KR20200069140A - Ev차량 드라이빙 사운드 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 EV차량의 모터토크 또는 동력성능 변화값을 이용한 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, EV차량의 드라이빙 사운드를 발생시키는 사운드 출력장치; 상기 EV차량의 모터 토크를 측정하는 토크 측정센서; 상기 EV 차량의 소음을 감지하는 소음 측정센서; 상기 토크 측정센서 및 소음 측정센서로부터 신호를 수신하여, 목표음색에 도달하도록 상기 사운드 출력장치를 제어하는 신호처리 제어기; 상기 신호처리 제어기는 CAN통신으로부터 실시간 입력되는 상기 EV 차량의 주행정보와 상기 소음 측정센서 및 상기 토크 측정센서로부터 입력된 신호를 이용하여, 가속 시, 상기 사운드 출력장치는 상기 EV차량의 동력성능과 일치하는 엔진 차량의 동력성능이 구현될 때의 엔진음으로부터 가속감 사운드 성분만을 추출해 출력하는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함함으로써, EV차량의 동력원인 모터의 토크 값 또는 동력 특성변화를 실시간으로 이용하여 가속감을 강화시켜 내연기관과 유사한 엔진 음색제어를 수행하기 때문에 내연기관 차량과 유사한 가속감을 선사한다.

Description

EV차량 드라이빙 사운드 제어장치 및 제어방법{A driving sound control system and the method of it}
본 발명은 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 EV차량의 모터토크 또는 동력성능 변화값을 이용한 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.
오늘날 자동차 기술은 동력원으로써 내연기관 대신 구동모터를 적용하기에 이르렀다.
EV차량은 모터를 이용하여 가속하기 때문에 내연기관의 엔진 토크 곡선과는 달리 가속 초반부터 막강한 토크가 쏟아진다.
일부 EV차량의 경우 고배기량 내연기관 차량보다도 초반 가속이 우수하다.
EV차량은 월등한 가속감에 비하여 내연기관 대비 매우 정숙한 편이다.
왜냐하면, EV차량은 특성상 모터로부터 내연 기관과 같은 박진감 넘치는 엔진 사운드를 얻는 것은 불가능하기 때문이다.
또한, 종래의 EV차량 개발은 전기차량이라는 특성에 맞추어 정숙성 위주의 기술개발이 진행되어 왔다.
하지만, 오늘날의 차량 운전자들의 요구는 다이내믹과 정숙성을 모두 원하고 있는 추세이다.
따라서, 차량 메이커들은 하나의 차량에 컴포트 모드, 스포츠 모드 등 다양한 주행모드를 별도로 구비하기도 한다.
EV차량의 역사 보다도 내연기관 차량의 역사가 길기 때문에 운전자들은 내연기관에 익숙하여 왔다.
따라서, 운전자가 가속감을 충분히 느끼기 위하여는 단순한 빠르기 뿐만 아니라 그에 따른 엔진 음색이 요구된다.
이와 같은 요구를 충족하기 위한 종래의 EV차량은 단순히 가상의 엔진음색을 저장하여 두었다가 스피커를 통해 운전자에게 들려주는 방식이었다.
그러나, 이와 같은 방식으로는 운전자로 하여금 내연기관에 대응되는 자연스러운 엔진 음색이 아닌 인위적인 소리라는 점 때문에 내연기관 엔진 차량과 같은 가속감을 느끼기에는 한계가 있어 왔다.
또한, EV차량은 감속시에는 회생제동이 적용되는데 이 때 고주파 소음이 발생된다.
이는 운전자로 하여금 불쾌감을 느끼게 하므로 제거되어야 한다.
그러나, 종래의 EV차량에는 이와 같은 고주파 소음을 제거하지 않고 방치하는 문제가 있었다.
