KR19990081477A - 외장형 카앰프를 이용한 크루즈 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외장형 카앰프를 이용한 크루즈 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 차량 스피드 센서에서 감지한 전압을 이용하여 외장형 카앰프의 증폭도를 변화시켜 차량 속도에 따라 음량이 자동적으로 조절되는 외장형 카앰프를 이용한 크루즈 시스템에 관한 것으로, 차량의 속도를 감지하여 펄스 전압(Vp)으로 변환하는 스피드 센서(20)와; 라디오, 녹음기 및 CD 플레이어 기능을 가지며 오디오 시그널(Sa)을 출력하는 카오디오 유니트(10)와; 상기 스피드 센서(20)에서 출력된 펄스 전압(Vp)을 DC의 센서 전압(Vs)으로 변환하여 센서 전압(Vs)이 컨트롤 전압보다 상승하면 증폭도가 증가하고 컨트롤 전압보다 하강하면 증폭도가 감소하여 출력의 강약을 조절하는 외장형 카앰프(40)와; 상기 외장형 카앰프(40) 출력의 강약에 따라 정해진 음량을 소리로 출력하는 스피커(50)로; 구성됨을 특징으로 하는 외장형 카앰프를 이용한 크루즈 시스템을 제공하여, 크루즈 시스템이 적용되지 않은 대부분의 카오디오 유니트에 연결하여 주행의 편이성을 제공할 수 있고 고속 운행시에도 시야를 확보할 수 있으므로 불의의 사고에 대한 대처가 가능하여 사고가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있으며 차량에 미치는 영향을 최소화하면서 인위적인 음량 조정의 불편함을 해소함으로써 사용자 위주의 편리성을 도모할 수 있는 것이다.

Description

외장형 카앰프를 이용한 크루즈 시스템

본 발명은 외장형 카앰프를 이용한 크루즈 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 차량 속도가 증가함에 따라 자동차 내부로 유입되는 외부의 잡음원에 대한 차단 효과가 떨어지고 차내 소음이 증가하여 오디오를 청취할 수 없는 것에 대한 대책으로 차량 스피드 센서에서 감지한 전압을 이용하여 외장형 카앰프의 증폭도를 변화시켜 차량 속도에 따라 음량이 자동적으로 조절되는 외장형 카앰프를 이용한 크루즈 시스템에 관한 것이다.

산업이 발달하고 이에 따른 자동차 기술의 발전에 따라 현재의 자동차는 단순한 이동 수단이 아니고 좀 더 편안하고 안락한 이송 수단의 개념으로 바뀌어 가는 추세에 있다.

자동차 기술의 발전과 더불어 차량내 유입 잠음에 대한 대책이 많이 실용화되어 있고 카 오디오의 경우도 디자인, 기능 및 성능 등이 점점 고급화, 고품질화되어 가고 있지만, 자동차의 속도가 증가함에 따라 자동차 내부로 유입되는 외부의 잡음원에 대한 차단 효과가 떨어지는 것이 현실이다.

즉 자동차의 종류 및 그 성능에 따라 미세한 차이는 있지만 시속 100㎞/h 이상의 속도에서는 엔진이나 트랜스미션, 도어 윈도우 열림 및 노면 잡음(Road Noise)등 기타의 외부 잡음원에 대한 자동차 내부로 유입되는 것을 방지하는 잡음원 차단 효과가 떨어지고 속도가 더욱 증가할수록 잡음원 차단 효과는 더 떨어지며 차내의 소음은 더욱 증가한다.

카 오디오를 청취하면서 주행중에 자동차의 속도가 증가함에 따라 내부로 유입되는 잡음의 소리도 커지게 되고 또 차내의 소음이 더욱 증가하여 상대적으로 오디오의 소리는 작아져 청취에 어려움이 있었다.

자동차 운전자 및 동승자들은 상대적으로 작아진 오디오의 소리를 크게 하기 위해 오디오의 볼륨(음량)을 인위적으로 높게 조정하고 자동차가 감속하여 속도가 줄어들어 외부의 잡음원이 적어지거나 차내의 소음이 증가하는 경우에는 다시 인위적으로 볼륨을 낮게 조정하는 불편함이 있었다.

또한 고속 도로에서와 같이 빠른 속도로 주행하는 경우에 볼륨을 크게 또는 작게 조정하기 위하여 운전자가 한 손으로 운전하면서 다른 한 손으로 볼륨을 조정하는 것은, 고속 주행시 시야가 좁아진 상황에서 운전자의 시선이 오디오의 볼륨을 조정하는 것을 주시하게 됨으로써 시야는 더욱 좁아져 사고의 위험성이 내포되어 있고, 한 손으로만 고속 운행시 불의의 사고에 대처하는 능력이 떨어져 대형사고가 발생할 수 있는 소지가 있었다.

