WO2007147994A1 - Procede et systeme de contrôle antivibratoire et antibruit pour groupe motopropulseur d'un vehicule. - Google Patents

Procede et systeme de contrôle antivibratoire et antibruit pour groupe motopropulseur d'un vehicule. Download PDF

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control
vibration
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Jacques Dusi
Philippe Henriot
Sébastien Husson
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Peugeot Citroën Automobiles SA
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Definitions

  • the present invention relates to a method and an antivibration and noise control system for a powertrain (GMP) of a vehicle.
  • GMP powertrain
  • the vibrations of the GMP of a vehicle come from rotary movements of different parts of the engine (crankshaft, crank pins eccentric with respect to the axis of rotation of the crankshaft, etc.), of movements of translation of other parts (piston and attached masses ) and compound movements (connecting rods, for example).
  • the vibrations are generated by forces whose intensity, direction and point of application vary at a very high speed. They are harmful: they create points of fragility and are the cause of discomfort for the passengers.
  • Vibrations must be limited. We are talking about balancing. Different passive systems exist to reduce vibrations, among which we know the engine shims, systems of creation of eccentrics or "unbalance" intended to oppose the eccentrics that are sources of vibration, the balancing systems in which we add masses in number, position and value varied on the crankshaft and balance shafts, anti-torque linkage systems and systems based on hydraulic supports (with specific action depending on the frequency band and type of solicitations vibratory to control). Other systems, called active systems, are also used, among which active isolation systems for the suppression of resonance phenomena (active wedge known as GMP shim, Paulstra ® active shim), active rods, active antivibration control, and so-called "self-adaptive" filtering systems, etc.
  • active wedge active wedge known as GMP shim, Paulstra ® active shim
  • active rods active antivibration control
  • self-adaptive filtering systems etc.
  • Such a system is based on the principle of generating a counter vibration, and comprises, in a conventional manner and known per se, an actuator often placed on the structure of the vehicle, a computer which generates the antivibration control signals via 1 'actuator, a control signal measured at a point of the passenger compartment (point where it is desired to reduce vibrations), and a reference signal which is filtered to generate the counter vibration signal sent to the actuator.
  • the counter vibration generated by the actuator is none other than the filtered reference signal.
  • a first control method essentially consists in choosing the current filter from among a set of "mapped” filters according to the information of engine speed, gearbox position, engine load, etc., these filters. mapped "being developed on a so-called” reference vehicle ".
  • a cartographic process known from the prior art, has the disadvantage of not taking into account the dispersion between the vehicles equipped with the antivibration system, because they have exactly the same "mapped" filters.
  • Another method of control uses a single filter whose coefficients vary continuously over time, these coefficients being obtained by the operation of a computer.
  • this method unlike the previously mentioned method, the diversity of the vehicles equipped is taken into account and the gains are optimal because there is a perfect adaptation to the vehicle concerned.
  • this "self-adaptive” method has the disadvantage of a high cost of the calculator for obtaining coefficients in real time.
  • the self-adaptive process the The speed of convergence is slower, because the new coefficients of the "step-by-step” filter must be calculated before reaching the desired optimal values.
  • the object of the present invention is to provide a method and an antivibration and noise control system for a powertrain of a vehicle, which does not have the disadvantages of known methods of the prior art.
  • Another object of the present invention is to provide such a method and such a system, which take into account the diversity of vehicles equipped without resorting to a too expensive computer.
  • Another object of the present invention is to provide such a method and such a system, which offer an excellent convergence speed, that is to say which offer a relatively short convergence time of the system.
  • the present invention provides a novel method of vibration control and noise control for a vehicle powertrain, by generating by means of an anti-vibration actuator to decrease or cancel the original vibrations and noises. at a checkpoint of the passenger compartment of the vehicle.
  • the powertrain itself is used as the source of a reference signal, which reference signal is filtered to obtain a counter-vibration signal sent to said actuator, and the filter coefficients are calculated in the form of constants. for a given vehicle state from the measurement of the transfers between the power train, respectively the actuator, and said control point.
  • the transfer between two points, namely an excitation point and a control point is the vibratory response between these two points.
  • a filter coefficient is not the result of real-time computations, but is a constant, and this constant is obtained by the following steps:
  • the vibrations and original noise treated are essentially vibrations and noises at a frequency which is that of the main harmonic of the rotational speed of the engine crankshaft GMP.
  • the measurement of the primary transfer is obtained by deduction from the measurement of the sinusoidal signal of said principal harmonic measured at the control point.
  • the measurement of the secondary transfer is also obtained by sending by the actuator a sinusoidal signal which is measured at the control point.
  • the measurements of the primary and secondary transfers are performed online during the automobile production process, using the harmonic of the GMP engine itself as an excitation signal of the actuator.
  • the primary and secondary transfer measurements comprise the following steps:
  • a first measurement which is a measurement of the primary transfer, with the engine idling
  • the present invention also provides a new anti-vibration and noise control system for a vehicle powertrain, for carrying out the control method outlined above.
  • This new system comprises an actuator which transmits an antivibration control signal, a computer which generates the antivibration control signal of excitation of the actuator and calculates coefficients of a "self-adaptive" filter, a means of generating a control signal measured at a point in the passenger compartment where the vibrations and noise must be reduced, means for producing a reference signal which is filtered in order to generate the antivibration control signal sent to the actuator.
  • the actuator is an electromagnetic beater type actuator, placed on the vehicle structure.
  • FIG. 1 schematically represents the principle of an antivibration control system for processing the vibrations of a GMP, according to the prior art
  • FIG. 2 schematically represents the principle of an antivibration control system for processing the vibrations of a GMP, according to the present invention
