FR3031621A3 - Systeme d'amelioration de bruit de moteur d'un vehicule - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système d'amélioration de bruit (100) d'un moteur (201) d'un véhicule (200), qui comprend un capteur de vibration (1) disposé sur le carter (202) du moteur pour générer un signal électrique (A) indicatif du bruit de moteur ; un processeur de signal (2) relié au capteur de vibration (1) pour traiter ledit signal électrique (A) indicatif du bruit de moteur et générer un signal audio de sortie (B), et un haut-parleur (3) disposé dans l'habitacle de véhicule et relié audit processeur de signal (2) pour recevoir ledit signal audio de sortie (B) et générer un bruit d'amélioration du bruit de moteur.

Description

1 SYSTÈME D'AMÉLIORATION DE BRUIT DE MOTEUR D'UN VÉHICULE La présente invention concerne un système d'amélioration de bruit de moteur (ESE) d'un véhicule.

Comme on le sait, la plupart des véhicules comprennent un moteur à combustion interne. Chaque moteur à combustion interne est caractérisé par un bruit typique, selon sa structure, sa puissance en chevaux et sa cylindrée. En général, chaque constructeur automobile se distingue par un bruit de moteur typique. Pour améliorer le confort des passagers et rendre le véhicule aussi silencieux que possible, les habitacles de véhicule sont isolés acoustiquement du capot qui protège le moteur. Par conséquent, le conducteur à l'intérieur de l'habitacle ne peut pas entendre le bruit de moteur lorsqu'il conduit. Un tel état silencieux du véhicule entraîne certains inconvénients, en particulier dans le cas de voitures de sport, pour lesquelles il est utile pour le conducteur d'entendre le bruit de moteur de façon à décider d'un style de conduite. Le brevet américain US 7 203 321 divulgue un système d'amélioration de bruit comprenant : - un capteur de pression acoustique positionné de façon proximale à ou à l'intérieur de l'un d'un conduit d'admission et d'un conduit d'échappement du moteur pour détecter la pression acoustique de moteur, - une unité de traitement de signal qui traite le signal du capteur de pression acoustique, - un synthétiseur qui délivre en sortie un signal synthétisé, - un additionneur qui ajoute le signal provenant du capteur de pression acoustique au signal de synthétiseur 3031621 2 et envoie le signal de sortie à un haut-parleur qui génère un bruit d'amélioration. Cependant, ledit système n'est pas efficace, en particulier parce que le capteur de pression acoustique est 5 disposé dans le conduit d'admission ou dans le conduit d'échappement et n'est pas capable de détecter le bruit de moteur réel avec précision, car ledit capteur de pression acoustique tient compte uniquement du bruit généré par la pression acoustique qui se propage dans le conduit 10 d'admission ou dans le conduit d'échappement, sans tenir compte du bruit réel causé par la vibration du carter de moteur. Pour cette raison, le signal audio généré uniquement par le capteur de pression acoustique n'est pas 15 satisfaisant pour reproduire le bruit de moteur réel. Il est par conséquent nécessaire d'utiliser un synthétiseur et de générer un signal synthétisé (entièrement artificiel) qui est ajouté au signal de pression acoustique détecté par le capteur de pression acoustique. Evidemment, le bruit 20 artificiel généré à partir du signal synthétisé ne peut jamais être identique au bruit de moteur réel. Le brevet américain US 8 300 842 divulgue un système d'amélioration de bruit du moteur, comprenant : un haut-parleur pour générer un signal d'amélioration de 25 bruit ; et une unité de commande qui commande le haut-parleur avec un signal de commande correspondant au signal d'amélioration de bruit. L'unité de commande reçoit uniquement un signal 30 indicatif de la vitesse de moteur, qui est obtenu à partir d'un tachymètre de véhicule, et ajoute des valeurs supplémentaires audit signal de vitesse de moteur pour calculer le signal de commande sur la base d'un bruit de 3031621 3 moteur futur prédit. Le bruit de moteur futur prédit est déterminé à l'aide du signal d'entrée provenant du tachymètre de véhicule et d'une valeur déduite du signal d'entrée provenant du tachymètre de véhicule indicative 5 d'une accélération angulaire de moteur. De plus, ce système n'est pas très précis, car il génère un signal entièrement artificiel sur la base de valeurs obtenues à partir du tachymètre et traitées au moyen d'un algorithme complexe ; de plus, il ne prend pas 10 en compte le bruit réel généré par le moteur. Des systèmes d'amélioration de bruit de moteur sont connus, comprenant une pluralité de microphones disposés dans diverses parties du véhicule et un mélangeur qui mélange les signaux provenant desdits microphones. Une 15 pluralité de capteurs détectent de façon continue les conditions de conduite du véhicule et commandent le gain des signaux provenant desdits microphones. Afin de fonctionner, ces systèmes nécessitent une pluralité de microphones et sont, par conséquent, coûteux, compliqués et 20 encombrants. La présente invention vise à éliminer les inconvénients de l'état antérieur de la technique, en fournissant un système d'amélioration de bruit de moteur qui est capable d'introduire un bruit dans l'habitacle de 25 véhicule qui est aussi proche que possible du bruit réel du moteur de véhicule. La présente invention vise également à fournir un système d'amélioration de bruit de moteur qui est efficace, précis, fiable, polyvalent et, en même temps, peu coûteux 30 et facile à installer et à utiliser. La présente invention a donc pour objet un système d'amélioration de bruit du moteur d'un véhicule de l'invention, ledit véhicule comprenant un habitacle pour le 3031621 4 conducteur et les passagers, ledit moteur comprenant un carter, comprend : - des moyens de détection de bruit pour détecter un bruit de moteur et générer un signal électrique indicatif du 5 bruit de moteur ; - un processeur de signal relié aux moyens de détection de bruit pour traiter ledit signal électrique indicatif du bruit de moteur et générer un signal audio de sortie, et - un haut-parleur disposé dans l'habitacle de véhicule et 10 relié audit processeur de signal pour recevoir ledit signal audio de sortie et générer un bruit d'amélioration du bruit de moteur, caractérisé par le fait que : - lesdits moyens de détection de bruit sont un capteur de 15 vibration disposé sur le carter du moteur pour détecter les vibrations du carter de moteur, qui génèrent le bruit de moteur, et ledit signal électrique indicatif du bruit de moteur est un signal de vibration du carter de moteur, et 20 - ledit capteur de vibration est un transducteur mécanique-électrique de type excitateur ou vibrateur, comprenant une partie fixe fermement couplée au carter de moteur et une partie mobile qui se déplace par rapport à la partie fixe lorsque le carter de moteur 25 subit une modification de vibration de façon à détecter la vitesse de vibration du carter de moteur, ledit capteur de vibration agissant comme un intégrateur d'accéléromètre ou un célérimètre. Ledit capteur de vibration peut comprendre un 30 élément de centrage, agissant comme une suspension élastique, ledit élément de centrage comprenant une bague externe reliée à la partie mobile, une bague interne reliée 3031621 5 à la partie fixe, et une pluralité de rayons élastiques reliant la bague externe à la bague interne. Le système peut comprendre une interface CAN connectée à un bus CAN du véhicule et au processeur de 5 signal, et ladite interface CAN étant configurée pour détecter des valeurs de tours par minute (TPM) et de couple (Couple) de moteur et envoyer lesdites valeurs au processeur de signal qui les utilise pour commander le gain dudit signal audio sortant.

