KR20220089738A - 전기자동차의 가상 효과 구현 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기자동차의 가상 효과 구현 방법에 관한 것으로서, 내연기관 자동차와 같은 타 구동계 차량에서 발생하는 사운드를 모사한 가상의 사운드와 함께, 타 구동계 차량의 가감속감이나 주행시 진동, 변속 충격 등을 모사한 가상의 진동을 전기자동차에서 생성 및 제공할 수 있는 전기자동차의 가상 효과 구현 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 제어기에 의해, 전기자동차의 주행 중 가상 효과 생성을 위한 차량 운전 정보가 수집되는 단계; 제어기에 의해, 상기 수집된 차량 운전 정보를 기초로 가상 효과의 특성이 결정되는 단계; 제어기에 의해, 상기 결정된 특성의 가상 효과를 연출하기 위한 가상 효과 연출 신호가 생성되는 단계; 및 상기 제어기에서 생성된 가상 효과 연출 신호에 의해, 차량 시트에 설치된 진동 액추에이터가 상기 가상 효과의 특성에 따른 진동을 생성하도록 작동되어 시트에 착석한 운전자 또는 승객에게 상기 진동이 제공되도록 하는 단계를 포함하는 전기자동차의 가상 효과 구현 방법이 개시된다.

Description

전기자동차의 가상 효과 구현 방법{Method for generating virtual effect of electric vehicle}

본 발명은 전기자동차의 가상 효과 구현 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내연기관 자동차와 같은 타 구동계 차량에서 발생하는 사운드를 모사한 가상의 사운드와 함께, 타 구동계 차량의 가감속감이나 주행시 진동, 변속 충격 등을 모사한 가상의 진동을 전기자동차에서 생성 및 제공할 수 있는 전기자동차의 가상 효과 구현 방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 전기자동차(Electric Vehicle, EV)는 모터를 이용하여 주행하는 차량이다. 전기자동차의 구동계는, 모터를 구동시키기 위한 전력을 공급하는 배터리, 배터리에 연결되어 모터를 구동 및 제어하기 위한 인버터, 차량 구동원으로서 인버터를 통해 배터리에 충, 방전 가능하게 연결된 모터, 및 모터의 회전력을 감속하여 구동륜에 전달하는 감속기를 포함한다.

여기서, 인버터는 모터 구동시 배터리로부터 공급되는 직류(DC) 전류를 교류(AC)로 변환하여 전력케이블을 통해 모터에 인가하고, 모터 회생시에는 모터에서 생성된 교류 전류를 직류 전류로 변환한 뒤 배터리에 공급하여 배터리가 충전되도록 하는 역할을 한다.

통상의 전기자동차에서는 기존 내연기관 자동차와 달리 다단 변속기를 사용하지 않으며, 그 대신 고정 기어비를 사용하는 감속기를 모터와 구동륜 사이에 배치한다. 이는, 내연기관이 운전점에 따라 에너지 효율의 분포 범위가 넓고 고속 영역에서만 고 토크를 제공할 수 있는 것과 달리, 모터의 경우 운전점에 대한 효율의 차이가 상대적으로 작고 모터 단품의 특성만으로도 저속 고 토크의 구현이 가능하기 때문이다.

또한, 기존 내연기관 구동계를 탑재한 자동차에서는 저속 구동이 불가능한 내연기관의 특성 때문에 토크 컨버터나 클러치와 같은 발진 기구를 필요로 하지만, 전기자동차의 구동계에서는 모터가 저속 구동이 용이한 특성을 가짐에 따라 발진 기구가 삭제될 수 있다. 전기자동차에서는 구동계의 특성상 내연기관 자동차의 구동계에서 사용되는 토셔널 댐퍼(torsional damper)나 듀얼 매스 플라이휠(dual mass flywheel) 등에 의해 발생하는 고유한 진동 특성이 발생할 수 없다.

이러한 기구적 차이로 인해 전기자동차에서는 내연기관 자동차와 달리 변속으로 인한 운전성의 끊김이 없고 부드러운 운전성을 제공할 수 있다. 전기자동차의 구동계는 기존의 내연기관 자동차와 같이 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 것이 아닌 배터리의 전력으로 모터를 구동하여 동력을 발생시키므로 내연기관의 토크와 달리 전기자동차의 토크는 대체로 정교하고 부드러우며 반응성이 빠른 특성이 있다.

이러한 특성은 전기자동차에서 긍정적인 부분으로 작용하지만, 운전 재미를 원하는 운전자에게는 내연기관과 변속기, 클러치 등의 부재가 지루함을 줄 수 있고, 고성능 차량 부문의 경우 오히려 내연기관의 소음과 물리적 진동, 열역학적 작용으로 인해 발생하는 여러 효과가 감성적으로 중요시될 때가 있다.

전기자동차에서 운전 중 진동의 부재는 끊김이 없고 부드러운 운전성을 제공한다는 점에서 분명 이점이 될 수 있지만, 운전자의 성향이나 차량의 스포츠 성향에 따라서는 재미가 있는 운전을 위해 진동이 가미된 감성을 제공해야 할 필요도 있다.

이에 따라 내연기관과 변속기, 클러치 등이 부재한 전기자동차에서 운전자로 하여금 내연기관 자동차에서 느낄 수 있었던 가감속감이나 주행시 진동, 또는 변속 충격 등을 진동을 통해 느낄 수 있도록 해주는 기술이 요구되고 있다. 또한, 전기자동차에서 가상 사운드와 연동하여 가상 진동을 생성할 수 있는 기술이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 내연기관 자동차의 가감속감이나 주행시 진동, 변속 충격 등을 모사한 가상의 진동을 전기자동차에서 생성 및 제공할 수 있는 가상 효과 구현 방법을 제공하는데 주된 목적이 있다. 또한, 본 발명은 전기자동차에서 가상 사운드에 연동하는 가상 진동을 발생시킬 수 있는 가상 효과 구현 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '통상의 기술자')에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 제어기에 의해, 전기자동차의 주행 중 가상 효과 생성을 위한 차량 운전 정보가 수집되는 단계; 제어기에 의해, 상기 수집된 차량 운전 정보를 기초로 가상 효과의 특성이 결정되는 단계; 제어기에 의해, 상기 결정된 특성의 가상 효과를 연출하기 위한 가상 효과 연출 신호가 생성되는 단계; 및 상기 제어기에서 생성된 가상 효과 연출 신호에 의해, 차량 시트에 설치된 진동 액추에이터가 상기 가상 효과의 특성에 따른 진동을 생성하도록 작동되어 시트에 착석한 운전자 또는 승객에게 상기 진동이 제공되도록 하는 단계를 포함하는 전기자동차의 가상 효과 구현 방법을 제공한다.

