KR102555064B1 - 차량의 가상 엔진음 발생 장치 및 방법 - Google Patents

차량의 가상 엔진음 발생 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음원의 종류와 특성에 매칭된 프레임 형상을 가지는 스피커를 통해 가상 엔진음을 출력할 수 있는 차량의 가상 엔진음 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 가상 엔진음 발생 장치는 차량 상태 정보를 음원 제어부로 전달하는 차량 상태 정보부, 음원 데이터의 음원을 조정하고 재생하는 음원 재생부 및 차량 상태 정보와 음원 데이터에 기초하여 상기 음원 재생부를 제어하는 음원 제어부를 포함하는 음원 데이터에 기초하여 음원을 조정하고 재생하는 가상 엔진음 제어 유닛 및 음원 데이터가 저장된 음원 저장부, 음원 재생부에서 재생되는 가상 엔진음을 외부로 출력하는 음원 출력부를 포함하는 가상 엔진음에 대한 음원의 종류와 특성에 매칭된 형상의 프레임을 하나 이상으로 가지며, 상기 하나 이상의 형상 프레임에 매칭된 음원 데이터를 출력하는 스피커 유닛을 포함한다.
이러한 차량의 가상 엔진음 제어 장치는 가상 엔진음의 출력 효과를 극대화 시켜 보행자와 저소음 차량간의 사고 발생 문제점을 해결할 수 있고, 운전자가 원하는 사운드를 출력하여 가상 엔진음에 대해 운전자가 만족감을 느낄 수 있다.

Description

차량의 가상 엔진음 발생 장치 및 방법{Device and Method for virtual engine sound generation}
본 발명은 차량의 가상 엔진음 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 음원의 종류와 특성에 매칭된 프레임 형상을 가지는 스피커를 통해 가상 엔진음을 출력할 수 있는 차량의 가상 엔진음 장치 및 방법에 관한 것이다.
전기 자동차는 주로 배터리의 전원을 이용하여 AC 또는 DC 모터를 구동하여 동력을 얻는 자동차로서, 크게 배터리전용 자동차와 하이브리드 자동차로 분류된다. 배터리전용 자동차는 배터리의 전원을 이용하여 모터를 구동하고 전원이 다 소모되면 재충전한다. 한편, 하이브리드 자동차는 엔진을 가동하여 전기발전을 하여 배터리에 충전을 하고 이 전기를 이용하여 전기모터를 구동하여 차를 움직이게 할 수 있다.
이러한 친환경 차량이 모터의 동력으로 주행할 경우 주행 소음이 매우 낮아 차량 주변의 보행자들이 차량 접근을 미처 인지하지 못하여 안전사고가 발생될 우려가 있다.
이러한 문제점을 개선하기 위해서, 스피커를 통해 가상의 엔진음을 차량의 외부로 재생하여 출력함으로써, 보행자들이 차량의 접근을 용이하게 인지할 수 있도록 한 가상 엔진사운드 시스템(VESS: Virtual Engine Sound System)이 개발되어, 친환경 자동차에 탑재되고 있다.
다만, 운전자의 선택 여부에 상관없이 자동차 제조사에서 가상 엔진사운드 시스템의 가상 엔진음을 선정함으로, 운전자가 원하지 않는 가상 엔진음을 출력하게 된다. 이로 인해, 가상 엔진음 발생 기능을 오프시키거나, 가상 엔진음 발생 장치를 강제로 제거 및 스피커를 탈거하는 문제가 발생하고 있다.
한국 등록특허 제10-1244084(공개일: 2012년 07년 10일, 차량 가상 음향 출력 장치 및 이의 제어 방법)
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 음원의 종류와 특성에 매칭된 프레임 형상을 가지는 스피커를 통해 가상 엔진음을 출력할 수 있는 차량의 가상 엔진음 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 가상 엔진음에 대한 음원의 종류와 특성에 매칭된 형상의 프레임을 하나 이상으로 가지며, 상기 하나 이상의 형상 프레임에 매칭된 음원 데이터를 출력하는 스피커 유닛 및 상기 음원 데이터에 기초하여 음원을 조정하고 재생하는 가상 엔진음 제어 유닛을 포함하는 차량의 가상 엔진음 발생 장치가 제공된다.
상기 음원 데이터는 상기 음원에 대한 볼륨 조절 값 및 음원 피치(Pitch) 값을 포함할 수 있다.