KR 1180805 B1 KR 520547 B1 JP 2011-235774 A
본 발명은 위와 같은 문제점을 극복하기 위한 것으로서, EV차량 드라이빙 사운드 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
EV차량의 드라이빙 사운드를 발생시키는 사운드 출력장치; 상기 EV차량의 모터 토크를 측정하는 토크 측정센서; 상기 EV 차량의 소음을 감지하는 실내소음 측정센서; 상기 토크 측정센서 및 실내소음 측정센서로부터 신호를 수신하여, 목표음색에 도달하도록 상기 사운드 출력장치를 제어하는 신호처리 제어기; 상기 신호처리 제어기는 CAN통신으로부터 실시간 입력되는 상기 EV 차량의 주행정보와 상기 실내소음 측정센서 및 상기 토크 측정센서로부터 입력된 신호를 이용하여, 가속 시, 상기 사운드 출력장치는 상기 EV차량의 동력성능과 일치하는 엔진 차량의 동력성능이 구현될 때의 엔진음으로부터 가속감 사운드 성분만을 추출해 출력하고, 감속 시 고주파 소음을 마스킹하는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, 상기 EV차량의 가속의 판단은, 상기 토크 측정센서에서 모터 토크변화가 양(positive)으로 정해지는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, 상기 모터 토크는 실시간으로 스무딩(smoothing)되는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, 상기 가속감 사운드 성분은 상기 모터의 회전수를 기준으로 배열된 엔진 오더 배열로부터 추출되는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, 상기 가속감 사운드 성분은 실내 스피커를 통해 제공되는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, 상기 가속감 사운드 성분은 상기 모터의 회전수에 비례하는 가변 bandwidth filter를 적용하는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, 상기 가변 bandwidth filter를 적용된 가속감 사운드 성분은 실내에 위치한 상기 실내소음 측정센서에 의해 실내음색이 PID 제어되는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, 상기 가변 bandwidth filter를 적용된 가속감 사운드 성분은 실외에 위치한 외부소음 측정센서에 의해 실내음색이 PID 제어되는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, 상기 실외는 엔진룸인 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, 상기 EV차량의 감속의 판단은, 상기 토크 측정센서에서 모터 토크변화가 음(negative)으로 정해지는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, 상기 모터 토크는 실시간으로 스무딩(smoothing)되는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, 상기 고주파 소음을 마스킹하는 것은 상기 모터의 회전수 및 상기 음의 모터 토크로부터 감속 시 마스킹에 필요한 성분을 추출하는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, 상기 마스킹에 필요한 성분은 상기 모터의 회전수로부터 오더배열, 상기 모터 토크의 레벨인 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, 상기 모터 토크의 레벨은 음(negative)값에 절대값을 붙여 양으로 변환하는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, EV차량의 드라이빙 사운드를 보강하도록 보강 사운드를 발생시키는 사운드 출력장치; 상기 EV차량의 동력변화 신호를 실시간으로 측정하는 동력 변화량 측정센서; CAN통신으로부터 실시간 입력되는 상기 EV 차량의 주행정보와 상기 실내소음 측정센서 및 상기 동력 변화량 측정센서로부터 입력된 신호를 이용하되, 상기 EV차량이 가속시 가변 주파수 밴드 필터를 적용하고, 상기 EV차량이 감속시에는 고주파 소음 마스킹 제어를 수행하여 상기 사운드 출력장치를 제어하는 신호처리 제어기; 를 포함하는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, 상기 EV차량의 실내소음을 감지하는 실내소음 측정센서;를 더 포함하는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, 상기 가변 주파수 밴드 필터의 주파수 대역은 상기 모터의 회전수에 비례하여 설정되는 것을 특징으로 하는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, 상기 주행정보는 상기 모터의 회전수(RPM), 패달개도량, 차속, 주행모드, 기어단수 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, 상기 신호처리 제어기는 상기 모터의 회전수로부터 내연기관에 대응되는 엔진오더 배열을 선정하는 것을 특징으로 하는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, 상기 신호처리 제어기는 상기 모터의 회전수를 이용하여 상기 엔진오더 배열에 레벨을 설정하는 것을 특징으로 하는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치를 포함한다.
또한, EV차량 모터의 토크와 회전수, 패달개도량, 차속, 주행모드, 기어단수 중 어느 1개 이상을 신호처리 제어기에서 연산하여, 상기 EV차량이 가속시에는 가변 주파수 밴드 필터를 적용하고, 상기 EV차량이 감속시에는 고주파 소음 마스킹 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 EV차량의 드라이빙 사운드 제어방법을 제공한다.
또한, 상기 EV차량의 실내소음을 감지하는 실내소음 측정센서;를 더 포함하는 EV차량의 드라이빙 사운드 제어방법을 제공한다.
또한, 상기 가변 주파수 밴드 필터의 주파수 대역은 상기 모터의 회전수에 비례하여 설정되는 것을 특징으로 하는 EV차량의 드라이빙 사운드 제어방법을 제공한다.
또한, 상기 고주파 소음 마스킹 제어에는 상기 모터 토크값에 절대값이 적용되는 것을 특징으로 하는 EV차량의 드라이빙 사운드 제어방법을 제공한다.
또한, 상기 신호처리 제어기는 상기 모터의 회전수로부터 내연기관에 대응되는 엔진오더 배열을 선정하는 것을 특징으로 하는 EV차량의 드라이빙 사운드 제어방법을 제공한다.
또한, 상기 신호처리 제어기는 상기 모터의 회전수를 이용하여 상기 엔진오더 배열에 레벨을 설정하는 것을 특징으로 하는 EV차량의 드라이빙 사운드 제어방법을 제공한다.
