KR20140047568A - 모빌 장치용 음향기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진 음향이 나지 않거나 미약한 차량에 설치하여 보행자등이 차량이 오는 방향이나 차량 속도를 감지할 수 있도록 하는 모빌용 음향 기구에 관한 것이다. 음향 기구는 가청 음향을 발생시키기 위한 전자 신호 발생기와 계전 변환기를 포함하는 음향 기구에 있어서, 음향이 실질적인 광대역 음향의 예정된 섹션의 연속 반복으로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

모빌 장치용 음향기구{A sounder for mobile apparatus}

본 발명은 모빌 장치에 사용하는 전자 음향기구에 관한 것이다.

종래의 전동 차량이나 모빌 장치는 전기 저장 용량과 속도 및 전기적인 운동 하에서 가능한 기능성에 그 개발이 집중되었다. 전동 차량은 그들의 소음보다 기술적인 문제가 중요시되는 상황에 대처하기 위하여 그 사용이 선택되었다. 잘 알려진 전동 차량의 예로는 우유 배달차가 있는바, 우유 배달차는 전동으로 운행되므로 이른 시간 거리에서 운행할 때 거리의 평화와 안녕을 해치지 않아야 한다.

따라서 모든 기술 개발은 전기적인 운동과 낮은 배기가스 배출에 대한 욕구가 증가하는 분야에서 진행되었으므로 전동 모빌 장치를 위한 다수의 개발도 이 분야에 현저히 많아졌다.

최근에는 하이브리드 차량이 대중화되고 있는바, 하이브리드 차량은 배터리로 주행하게 되었고 도심에서 주행할 때는 전기를 이용하여 저속으로 주행하고 고속으로 주행하고자 할 때는 탄화수소 연료를 사용하게 되었다. 현재는 대부분의 차량 제조업자들은 오직 전기로만 운행하는 차량의 생산에 연구를 집중하고 있다.

전동 우유 배달차와 같은 전동차는 그들의 조용함 때문에 유리한 점이 있는 반면 경우에 따라서는 이러한 조용함이 불리할 수도 있다. 특히 보행자는 피해를 당하지 않기 위하여 차량에서 들려오는 소리를 이용하여 차량이 오는 방향과 거리를 판단한다. 따라서 전동 차량의 소음에 적응되지 않은 보행자는 차량과 충돌 할 수도 있다. 시각 장애를 갖는 사람은 접근하는 차량의 소리에 보통 사람보다 더 의지할 수도 있다. 전동 및 하이브리드 차량들이 통상의 내연기관용 차량보다 도로 교통사고를 더 많이 일으키는 것으로 알려져 있다.

따라서 보행자가 걸어갈 것인지 정지할 것인지를 결정할 수 있도록 하기 위하여 보행자가 이동하는 차량으로부터 들을 수 있는 소리를 발생하는 소음 차량이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 모빌 장치의 안전성을 개선하여 모빌 장치의 인근에 있는 보행자나 기타의 사람들에게 알려줄 수 있는 전동 또는 하이브리드 차량을 포함하는 모빌 장치용 음향기구를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은 전술한 목적을 달성하기 위하여 일정한 음파 대역을 갖는 음향을 연속적으로 발생시킴으로써 보행자가 자동차의 오는 방향을 감지할 수 있도록 하는 모빌 장치용 음향기구에 의하여 달성된다.

본 발명은 전자 신호 발생기와 가청음을 발생하는 전자음향항적 변환기를 포함하는 모빌 장치용 음향기구로 구성되는바, 여기에서 음향을 구성하는 가청음은 광대역 음향의 예정된 대역이 연속적으로 반복된다.

본 발명은 경고음으로 이용하기 위하여 광대역 음향을 이용하고, 동시에 상기 음향은 내연기관에 의하여 발생되는 음향에 근접한 친숙하게 들리는 음향에 가깝도록 주기적인 특성을 갖고 발생되도록 한다.

광대역 음향은 가청성 주파수 범위 내의 광대역 주파수를 포함한다. 음향의 레벨이 일정한 주파수를 갖는 경우 그 음향은 화이트 사운드로 알려졌으며, 이러한 레벨의 음향은 노이즈로 인정된다. 음향의 레벨이 규정 속도로 떨어지는 경우 그 음향은 다른 방법으로 기술하고 있다. 예를 들면 2배수 주파수 수준에서 3dB 로 떨어지는 음향은 핑크 사운드로 알려져 있다. 광대역이라는 일반적 용어는 음향이 광역대의 가청성 주파수를 갖는 경우에 주어진다.

