KR20210006175A - 차량 및 그 제어 방법 - Google Patents

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KR20210006175A
KR20210006175A KR1020190082137A KR20190082137A KR20210006175A KR 20210006175 A KR20210006175 A KR 20210006175A KR 1020190082137 A KR1020190082137 A KR 1020190082137A KR 20190082137 A KR20190082137 A KR 20190082137A KR 20210006175 A KR20210006175 A KR 20210006175A
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황용환
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현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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Abstract

복수의 서브 우퍼 사이의 위상 차이를 이용하여 차량 내 서브 우퍼의 감도를 높이는 차량 및 그 제어 방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 차량은, 상기 차량의 운전석 측에 마련되고, 제1 공진 주파수를 갖는 제1 서브 우퍼; 상기 차량의 보조석 측에 마련되고, 제2 공진 주파수를 갖는 제2 서브 우퍼; 및 재생 사운드에 대응하는 전기 신호를 상기 제1 서브 우퍼로 전달하고, 상기 전기 신호의 위상을 반전하고, 위상이 반전된 전기 신호를 상기 제2 서브 우퍼로 전달하는 제어부;를 포함한다.

Description

차량 및 그 제어 방법{VEHICLE AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 고감도의 저주파 사운드를 제공하는 차량 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 서브 우퍼는 저주파 대역의 사운드를 제공한다. 구체적으로, 서브 우퍼는 사운드 중 저주파 대역에 대응하는 사운드를 추출하여 출력할 수 있다.
최근에는 차량의 운전자에게 보다 풍성한 사운드를 제공하기 위해 서브 우퍼를 차량에 설치하고 있다. 다만, 서브 우퍼의 특성상 넓은 공간의 인클로저가 필요함에 따라, 차량에 마련되는 서브 우퍼의 출력에 한계가 있을 수 있다.
따라서, 차량의 측면 강성 보강을 위한 사이드실의 내부 공간을 서브 우퍼의 인클로저로 사용하는 설계 방법과 복수의 서브 우퍼를 활용하는 설계 방법이 적용되고 있으나, 서브 우퍼의 낮은 감도가 여전히 문제되고 있다.
복수의 서브 우퍼 사이의 위상 차이를 이용하여 차량 내 서브 우퍼의 감도를 높이는 차량 및 그 제어 방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 차량은, 상기 차량의 운전석 측에 마련되고, 제1 공진 주파수를 갖는 제1 서브 우퍼; 상기 차량의 보조석 측에 마련되고, 제2 공진 주파수를 갖는 제2 서브 우퍼; 및 재생 사운드에 대응하는 전기 신호를 상기 제1 서브 우퍼로 전달하고, 상기 전기 신호의 위상을 반전하고, 위상이 반전된 전기 신호를 상기 제2 서브 우퍼로 전달하는 제어부;를 포함한다.
상기 차량은, 통신부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 통신부를 통하여 수신된 재생 사운드 중 저주파 대역을 추출하고, 상기 저주파 대역에 대응하는 전기 신호에 기초하여 상기 제1 서브 우퍼 및 상기 제2 서브 우퍼에 전기 신호를 전달할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 및 상기 제2 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정하여, 상기 제1 공진 주파수 및 상기 제2 공진 주파수 사이의 감도가 최대가 되는 위치를 조정할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 통신부를 통하여 수신된 재생 사운드 중 내비게이션 안내음 또는 경고음 중 적어도 하나가 포함되는 경우, 운전석에서의 저주파 대역의 감도가 최소가 되도록 상기 제1 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 및 상기 제2 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정할 수 있다.
상기 차량은, 사용자의 입력을 수신하는 입력부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 입력부를 통하여 입력된 사용자의 입력에 기초하여 상기 제1 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 및 상기 제2 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정할 수 있다.
상기 차량은, 복수의 도어 각각에 마련되고, 서로 다른 공진 주파수를 갖는 복수의 도어 우퍼;를 더 포함하고, 상기 저주파 대역에 대응하는 전기 신호에 기초하여 상기 제1 서브 우퍼 또는 상기 제2 서브 우퍼 중 적어도 하나의 서브 우퍼 및 상기 복수의 도어 우퍼 중 적어도 하나의 도어 우퍼에 전기 신호를 전달할 수 있다.
상기 제1 서브 우퍼 및 상기 제2 서브 우퍼는, 댐퍼를 불포함할 수 있다.
