KR20230053940A - 차량의 실내 사운드 제어방법 및 그 방법을 제공하는 사운드 제어장치 - Google Patents

차량의 실내 사운드 제어방법 및 그 방법을 제공하는 사운드 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 차량이 경사로를 주행할 때 발생하는 소음을 적절히 제어하여 운전자의 만족도를 높일 수 있는 차량의 실내 사운드 제어방법 및 그 방법을 제공하는 차량 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 차량의 실내 사운드 제어장치는, 차량이 주행하는 도로의 기울기에 대응하여 차량의 실내 사운드를 제어하는 사운드 제어장치로서, 상기 차량의 실내에서 측정된 실내 사운드의 레벨을 낮추는 제1 보정 사운드를 생성하는 사운드 상쇄회로, 상기 실내 사운드의 레벨을 높이는 제2 보정 사운드를 생성하는 사운드 보강회로, 그리고 상기 기울기의 절대값이 기준값 이하인 평지에 대응하는 제1 목표 사운드의 레벨보다 상기 기울기의 절대값이 상기 기준값을 초과하는 경사로에 대응하는 제2 목표 사운드의 레벨이 더 낮도록 설정하고, 상기 차량이 상기 경사로를 주행할 때, 상기 실내 사운드의 레벨이 상기 제2 목표 사운드의 레벨을 추종하도록 상기 사운드 상쇄회로 및 상기 사운드 보강회로를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

차량의 실내 사운드 제어방법 및 그 방법을 제공하는 사운드 제어장치{INDOOR SOUND CONTROL METHOD FOR CAR AND SOUND CONTROL APPARATUS PROVIDING THE SAME}
본 발명은, 차량이 경사로를 주행할 때 발생하는 소음을 적절히 제어하여 운전자의 만족도를 높일 수 있는 차량의 실내 사운드 제어방법 및 그 방법을 제공하는 차량 시스템에 관한 것이다.
차량에서 사운드는 단순한 소리 이상의 의미를 갖는다. 엔진 사운드, 차문의 온/오프를 알리는 사운드 등과 같이, 차량의 실내에서 운전자가 듣는 실내 사운드는, 기능적인 기능에 감성적인 기능을 더하여 차량 전체에 대한 좋은 이미지를 제공하는데 큰 역할을 하고 있다. 이에, 최근 자동차 생산업체는, 차량의 실내 사운드를 디자인하는데 심혈을 기울이고 있다.
차량의 실내 사운드를 디자인할 때, 기본적인 기술은 능동 소음 저감 기술(ANC: Active Noise Cancellation)과 가상 엔진음 재생 기술(ASD: Active Sound Design)이다. 예를 들어, ANC 기술은, 엔진의 움직임을 감지하여 엔진 노이즈의 역위상 소리를 발생시켜 노이즈 캔슬링을 통해 실내에서 엔진 노이즈를 저감시키는 기술이다. ASD 기술은 엔진의 움직임에 연동되는 추가적인 사운드를 발생시켜 가상의 엔진 사운드를 합성하는 기술이다. 자동차 생산업체는, 불필요한 소음(noise)을 저감하는 ANC 기술과 기존 사운드에 새로운 사운드를 더하여 풍부하고 다이내믹한 엔진 사운드를 만드는 ASD 기술을 적절히 결합하여 차량의 실내 사운드를 디자인한다.
한편, 차량이 평지를 주행할 때와 경사로를 주행할 때, 차량 시스템의 제어가 상이하다. 예를 들어, 평지를 주행할 때와 비교하여, 오르막 길에서는 등판주행저항으로 인해 가속이 잘 되지 않는다. 때문에, 운전자는 가속페달을 더 밝게 된다. 또한, 오르막 길에서는 구동력을 확보하기 위해, 차량 시스템은, 변속기의 변속시점을 지연시켜 저단을 오래 지속하고, 그 결과 엔진 회전수(rpm)는 높아진다. 다른 예를 들어, 내리막 길에서는 평지를 주행할 때와 비교하여 등판주행저항이 차량 주행 방향과 반대로 작용하게 되어, 차량 속도가 증가하게 된다. 때문에, 운전자는 브레이크 페달을 더 밟아 속도를 일정하게 유지하려고 한다. 또한, 내리막 길에서는 감속감을 확보하고 브레이크의 부담을 덜기 위해, 차량 시스템은, 저단으로 조기 변속하여 저단을 사용하는 구간이 증가하고, 그 결과 엔진 회전수(rpm)는 높아진다.
즉, 차속이 동일하더라도 차량이 평지를 주행할 때와 비교하여 차량이 경사로를 주행할 때는 엔진 회전수(rpm)가 더 높아지고, 높은 엔진 회전수(rpm)로 인해 소음 레벨이 더 높을 수 있다.
그러나, 종래에는, 차량이 이동하는 도로의 상태(경사로, 평지 등)를 고려함 없이, 차속이 동일하면 동일한 목표 사운드에 맞추어 차량의 실내 사운드가 생성되도록 디자인되었다. 그로 인해, 운전자가 차량 실내에서 듣는 사운드가 소음으로 인식되는 문제가 있었다.
