KR20190019738A - 강우소음 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강우소음 제거 장치에 관한 것으로서, 우천 시 차량에 발생하는 강우소음을 검출하여 역위상의 신호를 출력하여 소음을 상쇄시킴으로써 차내 환경을 쾌적하게 하고, 우천 시 발생하는 강우소음에 의해 듣지 못했던 경적 등의 소리를 보다 정확하게 들을 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 강우소음 제거 장치는 차량의 실내소음을 측정하는 측정부;
차량의 차체 천장의 일측에 적어도 하나가 장착되어 차체에 부딪히는 빗물의 강도를 측정하는 감압센서; 상기 감압센서에서 측정된 빗물의 강도가 기설정된 값 이상인 시점과 동일한 시점에 상기 측정부에서 측정된 상기 실내소음을 강우소음으로 판단하는 판단부; 상기 판단부에서 판단된 강우소음을 위상 반전시키는 위상반전부; 및 상기 위상반전부에서 위상이 반전된 상기 강우소음을 상기 차량 내에 출력하는 출력부; 를 포함한다.

Description

강우소음 제거 장치 {SYSTEM FOR REDUCING OF RAIN NOISE}

본 발명은 강우소음 제거 장치에 관한 것으로서, 우천 시 차량에 발생하는 강우소음을 검출하여 역위상의 신호를 출력하여 소음을 상쇄시킴으로써 차내 환경을 쾌적하게 하고, 우천 시 발생하는 강우소음에 의해 듣지 못했던 경적 등의 소리를 보다 정확하게 들을 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.

차량의 주행 시에는 외부에서 각종 소음이 유입되기 마련인데, 소음의 유입량이 많아질수록 정숙하고 편안한 주행 및 승차에 방해가 된다.

특히 우천 시, 차체에 떨어지는 빗물소음은 쾌적한 승차감에 방해가 되는 요소일 뿐만 아니라 차량의 운행과 직접적으로 관련되는 경적, 보행자 소음, 도로 구조물로부터 발생되는 경보음 등의 소리의 인식률을 떨어뜨리게 된다.

따라서, 차량에는 소음 차폐 기술이 적용되어야 한다.

그러나 종래 기술에서는 소음의 종류를 선별하지 않고 일률적으로 외부에서 발생되는 소음은 모두 차단하였으며, 이에 따라 차량의 운행과 직접적인 관련이 있는 경적, 보행자 소음, 도로 구조물로부터 발생되는 경보음 등의 소리까지 모두 차단되어 운전자 및 탑승자의 안전 운행에 영향을 미칠 수 있는 상황이었다.

한국공개특허 제10-1999-0057247호 한국공개특허 제10-2013-0004714호

이에 본 발명은 우천 시 차량에 발생하는 강우소음을 검출하여 역위상의 신호를 출력하여 소음을 상쇄시킴으로써 차내 환경을 쾌적하게 하고, 우천 시 발생하는 강우소음에 의해 듣지 못했던 경적 등의 소리를 보다 정확하게 들을 수 있도록 하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 강우소음 제거 장치는 차량의 실내소음을 측정하는 측정부;

차량의 차체 천장의 일측에 적어도 하나가 장착되어 차체에 부딪히는 빗물의 강도를 측정하는 감압센서; 상기 감압센서에서 측정된 빗물의 강도가 기설정된 값 이상인 시점과 동일한 시점에 상기 측정부에서 측정된 상기 실내소음을 강우소음으로 판단하는 판단부; 상기 판단부에서 판단된 강우소음을 위상 반전시키는 위상반전부; 및 상기 위상반전부에서 위상이 반전된 상기 강우소음을 상기 차량 내에 출력하는 출력부; 를 포함한다.

본 발명에서 상기 감압센서는 두 개의 전극으로 구성되며, 상기 두 개의 전극 중 상단에 위치한 제1전극이 빗물 압력에 의해 하단에 위치한 제2전극 쪽으로 이동됨에 따라 발생하는 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전용량 변화를 감지하여 상기 빗물의 강도를 측정한다.

본 발명에서 상기 감압센서가 다수 개 구비된 경우, 상기 판단부는 상기 다수의 감압센서에서 각각 측정된 빗물의 강도를 기설정된 시간 간격으로 평균값을 취하고, 상기 평균값이 기설정된 값 이상인 경우, 해당 값이 측정된 시점과 동일한 시점에 측정된 상기 실내소음을 강우소음으로 판단한다.