차량의 운전석 측에 마련되고, 제1 공진 주파수를 갖는 제1 서브 우퍼 및 상기 차량의 보조석 측에 마련되고, 제2 공진 주파수를 갖는 제2 서브 우퍼를 포함하는 일 실시예에 따른 차량의 제어 방법은, 재생 사운드에 대응하는 전기 신호를 상기 제1 서브 우퍼로 전달하고; 상기 전기 신호의 위상을 반전하고; 위상이 반전된 전기 신호를 상기 제2 서브 우퍼로 전달하는 것;을 포함한다.
상기 차량은, 통신부;를 더 포함하고, 상기 통신부를 통하여 수신된 재생 사운드 중 저주파 대역을 추출하고; 상기 저주파 대역에 대응하는 전기 신호에 기초하여 상기 제1 서브 우퍼 및 상기 제2 서브 우퍼에 전기 신호를 전달하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 차량의 제어 방법은, 상기 제1 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 및 상기 제2 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정하여, 상기 제1 공진 주파수 및 상기 제2 공진 주파수 사이의 감도가 최대가 되는 위치를 조정하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 차량의 제어 방법은, 상기 통신부를 통하여 수신된 재생 사운드 중 내비게이션 안내음 또는 경고음 중 적어도 하나가 포함되는 경우, 운전석에서의 저주파 대역의 감도가 최소가 되도록 상기 제1 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 및 상기 제2 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 차량은, 사용자의 입력을 수신하는 입력부;를 더 포함하고, 상기 차량의 제어 방법은, 상기 입력부를 통하여 입력된 사용자의 입력에 기초하여 상기 제1 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 및 상기 제2 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 차량은, 복수의 도어 각각에 마련되고, 서로 다른 공진 주파수를 갖는 복수의 도어 우퍼;를 더 포함하고, 상기 차량의 제어 방법은, 상기 저주파 대역에 대응하는 전기 신호에 기초하여 상기 제1 서브 우퍼 또는 상기 제2 서브 우퍼 중 적어도 하나의 서브 우퍼 및 상기 복수의 도어 우퍼 중 적어도 하나의 도어 우퍼에 전기 신호를 전달하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 서브 우퍼 및 상기 제2 서브 우퍼는, 댐퍼를 불포함할 수 있다.
일 측면에 따른 차량 및 그 제어 방법에 따르면, 복수의 서브 우퍼 사이의 위상 차이를 이용하여 차량 내 서브 우퍼의 감도를 높임으로써, 사용자에게 보다 풍성한 저주파 대역의 사운드를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제어블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 우퍼의 주파수에 따른 속도 및 위상을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 서브 우퍼 및 제2 서브 우퍼에 위상이 동일한 신호를 전달하는 경우를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량이 서브 우퍼에 위상이 다른 신호를 전달하는 경우를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 서브 우퍼 및 제2 서브 우퍼에 전달되는 신호들이 반대 위상을 갖는 경우를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량이 서브 우퍼의 위상 제어하기 전후의 음압을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 우퍼에 댐퍼의 유무에 따른 음압을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼를 불포함하는 서브 우퍼들에 반대 위상의 신호를 전달하는 경우를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제어방법 중 서로 다른 서브 우퍼에 서로 다른 위상을 갖는 전기 신호를 전달하는 경우의 순서도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 용어들은 FPGA(field-programmable gate array) / ASIC(application specific integrated circuit) 등 적어도 하나의 하드웨어, 메모리에 저장된 적어도 하나의 소프트웨어 또는 프로세서에 의하여 처리되는 적어도 하나의 프로세스를 의미할 수 있다.
각 단계들에 붙여지는 부호는 각 단계들을 식별하기 위해 사용되는 것으로 이들 부호는 각 단계들 상호 간의 순서를 나타내는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 일 측면에 따른 차량 및 그 제어 방법에 관한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 제어블록도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 차량(10)은, 사용자로부터 입력을 수신하는 입력부(110)와, 차량(10) 외부의 전자 장치 또는 차량(10) 내부의 전장 부품과 통신을 수행하는 통신부(120)와, 서브 우퍼(140, 150)로 전달되는 재생 사운드의 위상을 조정하는 제어부(130)와, 차량(10)의 운전석 측에 마련되고, 제1 공진 주파수를 갖는 제1 서브 우퍼(140)와, 차량(10)의 보조석 측에 마련되고, 제2 공진 주파수를 갖는 제2 서브 우퍼(150)를 포함한다.