10 Ledit processeur de signal peut comprendre un réseau de filtres dynamiques relié audit capteur de vibration et à ladite interface CAN, chaque filtre ayant une fréquence prédéfinie et un gain variable selon lesdites valeurs de tours par minute et de couple détectées par 15 ladite interface CAN. Ledit processeur de signal peut comprendre un bloc de gain global relié audit capteur de vibration et à ladite interface CAN, ledit bloc de gain global étant configure pour appliquer un gain global audit signal 20 électrique détecté par le capteur de vibration selon lesdites valeurs de tours par minute et de couple détectées par ladite interface CAN. Ledit processeur de signal peut comprendre un réseau de filtres dynamiques relié audit bloc de gain 25 global et à ladite interface CAN, ledit réseau de filtres dynamiques comprenant une pluralité de réseaux de filtres, chaque réseau de filtres étant associé à un gain global spécifique dudit bloc de gain global, chaque filtre ayant une fréquence fixe prédéfinie et un gain variable selon les 30 valeurs de tours par minute et de couple détectées par ladite interface CAN. Ladite interface CAN peut être configurée de façon à détecter, à partir dudit bus CAN, une valeur 3031621 6 d'attitude de véhicule définie par le conducteur parmi au moins deux valeurs d'attitude de véhicule possibles, de préférence quatre attitudes de véhicule RDNA (course, dynamique, naturel, toute condition météorologique), et 5 ledit bloc de gain global peut contenir un nombre de tables de recherche 3D égal au nombre d'attitudes de véhicule qui peuvent être définies par le conducteur, chaque table de recherche 3D ayant des valeurs de tours par minute comme axe X, des valeurs de couple comme axe Y, et des valeurs de 10 gain global comme axe Z. Ledit processeur de signal peut comprendre un mélangeur pour mélanger ledit signal électrique détecté par ledit capteur de vibration avec un signal audio provenant d'un amplificateur de puissance multi-canal audio placé 15 dans le véhicule. Ledit processeur de signal peut comprendre un bloc de réglage de gain relié audit mélangeur pour définir un gain dudit signal audio provenant de l'amplificateur de puissance multi-canal audio de façon à ne pas modifier 20 l'acoustique du système audio de véhicule en raison du système d'amélioration de bruit de moteur. Ledit véhicule peut comprendre un système audio ayant un amplificateur de puissance multi-canal relié à une pluralité de haut-parleurs disposés dans l'habitacle de 25 véhicule, et ledit haut-parleur émettant l'amélioration de bruit de moteur peut être le haut-parleur central dudit système audio de véhicule. Les avantages du système selon la présente invention, qui utilise un capteur de vibration de type 30 vibrateur sur le carter de moteur, à la place de capteurs de pression dans le tuyau d'extraction ou d'échappement du moteur, sont évidents.

3031621 7 Par l'utilisation d'un vibrateur, le système de l'invention évite tout type de synthèse artificielle d'un signal qui simule le bruit de moteur. De plus, un tel système élimine l'utilisation d'une pluralité de 5 microphones, ainsi que le besoin de mélanger le bruit provenant des divers microphones. De plus, un tel système obtient un signal qui est très proche du bruit de moteur réel. Des caractéristiques supplémentaires de 10 l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante de modes de réalisation principalement illustratifs, non limitatifs, de la présente invention, décrits conjointement avec les dessins annexés, sur lesquels : 15 - la Figure 1 est une vue de dessus schématique d'un véhicule, dans lequel est installé le système d'amélioration de bruit de moteur de l'invention ; 20 - la Figure 2 est une vue en perspective schématique d'un capteur de vibration de type vibrateur monté sur le carter de moteur du véhicule ; - la Figure 3 est un schéma fonctionnel montrant le 25 système d'amélioration de bruit de moteur de l'invention ; - la Figure 4 est un schéma fonctionnel montrant le bloc de gain et de filtrage de la Figure 3 en détail ; 30 - la Figure 5 est un schéma montrant la fonction de transfert du vibrateur de la Figure 2 ; 3031621 8 - la Figure 6 est un graphique cartésien ayant deux axes, une table de gain, un réseau de filtres avec une table de filtre appropriée et un graphique cartésien du filtrage de signal étant inclus ; 5 - la Figure 6A est un graphique cartésien ayant trois axes d'une table de défaut avant le réglage ; - la Figure 6B est un graphique cartésien ayant trois axes 10 d'une surface de gain après le réglage ; - la Figure 7 est un graphique cartésien ayant trois axes, comme la Figure 6A, montrant un exemple d'une surface de gain global avant égalisation des valeurs de gain 15 global ; - la Figure 8 est un graphique cartésien ayant trois axes, comme la Figure 6B, montrant la surface de gain global et le réglage des valeurs de gain global ; - les Figures 9, 10, 11 sont trois schémas montrant respectivement le spectre du signal audio de moteur détecté par trois capteurs selon l'état antérieur de la technique ; - la Figure 12 est un schéma montrant le spectre du signal audio de moteur détecté par un capteur de vibration de type vibrateur selon l'invention ; et 30 - la Figure 13 est la réponse de fréquence du vibrateur excité par une vibration ayant une accélération constante produite par un excitateur d'échantillon.

