정부(105), 공기압 측정부(110), 속도 측정부(115), GPS 수신부(120), 센서부(125) 음향 발생부(135), 제어부(130) 및 표시부(140)를 포함할 수 있다.

음향 측정부(105)는 차량이 운행하는 주변에서 발생하는 소음의 크기를 측정하는 수단으로 사람의 음성이나 움직임에 의해 발생되는 소리, 공장에서 나는 소음 등 차량 주변의 소음을 전기적 신호로 바꾸어 제어부(130)로 전달한다.

음향 측정부(105)는 사람이 많거나, 혼잡한 도시, 차량의 통행이 많은 곳과 같이 소음의 강도가 높은 곳과 한적한 주택가 등 소음의 강도가 낮은 곳에 대한 차량 주변의 소음의 크기 다른 상황에 따라 적절하게 차량이 음향을 발생시키기 위한 구성이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 공기압 측정부(110)가 타이어 휠에 장착된 것을 도시한 것이며 도 2를 참조하면, 공기압 측정부(110)는 타이어의 휠에 장착된 것을 확인할 수 있다.

공기압 측정부(110)는 타이어의 휠의 타이어 접촉 부분에 부착되어 타이어의 압력 변화를 감지한다.

공기압 측정부(110)는 TPMS(Tire Pressure Monitoring System)을 이용하며, TPMS는 타이어의 공기압을 모니터링하여, 규정 공기압 이하로 떨어질 경우 운전자에게 경고하는 수단으로도 사용되나, 본 발명에서는 속도 측정부(115)와 함께 차량의 차속 변화를 감지하기 위한 수단으로 이용된다.

공기압 측정부(110)에서 얻어진 타이어의 압력 변화에 따른 주파수 신호는 제어부(130)로 전송된다.

속도 측정부(115)는 차량의 속도 정보를 측정하는 수단으로 속도 감지 센서 또는 속도 탐지기를 이용할 수 있으며, 변속기에서 계산되는 차량의 속도 신호를 받아 제어부(130)에 차량의 운행 속도 정보를 제공한다.

GPS는 위성에서 보내는 신호를 수신해 사용자의 현재 위치를 계산하는 위성 항법 시스템이며, GPS 수신기(120)는 이러한 시스템에서 사용자 부분을 의미한다.

GPS 수신부(120)는 차량이 운행되는 곳의 지역적 정보를 확인하고, 소음 공해 발생이 제한되어야 하는 지역 등 지역의 정보를 제어부(130)에 제공하여 소음 발생 정도를 조절할 수 있게 한다.

예를 들어, GPS 수신부(120)는 번화가 등과 같이 주변의 소음이 큰 곳에서는 음향의 크기가 높아지고, 반대로 한적한 주택가 등과 같이 소음 발생이 작고 소음 공해로 문제될 가능성이 있는 곳에서는 음향의 크기가 작아지도록 제어부(130)에 지역 정보를 제공한다.

센서부(125)는 차량 주변에 일정 거리 이내의 주변 물체를 감지하고 주변 물체의 거리를 측정하거나 현재 시간에 대한 정보 및 빛의 세기에 대한 정보를 획득하는 수단이다.

센서부(125)는 주변 물체의 거리를 감지하기 위해 공지기술의 펄스형 레이저가 이용될 수 있으며, 사람이 존재하는지 여부 및 밤과 낮과 같은 빛의 세기를 측정하는 적외선 센서, 써모파일 센서 등 다양한 센서가 이용될 수 있다.

센서부(125)에서 얻은 정보는 제어부(130)에 전송되어 음향의 크기를 설정하는데 이용된다.

제어부(130)는 측정된 주변 소음과 타이어의 공기압, 차량의 속도, 차량 운행 시간대에 관한 정보 및 보행자 접근 여부에 대한 정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 이용하여 음향의 크기를 제어하는 수단이다.

제어부(130)는 주변 소음의 크기 및 타이어의 압력을 평가하여, 주변 소음의 크기가 크거나 상기 타이어의 압력 변화가 큰 경우 그 크기에 비례하도록 음향의 크기를 제어하고, 표시부(140)에 차량에서 발생될 음향 크기 정보가 표시되도록 한다.

또한, 제어부(130)는 차량이 느리게 움직이거나 움직임과 멈춤을 반복하는 상황이 발생하면 음향의 크기가 커지도록 제어할 수 있는데, 움직임과 멈춤을 반복하는 경우 차량이 진행 경로를 방해 받고 있는 상황일 가능성이 높아 음향의 크기를 높여 차량의 접근을 보행자에게 차량의 접근을 보다 명확히 인식시킬 수 있다.

따라서, 제어부(130)는 차속이 느려지거나 차속의 변화 빈도에 따라 음향의 크기를 변화시켜 보행자에게 차량의 접근을 인식시킨다.

