FR3123777A1 - Système de gestion acoustique d’un habitacle de véhicule automobile - Google Patents

Abstract

Système (1) de gestion acoustique d’un habitacle de véhicule automobile, ledit habitacle étant subdivisé en une pluralité de zones acoustiques (20), ledit système (1) étant caractérisé en ce qu’il comprend : - Des moyens de connexions à une pluralité de sources audio (25); - Une pluralité de moyens d’appairage à un dispositif d’écoute sans-fil (23, 24); et - Un dispositif de partage (10) conformé pour recevoir de chaque source audio connectée un flux audio et pour transmettre au moins un flux audio vers au moins un dispositif d’écoute sans-fil (23, 24) appairé ; ledit dispositif de gestion étant adapté pour autoriser le routage d’un même flux audio vers au moins deux dispositifs d’écoute sans-fil (23, 24) simultanément par au moins deux moyens d’appairage. Figure d’abrégé : Figure 2

Description

Système de gestion acoustique d’un habitacle de véhicule automobile

L’invention concerne la diffusion de contenu audio dans l’habitacle d’un véhicule automobile.

En particulier l’invention concerne la création des zones acoustiques distinctes, aussi appelées bulle acoustique à l’intérieur de l’habitacle d’un véhicule automobile.

Une problématique connue dans le domaine de l’automobile est de gérer l’écoute musicale dans l’habitacle d’un véhicule automobile.

De manière classique et bien connue, les véhicules automobiles comprennent une installation acoustique comprenant des enceintes audio câblées reparties dans l’habitacle pour permettre la diffusion de contenu acoustique. Cette installation acoustique est généralement commandée par un système de reproduction sonore, comprenant un calculateur embarqué et une interface utilisateur sur le tableau de bord, tel qu’un autoradio.

Toutefois une problématique générale est de permettre aux passagers d’un véhicule automobile d’écouter un contenu sonore différent et indépendamment des autres usagers tout en garantissant une tranquillité d’écoute optimale, en réduisant notamment les bruits gênants.

A cet effet, on connait le concept de « bulles acoustiques » permettant de créer des zones acoustiques dans l’habitacle. Les zones pouvant être par exemple une zone délimitée par les sièges passagers ou conducteurs.

Le document CN110475180A décrit notamment le principe général d’une telle installation, comprenant des organes d’acquisition sonore, des moyens de restitution sonore dans une pluralité de zones du véhicule automobile et des moyens de gestion audio. Une telle installation permet notamment d’associer pour chaque zone de l’habitacle une source indépendante, par exemple un téléphone mobile, dit smartphone, de sorte à mixer les sources vers des récepteurs câblés. Toutefois une telle solution est relativement complexe à mettre en œuvre et ne permet pas une gestion libre des sources sonores et des récepteurs associés à chaque source.

Aussi, il existe le besoin d’un système de création de bulles acoustiques amélioré.

A cet effet, on propose un système de gestion acoustique d’un habitacle de véhicule automobile, ledit habitacle étant subdivisé en une pluralité de zones acoustiques.

Ledit système comprenant :

• Des moyens de connexions à une pluralité de sources audio ;
• Une pluralité de moyens d’appairage à un dispositif d’écoute sans-fil ; et
• Un dispositif de partage conformé pour recevoir de chaque source audio connectée un flux audio et pour transmettre au moins un flux audio vers au moins un dispositif d’écoute sans-fil appairé ; ledit dispositif de gestion étant adapté pour autoriser le routage d’un même flux audio vers au moins deux dispositifs d’écoute sans-fil simultanément par au moins deux moyens d’appairage.

Ainsi, on obtient un système particulièrement simple et permettant un partage d’un même flux audio entre différentes zones acoustiques, aussi appelées bulles acoustiques, ce qui permet une gestion plus souple du contenu audio entre les différentes bulles et ce de manière relativement peu couteuse à mettre en œuvre.

Avantageusement et de manière non limitative, chaque moyen d’appairage comprend un récepteur radiofréquences courte-portée, tel qu’une récepteur Bluetooth. Ainsi, on peut connecter de nombreux terminaux possédés par les usagers, que ce soit des smartphones, des casques ou écouteurs sans fils ou encore des enceintes mobiles.