여기서, 상기 차량 운전 정보는 가속페달 검출부에 의해 검출되는 운전자 가속페달 입력값, 속도 검출부에 의해 검출되는 차량 구동계 속도, 및 차속 검출부에 의해 검출되는 차속 중 하나를 포함하는 것일 수 있다.

또한, 상기 차량 구동계 속도는 차량 구동모터의 회전속도, 구동륜의 회전속도, 및 드라이브 샤프트의 회전속도 중 하나일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 제어기는 상기 수집된 차량 운전 정보에 의해 구해지는 차량 구동모터의 토크 지령으로부터 가상 효과의 특성을 결정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 가상 효과의 특성은 진동 액추에이터에서 생성하고자 하는 진동의 진동량, 진폭, 주기, 및 주파수 대역 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 차량 운전 정보는 가속페달 검출부에 의해 검출되는 운전자 가속페달 입력값, 속도 검출부에 의해 검출되는 차량 구동계 속도, 및 차속 검출부에 의해 검출되는 차속 중 하나를 포함하고, 상기 제어기에서 상기 진동의 진동량은 운전자 가속페달 입력값 또는 구동계 속도 또는 차속과 비례하는 값으로 결정될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 가상 효과 구현 방법은, 상기 제어기에서 생성된 가상 효과 연출 신호에 의해, 차량에 구비된 음향 기기가 상기 가상 효과의 특성에 따른 가상 사운드를 생성하도록 작동되는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 가상 사운드는, 내연기관 자동차의 배기계에서 발생하는 후연소 사운드를 모사한 가상 후연소 사운드이거나, 내연기관 자동차의 엔진에서 발생하는 엔진 사운드를 모사한 가상 엔진 사운드이거나, 차량 구동모터에서 발생하는 것으로 가상한 가상 모터 사운드일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 가상 사운드를 생성하기 위한 가상 효과의 특성은, 상기 음향 기기를 통한 가상 사운드가 출력되는 시점인 발현 시점을 포함하고, 이와 함께 상기 가상 사운드의 강도와 지속시간, 시간간격, 그리고 주파수 대역 또는 음의 높낮이를 나타내는 피치 중 적어도 하나 이상을 더 포함하는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 가상 효과가 가상 사운드와 가상 진동이고, 상기 제어기는, 상기 가상 사운드를 생성하기 위한 가상 사운드의 특성을 결정한 뒤, 상기 결정된 가상 사운드의 특성으로부터 가상 진동을 생성하기 위한 가상 진동의 특성을 결정하고, 상기 결정된 가상 사운드의 특성과 가상 진동의 특성에 따른 가상 효과 연출 신호를 생성하여, 상기 생성된 가상 효과 연출 신호에 따라 진동 액추에이터에 의한 가상 진동과 음향 기기에 의한 가상 사운드가 동시에 생성되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 차량 실내에서 가상 사운드가 음향 기기를 통해 생성될 때, 상기 생성된 가상 사운드를 센서를 통해 센싱하고, 상기 센싱된 가상 사운드 신호를 제어기가 진동 신호로 변환하며, 상기 제어기에서 변환된 진동 신호를 가상 진동을 생성하기 위한 가상 효과 연출 신호로 이용하여 진동 액추에이터에서 가상 진동이 생성되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 제어기는 음향 기기에서 출력된 뒤 각 센서에 의해 센싱된 좌측 채널의 가상 사운드 신호와 우측 채널의 가상 사운드 신호를 합성하여 합성된 가상 사운드 신호를 진동 신호로 변환할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 제어기는, 상기 센싱된 가상 사운드 신호로부터 저음 또는 고음에 해당하는 주파수 대역이 선택되거나 정해진 주파수 대역이 선택되도록, 상기 센싱된 가상 사운드 신호를 필터에 의해 필터링한 후 진동 신호로 변환할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 제어기는 필터링된 가상 사운드 신호를 엔벨롭(envelop) 처리한 후 진동 신호로 변환할 수 있다.

이로써, 본 발명에 따른 전기자동차의 가상 효과 구현 방법에 의하면, 내연기관 자동차와 같은 타 구동계 차량에서 발생하는 사운드를 모사한 가상의 사운드와 함께, 타 구동계 차량의 가감속감이나 주행시 진동, 변속 충격 등을 모사한 가상의 진동을 전기자동차에서 생성 및 제공할 수 있게 된다. 또한, 전기자동차에서 가상 사운드에 연동하는 가상 진동을 발생시킬 수 있게 된다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 가상 효과 구현 방법에서 진동 액추에이터가 시트에 설치되는 위치를 개략적으로 예시한 도면이다.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 가상 효과 구현 방법에서 진동 액추에이터의 개수와 설치위치를 달리한 여러 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가상 효과 구현 방법에서 이용 가능한 진동 액추에이터의 예를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가상 효과 구현 과정을 수행하는 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에서 가상 진동 및 가상 사운드에 대한 제어의 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가상 효과 구현 방법에서 센싱된 가상 사운드 신호를 처리하여 가상 진동을 발생시키는 과정을 나타내는 순서도이다.

발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.

어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접촉되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

본 발명은 내연기관 자동차와 같은 타 구동계 차량에서 발생하는 사운드와 진동을 모사한 가상 효과를 전기자동차에서 연출 및 구현할 수 있는 방법을 제공하고자 하는 것이다. 여기서, 타 구동계 차량은 전기자동차가 아닌 다른 차종의 차량을 의미한다. 더 상세하게는, 타 구동계 차량은 전기자동차의 구동계와 상이한 다른 구동계를 탑재한 차량을 의미한다.

예를 들어, 내연기관(엔진) 구동계를 탑재한 내연기관 자동차가 될 수 있는 것이다. 이하의 설명에서 내연기관과 엔진은 같은 의미로 사용되고, 이는 통상의 기술자라면 쉽게 이해할 수 있는 기술사항이다.

본 발명에서 가상 효과는 가상 사운드와 가상 진동일 수 있다. 더 상세하게는, 본 발명에서 가상 효과는, 공지의 전기자동차에서는 실제 발생하지 않는 것으로서, 내연기관 자동차와 같은 타 구동계 차량에서 발생하는 사운드와 진동을 모사한 가상 사운드와 가상 진동을 의미하는 것일 수 있다.