본 발명에 따르면 우천 시 차량에 발생하는 강우소음을 검출하여 역위상의 신호를 출력하여 소음을 상쇄시킴으로써 차내 환경을 쾌적하게 하고, 우천 시 발생하는 강우소음에 의해 듣지 못했던 경적 등의 소리를 보다 정확하게 들을 수 있어 차량의 안전운행에 도움을 줄 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강우소음 제거 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 감압센서의 개략적인 구성도 및 센싱 방법에 대한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내소음, 감압센서 측정값, 강우소음 및 상기 강우소음의 위상반전 그래프의 예시도이다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강우소음 제거 장치의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 강우소음 제거 장치(100)는 측정부(110), 감압센서(120), 판단부(130), 위상반전부(140) 및 출력부(150)로 구성되어 있다.

측정부(110)는 차량의 실내소음을 측정하는 구성으로 차량 내 설치되어 차량 내부에서 발생하는 소음 및 차량 외부에서 발생하여 차량 내부로 유입되는 소음까지 모두 측정한다.

이러한 측정부(110)는 예컨대 마이크와 같은 장치로 구성되어 차량 내외부에서 발생하는 소음을 수집한다.

또한, 측정부(110)는 운전자에게 전달되는 강우소음을 정확하게 측정하여 제거하기 위해 운전석과 근접한 차체 천장에 장착되는 것이 바람직하다.

이렇게 측정부(110)를 통해 차량의 실내소음이 측정되면, 다음으로 이렇게 측정된 소음 중 강우에 의해 발생하는 소음을 추출해 내는 과정이 필요하다.

이를 위해 강우소음 제거 장치(100)는 빗물의 떨어지는 압력을 감지할 수 있는 감압센서(120)를 구성하였다.

감압센서(120)는 차량의 차체 천장에 다수 개가 장착되어 강우 시 차체에 부딪히는 빗물의 강도를 측정하는 구성이다.

즉, 빗물이 차체 천장에 부딪힐 때 생기는 압력을 감지하여 빗물의 강도를 측정하게 되는데, 이 때, 빗물의 강도가 셀수록 빗물로 인해 발생하는 소음의 강도가 증가하게 되므로 감압센서(120)에서 측정된 빗물의 강도가 일정 수준 이상이 되면 강우로 인한 소음이 외부의 다른 소리에 영향을 미칠 수 있는 수준이라고 판단할 수 있게 된다.

이러한 판단은 판단부(130)에서 수행하게 되는데 감압센서(120)를 통해 측정된 빗물의 강도가 기설정된 값 이상이면, 강우에 의한 소음을 제거해야 되는 것으로 판단하고, 해당 시점에 측정부(110)를 통해 측정된 실내소음을 강우소음으로 판단하여 추출하게 된다.

즉, 판단부(130)는 측정부(110)를 통해 측정된 실내소음과 감압센서(120)를 통해 측정된 빗물의 강도를 시간으로 동기화하여 빗물의 강도가 일정값을 넘어가는 시점에 대응되는 실내소음을 강우소음으로 판단하게 되는 것이다.

이렇게 판단부(130)가 감압센서(120)를 통해 측정된 빗물의 강도를 이용하여 측정부(110)에서 측정된 실내소음 중 강우소음을 판단하여 추출하게 되면, 다음으로 위상반전부(140)가 추출된 강우소음의 위상을 반전시킨다.

본 발명의 강우소음 제거 장치(100)는 강우에 의한 소음을 추출하여 이 소음의 역위상 신호를 고의로 발생시켜, 역위상 신호를 통해 강우에 의한 소음을 상쇄시키는 방법을 통해 강우소음을 제거하는 장치이다.

따라서 판단부(130)를 통해 추출된 강우소음의 위상을 반전시켜 역위상 신호를 발생시키는 구성이 필요하며 이러한 구성이 위상반전부(140)이다.

이렇게 위상반전부(140)에서 위상이 반전된 강우소음은 차량 내 구비된 출력부(150)를 통해 출력하면, 강우에 의해 발생되는 강우소음과 합쳐져서 그 소음의 강도가 상쇄된다.

출력부(150)는 음성을 출력하는 구성으로 예컨대 스피커와 같은 장치가 적용되는 것이 바람직하다.