상기 가상 엔진음 제어 유닛은 차량 상태 정보를 음원 제어부로 전달하는 차량 상태 정보부, 수신한 음원 데이터의 음원을 조정하고 재생하는 음원 재생부, 상기 차량 상태 정보 및 상기 음원 데이터에 기초하여 상기 음원 재생부를 제어하는 음원 제어부를 포함할 수 있고, 상기 스피커 유닛은 상기 음원 데이터를 저장하고 있는 음원 저장부 및 상기 음원 재생부에서 재생되는 음원을 외부로 출력하는 음원 출력부를 포함할 수 있다.
상기 음원 제어부는 상기 음원 저장부의 음원 데이터를 저장하는 정보 저장부 와 상기 차량 상태 정보 및 상기 음원 데이터에 기초하여 재생 제어 신호를 조절하는 신호 조절부를 포함할 수 있다.
상기 음원 제어부는 상기 음원 저장부의 음원 데이터와 상기 정보 저장부에 저장된 음원 데이터가 서로 다른 경우, 상기 음원 저장부로부터 읽어온 음원 데이터를 상기 정보 저장부에 업데이트할 수 있다.
상기 음원 재생부는 상기 음원 데이터로부터 재생 음원의 주파수를 조정하고 음원을 믹싱(Mixing)하는 이퀄라이져, 상기 제어부의 재생 제어 신호에 따라 상기 음원 데이터를 디코딩하여 출력 음원을 생성하는 디코터 및 상기 출력 음원의 음량을 조절하는 볼륨 조절기를 포함할 수 있다.
상기 가상 엔진음 제어 유닛은 상기 음원 재생부의 재생 음원을 증폭하여 출력 스피커 유닛으로 전달하는 음원 증폭부를 포함할 수 있다.
또한, 가상 엔진음 제어 유닛과 상기 스피커 유닛의 연결 상태의 이상 유무 및 상기 음원 재생부로부터 재생된 음원이 상기 음원 출력부로 이상 없이 전달되는지 감지하는 감지하는 연결 감지부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 가상 엔진음 제어 유닛은 가상 엔진음 제어 유닛의 동작을 온(On) 또는 오프(Off)하는 스위치 입력부를 포함할 수 있다.
상기 스피커 유닛은 상부의 면적이 하부의 면적보다 큰 나팔관 형상을 가지며, 상기 음원 저장부에는 상기 나팔관 형상에 대응된 중주파 또는 고주파 대역의 음원이 저장될 수 있다.
또한, 상기 스피커 유닛은 길이가 짧은 원통 형상을 가지며, 상기 음원 저장부에는 상기 원통 형상에 대응된 고주파 대역의 음원이 저장될 수 있다.
또한, 상기 스피커 유닛은 상부의 면적이 하부의 면적보다 작고, 측부가 둥근 돔(dome) 형상을 가지며, 상기 음원 저장부에는 상기 돔 형상에 대응된 저주파 대역의 음원이 저장될 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 가상 엔진음에 대한 음원의 종류와 특성에 매칭된 형상의 프렘임을 하나 이상으로 가지며, 상기 하나 이상의 형상 프레임에 매칭된 음원 데이터를 저장하고 있는 스피커 유닛을 구비하는 장치의 차량 가상 엔진음 발생 방법으로서, (a) 가상 엔진음 제어 유닛의 음원 제어부가 상기 스피커 유닛에 저장된 제 1음원 데이터를 읽어오는 단계, (b) 상기 음원 제어부가 상기 읽어온 제 1음원 데이터와 정보 저장부로부터 이전에 읽어온 제 2음원 데이터가 동일한지를 비교하는 단계, (c) 상기 제 1음원 데이터와 상기 제 2음원 데이터가 다른 경우, 상기 음원 제어부는 상기 제 1음원 데이터로 업데이트하여 정보 저장부에 저장하는 단계, (d) 상기 음원 제어부가 상기 제 1음원 데이터에 기초하여 재생되는 음원의 설정을 조정하는 단계 및 (e) 상기 음원 제어부가 차량 상태 정보부의 차량 상태 정보에 대응되게 재생 음원을 조정하여 외부로 출력되도록 제어하는 단계를 포함하는 차량 가상 엔진음 발생 방법이 제공된다.