본 발명에서는 가상 사운드와 가상 진동을 전기자동차에 구비된 음향 기기와 진동 액추에이터를 통해 생성하며, 이러한 가상 사운드와 가상 진동은 타 구동계 차량의 사운드와 진동을 모사한 가상의 것이지만, 적용 대상 차량인 전기자동차에서 운전자나 승객이 실제 체감할 수 있도록 음향 기기와 진동 액추에이터를 통해 실제 생성하는 사운드와 진동임을 밝혀둔다.

본 발명에 따른 가상 효과 구현 과정을 수행하는 가상 효과 구현 장치는, 가상 사운드를 생성 및 출력하는 음향 기기와, 가상 진동을 발생시키는 진동 액추에이터를 포함하여 구성된다. 이 중에서 진동 액추에이터는 내연기관 자동차 등 타 구동계 차량의 가감속감이나 주행시 진동, 변속 충격 등을 모사한 가상 진동을 전기자동차에서 생성 및 제공할 수 있고, 후술하는 바와 같이 가상 사운드와 연동하여 가상 진동을 생성 및 제공하도록 구성될 수 있다.

본 발명에서 진동 액추에이터는 차량의 시트에 설치될 수 있고, 여기서 시트는 운전석 시트를 포함하여 조수석 시트와 후석 시트 등 차량 내 임의의 시트가 될 수 있다. 본 발명에서 시트에 설치된 진동 액추에이터는 제어기(후술하는 제1 제어기임)에서 생성되는 가상 효과 연출 신호에 따라 작동하여 진동을 생성한다. 즉, 본 발명에서 제어기는 원하는 진동을 발생시키기 위한 가상 효과 연출 신호를 생성하여 진동 액추에이터의 작동을 제어한다. 이에 진동 액추에이터가 생성하는 진동을 운전자나 승객이 시트에 착석한 상태에서 신체를 통해 느낄 수 있게 된다.

이하 본 발명의 실시예에 대해 설명함에 있어 시트에 설치되는 진동 액추에이터에 대해 먼저 상세히 설명하기로 한다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 가상 효과 구현 방법에서 진동 액추에이터가 시트에 설치되는 위치를 개략적으로 예시한 도면이다. 또한, 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 가상 효과 구현 장치에서 진동 액추에이터의 개수와 설치위치를 달리한 여러 예를 나타내는 도면이다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가상 효과 구현 장치는 전기자동차에서 내연기관 자동차에서와 같은 진동을 생성하기 위한 것으로서 시트(1)에 내장되는 진동 액추에이터(100)를 포함한다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 가상 효과 구현 장치는 시트(1)에 내장되는 복수 개의 진동 액추에이터(100)를 포함할 수 있다.

이때, 도 1a에 예시된 바와 같이, 차량의 시트(1)에서 시트백(2)과 시트쿠션(3)에 각각 정해진 개수의 진동 액추에이터(100)가 설치될 수 있다. 도 1a를 참조하면 시트백(2)과 시트쿠션(3)에 각각 2개씩의 진동 액추에이터(100)가 설치된 것을 볼 수 있으며, 이러한 진동 액추에이터(100)의 개수는 예시적인 것으로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 시트(10)에 설치되는 진동 액추에이터(100)의 개수나 설치위치는 도 1b의 예들과 같이 다양하게 변경 가능하다.

도 1a의 좌측 도면은 시트백(2)에 설치된 진동 액추에이터(100)가 차체 방향을 기준으로 전후방향(화살표 참조)의 진동을, 시트쿠션(3)에 설치된 진동 액추에이터가 차체 방향을 기준으로 상하방향(화살표 참조)의 진동을 생성하도록 설치된 예를 보여주고 있다. 또한, 도 1a의 우측 도면은 시트백(2)과 시트쿠션(3)에 설치된 진동 액추에이터(100)가 모두 차체 방향을 기준으로 좌우방향(화살표 참조)의 진동을 생성하도록 설치된 예를 보여주고 있다.

본 발명의 실시예에서, 변속 충격을 모사한 가상 진동을 생성할 수 있는데, 이를 위해 가상 변속감 생성을 위한 제어기 내 제어 로직에 따라 변속 요구가 있을 경우, 제어기는 가상 효과를 연출 및 구현하기 위한 가상 효과 연출 신호를 생성한다. 이때, 제어기에서 생성되는 가상 효과 연출 신호에 의해 시트(1) 내부의 진동 액추에이터(100)가 작동하여 진동을 생성하게 되며, 이에 내연기관 자동차에서 변속기가 변속될 때 생기는 진동 충격을 전기자동차에서도 구현할 수 있다.

또한, 제어기는 차량이 정속 주행하거나 가속 주행할 경우 운전자의 가속페달 입력값(APS 값), 또는 모터 토크 지령, 또는 구동계 속도로부터 가상 사운드의 음량을 결정하고, 진동 액추에이터를 통해 발생시키고자 하는 진동량 및 진동 가진력을 결정할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 가상 효과 구현 장치에서 사용될 수 있는 진동 액추에이터의 구성에 대해 다음의 도면을 참조로 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가상 효과 구현 방법에서 이용 가능한 진동 액추에이터의 예를 도시한 사시도이다. 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 가상 효과 구현 방법에서 진동 액추에이터(100)는 전술한 바와 같이 시트백(1)과 시트쿠션(2)에 설치될 수 있고(도 1a 및 도 1b 참조), 시트백(1)과 시트쿠션(2)에서도 각각의 폼 패드(foam pad) 내부에 설치될 수 있다. 이와 같이 진동 액추에이터(100)가 시트(1)의 폼 패드 내부에 설치되면, 진동 액추에이터(100)의 작동시 시트에 착석한 운전자나 승객이 진동 액추에이터에서 발생하는 진동을 몸으로 느낄 수 있다.

본 발명에서 진동 액추에이터(100)는 케이스(110)에 구비된 터미널(113) 및 이에 접속된 와이어 어셈블리(116)에 의해 미도시된 구동회로부와 연결될 수 있다. 이에 제어기(후술하는 제1 제어기임)에서 생성되는 가상 효과 연출 신호에 따라 제어기 내부 또는 외부의 구동회로부를 통해 진동 생성을 위한 전기 신호(액추에이터 구동 전류)가 인가되면, 전기 신호가 구동회로부에서 와이어 어셈블리(116)를 통해 진동 액추에이터(100)로 입력될 수 있다. 진동 액추에이터(100)에서 케이스(110)는 서로 조립되어 밀폐된 내부공간을 형성하는 제1 케이스(111)와 제2 케이스(112)를 포함하여 구성될 수 있다.