Avantageusement et de manière non limitative, le dispositif de partage comprend un système sur puce adapté pour contrôler l’ensemble des moyens de connexions à une pluralité de sources audio et des moyens d’appairage à un terminal d’écoute sans-fil. Ainsi, on peut mettre en œuvre un système de manière robuste, peu couteuse et aisément adaptable à différentes architectures techniques de véhicules automobile.

Avantageusement et de manière non limitative, le système comprend en outre des moyens de connexion à des terminaux d’écoute filaires. Ceci permet notamment une meilleure compatibilité avec des systèmes existants dans des véhicules équipés de connecteurs filaires.

Avantageusement et de manière non limitative, le système comprend, pour au moins une zone, au moins un microphone installé dans ladite zone, et un module d’annulation de bruit apte à réduire les nuisances sonores présentes dans ladite zone en fonction dudit bruit capté par ledit microphone. Ainsi, on peut améliorer le confort des passagers de chaque bulle acoustique.

Avantageusement et de manière non limitative, le module d’annulation de bruit est associé à un capteur de vibration, tel qu’un accéléromètre, adapté pour acquérir les vibrations produites par le moteur et le roulage du véhicule automobile et pour produire un signal de réduction de bruit fonction du signal acquis par le microphone et des vibrations captées. Ainsi, on peut améliorer encore plus le confort des passagers de chaque bulle acoustique.

Avantageusement et de manière non limitative, le système comprend un microphone pour chaque zone, et un module de transfert de communications, apte à transmettre la voix acquise par un microphone d’une zone vers au moins un dispositif d’écoute sans-fil. Ainsi, on peut simplifier et améliorer la communication entre passagers dans un habitacle équipé du système de bulles acoustiques.

Avantageusement et de manière non limitative, le niveau d’émergence de la voix transmise audit dispositif d’écoute sans-fil est automatisé à un niveau de sensiblement 3dB. Ainsi l’amplification de la voix augmente en fonction de bruit du véhicule, lequel augmente généralement en fonction de la vitesse. Ceci permet d’améliorer le confort d’écoute lors de discussions entre passagers.

Avantageusement et de manière non limitative, lesdits moyens de connexions à une pluralité de sources audio et lesdits moyens d’appairage à un dispositif d’écoute sans-fil, sont un même dispositif d’interconnexion, dit HUB. En particulier un même HUB Bluetooth. Ceci permet de mutualiser les moyens de connexion et d’appairage des sources et des dispositifs d’écoutes.

L’invention concerne aussi un véhicule automobile comprenant un système de gestion acoustique tel que décrit précédemment.

D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d’un mode de réalisation particulier de l’invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :

est une vue schématique du module de partage de bulles du système selon l’invention ;

est une vue schématique du dessus d’un véhicule automobile mettant en œuvre un système selon l’invention comprenant le module de partage de la ;

est une vue schématique d’un module de routage selon l’invention ;

est une vue schématique d’un module de réduction du bruit usagers du système selon l’invention ; et

est une vue schématique d’un module de réduction du bruit habitacle du système selon l’invention.

Selon la mise en œuvre principale de l’invention un véhicule automobile 200 comprend un habitacle à l’intérieur duquel plusieurs occupants peuvent prendre place, tel que le conducteur et des passagers.

Cet habitable est subdivisé virtuellement en une pluralité de zones 20, ici une zone correspondant à une place usager.

Le véhicule 2 comprend un système acoustique 1 permettant de créer des zones acoustiques 20 dans l’habitacle, aussi appelées bulles sonores 20, augmentant le confort acoustique des occupants et permettant aux occupants d’écouter des contenus différents à chaque place, ou de partager un contenu audio entre les occupants de différents bulles.

