KR101725673B1 - 차량 사운드 제네레이터 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 차량의 작동 상태를 감지하는 차량 상태 감지부; 차량의 작동 상태에 따라 출력될 수 있는 다수개의 작동음이 음원 데이터 형태로 저장되는 음원 저장부와 차량의 속도에 대하여 상기 작동음의 음압 또는 피치를 조정하는 쉬프팅 팩터를 포함하는 벨로시티 쉬프팅 프로파일을 저장하는 기준 데이터 저장부를 포함하는 저장부; 상기 음원 저장부에 저장된 작동음 중 어느 하나 이상을 선택하여 출력되는 음원을 조정 재생하는 음원 재생부; 상기 음원 재생부에 의하여 조정 재생되는 작동음을 증폭시키는 음원 증폭부; 상기 음원 증폭부에서 증폭된 증폭 작동음을 출력하는 음향 출력부; 및 상기 차량 상태 감지부의 감지 신호를 인가받고, 인가받은 감지 신호에 따라 상기 작동음을 조정 변경하는 방식으로 서로 다르게 재생되도록 상기 음원 재생부를 동작 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 차량 상태 감지부는 차량 속도를 감지하고, 차량 속도에 대응하여 상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일로부터 해당 쉬프팅 팩터를 산출하고 상기 작동음의 음압 또는 피치를 상기 제어부가 조정 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 사운드 제네레이터 장치 및 이의 제어 방법을 제공한다.

Description

차량 사운드 제네레이터 장치 및 이의 제어 방법{VEHICULAR SOUND GENERATOR UNIT AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 차량 사운드 제네레이터 장치 및 제어 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 보행자의 인지력을 증대시키고자 실제 내연기관 차량 엔진음에 모사되는 가상음을 생성하도록 차량의 속도 및 시간의 변화를 반영하는 가상음, 즉 작동음을 생성 출력하여 운전자 및 보행자에게 전달할 수 있고, 이에 따라 보행자의 안전을 더욱 확보할 수 있을 뿐만 아니라 운전자에 대해 안전 운행을 유도할 수 있는 친환경 차량 사운드 제네레이터 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
최근 들어 에너지 고갈로 인한 대체 수송 수단으로 친환경 차량에 대한 개발이 매우 활발하다. 친환경 차량으로는 대표적으로 하이브리드 자동차(Hybrid Vehicle), 전기 자동차(Electric Vehicle), 수소연료전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle) 등이 있는데, 이러한 친환경 차량은 엔진이 작동하는 방식이 아니므로, 기존의 내연기관 차량과는 달리 주행시 엔진 소음 등이 발생하지 않는다. 따라서, 이러한 친환경 차량에 대해서는 주변 보행자 보호를 위한 법규 제정이 준비중에 있으며, 이러한 법규 제정과 연관된 친환경 차량의 가상 작동 사운드 발생 시스템에 대한 연구 개발이 필요한 실정이다.
즉, 하이브리드 자동차, 전기 자동차, 수소연료전지 자동차 등의 친환경 차량은 가솔린 차량 및 디젤 차량에서 발생되는 엔진 특유의 사운드가 발생되지 않는데, 이로 인하여 차량이 보행자 쪽으로 근접해 오거나 골목길 혹은 실내 주차장과 같은 장소에서 보행자가 차량을 인지하지 못하여 사고가 발생 되기도 하며, 차량 소음이 발생되지 않아 운전자 또한 차량의 시동 상태 혹은 차량의 현재 상태에 대해 인지하기 힘들다는 문제가 있다.
뿐만 아니라 전기 자동차 또는 수소연료전지 자동차와 같이 에너지를 충전해야 하는 시스템의 차량에서는 충전기를 연결하여 충전할 경우 충전이 시작되었는지 또는 완료되었는지 여부를 알기가 어려우며, 베터리 방전 또는 연료 부족으로 인한 위험에 대해 운전자가 인식할 수 있는 차량 정보가 많이 부족하여 사용이 매우 불편하다는 문제가 있다.
이러한 문제들을 해결하기 위해 최근에는 친환경 차량에 대해 가상의 엔진 사운드를 발생시키는 장치들이 개발되고 있는데, 현재 개발되고 있는 가상 엔진 사운드 발생 장치들은 단순히 차량 주행에 따른 엔진 유사음을 발생시키는 정도로서, 보행자 또는 운전자에게 다양한 기능을 제공하지 못하며, 차량의 현재 상태에 대한 정보 제공 등이 부족하여 여전히 그 기술 수준이 미미한 수준이다.
특히, 종래의 엔진 유사음의 출력 장치는 일정 속도 이상의 경우 출력음을 감소시키는 페이드 아웃 기능을 실행하는데, 페이드 아웃 기능은 차량의 속도에 단순 비례하거나 일정 속도를 차량 속도가 넘어선 후 일정 시간이 경과하면 무조건 음향 출력을 차단하는 방식을 취하였다. 또한, 이러한 방식의 경우, 페이드 아웃 기능의 속도 범위 부근에서 잦은 속도 변화, 즉 도로 정체 등으로 인하여 차량이 주행과 정차의 상태를 반복하는 정체 상태시 가상 경고음의 빈번한 온/오프 상태 발생으로 인하여 보행자, 운전자 내지 탑승자에게 불쾌감 내지 불안감을 형성하는 문제점이 수반되었다.
또한, 차량의 속도에 일대일 대응되는 음향출력으로 실제 차량 작동음과 상당한 괴리감이 발생하였다.
선행 기술로는 국내등록특허 제10-985767호 등이 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 실제 운전의 가감속 상황을 반영 가능하고 신속한 음향 출력과 더불어 주파수 대역별 음향 조합을 가능하게 하여 보다 실제의 근사되는 작동음 출력을 가능하게 하는 차량 사운드 제네레이터 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 차량의 작동 상태를 감지하는 차량 상태 감지부; 차량의 작동 상태에 따라 출력될 수 있는 다수개의 작동음이 음원 데이터 형태로 저장되는 음원 저장부와 차량의 속도에 대하여 상기 작동음의 음압 또는 피치를 조정하는 쉬프팅 팩터를 포함하는 벨로시티 쉬프팅 프로파일을 저장하는 기준 데이터 저장부를 포함하는 저장부; 상기 음원 저장부에 저장된 작동음 중 어느 하나 이상을 선택하여 출력되는 음원을 조정 재생하는 음원 재생부; 상기 음원 재생부에 의하여 조정 재생되는 작동음을 증폭시키는 음원 증폭부; 상기 음원 증폭부에서 증폭된 증폭 작동음을 출력하는 음향 출력부; 및 상기 차량 상태 감지부의 감지 신호를 인가받고, 인가받은 감지 신호에 따라 상기 작동음을 조정 변경하는 방식으로 서로 다르게 재생되도록 상기 음원 재생부를 동작 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 차량 상태 감지부는 차량 속도를 감지하고, 차량 속도에 대응하여 상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일로부터 해당 쉬프팅 팩터를 산출하고 상기 작동음의 음압 또는 피치를 상기 제어부가 조정 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 사운드 제네레이터 장치를 제공한다.
상기 차량 사운드 제네레이터 장치에 있어서, 상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일은, 차량 속도에 대하여 작동음의 음압 또는 피치를 조정하는 쉬프팅 팩터를 구비하되, 상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일은 차량 속도를 구간별로 나누어 차량 속도 구간의 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 경계 노드의 쉬프팅 팩터를 포함하고, 상기 차량 속도 구간 내에 대한 쉬프팅 팩터는, 상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일 상의 이전 단계에서의 차량 속도에 대한 쉬프팅 팩터를 갖는 이전 쉬프팅 노드 및 해당 차량 속도 구간의 전후 구간 경계 속도 중 어느 하나의 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 경계 노드로부터 산출될 수도 있다.