결국, 전기 신호에 따라 진동 액추에이터(100)의 작동이 제어되면서 진동 액추에이터에서 원하는 진동을 발생시킬 수 있게 된다. 여기서, 전기 신호는 가상 효과 연출 신호에 따라 제어된 액추에이터 구동 전류일 수 있으며, 제어기에 의해 제어된 전류가 진동 액추에이터(100)에 인가됨으로써 진동 액추에이터에서 원하는 진동을 발생시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 가상 효과 구현 방법에서는 제어기와 진동 액추에이터에 의해 가상 사운드와 연동하는 가상 진동이 생성되도록 할 수 있다. 이를 위해 제어기가 차량 운전 정보를 기초로 가상 효과의 특성을 결정하고, 상기 결정된 가상 효과의 특성 정보를 기초로 가상 효과 연출 신호를 생성한다.

또한, 제어기는 상기 생성된 가상 효과 연출 신호에 따라 음향 기기의 작동이 제어되도록 하여 음향 기기에서 가상 사운드가 출력되도록 하는 동시에, 가상 효과 연출 신호에 따라 진동 액추에이터의 작동이 제어되도록 하여 진동 액추에이터에서 원하는 가상 진동이 생성 및 출력되도록 한다.

본 발명에서 음향 기기에 의해 생성 및 출력되는 가상 사운드와 진동 액추에이터에 의해 인위적으로 생성되는 가상 진동은, 전기자동차에서 차량 운전 및 주행 상태에 따라 발생하는 사운드와 진동이 될 수 있는 것으로, 적용 대상 차량과 구동계가 상이한 차량, 예컨대 내연기관 자동차에서의 사운드와 진동을 모사한 가상의 사운드와 진동이 될 수 있다.

본 발명에서 가상 사운드는 전기자동차의 구동장치(동력기관)인 모터에서 차량 주행 중 발생하는 모터 사운드일 수 있다. 여기서, 모터 사운드는 모터의 실제 소음이 아닌 가상의 모터 사운드이며, 차량 주행 중 운전 조건에 따라 모터에서 발생하는 것을 가상한 모터에 의한 가상 주행 사운드(주행음)이다.

또는, 본 발명에서 가상 사운드는 전기자동차 구동계가 아닌 타 구동계, 예컨대 내연기관 자동차 구동계의 구동장치(동력기관)인 엔진이 차량 주행 중에 생성하는 엔진 사운드를 모사한 가상 엔진 사운드일 수 있다. 전기자동차에는 엔진이 부재하므로, 가상 엔진 사운드 역시 전기자동차에서 발생하는 실제 소음이 아닌 가상 사운드이며, 전기자동차에서 차량 주행 중 운전 조건에 따라 발생하는 것을 가상한 엔진에 의한 가상 주행 사운드이다.

또한, 본 발명에서 가상 진동은 차량 운전 정보에 상응하여 생성되는 엔진 진동 또는 차량 진동을 모사한 것이거나 차량 운전 정보에 상응하여 생성되는 변속 충격을 모사한 진동일 수 있다. 즉, 본 발명에서 생성 및 구현하는 가상 진동은 내연기관 자동차에서의 정속이나 가속 또는 감속 주행시 발생하는 주행 진동을 모사한 가상 진동, 또는 내연기관 자동차에서의 변속 충격을 모사한 진동일 수 있는 것이다.

예를 들어, 제어기 내 가상 변속 기능을 구현하기 위한 제어 로직에서 변속 신호가 생성될 때 진동 액추에이터를 작동시켜 가상의 변속감(변속 충격)을 연출하기 위한 진동을 생성한다. 또는 본 발명에서 생성 및 구현하는 진동은 내연기관 자동차에서의 후연소로 인한 진동을 모사한 진동일 수 있다.

또한, 본 발명에서 가상 효과 연출 신호를 생성하는데 이용되는 전기자동차의 실제 차량 운전 조건, 즉 상기한 차량 운전 정보로는, 운전자의 가속페달 입력값이나 모터 토크 지령, 또는 구동계 속도 등이 될 수 있다. 또는 가상 효과 연출 신호를 생성하는데 이용되는 차량 운전 정보는 차속이 될 수도 있다.

가상 사운드 중 가상의 주행 사운드, 즉 가상 모터 사운드 또는 가상 엔진 사운드는 운전자가 가속페달을 조작함에 따른 가속 주행시 사운드, 정속 주행시 사운드, 감속 주행시 사운드로 구분될 수 있다. 가속페달을 가압하여 조작한 경우 가속 사운드, 그리고 가속페달의 가압 상태를 해제한 경우 정속 또는 감속 사운드를 출력하도록 설정될 수 있다.

상기 구동계 속도는 센서에 의해 검출되는 차량 구동계 부품의 회전속도로서, 구동모터의 회전속도(모터 속도)이거나 구동륜의 회전속도(구동륜 속도), 또는 드라이브 샤프트의 회전속도(드라이브 샤프트 속도)일 수 있다. 또는 구동계 속도 정보로서 가상 변수인 가상 엔진 속도를 이용할 수도 있다. 가상 엔진 속도는 제어기에서 센서에 의해 검출되는 구동계 속도의 가변 배수 값으로 산출될 수 있고, 여기서 센서에 의해 검출되는 구동계 속도는 모터 속도일 수 있다. 이때, 가상 엔진 속도를 산출하기 위해 모터 속도에 곱해지는 계수의 값은 가상의 변속기 및 기어비 모델, 가상의 현재 변속단에 따라 정해지는 값일 수 있다.

그리고 다단 변속기가 부재한 전기자동차에서 구동모터의 토크 제어를 통해 다단 변속감을 생성 및 구현할 수 있도록 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 방법이 알려져 있다. 또한, 전기자동차의 가상 변속감 생성을 위한 제어 과정에서 다단 변속감을 생성 및 구현하는데 필요한 가상 변수 중 하나로서 가상 엔진 속도를 이용하는 것이 알려져 있다.

이와 같이 다단 변속감을 생성 및 구현하는데 이용되는 가상 변수 중 하나인 가상 엔진 속도가 본 발명에서 가상 사운드 출력을 위한 가상 변수로 이용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 제어기(후술하는 제1 제어기)가 가상 차속과 가상 현재 변속단의 기어비 정보를 이용하여 가상 엔진 속도를 결정할 수 있다.