본 발명은, 차량이 경사로를 주행할 때 발생하는 소음을 제어하여 운전자의 만족도를 높일 수 있는 차량의 실내 사운드 제어방법 및 그 방법을 제공하는 사운드 제어장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 특징에 따른 차량의 실내 사운드 제어장치는, 차량이 주행하는 도로의 기울기에 대응하여 차량의 실내 사운드를 제어하는 사운드 제어장치로서, 상기 차량의 실내에서 측정된 실내 사운드의 레벨을 낮추는 제1 보정 사운드를 생성하는 사운드 상쇄회로, 상기 실내 사운드의 레벨을 높이는 제2 보정 사운드를 생성하는 사운드 보강회로, 그리고 상기 기울기의 절대값이 기준값 이하인 평지에 대응하는 제1 목표 사운드의 레벨보다 상기 기울기의 절대값이 상기 기준값을 초과하는 경사로에 대응하는 제2 목표 사운드의 레벨이 더 낮도록 설정하고, 상기 차량이 상기 경사로를 주행할 때, 상기 실내 사운드의 레벨이 상기 제2 목표 사운드의 레벨을 추종하도록 상기 사운드 상쇄회로 및 상기 사운드 보강회로를 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 차량의 실내 사운드 제어방법은, 실내 사운드 제어장치가 차량이 주행하는 도로의 기울기에 대응하여 차량의 실내 사운드를 제어하는 방법으로서, 상기 도로가 상기 기울기의 절대값이 기준값 이하인 평지 또는 상기 기울기의 절대값이 상기 기준값을 초과하는 경사로인지를 판단하는 단계, 상기 판단결과 상기 도로가 상기 경사로인 경우, 상기 평지에 대응하는 제1 목표 사운드의 레벨보다 상기 경사로에 대응하는 제2 목표 사운드의 레벨이 더 낮도록 상기 제2 목표 사운드의 레벨을 결정하는 단계, 그리고 상기 실내 사운드의 레벨이 상기 제2 목표 사운드의 레벨을 추종하도록, 상기 실내 사운드의 레벨을 낮추는 제1 보정 사운드 또는 상기 실내 사운드의 레벨을 높이는 제2 보정 사운드를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명은, 차량이 주행하는 도로를 평지 또는 경사로(오르막/내리막 길)로 구별하고, 도로 상황에 적합하게 차량의 실내 사운드를 디자인하여 운전자의 만족도를 높일 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량의 실내 사운드를 제어하는 차량 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 사운드 제어장치를 상세하게 설명하는 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따라 차량이 평지에서 주행할 때 차량의 실내 사운드를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 7은 다른 실시예에 따라 차량이 경사로에서 주행할 때 차량의 실내 사운드를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따라 차량의 실내 사운드 제어방법을 설명하는 흐름도이다.
도 9는 도 8의 평지 사운드 제어단계(S300)를 상세하게 설명하는 흐름도이다.
도 10은 도 8의 경사로 사운드 제어단계(S400)를 상세하게 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및/또는 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량의 실내 사운드를 제어하는 차량 시스템을 설명하는 도면이고, 도 2는 도 1의 사운드 제어장치를 상세하게 설명하는 블록도이며, 도 3은 일 실시예에 따라 차량이 평지에서 주행할 때 차량의 실내 사운드를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 4 내지 도 7은 다른 실시예에 따라 차량이 경사로에서 주행할 때 차량의 실내 사운드를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고하면, 차량 시스템(1)은, 마이크(10), 엔진 회전수 감지부(20), 차속 감지부(30), 기울기 감지부(40), 스피커(50), 그리고 사운드 제어장치(60)를 포함한다.
마이크(microphone)(10)는, 차량의 실내 사운드를 측정하고, 측정한 실내 사운드를 대응하는 전기신호로 변환하여 사운드 제어장치(60)에 전송한다. 이때, 차량의 실내 사운드는, 엔진이 회전함에 따라 발생하는 엔진 사운드(engine sound) 및 차량의 바퀴와 노면 사이의 마찰로 발생하는 노면 사운드(road surface sound) 등을 포함할 수 있다.
엔진 회전수 감지부(20)는, 차량이 주행할 때 엔진 회전수(RPM, revolution per minute)를 감지하고, 측정한 엔진 회전수(engine RPM)를 사운드 제어장치(60)에 전송한다. 예를 들어, 엔진 회전수 감지부(20)는 엔진 회전수(engine RPM)를 감지하는 센서로 구현될 수 있다. 엔진 회전수(engine RPM)는 1분 동안 크랭크 샤프트가 회전한 회전수일 수 있다.
차속 감지부(30)는 차량이 주행할 때 차량의 속도를 측정하고, 측정한 차량 속도 값을 사운드 제어장치(60)에 전송한다. 예를 들어, 차속 감지부(30)는 차량의 속도를 감지하는 센서(vehicle speed sensor)로 구현될 수 있다.