상기 (d) 단계에서 음원 제어부는 제 1음원 데이터에 포함된 상기 제 1음원에 대한 볼륨 조절 값 및 음원 피치(Pitch) 값에 기초하여 재생 제어 신호를 조절하고, 상기 재생 제어 신호에 따라 음원 재생부의 이퀄라이져가 상기 제 1음원 데이터로부터 재생 음원의 주파수 조정 및 음원의 믹싱(Mixing)을 하고, 디코터가 상기 음원 제어부의 재생 제어 신호에 따라 상기 제 1음원 데이터를 디코딩하여 출력 음원을 생성하고, 불륨 조절기가 상기 출력 음원의 음량을 조절할 수 있다.
상기 (e) 단계에서, 차량의 속도가 기 설정된 속도(Va) 이하에서 차량의 속도가 빨라지면 음원 재생부의 디코터가 음원 재생 속도를 증가시키고, 음원 재생부의 볼륨 조절기가 음량을 증가시켜 재생 음원을 외부로 출력할 수 있다.
상기 (e) 단계에서, 차량의 속도가 기 설정된 속도(Va)를 초과하는 경우, 상기 음원 제어부가 상기 재생 음원의 출력이 페이드 아웃 방식으로 작아지도록 제어할 수 있다.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
본 발명에 의한 차량의 가상 엔진음 제어 장치 및 방법은 음원의 종류와 특성에 매칭된 프레임 형상을 가지는 스피커를 통해 가상 엔진음을 출력할 수 있다. 이를 통해 운전자가 원하는 가상 엔진음 출력하기 위해서 가상 엔진음 발생 장치 전체를 교체하지 않고 음원에 매칭된 스피커의 교체만으로 해결할 수 있다. 또한, 가상 엔진음의 출력 효과를 극대화 시켜 보행자와 저소음 차량간의 사고 발생 문제점을 해결할 수 있고, 운전자가 원하는 사운드를 출력하여 가상 엔진음에 대해 운전자가 만족감을 느낄 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 가상음의 발생 장치에 대한 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 음원의 종류와 특성에 매치된 형상을 가지는 스피커를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 가상음 발생 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 가상음의 발생 장치에 대한 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 엔진 가상음의 발생 장치는 가상 엔진음 제어 유닛(100)과 스피커 유닛(200)를 포함한다. 가상 엔진음 제어 유닛(100)은 가상 엔진음의 음원을 제어하는 것으로, 차량 상태 정보부(110), 스위치 입력부(120), 음원 제어부(130), 음원 재생부(140), 음원 증폭부(150) 및 연결 감지부(160)를 포함한다.
여기서 차량 상태 정보부(110)는 ECU(Engine Control Unit)와 MCU(Motor Control Unit)로부터 차량 상태 정보를 수신하여 음원 제어부(130)로 차량 상태 정보를 제공한다. 즉, 차량 상태 정보부(110)는 ECU와 MCU로부터 엔진과 모터의 RPM, 차량의 속도, 주행 모드 등 차량 상태 정보를 CAN(Controller Area Network) 통신 등 차량에 사용되는 다양한 통신 방법을 통해 수신하고, 수신한 차량 상태 정보를 음원 제어부(130)에 전달할 수 있다.
스위치 입력부(120)는 운전자에 의하여 선택되는 선택 사항들을 차량에 입력시키기 위한 입력 수단으로서, 예컨대, 버튼 등으로 구현된다. 운전자는 음원 저장부(210)에 저장된 음원을 스위치 입력부(120)의 조작으로 직접 선택할 수 있다. 또한, 운전자는 스위치 입력부(120)의 조작에 따라 차량의 엔진 가상음 발생 장치의 작동을 온(On) 또는 오프(Off)하는 신호를 선택하여 엔진 가상음의 출력 실행 여부를 결정할 수 있다.
음원 제어부(130)는 차량 상태 정보부(110)의 차량 상태 정보, 스위치 입력부(120)의 사용자에 의한 입력 신호 및 스피커 유닛의 음원 저장부(210)에 저장된 음원 데이터에 기초하여 재생 제어 신호를 생성한다. 음원 제어부(130)는 생성한 재생 제어 신호를 음원 재생부(140)에 전달한다. 따라서 음원 재생부(140)는 전달받은 재생 제어 신호에 따라 음원 데이터에 포함된 음원을 재생한다. 이러한 음원 제어부(130)는 정보 저장부(131)와 신호 조절부(132)를 포함할 수 있다.