  • FIG. 3 schematically represents the principle of the algorithm. used in the system filter, according to the present invention.
  • an anti-vibration and noise control system for a powertrain referred to as GMP, of a vehicle, according to the prior art, has an architecture that comprises at least the following elements:
  • an actuator 1 which can preferably be placed on the structure of the vehicle; a computer 2 which generates the antivibration control signals S sent to the actuator 1 (the calculator performs the calculations of the coefficients of a so-called “self-adaptive” filter “Because they are a function of many parameters in real time), - a control signal Sc, measured at a point Pc of the passenger compartment (it is at this point Pc that it is desired to reduce the vibrations and the noise ),
  • a reference signal Sr the function of which is to be filtered in order to generate the counter vibration signal S sent to the actuator.
  • the antivibration actuator 1 is an actuator known per se, controlled, type electromagnetic beater.
  • the structure of the vehicle vibrated by means of a system as described above, generates CV counter-vibrations which cancel or attenuate the vibrations of origin V. This results in the point Pc a lower or zero vibration which is the resulting VR vibration of V and CV vibrations.
  • FIG. 2 schematically represents the principle of an antivibration control system for processing the vibrations of a GMP, according to the present invention.
  • the GMP group emits a vibration V that one seeks to attenuate or cancel at the control point Pc.
  • the counter vibration CV is emitted by an actuator 1 activated by an antivibration control signal S.
  • the resulting vibration is VR at the control point Pc.
  • a measurement of the state of the vehicle namely the engine speed, the engine load, the position of the gearbox, is performed. It leads to define different states of the vehicle E x , E 2 , E 3 , E 4 , etc.
  • Each current state corresponds to a mapping C x , C 2 , C 3 , C 4 , etc., which is loaded into the computer 2 to process the reference signal Sr coming from the source of the vibratory reference signal 3.
  • the system is started with the mapping loaded. But to avoid generating a computing load that is too high, according to the present invention, the self-adaptive system is not started, with real-time calculations of the coefficients.
  • the algorithm used in the computer 2 is illustrated by the diagram of FIG.
  • the powertrain GMP is mounted on the structure (body) of the vehicle not shown only schematically in 4.
  • the actuator electromagnettic beater, preferably
  • the powertrain GMP is mounted on the structure (body) of the vehicle not shown only schematically in 4.
  • the actuator electromagtic beater, preferably
  • TP a first type of transfer, designated "primary transfer” and referenced TP, which represents the response between the GMP and the control point Pc.
  • This TP response is generally not known because the excitation (the GMP for the vibrations) has a nonlinear and hardly modelable response, and
  • second transfer a second type of transfer, designated "secondary transfer" and referenced TS, which represents the response between the actuator 1 and the control point Pc.
  • This TS response is easily measured because the control of the actuator 1 is known and controlled and it is sufficient for an imposed excitation to measure the response of the control point Pc to know TS. For this reason, there is a control accelerometer 5 at the control point Pc.
  • a reference accelerometer 6 is mounted on the GMP.
  • the algorithm used in the filter component of the calculator is an algorithm of LMS (Least Mean Square) or least squares algorithm type, which requires knowledge of the TS secondary transfer.
  • r a reference to the excitation of the source, namely the most representative signal of the vibration or noise that one seeks to eliminate
  • e the error that one wishes null. It is at this point that the vibratory energy or the noise will be zero in the passenger compartment of the vehicle, W represents the coefficients of the auto adaptive filter. These are the coefficients whose values change in real time and which require calculation time,
  • TP and TS are the primary and secondary transfers already mentioned previously.
  • an LMS algorithm is preferably used by taking W in the form of a FIR (acronym for "Finite Impulse Response").
  • the calculation of W in real time corresponds to the following equation:
  • TP is not known.
  • W is to tend towards the ratio TP / TS.
  • the engine or GMP of the vehicle is used itself as a "known" exciter. This characteristic makes it possible, among other advantages, to have a very stable system, with a very short response time and adapted to each equipped vehicle.
  • the primary transfer TP which is usually unknown, as has already been mentioned, is measured, the secondary transfer TS is measured, which is done in any case,
  • the antivibration control system treats the vibrations of the floor, the seats and the steering wheel only at idling speed, that is to say the vibrations which constitute the most important problem of diesel engines BVA (Automatic Gearbox). ).
  • the antivibration control system of the present invention is also based on the established principle that heat engines generate vibrations and noise at well-defined harmonics.
  • the main harmonic is the harmonic 2N or harmonic 2 of the crankshaft rotation speed.
  • the signal measured by the control point Pc is therefore almost exclusively constituted of a single sinusoidal signal 2N modified by the primary transfer TP that is sufficient to deduce.
  • All vehicles equipped with anti-vibration control can be measured at the end of the chain and have optimal treatment in this way.
  • the transfers being measured, and all the values of the calculator being constants, the computation load of the calculator is of the same order of magnitude as if it were a cartographic control method; it is, therefore, minimal for a controlled system, and the response time is optimal.
  • the measurement of the two TP and TS transfers should be done as follows:
  • the two measurements of TP and TS are performed one after the other with the engine running. Both measurements are therefore made online. In addition, these measurements are used in line with the harmonic of the motor itself as an excitation signal of the actuator.
  • the transfer measurement method is as follows:
  • the primary transfer TP is measured with the engine running at idle speed; which results in a first measurement value Ml,
  • the sinusoidal signal at the frequency 2N is extracted from the value r (excitation of the source that is to be eliminated), which signal is sent by the actuator 1.
  • the measured transfer is then a value M2, which is the value of TP + TS at the frequency of the harmonic 2N, - one deduces the value of TS, making the difference M2 - Ml of the two preceding measurements.
  • the method according to the present invention is suitable for automotive production, but without calculation in real time as in the methods known from the prior art, and therefore necessarily stable.
  • the computational load is low, unlike the self-adaptive systems of the prior art, which makes the method of the invention inexpensive, in particular by a sharp reduction in the size of memories and the simplification of calculation algorithms.
  • the response time is minimal because it does not require any calculation of updating of coefficient internal to the function.