기울기 감지부(40)는, 차량이 주행하는 도로의 기울기를 측정하고, 측정한 도로의 실측 기울기 값을 사운드 제어장치(60)에 전송한다. 예를 들어, 기울기 감지부(40)는, 도로의 기울기를 측정하는 기울기 감지 센서로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 차량 시스템(1)에 기울기 감지 센서가 구비되지 않은 경우, 엔진 회전수 감지부(20)는, 구동력에 기초하여 도로의 기울기를 계산하거나, 또는 가속도 센서(미도시)에서 측정된 가속도 값과 차량 속도의 미분값의 차이값을 산출하고, 차이값과 중력 가속도 값에 기초하여 도로의 기울기 값을 계산할 수 있다.
스피커(50)는, 사운드 제어장치(60)가 생성한 보정 사운드를 차량의 실내에 송출할 수 있다. 그러면, 사운드 제어장치(60)가 생성한 보정 사운드와 차량이 운행됨에 따라 발생하는 실내 사운드가 중첩됨으로써, 차량에 탑승한 운전자는 목표 사운드를 청취하게 된다. 목표 사운드는, 탑승자가 소음(noise)으로 느끼지 않을 정도의 사운드일 수 있다. 실시예에 따라, 목표 사운드는, 차량 속도, 엔진 회전수(rpm), 및 도로의 기울기 등에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
사운드 제어장치(60)는, 실내 사운드가 목표 사운드를 추종하도록 보정 사운드를 생성할 수 있다. 실시예에 따라, 사운드 제어장치(60)는, 평지에 대응하는 제1 목표 사운드의 레벨보다 경사로에 대응하는 제2 목표 사운드의 레벨이 더 낮도록 설정할 수 있다. 평지는, 차량이 주행하는 도로의 기울기의 절대값이 기준값 이하인 도로일 수 있다. 경사로는, 차량이 주행하는 도로의 기울기의 절대값이 기준값을 초과하는 도로일 수 있다. 이때, 경사로는, 오르막 길 또는 내리막 길일 수 있다.
도 2를 참고하면, 사운드 제어장치(60)는, 통신부(61), 사운드 상쇄회로(63), 사운드 보강회로(65), 저장부(67), 그리고 제어부(69)를 포함한다.
통신부(61)는, 마이크(10), 엔진 회전수 감지부(20), 차속 감지부(30), 기울기 감지부(40), 스피커(50)와 통신할 수 있는 통신모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(61)는, CAN 통신모듈을 포함하여, 마이크(10)로부터 실내 사운드, 엔진 회전수 감지부(20)로부터 엔진 회전수(rpm), 차속 감지부(30)로부터 차량 속도 값, 기울기 감지부(40)로부터 도로의 기울기 값을 수신할 수 있다. 다른 예를 들어, 통신부(61)는, CAN 통신모듈을 포함하여, 보정 사운드를 스피커(50)로 전송할 수 있다.
사운드 상쇄회로(63)는, 제어부(69)의 제어로 실내 사운드를 저감하는 제1 보정 사운드를 생성한다. 구체적으로, 제1 보정 사운드와 실내 사운드가 중첩되면, 실내 사운드의 진폭(레벨)이 줄어드는 상쇄간섭(Destructive Interference)이 발생할 수 있다. 예를 들어, 사운드 상쇄회로(63)는, ANC(Active Noise Control) 회로일 수 있다.
제1 보정 사운드의 위상은 실내 사운드의 위상과 반대(예를 들어, 180°위상차)일 수 있다. 제1 보정 사운드의 레벨은 실내 사운드의 레벨과 목표 사운드의 레벨의 차이값에 대응할 수 있다. 상세한 설명은, 이하 도 3 및 도 7에서 설명한다.
사운드 보강회로(65)는, 제어부(69)의 제어로 실내 사운드를 보강하는 제2 보정 사운드를 생성한다. 구체적으로, 제2 보정 사운드와 실내 사운드가 중첩되면 실내 사운드의 진폭(레벨)이 증가하는 보강간섭(Constructive Interference)이 발생할 수 있다. 예를 들어, 사운드 보강회로(65)는, ASD(Active Sound Design) 회로일 수 있다.
제2 보정 사운드의 위상은 실내 사운드의 위상과 동일(예를 들어, 0°위상차, 360°위상차)할 수 있다. 제2 보정 사운드의 레벨은 실내 사운드의 레벨과 목표 사운드의 레벨의 차이값에 대응할 수 있다. 상세한 설명은, 이하 도 3 및 도 7에서 설명한다.
저장부(67)는, 소정의 엔진 회전수(rpm)에 대응하는 복수의 제1 목표 사운드의 레벨, 소정의 기울기 값 및 소정의 엔진 회전수에 매칭되는 복수의 제1 보정값, 소정의 기울기 값 및 소정의 차량 속도 값에 매칭되는 복수의 제2 보정값이 저장될 수 있다. 또한, 저장부(67)는, 실시간 또는 소정의 주기로 통신부(61)가 수신하는 실내 사운드, 엔진 회전수(rpm), 차량 속도 값, 도로의 기울기 값이 저장될 수 있다.