일 실시예에 따른 입력부(110)는, 운전자 및 탑승자를 포함하는 사용자로부터 입력을 수신할 수 있다.
구체적으로, 입력부(110)는, 사용자로부터 서브 우퍼들(140, 150)에 의한 저주파 대역의 사운드가 최대의 감도를 갖는 위치를 입력받을 수 있다.
즉, 사용자는, 입력부(110)를 통하여 저주파 대역의 사운드에 대한 기호에 따라 사용자 자신이 위치하는 위치에서 저주파 대역의 사운드의 감도가 높아지도록 하거나 저주파 대역의 사운드의 감도가 낮아지도록 저주파 대역의 사운드가 최대의 감도를 갖는 위치를 조정할 수 있다.
이를 위해, 입력부(110)는, 센터페시아(미도시)에 마련될 수 있으며, 물리 버튼, 노브, 터치 패드, 터치 스크린, 스틱형 조작 장치 또는 트랙볼 등을 이용하여 구현된 것일 수 있다. 또한, 입력부(110)는 디스플레이(미도시)와 일체형으로 마련되어 터치 스크린을 이용하여 구현된 것일 수 있다. 입력부(110)의 위치 및 유형은, 사용자의 입력을 수신할 수 있는 것이면 제한이 없다.
일 실시예에 따른 통신부(120)는, 차량(10) 외부의 전자 장치 또는 차량(10) 내부의 전장 부품과 통신을 수행할 수 있다.
구체적으로, 통신부(120)는, 차량(10) 외부의 방송국으로부터 송신되는 라디오 신호를 수신할 수 있으며, 무선 통신을 이용하여 차량(10) 외부의 단말 장치로부터 사운드 데이터를 수신할 수도 있다.
이를 위해, 통신부(120)는, 차량용 라디오 수신 장치에 해당할 수 있으며, 무선 통신은, 예를 들면, 5G(5th generation), LTE, LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(wireless broadband), 또는 GSM(global system for mobile communications) 중 적어도 하나를 사용하는 셀룰러 통신을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 통신은, 예를 들면, WiFi(wireless fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비(zigbee), NFC(near field communication), 자력 시큐어 트랜스미션(magnetic secure transmission), 라디오 프리퀀시(RF), 또는 보디 에어리어 네트워크(BAN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 상기 예에 한정되는 것은 아니며, 무선 통신을 수행할 수 있는 통신 프로토콜이면 제한없이 이용될 수 있다.
또한, 통신부(120)는, 차량(10) 내부의 전장 부품 예를 들어, 안내음을 출력하는 내비게이션, 경고음을 출력하는 차선 이탈 경고 장치 등과 차량용 통신 네트워크를 통하여 통신을 수행할 수 있다.
즉, 통신부(120)는, 차량용 통신 네트워크를 통하여 차량(10) 내부의 전장 부품으로부터 안내음 또는 경고음을 수신할 수 있다. 다만, 전장 부품은 상기 예에 한정되는 것은 아니며, 안내음 또는 경고음을 출력하는 차량(10) 내부의 전장 부품이면 제한없이 포함될 수 있다.
또한, 차량용 통신 네트워크는, 이더넷(Ethernet), 모스트(Media Oriented Systems Transport, MOST), 플렉스레이(Flexray), 캔(Controller Area Network, CAN), 린(Local Interconnect Network, LIN) 등을 포함할 수 있다.
이와 같이, 통신부(120)는, 차량(10) 외부의 전자 장치 또는 차량(10) 내부의 전장 부품으로부터 차량(10) 내부에서 재생될 사운드에 대한 데이터를 수신할 수 있으며, 재생될 재생 사운드에 대한 데이터를 제어부(130)로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따른 제어부(130)는, 통신부(120)를 통하여 수신된 재생 사운드에 대응하는 전기 신호를 제1 서브 우퍼(140)로 전달하고, 재생 사운드에 대응하는 전기 신호의 위상을 180도 반전하여 제2 서브 우퍼(150)로 전달할 수 있다.
이를 통해, 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150) 각각의 공진 주파수 사이의 주파수 대역이 고감도의 출력 특성을 갖출 수 있으며, 이에 대한 설명은 뒤에서 다시 자세히 설명하기로 한다.