여기서, 가상 차속은 실제 변수(입력 변수) 정보 중 하나인 실제 모터 속도와 가상 종감속 기어비를 이용하여 실제 모터 속도와 정비례하는 값으로 산출될 수 있고, 이때 가상 종감속 기어비는 제어기에 미리 설정되는 값이다. 본 발명의 실시예에서 차량 주행 동안 측정되는 실제 모터 속도와 가상 종감속 기어비를 이용하여 가상 차속이 계산되고, 이 가상 차속에 의해 가상 엔진 속도가 실시간으로 계산될 수 있다.

또한, 가상 차속과 가상 현재 변속단의 가상 기어비를 곱한 값으로부터 가상 엔진 속도가 구해질 수 있으며, 또는 모터 속도 등 구동계 속도와 가상 현재 변속단의 가상 기어비를 곱한 값으로부터 가상 엔진 속도가 구해질 수도 있다.

가상 현재 변속단은 가상 차속과 가속페달 입력값(APS 값)으로부터 제어기에 미리 설정된 변속 스케줄 맵에 따라 결정될 수 있다. 여기서, 가상 차속 대신 실제 차속이 이용될 수도 있다. 상기와 같이 가상 현재 변속단이 결정되면 그 변속단에 해당하는 가상 기어비와 가상 차속 또는 모터 속도를 이용하여 가상 엔진 속도를 실시간으로 산출할 수 있다.

상기와 같이 가상 현재 변속단이 가상 차속과 가속페달 입력값으로부터 결정되면 상기 결정된 가상 현재 변속단 정보를 기초로 가상 엔진 속도를 산출할 수 있는데, 이때 산출된 가상 엔진 속도 정보를 기초로 차량에서 가상 사운드를 생성할 수 있다. 이와 같이 가상 차속과 가속페달 입력값으로부터 결정된 변속단 정보가 이용될 수 있으나, 이러한 변속단 대신, 운전자가 시프트 레버와 같은 변속조작수단을 이용하여 기어 변속 조작을 할 때 선택된 변속단이 가상 사운드를 생성하는데 이용되도록 할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가상 효과 구현 과정을 수행하는 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 이에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가상 효과 구현 과정을 수행하는 장치는, 차량 운전 정보를 검출하는 운전정보 검출부(12), 운전정보 검출부(12)에 의해 검출되는 차량 운전 정보를 기초로 차량 주행시 가상 효과의 특성을 결정한 뒤 상기 결정된 가상 효과의 특성에 따라 가상 효과를 연출하기 위한 가상 효과 연출 신호를 생성 및 출력하는 제1 제어기(20), 그리고 제1 제어기(20)에서 출력되는 가상 효과 연출 신호에 따라 가상 진동을 발생시키도록 작동하는 진동 액추에이터(100)를 포함한다.

이에 더하여, 제1 제어기(20)에서 출력되는 가상 효과 연출 신호에 따라 가상 사운드를 생성 및 출력하도록 작동하는 음향 기기를 더 포함할 수 있다. 여기서, 음향 기기는 음원 신호와 가상 효과 연출 신호를 처리하여 가상 사운드를 발생시키기 위한 사운드 신호를 생성 및 출력하는 사운드 발생장치(sound generator)(51), 그리고 사운드 신호에 따라 작동하여 가상 사운드를 출력하는 앰프(amplifier)(52)와 우퍼 등 스피커(speaker)(53)를 포함할 수 있다. 상기 스피커(53)는 차량 실내와 실외 중 적어도 하나 이상에 설치되고, 바람직하게는 복수 개의 스피커(53)가 차량에 설치되어 가상 사운드를 출력하는데 이용될 수 있다.

또한, 본 발명에서 제1 제어기(20)는 차량 운전 정보를 기초로 토크 지령을 생성하여 출력하고, 이에 제2 제어기(30)에서는 제1 제어기(20)가 출력하는 토크 지령에 따라 구동장치(41)의 작동을 제어한다. 제1 제어기(20)와 제2 제어기(30)는 차량에서의 가상 사운드 및 가상 진동을 생성하기 위한 제어 과정과 차량의 주행 제어 과정에 관여하는 제어기들이다.

이하의 설명에서 제어 주체를 제1 제어기(20)와 제2 제어기(30)로 구분하여 설명하지만, 본 발명에 따른 가상 사운드 및 가상 진동의 생성을 위한 제어 과정 및 주행 제어 과정은 복수 개의 제어기 대신 통합된 하나의 제어요소에 의해서도 수행될 수 있다.

복수 개의 제어기와 통합된 하나의 제어요소를 모두 제어기라 통칭할 수 있고, 이 통칭하는 제어기에 의해 이하 설명되는 본 발명의 가상 사운드 출력 및 가상 진동 생성을 위한 제어 과정이 수행될 수 있다. 이때, 제어기는 제1 제어기(20)와 제2 제어기(30)를 모두 통칭하는 것이 될 수 있다.

이에 더하여, 본 발명의 실시예에 따른 가상 효과 구현 과정을 수행하는 장치는, 가상 사운드 출력 및 가상 진동 생성 기능을 포함하는 가상 효과 구현 기능의 온(on)과 오프(off) 중 하나를 운전자가 선택적으로 입력할 수 있도록 구비된 인터페이스부(11)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 인터페이스부(11)로는 운전자가 차량에서 가상 효과 구현 기능의 온(on)과 오프(off)를 조작할 수 있는 수단이라면 이용 가능하며, 예로서 차량에 구비되는 버튼이나 스위치 등의 조작 장치, 그 밖에 ANV(Audio, Video, Navigation) 시스템의 입력 장치나 터치 스크린 등이 될 수 있다.

인터페이스부(11)는 제1 제어기(20)에 연결될 수 있다. 이에 따라 인터페이스부(11)를 통한 운전자의 온(on) 또는 오프(off) 조작이 있게 되면, 인터페이스부(11)에서 온 신호 또는 오프 신호가 제1 제어기(20)에 입력될 수 있게 된다. 결국, 제1 제어기(20)가 운전자에 의한 가상 효과 구현 기능의 온 또는 오프 조작 상태를 인식할 수 있게 된다.

본 발명에서 차량 주행 동안의 가상 효과 구현 기능, 즉 사운드 발생장치(51), 앰프(52) 및 스피커(53)를 포함하는 음향 기기를 이용하여 가상 사운드를 출력하는 가상 사운드 출력 기능, 그리고 진동 액추에이터(100)를 이용하여 가상 진동을 생성하는 가상 진동 생성 기능은, 운전자가 상기 인터페이스부(11)를 통해 온(on)을 입력한 경우에만 실행된다.