제어부(69)는, 목표 사운드의 레벨을 특정하고, 실내 사운드가 목표 사운드의 레벨을 추종하도록 사운드 상쇄회로(63) 및 사운드 보강회로(65)를 제어하여 보정 사운드를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따라, 차량이 평지를 주행할 때, 제어부(69)는, 엔진 회전수(rpm)에 대응하는 제1 목표 사운드의 레벨을 저장부(67)에서 추출한다. 제어부(69)는, 실내 사운드의 레벨이 제1 목표 사운드의 레벨을 추종하도록 사운드 상쇄회로(63) 및 사운드 보강회로(65)를 제어하여 보정 사운드를 생성할 수 있다.
도 3을 참고하면, 엔진 회전수(rpm)가 제1 구간(a1) 또는 제3구간(a3)과 같이 변하는 경우, 제1 구간(a1) 또는 제3구간(a3)에서 실내 사운드(SS)의 레벨이 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨보다 높다. 실내 사운드(SS)의 레벨을 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨까지 낮추기 위해, 제어부(69)는, 사운드 상쇄회로(63)를 제어하여 제1 보정 사운드를 생성할 수 있다. 이때, 사운드 상쇄회로(63)는, 실내 사운드(SS)의 레벨이 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨을 추종할 수 있도록, 제1 보정 사운드의 레벨을 결정할 수 있다.
또한, 엔진 회전수(rpm)가 제2 구간(a2) 또는 제4 구간(a4)과 같이 변하는 경우, 제2 구간(a2) 또는 제4 구간(a4)에서는 실내 사운드(SS)의 레벨이 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨보다 낮다. 실내 사운드(SS)의 레벨을 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨까지 높이기 위해, 제어부(69)는, 사운드 보강회로(65)를 제어하여 제2 보정 사운드를 생성할 수 있다. 이때, 사운드 보강회로(65)는, 실내 사운드(SS)의 레벨이 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨을 추종할 수 있도록, 제2 보정 사운드의 레벨을 결정할 수 있다.
다른 실시예에 따라, 차량이 경사로를 주행할 때, 제어부(69)는, 엔진 회전수(rpm)에 대응하는 제1 목표 사운드의 레벨에 도로의 기울기 값에 대응하는 보정값을 반영하여 제2 목표 사운드의 레벨을 계산할 수 있다. 즉, 제1 목표 사운드는 평지에서 주행할 때의 목표 사운드이고, 제2 목표 사운드는 경사로를 주행할 때의 목표 사운드일 수 있다. 또한, 제2 목표 사운드는 엔진 회전수(rpm), 도로의 기울기 값, 차량 속도 값에 대응하여 변경될 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따라 도로의 기울기 및 엔진 회전수(rpm)의 관계에 대응하는 제1 보정값(G)의 변화를 설명하는 예시도이다. 가로축은 도로의 기울기(slope) 값이고, 세로축은 제1 보정값(G)일 수 있다. 이때, 도로의 기울기의 절대값이 소정의 기준값 이하인 경우, 평지로 간주할 수 있다.
엔진 회전수(rpm) 마다 도 4와 같은 그래프가 기 설정되어 있을 수 있고, 각 엔진 회전수(rpm)에 대응하여 그래프의 기울기 값이 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 4는 엔진 회전수(rpm)가 2,000rpm(이하, X)인 경우에 제1 보정값(G)의 변화를 설명하는 도면일 수 있다. 다른 예를 들어, 엔진 회전수(rpm)가 3,000rpm인 경우에 제1 보정값(G)의 변화를 설명하는 그래프는 도 4에 표시된 그래프보다 기울기 값이 더 클 수 있다.
도 4를 참고하면, 엔진 회전수(rpm)에 대해 평지에서는 제1 보정값(G)이 1이고, 경사로에서는 제1 보정값(G)이 1보다 작은 양의 정수일 수 있다. 또한, 도로의 기울기의 절대값이 증가할수록, 제1 보정값(G)이 작아질 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 따라 도로의 기울기 및 차량 속도의 관계에 대응하는 제2 보정값(F)의 변화를 설명하는 예시도이다. 가로축은 도로의 기울기(slope) 값이고, 세로축은 제2 보정값(F)일 수 있다. 이때, 도로의 기울기의 절대값이 소정의 기준값 이하인 경우, 평지로 간주할 수 있다.
차량 속도마다 도 5와 같은 그래프가 기 설정되어 있을 수 있고, 각 차량 속도에 대응하여 그래프의 기울기 값이 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 5는 차량 속도가 30Km/h(이하, Y)인 경우에 제2 보정값(F)의 변화를 설명하는 도면일 수 있다. 다른 예를 들어, 차량 속도가 60Km/h인 경우에 제2 보정값(F)의 변화를 설명하는 그래프는 도 5에 표시된 그래프보다 기울기가 더 클 수 있다.
도 5를 참고하면, 차량 속도에 대해 평지에서는 제2 보정값(F)이 1이고, 경사로에서는 제2 보정값(F)이 1보다 작은 양의 정수일 수 있다. 또한, 도로의 기울기의 절대값이 증가할수록, 제2 보정값(F)이 작아질 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따라 차량이 경사로에서 주행할 때 차량의 실내 사운드를 제어하기 위해 필요한 제2 목표 사운드(STS)의 레벨을 산정하는 방법을 설명하는 예시도이다.
