KR20050053953A - Apparatus and method for reducing whine for automobile - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차의 화인 소음 저감 장치 및 방법 관한 것으로서, 차량에서 발생되는 화인 소음을 검출하고, 화인 소음이 검출되면 이 화인 소음을 마스킹하기 위해 로우 패스 노이즈를 생성시켜, 로우 패스 노이즈로 화인 소음을 마스킹하여 제거할 수 있도록 구성됨으로써, 차량에서 발생되는 화인 소음 발생을 최소화시켜 보다 정숙하고 쾌적한 운전 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for reducing noise in automobiles, and to detecting fine noise generated in a vehicle and generating low pass noise to mask the fine noise when the noise is detected. Since it is configured to be removed by masking, it is possible to minimize the generation of fine noise generated in the vehicle to provide a more quiet and comfortable driving environment.

Description

자동차의 화인 소음 저감 장치 및 방법{Apparatus and method for reducing whine for automobile} Apparatus and method for reducing whine for automobile}

본 발명은 자동차의 소음 저감 장치 및 방법 관한 것으로서, 특히 마스킹 방법을 이용하여 변속기와 차량 전달계에서 발생하는 자동차의 화인 소음 저감 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for reducing noise in a vehicle, and more particularly, to an apparatus and method for reducing noise in a vehicle generated in a transmission and a vehicle transmission system using a masking method.

최근 자동차 개발의 NVH(Noise, Vibration, Harshness) 방향은 단순한 소음 레벨 저감에서 운전자가 느끼는 소음의 음질이 평가 기준 및 개발 방향의 목표로 바뀌고 있는 추세이다.Recently, the direction of NVH (Noise, Vibration, Harshness) of automobile development is changing from simple noise level reduction to sound quality of driver's noise as a goal of evaluation criteria and development direction.

더군다나 기존의 소음레벨이 낮아짐에 따라 감추어져 있었던 소리들이 들리게 되는 현상이 발생하고 있다. 변속기와 차량 전달계에서 발생하는 화인(Whine)이나 래틀(Rattle)이 이런 성격의 소음들이다. Furthermore, as the existing noise level is lowered, the hidden sounds are heard. Noise or Rattle from the transmission and vehicle transmission system are noises of this nature.

이 중 화인 소음은 특정 주파수의 순음성 소리로 발생하여 운전자의 신경을 거스르게 하고 있고, 최근에는 전 차종에서 화인 소음이 문제화되고 있는 실정이다.Among them, the fine noise is generated as a pure voice of a specific frequency to disturb the driver's nerve, and in recent years, the fine noise is becoming a problem in all models.

한편 실내 소음을 저감시키기 위한 액티브 노이즈 콘트롤(Active noise control)은 기존의 문제 소음과 정확하게 반대되는 위상의 소음을 발생시켜야 하는 기술적인 어려움과 설치 비용의 많이 소요되는 관계로 실용화되고 있지 못한 문제점이 있다.On the other hand, active noise control for reducing indoor noise has not been put to practical use due to the technical difficulty of generating phase noise exactly opposite to the existing problem noise and high installation cost. .

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 화인 소음 발생시에 로우 패스 노이즈를 발생시켜 마스킹 방법으로 화인 소음을 저감시킴으로써 소음 발생을 최소화시켜 보다 정숙하고 쾌적한 운전 환경을 만들 수 있도록 한 자동차의 화인 소음 저감 장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, by generating a low-pass noise when the noise generated by the masking method to reduce the noise by minimizing the noise generated by the automobile to make a quieter and more comfortable driving environment It is an object to provide a fine noise reduction device and method.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 화인 소음 저감 장치는, 차량의 화인(whine) 소음 발생을 감지하는 화인소음 감지수단과; 상기 화인소음 감지수단의 신호를 입력받아 화인소음 발생여부를 판단하여 제어 신호를 출력하는 제어수단과; 상기 제어수단의 신호에 따라 화인 소음을 마스킹 할 수 있는 로우 패스 화이트(Low-pass white) 소음을 발생시키는 마스킹 발생수단을 포함한 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a vehicle noise reduction apparatus comprising: a noise control unit for detecting noise generated by a vehicle (whine); Control means for receiving a signal from the flame noise detecting means and determining whether noise is generated and outputting a control signal; Masking generating means for generating a low-pass white noise capable of masking the fine noise in accordance with the signal of the control means.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 화인 소음 저감 방법은, 차량에서 발생되는 화인 소음을 검출하는 단계와; 상기 단계에서 화인 소음이 검출되면 이 화인 소음을 마스킹하기 위해 로우 패스 노이즈를 생성시키는 단계와; 상기 단계에서 로우 패스 노이즈로 화인 소음을 마스킹하여 제거하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for reducing fire noise of a vehicle, the method including: detecting fire noise generated in a vehicle; Generating low pass noise to mask the noise when the noise is detected in the step; And masking and removing the fine noise with the low pass noise.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 화인 소음 저감 장치가 도시된 블록 구성도이다.1 is a block diagram showing a fine noise reduction device of a vehicle according to the present invention.