강우소음 제거 장치(100)는 강우소음을 제거하여 우천 시 발생하는 강우소음에 의해 듣지 못했던 경적 등의 소리를 운전자가 보다 정확하게 들을 수 있도록 하여 안전운행에 도움을 주는 장치이다.

따라서, 출력부(150)는 운전자의 입장에서 가장 효과적으로 강우소음이 제거될 수 있도록 운전석의 근처에 장착되어 운전자에게 가해지는 실내소음 중 강우소음을 제거할 수 있도록 하는 것이 가장 바람직하다.

이러한 강우소음 제거 장치(100)에서 실내소음 중 강우소음을 판단하기 위해 빗물의 강도를 측정하는 구성 및 방법에 대해 도 2에서 자세하게 알아보기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 감압센서의 개략적인 구성도 및 센싱 방법에 대한 예시도이다.

먼저 도 2의 (a)를 참조하면 감압센서(120)는 제1전극(121), 제2전극(122) 및 유전체(123)로 구성되어 있으며, 차량의 차체 천장(10) 하단에 배치되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 감압센서(120)는 빗물의 강도를 측정하기 위한 방법으로 두 전극 사이의 유전율을 측정하여 빗물의 압력을 감지하는 방법을 적용하고 있다.

제1 및 제2전극(121, 122)은 기설정된 거리 d만큼 떨어져 배치되어 있으며, 제1전극(121)이 감압센서(120)의 상단에, 제2전극(122)이 감압센서(120)의 하단에 배치되어 있으며, 제1전극(121)과 제2전극(122) 사이에는 일정한 거리 d를 유지시키고 일정한 유전상수를 갖는 유전체(123)가 구비되어 있다.

이러한 구성으로 제1 및 제2전극(121, 122)은 capacitor와 같은 역할을 수행하게 되어 제1 및 제2전극(121, 122) 사이에 생성되는 정전용량을 측정할 수 있게 되며, 이러한 정전용량은 제1 및 제2전극(121, 122) 간의 거리에 반비례하여 변화된다.

즉, 외부의 압력에 의해 제1 및 제2전극(121, 122) 사이의 거리가 좁아지게 되면 정전용량이 증가하게 되고 이러한 정전용량의 변화량을 통해 외부의 압력의 강도를 파악할 수 있게 되는 것이다.

또한, 압력에 의해 제1 및 제2전극(121, 122) 사이의 거리가 좁아지고, 압력이 제거되면 다시 원래의 거리로 회복되기 위해서는 제1 및 제2전극(121, 122) 사이에 구비되는 유전체(123)가 탄성과 회복력을 갖는 물질로 적용되는 것이 바람직하다.

도 2의 (b)를 참조하면 차량의 차체 천장(10)에 장착된 감압센서(120)에 빗물에 의한 압력이 발생하면, 감압센서(120) 상단에 위치한 제1전극(121)이 하단의 제2전극(122)쪽으로 거리 a 만큼 이동하게 된다.

즉, 제1전극(121)과 제2전극(122) 사이의 거리는 (d-a)로 줄어들게 되고 이에 따라 정전용량은 증가하게 된다.

감압센서(120)는 이러한 정전용량의 변화량을 통해 빗물에 의한 압력, 즉, 빗물의 강도를 측정하는데 이러한 감압센서(120)는 차량의 차체 천장(10)에 다수 개가 구비되는 것이 바람직하다.

다수개의 감압센서(120)가 차량의 천장에 부딪히는 빗물의 강도를 각각 측정하면 판단부(130)는 각각의 감압센서(120)에서 측정된 빗물의 강도를 일정한 시간 간격으로 취합하여 평균값을 산출한다.

이렇게 측정된 평균값을 이용하여 기설정된 값 이상이 되는 시점을 산출하고, 해당 시점과 동일한 시점에 측정부(110)를 통해 측정된 실내소음을 강우소음으로 판단하게 된다.

즉, 차량의 차체 천장 여러 지점에서 측정된 빗물의 강도가 평균적으로 어느 기준값 이상이 되어야 빗물에 의한 소음이 제거 수준인 것으로 판단하는 것이다.

이러한 강우소음 제거 장치(100)의 강우소음 측정, 판단 및 제거 과정을 각각의 그래프를 통해 더 자세히 살펴보도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내소음, 감압센서 측정값, 강우소음 및 상기 강우소음의 위상반전 그래프의 예시도이다.