정보 저장부(131)는 스피커 유닛(200)의 음원 저장부(210)에서 읽어오는 음원 데이터를 저장한다. 음원 제어부(130)은 음원 저장부(210)에서 현재 읽어오는 음원 데이터가 이전에 읽어와서 정보 저장부(131)에 저장된 음원 데이터와 다른 경우, 현재 읽어온 음원 데이터로 업데이트하여 정보 저장부(131)에 저장한다. 예컨대, 음원 제어부(130)에서 스피커 유닛(200)을 변경하여 음원 저장부(210)에 저장된 일반 내연기관 차량의 배기음을 구현하는 제 1음원 데이터를 읽어오는 경우, 정보 저장부(131)에 스피커 유닛(200)을 변경하기 이전에 읽어와서 저장된 배기량이 높은 차량의 엔진음을 구현하는 제 2음원 데이터와 다른 경우, 음원 제어부(130)는 제 2음원 데이터를 제 1음원 데이터로 업데이트하여 정보 저장부(131)에 제 1음원 데이터를 저장한다.
신호 조절부(132)는 차량 상태 정보부(110)에서 수신한 차량 상태 정보와 음원 저장부(210)에서 수신한 음원 데이터에 기초하여 재생 제어 신호를 조절한다. 구체적으로, 신호 조절부(132)는 차량 상태 정보부(110)를 통해 현재 차량의 상태를 파악하고, 차량 속도 및 음원 데이터에 포함된 재생 음원의 볼륨 조절 값에 기초하여 볼륨을 조절하기 위한 재생 제어 신호를 조절한다. 또한, 신호 조절부(132)는 음원 데이터에 포함된 재생 음원의 피치(Pitch) 값에 기초하여 주파수를 조정하기 위한 재생 제어 신호를 조절한다.
음원 재생부(140)는 음원 저장부(210)에 저장된 음원 데이터를 음원 제어부(130)의 재생 제어 신호에 따라 재생한다. 이러한 음원 재생부(140)는 이퀄라이저(141), 디코터(142), 볼륨 조절기(143)를 포함할 수 있다.
이퀄라이저(141)는 조절된 재생 제어 신호에 따라 스피커 유닛(200)의 형상에 매칭되어 출력되는 음원의 음질을 최적화하기 위해 음원의 주파수를 조정하고 음원을 믹싱(Mixing)한다.
디코더(142)는 음원 제어부(130)의 제어 신호에 따라 수신한 음원 데이터를 아날로그 신호인 출력 음원으로 변환할 수 있다. 또한, 디코더(142)는 차량의 속도가 빨라지면 디코딩 타이밍을 조정하여 음원 재생 속도를 증가시킬 수 있다
볼륨 조절기(143)는 재생 제어부(130)의 볼륨 제어 신호에 따라 디코터(142)에서 출력되는 출력 음원의 볼륨을 조정할 수 있다.
음원 증폭부(150)는 음원 재생부(140)로부터 출력되는 출력 음원을 증폭시키고, 음원 출력부(220)는 증폭된 음원을 외부로 출력할 수 있다.
연결 감지부(160)는 가상 엔진음 제어 유닛(100)과 스피커 유닛(200)의 연결 상태의 이상 유무와 상기 음원 재생부(140)로부터 재생된 음원이 음원 출력부(220)로 이상 없이 전달되는지 감지할 수 있다. 본 실시예에서 연결 감지부(160)는 가상 엔진음 제어 유닛(100)의 구성요소로 배치된 것으로 도시되었으나, 별개의 구성요소로서 독립적인 구성을 취할 수도 있다.
스피커 유닛(200)은 가상 엔진음에 대한 음원의 종류와 특성에 매칭된 형상의 프레임을 하나 이상 가지며, 하나 이상의 형상 프레임에 매칭된 음원 데이터를 저장하는 음원 저장부(210)와 음원 재생부에서 재생되는 가상 엔진음을 외부로 출력하는 음원 출력부(220)를 포함한다.
음원 저장부(210)에 저장되어 있는 음원 데이터에는 스피커 유닛(200)의 형상에 매칭되어 출력되는 음원의 음질을 최적화하는 음원의 볼륨 조절 값 및 음원의 피치(Pitch) 값을 포함하고 있다. 이러한 볼륨 조절 값은 가상 엔진음의 종류와 특징에 따라 차량의 속도에 따른 음량 조절 비율을 포함한다. 음원의 피치(Pitch) 값은 재생 음원의 주파수 조정을 위한 주파수 조정 값을 포함한다. 이러한 볼륨 조절 값 및 음원 피치(Pitch) 값에 기초하여 음원 제어부(130)는 음원 재생 제어 신호를 조정한다.