따라서 음향은 특정 용도에 요구되는 주파스 스펙트럼의 부분을 개선하기 위하여 조작할 수도 있다. 본 발명의 방법은 어떠한 종류의 음향, 예를 들면 광대역, 협대역 또는 기타 형태의 음향에도 적용될 수 있다.

광대역 음향은 소리의 방향을 알려주도록 인간의 귀에 들리는 음색 및 기타 다중 주파수 음향에 대하여 유리한 특성을 나타낸다. 광대역 음향은 단일 음질이나 협대역 음질 보다 인간의 귀에 덜 끼어들고 덜 성가신 음질이다. 따라서 오직 광대역 음향만이 노이즈 공해에 대한 이점을 갖고 있다.

바람직한 예에서는, 광대역 음향이 노이스 사운드나 핑크 사운드로 이루어 진다.

사운드 엔벨로프는 한정된 주파수/강도/시간 관계를 갖는 음향의 분리된 재생성 유닛이다. 특수한 사운드 엔벨로프는 요구에 따라서 전자 부품에 의하여 재생되거나 필요에 따라서는 용도에 맞게 디지털로 기록될 수 있다.

광대역 음향의 섹션은 최소한 하나의 가청성 진폭 강도를 갖는 광대역 음향으로 구성되는 것이 좋을 수도 있다.

가청성 진폭의 강도는 광대역 음향 섹션의 평균 강도에 비교하여 작은 것이 유리할 수도 있다.

바람직한 예에서, 광대역 음향의 섹션은 실제적인 광대역 음향으로 이루어질 수도 있고 주파수의 광대역 범위에 속하는 주파수의 예정된 세트의 강도의 진폭일 수도 있다.

바람직하게는 진폭의 강도는 광대역 음향의 섹션의 평균 강도에 비하여 작을 수도 있다.

진폭의 강도는 광대역 음향의 섹션의 평균 강도의 10% 이하인 것이 유리할 수도 있다.

바람직한 예에서는, 반복되는 주파수가 변경될 수도 있다. 음향 엔베로프의 길이도 변경되는 것이 바람직 할 수 있다. 이러한 사실은 생성된 음향이 자동차 엔진의 음향에 더 가깝게 들린다는 이점을 가져온다.

바람직한 것은 반복되는 주파수와 소리 크기가 자동차의 속도에 대한 정보를 줄수 있도록 설정하는 것이다. 통상적인 내연기관이 만들어내는 상이한 음향을 들은 보행자가 어떻게 차량 속도를 감지하느냐 하는데 따라서 내연기관 차량에 대하여 다르게 응수하게 된다. 일반적으로 반복과 소리 크기는 자동차의 속도에 따른 주파수를 증가시킨다는 것이다.

예정된 음향 클립의 함량은 변경되는 것이 유리할 수도 있다.

바람직한 예에서는 음향의 평균 강도가 변경될 수도 있다.

다른 상황에서는 음향이 상이한 강도와 소리 크기로 발생되는 것이 요구되기도 한다. 모빌 장치가 저속으로 운행될 때는 자동차의 이동이 대단히 약한 소음을 발생하게 된다. 그러나 고속에서는 자동차가 대단히 큰 소음을 발생하게 된다. 그러므로 상이한 상황에 대처하기 위하여는 광대역 음향의 섹션의 강도를 변경시키는 것이 유리할 수도 있다.

일정한 속도 이상에서는 하이브리드나 전동 자동차가 내연기관차가 발생하는 소음과 유사한 량의 소음을 낼 수도 있다. 이러한 일정한 속도 이상의 속도에서도 인위적으로 발생하는 소음의 량이 증가하지 않으므로 음향 기구의 스위치를 차단하는 것이 요구될 수도 있다.