또한, 인터페이스부(11)가 차량 내에 구비된 차량의 입력 장치라면, 인터페이스부의 다른 예로서, 가상 효과 구현 기능의 온 및 오프 조작을 운전자가 모바일 기기를 통해서도 하도록 할 수 있다. 모바일 기기는 차량 내 장치, 예컨대 제1 제어기(20)에 통신 가능하게 연결될 수 있는 것이어야 하며, 이를 위해 모바일 기기와 제1 제어기(20) 사이의 통신 연결을 위한 입출력 통신 인터페이스가 이용된다.

운전정보 검출부(12)는, 차량에서 토크 지령을 생성하기 위해 필요한 차량 운전 정보와 함께 가상 사운드 출력 및 가상 진동 생성 기능을 수행하기 위해 필요한 차량 운전 정보(운전 변수 정보)를 검출하는 구성부이다. 본 발명의 실시예에서 운전정보 검출부(12)는, 가상 효과 연출 신호를 생성하기 위한 차량 운전 정보를 검출하기 위한 것으로서, 운전자의 가속페달 조작에 따른 가속페달 입력 정보(가속페달 입력값)를 검출하는 가속페달 검출부, 및 차량 구동계의 속도를 검출하는 속도 검출부 중에 정해진 하나를 포함할 수 있다.

여기서, 가속페달 검출부는 가속페달에 설치되어 운전자의 가속페달 조작 상태에 따른 전기적인 신호를 출력하는 통상의 가속페달 센서(Accelerator Position Sensor, APS)일 수 있다. 또한, 속도 검출부는 차량 구동계 속도 정보를 취득하기 위한 것으로, 상기 구동계 속도는 차량을 구동하는 모터, 즉 구동모터(41)의 회전속도(모터 속도)이거나 구동륜(43)의 회전속도(구동륜 속도)이거나 드라이브 샤프트의 회전속도(드라이브 샤프트 속도)일 수 있다. 이때, 속도 검출부는 구동모터(41)에 설치된 레졸버이거나 구동륜(43)에 설치된 휠속 센서일 수 있으며, 또는 드라이브 샤프트 속도를 검출할 수 있는 센서일 수 있다.

그리고 본 발명에서 차량 운전 정보는 토크 지령 및 가상 효과 연출 신호를 생성하는데 이용될 수 있는 것으로서 차속을 포함할 수 있다. 이 경우, 운전정보 검출부(12)는 현재의 주행 차속을 검출하기 위한 차속 검출부를 포함할 수 있고, 차속 검출부는 차량의 구동륜(43)에 설치된 휠속 센서를 포함하는 구성이 될 수 있다.

그리고 제1 제어기(20)는, 차량 운전 정보로부터 토크 지령을 결정 및 생성하는 것과 더불어, 차량 운전 정보 또는 상기 차량 운전 정보와 가상 변수 정보로부터 가상 효과의 특성을 결정하고 상기 결정된 가상 효과의 특성에 따라 가상 효과 연출 신호를 생성하여 출력한다. 여기서, 가상 변수 정보는 가상 엔진 속도나 가상 차속, 가상 변속단 등이 될 수 있다.

상기 토크 지령은 통상의 전기자동차에서 주행 중 수집되는 차량 운전 정보에 기초하여 결정 및 생성되는 모터 토크 지령일 수 있고, 제1 제어기(20)는 통상의 전기자동차에서 차량 운전 정보에 기초하여 모터 토크 지령을 생성하는 차량 제어기(Vehicle Control Unit, VCU)일 수 있다.

제2 제어기(30)는 제1 제어기(20)에서 송신되는 토크 지령을 수신하여 구동장치(41)의 작동을 제어하는 제어기이다. 본 발명에서 구동장치(41)는 차량의 구동륜(43)에 연결되어 차량을 구동하는 모터, 즉 구동모터(41)이고, 제2 제어기(30)는 통상의 전기자동차에서 인버터를 통해 모터(41)를 구동시키고 모터(41)의 구동을 제어하는 공지의 모터 제어기(Motor Control Unit, MCU)일 수 있다.

도 3에서 구동장치(41)인 모터가 출력하는 토크 및 회전력은 감속기(42)에 의해 감속된 뒤 구동륜(43)에 전달된다. 도 3에서 도면부호 54는 차량의 운전석 전방에 설치된 클러스터이고, 이 클러스터(54)를 통해서는 현재 차속과 함께 현재의 가상 엔진 속도와 가상 변속단 등이 표시될 수 있다.

본 발명에서 가상 사운드와 가상 진동을 생성 및 출력하기 위해 이용되는 가상 효과 연출 신호는 현재의 차량 운전 조건에서 가상 사운드 및 이에 연동하는 가상 진동의 특성에 매칭되는 신호가 된다. 이와 같이 제어기가 차량 운전 정보를 기초로 가상 사운드의 특성에 매칭되는 가상 효과 연출 신호를 생성 및 출력하면, 음향 기기에서는 음원 신호와 가상 효과 연출 신호를 이용하여 원하는 가상 사운드를 출력하게 된다. 또한, 진동 액추에이터(100)에서는 가상 효과 연출 신호를 이용하여 가상 사운드에 연동하는 가상 진동을 출력하게 된다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에서 가상 진동 및 가상 사운드에 대한 제어의 예를 나타낸 도면으로, 도 4는 정속 주행시 가상 진동의 패턴을 예시한 것이고, 도 5는 가속 주행시 가상 사운드에 연동하여 결정되는 가상 진동 패턴을 예시한 것이다.

도 4와 도 5의 예에서 속도는 상기한 구동계 속도이며, 이는 전기자동차의 실제 변수인 모터 속도, 구동륜 속도, 또는 드라이브 샤프트 속도이거나 실제 차속일 수 있다. 또는 속도는 전기자동차에서의 가상 변수인 가상 엔진 속도 또는 가상 차속일 수 있다. 그리고 도 4에서 속도와 가속페달 입력값(APS 값)은 모터 토크 지령으로 대체하는 것이 가능하다.

본 발명에서 가상 효과의 특성은 진동 액추에이터를 통해 생성하고자 하는 진동의 특성과, 음향 기기를 통해 생성하고자 하는 가상 사운드의 특성으로서, 이는 차량 운전 정보(실제 변수 또는 가상 변수)에 따라 결정되는 진동량과 가상 사운드 음량을 포함하는 것일 수 있다. 더 상세하게는, 가상 효과의 특성은 차량 운전 정보인 가속페달 입력값, 구동계 속도, 또는 모터 토크 지령에 따른 진동량과 가상 사운드 음량을 포함하는 것일 수 있다.