또한, EV차량의 실시간 동력 변화량, 모터 회전수, 패달개도량, 차속, 주행모드, 기어단수 중 어느 1개 이상을 신호처리 제어기에서 연산하여, 상기 EV차량이 가속시에는 가변 주파수 밴드 필터를 적용하고, 상기 EV차량이 감속시에는 고주파 소음 마스킹 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 EV차량의 드라이빙 사운드 제어방법을 제공한다.
또한, 상기 EV차량이 정속시에는 상기 차속을 미분제어로직에 적용하는 것을 특징으로 하는 EV차량의 드라이빙 사운드 제어방법을 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, EV차량의 동력원인 모터의 토크 값 또는 동력 특성변화를 실시간으로 이용하여 가속감을 강화시켜 내연기관과 유사한 엔진 음색제어를 수행하기 때문에 내연기관 차량과 유사한 가속감을 선사한다.
둘째, EV차량이 감속시에 발생되는 고주파 소음을 마스킹 처리 하기 때문에 EV차량의 이질감을 상쇄시키는 장점이 있다.
셋째, EV차량의 모터 토크를 기준레벨로 사용하고, EV차량의 실내소음을 감지하는 실내소음 측정센서를 포함하기 때문에 PID 제어를 통해 보다 실제에 가까운 자연스러운 엔진 음색 구현이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 개념도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 EV차량의 드라이빙 사운드 제어방법 흐름도이다.
도 3 및 4는 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 알고리즘도이다.
도 5 및 도6은 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 알고리즘도이다.
도 7(a)는 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 EV차량 가속시 엔진 음색 제어 전 그래프이고, 도7 (b)는 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 EV차량 가속시 엔진 음색 제어가 적용된 그래프이며, 도7 (c)는 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 EV차량 가속시 마이크로폰을 통한 최종 엔진 음색 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
먼저 본 발명의 바람직한 제1실시 예를 설명한다.
사운드 출력장치(102)는 EV차량의 드라이빙 사운드를 보강하도록 보강 사운드를 발생시킨다.
토크 측정센서는 EV차량 모터(101)의 토크 신호(110)를 실시간으로 측정한다.
실내소음 측정센서(104)는 EV차량의 실내소음을 감지하여 차량이 가속주행시 보강되는 엔진음색에 대응 가능하도록 PID 제어 설정에 사용된다.
신호처리 제어기(103)는 EV차량의 가속, 감속 또는 정속시에 사운드 출력장치(102)를 제어한다.
보다 상세하게는 신호처리 제어기(103)는 토크 측정센서 및 소음 측정센서로부터 신호를 수신하여, 목표음색에 도달하도록 상기 사운드 출력장치를 제어한다.신호처리 제어기(103)는 CAN통신으로부터 실시간 입력되는 EV 차량의 주행정보와 실내소음 측정센서(104) 및 측정센서(미도시)로부터 입력된 신호를 이용하여 사운드 출력장치(102)를 제어한다.
보다 상세하게는, 신호처리 제어기(103)는 EV차량이 가속시에는 EV차량과 동력성능과 일치하는 엔진 차량의 동력성능이 구현될 때의 엔젠음으로부터 가속감 사운드성분만을 추출하여 출력시킨다.
다시 말해서 신호처리 제어기(103)는 EV차량이 가속시 일반 내연기관 엔진에 대응되는 가속 사운드를 매칭시켜 출력하는 것이다.
신호처리 제어기(103)는 EV차량이 가속시 가변 주파수 밴드 필터를 적용시키는 것이 바람직할 수 있다.
한편, EV차량이 가속되는지의 판단은 토크 측정센서에서 모터(101)의 토크변화가 양(positive)로 정해지는지에 의해 수행된다.
다시 말해서 모터(101)의 토크변화가 양(positive)인 경우가 바로 EV차량이 가속상태로 판단될 수 있는 것이다.
이 때의 모터(101)의 토크는 실시간으로 스무딩(smoothing)처리 되는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 가속감 사운드 성분은 모터(101)의 회전수를 기준으로 배열된 엔진 오더 배열로부터 추출될 수 있다.
또한, 가속감 사운드 성분은 모터(101)의 회전수에 비례하는 가변 bandwidth filter(이하 가변 주파수 필터)를 적용하는 것이 바람직할 수 있다.
그리고, 가변 주파수 필터가 적용된 가속감 사운드 성분은 EV차량의 실내에 위치한 실내소음 측정센서에 의해 실내음색이 PID 제어되는 것 또한 바람직할 수 있다.
한편, 가변 주파수 필터가 적용된 가속감 사운드 성분은 EV차량의 실외에 위치한 실외소음 측정센서에 의해 실내음색이 PID 제어되는 것도 바람직할 수 있다.