본 발명에 따른 자동차의 화인 소음 저감 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 화인(whine) 소음 발생을 감지하는 화인소음 감지수단인 마이크로폰(Microphone)(10)과, 상기 마이크로폰(10)의 신호를 입력받아 화인소음 발생여부를 판단하여 제어 신호를 출력하는 제어수단인 ECU(20)와, 상기 ECU(20)의 신호에 따라 화인 소음을 마스킹 할 수 있는 로우 패스 화이트(Low-pass white) 소음을 발생시키는 상기 마스킹 발생수단으로 구성된다.The apparatus for reducing noise of a vehicle according to the present invention, as illustrated in FIG. 1, includes a microphone 10, which is a fine noise detection means for detecting generation of fine noise of a vehicle, and the microphone 10. ECU 20, which is a control means for determining whether a noise is generated by receiving a signal of the signal, and outputting a control signal, and a low-pass white capable of masking the noise of noise in accordance with the signal of the ECU 20. A) the masking generating means for generating noise.

상기 마스킹 발생수단은 로우 패스 화이트 소음을 생성하는 마스킹 노이즈 생성기(30)와, 상기 마스킹 노이즈 생성기(30)에서 출력된 신호에 따라 노이즈를 확대 발산시키는 스피커(Speaker)(40)로 구성된다.The masking generating means includes a masking noise generator 30 for generating low pass white noise, and a speaker 40 for expanding and releasing noise according to the signal output from the masking noise generator 30.

도 2는 상기한 본 발명에 따른 자동차의 화인 소음 저감 장치를 이용한 자동차의 화인 소음 저감 방법이 도시된 순서도이다.Figure 2 is a flow chart illustrating a fine noise reduction method of a vehicle using the fine noise reduction apparatus of the vehicle according to the present invention.

본 발명에 따른 자동차의 화인 소음 저감 방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 차량에서 발생되는 화인 소음을 검출하는 단계와; 상기 단계에서 화인 소음이 검출되면 이 화인 소음을 마스킹하기 위해 로우 패스 소음을 생성시키는 단계와; 상기 단계에서 로우 패스 소음으로 화인 소음을 마스킹하여 제거하는 단계를 포함하여 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, a method for reducing fire noise of a vehicle includes: detecting fire noise generated in a vehicle; Generating low pass noise to mask the noise when the noise is detected in the step; And masking and removing the fine noise with the low pass noise.

즉, 차량에서 화인 소음을 마스킹하기 위해 먼저 상기 마이크로폰(10)으로 화인소음을 검출하고, 상기 마이크로폰(20)으로부터 신호를 입력받은 ECU(20)에 의해 화인 소음임이 판명되면, 이 소음을 마스킹하기 위한 조건의 로우 패스 소음을 생성하여 스피커(40)를 통해 발산시킨다.That is, in order to mask the fine noise in the vehicle, first the fine noise is detected by the microphone 10, and when it is determined that the fine noise is detected by the ECU 20 receiving a signal from the microphone 20, the noise is masked. It generates a low pass noise of the condition for emitting through the speaker 40.

여기서, 상기와 같은 로우 패스 소음이 아닌 일반 화이트 소음 역시 특정 소음을 마스킹시킬 수는 있으나, 이때에는 지나치게 높은 소음이 요구되고 이에 따라 운전자가 불쾌감을 느낄 수 있다. Here, the general white noise, but not the low pass noise, may also mask a specific noise, but at this time, excessively high noise is required and the driver may feel uncomfortable.