본 발명의 다른 일면에 따르면, 본 발명은 상기 차량 사운드 제네레이터 장치를 제공하는 제공 단계; 차량의 속도를 감지하는 감지 단계; 상기 감지 단계에서 감지된 차량 속도와 저장부의 기준 데이터 저장부에 저장되는 벨로시티 쉬프팅 프로파일로부터 차량 속도에 대응하는 쉬프팅 팩터를 산출하는 쉬프팅 팩터 산출 단계; 상기 쉬프팅 팩터 산출 단계에서 산출된 쉬프팅 팩터와 상기 작동음으로부터 차량 속도에 따라 쉬프팅 조정된 쉬프팅 작동음을 음향 출력부를 통하여 출력하는 조정 출력 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법을 제공한다.
상기 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법에 있어서, 상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일은, 차량 속도에 대하여 작동음의 음압 또는 피치를 조정하는 쉬프팅 팩터를 구비하되, 상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일은 차량 속도를 구간별로 나누어 차량 속도 구간의 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 경계 노드의 쉬프팅 팩터를 포함하고, 상기 차량 속도 구간 내에 대한 쉬프팅 팩터는, 상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일 상의 이전 단계에서의 차량 속도에 대한 쉬프팅 팩터를 갖는 이전 쉬프팅 노드 및 해당 차량 속도 구간의 전후 구간 경계 속도 중 후 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 경계 노드로부터 산출되고, 상기 쉬프팅 팩터 산출 단계는: 상기 감지 단계에서 감지된 차량 속도를 확인하는 속도 확인 단계(S31)와, 상기 속도 확인 단계에서 확인된 차량 속도로부터 해당 차량 속도 구간을 확인하는 속도 구간 확인 단계(S33)와, 이전차량 속도에 대응하는 쉬프팅 노드와, 상기 속도 구간 확인 단계에서(S33)에서 확인된 해당 차량 속도 구간의 구간 경계 속도 중 후 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 경계 노드로부터, 해당 차량 속도에 대한 쉬프팅 노드를 설정하는 속도 구간 해당 쉬프팅 노드 설정 단계(S35)와, 상기 해당 차량 속도에 대한 쉬프팅 노드로부터 해당 쉬프팅 팩터를 산출하는 쉬프팅 팩터 산출 단계(S37)를 포함할 수도 있다.
상기 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법에 있어서, 상기 속도 구간 해당 쉬프팅 노드 설정 단계(S35)는: 이전 차량 속도에 대한 쉬프팅 노드를 확인하는 이전 쉬프팅 노드 확인 단계(S351)와, 상기 해당 차량 속도 구간의 구간 경계 속도 중 어느 하나의 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 경계 노드를 확인하는 구간 경계 쉬프팅 노드 확인 단계(S353)와, 상기 이전 쉬프팅 노드와 상기 어느 하나의 구간 경계 쉬프팅 노드로부터 현재 해당 차량 속도에 대한 쉬프팅 노드를 산출하는 해당 차량 속도 쉬프팅 노드 산출 단계(S355)를 포함할 수도 있다.
상기 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법에 있어서, 상기 이전 단계에서의 차량 속도(vt-1)와 상기 현재 차량 속도(vt)로부터 차량의 현재 가속도(at)를 산출하는 가속도 확인 단계(S3531)와, 상기 현재 가속도(at)가 영 이상인지 여부를 판단하는 가감속 판단 단계(S3535)와, 상기 가감속 판단 단계에서 상기 현재 가속도가 영 이상인 경우 구간 경계 쉬프팅 노드는 해당 차량 속도 중 후 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 노드로 설정되는 것을 특징으로 하는 후 구간 경계 쉬프팅 노드 설정 단계(S3537)를 포함할 수도 있다.
상기 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법에 있어서, 상기 가감속 판단 단계에서 상기 현재 가속도가 영 미만인 경우 구간 경계 쉬프팅 노드는 해당 차량 속도 중 전 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 노드로 설정되는 것을 특징으로 하는 전 구간 경계 쉬프팅 노드 설정 단계(S3539)를 포함할 수도 있다.
상기 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법에 있어서, 차량이 내연기관 엔진 차량인 경우, 상기 제어부는 차량의 속도가 0km/h이상인 경우 상기 차량 사운드 제네레이터 장치를 온(ON) 작동시키고, 차량의 감지부에 포함되는 RPM 센서로부터의 신호를 상기 저장부에 저장되는 사전 설정값과 비교하여 상기 차량 사운드 제네레이터 장치의 온/오프 작동을 제어할 수도 있다.
상기 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법에 있어서, 차량이 하이브리드 차량인 경우, 상기 제어부는 차량의 속도가 0km/h이상이고 차량이 내연기관엔진 모드가 아닌 경우 상기 차량 사운드 제네레이터 장치를 온(ON) 작동시킬 수도 있다.
상기 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법에 있어서, 상기 제어부는 차량의 속도가 0km/h이상이나 차량이 내연기관엔진 모드인 경우 상기 차량 사운드 제네레이터 장치를 오프(OFF) 작동시키고, 차량의 감지부에 포함되는 인히비터 센서로부터 변속기 모드가 상기 저장부에 저장되는 사전 설정 변속 모드보다 높은 단수를 이루고, 차량의 감지부에 포함되는 차속 센서로부터의 신호가 상기 저장부에 저장되는 사전 설정 속도보다 빠르고, 차량의 감지부에 포함되는 RPM 센서로부터의 신호가 상기 저장부에 저장되는 사전 설정값보다 작은 경우, 상기 제어부는 차량이 내리막 길 주행을 하는 것으로 판단하고, 상기 차량 사운드 제네레이터 장치의 온 작동을 제어할 수도 있다.
상기 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법에 있어서, 상기 제어부는 상기 조정 출력 단계에서 출력되는 음향 출력 신호를 상기 저장부에 저장되는 기준 음향 출력 신호와 비교하여 상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일을 조정하는 보정 단계(S50)를 더 포함할 수도 있다.
상기 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법에 있어서, 상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일은 차량 속도를 구간별로 나누어 차량 속도 구간의 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 경계 노드의 쉬프팅 팩터를 포함하고, 상기 보정 단계(S50)는: 상기 조정 출력 단계에서 출력되는 음향 출력 신호를 감지하는 출력 감지 단계(S51)와, 상기 출력 감지 단계에서 획득한 음향 출력 신호를 상기 기준 음향 출력 신호와 비교하는 출력 기준 비교 단계(S53)와, 상기 음향 출력 신호가 상기 기준 음향 출력 신호의 기준에 부합하는가 여부를 판단하는 적합성 판단 단계(S55)와, 상기 적합성 판단 단계(S55)에서 상기 음향 출력 신호가 상기 기준 음향 출력 신호의 기준에 부합하지 않은 것으로 판단하는 경우, 상기 저장부에 저장되는 쉬프팅 경계 노드 이동값으로 상기 쉬프팅 경계 노드를 상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일 상에서 위치 조정하는 노드 위치 조정 단계(S57)를 포함할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 차량의 다양한 작동 상태를 감지하고, 감지된 차량 작동 상태에 따라 다양한 종류의 작동음을 재생하거나 또는 서로 다른 재생 방식으로 가변 피치 내지 믹싱을 통하여 작동음을 재생함으로써, 차량 작동 상태에 따라 더욱 생동감있는 작동음을 운전자 및 보행자에게 전달할 수 있고, 이에 따라 보행자의 안전을 더욱 확보할 수 있을 뿐만 아니라 운전자에 대해 안전 운행을 유도할 수 있는 효과가 있다.