구체적으로, 제어부(130)는, 통신부(120)를 통하여 수신된 재생 사운드 중 저주파 대역을 추출할 수 있다. 즉, 제어부(130)는, 서브 우퍼들(140, 150)에서 재생될 저주파 대역의 사운드를 재생 사운드로부터 추출할 수 있다.
이후, 제어부(130)는, 추출된 저주파 대역의 재생 사운드의 전기 신호에 기초하여 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150) 각각에 전기 신호를 전달할 수 있다.
일 실시예에 따른 제어부(130)는, 제1 서브 우퍼(140)로 전달되는 전기 신호 및 제2 서브 우퍼(150)로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정하여, 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수 사이의 감도가 최대가 되는 위치를 조정할 수 있다.
즉, 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150)로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차가 180도에 해당하는 경우에는, 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150) 사이의 중앙에서의 위치에서 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수 사이의 감도가 최대가 될 수 있다.
따라서, 제어부(130)는, 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150)로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 180도 보다 낮춤으로써, 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수 사이의 감도가 최대가 되는 위치를 운전석 측면으로 이동하도록 제어할 수 있으며, 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150)로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 180도 보다 높임으로써, 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수 사이의 감도가 최대가 되는 위치를 보조석 측면으로 이동하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 제어부(130)는, 통신부(120)를 통하여 수신된 재생 사운드 중 내비게이션 안내음 도는 경고음 중 적어도 하나가 포함되는 경우, 운전석에서의 저주파 대역의 감도가 최소가 되도록 제1 서브 우퍼(140)로 전달되는 전기 신호 및 제2 서브 우퍼(150)로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정할 수 있다.
다시 말해, 제어부(130)는, 통신부(120)를 통하여 수신된 재생 사운드 중 내비게이션 안내음 도는 경고음 중 적어도 하나가 포함되는 경우, 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수 사이의 감도 최대가 되는 위치가 보조석을 향하도록 제1 서브 우퍼(140)로 전달되는 전기 신호 및 제2 서브 우퍼(150)로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정할 수 있다.
이를 통해, 운전자가, 저주파 대역의 재생 사운드에 의해 내비게이션 안내음 또는 경고음을 듣지 못하는 상황을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따른 제어부(130)는, 입력부(110)를 통하여 입력된 사용자의 입력에 기초하여 제1 서브 우퍼(140)로 전달되는 전기 신호 및 제2 서브 우퍼(150)로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정할 수도 있다.
이를 통해, 사용자는, 사용자의 기호에 따라 저주파 대역의 사운드를 제공받을지 여부를 결정할 수 있다.
제어부(130)는 전술한 동작 및 후술하는 동작을 수행하는 프로그램이 저장된 적어도 하나의 메모리 및 저장된 프로그램을 실행시키는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리와 프로세서가 복수인 경우에, 이들이 하나의 칩에 집적되는 것도 가능하고, 물리적으로 분리된 위치에 마련되는 것도 가능하다.
일 실시예에 따른 제1 서브 우퍼(140)는, 재생 사운드의 저주파 대역의 사운드에 대한 전기 신호를 전달받아 저주파 대역의 사운드를 출력할 수 있다. 이 때, 제1 서브 우퍼(140)는, 운전석 측 예를 들어, 운전석의 하부에 마련될 수 있으며, 사이드실을 인클로저로 사용할 수 있다.
또한, 제1 서브 우퍼(140)는, 제2 서브 우퍼(150)의 공진 주파수와는 다른 제1 공진 주파수를 갖도록 설계될 수 있다.
일 실시예에 따른 제2 서브 우퍼(150)는, 재생 사운드의 저주파 대역의 사운드에 대한 전기 신호를 전달받아 저주파 대역의 사운드를 출력할 수 있다. 이 때, 제2 서브 우퍼(150)는, 보조석 측 예를 들어, 보조석의 하부에 마련될 수 있으며, 사이드실을 인클로저로 사용할 수 있다.
또한, 제2 서브 우퍼(150)는, 제1 서브 우퍼(140)의 공진 주파수와는 다른 제2 공진 주파수를 갖도록 설계될 수 있다.