가상 엔진음의 경우에 음원의 주파수 영역을 100~300Hz 주파수 대역을 저주파, 350~700Hz 주파수 대역을 중주파, 1KHz 이상의 주파수 대역을 고주파 영역으로 특정할 수 있다. 음원의 주파수 대역에 따라서 스피커로 출력되는 음원의 음질이 달라진다. 스피커 유닛(200)은 음원 저장부(210)에 저장된 음원의 종류와 특성에 매칭되어 최적화된 음질을 출력시키는 형상의 프레임을 가진다. 따라서 운전자는 스피커 유닛(200)의 형상 변경으로 원하는 가상 엔진음을 출력할 수 있고, 스피커 유닛(200)의 형상에 적합한 음질을 출력할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 음원의 종류와 특성에 매치된 형상을 가지는 스피커를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 스피커 유닛(200)은 스피커 형상을 상부의 면적이 하부의 면적보다 큰 나팔관 형상(200a)으로 하면 원통형 스피커보다 울림통이 넓어 350~700Hz 주파수 대역인 중주파 또는 1KHz 이상의 주파수 대역인 고주파 음원의 음질에 적합하다. 따라서 나팔관 형상의 스피커(200a)는 주파수 대역이 중주파 또는 고주파 대역인 음원, 예를 들어 일반 내연기관 차량의 배기음을 음원 저장부(210)에 저장한다. 음원 재생부(140)는 음원 저장부(210)로부터 음원 데이터를 가져와 재생할 때, 이퀄라이저(141)를 통해 중주파 또는 고주파 대역에 적합하게 음원 재생 주파수를 조정할 수 있다.
원통형 형상의 스피커(200b)는 나팔관 형상의 스피커(200a) 보다 울림통이 좁아 고주파 대역의 음원을 출력하는데 적합하다. 따라서 나팔관 형상의 스피커 형상(200a)에 저장된 음원보다 더 높은 주파수 대역의 음원을 음원 저장부(210)에 저장한다. 음원 재생부(140)는 음원 저장부(210)로부터 음원 데이터를 가져와 재생할 때, 이퀄라이저(141)를 통해 고주파 대역에 적합하게 음원 재생 주파수를 조정할 수 있다.
상부의 면적이 하부의 면적보다 작고, 측부가 둥근 돔(dome) 형상 스피커(200c)는 울림통을 가장 크게 만들어 100~300Hz 주파수 대역인 저주파 대역의 음원을 출력하는데 적합하다. 따라서 주파수 대역이 저주파 대역인 음원, 예를 들어 스포츠 모드로 주행하여 배기량이 높은 차량의 엔진음을 음원 저장부(210)에 저장한다. 음원 재생부(140)는 음원 저장부(210)로부터 음원 데이터를 가져와 재생할 때, 이퀄라이저(141)를 통해 저주파 대역에 적합하게 음원 재생 주파수를 조정할 수 있다.
본 발명에 따른 스피커 유닛(200)은 출력 음원을 멀리 전달하기 위해서, 상부의 면적이 하부의 면적보다 작은 원통 형상의 스피커(200d)로도 구현할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 스피커 유닛(200)은 전술한 바와 같이 다양한 음원에 맞는 다양한 형상의 스피커를 각각 다르게 적용하여 출력 음원의 인지 효과를 높일 수 있다. 다만 본 발명의 실시예로 네 가지 출력 스피커 형태(200a, 200b, 200c, 200d)는 다수의 음원 구성에 따라 여러 형상으로 제작 될 수 있으며, 각 스피커 유닛의 음원 저장부(210)에 저장되는 음원은 변경 될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 엔진 가상음 발생 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
먼저, 가상 엔진음 제어 유닛(100)의 음원 제어부(130)가 스피커 유닛(200)의 음원 저장부(210)로부터 제 1음원 데이터를 읽어온다(S10).
읽어온 음원 데이터는 스피커 유닛(200)의 형상에 매칭되어 출력되는 음원의 음질을 최적화하는 음원의 볼륨 조절 값 및 음원의 피치(Pitch) 값을 포함하고 있다.