20 25 3031621 9 Si l'on se réfère aux Figures, on peut voir que le système d'amélioration de bruit de moteur de l'invention est généralement désigné par le chiffre de référence 100.

5 La Figure 1 montre une version de base, dans laquelle le système 100 n'a aucune interaction avec le système audio préexistant du véhicule. Cependant, selon une version plus avancée, le système 100 est intégré avec le système audio installé dans le véhicule, partageant un ou 10 plusieurs canaux et un ou plusieurs haut-parleurs avec celui-ci. Si l'on se réfère aux Figures 1 et 2, on peut voir que le système 100 est installé dans un véhicule 200. Le véhicule 200 comprend un moteur 201 qui peut être un 15 moteur à combustion interne, un moteur électrique ou tout autre type de moteur de propulsion protégé par le capot de véhicule. Le moteur 201 comprend un carter 202 qui contient les diverses pièces du moteur. Comme on le sait, pendant le fonctionnement du moteur, le carter 202 subit des 20 accélérations instantanées et vibre, générant un bruit de moteur typique dans l'air environnant. Le système 100 comprend un capteur de vibration 1 disposé de façon appropriée sur le carter 202 du moteur. Avantageusement, un logement conçu pour contenir le capteur 25 de vibration 1 est obtenu sur le carter de moteur. Le capteur de vibration 1 est destiné à détecter les vibrations 202 du carter de moteur qui génèrent le bruit typique du moteur 201 dans l'air environnant. Par conséquent, le capteur de vibration 1 agit comme capteur de 30 bruit d'origine. Avantageusement, le capteur de vibration 1 est un transducteur mécanique-électrique de type excitateur ou vibrateur qui détecte les vibrations du carter de moteur 3031621 10 202 et génère en conséquence un signal électrique A proportionnel à la vitesse instantanée appliquée à la partie mobile du capteur de vibration. Ledit signal électrique A de type analogique est indicatif de 5 l'accélération instantanée du carter de moteur. Un tel type de transducteur de type vibrateur est divulgué dans le brevet européen EP 2476264 B1 au nom du même demandeur. Le capteur de vibration 1 est un transducteur mécanique-électrique de type excitateur ou 10 vibrateur, comprenant une partie fixe fermement reliée au carter 202 du moteur et une partie mobile fixée élastiquement à la partie fixe, de telle sorte que la partie mobile peut se déplacer par rapport à la partie fixe.

15 Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la partie fixe comprend une bobine et la partie mobile comprend une unité magnétique qui génère un entrefer. La situation opposée est également possible, dans laquelle la partie fixe comprend une unité magnétique qui 20 génère un entrefer et la partie mobile comprend une bobine. Lorsque le carter du moteur subit une modification de vibration, la partie mobile se déplace par rapport à la partie fixe avec un mouvement axial de va-etvient, et le vibrateur détecte et transduit la vitesse de 25 vibration du carter de moteur, générant un signal électrique A aux extrémités de la bobine qui est indicatif du bruit généré par le moteur. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la partie fixe du transducteur de vibration 1 30 comprend une coque en matière plastique comprenant deux parties soudées : une base et un couvercle. Un support cylindrique très mince est fixé de façon rigide dans une position centrale à l'intérieur de la base, sur lequel une 3031621 11 bobine est enroulée de façon à rester à l'intérieur d'un entrefer avec une forme annulaire obtenue dans un circuit magnétique formant la partie mobile. La partie mobile comprend alors le circuit magnétique composé d'un aimant 5 permanent disposé entre deux plaques polaires ; l'entrefer est obtenu entre les deux plaques polaires, ayant une épaisseur radiale inférieure à l'épaisseur de la bobine contenue dans la partie fixe. Par conséquent, la partie mobile peut réaliser une certaine translation axiale 10 bidirectionnelle sur la bobine fixe immergée dans l'entrefer. La partie fixe et la partie mobile du vibrateur sont reliées au moyen d'un élément de centrage 10 agissant comme une suspension élastique. L'élément de centrage 10 15 comprend une bague externe 11 reliée à la partie mobile, une bague interne 12 reliée à la partie fixe, et une pluralité de rayons élastiques 13 reliant la bague externe 11 à la bague interne 12. L'élément de centrage 10 maintient la partie mobile dans une position parfaitement 20 centrée par rapport à la bobine immergée dans l'entrefer généré par la partie mobile. Le capteur de vibration 1 est relié à une première entrée IN1 d'un processeur de signal numérique (DSP) 2. Le DSP 2 traite le signal électrique A, qui est 25 indicatif de l'accélération du carter de moteur, de façon à obtenir un signal audio de sortie B devant être envoyé à un ou plusieurs haut-parleurs 3 disposés dans l'habitacle du véhicule 200 par l'intermédiaire d'un amplificateur interne 4. Selon un signal audio amplifié C provenant de 30 l'amplificateur interne 4, le haut-parleur 3 génère un bruit d'amélioration dans l'habitacle de véhicule, qui est très similaire au bruit du moteur 201.