본 발명에 의하면 하이브리드 자동차와 같은 엔진 작동 음향이 나지 않은 모빌 장치가 주행할 때 차량의 주행 방향이나 속도를 보행자가 예측할 수 있어서 보행자의 안전을 도모할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명을 도면에 의하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 핑크 노이즈에 기초한 본 발명에 의하여 발생한 음향의 연속 파형의 3-세컨드 예를 보여주는 것이며,

도 2는 도 1에 도시된 파형의 주파수 분석도이고,

도 3은 본 발명에 의한 화이트 노이즈의 연속적인 파형을 보여주는 도면이며,

도 4는 도 3에 도시된 파형의 주파수 분석도이며,

도 5는 본 발명에 의한 음향의 생성을 설명하는 블럭 다이어그램이고,

도 6은 반복 펄스의 생성을 위한 시퀀스를 보여주는 것이다.

이 용도를 위한 광대역음향의 섹션은 음향 기구내의 음향 발생기에서 생성될 수도 있고 적당한 작동 기구에 의하여 저장되거나 반복될 수 있다.

도 1은 핑크 노이즈에 기초한 본 발명에 의하여 발생한 음향의 연속 파형의 3-세컨드 예를 보여주는 것이다. 도 1에는 반복적인 특성이 가시적으로 표현되었다. 도 1에 도시된 파형의 클로우즈 인스펙션은 이 파형의 포지티브 피크에 의하여 분명히 알 수 있는 바와 같이 반복적인 특성이 있음을 보여준다. 상기 파형은 시간 단위로서 초를 나타내며 0과 3초 사이에 15 피크가 있으며 초당 5회의 반복 속도를 보여준다. 결론적으로 이미 알려진 핑크 노이즈의 특성인 고유의 광대역 스펙트럼에 더하여 본 발명에 의하여 발생된 음향은 차량 인근에서 듣는 사람에게 경고하는 추가된 맥동이 있음을 보여준다.

따라서 새로은 음향은 다음과 같은 두 가지 주 특성을 갖고 있다.

1. 위치 결정 음향으로서 광대역 음향의 요구하는 특성.

2. 차량의 존재를 알리므로서 어떠한 필요한 행동을 할 수 있도록 하는 차량의 존재를 알리는데 요구되는 특성.

비록 설명에서는 초당 5회의 반복 속도가 주어졌지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 용도에 따른 주위 환경에 따라서는 더 많은 반복 속도를 이용할 수도 있다.

도 2는 도 1에 도시된 파형의 주파수 분석을 보여준다. 이상적인 핑크 노이즈는 주파수의 이중성에 대하여 선형으로 3dB로 떨어지는 스펙트럼을 갖고 있다. 본 발명에 사용된 핑크 노이즈의 쇼트 스펙트럼의 반복은 도 2에 도시된 바와 같이 선형 하강 스펙트럼에 일부 불규칙성을 더하고 있지만 스펙트럼에 부가된 직선에서 알 수 있는 바와 같이 핑크 노이즈의 스펙트럼은 닫힌채 뒤따르고 있다. 도 2에서 수직 데시벨 스케일은 3dB의 디비젼을 갖는 상대적인 레벨임을 주의하여야 할 것이다.

실제적으로 차량에서 발산되는 음향은 도 1에 도시된 음향으로 이루어져 있으나 본 발명에서 사용되는 음향은 전자 시스템 및 가청성 신호를 발생하는데 사용되는 스피커의 방사 특성에 의하여 변경된다. 차량 내의 공간 제약에 따라 소형 스피커가 사용되는 경우 저주파의 방사가 결핍될 수 있으나 음원의 위치에 관련되는 고주파가 있을 수 있으므로 이는 문제 될 것이 없다. 추가로 본 발명은 저속으로 이동할 때와 같이 저속으로 작동하는 내연기관의 회전에서 나타나는 고유의 저주파수를 재생시킬 필요가 없이 맥동 엔진형 효과를 나타낸다.

도 3은 화이트 노이즈에 기초한 발명에 의한 음향의 파형을 보여주는 것이다. 도 1에서의 음향에 대한 상기 설명은 이 파형에도 적용되지만, 이 도면에서는 반복을 관찰하는 것이 더 어렵다. 이는 스펙트럼의 레벨이 일정한 주파수로 나타나는 화이트 음향에서 나타나는 추가적인 보다 높은 주파수에 기인한다.

도 4는 도 3에 도시된 파형의 주파수 분석을 보여준다. 이 도면에서는 미수정 화이트 노이즈에서와 같은 주파수를 갖는 레벨을 필수적으로 보여준다. 스펙트럼에 추가된 수평 라인을 갖는 스펙트럼 불규칙성을 비교하여 보면 맥동화 음향의 스펙트럼이 이상적인 화이트 음향의 스펙트럼에서 3dB 이하로 치우처져 있음을 보여준다.