음원 제어부(130)는 음원 저장부(210)에서 읽어온 제 1음원 데이터와 정보 저장부(131)에 저장된 제 2음원 데이터와 동일한지 비교한다(S20).
제 1음원 데이터와 제 2음원 데이터가 동일한지 판단하여(S30), 판단 결과 제 1음원 데이터와 제 2음원 데이터가 동일한 경우, 음원 제어부(130)는 재생 제어 신호의 변경 없이 이전에 저장된 제 2음원 데이터에 기초하여 재생 제어 신호를 음원 재생부(140)에 전달한다. 음원 재생부(140)는 재생 음원의 설정을 조정하지 않고 이전에 설정된 제 2음원 데이터에 기초한 음원으로 재생한다.
판단 결과 제 1음원 데이터와 제 2음원 데이터가 다른 경우, 음원 제어부(130)은 음원 저장부(210)에서 현재 읽어온 제 2음원 데이터를 제 1음원 데이터로 업데이트하여 정보 저장부(131)에 저장한다(S40).
음원 제어부(130)는 제 1음원 데이터에 포함된 음원의 볼륨 조절 값 및 음원의 피치(Pitch) 값에 기초하여 재생 음원을 설정하기 위한 재생 제어 신호를 조절한다.
음원 제어부(130)는 조절된 재생 제어 신호를 음원 재생부(140)에 전달하고, 음원 재생부(140)는 재생 제어 신호에 따라 재생 음원의 설정을 조정한다(S50)
즉, 음원 재생부(140)의 이퀄라이져(141)는 조절된 재생 제어 신호에 따라 스피커 유닛의 형상에 매칭되어 출력되는 음원의 음질을 최적화하기 위해 음원의 주파수를 조정하고 음원을 믹싱(Mixing)한다. 볼륨 조절기(143)은 볼륨 조절 값에 기초하여 차량 속도에 따른 음량 조절 비율을 설정한다.
S50 단계에서 음원 제어부(130)와 음원 재생부(140)가 제 1음원 데이터에 기초하여 재생 음원의 설정을 완료하면, 음원 제어부(130)는 차량의 속도가 기 설정된 속도(Va) 이하인지 판단한다(S60).
차량의 속도가 기 설정된 속도(Va)인 이하인 경우, 음원 제어부(130)는 차량 상태 정보부(110)에서 수신한 차량의 상태에 대응되는 음원 재생 속도와 음량을 제어하는 재생 제어 신호를 음원 재생부(140)에 전달한다.
음원 재생부(140)는 차량의 속도에 기초하는 재생 제어 신호에 따라 재생 음원을 조정할 수 있다(S70).
차량의 속도가 빨라지면 디코터(142)는 디코딩 타이밍을 조절하여 음원 재생 속도를 증가시키고, 볼륨 조절기(143)은 음량을 증가시켜 음원을 조정하고 음원 출력부(220)는 조정된 음원으로 출력한다(S80).
차량의 속도가 기 설정된 속도(Va)을 초과하는 경우, 음원 재생부(140) 또는 음원 증폭부(150)에서 페이드 아웃 단계를 실행한다(S90).
페이드 아웃 단계(S34)는 음원 재생부(140)의 디코더(142) 내지 볼륨 조절기(143)를 통하여 실행할 수 있고, 음원 증폭부(150)가 음원 증폭을 조절하여 실행할 수 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 변화가 가능하다.