이 때의 실외라 함은 EV차량의 엔진룸일 수 있다.
이 때의 주행정보는 모터(101)의 회전수(RPM), 패달개도량, 차속, 주행모드, 기어단수 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
가변 주파수 밴드 필터의 주파수 대역은 EV차량 모터(101)의 회전수에 비례하여 설정되는 것이 바람직할 수 있다.
즉, EV차량 모터(101)의 회전수가 낮은 영역에서는 좁은 주파수대역을 사용하고, 반대로 회전수가 높은 영역에서는 넓은 주파수대역을 적용하는 것이 바람직할 수 있다.
EV차량의 가속감을 증가시키기 위하여 모터 회전수 기반이 오더 주파수를 생성한 후 실시간으로 모터의 토크값을 적용하여 엔진 음색을 제어하게 된다.
다시 말해서, EV차량 모터(101)의 회전수를 기반으로 차량의 세그먼트(segment)에 어울리는 엔진 오더 배열을 선정한다.
예를 들면, EV차량이 중형 세그먼트인 경우 2차 오더 성분, 4차 오더 성분, 그리고 6차 오더 성분을 이용할 수 있다.
한편, EV차량이 대형 세그먼트인 경우라면 3차 오더 성분, 4차 오더 성분, 6차 오더 성분, 그리고 9차 오더 성분을 이용할 수 있는 것이다.
이와 같이 실시간으로 추출된 모터(101)의 회전수(rpm)을 기반으로 선정된 오더 배열에 모터의 토크값을 기준레벨로 하여 각 오더배열에 레벨을 설정한다.보다 상세하게는 EV차량의 가속조건에서의 엔진음색 제어는 인테거(Integer) 오더 성분과 넌인테거(Non integer) 오더 성분을 합한 배열을 이용할 수 있다.
인테거(Integer) 오더 성분은 엔진 실린더 개수에 의한 펀더멘털 프리퀀시 하모닉(fundamental frequency Harmonic) 성분을 의미한다.
예를 들면, 6기통 내연기관 엔진의 경우는 3차 오더 성분, 6차 오더 성분, 그리고 9차 오더 성분이 인테거 오더 성분이 되고, 4차 오더 성분, 8차 오더 성분이 넌인테거 오더 성분이 되는 것이다.
EV차량이 가속시에는 인테거 음색 강화를 통해서 기본적인 가속 음색을 구현한 후에 인테거 오더 레벨 보다 낮은 넌인테거 오더 성분을 추가함으로써 가속조건의 엔진 음색 제어를 수행할 수 있게 된다.
반대로, EV차량이 감속하는 경우에는 고주파 소음 마스킹 제어가 수행될 수 있다.
이때, EV차량이 감속되는지의 판단은 토크 측정센서에서 모터(101)의 토크변화가 음(negative)으로 정해지는지에 의해 수행된다.
EV차량이 감속시 모터(101)의 토크는 실시간으로 스무딩(smoothing)처리 되는 것이 바람직할 수 있다.
고주파성 파인소음(fine noise)는 EV차량이 감속하는 경우 회생제동시에 발생되는데, 고주파 소음 마스킹 제어를 통해 억제될 수 있게 된다.
고주파 소음을 마스킹하는 것은 모터(101)의 회전수 및 음(negative)의 모터 토크로부터 감속 시 마스킹에 필요한 성분을 추출하는 작업이다.
이 경우, 마스킹에 필요한 성분은 모터(101)의 회전수(rpm)로부터 오더배열, 모터 토크의 레벨인 것이 바람직할 수 있다.
한편, 이 때의 모터 토크의 레벨은 음(negative) 값에 절대값을 붙여서 양(positive)로 변환하는 것이 바람직할 수 있다.
보다 상세하게는 고주파 소음 마스킹 제어는 인테거 오더 성분을 이용하며, 차량 감속시에 발생하는 프리퀀시 저감 방향으로 오더 성분의 레벨을 감소시키는 방법으로 제어된다.
즉, 고주파 소음 마스킹 제어에는 모터(101) 토크값에 절대값이 적용되는 것이 바람직할 수 있다.
한편, EV차량 모터(101)의 회전수 기반의 오더 주파수 계산은 다음과 같은 수식을 통해 얻는다.
Figure pat00001
(이때, N은 실린더의 개수이다.)
한편, n차 오더 성분 주파수는 Fundamental frequency 값에 n을 곱하여 얻는다.
신호처리 제어기(103)는 모터(101)의 회전수로부터 내연기관에 대응되는 엔진오더 배열을 선정하는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 신호처리 제어기(103)는 모터(101)의 회전수를 이용하여 엔진오더 배열에 레벨을 설정하는 것이 바람직할 수 있다.