3031621 12 Le haut-parleur 3 peut être tout haut-parleur placé dans le système audio du véhicule 200, ou il peut être un haut-parleur dédié spécialement pour le bruit d'amélioration, par exemple un haut-parleur de type 5 vibrateur, tel que celui divulgué dans le brevet européen EP 2476264. Dans ce dernier cas, si le haut-parleur 3 est un vibrateur, il n'a pas de membrane sonore et est fixé à la carrosserie de véhicule de façon à mettre la carrosserie de véhicule en vibration et générer ledit bruit 10 d'amélioration de moteur. Si l'on se réfère à la Figure 3, on peut voir que le véhicule 200 peut comprendre un amplificateur de puissance multi-canal audio 4' qui est déjà placé dans le véhicule pour amplifier le système audio du véhicule relié 15 à l'unité de tête ou l'autoradio. L'amplificateur de puissance multi-canal audio 4' commande une pluralité de haut-parleurs placés dans diverses positions dans l'habitacle de véhicule. Lesdits haut-parleurs comprennent un haut-parleur central, similaire au haut-parleur 3, qui 20 est généralement placé dans le tableau de bord de véhicule. Dans ce cas, l'amplificateur de puissance multicanal audio 4' génère un signal audio D qui est envoyé à une seconde entrée IN2 du DSP et entre dans le DSP 2 par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique/numérique 7.

25 Le signal audio D de l'amplificateur de puissance multicanal audio 4' va à un étage de réglage de gain 14 à partir duquel un signal audio réglé D1 est généré. Le signal électrique A du vibrateur passe travers un bloc de gain et/ou de filtrage 13 qui génère un 30 signal d'amélioration Al indicatif du bruit de moteur. Le signal audio réglé D1 provenant de l'étage de réglage de gain 14 est mélangé avec le signal d'amélioration Al provenant du bloc de gain et/ou de 3031621 13 filtrage 13 à l'aide d'un mélangeur 15. La sortie du mélangeur 15 est envoyée à un convertisseur numérique/analogique 8 qui génère le signal audio analogique B qui est amplifié par l'amplificateur interne 4 5 et envoyé au haut-parleur central 3 sous la forme d'un signal amplifié C. La même configuration de la Figure 3 peut être réalisée pour des haut-parleurs supplémentaires du véhicule, tels que les haut-parleurs graves qui sont 10 généralement placés dans les portières avant et arrière du véhicule. Dans ce cas, comme indiqué sur la Figure 3, de multiples entrées, qui sont similaires à la seconde entrée IN2 qui reçoit le signal audio D, et de multiples blocs de réglage de gain, qui sont similaires au bloc de réglage de 15 gain 14, sont mis en oeuvre. Compte tenu de ce qui précède, le haut-parleur central 3 ou tous les autres haut-parleurs du véhicule peuvent lire à la fois le signal audio réglé D1 obtenu normalement dans le véhicule et le signal d'amélioration Al obtenu avec le système 100.

20 Divers types de capteurs ont été évalués pendant l'essai du système 100 afin de trouver le capteur le plus approprié pour capturer le bruit de moteur devant être traité dans le DSP 2. Le premier capteur à avoir été testé a été un 25 capteur de pression à l'intérieur du tuyau d'extraction du moteur (comme suggéré par le brevet américain US 7 203 321). Un tel capteur de pression est déjà placé dans le moteur pour aider l'unité de commande (ECU) de véhicule. Le capteur, qui est pratiquement similaire à un microphone, ne 30 peut pas être utilisé dans des moteurs turbo, car le capteur reçoit une onde de pression qui se traduit par un bruit sourd important dans l'entrée d'amplificateur.

3031621 14 La Figure 9 montre le spectre du signal détecté par le capteur de pression dans le tuyau d'extraction de moteur, qui montre un pic de basse fréquence en raison du bruit sourd de pression turbo.

5 De plus, deux types d'accéléromètres qui sont communément disponibles sur le marché ont été testés, à savoir un accéléromètre piézoélectrique et un accéléromètre MEMS (système micro-électromécanique), tous deux fixés à la culasse de moteur et au tuyau d'extraction. Le 10 fonctionnement des deux accéléromètres a été excellent, l'exception de la sensibilité à tous les bruits de moteur, en particulier aux hautes fréquences. Une telle sensibilité de bruit aux hautes fréquences n'a pas permis d'obtenir le bruit souhaité. En fait, pour des fréquences supérieures au 15 KHz, les bruits détectés sont des bruits générés par des accessoires mécaniques (c'est-à-dire, soupapes et cames), et non des bruits de moteur. La Figure 10 et la Figure 11 montrent le spectre des signaux détectés par l'accéléromètre piézoélectrique et 20 par l'accéléromètre MEMS, respectivement, montrant les hautes fréquences dans lesquelles le signal est perturbé par le bruit généré par les accessoires mécaniques du véhicule. Enfin, un capteur de vibration de type excitateur 25 (vibrateur) 1 a été testé comme capteur d'accélération, et utilisé comme capteur (transducteur mécanique-électrique) et non comme haut-parleur (transducteur électroacoustique). La Figure 12 montre le spectre du signal détecté par l'excitateur 1 pendant le fonctionnement réel d'un 30 moteur turbo. Comme cela est clairement montré sur la Figure 12, l'excitateur agit comme un filtre passe-bande et filtre le bruit sourd turbo aux basses fréquences, et le bruit des pièces mécaniques du véhicule aux hautes 3031621 15 fréquences, permettant ainsi un enregistrement net des commandes de moteur (fréquence fondamentale et harmoniques relatives du moteur) L'utilisation d'un vibrateur électrodynamique 5 comme transducteur de vibration implique que le capteur a une masse importante par comparaison avec un capteur de vibration ordinaire. Cela entraîne certains inconvénients évidents, tels qu'une sensibilité de vibration faible et une réponse de fréquence qui diminue lorsque la fréquence 10 augmente. Cependant, l'utilisation d'un vibrateur a conduit aux avantages suivants : - une impédance interne très faible du capteur qui garantit l'immunité contre une interférence provenant 15 des autres systèmes électriques installés dans le moteur. - Le poids de la partie mobile du vibrateur applique un filtre passe-bas naturel au signal détecté, qui se traduit par une immunité élevée vis-à-vis d'un bruit impulsif à haute fréquence non souhaité. 20 - L'effet passe-bas avec l'effet passe-haut provenant de la résonance du système masse - suspensions élastiques du vibrateur se traduit par un comportement de passe-bande idéal pour un capteur qui fonctionne dans des conditions difficiles avec un bruit à hautes et basses 25 fréquences non souhaité. Le capteur de vibration de type vibrateur 1 n'est pas exactement un accéléromètre, mais un célérimètre ou un intégrateur d'accéléromètre. La tension générée aux bornes de la bobine mobile du vibrateur, lorsque la partie mobile 30 se déplace (en raison de vibrations), est proportionnelle à la vitesse instantanée de la partie mobile qui est traduite dans la réponse passe-bas mentionnée ci-dessus par rapport à son accélération instantanée.

