KR20120060513A - 차량의 맞춤형 능동소음제어장치 및 그 방법 - Google Patents

차량의 맞춤형 능동소음제어장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 맞춤형 능동소음제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 차량 내 특정 좌석에 소음 측정용 마이크와 고주파 소음 저감용 스피커를 구비한 후, 소음신호를 고주파와 저주파로 분리하여 처리함으로써, 차량 내 특정 좌석을 중심으로 소음제어가 가능하며, 아울러 저주파 소음은 물론 고주파 소음도 제어할 수 있는 차량의 맞춤형 능동소음제어장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 차량의 맞춤형 능동소음제어장치에 있어서, 기준 음압을 설정하는 기준 음압 설정수단; 소음신호를 측정하는 소음 측정수단; 상기 차량의 엔진에서 발생하는 소음신호의 특정 주파수를 기준 주파수로 검출하는 기준 주파수 검출수단; 상기 소음 측정수단이 측정한 소음신호에서 상기 기준 주파수 검출수단이 검출한 기준 주파수에 해당하는 소음신호를 추출하고, 상기 추출된 소음신호를 저주파 소음신호와 고주파 소음신호로 분리한 후, 상기 기준 음압을 갖도록 하는 저주파 소음신호용 소음저감신호(이하, 제 1 소음저감신호)와 고주파 소음신호용 소음저감신호(이하, 제 2 소음저감신호)를 생성하는 제어수단; 상기 제어수단으로부터의 제 1 소음저감신호를 출력하여 저주파 소음을 저감시키는 저주파 소음 저감수단; 및 상기 제어수단으로부터의 제 2 소음저감신호를 출력하여 고주파 소음을 저감시키는 고주파 소음 저감수단을 포함한다.