도 6을 참고하면, 제어부(69)는, 소정의 시점에서 측정된 엔진 회전수(rpm)에 대응하는 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨(La), 도로의 기울기 값 및 엔진 회전수(rpm)에 매칭되는 제1 보정값(G), 도로의 기울기 값 및 차량 속도 값에 매칭되는 제2 보정값(F)을 저장부(67)에서 추출한다. 제어부(69)는, 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨(La)에 제1 보정값(G) 및 제2 보정값(F)를 곱하여, 제2 목표 사운드(STS)의 레벨(La＊G*F)을 산정할 수 있다. 예를 들어, 제1 보정값(G)이 0.5이고, 제2 보정값(F)이 0.7이라고 가정하자. 그러면, 제어부(69)는, 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨(La)에 0.5 및 0.7을 곱하여 제2 목표 사운드(STS)의 레벨(La*0.5＊0.7=0.35La)을 산정할 수 있다.
제어부(69)는, 실내 사운드의 레벨이 제2 목표 사운드(STS)의 레벨을 추종하도록 사운드 상쇄회로(63) 및 사운드 보강회로(65)를 제어하여 보정 사운드를 생성할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따라 차량이 경사로에서 주행할 때 차량의 실내 사운드를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 7을 참고하면, 엔진 회전수(rpm)가 제1 구간(b1) 또는 제3구간(b3)과 같이 변하는 경우, 제1 구간(b1) 또는 제3구간(b3)에서는 실내 사운드(SS)의 레벨이 제2 목표 사운드(STS)의 레벨보다 높다. 실내 사운드(SS)의 레벨을 제2 목표 사운드(STS)의 레벨까지 낮추기 위해, 제어부(69)는, 사운드 상쇄회로(63)를 제어하여 제1 보정 사운드를 생성할 수 있다. 이때, 사운드 상쇄회로(63)는, 실내 사운드(SS)의 레벨이 제2 목표 사운드(STS)의 레벨을 추종할 수 있도록, 제1 보정 사운드의 레벨을 결정할 수 있다.
또한, 엔진 회전수(rpm)가 제2 구간(b2) 또는 제4 구간(b4)과 같이 변하는 경우, 제2 구간(b2) 또는 제4 구간(b4)에서는 실내 사운드(SS)의 레벨이 제2 목표 사운드(STS)의 레벨보다 낮다. 실내 사운드(SS)의 레벨을 제2 목표 사운드(STS)의 레벨까지 높이기 위해, 제어부(69)는, 사운드 보강회로(65)를 제어하여 제2 보정 사운드를 생성할 수 있다. 이때, 사운드 보강회로(65)는, 실내 사운드(SS)의 레벨이 제2 목표 사운드(STS)의 레벨을 추종할 수 있도록, 제2 보정 사운드의 레벨을 결정할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따라 차량의 실내 사운드 제어방법을 설명하는 흐름도이고, 도 9는 도 8의 평지 사운드 제어단계(S300)를 상세하게 설명하는 흐름도이며, 도 10은 도 8의 경사로 사운드 제어단계(S400)를 상세하게 설명하는 흐름도이다.
이하, 도 1 내지 도 10을 참고하여, 차량의 실내 사운드 제어방법 및 그 방법을 제공하는 사운드 제어장치를 상세하게 설명한다.
우선, 도 8을 참고하면, 제어부(69), 통신부(61)를 통해 소정의 주기마다 감지부(20)로부터 엔진 회전수(rpm), 차속 감지부(30)로부터 차량 속도 값, 기울기 감지부(40)로부터 도로의 기울기 값을 수신한다(S100).
다음으로, 제어부(69)는, 도로의 기울기 값에 기초하여 현재 차량이 주행 중인 도로가 평지 또는 경사로인지 여부를 판단한다(S200).
일 실시예에 따라, 제어부(69)는, 기울기의 절대값이 기준값 이하인 경우 평지로 판단할 수 있다. 제어부(69)는, 기울기의 절대값이 기준값을 초과하는 경우 경사로로 판단할 수 있다. 제어부(69)는, 기울기 값이 기준값을 초과하는 경우 오르막 길로 판단할 수 있다. 제어부(69)는, 기울기의 절대값이 기준값을 초과하고, 기울기가 음수인 경우 내리막 길로 판단할 수 있다.
다른 실시예에 따라, 제어부(69)는, 통신부(61)를 통해 소정의 주기마다 네비게이션 장치(미도시)로부터 지형 정보, 그리고 조향 센서(미도시)로부터 조향각 신호를 수신할 수 있다(S100). 제어부(69)는, 지형 정보 및 조향각 신호 중 적어도 하나에 기초하여 굽은 도로(winding road) 또는 산악지형을 판단할 수 있다(S200). 예를 들어, 제어부(69)는, 소정 시간 내에 횡가속도가 소정의 기준값 이상이고, 조향 각도가 소정의 기준값 이상인 경우 굽은 도로로 판단할 수 있다. 굽은 도로 또는 산악지형에서 차량은 잦은 가감속이 예상되므로, 제어부(69)는, 굽은 도로(winding road) 또는 산악지형으로 판단되면, 이하 설명할 S400단계(경사로 사운드 제어)를 수행할 수 있다.
다음으로 판단결과 평지인 경우(S200, No), 제어부(69)는, 평지 사운드 제어를 수행한다(S300).