또한, 도1에 도시되지는 않았으나, 일 실시예에 따른 차량(10)은, 복수의 도어(미도시) 각각에 마련되고, 서로 다른 공진 주파수를 갖는 복수의 도어 우퍼(미도시)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 제어부(130)는, 통신부(120)를 통하여 수신된 재생 사운드의 저주파 대역에 대응하는 전기 신호에 기초하여 제1 서브 우퍼(140) 또는 제2 서브 우퍼(150) 중 적어도 하나의 서브 우퍼 및 상기 복수의 도어 우퍼 중 적어도 하나의 도어 우퍼에 전기 신호를 전달할 수 있다.
즉, 제어부(130)는, 서브 우퍼(140, 150) 및 도어 우퍼의 조합에 기초하여 저주파 대역의 사운드를 재생할 수 있으며, 이 때, 저주파 대역의 사운드를 재생하는 서브 우퍼 및 도어 우퍼 각각에 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정하여, 서브 우퍼 및 도어 우퍼 각각의 공진 주파수 사이에서의 감도가 높아질 수 있도록 제어할 수 있다.
이상에서는 차량(10)의 각 구성에 대하여 자세히 설명하였다. 이하에서는, 차량(10)의 서브 우퍼(140, 150)에 전달되는 전기 신호 사이의 위상차에 기초하여 감도를 조정하는 것에 대하여 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 우퍼(140, 150)의 주파수에 따른 속도 및 위상을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150)에 위상이 동일한 신호를 전달하는 경우를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 제1 서브 우퍼(140)는, 제1 공진 주파수(예: 40Hz)를 공진 주파수로 갖도록 설계될 수 있다. 이 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 서브 우퍼(140)의 스피커 콘지의 위상은, 구조물의 특성에 따라 공진 주파수를 전후로 반전되게 되며, 제1 서브 우퍼(140)의 스피커 콘지의 속도는 공진 주파수에서 가장 높게 나타날 수 있다.
구체적으로, 제1 서브 우퍼(140)의 스피커 콘지의 위상은, 40Hz 이전에서는 +90도의 위상을 갖는데 반해, 40Hz 이후에서는 -90도의 위상을 갖는 것을 확인할 수 있다.
이에 따라, 서로 다른 공진 주파수를 갖는 복수의 서브 우퍼(140, 150)를 사용하는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 서브 우퍼(140, 150) 각각의 스피커 콘지의 위상이 상반되는 위상 반전 구간이 발생할 수 있다.
예를 들어, 제1 공진 주파수(예: 40Hz)를 공진 주파수로 갖는 제1 서브 우퍼(140)와 제2 공진 주파수(예: 80Hz)를 공진 주파소로 갖는 제2 서브 우퍼(150) 각각에 재생 사운드의 전기 신호를 동일한 위상으로 전달하는 경우, 제1 서브 우퍼(140)의 스피커 콘지의 위상은, 40Hz에서 반전되며, 제2 서브 우퍼(150)의 스피커 콘지의 위상은, 80Hz에서 반전될 수 있다.
이에 따라, 40Hz 내지 80Hz 사이의 주파수 대역에서는, 반전된 위상을 갖는 제1 서브 우퍼(140)의 스피커 콘지의 위상과, 반전되지 않은 위상을 갖는 제2 서브 우퍼(150)의 스피커 콘지의 위상 사이에 180도의 위상 차이가 발생하게 된다.
결과적으로, 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150)로 동일 위상의 전기 신호를 인가하는 경우, 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수 사이의 감도가 감쇄하는 현상이 발생할 수 있으며, 이에 따라, 저주파 대역 내의 음질 감소가 발생할 수 있다.
이하에서는, 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수 사이의 감도 감쇄를 해결하기 위해 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150) 각각에 위상 차이가 나는 전기 신호를 전달하는 것에 대하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량(10이 서브 우퍼(140, 150)에 위상이 다른 신호를 전달하는 경우를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150)에 전달되는 신호들이 반대 위상을 갖는 경우를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량(10)이 서브 우퍼(140, 150)의 위상 제어하기 전후의 음압을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 제어부(130)는, 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150) 각각의 공진 주파수 사이의 주파수 대역에서의 감도 향상을 위해, 통신부(120)를 통하여 수신된 재생 사운드에 대응하는 전기 신호를 제1 서브 우퍼(140)로 전달하고, 재생 사운드에 대응하는 전기 신호의 위상을 180도 반전하여 제2 서브 우퍼(150)로 전달할 수 있다.