Le système acoustique 1 selon l’invention remplit plusieurs fonctions de gestion acoustique dans l’habitacle parmi lesquelles :

- Une fonction d’atténuation du bruit pour chaque zone acoustique, afin de réduire le bruit de roulage, du moteur ainsi que du bruit venant d’une zone voisine ;

– une fonction de partage d’un média audio dans une ou plusieurs bulle(s) ;

– une fonction de routage dans laquelle le système permet la récupération de médias issus soit du système central audio du véhicule (radio, lecteur CD, clef USB, etc.), soit de terminaux mobiles, tels que des smartphones, via des connections filaires ou via un concentrateur Bluetooth permettant les interconnexions sans fil, et de router au choix ces médias dans les différentes zones ;

– Une fonction de diffusion audio dans les zones acoustiques 20, par exemple dans des haut-parleurs 22 installés dans les appuie-têtes 21 des sièges de chaque zone 20, soit via des objets nomades audio courants, tels que des casques 23, écouteurs sans fil 24 ou filaires, par exemple connectés sur une prise de connexion positionnée dans la zone, par exemple via une prise jack ou USB.

– une fonction de contrôle du système acoustique 1 par le biais d’une IHM, par exemple embarquée dans le système audio central du véhicule ou par un dispositif tiers tel qu’un appareil mobile 25, comme un smartphone 25 équipé d’une application dédiée. Ceci permet notamment aux occupants de sélectionner une zone acoustique, aussi appelée bulle acoustique, et d’y associer un média qui doit y être joué. Il peut ainsi y avoir autant de médias différents joués simultanément que de bulles acoustiques prévues dans le véhicule.

– Une fonction d’intercommunication, permettant en cas de besoin aux occupants d’échanger entre eux à l’aide d’un système de communication entre les bulles acoustiques 20. Ainsi, la voix d’un occupant qui parle est rendue audible pour les autres occupants, en dépit des fonctions d’atténuation de bruit, et même s’ils sont loin ou dans un environnement véhicule bruyant. De plus dans le cas où un occupant est dans un mode silencieux, où aucun contenu audio n’est joué dans sa bulle, la voix d’un autre occupant s’adressant à lui peut être entendue clairement.

Afin de remplir toutes ces fonctions, le système acoustique 1 comprend une pluralité de modules électroniques exposés ci-après.

Ces modules électroniques sont architecturés autour d’un module électronique de partage de bulles 10, représenté .

Ce module électronique 10 de partage de bulles, aussi appelé en anglaisSharing Bubble Electronique Module, sera appelé plus simplement module de partage 10.

Ce module de partage 10 fournit des ressources techniques pour tous les autres modules décrit ci-après.

En particulier ce module de partage 10 comprend un concentrateur Bluetooth 34 qui permet la connexion simultanée de plusieurs dispositifs tiers sans-fil 23, 24, ici des dispositifs Bluetooth, portés par des occupants, tels que des casques 23 ou écouteurs 24, mettant en œuvre le profil Advanced Audio Distribution Profile, généralement abrégé A2DP qui permet la transmission de flux audio.

Le module de partage 10 met en œuvre aussi le concentrateur Bluetooth 34 qui met en œuvre la pluralité de modules d’appairage Bluetooth 340, permettant chacun d’associer de manière autonome un dispositif tiers Bluetooth au système 1.

Ainsi, les dispositifs Bluetooth des utilisateurs peuvent être actifs en même temps et indépendant les uns des autres, ce qui permet d’obtenir une solution peu coûteuse et très flexible.

Le module de partage 10 permet le routage et le mixage des flux audio venant des sources 25, et allant vers tous les moyens de reproduction sonore du véhicule : haut-parleurs câblés 35 du véhicule, écouteurs intégrés 22 aux appui-têtes 21, écouteurs 24 ou casques 23 Bluetooth des utilisateurs.

De plus, dans cet exemple, le module de partage prend en compte en tant que source indépendante chaque smartphone 25 ou appareil téléphonique sans fil qui lui est connecté, afin de pouvoir diffuser les communications téléphoniques ou de voix sur IP par exemple.

Ce module peut aussi prendre comme source une sortie auxiliaire, dite sortie AUX, d’une plateforme multimédia, telle qu’une plateforme Google® Automotive Service (GAS),

Le module de partage 10 comprend un système sur puce 100, dit SoC 100, pour System on a chip, qui permet d’avoir une solution intégrée et peu coûteuse, et qui peut faire office de processeur pour tout ou partie des modules du présent système 1.