다음으로 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 EV차량의 드라이빙 사운드 제어방법을 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 EV차량의 드라이빙 사운드 제어방법 흐름도이다.
신호처리 제어기(103)는 EV차량의 실시간 동력 변화량, 모터(101) 회전수, 패달개도량, 차속, 주행모드, 기어단수 중 어느 1개 이상을 획득(S1)하여 연산한다.(S2)
EV차량이 가속중인가를 판단(S3)하여, EV차량이 가속시에는 가변 주파수 밴드 필터를 적용(S4)한다.
EV차량이 가속중인가를 판단(S3)하여, EV차량이 가속중이 아닌 경우에는 EV차량이 감속중인가를 판단(S6)한다.
EV차량이 감속시에는 고주파 소음 마스킹 제어(S7)를 수행한다.
한편, EV차량이 감속중인가를 판단(S6)하여 감속이 아닌 경우로서 EV차량이 정속시에는 차속을 미분제어로직에 적용(S8)한다.
보다 상세하게 설명하면, 도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 알고리즘도이다.
토크 측정센서가 EV차량 모터(101)의 토크 신호(110)를 실시간으로 측정한다.
신호처리 제어기(103)는 CAN통신으로부터 EV 차량의 주행정보를 실시간으로 입력받는다.
주행정보에는 모터(101)의 회전수(RPM)(120), 패달개도량(130), 차속(140), 주행모드(150), 기어단수(150) 등이 포함될 수 있다.
EV차량 모터(101)의 토크 신호(110)는 제1토크 신호(211) 및 제2토크 신호(212)로 나뉜다.
제1토크 신호(211) 및 제2토크 신호(212)는 각각 스무딩(smoothing)과정을 거친다.
제1토크 신호(211)는 EV차량 모터(101)의 토크 신호(110)가 감소될 때의 토크값에 해당된다.
이 때, 신호처리 제어기(103)는 모터(101)의 회전수로부터 내연기관에 대응되는 엔진오더 배열을 계산한다.
한편, 제1토크 신호(211)는 고주파 소음 마스킹 제어(213)를 통해서 모터(101) 토크값에 절대값이 적용되는 것이 바람직할 수 있다.
제2토크 신호(212)는 EV차량 모터(101)의 토크 신호(110)가 증가될 때의 토크값에 해당된다.
제2토크 신호(212)에는 CAN 통신의 회전수(120)를 통해 가속음 강화를 위한 오더 배열(221)이 이용된다.
제2토크 신호(212)는 EV차량이 가속시에 가속감 강화를 위한 정보(214)로서 출력되어 엔진 음색 제어부(215)로 입력된다.
신호처리 제어기(103)는 모터(101)의 회전수로부터 내연기관에 대응되는 엔진오더 배열을 계산한다.
한편, 신호처리 제어기(103)는 모터(101)의 회전수를 이용하여 엔진오더 배열에 레벨을 설정한다.
신호처리 제어기(103)는 모터의 가속조건 또는 감속조건에 따라서 모터의 회전수와 토크값을 이용하여 엔진 음색 제어부(215)를 수행한다.
이 때 계산된 엔진오더의 성분 중 증폭 레벨을 설정하고 실시간으로 증폭(270)한다.
또한, CAN 통신으로 입력된 주행모드 및 기어단수 정보(150)를 통하여 연비주행, 일반주행, 스포츠 주행 등 주행모드의 변화에 따른 엔진 오더성분의 배열을 선택(250)하고, 이를 엔진 음색 제어부(215)에 적용 시킨다.
엔진 음색 제어부(215) 다음에는 회전수 기반의 가변 주파수 밴드 필터(223)가 적용될 수 있다.
이 때, CAN 통신으로 입력된 모터 회전수(120)가 반영될 수 있다.
가변 주파수 밴드 필터(223)를 거친 신호는 오디오 시스템 마스터 볼륨부(280)로 입력된다.
이 때, 오디오 시스템 마스터 볼륨부(280)에는 CAN 통신으로 입력된 모터 회전수(120)에 가중치가 부여된 회전수 가중치정보(222)가 입력될 수 있다.
또한, 오디오 시스템 마스터 볼륨부(280)에는 CAN 통신으로 입력된 패달 개도량(130)에 가중치가 부여된 패달 개도량 가중치정보(230)가 입력될 수 있다.
오디오 시스템 마스터 볼륨(280)은 주파수 밴드 가중치 설정부(290)에 신호를 전달하고, 주파수 밴드 가중치 설정부(290)에 의해 가중치가 부여된 신호는 스피커(300)를 통해 드라이빙 사운드로서 최종 출력된다.