구체적으로, 제어부(130)는, 통신부(120)를 통하여 수신된 입력 신호를 증폭 및 위상 조절하도록 외장 앰프(135)를 제어할 수 있으며, 제1 서브 우퍼(140)로 입력 신호가 그대로 전달되도록 외장 앰프(135)를 제어하고, 제2 서브 우퍼(150)로 180도 반전된 신호가 전달되도록 외장 앰프(135)를 제어할 수 있다.
이 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 공진 주파수(예: 40Hz) 및 제2 공진 주파수(예: 80Hz) 사이의 주파수 대역에서 제1 서브 우퍼(140)의 스피커 콘지의 위상 및 제2 서브 우퍼(150)의 스피커 콘지의 위상이 동일할 수 있다.
구체적으로, 제1 서브 우퍼(140)의 스피커 콘지의 위상은, 40Hz에서 -90도로 반전될 수 있으며, 제2 서브 우퍼(150)의 스피커 콘지의 위상은, 80Hz에서 +90도로 반절될 수 있다. 이에 따라, 40Hz 및 80Hz 사이에서는 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150) 각각의 스피커 콘지의 위상이 -90도로 동일할 수 있다.
이에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수 사이의 주파수 대역에서의 감도는, 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150) 각각에 동일 위상의 전기 신호를 전달하는 경우에 비해, 위상 제어를 통하여 제1 서버 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150) 각각에 반대 위상의 전기 신호를 전달하는 경우에 더 높게 나타날 수 있다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 차량(10)은, 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150) 각각에 전달되는 전기 신호의 위상차가 180도가 되도록 제어함으로써, 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150) 각각의 공진 주파수 사이의 주파수 대역에서의 감도를 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 제어부(130)는, 통신부(120)를 통하여 수신된 재생 사운드 중 저주파 대역을 추출할 수 있다. 즉, 제어부(130)는, 서브 우퍼들(140, 150)에서 재생될 저주파 대역의 사운드를 재생 사운드로부터 추출할 수 있다.
이후, 제어부(130)는, 추출된 저주파 대역의 재생 사운드의 전기 신호에 기초하여 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150) 각각에 전기 신호를 전달할 수 있다.
일 실시예에 따른 제어부(130)는, 제1 서브 우퍼(140)로 전달되는 전기 신호 및 제2 서브 우퍼(150)로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정하여, 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수 사이의 감도가 최대가 되는 위치를 조정할 수 있다.
즉, 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150)로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차가 180도에 해당하는 경우에는, 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150) 사이의 중앙에서의 위치에서 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수 사이의 감도가 최대가 될 수 있다.
따라서, 제어부(130)는, 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150)로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 180도 보다 낮춤으로써, 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수 사이의 감도가 최대가 되는 위치를 운전석 측면으로 이동하도록 제어할 수 있으며, 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150)로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 180도 보다 높임으로써, 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수 사이의 감도가 최대가 되는 위치를 보조석 측면으로 이동하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 제어부(130)는, 통신부(120)를 통하여 수신된 재생 사운드 중 내비게이션 안내음 도는 경고음 중 적어도 하나가 포함되는 경우, 운전석에서의 저주파 대역의 감도가 최소가 되도록 제1 서브 우퍼(140)로 전달되는 전기 신호 및 제2 서브 우퍼(150)로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정할 수 있다.
다시 말해, 제어부(130)는, 통신부(120)를 통하여 수신된 재생 사운드 중 내비게이션 안내음 도는 경고음 중 적어도 하나가 포함되는 경우, 제1 공진 주파수 및 제2 공진 주파수 사이의 감도 최대가 되는 위치가 보조석을 향하도록 제1 서브 우퍼(140)로 전달되는 전기 신호 및 제2 서브 우퍼(150)로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정할 수 있다.
이를 통해, 운전자가, 저주파 대역의 재생 사운드에 의해 내비게이션 안내음 또는 경고음을 듣지 못하는 상황을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따른 제어부(130)는, 입력부(110)를 통하여 입력된 사용자의 입력에 기초하여 제1 서브 우퍼(140)로 전달되는 전기 신호 및 제2 서브 우퍼(150)로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정할 수도 있다.
이를 통해, 사용자는, 사용자의 기호에 따라 저주파 대역의 사운드를 제공받을지 여부를 결정할 수 있다.