De cette manière on peut selon une mise en œuvre particulière de l’invention, organiser le système 1 de sorte que le module de partage opère en tant que serveur, par exemple de type html5, de l’interface homme-machine de manière à y déporter la gestion de l’interaction avec les utilisateurs des rangs avant et arrières. Ceci permettant une mise en œuvre optimisée du module de partage et par conséquent réduit la complexité et le coût de réalisation, d’évolution et de maintenance de l’application d’interface Homme-Machine pour piloter les prestations de partage de bulles acoustiques.

On peut de manière plus générale, selon une mise en œuvre préférée, faire en sorte que l’ensemble de l’interface homme-machine du système selon l’invention soit mise en œuvre par le module de partage.

A cet effet, le module de partage 10 comprend une mémoire vive 101 et une mémoire de masse 102, par exemple une mémoire flash 102, pour stocker et exécuter les services d’interface homme-machine de partage et pour stocker les fichiers de procédé de traitement audio (filtrages, mixages, égalisation, routage).

Aux fins des communications avec les autres modules du système, le module de partage comprend des bus à diffusion de données formant le réseau CAN (pour Controller Area Network) 103, une connectique Ethernet 104.

D’une manière générale on parle de manière équivalente de dispositifs audio nomades 23, 24 ou de dispositifs tiers 23, 24, filaire ou sans-fil, pour parler des casques, écouteurs, enceintes portables tierces, ou tout autre dispositif d’écoute qu’un utilisateur peut embarquer à bord du véhicule pour écouter un contenu audio.

Le concentrateur Bluetooth 34 comprend une pluralité de moyens d’appairage 340 Bluetooth, ou de toute autre protocole de communication sans fil adapté, les moyens d’appairage présentant une architecture combinant plusieurs contrôleurs indépendants, aptes chacun à communiquer indépendamment avec un dispositif tiers sans-fil 25, 23.

Dans ce mode de réalisation de l’invention, le module de partage 10 comprend quatre modules Bluetooth 340 pour échanger des données avec les smartphones 25 et les casques 23 ou dispositifs audio portables, mais ceci n’est pas limitatif et le système peut être adapté pour permettre une connexion d’un nombre inférieur ou supérieur de dispositifs Bluetooth.

On prévoit préférentiellement un module Bluetooth 340 par zone présente dans le véhicule automobile.

Ce concentrateur Bluetooth 34 peut être mis en œuvre par tous les autres modules du système 1, de sorte qu’on parlera plus simplement de concentrateur Bluetooth 34 du système 1.

Ainsi, le concentrateur Bluetooth 34 gère de manière totalement indépendante chaque dispositif tiers sans-fil connecté.

Toutefois, tous les moyens d’appairage 34 sont synchronisés sur une même horloge, ce qui permet d’assurer l’écoute d’un ou plusieurs médias sur plusieurs dispositifs tiers sans-fil simultanément.

Le module de partage 10 est aussi assisté par un amplificateur audio qui pilote les hauts parleurs 22 intégrés à l’appui-tête 21 du conducteur.

En effet, le conducteur ne pouvant porter un casque ou des écouteurs, on installe pour lui des haut-parleurs dans son appuie-tête, ce dernier nécessitant un amplificateur pour élever le niveau des signaux.

Le système acoustique 1 comprend aussi un module de contrôle utilisateur.

Ce module de contrôle utilisateur comprend une interface homme-machine, dans cet exemple, mais non limitativement, mis en œuvre par le module de partage 10, généralement associée à l’écran central du véhicule et mise en œuvre depuis un dispositif tiers, tel qu’un smartphone équipé d’une application dédiée.

Cette interface homme-machine est notamment adaptée pour permettre à l’utilisateur de distinguer les bulles acoustiques du véhicule, leurs liens de partage en cours, que nous allons détailler par la suite ainsi que les médias qui sont en lecture et les smartphones et objets audio nomades connectés au système.

Ce module interface homme-machine permet ainsi de commander les appairages de dispositifs tiers sans-fil, tel qu’un casque, un smartphone, etc., notamment que les appairages Bluetooth®.