제어부(130)는 센서부(125)에 의해 주변의 물체가 감지되는 경우 상기 음향의 크기가 높아지도록 제어된다.

또한, 제어부(130)는 현재 시간을 더 고려하여 상기 음향의 크기를 결정하고, 제어부(130)는 음향의 크기 범위를 결정할 수 있다.

예컨대, 밤 시간대에서는 음향의 크기를 낮게 발생하여 수면에 방해가 되지 않도록 음향의 크기를 낮게 설정하고, 낮 시간대에는 밤 시간대보다 더 큰 음향이 발생되도록 음향의 크기를 제어할 수 있다.

제어부(130)에서 설정된 음향은 표시부(130)에 나타나는데, 사용자가 표시부(130)에서 발생되는 음향의 크기를 확인하고 필요에 따라 수동 조작을 통해 음향의 크기를 조절한다.

음향 발생부(135)는 제어부(130)에 의해 설정된 크기의 음향 또는 표시부(130)에표시된 음향 크기에서 사용자가 선택한 크기의 음향을 발생시킨다.

음향 발생부(135)는 도 3에 도시된 바와 같이, 다이나믹 스피커일 수 있다.

바람직하게, 다이나믹 스피커는 타이어 휠에 장착될 수 있고, 모터에서 발생하는 주파수를 직접 이용하는 방식으로 음향을 발생시킨다.

다이나믹 스피커는 진동판(131), 입력단자(132), 영구자석(133) 등으로 구성되며, 전류가 흐르면 진동판(131)에 코일이 힘을 받아 진동하게 되고 공기가 진동하면서 소리를 발생시킨다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 음향 발생부(135)가 장착된 차륜 부분의 단면도이며 타이어(502), 휠(504) 및 휠 제동 장치(508)를 포함하는 차륜 부분에서 휠(504) 내측에 음향 발생부(135)가 장착되어 있는 것을 확인할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이 인휠 모터(604)가 장착된 타이어에도 음향 발생부(135)가 설치될 수 있다.

인휠 모터(604)는 타이어의 휠(606) 부분에 허브와 베어링(608), 브레이크(610)와 함께 타이어에 장착되며, 음향 발생부(135)는 타이어의 휠(606)의 중심부에 장착될 수 있다.

음향 발생부(135)에 입력되는 신호는 제어부(130)에서 결정된 음향 크기 관련 신호이며, 음향 발생부(135)는 제어부(130)에 의해 결정된 음향을 출력한다.

또한, 차량에 장애물이나 보행자가 일정 소음의 범위에서도 지속적으로 차량을 인식하지 못하는 경우 운전자가 음향의 크기를 수동으로 제어하여 음향 발생부(135)의 음향의 크기를 크게 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시부(140)의 개념도이다.

도 4의 (a)를 참조하면, 차량에서 발생하는 음향의 크기를 나타내는 표시부(140)에는 법규에서 허용하는 음향의 크기의 상한치 및 하한치를 표시할 수 있다.

예를 들면, 표시부(140)는 법규가 허용하는 하한의 소음의 크기를 표시부(140)에 2의 값으로 설정하고, 상한의 크기를 8의 값으로 설정하여 하한 범위보다 낮게 음향이 발생되는 경우 운전자는 2의 값보다 높게 음향이 발생되도록 제어할 수 있으며, 상한 보다 큰 음향이 발생되는 경우 법규가 허용하는 범위 이하에서 음향이 발생되도록 음향의 크기를 조절할 수 있다.

표시부(140)는 사용자가 설정한 음향의 크기를 용이하게 조절하기 위해 다이얼과 같은 음향 조절 수단을 추가로 설치할 수 있으며, 차량의 문이 모두 닫혀 있어 외부에서 발생되는 소음의 크기가 차량 내부에서 들리지 않아도 운전자가 음향의 크기를 확인할 수 있게 한다.

도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 표시부(140)는 발생되는 음향 크기에 따라 다른 색으로 나타내 운전자가 음향의 크기를 보다 용이하게 확인할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 음향 발생 방법을 나타낸 순서도이다.

도 7을 참조하면, 차량 음향 발생 방법은 관련 정보를 수집하고(S710), 수집된 정보에 근거하여 출력될 음향을 결정할 수 있도록 제어부에서 제어한다(S715).

다음으로, 제어부(130)에서 결정된 음향이 법규 기준에 위반되었는지 여부를 판단하고(S720), 법규 기준에 위반된 경우 사용자가 법규 기준에 위반 되지 않는 범위의 음향으로 조절하여 음향이 출력되도록 한다(S725).

제어부(130)에서 출력될 음향의 크기가 제어되면 제어된 음향은 음향 발생부(135)를 통해 발생된다(S730).