이상에서는 서브 우퍼들(140, 150)에 전달되는 재상 사운드의 전기 신호 사이의 위상차를 제어하는 것에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 서브 우퍼들(140, 150)에 댐퍼(미도시)가 불포함되는 것에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 우퍼(140, 150)에 댐퍼의 유무에 따른 음압을 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼를 불포함하는 서브 우퍼들(140, 150)에 반대 위상의 신호를 전달하는 경우를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 서브 우퍼(140, 150)는, 진동 에너지를 흡수하는 댐퍼를 포함할 수 있다. 서브 우퍼(140, 150)는, 댐퍼를 포함하는 경우, 공진 주파수 이후에서 평탄한 음압 특성 즉, 광대역 특성을 나타낼 수 있다. 다만, 진동 에너지를 흡수하는 댐퍼에 의해, 음압의 감쇄가 발생할 수 있으며, 이에 따른 에너지 효율의 저하가 발생한다.
즉, 서브 우퍼(140, 150)가 댐퍼를 포함하지 않는 경우 공진 주파수에서 보다 높은 음압 즉, 보다 높은 감도를 가질 수 있다. 다만, 도 7에 도시된 바와 같이, 서브 우퍼(140, 150)가 댐퍼를 포함하지 않는 경우엔 공진 주파수에서의 피크로 인해 광대역 특성을 가질 수 없다.
일 실시예에 따른 서브 우퍼(140, 150)는, 진동 에너지를 흡수하는 댐퍼를 포함하지 않을 수 있다. 이 때, 일 실시예에 따른 제어부(130)는, 제1 서브 우퍼(140)로 전달되는 재생 사운드의 전기 신호 및 제2 서브 우퍼(150)로 전달되는 재생 사운드의 전기 신호 사이의 위상차를 180도로 제어할 수 있다.
이에 따라, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 서브 우퍼(140)의 제1 공진 주파수 및 제2 서브 우퍼(150)의 제2 공진 주파수 사이의 주파수 대역에서 고감도이면서 평탄한 음압을 얻을 수 있어, 광대역 특성을 얻을 수 있다.
즉, 일 실시예에 따른 차량(10)은, 댐퍼를 포함하지 않은 서브 우퍼들(140, 150)을 사용할 수 있으며, 서브 우퍼들(140, 150)에 전달되는 전기 신호의 위상차를 제어함으로써, 서브 우퍼들(140, 150)이 댐퍼를 포함하지 않음으로써 발생할 수 있는 주파수 대역의 협소화의 특성을 극복할 수 있다.
이를 통해, 댐퍼의 사용에 따른 원가를 절감할 수 있으며, 서브 우퍼의 제작 공정의 신뢰도를 높일 수 있으며, 댐퍼로 인한 감쇄 영향을 배제함으로써 에너지 효율을 높일 수 있다.
이하, 일 실시예에 따른 차량(10)의 제어 방법을 설명하기로 한다. 후술하는 차량(10)의 제어 방법에는 전술한 실시예에 따른 차량(10)이 적용될 수 있다. 따라서, 앞서 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 내용은 특별한 언급이 없더라도 일 실시예에 따른 차량(10)의 제어 방법에도 동일하게 적용 가능하다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량(10)의 제어방법 중 서로 다른 서브 우퍼(140. 150)에 서로 다른 위상을 갖는 전기 신호를 전달하는 경우의 순서도이다.
도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 차량(10)은, 통신부(120)를 통하여 재생 사운드를 수신할 수 있다(910).
일 실시예에 따른 차량(10)은, 재생 사운드 중 저주파 대역을 추출하고(920), 저주파 대역에 대응하는 전기 신호를 제1 공진 주파수를 갖는 제1 서브 우퍼(140)에 전달할 수 있다(930).