이 때, 주파수 밴드 가중치 설정부(290)에서 출력된 신호에는 CAN 통신으로 입력된 차속데이터(140)의 차속 변화 미분값(240) 정보가 부가될 수 있다.
다음으로 본 발명의 바람직한 제2실시 예를 설명한다.
제2실시 예는 제1실시 예의 토크 센서 대신에 동력 변화량 측정센서를 이용하는 점 이외에는 제1실시 예와 동일하다.
사운드 출력장치(102)가 EV차량의 드라이빙 사운드를 보강하도록 보강 사운드를 발생시킨다.
동력 변화량 측정센서는 EV차량의 동력변화 신호를 실시간으로 측정한다.
신호처리 제어기(103)는 EV차량의 가속 또는 감속 시에 사운드 출력장치(102)를 제어한다.
신호처리 제어기(103)는 CAN통신으로부터 실시간 입력되는 EV 차량의 주행정보와 실내소음 측정센서(104) 및 토크 측정센서로부터 입력된 신호를 이용하여 사운드 출력장치(102)를 제어한다.
보다 상세하게는, 신호처리 제어기(103)는 EV차량이 가속시에 가변 주파수 밴드 필터를 적용시키고, EV차량이 감속시에는 고주파 소음 마스킹 제어를 수행한다.
이 때의 주행정보는 모터(101)의 회전수(RPM), 패달개도량, 차속, 주행모드, 기어단수 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
가변 주파수 밴드 필터의 주파수 대역은 EV차량 모터(101)의 회전수에 비례하여 설정되는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 고주파 소음 마스킹 제어에는 모터(101) 토크값에 절대값이 적용되는 것이 바람직할 수 있다.
주행정보는 모터(101)의 회전수(RPM), 패달개도량, 차속, 주행모드, 기어단수 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
이 때 실내소음 측정센서(104)가 EV차량의 실내소음을 감지하는 것이 바람직할 수 있다.
신호처리 제어기(103)는 모터(101)의 회전수로부터 내연기관에 대응되는 엔진오더 배열을 선정하는 것이 바람직할 수 있다.
신호처리 제어기(103)는 모터(101)의 회전수를 이용하여 엔진오더 배열에 레벨을 설정하는 것이 바람직할 수 있다.
다시 말해서, 신호처리 제어기(103)는 EV차량 모터(101)의 토크와 회전수, 패달개도량, 차속, 주행모드, 기어단수 중 어느 1개 이상을 연산할 수 있다.
이를 이용하여 신호처리 제어기(103)는 EV차량이 가속시에는 가변 주파수 밴드 필터를 적용하고, EV차량이 감속시에는 고주파 소음 마스킹 제어를 수행하는 것이 바람직할 수 있다.
이 때 실내소음 측정센서(104)가 EV차량의 실내소음을 감지하는 것이 바람직할 수 있다.
가변 주파수 밴드 필터의 주파수 대역은 모터(101)의 회전수에 비례하여 설정되는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 고주파 소음 마스킹 제어에는 모터(101) 토크값에 절대값이 적용되는 것이 바람직할 수 있다.
신호처리 제어기(103)는 모터(101)의 회전수로부터 내연기관에 대응되는 엔진오더 배열을 선정하는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 신호처리 제어기(103)는 모터(101)의 회전수를 이용하여 엔진오더 배열에 레벨을 설정하는 것이 바람직할 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 알고리즘도이다.
토크 측정센서가 EV차량 모터(101)의 토크 신호(110)를 실시간으로 측정한다.
신호처리 제어기(103)는 CAN통신으로부터 EV 차량의 주행정보를 실시간으로 입력받는다.
주행정보에는 모터(101)의 회전수(RPM)(120), 패달개도량(130), 차속(140), 주행모드(150), 기어단수(150) 등이 포함될 수 있다.
EV차량 모터(101)의 토크 신호(110)는 제1토크 신호(211) 및 제2토크 신호(212)로 나뉜다.
제1토크 신호(211) 및 제2토크 신호(212)는 각각 스무딩(smoothing)과정을 거친다.
제1토크 신호(211)는 EV차량 모터(101)의 토크 신호(110)가 감소될 때의 토크값에 해당된다.
이 때, 신호처리 제어기(103)는 모터(101)의 회전수로부터 내연기관에 대응되는 엔진오더 배열을 계산한다.
한편, 제1토크 신호(211)는 고주파 소음 마스킹 제어(213)를 통해서 모터(101) 토크값에 절대값이 적용되는 것이 바람직할 수 있다.
제2토크 신호(212)는 EV차량 모터(101)의 토크 신호(110)가 증가될 때의 토크값에 해당된다.
제2토크 신호(212)에는 CAN 통신의 회전수(120)를 통해 가속음 강화를 위한 오더 배열(221)이 이용된다.