Description

차량의 맞춤형 능동소음제어장치 및 그 방법{ACTIVE NOISE CONTROL APPARATUS FOR LOCAL CONTROL IN VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 맞춤형 능동소음제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 내 특정 좌석을 중심으로 소음제어가 가능하며, 아울러 저주파 소음은 물론 고주파 소음도 제어할 수 있는 차량의 맞춤형 능동소음제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
차량의 내부에 유입되는 소음은 엔진 구동 또는 노면 굴곡, 주행중에 유입되는 바람소리 등의 요인에 의해 발생되는데, 일반적으로 이러한 소음을 감소시키는 방법으로, 첫째 차량 내부에 소음을 흡수할 수 있는 흡음재를 설치하여 소음을 감소시키는 수동소음제어방법과, 둘째 소음신호에 역위상인 제어신호를 출력시켜 소음신호를 감소시키는 능동소음제어방법(Active Noise Control: ANC)이 있으며, 특히, 자동차 소비자들이 좀 더 편안하고 조용한 차를 요구하고 있는 추세에 따라 자동차 엔진소음과 같은 소음을 감쇄시키는 데 있어서 상기 수동소음제어방법보다 탁월한 효과를 갖는 능동소음제어방법이 각광을 받고 있다.
일반적으로 차량에 채용되고 있는 능동소음제어장치는, 소음을 감지하기 위한 센서인 마이크로폰과, 필터(Adaptive Digital Filter) 및 제어기(Signal Controller) 등으로 이루어져 감지된 소음의 위상을 반전시키는 DSP모듈과, 위상 반전된 소음을 증폭시키는 앰프와, 증폭된 소음을 재생하는 스피커 등으로 구성되며, 그 작동원리를 살펴보면 차량 내부에 유입된 소음에 대해 상기 능동소음제어 시스템이 동일 크기 및 역위상을 갖는 인공음을 발생시켜 두 신호를 중첩시킴으로써 노이즈 음압 레벨을 감쇄 또는 제거시키는 방식이다.
이러한 종래의 능동소음제어장치는 차량 실내의 전 좌석에 동일한 특성으로 소음제어를 수행할 수 있을 뿐, 특정 좌석을 중심으로 소음제어를 할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 종래의 능동소음제어장치는 250Hz 이하의 저주파 소음만을 제어할 수 있을 뿐, 250Hz를 초과하는 고주파 소음은 제어할 수 없는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 차량 내 특정 좌석에 소음 측정용 마이크와 고주파 소음 저감용 스피커를 구비한 후, 소음신호를 고주파와 저주파로 분리하여 처리함으로써, 차량 내 특정 좌석을 중심으로 소음제어가 가능하며, 아울러 저주파 소음은 물론 고주파 소음도 제어할 수 있는 차량의 맞춤형 능동소음제어장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 차량의 맞춤형 능동소음제어장치에 있어서, 기준 음압을 설정하는 기준 음압 설정수단; 소음신호를 측정하는 소음 측정수단; 상기 차량의 엔진에서 발생하는 소음신호의 특정 주파수를 기준 주파수로 검출하는 기준 주파수 검출수단; 상기 소음 측정수단이 측정한 소음신호에서 상기 기준 주파수 검출수단이 검출한 기준 주파수에 해당하는 소음신호를 추출하고, 상기 추출된 소음신호를 저주파 소음신호와 고주파 소음신호로 분리한 후, 상기 기준 음압을 갖도록 하는 저주파 소음신호용 소음저감신호(이하, 제 1 소음저감신호)와 고주파 소음신호용 소음저감신호(이하, 제 2 소음저감신호)를 생성하는 제어수단; 상기 제어수단으로부터의 제 1 소음저감신호를 출력하여 저주파 소음을 저감시키는 저주파 소음 저감수단; 및 상기 제어수단으로부터의 제 2 소음저감신호를 출력하여 고주파 소음을 저감시키는 고주파 소음 저감수단을 포함한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 차량 내 특정 위치에서의 소음신호를 측정하는 단계; 상기 차량의 엔진에서 발생하는 소음신호의 특정 주파수를 기준 주파수로 검출하는 기준 주파수 검출단계; 상기 측정된 소음신호에서 상기 검출된 기준 주파수에 해당하는 소음신호를 추출하는 단계; 상기 추출된 소음신호를 저주파 소음신호와 고주파 소음신호로 분리한 후, 상기 기준 음압을 갖도록 하는 저주파 소음신호용 소음저감신호(이하, 제 1 소음저감신호)와 고주파 소음신호용 소음저감신호(이하, 제 2 소음저감신호)를 생성하는 단계; 상기 제 1 소음저감신호를 출력하여 저주파 소음을 저감시키는 단계; 및 상기 제 2 소음저감신호를 출력하여 고주파 소음을 저감시키는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, 차량 내 특정 좌석에 소음 측정용 마이크와 고주파 소음 저감용 스피커를 구비한 후, 소음신호를 고주파와 저주파로 분리하여 처리함으로써, 차량 내 특정 좌석을 중심으로 소음제어가 가능하며, 아울러 저주파 소음은 물론 고주파 소음도 제어할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 차량의 맞춤형 능동소음제어장치에 대한 일실시예 흐름도,
도 2 는 본 발명에 따른 소음 측정부와 고주파 소음 저감부의 설치 일예시도,
도 3 은 본 발명에 따른 차량의 맞춤형 능동소음제어방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 차량의 맞춤형 능동소음제어장치에 대한 일실시예 흐름도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 맞춤형 능동소음제어장치는 기준 음압 설정부(10), 소음 측정부(20), 기준 주파수 검출부(30), 제어부(40), 저주파 소음 저감부(50), 및 고주파 소음 저감부(60)를 포함한다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 기준 음압 설정부(10)는 사용자로부터 입력받은 음압(Target Sound)을 기준 음압으로 설정한다. 즉, 사용자로 하여금 자신에게 적합한 음압을 설정할 수 있도록 한다.
소음 측정부(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 차량 내 좌석의 헤드레스트(Headrest)에 위치하여 착석자의 귀로 인입되는 소음신호를 측정한다. 소음 측정부(20)는 마이크로폰을 포함한다.
기준 주파수 검출부(30)는 차량의 엔진 RPM(Revolution Per Minute), APS(Accel-pedal Position Sensor), 속도 등을 기반으로 엔진에서 발생하는 소음신호의 특정 주파수를 기준 주파수로 검출한다.
제어부(40)는 소음 측정부(20)가 측정한 소음신호를 주파수별로 구분한 후 기준 주파수 검출부(30)가 검출한 기준 주파수에 해당하는 소음신호가 상기 기준 음압을 갖도록 하는 소음저감신호를 생성한다.
즉, 제어부(40)는 소음 측정부(20)가 측정한 소음신호에서 기준 주파수에 해당하는 소음신호를 저주파 소음신호(250Hz 이하)와 고주파 소음신호(250Hz 초과)로 분리한 후, 상기 기준 음압을 갖도록 하는 저주파 소음신호용 소음저감신호(이하, 제 1 소음저감신호)와 고주파 소음신호용 소음저감신호(이하, 제 2 소음저감신호)를 생성한다. 이때 제어부(40)는 소음신호와 진폭은 동일하며 역위상을 갖는 소음저감신호를 생성한다.
또한, 제어부(40)는 제 1 소음저감신호를 저주파 소음 저감부(50)로 전달하고, 제 2 소음저감신호를 고주파 소음 저감부(60)로 전달한다.
저주파 소음 저감부(50)는 일반적으로 차량에 구비되어 있는 스피커 및 우퍼를 포함하며, 제어부(40)로부터의 제 1 소음저감신호를 출력하여 저주파 소음을 저감시킨다.
고주파 소음 저감부(60)는 도 2에 도시된 바와 같이, 차량 내 좌석의 등받이 상단에 위치하며, 제어부(40)로부터의 제 2 소음저감신호를 출력하여 고주파 소음을 저감시킨다. 이때 고주파 소음 저감부(60)는 스피커를 포함한다.
본 발명은 소음 측정부(20)를 차량 내 모든 좌석의 헤드레스트에 부착한 후 특정 좌석의 착석자를 위한 소음제어를 수행할 수도 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 차량의 맞춤형 능동소음제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 소음 측정부(20)가 차량 내 특정 좌석에서의 소음신호를 측정한다(301).
이후, 기준 주파수 검출부(30)가 차량의 엔진에서 발생하는 소음신호의 특정 주파수를 기준 주파수로 검출한다(302).
이후, 제어부(40)가 상기 측정된 소음신호에서 상기 검출된 기준 주파수에 해당하는 소음신호를 추출한다(303).
그리고, 제어부(40)가 상기 추출된 소음신호를 저주파 소음신호와 고주파 소음신호로 분리한 후, 상기 기준 음압을 갖도록 하는 저주파 소음신호용 소음저감신호(이하, 제 1 소음저감신호)와 고주파 소음신호용 소음저감신호(이하, 제 2 소음저감신호)를 생성한다(304).
이후, 저주파 소음 저감부(50)가 상기 제 1 소음저감신호를 출력하여 저주파 소음을 저감시킨다(305).
이후, 고주파 소음 저감부(60)가 상기 제 2 소음저감신호를 출력하여 고주파 소음을 저감시킨다(306).
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
10 : 기준 음압 설정부 20 : 소음 측정부
30 : 기준 주파수 검출부 40 : 제어부
50 : 저주파 소음 저감부 60 : 고주파 소음 저감부