이러한 불편함과 위험성 때문에, 카 오디오 유니트에 차량의 속도에 따라 증가하는 소음에 대응하여 음량을 조절할 수 있는 크루즈 시스템(cruise system)이 내장된 제품이 있으나 그 실현의 난이성으로 인해 채용이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 주목적은 주행중에 차량의 속도에 따라 자동으로 스피커의 음량을 조절하여 인위적인 음량 조정의 불편함을 해소함으로써 사용자 위주의 편리성을 도모하고 차량에 미치는 영향을 최소화하면서 카스테레오 유니트에 채용된 크루즈 시스템의 난이성을 극복할 수 있는 외장형 카앰프를 이용한 크루즈 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 음량을 조정하기 위하여 한 손으로 운전을 하면서 다른 한 손으로 음량을 조정할 필요가 없어 고속 운행시에도 시야를 확보할 수 있으므로 불의의 사고에 대한 대처가 가능하여 사고가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있는 외장형 카앰프를 이용한 크루즈 시스템을 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차량의 속도를 감지하여 펄스 전압으로 변환하는 스피드 센서와; 라디오, 녹음기 및 CD 플레이어 기능을 가지며 오디오 시그널을 출력하는 카오디오 유니트와; 상기 스피드 센서에서 출력된 펄스 전압을 DC의 센서 전압으로 변환하여 센서 전압이 컨트롤 전압보다 상승하면 증폭도가 증가하고 컨트롤 전압보다 하강하면 증폭도가 감소하여 출력의 강약을 조절하는 외장형 카앰프와; 상기 외장형 카앰프 출력의 강약에 따라 정해진 음량을 소리로 출력하는 스피커로; 구성됨을 특징으로 하는 외장형 카앰프를 이용한 크루즈 시스템을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 블록도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 카앰프의 프리드라이브 회로도,

도 3은 도 2의 각부분 파형도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카앰프의 프리드라이브 회로도,

도 5는 도 2 및 도 4의 주파수/전압 변환 회로도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 카오디오 유니트, 20: 스피드 센서, 30: 속도 계기판, 40: 외장형 카앰프 42: 프리드라이브(Pre-Drive)단, 44: OP AMP, 46: 주파수/전압 변환 회로, 50: 스피커, VR1,VR2: 가변 저항, Vs: 센서 전압, Sa: 오디오 시그널, VCC: 전압 단자, TR1,TR2,TR3,TR4: 트랜지스터, R1,R2,R3,R4,R11,R12,R14: 저항, Vo: 출력 단자, Vp: 펄스 전압, C1,C2: 콘덴서, ZD: 제너 다이오드.

이하 본 발명을 첨부된 도면 도 1 내지 도 5를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 블록도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 카앰프의 프리드라이브 회로도, 도 3은 도 2의 각부분 파형도, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카앰프의 프리드라이브 회로도, 도 5는 도 2 및 도 4의 주파수/전압 변환 회로도이다.

먼저 본 발명의 기본적인 구성을 살펴보면, 차량의 속도를 감지하여 펄스 전압(Vp)으로 변환하는 스피드 센서(20)와;

라디오, 녹음기 및 CD 플레이어 기능을 가지며 오디오 시그널(Sa)을 출력하는 카오디오 유니트(10)와;

상기 스피드 센서(20)에서 출력된 펄스 전압(Vp)을 DC의 센서 전압(Vs)으로 변환하여 센서 전압(Vs)이 컨트롤 전압보다 상승하면 증폭도가 증가하고 컨트롤 전압보다 하강하면 증폭도가 감소하여 출력의 강약을 조절하는 외장형 카앰프(40)와;

상기외장형 카앰프(40) 출력의 강약에 따라 정해진 음량을 소리로 출력하는 스피커(50)로;

구성됨을 특징으로 한다.

상술한 기본적인 구성외에, 상기 외장형 카앰프(40)의 컨트롤 전압이 다단계로 구분되어 스피커(50)를 통해 출력된 음량이 다단계로 제어됨을 특징으로 한다.