또한, 차량 속도 및 일정 속도 범위 이상의 속도 진입 경과 시간을 고려하여 페이드 아웃 기능을 실행함으로써, 페이드 아웃 기능의 구현시 잦은 속도 변화로 인하여 발생하는 불쾌감 내지 불안감 발생을 방지할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 사운드 제네레이터 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 사운드 제네레이터 장치에 사용되는 벨로시티 쉬프팅 프로파일의 일예의 개략적인 선도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 사운드 제네레이터 장치에 사용되는 벨로시티 쉬프팅 프로파일의 일예에 대한 피치 쉬프팅의 쉬프팅 팩터 산출 과정을 나타내는 개략적인 선도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 사운드 제네레이터 장치에 사용되는 벨로시티 쉬프팅 프로파일의 일예에 대한 피치 쉬프팅 및 음압 쉬프팅의 쉬프팅 팩터 산출 과정을 나타내는 개략적인 선도이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 사운드 제네레이터 장치의 제어 과정을 나타내는 흐름도 및 내연기관 및 친환경 차량의 적용 제어 예이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 차량 사운드 제네레이터 장치의 제어 과정을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 일 실시예에 따른 친환경 차량 사운드 제네레이터 장치는 차량의 작동 상태에 따라 다양한 작동음 또는 재생 방식을 적용하여 더욱 생동감있고 안전한 가상 작동 사운드를 발생시켜 운전자 및 보행자에게 제공하는 장치로서, 차량 상태 감지부(10)와, 음원 저장부(31) 및 기준 데이터 저장부(35)를 포함하는 저장부(30)와, 음원 재생부(50)와, 음원 증폭부(60)와 음향 출력부(70)와, 제어부(20)를 포함한다.
차량 상태 감지부(10)는 차량의 작동 상태를 감지하기 위한 구성으로, 이를 통해 감지된 차량의 작동 상태에 따라 다양한 작동음을 발생시킬 수 있기 때문에, 차량에 대한 다양한 작동 상태를 감지하도록 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 차량 상태 감지부(10)는 인히비터 스위치(11)와 차속 센서(13)와 브레이크 센서(15)와 RPM 센서(17)를 포함한다.
인히비터 스위치(11)는 차량의 변속기의 변속 레인지를 감지하여 출력하고, 차속 센서(13)는 차량의 운행 속도를 감지하고, 브레이크 센서(15)는 운전자의 제동 브레이크 페달의 위치를 통하여 제동 의지를 확인하고자 브레이크 페달의 위치를 감지 출력하고, RPM 센서(17)는 엔진의 엔진 회전 속도를 감지 출력하는데, 이 밖에도 차량의 시동 버튼과, 차량의 동력 생성 수단인 전기모터의 출력 토크를 감지하는 토크 센서, 운전자의 차량 가속 여부를 확인하고자 가속 페달의 위치를 감지 출력하는 가속 페달 위치 센서, 하이브리드 내지 전기 자동차와 같은 친환경 차량의 동력 에너지의 충전 상태를 감지하기 위한 배터리 감지 센서와, 차량에 별도의 충전 커넥터(미도시)가 구비되는 경우 충전 커넥터와의 연결 여부를 확인하기 위한 충전 케이블 연결 감지부를 포함할 수도 있다. 그 밖에 차량의 작동 레디(READY) 상태, 전기 모터 작동 스피드 및 차량의 주행 속도 등의 각종 차량 작동 상태를 감지하도록 구성될 수 있다. 각각의 작동 상태들은 각각 별도의 센서 등을 통해 감지하도록 구성될 수 있으며, 여기서 감지된 각각의 작동 상태들을 통해 차량의 속도, 가속도 등을 판단할 수 있고, 이를 이용하여 현재 작동 상태에 더욱 적합한 형태의 작동음을 발생시킬 수 있다.
저장부(30)는 음원 저장부(31)를 포함한다. 음원 저장부(31)는 차량의 작동 상태에 따라 출력될 수 있는 다양한 종류의 작동음을 음원 데이터 형식으로 저장하는 구성을 취하는데, 본 발명의 음원 저장부(31)에 저장되는 음원은 주파수 대역별 음원을 포함한다. 즉, 음원 저장부(31)는 고주파 음원 저장부(315)와, 중주파 음원 저장부(313)과 저주파 음원 저장부(311)를 포함하고, 각각의 고주파 음원 저장부(315)와, 중주파 음원 저장부(313)과 저주파 음원 저장부(311)에는 해당 주파수 대역의 음원이 저장된다. 여기서, 저주파수 대역은 대략 1000Hz 미만의 주파수 대역을, 중주파수 대역은 대략 1000Hz 내지 3000Hz 미만의 주파수 대역을, 그리고 고주파수 대역은 대략 3000Hz 이상의 주파수 대역으로 설정되는데, 설계 사양에 따라 대역의 조정이 이루어질 수도 있다.
또한, 본 실시예에서 구체적으로 도시되지는 않았으나, 각 주파수 대역에서 각 주행 상태 별로의 음원이 더 구비될 수도 있다. 예를 들어, 차량의 엔진 시동음, 엔진 시동시 발생하는 엔진 시동음 및 차량의 주행시 발생하는 주행음, 특히 차량의 20~30km/h 저속 주행 상태에서 발생하는 엔진의 경가속 주행음 내지 엔진의 급가속시 발생하는 급가속 주행음 및 브레이크의 갑작스런 작용에 의한 급제동시 발생하는 급제동 주행음과 같은 작동음이 주파수 대역별로 저장될 수도 있고 차량 상태 감지부에서 얻어지는 브레이크 작동 상태 급가속 상태 등의 판단에 따라 다양한 음원 적용이 이루어질 수도 있다. 본 실시예에서는 각 주파수 대역의 기본 음원이 활용되는 경우를 중심으로 설명한다.
본 발명의 저장부(30)는 기준 데이터 저장부(35)를 더 포함하는데, 기준 데이터 저장부(35)에는 본 발명의 벨로시티 쉬프팅 프로파일의 데이터를 포함한다. 벨로시티 쉬프팅 프로파일은 음원 저장부(31)에 저장된 주파수 대역별 저주파, 중주파, 고주파 음원에 대하여 차량의 속도에 따른 음압 및 피치 쉬프팅을 위한 쉬프팅 팩터를 선도화한 맵 데이터이다. 벨로시티 쉬프팅 프로파일의 일예가 도 2에 도시되는데, X축은 속도를 Y축은 음압 및/또는 피치에 대한 쉬프팅 팩터를 나타낸다. 여기서 쉬프팅 팩터는 각 주파수 대역의 기본 음원에 대한 쉬프팅 적용 값을 나타내는데, 쉬프팅 팩터는 기본 음원에 사전 설정된 함수의 형태, 즉 신호 처리되어 각 주파수 대역의 기본 음원을 조정할 수 있다. 예를 들어, 각 차량 속도에 대하여 산출된 음압 및 피치에 대한 값을 해당 주파수 대역의 음원에 컨볼루션 연산의 형태로 적용하거나 또는 증분 연산의 형태로 적용할 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 변형이 가능하다. 또한, 도 2에서 각각의 음압 및 피치에 대한 쉬프팅 팩터는 dB(A) 및 %의 단위로 표시되었으나, 설계되는 사전 설정 신호 처리 방식에 따라 음압 및 피치에 대한 쉬프팅을 위한 비율의 형태로 적용될 수도 있고 증분의 해당 음압 및 피치의 단위로 적용될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
또한, 본 발명의 벨로시티 쉬프팅 프로파일은 맵 데이터의 형태로 저장되나, 저장 공간을 최소화하는 방식을 취하도록 사전 설정된 속도 구간 별로 선형화된 방식의 데이터로 저장된다. 즉, 사전 설정된 속도 구간의 전후 속도에 대하여 음압 및 피치의 쉬프팅을 위한 쉬프팅 팩터에 대한 값을 갖는 점을 쉬프팅 경계 노드(nsv)로 정의하고 해당 구간 내의 속도에 대한 쉬프팅 팩터는 해당 속도 구간 전후의 쉬프팅 경계 노드(nsv) 또는 이전 속도에 대한 쉬프팅 노드와 해당 속도 구간 전 쉬프팅 경계 노드(느린 속도 측 쉬프팅 경계 노드) 내지 해당 속도 구간 후 쉬프팅 경계 노드(빠른 속도 측 쉬프팅 경계 노드)를 통하여 산출될 수 있다. 해당 속도 구간 전 쉬프팅 경계 노드 또는 해당 속도 구간 후 쉬프팅 경계 노드 중 어느 쉬프팅 경계 노드 간의 선택은, 해당 차량이 가속 상태인지 감속 상태인지로부터 결정될 수도 있다. 즉, 차량 상태 감지부에 가속도 센서가 구비되는 경우 직접적으로 차량의 가속도 값을 활용하거나, 차량 상태 감지부에 차속 센서만이 구비되는 경우 이전 상태의 차량 속도와 현 상태의 차량 속도로부터 현재 가감속 상태를 확인하고 이로부터 현재 상태가 가속 상태인 경우 현 상태의 차량 속도에 대한 쉬프팅 팩터를 산출하기 위한 해당 속도 구간 쉬프팅 경계 노드로 해당 속도 구간 쉬프팅 후 경계 노드를, 그리고 현재 상태가 감속 상태인 경우 현 상태의 차량 속도에 대한 쉬프팅 팩터를 산출하기 위한 해당 속도 구간 쉬프팅 경계 노드로 해당 속도 구간 쉬프팅 전 경계 노드를 선택하여 이전 상태에 대한 쉬프팅 노드와의 인터폴레이션을 통하여 현재 차량 속도에 대한 음압 및/또는 피치 쉬프팅 팩터를 산출할 수 있다.