3031621 16 Comme indiqué sur la Figure 13, en excitant le vibrateur avec une accélération constante produite par un excitateur d'échantillon, le vibrateur se comporte comme un filtre passe-bas, c'est-à-dire qu'il correspond 5 mathématiquement à une intégration du signal d'entrée. Le vibrateur est par conséquent un accéléromètre ayant un filtre passe-bas naturel intégré. Par comparaison avec le vibrateur illustré dans la demande de brevet européen EP 2 476 264 Al, le capteur 10 de vibration de type vibrateur 1 de la présente invention comporte avantageusement certaines améliorations. Le capteur de vibration 1 a deux parties magnétiques et deux parties de bobine dans une position opposée, afin d'avoir un signal de sortie équilibré. De 15 cette manière, en raison de sa faible impédance et du signal de sortie équilibré, le capteur de vibration 1 est exempt d'interférence externe. Un tel résultat peut être obtenu en disposant deux capteurs de vibration 1 avec une seule bobine dans une configuration symétrique (« push- 20 pull »), c'est-à-dire avec les bobines ou les parties magnétiques dans une position opposée. Chaque rayon 13 de l'élément de centrage 10 est fait de deux matériaux différents : une première partie du rayon est faite d'un matériau métallique, tel que du bronze 25 phosphoreux, pour supporter des températures élevées, et une seconde partie du rayon est faite de matière plastique pour avoir un amortissement approprié de la partie mobile. Le véhicule 200 comprend un bus CAN (réseau de multiplexage) 203 qui relie diverses unités de commande 30 électronique (ECU) 204 du véhicule. Le système 100 comprend une interface CAN 5 connectée au bus CAN 203 et au DSP 2. Divers messages sont transportés sur le bus CAN 203 et sont échangés entre les diverses ECU 204, telles que 3031621 17 l'ordinateur de bord. En particulier, le bus CAN 203 transportera : - un premier message ayant des informations sur le nombre de tours (tours par minute) du moteur, et 5 - un deuxième message ayant des informations sur la valeur du couple (couple) développé par le moteur. Dans les voitures les plus avancées, l'utilisateur peut choisir l'attitude de voiture selon le style de conduite qu'il souhaite. En général, il est 10 possible de choisir au moins parmi deux attitudes. Des systèmes qui permettent de choisir parmi quatre attitudes sont connus, définis comme RDNA (course ; direct ; naturel ; toute condition météorologique). Dans ce cas, un troisième message sera également transporté sur le bus CAN 15 (203), avec des informations sur une commande à quatre positions RDNA pour l'attitude de voiture choisie par l'utilisateur. L'interface CAN 5 est un émetteur-récepteur qui est programmé de façon à prendre, à partir du bus CAN 203, 20 les informations transportées sur le bus CAN : tours par minute et couple. Si le véhicule permet différents styles de conduite qui entraînent certains changements de l'attitude de véhicule (c'est-à-dire, suspensions plus rigides, échappement de fumée dans une position plus ou 25 moins ouverte ou une position de dérivation, extraction d'air dans une position plus ou moins ouverte), c'est-à-dire des changements du signal RDNA, alors l'interface CAN 5 détecte également les valeurs du signal RDNA. Comme indiqué sur la Figure 3, le signal 30 électrique A transduit par le capteur de vibration 1 et le signal audio D provenant de l'amplificateur de puissance multi-canal audio 4' sont des signaux analogiques. Cependant, le DSP 2 peut uniquement traiter des signaux 3031621 18 numériques. Par conséquent, le système 100 comprend un premier convertisseur analogique/numérique 6 pour convertir le signal analogique électrique A provenant du capteur de vibration 1 en un signal numérique, et un second 5 convertisseur analogique/numérique 7 pour convertir le signal analogique audio D provenant de l'amplificateur de puissance multi-canal audio 4' en un signal numérique. Le système 100 comprend un microcontrôleur 9 disposé entre l'interface CAN 5 et le DSP 2. Le 10 microcontrôleur 9 reçoit les valeurs de tours par minute, de couple et RDNA provenant de l'interface CAN 5 et envoie ces valeurs au DSP 2. Le microcontrôleur 9 peut être incorporé dans le DSP 2. Le système 100 comprend également : 15 - une alimentation en énergie électrique 10 pour alimenter le microcontrôleur 9, le DSP 2 et l'amplificateur de puissance 4 ; et une alimentation en énergie ayant de multiples sorties stabilisées 11 pour alimenter le microcontrôleur 9, le 20 DSP 2 et l'amplificateur de puissance interne 4. Le DSP 2 comprend un bloc de gain et/ou de filtrage 13 pour appliquer un gain et/ou filtrage au signal numérique électrique A provenant du premier convertisseur analogique/numérique 6 selon les valeurs de tours par 25 minute, de couple et, facultativement, RDNA provenant du microcontrôleur 9. Le bloc de gain et/ou filtrage 13 génère un signal d'amélioration Al qui est traité selon les signaux de tours par minute, de couple et RDNA. Le DSP 2 comprend un bloc de réglage de gain 14 30 pour régler le gain du signal audio provenant du second convertisseur analogique/numérique 7 en aval de l'entrée IN2 relié à la sortie de l'amplificateur de puissance 3031621 19 multi-canal audio 4'. Le bloc de réglage de gain 14 génère un signal audio réglé Dl. Le système d'amélioration de bruit de moteur 100 a tendance à changer l'acoustique du système audio de 5 véhicule. Par conséquent, le bloc de réglage de gain 14 est défini de façon à ne pas changer l'acoustique du système audio de véhicule. Par conséquent, le niveau du signal audio réglé D1 provenant du bloc de réglage de gain 14 est tel qu'il ne change pas l'acoustique du système audio de 10 véhicule, maintenant la même acoustique que le système audio de véhicule aurait sans le système 100. Le DSP 2 comprend un mélangeur 15 qui reçoit le signal d'amélioration Al provenant du bloc de gain et de filtrage 13 et le signal audio réglé D1 provenant du bloc 15 de réglage de gain 14. Les deux signaux Al et D1 sont mélangés dans le mélangeur 15 de façon à obtenir le signal audio de sortie B. Le signal d'amélioration Al provenant du DSP et le signal audio réglé D1 provenant de l'amplificateur de 20 puissance multi-canal 4' du véhicule sont mélangés dans le mélangeur 15 afin d'utiliser l'amélioration de moteur également en présence d'un signal audio ou musical provenant du système audio de véhicule. Evidemment, le signal d'amélioration Al peut être utilisé sans le signal 25 audio réglé D1, et inversement. Le signal numérique audio de sortie provenant du mélangeur 15 est envoyé au convertisseur numérique/analogique 8, et le signal analogique audio de sortie B provenant du convertisseur numérique/analogique 8 30 est envoyé à l'amplificateur de puissance interne 4. Le signal audio amplifié C provenant de l'amplificateur de puissance interne 4 est envoyé au haut-parleur 3 dans 3031621 20 l'habitacle de voiture afin de générer un bruit d'amélioration du moteur de véhicule. Bien que le schéma fonctionnel de la Figure 3 montre que le DSP 2 comprend uniquement le bloc de gain 5 et/ou de filtrage 13, le bloc de réglage de gain 14 et le mélangeur 15, le DSP peut évidemment également comprendre des blocs supplémentaires montrés sur le schéma de la Figure 3, tels que, par exemple, la première entrée IN1, la seconde entrée IN2, les convertisseurs 10 analogiques/numériques 6, 7, le convertisseur numérique/analogique 8, l'interface CAN 5 et le microcontrôleur 9. Il doit être noté que de multiples entrées similaires à la seconde entrée IN2 peuvent être prévues pour envoyer le signal d'amélioration à de 15 multiples haut-parleurs, et non seulement au haut-parleur central 3. L'envoi du signal d'amélioration Al conjointement avec le signal audio réglé B1 uniquement au haut-parleur central 3 est un cas spécial d'un système plus général, 20 dans lequel le signal d'amélioration Al (seul ou mélangé avec le signal audio réglé B1) est envoyé à l'un quelconque des haut-parleurs de véhicule. De plus, un processeur de signal analogique peut être prévu à la place du DSP 2.