따라서 화인을 발생되는 주파수 이하에서부터 로우 패스 화이트 소음을 발생시키면 마스킹하고자 하는 화인 소음만을 들리지 않게 할 수 있다. 예를 들어 1.5kHz 대역에서 57dB의 화인 소음이 발생한다면, 이를 제거하기 위해 40dB의 1.5kHz 미만의 로우 패스 화이트 소음이 필요하게 된다. 단 안전계수를 5dB 정도 여유를 두어 45 dB의 1.5 kHz 미만의 로우 패스-화이트 소음을 발생시켜 화인 소음만을 들리지 않게 하는 것이다.Therefore, when the low-pass white noise is generated from the frequency below the frequency generated, only the noise of the mask to be masked can be suppressed. For example, if there is 57 dB of fine noise in the 1.5 kHz band, then low pass white noise of less than 1.5 dB of 40 dB is required to eliminate it. However, a safety factor of about 5dB is allowed to generate low pass-white noise of less than 1.5dB of 45dB, so that only the noise of the noise can be heard.

상기한 본 발명의 화인 소음 저감 방법의 원리와 실제 차량 적용예을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the principle of the fine noise reduction method of the present invention and the practical application example as follows.

도 3과 도 4는 승용 자동차에 장착된 수동 변속기의 화인 소음의 실례로서, 도 4는 도 3의 A 부분 상세도이다. 3 and 4 are examples of fine noise of a manual transmission mounted on a passenger car, and FIG. 4 is a detailed view of portion A of FIG. 3.

도 3에 도시된 바와 같이 1.6kHz 대역의 소음은 FFT로 분석하며 그 레벨이 낮지만 주변 소음보다 두드러진 정도를 표현하는 프라미넌스(Prominence) 분석은 B 부분에서 1.6 kHz 부근의 소음이 레벨은 낮지만 주변소음 보다는 두드러져서 청감에 거슬리는 화인 소음이 나타나는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 3, the noise of the 1.6 kHz band is analyzed by FFT, and its level is low, but the Principle Analysis (Prominence) analysis that expresses the outstanding level of the ambient noise shows that the noise around 1.6 kHz in the B part is not low. It is more noticeable than the noise around the bay, and it can be seen that there is annoying fine noise.

이와 같은 프라미넌스 분석방법은 화인 소음을 용이하게 판별할 수 있는 분석법으로 특정 크리티컬 밴드(Critical Band)의 소음이 주변보다 두드러질 때의 값을 검출한다. 일반적으로 화인 소음은 프라미넌스 값이 3.5 dB 이상의 소음이 1초 이상 지속될 때 화인 소음으로 인식하게 된다.Such a probability analysis method is an analysis method that can easily identify fine noise and detects a value when the noise of a specific critical band is more prominent than the surroundings. In general, fine noise is recognized as fine noise when the luminance value lasts more than 1 second for a noise level of 3.5 dB or more.

이와 같은 화인 소음을 제거하는 마스킹(Masking)은 기본적으로 한 소리에 의해 다른 성분의 소리가 들리지 않게 되는 특성이다. Masking, which removes such fine noise, is basically a characteristic in which the sound of another component is not heard by one sound.

즉, 마스킹은 도 5에 도시된 바와 같이 1Hz의 테스트 톤(test tone)의 레벨을 변화시켜 가며 발생하는 마스킹 현상인데 레벨이 90 dB일 때는 고주파 쪽의 소음이 넓은 영역에 걸쳐 마스킹되고 있음을 알 수 있다. 만약 이 영역에 특정 소음이 발생한다면 그 소음은 들리지 않게 된다. 참고로 일반적으로 사용되는 MP3도 이 마스킹 기술을 사용하여 들리지 않는 소음 신호를 삭제하여 파일 사이즈를 줄이는데 성공하였다.That is, masking is a masking phenomenon caused by changing the level of a test tone of 1 Hz as shown in FIG. 5, and when the level is 90 dB, it is understood that the noise of the high frequency side is masked over a wide area. Can be. If a certain noise occurs in this area, it will not be heard. For reference, MP3, which is commonly used, has succeeded in reducing file size by eliminating inaudible noise signals using this masking technique.

다음은 로우 패스 소음(Low pass noise)에 의해 발생하는 마스킹 현상이다. 도 6에 도시된 바와 같이 1kHz 미만의 로우 패스 소음 40dB에 의하여 이 소음보다 레벨이 높은 1kHz의 55dB 정도까지의 소리가 마스킹됨을 알 수 있다. 본 발명에서는 이 로우 패스 소음에 의해 특정 순음성 화인(whine)을 마스킹 시켜 들리지 않도록 한다.The following is a masking phenomenon caused by low pass noise. As shown in FIG. 6, it can be seen that the low-pass noise of 40 dB below 1 kHz masks the sound up to about 55 dB of 1 kHz, which is higher than the noise. In the present invention, the low pass noise masks a certain pure voice whine so that it is not heard.