도 5는 본 발명에 의한 맥동화 광대역 음향의 생성에 이용되는 공정의 다이어그램을 보여준다. 요구하는 길이의 음향 시료를 신호 발생기 또는 레코더로부터 선택한다. 이 음향 시료를 음향 기구에 의하여 생성되는 음원으로 사용한다. 이 음향 시료들은 예정된 형태로 연속적으로 반복하고 음향을 스피커로 출력한다. 음향의 가청성 품질은 연속 반복의 길이의 작은 작은 파동을 부과하도록 변경될 수 있다.

도 5에 의하여 본 발명의 한 예에 대한 작동을 설명한다. 사용할 음향의 짧은 시료를 긴 음향으로부터 선택하여 연속적으로 반복되도록 음향 기구내에 도입한다. 이 기구는 컴퓨터에서 파형 조작에 일반적으로 사용되는 것과 같은 디지털 편집기일 수도 있다. 이 기구는 예를 들면 초당 5로 50회 반복 2초당 4로 40회 반복할 수 있는 맥동 파형의 10초짜리 시료를 만드는데 사용된다. 이 시료를 맥동 경고음의 음원으로서 메모리 칩에 저장한다. 메모리 칩은 차량이 이동을 시작할 때 개방하고 차량이 서서히 움직이는 중에 연속적으로 저장된 음향을 발산되도록 하되 고유의 노이즈를 차량 운전자에게 피해가 가지 않도록 음향을 발산한다.

도 6은 반복 음향을 설명하는 것으로서, A는 음향 시료의 시작을 나타내고, B는 음향 시료의 끝을 나타낸다. A와 B 사이에는 시간차나 중단이 없고 작동 중에 계속됨을 알 수 있다. 음향은 광대역과 가청 특성을 유지하면서 연속된다.

Claims (13)

1. 가청 음향을 발생시키기 위한 전자 신호 발생기와 계전 변환기를 포함하는 음향 기구에 있어서, 음향이 실질적인 광대역 음향의 예정된 섹션의 연속 반복으로 이루어짐을 특징으로 하는 모빌 장치용 음향 기구.
2. 제 1항에서, 광대역 음향이 화이트 노이즈와 핑크 노이즈 중의 하나임을 특징으로 하는 음향 기구.
3. 제 1항 또는 2항에서, 광대역 음향의 섹션이 실질적으로 강도의 가청성 진폭을 수반하는 광대역 음향으로 이루어짐을 특징으로 하는 음향 기구.
4. 전술한 청구항 중의 한 항에서, 가청성 진폭의 강도가 광대역 음향 섹션의 평균 강도에 비하여 작음을 특징으로 하는 음향 기구.
5. 청구항 1항 내지 3항 중의 한 항에서, 가청성 진폭의 강도가 광대역 음향 섹션의 평균 강도의 10%보다 작음을 특징으로 하는 음향 기구.
6. 제 1항에서, 광대역 음향의 섹션이 실질적인 광대역 음향과 광대역 음향 범위 내의 예정된 주파수 세트의 최소한 하나의 진폭 강도로 이루어짐을 특징으로 하는 음향 기구.
7. 제 6항에서, 진폭 강도가 광대역 음향의 섹션의 평균 강도에 비하여 작음을 특징으로 하는 음향 기구.
8. 제 6항 또는 7항에서, 가청성 진폭 강도가 광대역 음향 섹션의 평균 강도의 10%보다 작음을 특징으로 하는 음향 기구.
9. 전술한 청구항 중의 한 항에서, 반복의 주파수가 변경될 수 있음을 특징으로 하는 음향 기구.
10. 전술한 청구항 중의 한 항에서, 예정된 광대역 음향의 섹션의 함량이 변경될 수 있음을 특징으로 하는 음향 기구.
11. 전술한 청구항 중의 한 항에서, 음향의 평균 강도가 변경될 수 있음을 특징으로 하는 음향 기구.
12. 전술한 청구항 중의 한 항에서, 광대역 음향의 섹션이 전자적으로 저장됨을 특징으로 하는 음향 기구.
13. 전술한 청구항 중의 한 항에서, 음향의 각개 세트가 변경될 수 있음을 특징으로 하는 음향 기구.

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