Le système comprend aussi un module de routage 30, tel que représenté , qui permet de router routage et de diffuser un média dans une ou plusieurs bulles 20.

Ainsi ce module de routage 30, reçoit des flux audio digitaux et un ou plusieurs ordres en provenance de l’interface homme-machine.

Le module de routage comprend notamment un microprocesseur 31 qui est dans ce mode de réalisation celui du module de partage 10 ;

-un DSP 32 adapté pour mettre en œuvre un procédé d’optimisation sonore de la qualité audio de la bulle ; et

-un amplificateur digital audio 33 nécessaire pour alimenter un appui-tête avec haut-parleurs, et met en œuvre le concentrateur Bluetooth 34 pour diffuser le média vers un dispositif audio nomade d’un utilisateur.

Le module de routage 30 permet aussi de manière classique de router le signal sonore d’une source vers les enceintes fixes de l’habitacle 35 via un amplificateur sonore 36 dédié

Le système acoustique 1 comprend aussi un module de réduction du bruit usagers, pour chaque zone 20. Ce module vise à réduire principalement les bruits inter-bulles produits par les usagers et les contenus audio des autres bulles.

A cet effet, il met en œuvre notamment un microphone d’annulation de bruit 41 dans chaque bulle acoustique, par exemple associée à l’appui-tête équipé de haut-parleurs.

Ainsi, les micros d’annulation 41 de bruit sont situés dans l’appui-têtes dans une zone proche des oreilles de l’occupant.

Ces micros 41 fonctionnent dans la plage en fréquence des sons audibles.

Le module de réduction du bruit usagers 40 comprend un processeur de signal numérique, connu en anglais sous le nom de DSP 43 mettant en œuvre un procédé de traitement du signal qui permet d’annuler les bruits et sons non voulus dans la bulle concernée.

Ce module 40 permet ainsi de faire la distinction entre le signal entrant audio destiné à la bulle 20 concernée et les autres sources de sons.

L’intensité de l’effet de l’algorithme peut être contrôlable, allant d’une étanchéité acoustique maximum à une perméabilité acoustique maximum. Voir Schémas 9 et 10.

En outre, afin d’améliorer l’annulation du bruit, le système acoustique comprend aussi un module de réduction du bruit habitacle 50, aussi représenté .

Ce module 50 comprend des organes pouvant être communs avec le module de réduction de bruit usagers 40, par exemple les microphones 41. Ces deux modules 40 et 50 peuvent ainsi être fusionnés en un seul module général de réduction de bruit.

Ce module 50 permet une réduction des bruits qui ne sont pas directement générés par les usagers ou par le système audio 1 lui-même. Ce module permet en particulier la filtration des bruits de roulage et de ventilation du véhicule automobile dans le spectre en fréquences des sons audibles.

Ce module de réduction du bruit habitacle comprend notamment un microphone 41 d’annulation de bruit pour chaque occupant.

Ce microphone 41 d’annulation de bruit est ici installé dans un appui-tête 21 équipé de haut-parleurs 22, situés dans l’appui-têtes dans une zone proche des oreilles de l’occupant.

Ces microphones 41 fonctionnent dans la gamme en fréquences des sons audibles.

Le module de réduction du bruit habitacle 40 comprend aussi des accéléromètres 44, adaptés pour capter les vibrations, notamment les vibrations de moteurs et de roulage.

Ces accéléromètres 44 sont fixés par exemple sur la caisse du véhicule automobile, ou sur d’autres éléments de liaison au sol.

Dans ce mode de réalisation de l’invention, on fixe les accéléromètres 44 avec les capteurs du système antiblocage des roues ABS. Ainsi, cette intégration de l’accéléromètre permet une zone de forte compacité de capteurs, et garantit une localisation dans une zone à forte sensibilité aux vibrations de la roue, ce qui augmente l’aptitude du système à identifier les bruits de roulage.

Le module de réduction du bruit habitacle comprend un processeur de traitement du signal DSP dédié 51 qui met en œuvre un procédé de traitement des signaux permettant d’annuler les sons non voulus émanant du fonctionnement du véhicule, tel que les bruits de roulage et les bruits de ventilation.