25 Comme représenté sur la Figure 4, le bloc de gain et/ou de filtrage 13 comprend un bloc de gain global 20 et/ou un réseau de filtres dynamiques 21 Le bloc de gain global 20 impose le gain global devant être appliqué au signal électrique A provenant du 30 capteur de vibration 1 pour des valeurs spécifiques de RDNA, de tours par minute et de couple détectées par le bus CAN à l'aide de l'interface CAN 5.

3031621 21 Une carte 3D (ou table de recherche) avec les tours par minute comme axe X, le couple comme axe Y et le gain global comme axe Z, est créée pour chaque valeur RDNA (course, dynamique, naturel, toute condition 5 météorologique). Compte tenu des quatre styles de conduite RDNA, il est nécessaire de créer quatre tables de recherche. Les valeurs entrées dans lesdites tables sont obtenues au moyen d'un réglage pendant les divers essais expérimentaux ou avec des simulateurs qui simulent le bruit 10 de moteur dans les diverses attitudes de véhicule (RDNA) ou directement sur le véhicule d'essai, toujours dans les diverses attitudes de véhicule (RDNA) et selon les valeurs de tours par minute et de couple. Les tables de recherche sont sauvegardées dans le bloc de gain global 20.

15 Comme indiqué sur la Figure 6, chaque table de recherche peut être créée par génération d'une matrice G11, ...G55 de valeurs de gain global (par exemple, une matrice 5 x 5 = 25 valeurs de gain global) dans un graphique cartésien (X = tours par minute ; Y = couple).