상술한 기본적인 구성외에, 상기 외장형 카앰프(40)에서 차량의 속도에 따라 증폭도를 변환하는 프리드라이브단(42)은, 펄스 전압(Vp)을 DC의 센서 전압(Vs)으로 변환하여 출력하는 주파수/전압 변환 회로(46)와; 에미터 및 베이스에 전압 단자(VCC)가 접속된 피앤피(PNP)형 트랜지스터(TR2)의 베이스에 상기 스피드 센서 전압(Sa)이 인가되고 컬렉터는 접지하며; 트랜지스터(TR2)의 에미터는 저항(R3)이 컬렉터에 접속된 앤피앤(NPN)형 트랜지스터(TR1)의 베이스에 전압 단자(VCC)와 같이 접속하고 에미터는 접지하며; 상기 오디오 시그널(Sa)을 OP 앰프(44)의 비반전단자(+)에 입력하고 출력단자(Vo) 및 반전단자(-) 사이에는 저항(R2)을 접속하여 접지 저항(R1) 및 상기 저항(R2)과 연결하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 좀 더 상세하게 설명하면, 본 발명은 외장형 카앰프(40)의 프리드라이브단(42) 증폭도를 가변하여 카 오디오의 음량을 제어할 수 있음에 착안한 것으로, 일반적으로 차량에는 차량의 속도를 감지할 수 있는 스피드 센서(20)가 있으며 이를 속도 계기판(30)에 표시하기 위하여 차량의 속도에 비례하는 펄스 전압(Vp)으로 변환하여 출력한다.

카오디오 유니트(10)는 라디오, 녹음기 및 CD 플레이어 기능을 가지며 오디오 시그널(Sa)을 출력하여 외장형 카앰프(40)에 입력시킨다.

외장형 카앰프(40)는 자체의 주파수/전압 변환 회로(46)를 이용하여 펄스 전압(Vp)을 DC의 센서 전압(Vs)으로 변환한 다음 센서 전압(Vs)이 컨트롤 전압보다 상승하면 증폭도가 증가하고 컨트롤 전압보다 하강하면 증폭도가 감소하여 외장형 카앰프(40) 출력의 강약을 조절한다.

이때 상기 외장형 카앰프(40)의 컨트롤 전압을 다단계로 구분하여 자체 출력의 강약을 다단계로 조절함으로써 스피커(50)를 통해 출력된 음량을 다단계로 제어할 수 있다.

외장형 카앰프(40)의 작용을 자세히 설명하면, 일반적인 속도에서 스피드 센서(20)에서 변환된 펄스 전압(Vp)이 주파수/전압 변환 회로(46)를 거쳐 DC로 변환된 센서 전압(Vs)은 로(low) 상태로 되어 트랜지스터(TR2)는 도통 상태가 되고 트랜지스터(TR1)은 차단(off) 상태가 된다.

이때 전압 증폭도 AV1=(R1+R2)/R1이다.

도 5에서 주파수/전압 변환 회로(46)는 저항(R11), 콘덴서(C1), 저항(R12)이 직렬 연결되어 저항(R11) 콘덴서(C1) 사이에는 접지된 제너 다이오드(ZD)가 연결되며 저항(R12)의 뒷단에는 접지된 저항(R13)과 콘덴서(C2)가 병렬 연결되어 구성되되, 상기 저항(R11)은 스피드 센서(20)에 주는 영향을 최소화하기 위해 비교적 큰값으로 설정되어야 한다.

콘덴서(C1)에 의해서 주파수가 높을수록 저항(R12)을 통과하는 전류가 늘어나고, 전류가 많을수록 DC 전압 즉 센서 전압(Vs)이 높아진다.

다음 센서 전압(Vs)이 어느 정도 이상되면 즉 컨트롤 전압보다 크면 트랜지스터(TR2)는 차단 상태로 전환되어 트랜지스터(TR1)의 베이스에 전압 단자(VCC)가 인가된다.

따라서 트랜지스터(TR1)가 도통되고 OP AMP(44)의 궤환 저항(R1,R3)이 병렬 상태가 되어 궤환되는 양이 적어져 OP AMP(44)의 전압 증폭도가 상승한다.

이때의 전압 증폭도 AV2=(R1+R2)/(R1//R3)이다.

AV1＜AV2가 되어 트랜지스터(TR1)가 도통시 즉 센서 전압(Vs)이 컨트롤 전압보다 크면 증폭도는 증가한다.

트랜지스터(TR2)가 차단되는 센서 전압(Vs)을 조절하기 위하여 트랜지스터(TR2)의 베이스에는 접지된 가변 저항(VR1)을 연결함이 바람직하다.

이와 같은 원리에 의해, 트랜지스터(TR2)의 베이스와 저항(R3) 후단에 저항(R4)과 트랜지스터(TR3,TR4)로 구성되는 회로를 분기하여 계속 추가할 경우 다단계 음량 제어가 가능한 것으로, 도 4에서 가변 저항(VR1)의 저항치를 가변 저항(VR2)의 저항치보다 크다(VR1＞VR2)고 가정한다.

차량 속도가 계속 증가하여 센서 전압(Vs)이 더욱 높아지면 트랜지스터(TR3)가 도통 상태가 되어 궤환 저항(R1,R3,R4)이 병렬 연결 상태가 된다.