본 발명에 의한 차량의 가상 엔진음 제어 장치 및 방법은 음원의 종류와 특성에 매칭된 프레임 형상을 가지는 스피커를 통해 가상 엔진음을 출력할 수 있다. 이를 통해 운전자가 원하는 가상 엔진음 출력하기 위해서 가상 엔진음 발생 장치 전체를 교체하지 않고 음원에 매칭된 스피커의 교체만으로 해결할 수 있다. 또한, 가상 엔진음의 출력 효과를 극대화 시켜 보행자와 저소음 차량간의 사고 발생 문제점을 해결할 수 있고, 운전자가 원하는 사운드를 출력하여 가상 엔진음에 대해 운전자가 만족감을 느낄 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 가상 엔진음 제어 유닛 110: 차량 상태 정보부
120: 스위치 입력부 130: 음원 제어부
131: 정보 저장부 132: 신호 조절부
140: 음원 재생부 141: 이퀄라이저
142: 디코터 143: 볼륨 조절기
150: 음원 증폭부 160: 연결 감지부
200: 스피커 유닛 210: 음원 저장부
220: 음원 출력부

Claims (17)

  1. 복수의 가상 엔진음 중 선택된 가상 엔진음을 발생시키는 차량의 가상 엔진음 발생 장치에 있어서,
    상기 선택된 가상 엔진음의 특성에 매칭된 형상의 프레임을 구비하며, 상기 선택된 가상 엔진음이 재생될 수 있도록 매칭된 음원 데이터를 저장하는 스피커 유닛; 및
    상기 스피커 유닛으로부터 상기 음원 데이터를 로드하고, 상기 음원 데이터에 기초하여 음원을 조정하고, 조정된 상기 음원에 기초하여 상기 스피커 유닛이 상기 선택된 가상 엔진음을 출력하도록 제어하는 가상 엔진음 제어 유닛;을 포함하고,
    상기 선택된 가상 엔진음은 상기 스피커 유닛의 교체를 통해 변경 가능한, 차량의 가상 엔진음 발생 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 음원 데이터는 상기 음원에 대한 볼륨 조절 값 및 음원 피치(Pitch) 값을 포함하는, 차량의 가상 엔진음 발생 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가상 엔진음 제어 유닛은,
    차량 상태 정보를 음원 제어부로 전달하는 차량 상태 정보부;
    상기 음원 데이터의 음원을 조정하고 재생하는 음원 재생부; 및
    상기 차량 상태 정보와 상기 음원 데이터에 기초하여 상기 음원 재생부를 제어하는 음원 제어부;를 포함하고,
    상기 스피커 유닛은,
    상기 음원 데이터를 저장하고 있는 음원 저장부; 및
    상기 음원 재생부에서 재생되는 음원을 외부로 출력하는 음원 출력부;를 포함하는 차량의 가상 엔진음 발생 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 음원 제어부는,
    상기 음원 저장부의 음원 데이터를 저장하는 정보 저장부; 및
    상기 차량 상태 정보 및 상기 음원 데이터에 기초하여 재생 제어 신호를 조절하는 신호 조절부;를 포함하는 차량의 가상 엔진음 발생 장치.
  5. 삭제
  6. 제 3항에 있어서, 상기 음원 재생부는,
    상기 음원 데이터로부터 재생 음원의 주파수를 조정하고 음원을 믹싱(Mixing)하는 이퀄라이져;
    상기 음원 제어부의 재생 제어 신호에 따라 상기 음원 데이터를 디코딩하여 출력 음원을 생성하는 디코터; 및
    상기 출력 음원의 음량을 조절하는 볼륨 조절기;를 포함하는 차량의 가상 엔진음 발생 장치.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 가상 엔진음 제어 유닛은,
    상기 음원 재생부의 재생 음원을 증폭하여 상기 스피커 유닛으로 전달하는 음원 증폭부;를 더 포함하는 차량의 가상 엔진음 발생 장치.
  8. 제 3항에 있어서, 상기 가상 엔진음 제어 유닛은,
    상기 가상 엔진음 제어 유닛과 상기 스피커 유닛의 연결 상태의 이상 유무 및 상기 음원 재생부로부터 재생된 음원이 상기 음원 출력부로 이상 없이 전달되는지 감지하는 연결 감지부;를 더 포함하는 차량의 가상 엔진음 발생 장치.
  9. 제 3항에 있어서, 상기 가상 엔진음 제어 유닛은,
    가상 엔진음 제어 유닛의 동작을 온(On) 또는 오프(Off) 하는 스위치 입력부;를 더 포함하는 차량의 가상 엔진음 발생 장치.
  10. 제 3항에 있어서, 상기 선택된 가상 엔진음의 특성에 매칭된 형상의 프레임은,
    상부의 면적이 하부의 면적보다 큰 나팔관 형상을 가지는 프레임이고,
    상기 음원 저장부에 저장된 음원 데이터는 상기 나팔관 형상의 프레임에 매칭되는 중주파 또는 고주파 대역의 음원 데이터인, 차량의 가상 엔진음 발생 장치.
  11. 제 3항에 있어서, 상기 선택된 가상 엔진음의 특성에 매칭된 형상의 프레임은,
    길이가 짧은 원통 형상을 가지는 프레임이고, 상기 음원 저장부에 저장된 음원 데이터는 상기 원통 형상의 프레임에 매칭되는 고주파 대역의 음원 데이터인, 차량의 가상 엔진음 발생 장치.