또한, 본 발명의 저장부(30)는 음향 저장부(33)를 더 구비할 수 있는데, 음향 저장부(33)는 차량의 충전 개시 상태를 나타내는 충전 개시음 내지 충전 완료 상태를 나타내는 충전 완료음 내지 충전 필요시 충전 케이블의 미연결로 인한 충전 케이블 연결 요구를 나타내는 충전 경고음 등과 같은 별도의 경고음과 같은 음향 사운드와, 음성 안내 메시지 형태의 음성 사운드 등이 음원 데이터 형태로 저장될 수 있다.
본 발명의 연산부(40)는 음원 저장부(31)에 저장된 음원을 조정하도록 피치 또는 음압의 쉬프팅 조정하기 위한 쉬프팅 팩터를 벨로시티 쉬프팅 프로파일로부터 쉬프팅 노드를 산출하는 과정 상에서 필요한 소정의 인터폴레이션 등의 연산 과정을 실행한다.
음원 재생부(50)는 제어부(20)에 의해 동작 제어되며, 음원 저장부(30)에 저장된 엔진 음향을 출력하기 위한 작동음 중 하나 이상을 선택하여 차량의 속도에 대응하는 쉬프팅 팩터를 산출하여 음원의 음압과 피치를 쉬프팅 조정하여 출력한다. 본 발명의 음원 재생부(50)는 음원 조정부(55)를 포함하고, 경우에 따라 복합적 음원의 비교 및 조합을 위하여 음원 믹싱부(51)와 음원 비교부(53)를 더 구비할 수도 있다.
음원 조정부(55)는 피치 조정부(551)와 음압 조정부(553)를 포함하는데, 피치 조정부(551)와 음압 조정부(553)는 저장부(30)의 기준 데이터 저장부(35)의 벨로시티 쉬프팅 프로파일로부터 제어부(20) 및 연산부(40)를 통하여 산출된 산출 쉬프팅 팩터를 이용하여 해당 주파수 대역의 음원을 피치 쉬프팅 조정하거나 음압 쉬프팅 조정하여 음원을 조정한다. 본 발명의 음원 재생부(50)에서 실행되는 음원의 음압 및/또는 피치 조정은 차량의 속도에 일대일 대응출력하는 방식이 아닌 벨로시티 쉬프팅 프로파일을 통하여 차량의 가감속 상태에 따른 변화되어 가감속 상태에 따라 해당 속도에 대한 쉬프팅 노드를 산출하도록 인터폴레이션을 실행할 때 인터폴레이션의 전후 쉬프팅 노드를 선택함에 있어 차량의 속도에 따른 가변적 선택이 이루어짐으로써 차량 속도의 변화, 즉 가감속에 따른 변화를 즉각적으로 반영 가능하도록 함으로써 보다 실제화된 내연기관 엔진 출력음을 모사하는 가상 사운드를 제공할 수 있다.
본 실시예에서, 음원 재생부(600)는 음원 믹싱부(610)와 피치 가변부(620)를 구비하는데, 음원 재생부의 음원 믹싱부(610)는 복수 개의 음원 데이터를 믹싱하여 작동음을 출력할 수 있고 피치 가변부(620)는 해당 작동음의 피치를 가변시켜 가청 주파수 영역에서의 1옥타브 이상의 피치 변화를 통한 음향의 변화를 인지 가능하게 할 수 있다. 본 실시예에서 음원 재생부(600)는 단순하게 볼륨을 변화시켜 작동음을 출력시키거나, 볼륨과 피치를 동시에 변화시켜 1옥타브 이상의 주파수 변화를 통한 인지 향상을 이루는 작동음을 출력하거나,
또한, 앞서 기술한 바와 같이, 음원 믹싱부(51) 및 음원 비교부(53)가 더 구비되는 경우 복수 개의 음원에 대한 비교 및 믹싱을 실행하여 제어부(20) 내지 음향 출력부(70)를 전달할 수 있다. 즉, 음원 믹싱부(51)를 이용하여 주파수 대역별로 형성된 작동음에 대하여 산출된 쉬프팅 팩터를 적용하여 음원을 쉬프팅 조정하된 복수 개의 주파수 대역별로 쉬프팅 조정된 복수 개의 음원을 선정하여 믹싱 출력할 수도 있다.
또한, 본 실시예에서 명확하게 기술되지는 않았으나, 음원 비교부 및/또는 음원 믹싱부를 통하여 차량의 속도가 일정 속도 이상으로 작동하는 경우 볼륨이 점점 낮아지는 페이드 아웃(fade out) 방식 또는 차량이 정지 상태에서 출발시 음원을 자연스럽게 표현하기 위해 볼륨이 점점 높아지는 페이드 인(fade in) 방식으로 음원을 재생할 수 있다. 또한, 급가속 또는 급제동의 음원 출력 방식으로 기본 저주파수 음원을 기본 작동음으로 형성하고, 급가속 주행음의 경우 주파수 변경 범위를 넓게 하여 강하게 가속하고 있는 상태를 나타내는 음원을 믹싱하거나, 급제동 주행음의 경우 차량의 속도가 감소함에 따라 고주파 영역에서 저주파 영역으로 이동하면서 볼륨을 동시에 줄이는 음원을 사용하여 차량의 감속 상태를 표현 가능하게 하여 급제동 및 급가속 상태를 보행자 내지 운전자로 하여금 인지 가능하도록 할 수도 있다.
음원 증폭부(60)는 음원 재생부(50)에서 출력된 음원을 입력받아 음향 출력부(70)를 통해 운전자 및 보행자에게 음원을 전달하기 위해 음원 재생부(50)에서 출력된 음원의 에너지 성분보다 더 큰 에너지 성분으로 만들어 외부로 출력하도록 구성된다.
음향 출력부(70)는 음원 재생부(50)에 의해 재생되는 작동음을 출력하는 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이 작동음이 보행자에게 전달되도록 차량의 외부로 출력하는 외부 출력부(71)와, 작동음이 운전자에게 전달되도록 차량의 내부로 출력하는 내부 출력부(73)로 구성될 수 있다. 이러한 외부 출력부(71)와 내부 출력부(73)는 재생되는 작동음에 따라 어느 하나가 선택되거나 모두 선택되어 작동음을 출력하도록 제어부(20)에 의해 동작 제어될 수 있다. 외부 출력부(71)는 차량의 보닛 내부에 배치되도록 장착될 수 있으며, 차량의 전방 또는 측면에 위치한 보행자 또는 운전자에게 현재 차량 작동 상태에 대한 작동음을 전달하고, 내부 출력부(73)는 차량 실내에 별도로 장착될 수 있으며, 작동음을 차량 실내 공간으로 전달하여 운전자에게 현재 차량 작동 상태에 대한 작동음을 전달한다.