도 9를 참고하면, S300 단계에서, 제어부(69)는, 엔진 회전수(rpm)에 대응하는 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨을 저장부(67)에서 추출한다(S310).
사운드 크기의 레벨 표현(SIL)은, 기준 사운드의 세기(I0)에 실제 사운드의 세기(Ir)를 비교하여 로그적으로 나타낸 값일 수 있다. 이때, 기준 사운드의 세기(I0)는 1KHZ에서 사람이 들을 수 있는 최소 사운드의 세기일 수 있다. 실시예에서, 사운드의 크기를 레벨로 표현하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 사운드의 크기를 표현하는 다양한 방법이 사용될 수 있다.
도 3을 참고하면, 엔진 회전수(rpm)에 대응하는 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨이 실선으로 표시되어 있다. 즉, 엔진 회전수(rpm)마다 대응하는 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨이 상이할 수 있다. 도 3은 엔진 회전수(rpm)가 증가함에 따른 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨의 경향을 보여주는 예시도일 수 있다. 예를 들어, 도 3에 실선으로 도시된 그래프에 대응하는 좌표값(x, y)이 룩업 테이블(Look-Up Table) 형태로 저장부(67)에 저장될 수 있다. 이때, x는 엔진 회전수(rpm)이고, y는 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨일 수 있다.
S300 단계에서, 제어부(69)는, 실내 사운드(SS)의 레벨이 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨을 추종하도록 사운드 상쇄회로(63) 및 사운드 보강회로(65)를 제어하여 보정 사운드를 생성할 수 있다(S330).
제어부(69)는, 실내 사운드(SS)의 레벨이 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨을 비교하고, 그 차이값을 산출할 수 있다. 예를 들어, 실내 사운드(SS)의 레벨이 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨보다 높은 경우, 제어부(69)는, 사운드 상쇄회로(63)를 제어하여 차이값을 상쇄할 수 있는 제1 보정 사운드를 생성할 수 있다. 다른 예를 들어, 실내 사운드(SS)의 레벨이 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨보다 낮은 경우, 제어부(69)는, 사운드 보강회로(65)를 제어하여 차이값을 보강할 수 있는 제2 보정 사운드를 생성할 수 있다.
다음으로 판단결과 경사로인 경우(S200, Yes), 제어부(69)는, 경사로 사운드 제어를 수행한다(S400).
도 10을 참고하면, S400 단계에서, 제어부(69)는, 평지에 대응하는 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨보다 경사로에 대응하는 제2 목표 사운드(STS)의 레벨이 더 낮도록 제2 목표 사운드(STS)의 레벨을 결정한다(S410).
S410 단계에서, 제어부(69)는, 차량의 엔진 회전수(rpm)에 대응하는 제1 목표 사운드의 레벨을 결정한다(S411).
도 6을 참고하면, 엔진 회전수(rpm)에 대응하는 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨이 실선으로 표시되어 있다. 즉, 엔진 회전수(rpm)마다 대응하는 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨이 상이할 수 있다. 도 6은 엔진 회전수(rpm)가 증가함에 따른 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨의 경향을 보여주는 예시도일 수 있다. 예를 들어, 도 6에 실선으로 도시된 그래프에 대응하는 좌표값(x, y)이 룩업 테이블(Look-Up Table) 형태로 저장부(67)에 저장될 수 있다. 이때, x는 엔진 회전수(rpm)이고, y는 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨일 수 있다.
S410 단계에서, 제어부(69)는, 제1 보정값, 및 제2 보정값을 결정한다(S413).
제1 보정값은, 차량이 주행하는 도로의 기울기 값 및 차량의 엔진 회전수(rpm)에 매칭되는 보정값일 수 있다. 제2 보정값은 차량이 주행하는 도로의 기울기 값 및 상기 차량의 차량 속도 값에 매칭되는 보정값일 수 있다.
도 4를 참고하면, 평지에서는 제1 보정값(G)이 1이다. 경사로에서는 기울기의 절대값이 증가할수록 제1 보정값(G)이 감소하는 경향을 보인다. 예를 들어, 오르막 길에서는 도로의 기울기가 증가할수록, 구동력을 확보하기 위해 차량은 엔진 회전수(rpm)를 높여서 주행하게 된다. 그러면, 차량의 엔진 사운드도 점점 커지게 된다. 뿐만 아니라, 높아진 엔진 회전수(rpm)로 인해 차체 진동이 커지고, 이로 인한 부밍 소음도 증가된다. 이에 동일한 차량 속도에서, 차량이 평지보다 오르막 길을 주행할 때, 운전자가 청취하는 사운드의 레벨이 높아질 수 있고, 운전자는 사운드를 소음으로 인식할 가능성이 높아진다. 따라서, 오르막 길에서는 기울기 값이 클수록, 목표 사운드의 레벨을 낮출 필요가 있고, 제1 보정값(G)를 통해 이를 반영할 수 있다.