여기서, 진동량은 진폭으로 대체 가능하며, 가상 진동을 생성하기 위한 가상 효과의 특성은 진동의 진폭과 주기, 주파수 대역을 포함하는 것이 될 수도 있다. 또한, 가상 사운드의 음량(volume)은 사운드의 강도를 의미하고, 가상 사운드를 생성하기 위한 가상 효과의 특성은 가상 사운드의 강도와 시간간격(음의 시간간격), 그리고 주파수 대역 또는 피치(음의 높낮이임)를 포함하는 것이 될 수 있다.

요컨대, 가상 효과의 특성은 가상 진동 제공을 위해 진동 액추에이터를 통해 생성하고자 하는 진동의 진동량, 진폭, 주기, 및 주파수 대역 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것일 수 있고, 가상 사운드 제공을 위해 음향 기기를 통해 생성하고자 하는 가상 사운드의 강도와 시간간격, 그리고 주파수 대역 또는 피치(음의 높낮이임)를 포함하는 것이 될 수 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 진동량은 가속페달 입력값과 구동계 속도에 선형적으로 비례하는 값으로 결정될 수 있다. 즉, 가속페달 입력값과 구동계 속도가 클수록 진동량도 큰 값이 될 수 있다. 또한, 실시간 실제 변수 정보 또는 가상 변수 정보를 이용하여 진동량이 결정되면, 제어기에서는 상기 결정된 진동량에 매칭되는 진동을 생성하기 위한 가상 효과 연출 신호를 생성 및 출력하여 상기 가상 효과 연출 신호에 따라 진동 액추에이터의 작동이 제어되도록 한다.

또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 속도에 따른 가상 사운드의 특성인 음량이 결정되면, 그로부터 가상 진동의 특성인 진동량이 속도에 따라 동일한 패턴으로 결정되도록 할 수 있고, 이에 가상 사운드와 연동하는 가상 진동의 생성이 가능해진다. 이를 통해 가상 사운드와 가상 진동이 동시에 생성되도록 할 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 제어기가 가상 효과의 특성 중 가상 사운드의 특성으로부터 가상 진동의 특성을 결정한 후 상기 결정된 가상 진동의 특성에 따른 가상 효과 연출 신호를 생성하도록 할 수 있다. 예컨대, 도 5에 나타낸 바와 같이 가상 사운드의 음량을 가상 진동의 진동량으로 변환하는 것이 가능하다.

또는, 차량 실내에서 가상 사운드가 스피커를 통해 출력될 때, 차량 실내의 가상 사운드를 센서를 통해 센싱한 뒤 센싱된 가상 사운드 신호를 제어기에서 처리하여 진동 신호로 변환하고, 상기 변환된 진동 신호를 진동 생성을 위한 가상 효과 연출 신호로 이용하여 진동 액추에이터에서 가상 진동을 생성하도록 할 수 있다.

여기서, 센서는 사운드 신호의 입력 및 센싱이 가능한 마이크일 수 있다. 또한, 센싱된 가상 사운드 신호를 변환하여 생성한 가상 진동 신호(가상 효과 연출 신호가 됨)를 이용하여 진동 액추에이터를 통해 가상 진동을 생성하는 것은, 앞에서 설명한 바와 같이 가상 효과 연출 신호를 이용하여 진동 액추에이터에서 가상 진동을 생성하는 것과 동일하게 실시될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가상 효과 구현 방법에서 가속 주행시 센싱된 가상 사운드 신호를 가상 진동 신호 변환하여 가상 사운드 기반의 가상 진동을 발생시키는 과정을 나타내는 순서도이다. 제어기에서는 차량 실내에서 센싱된 가상 사운드 신호를 변환하여 가상 진동으로 처리하기 위하여 가상 사운드의 특성 정보 중 가상 사운드의 음량을 이용할 수 있다.

즉, 가상 사운드 신호가 차량 운전 정보에 따라 음향기기를 통해 출력되는 가상 사운드의 음량 정보를 포함하는 신호일 수 있고, 이때 제어기에서 센서를 통해 감지된 가상 사운드의 음량을 나타내는 가상 사운드 신호를 가상 진동 신호로 변환할 수 있다.

도 6의 제어 과정은 차량 주행 중 가상 사운드가 차량 실내에서 출력되는 동안 계속해서 수행되는데, 먼저 차량 실내의 가상 사운드를 센서를 통해 센싱하고(S1), 제어기가 센싱된 가상 사운드의 음량 정보가 포함된 가상 사운드 신호를 처리한다. 이때, 음향 기기에서 출력된 뒤 각 센서에 의해 센싱된 좌우 채널의 사운드 신호를 합성하여 합성된 사운드 신호를 이용할 수 있다. 이는 스테레오 효과로 인해 신호가 유실되는 것을 방지하기 위함이다.

예를 들어, 차량 실내 스피커를 통해 좌측 채널에 저음, 우측 채널에 고음을 넣는 효과를 준 사운드가 출력된다면, 우측 채널이 사용될 때 저음에 대한 신호가 센싱되지 못하므로 저음 진동이 발생하지 않는다. 이를 방지하기 위해 좌측 채널과 우측 채널의 사운드 신호를 합성하여 이용한다.

차량 실내에서 가상 사운드가 센싱되면, 센싱된 가상 사운드에 대해 필터 처리를 하여 저음 또는 고음에 해당하는 주파수 대역의 가상 사운드 신호가 선택되도록 할 수 있다(S2,S3). 예를 들어, 저음 필터를 이용하여 저음 부분이 선택되거나 고음 필터를 이용하여 고음 부분이 선택되도록 할 수 있다.

또는 상기와 같이 저음 또는 고음이 아닌, 특정 주파수 대역이 선택되도록 할 수도 있다. 즉, 가상 사운드에서 정해진 주파수 대역을 통과할 수 있는 필터를 이용하여 정해진 주파수 대역이 선택 및 처리되도록 할 수 있다(S4).

또한, 저음이 아닌 사운드에 해당하는 신호를 기초로 진동 액추에이터에서 진동을 생성할 경우 생성되는 것이 진동보다 사운드로 느끼지는 문제가 있게 된다. 이를 방지하기 위해 가상 사운드 신호에 대한 엔벨롭(envelop) 처리를 실행할 수 있다(S5,S6). 엔벨롭 처리는 입력된 파형의 크기만큼의 주파수를 발생시키는 로직으로, 고주파의 파형이 있어도 저음의 주파수를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 특정 고주파 영역의 신호를 필터링하여 엔벨롭 처리할 경우 사운드와 대체로 일치되는 진동을 발생시킬 수 있다.