20 Comme représenté sur la Figure 6A (avant réglage ou situation par défaut) et la Figure 6B (après réglage), les axes cartésiens d'un graphique cartésien définissent les valeurs de tours par minute minimale (Rmin) et maximale (Rmax) et les valeurs de couple minimale (Tmin) et maximale 25 (Tmax). Chaque plage (Rmin) - (Rmax) et (Tmin) - (Tmax) est divisée en quatre sous-plages identiques, identifiant cinq points sur chaque axe cartésien correspondant respectivement à des valeurs de pourcentage Rmax et Tmax de 0 % ; 25 % ; 50 % ; 75 % et 100 %. Des lignes droites 30 parallèles aux axes cartésiens sont tracées à partir de ces points sur les axes cartésiens. Les lignes droites se croisent, formant 25 points nodaux. Une valeur de gain 3031621 22 global est attribuée à chaque point nodal afin de générer la matrice de gain global. Les 25 valeurs de gain global de la matrice sont le résultat du réglage, correspondant à 5 valeurs de tours 5 par minute spécifiques et 5 valeurs de couple spécifiques. Les valeurs de gain global harmonisent le bruit de moteur généré par le signal électrique A provenant du capteur de vibration avec le bruit qui est déjà présent naturellement dans l'habitacle de voiture. Le bruit généré à partir de 10 cette combinaison doit être évalué successivement et convenu avec le constructeur automobile, soumis à des étapes de réglage successives. Pour cette raison, un logiciel de réglage spécifique est fourni, lequel est exécuté sur un ordinateur ordinaire et comprend une 15 interface utilisateur graphique (IUG) qui est conviviale. L'ordinateur est connecté à l'amplificateur interne 4 par l'intermédiaire d'un port série RS232, et le logiciel de réglage agit en temps réel sur le DSP 2. Le logiciel est utilisé pour modéliser le schéma 3D de la Figure 6B 20 (valeurs de tours par minute, couple, gain global G) et pour extraire toutes les valeurs de gain global G obtenues avec une interpolation linéaire. Le bloc de gain global 20 a les fonctions suivantes : 25 - recevoir les valeurs RDNA, de tours par minute et de couple provenant de l'interface CAN 5, - consulter la table de recherche appropriée selon les valeurs RDNA, de tours par minute et de couple reçues, et 30 - trouver, dans la table de recherche, le gain global devant être appliqué au signal électrique A détecté par le capteur de vibration 1.

3031621 23 On doit considérer que la valeur RDNA est l'attitude de véhicule définie par l'utilisateur. A la place, les valeurs de tours par minute et de couple sont des valeurs détectées de façon continue par l'unité de 5 commande de véhicule tandis que le véhicule roule. La Figure 7 montre un exemple d'une surface de gain global dans un graphique cartésien 3D, avant le réglage des valeurs de la matrice de gain global (situation par défaut). Dans ce cas, la surface de gain global est un 10 plan incliné avec des valeurs de gain global qui augmentent de façon linéaire lorsque les valeurs de tours par minute et de couple augmentent. La Figure 8 montre un exemple de la surface de gain global de la Figure 7, après le réglage des valeurs de 15 la matrice de gain global. Dans ce cas, la surface de gain global est irrégulière car elle dépend du réglage réalisé. Par conséquent, lorsque la paire de valeurs de tours par minute et de couple détectées par l'interface CAN 5 n'est pas exactement dans l'un des 25 points indiqués sur le 20 schéma de la Figure 8, le gain global est calculé avec une interpolation linéaire entre les points les plus proches. L'interpolation peut également être non linéaire, par exemple une spline cubique peut être utilisée. Le réseau de filtres dynamiques 21 comprend une 25 pluralité de réseaux de filtres, c'est-à-dire un réseau de filtres F1, F2, ... F5 pour chaque valeur de gain global de la matrice de gain global. L'exemple de la Figure 6 montre un réseau de filtres composé de cinq filtres F1, ... F5, pour chaque valeur de gain global de la matrice de gain global.

30 Compte tenu de ce qui précède, 5 x 25 = 125 filtres sont créés pour chaque table de recherche. Chaque filtre F1, ... F5 de chaque réseau de filtres est un filtre passe-bande du type « à pic » ou en 3031621 24 cloche, centré sur des fréquences Fr qui peuvent généralement varier de 120 à 600 Hz. Les fréquences peuvent avoir une valeur différente, qui doit être réglée véhicule par véhicule. En plus de sa fréquence de bande centrale, 5 chaque filtre est également défini par son facteur de qualité Q et par une valeur de gain g. Les fréquences Fr et les facteurs de qualité Q des filtres sont prédéfinis (c'est-à-dire, définis pendant le réglage). De plus, la sélection des valeurs de gain g des 10 filtres est réalisée pendant le réglage acoustique du véhicule, conjointement avec ou immédiatement après le réglage de la matrice de gain global. Un tel réglage supplémentaire est nécessaire si l'on souhaite changer le contenu fréquentiel du signal (pas uniquement le niveau ou 15 le gain) selon le signal de pour certaines valeurs RDNA. réglage supplémentaire doit convenu étapes tours par minute et de couple Le bruit obtenu à partir de ce être successivement évalué et avec le constructeur automobile, soumis des de réglage successives. Pour cette raison, un 20 logiciel de réglage spécifique est fourni, lequel est exécuté sur un ordinateur ordinaire et comporte une interface utilisateur graphique (IUG) qui est facile utiliser. L'ordinateur est connecté à l'amplificateur interne 4 au moyen d'un port série RS232, et le logiciel de 25 réglage agit en temps réel sur le DSP 2, appliquant les paramètres de filtres afin de les évaluer acoustiquement. Dans ce cas, lorsque des valeurs de tours par minute et de couple intermédiaires sont détectées par rapport aux valeurs de tours par minute et de couple qui sont comprises 30 dans les valeurs de gain global, une interpolation linéaire ou une interpolation avec une fonction de spline non linéaire peut être appliquée pour obtenir des valeurs de gain intermédiaires g des filtres. L'interpolation linéaire 3031621 25 est préférée car elle est la forme la plus simple et la plus facile d'interpolation en termes de calculs pour le DSP. Evidemment, une interpolation plus complexe peut être utilisée.