도 5를 참고하면, 평지에서는 제2 보정값(F)이 1이다. 경사로에서는 기울기의 절대값이 증가할수록 제2 보정값(F)이 감소하는 경향을 보인다. 즉, 내리막 길에서는 도로의 기울기가 증가할수록 차량 속도가 증가하고, 노면과 마찰로 인한 노면 사운드 또한 증가할 수 있다. 또한, 내리막 길에서 미끄러지지 않고 속도가 유지되도록 엔진 브레이크가 사용될 수 있는데, 이때 엔진 회전수(rpm)가 높아질 수 있다. 그러면, 차량의 엔진 사운드도 점점 커지게 된다. 이에, 동일한 차량 속도에서, 차량이 평지보다 내리막 길을 주행할 때, 운전자가 청취하는 사운드의 레벨이 높아질 수 있고, 운전자는 사운드를 소음으로 인식할 가능성이 높아진다. 따라서, 내리막 길에서는 기울기 값이 클수록, 목표 사운드의 레벨을 낮출 필요가 있고, 제2 보정값(F)를 통해 이를 반영할 수 있다.
S410 단계에서, 제어부(69)는, 제1 목표 사운드의 레벨, 제1 보정값, 및 제2 보정값에 기초하여 제2 목표 사운드의 레벨을 결정한다(S415). 이때, 제1 보정값 및 제2 보정값 각각은, 자연수 1보다 작은 양의 정수일 수 있다.
도 6을 참고하면, 제어부(69)는, 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨(La)에 제1 보정값(G) 및 제2 보정값(F)를 곱하여, 제2 목표 사운드(STS)의 레벨(La＊G*F)을 산정할 수 있다. 예를 들어, 제1 보정값(G)가 0.5이고, 제2 보정값(F)가 0.7이라고 가정하자. 그러면, 제어부(69)는, 제1 목표 사운드(FTS)의 레벨(La)에 0.5 및 0.7을 곱하여 제2 목표 사운드(STS)의 레벨(La*0.5＊0.7=0.35La)을 산정할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 엔진 회전수(rpm)에 대응하는 제2 목표 사운드(STS)의 레벨이 실선으로 표시되어 있다. 즉, 엔진 회전수(rpm)마다 대응하는 제2 목표 사운드(STS)의 레벨이 상이할 수 있다. 도 6 및 도 7은 엔진 회전수(rpm)가 증가함에 따른 제2 목표 사운드(STS)의 레벨의 경향을 보여주는 예시도일 수 있다. 예를 들어, 도 6 및 도 7에 도시된 그래프에 대응하는 좌표값(x, y)이 룩업 테이블(Look-Up Table) 형태로 저장부(67)에 저장될 수 있다. 이때, x는 엔진 회전수(rpm)이고, y는 제2 목표 사운드(STS)의 레벨일 수 있다.
S400 단계에서, 제어부(69)는, 실내 사운드(SS)의 레벨이 제2 목표 사운드(STS)의 레벨을 추종하도록, 실내 사운드(SS)의 레벨을 낮추는 제1 보정 사운드 또는 실내 사운드(SS)의 레벨을 높이는 제2 보정 사운드를 생성할 수 있다(S430).
제어부(69)는, 사운드 상쇄회로(63)를 제어하여 제1 보정 사운드를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(69)는, 사운드 보강회로(65)를 제어하여 제2 보정 사운드를 생성할 수 있다.
예를 들어, 제어부(69)는, 실내 사운드(SS)의 레벨이 제2 목표 사운드(STS)의 레벨을 비교하고, 그 차이값을 산출할 수 있다. 예를 들어, 실내 사운드(SS)의 레벨이 제2 목표 사운드(STS)의 레벨보다 높은 경우, 제어부(69)는, 사운드 상쇄회로(63)를 제어하여 차이값을 상쇄할 수 있는 제1 보정 사운드를 생성할 수 있다. 다른 예를 들어, 실내 사운드(SS)의 레벨이 제2 목표 사운드(STS)의 레벨보다 낮은 경우, 제어부(69)는, 사운드 보강회로(65)를 제어하여 차이값을 보강할 수 있는 제2 보정 사운드를 생성할 수 있다.
다음으로, 제어부(69)는, 스피커(50)를 통해 제1 보정 사운드 또는 제2 보정 사운드를 송출한다(S500).