도 8내지 도 9는 실제 순음성 소음이 로우 패스 화이트 소음(Low pass white noise)에 의해 마스킹되는 실례를 나타낸 그래프이다.8 to 9 are graphs showing an example in which actual pure voice noise is masked by low pass white noise.

도 7에 도시된 바와 같이 화인과 성격이 비슷한 1 kHz 50 dB의 소음이다. 전술한 마스킹 특성에서 이보다 레벨이 낮은 40 dB의 로우 패스 화이트 소음에 의해 마스킹될 수 있음을 알 수 있다. As shown in FIG. 7, the noise of 1 kHz 50 dB is similar to that of the fire. It can be seen from the above masking characteristic that the level can be masked by a low pass white noise of 40 dB.

따라서, 도 8에서와 같이 마스킹 이론대로 1 kHz 미만의 40dB 화이트 소음 신호를 합성한 결과, 도 9에 도시된 바와 같이 이 신호에 의해 순음이 마스킹되어 들리지 않음을 마스킹을 고려한 분석인 라우드니스(Loudness)로 증명되었고 실제 소리도 라우드니스 특성과 동일하게 되었다.Therefore, as shown in FIG. 8, as a result of synthesizing a 40 dB white noise signal of less than 1 kHz according to the masking theory, as shown in FIG. 9, the pureness is masked by the signal, and therefore, an analysis considering masking is performed. The actual sound is the same as the loudness characteristic.

한편, 도 10은 실제 자동차에서 발생되는 화인 소음 발생 상태를 나타낸 그래프이고, 도 11은 화인 소음을 화인 소음을 마스킹 할 로우 패스 화이트 노이즈를 나타낸 그래프이다. 여기서, 1500 Hz의 56.3 dB 소음을 마스킹을 위해 45 dB의 1.5 kHz 미만의 로우 패스 화이트 소음을 사용하였다.On the other hand, Figure 10 is a graph showing a state of generating a noise generated in a real car, Figure 11 is a graph showing a low-pass white noise to mask the fine noise to the noise. Here, a low pass white noise of less than 1.5 dB of 45 dB was used for masking 56.3 dB noise of 1500 Hz.

따라서, 도 12의 상세 도면에 나타난 바와 같은 특정 영역의 화인 소음이 도 13에 도시된 바와 같이 마스킹에 의해 화인 소음이 저감된 것을 알 수 있다.Accordingly, it can be seen that the fine noise of the specific region as shown in the detailed view of FIG. 12 is reduced by the masking as shown in FIG. 13.

종래 액티브 소음 제어 방법은 특정 소음의 제거를 위해 반대 위상의 소리를 발생시키지만 이를 위해서는 반대 위상 소리의 정확한 재현 등의 기술적 어려움과 비용 등에서 불리하여 상용화되기 어려웠다.Conventional active noise control methods generate the sound of the opposite phase to remove the specific noise, but for this purpose it was difficult to be commercialized due to the technical difficulties and costs, such as accurate reproduction of the opposite phase sound.

하지만, 상기와 같은 본 발명에 따른 화인 소음 저감 방법은 음질적으로 거슬리는 화인 소음을 위상 제어 등의 복잡한 제어가 필요 없이 해당 소음을 마스킹할 로우 패스 화이트 소음만을 생성시켜 소음을 없애는 것이 아니라 마스킹에 의해 들리지 않게 하는 방법을 이용한 것이다.However, the fine noise reduction method according to the present invention as described above does not eliminate noise by generating only low-pass white noise to mask the noise without complicated control such as phase control. It is a method of making it inaudible.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 자동차의 화인 소음 저감 장치 및 방법은, 화인 소음 발생시에 로우 패스 노이즈를 발생시켜 마스킹 방법으로 화인 소음을 저감시킬 수 있도록 구성되어 있기 때문에 차량에서 발생되는 화인 소음 발생을 최소화시켜 보다 정숙하고 쾌적한 운전 환경을 제공할 수 있는 이점이 있다.A fine noise generating apparatus and method for automobiles according to the present invention configured and operated as described above are generated in a vehicle because the low noise noise is generated when the fine noise is generated to reduce the fine noise by a masking method. There is an advantage that can provide a quieter and more comfortable driving environment by minimizing the generation of noise.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 화인 소음 저감 장치가 도시된 블록 구성도,1 is a block diagram showing a fine noise reduction device of a vehicle according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 화인 소음 저감 방법이 도시된 순서도,2 is a flow chart illustrating a fine noise reduction method of a vehicle according to the present invention;