제어부(20)는 차량 상태 감지부(10)에 의해 감지된 다양한 감지 신호를 인가받고, 인가받은 감지 신호에 따라 작동음의 종류 또는 재생 방식이 서로 다르게 재생되도록 음원 재생부(50)를 동작 제어하며, 전체적인 시스템의 작동 상태를 전반적으로 제어한다. 이때, 제어부(20)는 CAN 통신부(미도시) 등과 같은 차량 통신요소를 통해 차량 상태 감지부(10)로부터 감지 신호를 인가받도록 구성된다.
이와 같은 구성에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 사운드 제네레이터 장치는 차량의 다양한 작동 상태를 감지하고 이에 따라 해당 작동 상태에 적절한 형태의 작동음을 다양한 방식으로 출력함으로써, 보행자에게 차량 상태를 인식시켜 보행자의 안전을 확보할 수 있으며, 또한, 운전자에게 차량의 현재 작동 상태를 보다 정확하게 인식시킬 수 있어 운전자의 운전 주행 조건을 더욱 편리하고 안전하게 유지시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 사운드 제네레이터 장치는 별도의 작동 스위치(미도시)가 더 장착될 수 있으며, 작동 스위치(미도시)는 사용자에 의해 조작되어 온/오프 작동하도록 구성될 수 있다. 이러한 작동 스위치의 온/오프 신호에 따라 제어부(400)는 음원 재생부(600)의 작동 상태가 온/오프되도록 동작 제어할 수 있다. 즉, 작동 스위치를 차량 실내에 장착하여 사용자에 의해 온/오프 조작 가능하게 구성함으로써, 사용자는 음원 재생부(50)를 온/오프 작동시킬 수 있는데, 예를 들면, 사용자가 매우 조용한 상태로 운전을 즐기고 싶다면, 차량 작동 상태에 따라 발생하는 작동음이 재생, 출력되지 않도록 작동 스위치를 오프 상태로 조작할 수도 있다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 사운드 제어 과정(S1)을 설명한다. 먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 차량 사운드 제네레이터 장치가 제공되는 제공 단계(S10)가 실행되는데, 중복된 설명을 피하고자 차량 사운드 제네레이터 장치에 대한 설명은 상기로 대체한다.
그런 후, 제어부(20)는 차량 상태 감지부(10)로 하여금 현재 차량의 상태 관련 정보를 감지하도록 하고, 감지된 차량 상태 정보를 전달받는 감지 단계(S20)를 실행하는데, 감지 단계(S20)에서 감지 확인된 차량 상태 정보는 저장부(30)에 저장될 수 있다. 본 실시예에서 사용하는 차량 상태 정보는 차량 속도로서, 제어부(20)와 연산부(40)는 차속 센서(13)에서 감지된 차량 속도 정보와 저장부(30)의 기준 데이터 저장부(35)에 저장된 벨로시티 쉬프팅 프로파일을 이용하여 현재 차량 주행 속도에 대응하는 쉬프팅 팩터(SFp, SFv))를 연산 산출하는 쉬프팅 팩터 산출 단계(S30)를 실행한다. 도면 부호 SFp는 피치에 대한 쉬프팅 팩터를, 그리고 도면 부호 SFv는 볼륨, 즉 음압에 대한 쉬프팅 팩터를 나타낸다.
쉬프팅 팩터 산출 단계(S30)는 속도 확인 단계(S31)와 속도 구간 확인 단계(S33)와 속도 구간 해당 쉬프팅 노드 설정 단계(S35)와, 쉬프팅 팩터 산출 단계(S37)를 포함한다.
속도 확인 단계(S31)에서 제어부(20)는 감지 단계에서 감지된 차량 속도를 확인한다. 즉, 차량 상태 감지부(10)의 차속 센서(13)에서 감지된 후 제어부(20)를 통하여 저장부(30)에 저장된 차량 속도의 데이터 정보를 제어부(20)가 활용하여 현재 차량 속도 및 기준 데이터 저장부(35)에 저장된 속도 구간의 기준 데이터를 확인한다.
그런 후, 제어부(20)는 속도 구간 확인 단계(S33)를 실행하여 속도 확인 단계(S33)에서 확인된 차량의 현재 주행 속도와 속도 구간의 정보를 비교하여 현재 차량의 주행 속도가 해당하는 속도 구간이 어느 속도 구간인지 여부를 확인한다.
그런 후, 제어부(20)는 속도 구간 해당 쉬프팅 노드 설정 단계(S35)를 실행하는데, 속도 구간 해당 쉬프팅 노드 설정 단계(S35)에서 제어부(20)는 이전 상태, 즉 이전 단계에서 얻어진 이전 차량 속도에 대응하는 쉬프팅 노드(nsvp)와, 속도 구간 확인 단계(S33)에서 확인된 해당 차량 속도 구간의 구간 경계 속도 중 어느 하나의 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 경계 노드(nsvl,nsvf)로부터, 해당 차량 속도에 대한 쉬프팅 노드를 설정한다. 즉, 제어부(20)는 속도 구간 해당 쉬프팅 노드 설정 단계(S35)에서 이전 쉬프팅 노드(nsvp)와 해당 차량 속도 구간의 구간 경계 속도 중 어느 하나의 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 경계 노드(nsvl,nsvf)를 설정하는데, 이전 쉬프팅 노드(nsvp)는 이전 단계에서 얻어진 차량의 속도에 대하여 얻어진 쉬프팅 노드를 나타내고, 쉬프팅 경계 노드(nsvl,nsvf)는 사전 설정된 차량 속도 구간 중 현재 차량 주행 속도가 속하는 차량 속도 구간의 구간 경계를 나타내는 전후 속도(vl,vf) 중 어느 하나의 속도에 대한 쉬프팅 노드를 나타낸다. 여기서 구간 경계 속도 중 어느 속도에 대한 쉬프팅 노드를 선택하는지 여부는 차량의 가속도로부터 선택되는 방식을 취할 수도 있다.
즉, 도면에 도시된 바와 같이, 속도 구간 해당 프로파일 노드 설정 단계(S35)는, 이전 쉬프팅 노드 확인 단계(S351)와, 구간 경계 쉬프팅 노드 확인 단계(S353)와, 해당 차량 속도 쉬프팅 노드 산출 단계(S355)를 포함한다.
이전 쉬프팅 노드 확인 단계(S351)에서 제어부(20)는 이전 차량 속도에 대한 쉬프팅 노드를 확인하고, 구간 경계 쉬프팅 노드 확인 단계(S353)에서 제어부(20)는 해당 차량 속도 구간의 구간 경계 속도 중 어느 하나의 구간 경계 속도(vl 또는 vf)에 대한 쉬프팅 경계노드(nsvl 또는 nsvf)를 확인하고, 해당 차량 속도 쉬프팅 노드 산출 단계(S355)에서 제어부(20)는 이전 쉬프팅 노드(nsvp)와 어느 하나의 구간 경계 쉬프팅 노드(nsvl 또는 nsvf)로부터 현재 해당 차량 속도에 대한 쉬프팅 노드(nsv)를 산출한다.
이때, 구간 경계 쉬프팅 노드 확인 단계(S353)는 다양한 방식이 사용될 수 있으나, 도면에 도시된 바와 같이 실행될 수도 있다. 즉, 구간 경계 쉬프팅 노드 확인 단계(S353)는 가속도 확인 단계(S3531)와, 가감속 판단 단계(S3535)와, 후 구간 경계 쉬프팅 노드 설정 단계(S3537)와 전 구간 경계 쉬프팅 노드 설정 단계(S3539)를 포함한다.