신호처리 제어기(103)는 모터(101)의 회전수로부터 내연기관에 대응되는 엔진오더 배열을 계산한다.
한편, 신호처리 제어기(103)는 모터(101)의 회전수를 이용하여 엔진오더 배열에 레벨을 설정한다.
신호처리 제어기(103)는 모터의 가속조건 또는 감속조건에 따라서 모터의 회전수와 토크값을 이용하여 엔진 음색 제어부(215)를 수행한다.
이 때 계산된 엔진오더의 성분 중 증폭 레벨을 설정하고 실시간으로 증폭(270)한다.
또한, CAN 통신으로 입력된 주행모드 및 기어단수 정보(150)를 통하여 연비주행, 일반주행, 스포츠 주행 등 주행모드의 변화에 따른 엔진 오더성분의 배열을 선택(250)하고, 이를 엔진 음색 제어부(215)에 적용 시킨다.
엔진 음색 제어부(215) 다음에는 회전수 기반의 가변 주파수 밴드 필터(223)가 적용될 수 있다.
이 때, CAN 통신으로 입력된 모터 회전수(120)가 반영될 수 있다.
가변 주파수 밴드 필터(223)를 거친 신호는 오디오 시스템 마스터 볼륨부(280)로 입력된다.
이 때, 오디오 시스템 마스터 볼륨부(280)에는 CAN 통신으로 입력된 모터 회전수(120)에 가중치가 부여된 회전수 가중치정보(222)가 입력될 수 있다.
또한, 오디오 시스템 마스터 볼륨부(280)에는 CAN 통신으로 입력된 패달 개도량(130)에 가중치가 부여된 패달 개도량 가중치정보(230)가 입력될 수 있다.
오디오 시스템 마스터 볼륨(280)은 주파수 밴드 가중치 설정부(290)에 신호를 전달하고, 주파수 밴드 가중치 설정부(290)에 의해 가중치가 부여된 신호는 스피커(300)를 통해 드라이빙 사운드로서 최종 출력된다.
이 때, 주파수 밴드 가중치 설정부(290)에서 출력된 신호에는 CAN 통신으로 입력된 차속데이터(140)의 차속 변화 미분값(240) 정보가 부가될 수 있다.
도 7(a)는 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 EV차량 가속시 엔진 음색 제어 전 그래프이고, 도 7(b)는 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 EV차량 가속시 엔진 음색 제어가 적용된 그래프이며, 도 7(c)는 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 EV차량 가속시 마이크로폰을 통한 최종 엔진 음색 그래프이다.
EV차량이 가속시에 가속감 강화를 위하여 설정된 오더 성분의 배열 및 모터 토크를 기반으로 한 레벨을 적용하여 필요한 성분의 음색만이 증폭된 결과를 보여준다.
이는 모터의 회전수에 비례한 가변 주파수 밴드 필터를 적용한 결과이다.
이를 통해 자연스러운 엔진 음색 제어가 가능해짐을 확인할 수 있다.
한편, EV차량에 설치된 실내소음 측정센서(104)를 통한 PID 제어를 수행함으로써 필요성분만이 증폭된 결과를 확인할 수 있다.
101 : EV차량 모터
102 : 사운드 출력장치
103 : 신호처리 제어기
110 : 토크 신호
120 : 회전수
130 : 패달개도량
140 : 차속
150 : 주행모드 및 기어단수
213 : 고주파 소음 마스킹 제어
223 : 가변 주파수 밴드 필터

Claims (28)

  1. EV차량의 드라이빙 사운드를 발생시키는 사운드 출력장치;
    상기 EV차량의 모터 토크를 측정하는 토크 측정센서;
    상기 EV 차량의 소음을 감지하는 실내소음 측정센서;
    상기 토크 측정센서 및 실내소음 측정센서로부터 신호를 수신하여, 목표음색에 도달하도록 상기 사운드 출력장치를 제어하는 신호처리 제어기;
    상기 신호처리 제어기는
    CAN통신으로부터 실시간 입력되는 상기 EV 차량의 주행정보와 상기 실내소음 측정센서 및 상기 토크 측정센서로부터 입력된 신호를 이용하여,
    가속 시, 상기 사운드 출력장치는 상기 EV차량의 동력성능과 일치하는 엔진 차량의 동력성능이 구현될 때의 엔진음으로부터 가속감 사운드 성분만을 추출해 출력하고, 감속 시 고주파 소음을 마스킹하는,
    EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 EV차량의 가속의 판단은, 상기 토크 측정센서에서 모터 토크변화가 양(positive)으로 정해지는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모터 토크는 실시간으로 스무딩(smoothing)되는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가속감 사운드 성분은 상기 모터의 회전수를 기준으로 배열된 엔진 오더 배열로부터 추출되는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가속감 사운드 성분은 실내 스피커를 통해 제공되는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가속감 사운드 성분은 상기 모터의 회전수에 비례하는 가변 bandwidth filter를 적용하는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가변 bandwidth filter를 적용된 가속감 사운드 성분은 실내에 위치한 상기 실내소음 측정센서에 의해 실내음색이 PID 제어되는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 가변 bandwidth filter를 적용된 가속감 사운드 성분은 실외에 위치한 외부소음 측정센서에 의해 실내음색이 PID 제어되는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 실외는 엔진룸인 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 EV차량의 감속의 판단은, 상기 토크 측정센서에서 모터 토크변화가 음(negative)으로 정해지는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 모터 토크는 실시간으로 스무딩(smoothing)되는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 고주파 소음을 마스킹하는 것은