도 3은 자동차에서 화인 발생 상태가 도시된 그래프, 3 is a graph showing a state of generation of fire in a vehicle;

도 4는 도 3의 'A' 부분의 상세도,4 is a detailed view of portion 'A' of FIG. 3,

도 5는 테스트 톤 레벨 변화시 발생하는 마스킹 현상이 도시된 그래프,5 is a graph showing a masking phenomenon occurring when a test tone level is changed;

도 6은 로우 패스 노이즈에 의해 발생하는 마스킹 현상이 도시된 그래프,6 is a graph illustrating a masking phenomenon caused by low pass noise;

도 7 내지 도 9는 특정 화인 소음 발생시 로우 패스 노이즈에 의해 마스킹 되는 상태가 도시된 그래프들,7 to 9 are graphs showing a state masked by low pass noise when a specific fine noise occurs;

도 10은 차량의 화인 소음 발생 상태가 도시된 도면, 10 is a view illustrating a state of generating noise of a vehicle;

도 11은 차량의 화인 소음을 마스킹할 로우패스 화이트 노이즈가 도시된 그래프, FIG. 11 is a graph showing low pass white noise to mask vehicle noise; FIG.

도 12는 차량의 화인 소음 발생의 상세도,12 is a detailed view of generation of fine noise of a vehicle;

도 13은 본 발명의 마스킹 방법에 의해 화인 소음이 저감된 상태를 나타낸 도면이다.13 is a view showing a state in which the fine noise is reduced by the masking method of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 마이크로폰 20 : ECU 10: microphone 20: ECU

30 : 로우패스 노이즈 생성기 40 : 스피커30: low pass noise generator 40: speaker

Claims (7)

차량의 화인(whine) 소음 발생을 감지하는 화인소음 감지수단과;Fine noise detection means for detecting generation of fine noise of the vehicle; 상기 화인소음 감지수단의 신호를 입력받아 화인소음 발생여부를 판단하여 제어 신호를 출력하는 제어수단과;Control means for receiving a signal from the flame noise detecting means and determining whether noise is generated and outputting a control signal; 상기 제어수단의 신호에 따라 화인 소음을 마스킹 할 수 있는 로우 패스 화이트(Low-pass white) 소음을 발생시키는 마스킹 발생수단을 포함한 것을 특징으로 하는 자동차의 화인 소음 저감 장치.And a masking generating means for generating a low-pass white noise capable of masking the noise in response to a signal from the control means. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 화인소음 감지수단은 마이크로폰(Microphone)이고, 상기 마스킹 발생수단은 스피커(Speaker)가 포함된 것을 특징으로 하는 자동차의 화인 소음 저감 장치.The fine noise detecting means is a microphone, and the masking generating means includes a speaker. 차량에서 발생되는 화인 소음을 검출하는 단계와;Detecting fine noise generated in the vehicle; 상기 단계에서 화인 소음이 검출되면 이 화인 소음을 마스킹하기 위해 로우 패스 노이즈를 생성시키는 단계와;Generating low pass noise to mask the noise when the noise is detected in the step; 상기 단계에서 로우 패스 노이즈로 화인 소음을 마스킹하여 제거하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 자동차의 화인 소음 저감 방법.And in the step, masking and removing the fine noise with the low pass noise. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 화인 소음은 프라미넌스(Prominence) 값이 일정 이상의 소음으로 일정시간 이상 발생한 값인 것을 특징으로 하는 자동차의 화인 소음 저감 방법.The fine noise is a value of a fineness (Prominence) is a value generated more than a predetermined time due to the noise more than a predetermined time. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 일정 이상의 소음은 3.5dB 이상이고, 일정 시간 이상은 1초 이상 발생한 것을 특징으로 하는 자동차의 화인 소음 저감 방법.The noise of more than a predetermined level is 3.5dB or more, the fine noise of the vehicle, characterized in that generated for more than 1 second. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 로우 패스 노이즈는 마스킹 조건에 일정 정도의 안전 계수를 더 추가한 것을 특징으로 하는 자동차의 화인 소음 저감 방법.The low pass noise is a fine noise reduction method for a vehicle, characterized in that a certain safety factor is further added to the masking conditions. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 안전 계수는 5dB인 것을 특징으로 하는 자동차의 화인 소음 저감 방법.And said safety factor is 5 dB.
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