이때, 저음 필터를 이용하여 저음 부분이 선택된 신호도 엔벨롭 처리가 가능하며, 이를 이용하는 경우 사운드와 대체로 일치되는 진동을 구현할 수 있게 된다. 마직막으로 필터와 엔벨롭 처리된 신호를 이용하여 진동 후처리를 진행한 뒤(S7), 최종 신호를 이용하여 진동 액추에이터에서 진동이 발생되도록 한다(S8). 사운드 신호의 엔벨롭 처리 과정에 대해서는 그 방법 등이 통상의 기술자에게 잘 알려진 공지의 기술사항이므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

1 : 시트 2 : 시트백
3 : 시트쿠션 11 : 인터페이스부
12 : 운전정보 검출부 20 : 제1 제어기
30 : 제2 제어기 41 : 구동장치(모터)
42 : 감속기 43 : 구동륜
51 : 사운드 발생장치 52 : 앰프
53 : 스피커 54 : 클러스터
100 : 진동 액추에이터 110 : 케이스
111 : 제1 케이스 112 : 터미널
113 : 제2 케이스 114 : 구동 케이스
115 : 돌출부 116 : 와이어 어셈블리
117 : 커넥터 118 : 서스펜션 부재
119 : 요크 120 : 제1 자석
121 : 폴 피스 122 : 제2 자석
123 : 코일 124 : 스프링
124a : 홀 125 : 스크류

Claims (14)

1. 제어기에 의해, 전기자동차의 주행 중 가상 효과 생성을 위한 차량 운전 정보가 수집되는 단계;
   제어기에 의해, 상기 수집된 차량 운전 정보를 기초로 가상 효과의 특성이 결정되는 단계;
   제어기에 의해, 상기 결정된 특성의 가상 효과를 연출하기 위한 가상 효과 연출 신호가 생성되는 단계; 및
   상기 제어기에서 생성된 가상 효과 연출 신호에 의해, 차량 시트에 설치된 진동 액추에이터가 상기 가상 효과의 특성에 따른 진동을 생성하도록 작동되어 시트에 착석한 운전자 또는 승객에게 상기 진동이 제공되도록 하는 단계를 포함하는 전기자동차의 가상 효과 구현 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 차량 운전 정보는 가속페달 검출부에 의해 검출되는 운전자 가속페달 입력값, 속도 검출부에 의해 검출되는 차량 구동계 속도, 및 차속 검출부에 의해 검출되는 차속 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 효과 구현 방법.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 차량 구동계 속도는 차량 구동모터의 회전속도, 구동륜의 회전속도, 및 드라이브 샤프트의 회전속도 중 하나인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 효과 구현 방법.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어기는 상기 수집된 차량 운전 정보에 의해 구해지는 차량 구동모터의 토크 지령으로부터 가상 효과의 특성을 결정하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 효과 구현 방법.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 가상 효과의 특성은 진동 액추에이터에서 생성하고자 하는 진동의 진동량, 진폭, 주기, 및 주파수 대역 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 효과 구현 방법.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 차량 운전 정보는 가속페달 검출부에 의해 검출되는 운전자 가속페달 입력값, 속도 검출부에 의해 검출되는 차량 구동계 속도, 및 차속 검출부에 의해 검출되는 차속 중 하나를 포함하고,
   상기 제어기에서 상기 진동의 진동량은 운전자 가속페달 입력값 또는 구동계 속도 또는 차속과 비례하는 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 효과 구현 방법.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어기에서 생성된 가상 효과 연출 신호에 의해, 차량에 구비된 음향 기기가 상기 가상 효과의 특성에 따른 가상 사운드를 생성하도록 작동되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 효과 구현 방법.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 가상 사운드는,
   내연기관 자동차의 배기계에서 발생하는 후연소 사운드를 모사한 가상 후연소 사운드이거나, 내연기관 자동차의 엔진에서 발생하는 엔진 사운드를 모사한 가상 엔진 사운드이거나, 차량 구동모터에서 발생하는 것으로 가상한 가상 모터 사운드인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 효과 구현 방법.
   
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 가상 사운드를 생성하기 위한 가상 효과의 특성은,
   상기 음향 기기를 통한 가상 사운드가 출력되는 시점인 발현 시점을 포함하고, 이와 함께 상기 가상 사운드의 강도와 지속시간, 시간간격, 그리고 주파수 대역 또는 음의 높낮이를 나타내는 피치 중 적어도 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 효과 구현 방법.
   
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 가상 효과가 가상 사운드와 가상 진동이고,
    상기 제어기는,
    상기 가상 사운드를 생성하기 위한 가상 사운드의 특성을 결정한 뒤,
    상기 결정된 가상 사운드의 특성으로부터 가상 진동을 생성하기 위한 가상 진동의 특성을 결정하고,
    상기 결정된 가상 사운드의 특성과 가상 진동의 특성에 따른 가상 효과 연출 신호를 생성하여, 상기 생성된 가상 효과 연출 신호에 따라 진동 액추에이터에 의한 가상 진동과 음향 기기에 의한 가상 사운드가 동시에 생성되도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 효과 구현 방법.
    
11. 청구항 7에 있어서,
    차량 실내에서 가상 사운드가 음향 기기를 통해 생성될 때, 상기 생성된 가상 사운드를 센서를 통해 센싱하고,
    상기 센싱된 가상 사운드 신호를 제어기가 진동 신호로 변환하며,
    상기 제어기에서 변환된 진동 신호를 가상 진동을 생성하기 위한 가상 효과 연출 신호로 이용하여 진동 액추에이터에서 가상 진동이 생성되도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 효과 구현 방법.
    
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어기는 음향 기기에서 출력된 뒤 각 센서에 의해 센싱된 좌측 채널의 가상 사운드 신호와 우측 채널의 가상 사운드 신호를 합성하여 합성된 가상 사운드 신호를 진동 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 효과 구현 방법.
    
13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 센싱된 가상 사운드 신호로부터 저음 또는 고음에 해당하는 주파수 대역이 선택되거나 정해진 주파수 대역이 선택되도록,
    상기 센싱된 가상 사운드 신호를 필터에 의해 필터링한 후 진동 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 효과 구현 방법.
    
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 필터링된 가상 사운드 신호를 엔벨롭(envelop) 처리한 후 진동 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 가상 효과 구현 방법.
    
    

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