Claims (4)

  1. 기준 음압을 설정하는 기준 음압 설정수단;
    소음신호를 측정하는 소음 측정수단;
    상기 차량의 엔진에서 발생하는 소음신호의 특정 주파수를 기준 주파수로 검출하는 기준 주파수 검출수단;
    상기 소음 측정수단이 측정한 소음신호에서 상기 기준 주파수 검출수단이 검출한 기준 주파수에 해당하는 소음신호를 추출하고, 상기 추출된 소음신호를 저주파 소음신호와 고주파 소음신호로 분리한 후, 상기 기준 음압을 갖도록 하는 저주파 소음신호용 소음저감신호(이하, 제 1 소음저감신호)와 고주파 소음신호용 소음저감신호(이하, 제 2 소음저감신호)를 생성하는 제어수단;
    상기 제어수단으로부터의 제 1 소음저감신호를 출력하여 저주파 소음을 저감시키는 저주파 소음 저감수단; 및
    상기 제어수단으로부터의 제 2 소음저감신호를 출력하여 고주파 소음을 저감시키는 고주파 소음 저감수단
    을 포함하는 차량의 맞춤형 능동소음제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 주파수 검출수단은,
    상기 차량의 엔진 RPM(Revolution Per Minute), APS(Accel-pedal Position Sensor), 속도 중 적어도 하나 이상을 기반으로 기준 주파수를 검출하는 것을 특징으로 하는 차량의 맞춤형 능동소음제어장치.
  3. 차량 내 특정 위치에서의 소음신호를 측정하는 단계;
    상기 차량의 엔진에서 발생하는 소음신호의 특정 주파수를 기준 주파수로 검출하는 기준 주파수 검출단계;
    상기 측정된 소음신호에서 상기 검출된 기준 주파수에 해당하는 소음신호를 추출하는 단계;
    상기 추출된 소음신호를 저주파 소음신호와 고주파 소음신호로 분리한 후, 상기 기준 음압을 갖도록 하는 저주파 소음신호용 소음저감신호(이하, 제 1 소음저감신호)와 고주파 소음신호용 소음저감신호(이하, 제 2 소음저감신호)를 생성하는 단계;
    상기 제 1 소음저감신호를 출력하여 저주파 소음을 저감시키는 단계; 및
    상기 제 2 소음저감신호를 출력하여 고주파 소음을 저감시키는 단계
    를 포함하는 차량의 맞춤형 능동소음제어방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기준 주파수 검출단계는,
    상기 차량의 엔진 RPM(Revolution Per Minute), APS(Accel-pedal Position Sensor), 속도 중 적어도 하나 이상을 기반으로 기준 주파수를 검출하는 것을 특징으로 하는 차량의 맞춤형 능동소음제어방법.
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