발생되는 음향의 크기는 사용자가 필요에 따라 재 조정될 수 있으며, 차량 운행 중 이미 보행자가 차량의 접근을 확인하였을 경우 음향을 줄여 소음이 지나치게 크게 발생되는 것을 줄일 수 있다.

반대로 발생된 음향에 크기에 의해서도 보행자가 차량을 인식하지 못하는 경우 보다 음향의 크기를 보다 높여 인식시킬 수 있다.

관련 정보를 수집하는 단계(S710)에서는 주변 소음 정보, 타이어의 공기압에 대한 정보, 차량의 속도에 대한 정보, 차량 주변의 물체를 감지하거나, GPS에 의해 주택가 밀집 지역 등과 같은 지리적 정보, 밤과 낮과 같은 현재 시간대에 대한 정보를 수집할 수 있다.

제어부(130)와 음향 측정부(105), 공기압 측정부(110), 속도 측정부(115), GPS 수신부(120), 센서부(125), 음향 발생부(135) 간의 송수신 되는 정보는 무선통신을 이용할 수 있다.

본 발명은 하이브리드 자동차, 전기차, 수소 연료 전지 차량과 같이 모터로 구동되는 구간이 존재하는 전기 동력 자동차의 경우 차량이 구동될 때, 소음이 발생하지 않기 때문에 보행자가 차량의 접근을 확인할 수 없는 없는 문제점을 개선하기 위한 발명이다.

구체적으로, 타이어의 공기압 변화 및 차량의 속도 변화 등 차량 자체의 정보 뿐만 아니라, 주행 중의 주변 소음의 크기, 지역적 차이에 따른 위치 정보 등 지역적 정보를 반영하여 음향을 발생시킴으로써 차량의 접근을 알릴 수 있다.

더 나아가, 주변 환경에 따라 능동적으로 소음을 발생시켜, 보다 효율적으로 보행자의 안전을 도모할 수 있으며, 상황에 따라 소음 발생을 줄일 수도 있어 소음 공해에 따른 문제점도 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

105: 음향 측정부 110: 공기압 측정부
115: 속도 측정부 120: GPS 수신부
125: 센서부 130: 제어부
135: 음향 발생부 140: 표시부
200: 타이어 205: 타이어 휠
502: 타이어 504: 타이어 휠

Claims

주변 소음의 크기를 측정하는 음향 측정부;
타이어의 압력 변화를 감지하는 공기압 측정부;
차량의 속도 정보를 측정하는 속도 측정부;
상기 측정된 주변 소음과, 타이어의 공기압 및 속도 중 적어도 하나와 현재 시간을 이용하여 음향의 크기를 결정하는 제어부; 및
상기 제어부에서 결정된 크기의 음향을 발생시키는 음향 발생부
를 포함하되
상기 제어부는 움직임과 멈춤의 반복에 의한 차속의 변화 빈도에 따라서 상기 음향의 크기가 높아지도록 제어하는 차량 음향 발생 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 주변 소음의 크기 및 상기 타이어의 압력 변화에 비례하고, 상기 속도에 반비례하여 상기 음향의 크기가 높아지도록 제어하는 차량 음향 발생 장치.
삭제
제1항에 있어서,
차량 주변에 일정 거리 이내의 주변 물체를 감지하는 센서부; 및
GPS 신호를 수신하는 GPS 수신부를 더 포함하되,
상기 제어부는 상기 센서부에 의해 주변의 물체가 감지되는 경우 또는 GPS에 의해 주거 또는 건물 밀집 지역으로 판단되는 경우, 상기 음향의 크기가 높아지도록 제어하는 차량 음향 발생 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 음향의 크기 범위를 결정하며,
상기 음향의 크기의 상한치 및 하한치를 표시하는 음향 크기 표시부를 더 포함하는 차량 음향 발생 장치.
제6항에 있어서,
상기 음향 발생부는 상기 음향 크기의 범위 중 사용자에 의해 결정된 음향을 발생시키는 차량 음향 발생 장치.
제1항에 있어서,
상기 음향 발생부는 타이어 휠에 장착되는 것을 특징으로 하는 차량 음향 발생 장치.
차량 주변의 소음을 획득하는 단계;
타이어의 공기압 정보를 획득하는 단계;
상기 차량의 속도 정보를 획득하는 단계;
상기 획득된 차량 주변의 소음과, 상기 타이어의 압력 변화 정보 및 상기 차량의 속도 정보 중 적어도 하나와 현재 시간을 이용하여 차량에서 출력되는 음향의 크기를 제어하는 단계; 및
상기 제어된 음향을 출력하는 단계
를 포함하되
상기 음향의 크기를 제어하는 단계는 움직임과 멈춤의 반복에 의한 차속의 변화 빈도에 따라서 상기 음향의 크기가 높아지도록 제어하는 차량 음향 발생 방법.