먼저, 제어부(20)는 가속도 확인 단계(S3531)를 실행하여 차량의 가속도를 확인한다. 즉, 제어부(20)는 이전 단계에서의 차량 속도(vt-1)와 상기 현재 차량 속도(vt)로부터 차량의 현재 가속도(at)를 산출할 수 있고, 빈번한 플럭츄에이션을 방지하도록 그 이전 단계에서의 차량 속도(vt-2)가 이용될 수도 있는 등 다양한 산출 방법이 사용될 수 있다. 또한, 경우에 따라 차량 가속도 센서가 사용되는 경우로부터 직접 감지된 가속도 신호가 활용될 수도 있음은 명백하다.
그런 후, 제어부(20)는 가감속 판단 단계(S3535)를 실행하는데, 가감속 판단 단계(S3535)에서 단계 S3531에서 얻어진 가속도를 이용하여 현재 차량의 주행 상태가 가속 상태(내지 정속 주행 상태)인지 또는 감속 상태인지를 판단한다. 즉, 제어부(20)는 현재 차량 가속도(at)가 영 이상인지 내지 영 미만인지를 판단한다.
그런 후, 단계 S3535에서 제어부(20)가 현재 가속도(at)는 영 이상이라고 판단한 경우 후 구간 경계 쉬프팅 노드 설정 단계(S3537)가 실행되고, 단계 S3535에서 제어부(20)가 현재 가속도(at)는 영 미만이라고 판단한 경우 전 구간 경계 쉬프팅 노드 설정 단계(S3539)가 실행된다.
후 구간 경계 쉬프팅 노드 설정 단계(S3537)에서 제어부(20)는 가감속 판단 단계에서 현재 가속도가 영 이상인 경우로 가속 상태라고 보아 구간 경계 쉬프팅 노드를 해당 차량 속도 중 후 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 노드로 설정하고, 전 구간 경계 쉬프팅 노드 설정 단계(S3539)에서 제어부(20)는 감속 판단 단계에서 상기 현재 가속도가 영 미만인 경우로 감속 상태라고 보아 구간 경계 쉬프팅 노드를 해당 차량 속도 중 전 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 노드로 설정한다.
즉, 도면을 참조하여 가속 상태인 경우를 예로 설명하면, 먼저 초기 상태, 즉 차량이 정지된 상태는 초기 값으로 도면 부호 A로 지시되는 쉬프팅 노드가 저장부(30)의 기준 데이터 저장부(35)에 저장될 수 있다. 이 밖에도 벨로시티 쉬프팅 프로파일은 속도 구간을 0~10km/h, 10~20km/h, 20~30km/h, 30~40km/h로 설정하고, 이에 대한 속도 구간에 대한 쉬프팅 경계 노드가 ●의 포인트로 도시된다.
먼저, 피치 쉬프팅 팩터를 기준으로 설명하나 이은 음압 쉬프팅 팩터에 대하여도 동일한 방식으로 적용된다.
t=t1인 경우 얻어진 차량 속도(DATA#1)에 대한 속도 구간이 확인되고, 해당 속도 구간에 대한 구간 경계 속도(vl=0km/h, vf=10km/h)가 확인된다. t=t0인 경우 차량이 정지 상태이고, 이후 주행 시동을 통하여 가속 상태임이 확인됨으로써, 제어부(20)는 나중 구간 경계 속도에 대응하는 쉬프팅 노드인 후 구간 경계 쉬프팅 노드(B)를 해당 구간 경계 쉬프팅 노드(nsvf)로 설정하고, 이로부터 쉬프팅 노드(A)와 구간 경계 쉬프팅 노드(B)를 잇는 선분 상에서 쉬프팅 노드(A+1)을 산출한다. 즉, 제어부(20) 및 연산부(40)는 인터폴레이션을 통하여 t=t1에서의 쉬프팅 노드(A+1)을 도출한다. t=t2인 경우 이전 차량 속도에 대한 이전 쉬프팅 노드(A+1)라는 점을 제외하고는 얻어진 차량 속도(DATA#2)에 대한 속도 구간에 대하여도 동일한 과정을 거쳐 쉬프팅 노드(A+1)와 구간 경계 쉬프팅 노드(B)로부터 쉬프팅 노드(A+2)를 설정할 수 있다.
반면, t=t3인 경우 얻어진 차량 속도(DATA#3)에 대한 속도 구간이 확인되고, 해당 속도 구간에 대한 구간 경계 속도(vl=10km/h, vf=20km/h)가 확인된다. t=t3인 경우 차량이 주행 상태이고, 이후 주행 시동을 통하여 가속 상태임이 확인됨으로써, 제어부(20)는 나중 구간 경계 속도에 대응하는 쉬프팅 노드인 후 구간 경계 쉬프팅 노드(C)를 해당 구간 경계 쉬프팅 노드(nsvf)로 설정하고, 이로부터 이전 쉬프팅 노드(A+2)와 구간 경계 쉬프팅 노드(C)를 잇는 선분 상에서 새로운 쉬프팅 노드(B')을 도출할 수 있다. 즉, 종래의 차량 속도에 일대일 대응 맵핑 방식을 사용하지 않고, 구간별 쉬프팅 노드 데이터를 제공하고 인터폴레이션을 통하여 이전 쉬프팅 노드와 해당 구간 경계 쉬프팅 노드로부터 새로운 쉬프팅 노드를 산출하는 방식을 취하여 제어부(20)는 보다 실제에 가까운 피치 내지 음압 조정이 이루어진 음원을 통하여 실제에 가까운 음향 출력이 가능하다.
달리 표현하면, 예를 들어 차량의 차량 속도를 감지하는 주기가 대략 최대 10ms 단위로 수신가능하다고 할 때, 40km/h까지의 속도 도달까지 기준 데이터 저장부(35)에 저장된 쉬프팅 노드를 그대로 따라가는 쉬프팅이 이루어지는 경우 대략 총 400번의 데이터 수집이 필요하고, 이는 물리적으로 4초의 시간이 필요하고 본 실시예에서는 이를 통상적인 운전자가 주행을 천천히 시작하는 정상 상태라고 설정한다. 하지만, 운전자가 급가속을 진행하여 40km/h에 도달하는 시간이 정상 상태의 1/10로 빨라진다면 입력되는 속도 데이터의 간격은 넓어지고 40km/h 도달까지 입력되는 데이터의 개수 급격하게 줄어든다. 본 발명은 입력되는 데이터, 즉 차량 속도 정보에 대하여 해당 차량 속도가 속하는 속도 구간을 나누고 이에 대응하는 변곡점과 같은 쉬프팅 노드를 제공하고 이를 인터폴레이션을 통하여 산출하는 방식을 취하여, 차량의 속도에 따라 가변되는 쉬프팅 선도의 도출이 가능한 벨로시티 쉬프팅 선도 및 연산 과정을 이용함으로써, 단순 일대일 매칭되는 쉬프팅 선도가 아닌, 차량의 급가속 및 급제동을 반영하는 가변적인 음압 및 피치 쉬프팅을 가능하게 하고, 이로 인하여 궁극적으로 실제 엔진음에 모사토록 하여 보행자 내지 운전자로 하여금 감지되는 가상 사운드의 질감을 향상을 이룰 수 있다.
상기와 같은 쉬프팅 팩터가 산출된 후, 제어부(20)는 쉬프팅 팩터 산출 단계(S30)에서 산출된 쉬프팅 팩터(SF;SFp,SFv)를 이용하여 음원 재생부의 음원 조정부(55)에서 필요한 주파수 대역의 작동음의 음원에 대하여 음압 내지 피치를 조정하여 음향 출력부(70)로 전달함으로써 소정의 음향 출력 과정을 실행함으로써 보행자 및/또는 운전자의 주의 환기를 통한 차량 주행 상태 인지를 가능하게 할 수 있다.