도 3의 (a)는 측정부(110)를 통해 측정된 실내소음 그래프이며, 도 3의 (b)는 감압센서(120)를 통해 측정된 빗물의 강도 그래프이다.

도 3의 (a)를 보면 실내소음 그래프에서 실내소음값이 크게 튀는 구간이 총 세번 있는데 이러한 튀는 구간의 소음이 강우소음인지 아니면 다른 영향에 의한 소음인지 판단하기 위해 판단부(130)는 도 3의 (b)에 표시된 빗물의 강도 그래프를 이용한다.

도 3의 (b)를 보면 일정한 시간 간격으로 측정된 빗물의 강도가 막대 그래프로 표시되어 있으며, 점선으로 표시된 기준값 선을 넘는 구간은 총 두 구간이다.

이러한 구간은 도 3의 (a)에 표시된 실내소음 그래프의 튀는 구간 중 앞의 두 구간에 해당하며, 따라서 판단부(130)는 도 3의 (a)에 표시된 실내소음 그래프 중 값이 튀는 앞의 두 구간은 강우소음에 해당하는 구간으로 판단한다.

도 3의 (a)에 표시되 실내소음 그래프 중 값이 튀는 마지막 구간은 도 3의 (b)와 비교하였을 때 빗물의 강도가 작게 측정되어 기준선을 넘지 못하였으므로, 판단부(130)는 빗물에 의한 강우소음에 해당하는 구간이 아닌것으로 판단한다.

도 3의 (a)와 도 3의 (b)를 비교하여 빗물의 강도가 일정기준을 넘는 구간에 해당하는 강우소음만을 추출한 그래프가 도 3의 (c)에 표시되어 있으며, 이렇게 추출된 강우소음을 위상반전부(140)에서 위상반전시킨 그래프가 도 4의 (d)에 표시되어 있다.

도 3의 (d)에 표시된 강우소음의 역위상 신호를 출력부(150)를 통해 출력하면, 실내에 유입된 소음 중 강우소음에 해당하는 소음을 상쇄시켜 강우소음을 제외한 소음, 즉 도 3의 (a)에 표시된 실내소음 중 값이 튀는 마지막 구간의 소음과 같은 소리를 정확하게 인식할 수 있게 된다.

이러한 소음은 사람의 음성이나 경적, 주변 설치물에서 발생하는 경보 알림음이 될 수 있으며, 본원발명의 강우소음 제거 장치(100)는 실내소음 중 강우소음을 제거함으로써 그 외 발생하는 경보와 같은 소음들을 쉽게 인식하여 차량의 안전운행에 도움이 될 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100 : 강우소음 제거 장치 110 : 측정부
120 : 감압센서 121 : 제1전극
122 : 제2전극 123 : 유전체
130 : 판단부 140 : 위상반전부
150 : 출력부 10 : 차량의 차체 천장

Claims (3)

1. 차량의 실내소음을 측정하는 측정부;
   차량의 차체 천장의 일측에 적어도 하나가 장착되어 차체에 부딪히는 빗물의 강도를 측정하는 감압센서;
   상기 감압센서에서 측정된 빗물의 강도가 기설정된 값 이상인 시점과 동일한 시점에 상기 측정부에서 측정된 상기 실내소음을 강우소음으로 판단하는 판단부;
   상기 판단부에서 판단된 강우소음을 위상 반전시키는 위상반전부; 및
   상기 위상반전부에서 위상이 반전된 상기 강우소음을 상기 차량 내에 출력하는 출력부; 를 포함하는 강우소음 제거 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 감압센서는 두 개의 전극으로 구성되며, 상기 두 개의 전극 중 상단에 위치한 제1전극이 빗물 압력에 의해 하단에 위치한 제2전극 쪽으로 이동됨에 따라 발생하는 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 정전용량 변화를 감지하여 상기 빗물의 강도를 측정하는 강우소음 제거 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 감압센서가 다수 개 구비된 경우, 상기 판단부는 상기 다수의 감압센서에서 각각 측정된 빗물의 강도를 기설정된 시간 간격으로 평균값을 취하고, 상기 평균값이 기설정된 값 이상인 경우, 해당 값이 측정된 시점과 동일한 시점에 측정된 상기 실내소음을 강우소음으로 판단하는 강우소음 제거 장치.

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