따라서 궤환되는 양은 더욱 적어지고 OP AMP(44)의 전압 증폭도는 계속 상승한다.

증폭도가 증가하면 카오디오 유니트(10)를 통해 입력된 외장형 카앰프(40)의 출력이 강하게 증폭되고, 스피커(50)를 통해 증가된 소리가 출력된다.

이와 같은 방식으로 회로를 계속 추가할 경우에는 다단계 음량 제어가 가능하여 주행중에 차량의 속도에 따라 자동으로 스피커의 음량을 조절할 수 있어 차량에 미치는 영향을 최소화하면서 인위적인 음량 조정의 불편함을 해소함으로써 사용자 위주의 편리성을 도모할 수 있는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 차량 스피드 센서에서 감지한 전압을 이용하여 외장형 카앰프의 증폭도를 변화시킴으로써 차량 속도에 따라 음량이 자동적으로 조절되어 크루즈 시스템이 적용되지 않은 대부분의 카오디오 유니트에 연결하여 주행의 편이성을 제공할 수 있고 음량을 조정하기 위하여 한 손으로 운전을 하면서 다른 한 손으로 음량을 조정할 필요가 없어 고속 운행시에도 시야를 확보할 수 있으므로 불의의 사고에 대한 대처가 가능하여 사고가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있는 유용한 발명인 것이다.

Claims (6)

1. 차량의 속도를 감지하여 펄스 전압(Vp)으로 변환하는 스피드 센서(20)와;

   라디오, 녹음기 및 CD 플레이어 기능을 가지며 오디오 시그널(Sa)을 출력하는 카오디오 유니트(10)와;

   상기 스피드 센서(20)에서 출력된 펄스 전압(Vp)을 DC의 센서 전압(Vs)으로 변환하여 센서 전압(Vs)이 컨트롤 전압보다 상승하면 증폭도가 증가하고 컨트롤 전압보다 하강하면 증폭도가 감소하여 출력의 강약을 조절하는 외장형 카앰프(40)와;

   상기 외장형 카앰프(40) 출력의 강약에 따라 정해진 음량을 소리로 출력하는 스피커(50)로;

   구성됨을 특징으로 하는 외장형 카앰프를 이용한 크루즈 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 외장형 카앰프(40)의 컨트롤 전압이 다단계로 구분되어 스피커(50)를 통해 출력된 음량이 다단계로 제어됨을 특징으로 외장형 카앰프를 이용한 크루즈 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 외장형 카앰프(40)에서 차량의 속도에 따라 증폭도를 변환하는 프리드라이브단(42)은,

   펄스 전압(Vp)을 DC의 센서 전압(Vs)으로 변환하여 출력하는 주파수/전압 변환 회로(46)와;

   에미터 및 베이스에 전압 단자(VCC)가 접속된 피앤피(PNP)형 트랜지스터(TR2)의 베이스에 상기 스피드 센서 전압(Sa)이 인가되고 컬렉터는 접지하며;

   트랜지스터(TR2)의 에미터는 저항(R3)이 컬렉터에 접속된 앤피앤(NPN)형 트랜지스터(TR1)의 베이스에 전압 단자(VCC)와 같이 접속하고 에미터는 접지하며;

   상기 오디오 시그널(Sa)을 OP 앰프(44)의 비반전단자(+)에 입력하고 출력단자(Vo) 및 반전단자(1) 사이에는 저항(R2)을 접속하여 접지 저항(R1) 및 상기 저항(R2)과 연결하여 구성됨을 특징으로 하는 외장형 카앰프를 이용한 크루즈 시스템.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 트랜지스터(TR2)의 베이스에는 접지된 가변 저항(VR1)이 연결됨을 특징으로 하는 외장형 카앰프를 이용한 크루즈 시스템.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 주파수/전압 변환 회로(46)는 저항(R11), 콘덴서(C1), 저항(R12)이 직렬 연결되어 저항(R11)과 콘덴서(C1) 사이에는 접지된 제너 다이오드(ZD)가 연결되며 저항(R12)의 뒷단에는 접지된 저항(R13)과 콘덴서(C2)가 병렬 연결되어 구성되되; 상기 저항(R11)은 스피드 센서(20)에 영향을 주지 않을만큼 저항이 큰 것을 특징으로 하는 외장형 카앰프를 이용한 크루즈 시스템.
6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 트랜지스터(TR2)의 베이스와 저항(R3) 후단에, 저항(R4)과 트랜지스터(TR3,TR4)로 구성되는 회로가 하나 이상 분기됨을 특징으로 하는 외장형 카앰프를 이용한 크루즈 시스템.