또한, 일 실시예에 따른 차량(10)은, 위상이 반전되도록 전기 신호의 위상을 제어하고(940), 위상이 반전된 전기 신호를 제2 공진 주파수를 갖는 제2 서브 우퍼(150)로 전달할 수 있다(950). 이를 통해, 제1 서브 우퍼(140) 및 제2 서브 우퍼(150) 각각의 공진 주파수 사이의 주파수 대역이 고감도의 출력 특성을 갖출 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(read only memory), RAM(random access memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
10: 차량 110: 입력부
120: 통신부 130: 제어부
140: 제1 서브 우퍼 150: 제2 서브 우퍼

Claims (14)

  1. 차량에 있어서,
    상기 차량의 운전석 측에 마련되고, 제1 공진 주파수를 갖는 제1 서브 우퍼;
    상기 차량의 보조석 측에 마련되고, 제2 공진 주파수를 갖는 제2 서브 우퍼; 및
    재생 사운드에 대응하는 전기 신호를 상기 제1 서브 우퍼로 전달하고, 상기 전기 신호의 위상을 반전하고, 위상이 반전된 전기 신호를 상기 제2 서브 우퍼로 전달하는 제어부;를 포함하는 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차량은,
    통신부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 통신부를 통하여 수신된 재생 사운드 중 저주파 대역을 추출하고, 상기 저주파 대역에 대응하는 전기 신호에 기초하여 상기 제1 서브 우퍼 및 상기 제2 서브 우퍼에 전기 신호를 전달하는 차량.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 및 상기 제2 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정하여, 상기 제1 공진 주파수 및 상기 제2 공진 주파수 사이의 감도가 최대가 되는 위치를 조정하는 차량.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 통신부를 통하여 수신된 재생 사운드 중 내비게이션 안내음 또는 경고음 중 적어도 하나가 포함되는 경우, 운전석에서의 저주파 대역의 감도가 최소가 되도록 상기 제1 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 및 상기 제2 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정하는 차량.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 차량은,
    사용자의 입력을 수신하는 입력부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 입력부를 통하여 입력된 사용자의 입력에 기초하여 상기 제1 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 및 상기 제2 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정하는 차량.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 차량은,
    복수의 도어 각각에 마련되고, 서로 다른 공진 주파수를 갖는 복수의 도어 우퍼;를 더 포함하고,
    상기 저주파 대역에 대응하는 전기 신호에 기초하여 상기 제1 서브 우퍼 또는 상기 제2 서브 우퍼 중 적어도 하나의 서브 우퍼 및 상기 복수의 도어 우퍼 중 적어도 하나의 도어 우퍼에 전기 신호를 전달하는 차량.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 서브 우퍼 및 상기 제2 서브 우퍼는,
    댐퍼를 불포함하는 차량.
  8. 차량의 운전석 측에 마련되고, 제1 공진 주파수를 갖는 제1 서브 우퍼 및 상기 차량의 보조석 측에 마련되고, 제2 공진 주파수를 갖는 제2 서브 우퍼를 포함하는 차량의 제어 방법에 있어서,
    재생 사운드에 대응하는 전기 신호를 상기 제1 서브 우퍼로 전달하고;
    상기 전기 신호의 위상을 반전하고;
    위상이 반전된 전기 신호를 상기 제2 서브 우퍼로 전달하는 것;을 포함하는 차량의 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 차량은,
    통신부;를 더 포함하고,
    상기 통신부를 통하여 수신된 재생 사운드 중 저주파 대역을 추출하고;
    상기 저주파 대역에 대응하는 전기 신호에 기초하여 상기 제1 서브 우퍼 및 상기 제2 서브 우퍼에 전기 신호를 전달하는 것;을 더 포함하는 차량의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 및 상기 제2 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정하여, 상기 제1 공진 주파수 및 상기 제2 공진 주파수 사이의 감도가 최대가 되는 위치를 조정하는 것;을 더 포함하는 차량의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 통신부를 통하여 수신된 재생 사운드 중 내비게이션 안내음 또는 경고음 중 적어도 하나가 포함되는 경우, 운전석에서의 저주파 대역의 감도가 최소가 되도록 상기 제1 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 및 상기 제2 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정하는 것;을 더 포함하는 차량의 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 차량은,
    사용자의 입력을 수신하는 입력부;를 더 포함하고,
    상기 입력부를 통하여 입력된 사용자의 입력에 기초하여 상기 제1 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 및 상기 제2 서브 우퍼로 전달되는 전기 신호 사이의 위상차를 조정하는 것;을 더 포함하는 차량의 제어 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 차량은,
    복수의 도어 각각에 마련되고, 서로 다른 공진 주파수를 갖는 복수의 도어 우퍼;를 더 포함하고,
    상기 저주파 대역에 대응하는 전기 신호에 기초하여 상기 제1 서브 우퍼 또는 상기 제2 서브 우퍼 중 적어도 하나의 서브 우퍼 및 상기 복수의 도어 우퍼 중 적어도 하나의 도어 우퍼에 전기 신호를 전달하는 것;을 더 포함하는 차량의 제어 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제1 서브 우퍼 및 상기 제2 서브 우퍼는,
    댐퍼를 불포함하는 차량의 제어 방법.
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