    상기 모터의 회전수 및 상기 음의 모터 토크로부터 감속 시 마스킹에 필요한 성분을 추출하는 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 마스킹에 필요한 성분은 상기 모터의 회전수로부터 오더배열, 상기 모터 토크의 레벨인 EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 모터 토크의 레벨은 음(negative)값에 절대값을 붙여 양으로 변환하는
    EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  15. EV차량의 드라이빙 사운드를 보강하도록 보강 사운드를 발생시키는 사운드 출력장치;
    상기 EV차량의 동력변화 신호를 실시간으로 측정하는 동력 변화량 측정센서;
    CAN통신으로부터 실시간 입력되는 상기 EV 차량의 주행정보와 상기 실내소음 측정센서 및 상기 동력 변화량 측정센서로부터 입력된 신호를 이용하되, 상기 EV차량이 가속시 가변 주파수 밴드 필터를 적용하고, 상기 EV차량이 감속시에는 고주파 소음 마스킹 제어를 수행하여 상기 사운드 출력장치를 제어하는 신호처리 제어기; 를 포함하는,
    EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 EV차량의 실내소음을 감지하는 실내소음 측정센서;를 더 포함하는,
    EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 가변 주파수 밴드 필터의 주파수 대역은 상기 모터의 회전수에 비례하여 설정되는 것을 특징으로 하는,
    EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 주행정보는 상기 모터의 회전수(RPM), 패달개도량, 차속, 주행모드, 기어단수 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 신호처리 제어기는,
    상기 모터의 회전수로부터 내연기관에 대응되는 엔진오더 배열을 선정하는 것을 특징으로 하는,
    EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 신호처리 제어기는,
    상기 모터의 회전수를 이용하여 상기 엔진오더 배열에 레벨을 설정하는 것을 특징으로 하는,
    EV차량 드라이빙 사운드 제어장치.
  21. EV차량 모터의 토크와 회전수, 패달개도량, 차속, 주행모드, 기어단수 중 어느 1개 이상을 신호처리 제어기에서 연산하여, 상기 EV차량이 가속시에는 가변 주파수 밴드 필터를 적용하고, 상기 EV차량이 감속시에는 고주파 소음 마스킹 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는,
    EV차량의 드라이빙 사운드 제어방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 EV차량의 실내소음을 감지하는 실내소음 측정센서;를 더 포함하는,
    EV차량의 드라이빙 사운드 제어방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 가변 주파수 밴드 필터의 주파수 대역은 상기 모터의 회전수에 비례하여 설정되는 것을 특징으로 하는,
    EV차량의 드라이빙 사운드 제어방법.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 고주파 소음 마스킹 제어에는 상기 모터 토크값에 절대값이 적용되는 것을 특징으로 하는,
    EV차량의 드라이빙 사운드 제어방법.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 신호처리 제어기는,
    상기 모터의 회전수로부터 내연기관에 대응되는 엔진오더 배열을 선정하는 것을 특징으로 하는, EV차량의 드라이빙 사운드 제어방법.
  26. 제25항 에 있어서,
    상기 신호처리 제어기는,
    상기 모터의 회전수를 이용하여 상기 엔진오더 배열에 레벨을 설정하는 것을 특징으로 하는,
    EV차량의 드라이빙 사운드 제어방법.
  27. EV차량의 실시간 동력 변화량, 모터 회전수, 패달개도량, 차속, 주행모드, 기어단수 중 어느 1개 이상을 신호처리 제어기에서 연산하여, 상기 EV차량이 가속시에는 가변 주파수 밴드 필터를 적용하고, 상기 EV차량이 감속시에는 고주파 소음 마스킹 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는,
    EV차량의 드라이빙 사운드 제어방법.
  28. 제21항 또는 제27항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 EV차량이 정속시에는 상기 차속을 미분제어로직에 적용하는 것을 특징으로 하는,
    EV차량의 드라이빙 사운드 제어방법.
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