이와 같은 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법(S1)은 종래의 전통적인 내연기관 차량 및 전기차 내지 하이브리드 차량과 같은 친환경 차량 모두에 적용 가능하다. 즉, 도면에 도시된 바와 같이, 내연기관 엔진 차량을 제어하는 내연기관 엔진 차량 음향 제어 방법(SE0)의 경우에도 포함될 수 있다. 즉, 내연기관 엔진 차량이 주행 상태를 형성하는 경우 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법(S1)가 실행되고, 그런 후 제어부는 차량 상태 감지부의 RPM 센서로부터의 감지 RPM이 저장부에 저장되는 사전 설정값 이상 여부를 확인하고(SE1), 감지 RPM이 사전 설정 값 이상인 경우 보행자가 인지 가능하다고 판단하고 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법의 실행을 중지하는 사운드 제어 오프(SE2) 단계를 실행하고, 반면, 감지 RPM이 사전 설정 값 미만인 경우 보행자가 인지 보완이 필요하다고 판단하고 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법(S1)의 실행 상태를 유지한다.
또한, 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법(S1)은 전기차 내지 하이브리드 차량과 같은 친환경 차량 모두에 적용 가능한데, 친환경 차량을 제어하는 친환경 차량 음향 제어 방법(SH0)의 경우에도 포함될 수 있다. 즉, 친환경 차량이 주행 상태를 형성하는 경우 엔진 모드가 내연기관 모드인지 베터리 주행 모드인지를 판단하고(SH1), 엔진 모드가 배터리 주행 모드인 경우 자동적으로 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법(S1)을 실행하는 사운드 제어 온 단계를 실행하고, 엔진 모드가 베터리 주행 모드가 아닌 경우, 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법(S1)의 실행을 중단하는 사운드 제어 오프 단계를 실행하고, 차량의 변속 기어, 차량 속도 및 차량 RPM과 저장부에 저장되는 사전 설정값을 비교하여, 예를 들어 변속 기어가 설정 기어값 이상이고, 차량 주행 속도가 5km/h 이상이고, RPM 값이 설정 RPM 값 미만인 경우 제어부(20)는 친환경 차량이 내리막길을 주행한다고 판단하고 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법(S1)을 실행하는 사운드 제어 온 단계를 실행하고, 반면 변속 기어가 설정 기어값 이상이고, 차량 주행 속도가 5km/h 이상이고, RPM 값이 설정 RPM 값 미만인 조건의 어느 하나 이상을 포함하지 않는 경우제어부(20)는 친환경 차량이 내리막길을 주행하는 것이 아니라고 판단하고 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법(S1)의 오프 상태를 유지하도록 제어 흐름을 사운드 제어 오프 단계로 전환시킨다.
또한, 본 발명의 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법은 조정 출력 단계(S40) 후에 벨로시티 쉬프팅 프로파일에 고정 제공되는 쉬프팅 노드의 위치를 보정하는 보정 단계(S50)를 더 구비할 수도 있다. 즉, 보정 단계(S50)에서 제어부(20)는 조정 출력 단계(S40)에서 출력되는 음향 출력 신호를 저장부(30)의 기준 데이터 저장부(35)에 저장되는 기준 음향 출력 신호와 비교하여 벨로시티 쉬프팅 프로파일을 조정할 수 있다.
보정 단계(S50)는 출력 감지 단계(S51)와, 출력 기준 비교 단계(S53)와, 적합성 판단 단계(S55)와, 노드 위치 조정 단계(S57)를 포함한다.
먼저, 출력 감지 단계(S51)에서 제어부(20)는 조정 출력 단계에서 출력되는 음향 출력 신호를 감지하고, 출력 기준 비교 단계(S53)에서 제어부(20)는 출력 감지 단계에서 획득한 음향 출력 신호를 상기 기준 음향 출력 신호와 비교한다.
그런 후, 제어부(20)는 적합성 판단 단계(S55)를 실행하는데, 적합성 판단 단계(S55)에서 제어부(20)는 음향 출력 신호가 기준 데이터 저장부(35)에 저장되는 기준 음향 출력 신호의 기준에 부합하는가 여부를 판단한다. 기준 음향 출력 신호의 기준에 부합하는지 여부는, 음향 출력부로 인가되는 음향을 변환시켜 가상 출력되는 음향의 음압 내지 피치 내지 음향 스펙트럼 등을 산출하고 이를 보행자가 인지하기 최선의 상태를 나타내는 기준 음향 출력 신호와 비교하여 부합 여부를 판단하는 방식을 취할 수도 있는 등, 음향 출력부로 전달되는 신호와 기준 음향 추력 신호를 비교하여 부합 여부를 판단하는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.
그런 후, 제어부(20)는 노드 위치 조정 단계(S57)를 실행하는데, 제어부(20)가 적합성 판단 단계(S55)에서 기준에 부합하지 않은 것으로 판단하는 경우, 저장부에 저장되는 쉬프팅 경계 노드 이동값으로 구간 경계 속도에 할당된 쉬프팅 노드 점인 쉬프팅 경계 노드를 벨로시티 쉬프팅 프로파일 상에서 사전 설정된 방향으로 위치 조정한다. 예를 들어 피치의 쉬프팅 폭이 과도하게 크다고 판단된 경우 제어부(20)는 사전 설정된 폭만큼 속도 구간에 할당된 쉬프팅 노드인 쉬프팅 경계 노드의 위치를 벨로시티 쉬프팅 프로파일 상에서 하방향으로 이동시킬 수도 있다.
이와 같은 보정 과정을 거쳐 보행자의 주의력 환기에 적합한 방식으로 음원 조정을 가능하게 할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 즉, 앞선 본 발명은 페이드 아웃 기능을 수행하는 과정을 구비하는 범위에서 초기화 단계 등을 배제할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 차량 상태 감지부 200: 작동 스위치
300: CAN 통신부 400: 제어부
500: 음원 저장부 510: 데이터 스위치부
600: 음원 재생부 700: 음원 증폭부
800: 음향 출력부 810: 외부 출력부
820: 내부 출력부

Claims (12)

  1. 차량의 작동 상태를 감지하는 차량 상태 감지부; 차량의 작동 상태에 따라 출력될 수 있는 다수개의 작동음이 음원 데이터 형태로 저장되는 음원 저장부와 차량의 속도에 대하여 상기 작동음의 음압 또는 피치를 조정하는 쉬프팅 팩터를 포함하는 벨로시티 쉬프팅 프로파일을 저장하는 기준 데이터 저장부를 포함하는 저장부 ; 상기 음원 저장부에 저장된 작동음 중 어느 하나 이상을 선택하여 출력되는 음원을 조정 재생하는 음원 재생부; 상기 음원 재생부에 의하여 조정 재생되는 작동음을 증폭시키는 음원 증폭부; 상기 음원 증폭부에서 증폭된 증폭 작동음을 출력하는 음향 출력부; 및 상기 차량 상태 감지부의 감지 신호를 인가받고, 인가받은 감지 신호에 따라 상기 작동음을 조정 변경하는 방식으로 서로 다르게 재생되도록 상기 음원 재생부를 동작 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 차량 상태 감지부는 차량 속도를 감지하고, 차량 속도에 대응하여 상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일로부터 해당 쉬프팅 팩터를 산출하고 상기 작동음의 음압 또는 피치를 상기 제어부가 조정 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 사운드 제네레이터 장치를 제공하는 제공 단계; 차량의 속도를 감지하는 감지 단계; 상기 감지 단계에서 감지된 차량 속도와 저장부의 기준 데이터 저장부에 저장되는 벨로시티 쉬프팅 프로파일로부터 차량 속도에 대응하는 쉬프팅 팩터를 산출하는 쉬프팅 팩터 산출 단계; 상기 쉬프팅 팩터 산출 단계에서 산출된 쉬프팅 팩터와 상기 작동음으로부터 차량 속도에 따라 쉬프팅 조정된 쉬프팅 작동음을 음향 출력부를 통하여 출력하는 조정 출력 단계를 포함하고,