  12. 제 3항에 있어서, 상기 선택된 가상 엔진음의 특성에 매칭된 형상의 프레임은,
    상부의 면적이 하부의 면적보다 작고, 측부가 둥근 돔(dome) 형상을 가지는 프레임이고,
    상기 음원 저장부에 저장된 음원 데이터는 상기 돔 형상의 프레임에 매칭되는 저주파 대역의 음원 데이터인, 차량의 가상 엔진음 발생 장치.
  13. 복수의 가상 엔진음 중 선택된 가상 엔진음의 특성에 매칭된 형상의 프레임을 구비하며, 상기 선택된 가상 엔진음이 재생될 수 있도록 매칭된 음원 데이터를 저장하는 스피커 유닛 및 상기 스피커 유닛으로부터 상기 음원 데이터를 로드하고, 상기 음원 데이터에 기초하여 음원을 조정하고, 조정된 상기 음원에 기초하여 상기 스피커 유닛이 상기 선택된 가상 엔진음을 출력하도록 제어하는 가상 엔진음 제어유닛을 구비하는 장치의 가상 엔진음 발생 방법으로서,
    (a) 상기 가상 엔진음 제어 유닛이 상기 스피커 유닛에 저장된 제 1음원 데이터를 읽어오는 단계;
    (b) 상기 가상 엔진음 제어 유닛이 상기 읽어온 제 1음원 데이터와 상기 가상 엔진음 제어 유닛에 저장되어 있는 제 2음원 데이터가 동일한지를 비교하는 단계;
    (c) 상기 가상 엔진음 제어 유닛은 상기 제 1음원 데이터와 상기 제 2음원 데이터가 동일한 경우, 상기 제 2음원 데이터를 그대로 유지하고, 상기 제 1음원 데이터와 상기 제 2음원 데이터가 다른 경우, 상기 제 1음원 데이터를 상기 제2 음원 데이터로서 저장하는 단계;
    (d) 상기 가상 엔진음 제어 유닛이 상기 제 2음원 데이터에 기초하여 재생되는 음원의 설정을 조정하는 단계; 및
    (e) 상기 가상 엔진음 제어 유닛이 차량 상태 정보에 대응되게 재생 음원을 조정하여 외부로 출력되도록 제어하는 단계;
    를 포함하는 차량의 가상 엔진음 발생 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 (d) 단계에서, 상기 가상 엔진음 제어 유닛은,
    상기 제 2음원 데이터에 포함된 상기 재생 음원에 대한 볼륨 조절 값 및 음원 피치(Pitch) 값에 기초하여 재생 제어 신호를 조절하고, 상기 재생 제어 신호에 따라 상기 제 2음원 데이터로부터 재생 음원의 주파수 조정 및 음원의 믹싱(Mixing)을 하고, 상기 재생 제어 신호에 따라 상기 제 2음원 데이터를 디코딩하여 출력 음원을 생성하고, 상기 출력 음원의 음량을 조절하는 차량의 가상 엔진음 발생 방법.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 (e) 단계에서, 상기 가상 엔진음 제어 유닛은,
    차량의 속도가 기 설정된 속도(Va) 이하에서 차량의 속도가 빨라지면 음원 재생 속도를 증가시키고, 음량을 증가시켜 재생 음원을 외부로 출력하는 차량의 가상 엔진음 발생 방법.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 (e) 단계에서, 상기 가상 엔진음 제어 유닛은,
    차량의 속도가 기 설정된 속도(Va)를 초과하는 경우, 상기 재생 음원의 출력이 페이드 아웃 방식으로 작아지도록 제어하는, 차량의 가상 엔진음 발생 방법.
  17. 적어도 하나의 가상 엔진음의 특성과 매칭된 프레임을 구비하고,　상기 프레임을 통해 상기 가상 엔진음이 재생될 수 있도록 매칭된 제1　음원 데이터를 저장하는 스피커 유닛;　및
    현재 저장되어 있는 음원 데이터와 상기 제1　음원 데이터가 상이한 경우,　상기 제1　음원 데이터를 처리할 음원 데이터로 저장하고,　상기 처리할 음원 데이터에 기초하여 음원을 조정하고 재생하는 가상 엔진음 제어유닛;을 포함하는,　차량의 가상 엔진음 발생 장치.
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