5 Comme représenté sur la Figure 5, le capteur de vibration 1 a une fonction de transfert précise avec une bande centrée dans une fréquence allant d'approximativement 20 à 1 200 Hz. Par exemple, le réseau de filtres 21 permet de mettre l'accent sur les composantes du signal électrique 10 A provenant du capteur de vibration 1 dans la partie hautes fréquences du signal. Le signal électrique A passe ensuite dans le bloc de gain global 20 dans lequel un gain global est appliqué, puis le signal électrique passe dans le réseau de filtres 15 F1, ... F5 choisi selon le gain global. Les filtres F1, ... F5 du réseau de filtres filtrent le signal électrique A dans certaines fréquences comprises entre 100 et 600 Hz et appliquent certains gains g des filtres au signal électrique selon les valeurs de tours par minute et de 20 couple détectées par l'interface CAN 5. On doit considérer que le DSP 2 peut comprendre uniquement le bloc de gain global 20 ou uniquement le réseau de filtres 21. Des variations et modifications équivalentes à la 25 portée d'un homme du métier peuvent être apportées aux modes de réalisation de la présente invention sans s'éloigner du cadre de l'invention.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1 - Système d'amélioration de bruit (100) du moteur (201) d'un véhicule (200), ledit véhicule comprenant un habitacle pour le conducteur et les passagers, ledit moteur (201) comprenant un carter (202), ledit système (100) comprenant : - des moyens de détection de bruit pour détecter un bruit de moteur et générer un signal électrique (A) indicatif du bruit de moteur, un processeur de signal (2) relié aux moyens de détection de bruit pour traiter ledit signal électrique (A) indicatif du bruit de moteur et générer un signal audio de sortie (B), et - un haut-parleur (3) disposé dans l'habitacle de véhicule et relié audit processeur de signal (2) pour recevoir ledit signal audio de sortie (B) et générer un bruit d'amélioration du bruit de moteur, caractérisé par le fait que : - lesdits moyens de détection de bruit sont un capteur de vibration (1) disposé sur le carter (202) du moteur pour détecter les vibrations du carter de moteur, qui génèrent le bruit de moteur, et ledit signal électrique (A) indicatif du bruit de moteur est un signal de vibration du carter de moteur, et - ledit capteur de vibration (1) est un transducteur mécanique-électrique de type excitateur ou vibrateur, comprenant une partie fixe fermement couplée au carter de moteur et une partie mobile qui se déplace par rapport à la partie fixe lorsque le carter de moteur subit une modification de vibration de façon à détecter la vitesse de vibration du carter de moteur, ledit 3031621 27 capteur de vibration (1) agissant comme un intégrateur d'accéléromètre ou un célérimètre.
2. 2 - Système (100) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit capteur de vibration (1) 5 comprend un élément de centrage (10), agissant comme une suspension élastique, ledit élément de centrage (10) comprenant une bague externe (11) reliée à la partie mobile, une bague interne (12) reliée à la partie fixe, et une pluralité de rayons élastiques (13) reliant la bague 10 externe (11) à la bague interne (12).
3. 3 - Système (100) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend une interface CAN (5) connectée à un bus CAN (203) du véhicule et au processeur de signal (2), et ladite interface CAN (5) 15 étant configurée pour détecter des valeurs de tours par minute (TPM) et de couple (Couple) de moteur et envoyer lesdites valeurs au processeur de signal (2) qui les utilise pour commander le gain dudit signal audio sortant (B). 20
4. 4 - Système (100) selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit processeur de signal (2) comprend un réseau de filtres dynamiques (21) relié audit capteur de vibration (1) et à ladite interface CAN (5), chaque filtre (F1, ... F5) ayant une fréquence prédéfinie 25 (Fr) et un gain variable (g) selon lesdites valeurs de tours par minute et de couple détectées par ladite interface CAN (5).
5. 5 - Système (100) selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit processeur de signal (2) 30 comprend un bloc de gain global (20) relié audit capteur de vibration (1) et à ladite interface CAN (5), ledit bloc de gain global (20) étant configure pour appliquer un gain global (G11, ... G55) audit signal électrique (A) détecté par 3031621 28 le capteur de vibration (1) selon lesdites valeurs de tours par minute et de couple détectées par ladite interface CAN (5).
6. 6 - Système (100) selon la revendication 5, 5 caractérisé par le fait que ledit processeur de signal (2) comprend un réseau de filtres dynamiques (21) relié audit bloc de gain global (20) et à ladite interface CAN (5), ledit réseau de filtres dynamiques (21) comprenant une pluralité de réseaux de filtres, chaque réseau de filtres 10 (F1, ... F5) étant associé à un gain global spécifique (G11, ... G55) dudit bloc de gain global (20), chaque filtre ayant une fréquence fixe prédéfinie (Fr) et un gain variable (g) selon les valeurs de tours par minute et de couple détectées par ladite interface CAN (5). 15
7. 7 - Système (100) selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé par le fait que : - ladite interface CAN (5) est configurée de façon détecter, à partir dudit bus CAN (203), une valeur d'attitude de véhicule définie par le conducteur parmi 20 au moins deux valeurs d'attitude de véhicule possibles, de préférence quatre attitudes de véhicule RDNA (course, dynamique, naturel, toute condition météorologique), et - ledit bloc de gain global (20) contient un nombre de tables de recherche 3D égal au nombre d'attitudes de 25 véhicule qui peuvent être définies par le conducteur, chaque table de recherche 3D ayant des valeurs de tours par minute comme axe X, des valeurs de couple comme axe Y, et des valeurs de gain global comme axe Z.
8. 8 - Système (100) selon l'une quelconque des 30 revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que ledit processeur de signal (2) comprend un mélangeur (15) pour mélanger ledit signal électrique (A) détecté par ledit capteur de vibration (1) avec un signal audio (D) provenant 3031621 29 d'un amplificateur de puissance multi-canal audio (4') placé dans le véhicule.
9. 9 - Système (100) selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ledit processeur de signal (2) 5 comprend un bloc de réglage de gain (14) relié audit mélangeur (15) pour définir un gain dudit signal audio (D) provenant de l'amplificateur de puissance multi-canal audio (4') de façon à ne pas modifier l'acoustique du système audio de véhicule en raison du système d'amélioration de 10 bruit de moteur (100).
10. 10 - Système (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que : - ledit véhicule (200) comprend un système audio ayant un amplificateur de puissance multi-canal (4') relié à une 15 pluralité de haut-parleurs disposés dans l'habitacle de véhicule, et - ledit haut-parleur (3) émettant l'amélioration de bruit de moteur est le haut-parleur central dudit système audio de véhicule. 20