    상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일은, 차량 속도에 대하여 작동음의 음압 또는 피치를 조정하는 쉬프팅 팩터를 구비하되, 상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일은 차량 속도를 구간별로 나누어 차량 속도 구간의 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 경계 노드의 쉬프팅 팩터를 포함하고, 상기 차량 속도 구간 내에 대한 쉬프팅 팩터는, 상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일 상의 이전 단계에서의 차량 속도에 대한 쉬프팅 팩터를 갖는 이전 쉬프팅 노드 및 해당 차량 속도 구간의 전후 구간 경계 속도 중 후 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 경계 노드로부터 산출되고, 상기 쉬프팅 팩터 산출 단계는: 상기 감지 단계에서 감지된 차량 속도를 확인하는 속도 확인 단계(S31)와, 상기 속도 확인 단계에서 확인된 차량 속도로부터 해당 차량 속도 구간을 확인하는 속도 구간 확인 단계(S33)와, 이전차량 속도에 대응하는 쉬프팅 노드와, 상기 속도 구간 확인 단계에서(S33)에서 확인된 해당 차량 속도 구간의 구간 경계 속도 중 후 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 경계 노드로부터, 해당 차량 속도에 대한 쉬프팅 노드를 설정하는 속도 구간 해당 쉬프팅 노드 설정 단계(S35)와, 상기 해당 차량 속도에 대한 쉬프팅 노드로부터 해당 쉬프팅 팩터를 산출하는 쉬프팅 팩터 산출 단계(S37)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 속도 구간 해당 쉬프팅 노드 설정 단계(S35)는:
    이전 차량 속도에 대한 쉬프팅 노드를 확인하는 이전 쉬프팅 노드 확인 단계(S351)와,
    상기 해당 차량 속도 구간의 구간 경계 속도 중 어느 하나의 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 경계 노드를 확인하는 구간 경계 쉬프팅 노드 확인 단계(S353)와,
    상기 이전 쉬프팅 노드와 상기 어느 하나의 구간 경계 쉬프팅 노드로부터 현재 해당 차량 속도에 대한 쉬프팅 노드를 산출하는 해당 차량 속도 쉬프팅 노드 산출 단계(S355)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 이전 단계에서의 차량 속도(vt-1)와 현재 차량 속도(vt)로부터 차량의 현재 가속도(at)를 산출하는 가속도 확인 단계(S3531)와,
    상기 현재 가속도(at)가 영 이상인지 여부를 판단하는 가감속 판단 단계(S3535)와,
    상기 가감속 판단 단계에서 상기 현재 가속도가 영 이상인 경우 구간 경계 쉬프팅 노드는 해당 차량 속도 중 후 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 노드로 설정되는 것을 특징으로 하는 후 구간 경계 쉬프팅 노드 설정 단계(S3537)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 가감속 판단 단계에서 상기 현재 가속도가 영 미만인 경우 구간 경계 쉬프팅 노드는 해당 차량 속도 중 전 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 노드로 설정되는 것을 특징으로 하는 전 구간 경계 쉬프팅 노드 설정 단계(S3539)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    차량이 내연기관 엔진 차량인 경우,
    상기 제어부는 차량의 속도가 0km/h이상인 경우 상기 차량 사운드 제네레이터 장치를 온(ON) 작동시키고, 차량의 감지부에 포함되는 RPM 센서로부터의 신호를 상기 저장부에 저장되는 사전 설정값과 비교하여 상기 차량 사운드 제네레이터 장치의 온/오프 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 사운드 제레네이터 장치 제어 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    차량이 하이브리드 차량인 경우,
    상기 제어부는 차량의 속도가 0km/h이상이고 차량이 내연기관엔진 모드가 아닌 경우 상기 차량 사운드 제네레이터 장치를 온(ON) 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량 사운드 제레네이터 장치 제어 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제어부는 차량의 속도가 0km/h이상이나 차량이 내연기관엔진 모드인 경우 상기 차량 사운드 제네레이터 장치를 오프(OFF) 작동시키고,
    차량의 감지부에 포함되는 인히비터 센서로부터 변속기 모드가 상기 저장부에 저장되는 사전 설정 변속 모드보다 높은 단수를 이루고,
    차량의 감지부에 포함되는 차속 센서로부터의 신호가 상기 저장부에 저장되는 사전 설정 속도보다 빠르고,
    차량의 감지부에 포함되는 RPM 센서로부터의 신호가 상기 저장부에 저장되는 사전 설정값보다 작은 경우, 상기 제어부는 차량이 내리막 길 주행을 하는 것으로 판단하고, 상기 차량 사운드 제네레이터 장치의 온 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 사운드 제레네이터 장치 제어 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 조정 출력 단계에서 출력되는 음향 출력 신호를 상기 저장부에 저장되는 기준 음향 출력 신호와 비교하여 상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일을 조정하는 보정 단계(S50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법.
  12. 차량의 작동 상태를 감지하는 차량 상태 감지부; 차량의 작동 상태에 따라 출력될 수 있는 다수개의 작동음이 음원 데이터 형태로 저장되는 음원 저장부와 차량의 속도에 대하여 상기 작동음의 음압 또는 피치를 조정하는 쉬프팅 팩터를 포함하는 벨로시티 쉬프팅 프로파일을 저장하는 기준 데이터 저장부를 포함하는 저장부 ; 상기 음원 저장부에 저장된 작동음 중 어느 하나 이상을 선택하여 출력되는 음원을 조정 재생하는 음원 재생부; 상기 음원 재생부에 의하여 조정 재생되는 작동음을 증폭시키는 음원 증폭부; 상기 음원 증폭부에서 증폭된 증폭 작동음을 출력하는 음향 출력부; 및 상기 차량 상태 감지부의 감지 신호를 인가받고, 인가받은 감지 신호에 따라 상기 작동음을 조정 변경하는 방식으로 서로 다르게 재생되도록 상기 음원 재생부를 동작 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 차량 상태 감지부는 차량 속도를 감지하고, 차량 속도에 대응하여 상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일로부터 해당 쉬프팅 팩터를 산출하고 상기 작동음의 음압 또는 피치를 상기 제어부가 조정 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 사운드 제네레이터 장치를 제공하는 제공 단계; 차량의 속도를 감지하는 감지 단계; 상기 감지 단계에서 감지된 차량 속도와 저장부의 기준 데이터 저장부에 저장되는 벨로시티 쉬프팅 프로파일로부터 차량 속도에 대응하는 쉬프팅 팩터를 산출하는 쉬프팅 팩터 산출 단계; 상기 쉬프팅 팩터 산출 단계에서 산출된 쉬프팅 팩터와 상기 작동음으로부터 차량 속도에 따라 쉬프팅 조정된 쉬프팅 작동음을 음향 출력부를 통하여 출력하는 조정 출력 단계를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 조정 출력 단계에서 출력되는 음향 출력 신호를 상기 저장부에 저장되는 기준 음향 출력 신호와 비교하여 상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일을 조정하는 보정 단계(S50)를 더 포함하고,
    상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일은 차량 속도를 구간별로 나누어 차량 속도 구간의 구간 경계 속도에 대한 쉬프팅 경계 노드의 쉬프팅 팩터를 포함하고, 상기 보정 단계(S50)는: 상기 조정 출력 단계에서 출력되는 음향 출력 신호를 감지하는 출력 감지 단계(S51)와, 상기 출력 감지 단계에서 획득한 음향 출력 신호를 상기 기준 음향 출력 신호와 비교하는 출력 기준 비교 단계(S53)와, 상기 음향 출력 신호가 상기 기준 음향 출력 신호의 기준에 부합하는가 여부를 판단하는 적합성 판단 단계(S55)와, 상기 적합성 판단 단계(S55)에서 상기 음향 출력 신호가 상기 기준 음향 출력 신호의 기준에 부합하지 않은 것으로 판단하는 경우, 상기 저장부에 저장되는 쉬프팅 경계 노드 이동값으로 상기 쉬프팅 경계 노드를 상기 벨로시티 쉬프팅 프로파일 상에서 위치 조정하는 노드 위치 조정 단계(S57)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 사운드 제네레이터 장치 제어 방법.
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