Ce DSP 51 peut notamment être le même DSP 43 que celui du module de réduction de bruit usagers.

Dans ce mode de réalisation le système 1 selon l’invention est actif en permanence pendant le fonctionnement du véhicule automobile, et ce de manière automatique.

Le système acoustique comprend aussi un module de transmission de la voix entre les zones, mis en œuvre par le système sur puce 100 du module de partage 4. Ce module de transmission de voix, qui peut être mis en œuvre notamment par le processeur ou un DSP d’un autre module, permet de reproduire la voix d’un occupant pour un ou plusieurs occupants, dans des zones distinctes.

Ce module de transmission de la voix est dans ce mode de réalisation activé par l’usager qui souhaite communiquer.

Ainsi, la voix est retransmise vers le ou les occupants sélectionnés, que ce soit dans le haut-parleur câblé le plus proche du destinataire ou dans le système audio de l’occupant sélectionné, que ce soit un appui-tête avec haut-parleur intégré, un casque sans-fil ou filaire, ou tout autre objet audio nomade connecté.
Ainsi la voix peut être audible pour une personne seulement de manière sélective.
Ce module peut être désactivé pour l’ensemble du véhicule ou de manière sélective pour une zone particulière de l’habitacle.
Dans ce mode de réalisation, le niveau d’émergence de la voix est automatisé et est de sensiblement 3dB, ceci étant donné à titre non limitatif. L’amplification de la voix augmente donc en fonction de bruit du véhicule, lequel augmente généralement en fonction de la vitesse.

Claims (10)

1. Système (1) de gestion acoustique d’un habitacle de véhicule automobile, ledit habitacle étant subdivisé en une pluralité de zones acoustiques (20), ledit système (1) étant caractérisé en ce qu’il comprend :

   • Des moyens de connexions (340) à une pluralité de sources audio (25);
   • Une pluralité de moyens d’appairage (340) à un dispositif d’écoute sans-fil (23, 24); et
   • Un dispositif de partage (10) conformé pour recevoir de chaque source audio connectée un flux audio et pour transmettre au moins un flux audio vers au moins un dispositif d’écoute sans-fil (23, 24) appairé ; ledit dispositif de gestion étant adapté pour autoriser le routage d’un même flux audio vers au moins deux dispositifs d’écoute sans-fil (23, 24) simultanément par au moins deux moyens d’appairage (340).
2. Système (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque moyen d’appairage (340) comprend un récepteur radiofréquences courte-portée, tel qu’une récepteur Bluetooth.
3. Système (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de partage (10) comprend un système sur puce (100) adapté pour contrôler l’ensemble des moyens de connexions (340) à une pluralité de sources audio et des moyens d’appairage (340) à un terminal d’écoute sans-fil.
4. Système (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comprend en outre des moyens de connexion à des terminaux d’écoute filaires.
5. Système (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend, pour au moins une zone (20), au moins un microphone (41) installé dans ladite zone (20), et un module d’annulation de bruit (40, 50) apte à réduire les nuisances sonores présentes dans ladite zone en fonction dudit bruit capté par ledit microphone (41).
6. Système selon la revendication 5 caractérisé en ce que le module d’annulation de bruit (40, 50) est associé à un capteur de vibration, tel qu’un accéléromètre (44), adapté pour acquérir les vibrations produites par le moteur et le roulage du véhicule automobile et pour produire un signal de réduction de bruit fonction du signal acquis par le microphone (41) et des vibrations captées.
7. Système (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend un microphone (41) pour chaque zone (20), et un module de transfert de communications, apte à transmettre la voix acquise par un microphone (41) d’une zone (20) vers au moins un dispositif d’écoute sans-fil (23, 24).
8. Système (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le niveau d’émergence de la voix transmise audit dispositif d’écoute sans-fil est automatisé à un niveau de 3dB.
9. Système (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de connexions (340) à une pluralité de sources audio (25) et lesdits moyens d’appairage (340) à un dispositif d’écoute sans-fil (23, 24), sont un même dispositif d’interconnexion.
10. Véhicule automobile comprenant un système de gestion acoustique selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.