다음으로, 차량 운행이 종료되지 않은 경우(S600, Yes), 제어부(69)는, S100 단계부터 반복하여 차량의 실내 사운드를 제어한다. 다음으로, 차량 운행이 종료하지 않은 경우(S600, No), 제어부(69)는, 차량의 실내 사운드 제어를 종료한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지로 변형 및 개량한 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

Claims (15)

  1. 차량이 주행하는 도로의 기울기에 대응하여 차량의 실내 사운드를 제어하는 사운드 제어장치로서,
    상기 차량의 실내에서 측정된 실내 사운드의 레벨을 낮추는 제1 보정 사운드를 생성하는 사운드 상쇄회로,
    상기 실내 사운드의 레벨을 높이는 제2 보정 사운드를 생성하는 사운드 보강회로, 그리고
    상기 기울기의 절대값이 기준값 이하인 평지에 대응하는 제1 목표 사운드의 레벨보다 상기 기울기의 절대값이 상기 기준값을 초과하는 경사로에 대응하는 제2 목표 사운드의 레벨이 더 낮도록 설정하고, 상기 차량이 상기 경사로를 주행할 때, 상기 실내 사운드의 레벨이 상기 제2 목표 사운드의 레벨을 추종하도록 상기 사운드 상쇄회로 및 상기 사운드 보강회로를 제어하는 제어부를 포함하는, 차량의 실내 사운드 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 엔진 회전수(rpm)에 대응하는 제1 목표 사운드의 레벨, 상기 차량이 주행하는 도로의 기울기 값 및 상기 차량의 엔진 회전수에 매칭되는 제1 보정값, 및 상기 차량이 주행하는 도로의 기울기 값 및 상기 차량의 차량 속도 값에 매칭되는 제2 보정값을 결정하고,
    상기 제1 목표 사운드의 레벨, 상기 제1 보정값, 및 상기 제2 보정값에 기초하여 상기 제2 목표 사운드의 레벨을 결정하는, 차량의 실내 사운드 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    엔진 회전수(rpm)에 대응하는 복수의 제1 목표 사운드의 레벨, 도로의 기울기 값 및 엔진 회전수에 매칭되는 복수의 제1 보정값, 도로의 기울기 값 및 차량 속도 값에 매칭되는 복수의 제2 보정값이 저장되는 저장부를 더 포함하는, 차량의 실내 사운드 제어장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 보정값 및 상기 제2 보정값 각각은,
    자연수 1보다 작은 양의 정수인 것을 특징으로 하는, 차량의 실내 사운드 제어장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    스피커가 상기 차량의 실내에 상기 제1 보정 사운드 또는 상기 제2 보정 사운드를 송출하도록 상기 통신부를 제어하는, 차량의 실내 사운드 제어장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 실내 사운드의 레벨이 상기 제2 목표 사운드의 레벨보다 높으면,
    상기 사운드 상쇄회로를 제어하여 상기 제1 보정 사운드를 생성하는, 차량의 실내 사운드 제어장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 실내 사운드의 레벨이 상기 제2 목표 사운드의 레벨보다 낮으면,
    상기 사운드 보강회로를 제어하여 상기 제2 보정 사운드를 생성하는, 차량의 실내 사운드 제어장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 사운드 상쇄회로는,
    ANC(Active Noise Control) 회로인 것을 특징으로 하는, 차량의 실내 사운드 제어장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 사운드 보강회로는,
    ASD(Active Sound Design) 회로인 것을 특징으로 하는, 차량의 실내 사운드 제어장치.
  10. 실내 사운드 제어장치가 차량이 주행하는 도로의 기울기에 대응하여 차량의 실내 사운드를 제어하는 방법으로서,
    상기 도로가 상기 기울기의 절대값이 기준값 이하인 평지 또는 상기 기울기의 절대값이 상기 기준값을 초과하는 경사로인지를 판단하는 단계,
    상기 판단결과 상기 도로가 상기 경사로인 경우, 상기 평지에 대응하는 제1 목표 사운드의 레벨보다 상기 경사로에 대응하는 제2 목표 사운드의 레벨이 더 낮도록 상기 제2 목표 사운드의 레벨을 결정하는 단계, 그리고
    상기 실내 사운드의 레벨이 상기 제2 목표 사운드의 레벨을 추종하도록, 상기 실내 사운드의 레벨을 낮추는 제1 보정 사운드 또는 상기 실내 사운드의 레벨을 높이는 제2 보정 사운드를 생성하는 단계를 포함하는, 차량의 실내 사운드 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 목표 사운드의 레벨을 결정하는 단계는,
    상기 차량의 엔진 회전수(rpm)에 대응하는 제1 목표 사운드의 레벨을 결정하는 단계,
    상기 차량이 주행하는 도로의 기울기 값 및 상기 차량의 엔진 회전수에 매칭되는 제1 보정값, 및 상기 차량이 주행하는 도로의 기울기 값 및 상기 차량의 차량 속도 값에 매칭되는 제2 보정값을 결정하는 단계, 그리고
    상기 제1 목표 사운드의 레벨, 상기 제1 보정값, 및 상기 제2 보정값에 기초하여 상기 제2 목표 사운드의 레벨을 결정하는 단계를 포함하는, 차량의 실내 사운드 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 보정값 및 상기 제2 보정값 각각은,
    자연수 1보다 작은 양의 정수인 것을 특징으로 하는, 차량의 실내 사운드 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 보정 사운드 또는 상기 제2 보정 사운드를 생성하는 단계는,
    상기 실내 사운드의 레벨이 상기 제2 목표 사운드의 레벨보다 높으면, 상기 제1 보정 사운드를 생성하는, 차량의 실내 사운드 제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 보정 사운드 또는 상기 제2 보정 사운드를 생성하는 단계는,
    상기 실내 사운드의 레벨이 상기 제2 목표 사운드의 레벨보다 낮으면, 상기 제2 보정 사운드를 생성하는, 차량의 실내 사운드 제어방법.
  15. 제14항에 있어서,
    스피커를 통해 상기 제1 보정 사운드 또는 상기 제2 보정 사운드를 상기 차량의 실내에 송출하는 단계를 더 포함하는, 차량의 실내 사운드 제어방법.

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