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Abstract

Le procédé génère au moyen d'un actionneur (1) une contre vibration (CV) pour diminuer ou annuler les vibrations et les bruits d'origine (V) en un point de l'habitacle du véhicule - appelé point de contrôle (Pc), - on utilise le GMP lui-même pour source d'un signal de référence (Sr). Ce signal de référence (Sr) est filtré en un signal de contrôle vibratoire (S), lequel est envoyé audit actionneur (1) pour émettre la contre vibration (CV), et on calcule, au moyen d'un calculateur (2), les coefficients de filtre qui sont des constantes, et non le résultat de calculs en temps réels qui seraient trop coûteux en terme de taille mémoire et d'algorithme de calcul. - Véhicules automobiles. Contrôle antivibratoire et antibruit des moteurs de véhicule.

Description

PROCEDE ET SYSTEME DE CONTROLE ANTIVIBRATOIRE ET ANTIBRUIT POUR GROUPE MOTOPROPULSEUR D'UN VEHICULE.
La présente invention revendique la priorité de la demande française 0652167 déposée le 19/06/2006 dont le contenu (description, revendications et dessins) est incorporé ici par référence.
La présente invention concerne un procédé et un système de contrôle antivibratoire et antibruit pour un groupe motopropulseur (GMP) d'un véhicule.
Les vibrations du GMP d'un véhicule proviennent de mouvements rotatifs de différentes pièces du moteur (vilebrequin, manetons excentrés par rapport à l'axe de rotation du vilebrequin, etc.), de mouvements de translation d'autres pièces (piston et masses attachées) et de mouvements composés (bielles, par exemple) . Les vibrations sont générées par des forces dont l'intensité, la direction et le point d'application varient à une vitesse très élevée. Elles sont néfastes : elles créent des points de fragilité et sont la cause d' inconfort pour les passagers .
Les vibrations doivent être limitées. On parle alors d'équilibrage. Différents systèmes passifs existent pour réduire les vibrations, parmi lesquels on connaît les cales moteurs, les systèmes de créations d'excentriques ou « balourds » destinés à s'opposer aux excentriques qui sont sources de vibrations, les systèmes d'équilibrage dans lesquels on ajoute des masses en nombre, position et valeur variées sur le vilebrequin et les arbres d'équilibrage, les systèmes de biellettes anti-couples et les systèmes basés sur des supports hydrauliques (avec action spécifique en fonction de la bande des fréquences et le type des sollicitations vibratoires à contrôler). D'autres systèmes, dits systèmes actifs, sont également utilisés parmi lesquels les systèmes d' isolation actifs pour la suppression des phénomènes de résonance (cale active dite cale GMP, cale active Paulstra ®) , les biellettes actives, les systèmes de contrôle actif antivibratoire, et les systèmes de filtrage dit « auto adaptatif », etc.
Parmi les systèmes de limitation des vibrations, le plus efficace est actuellement le système dit de contrôle antivibratoire. Un tel système repose sur le principe de génération d'une contre vibration, et comprend, de manière classique et connue en soi, un actionneur souvent placé sur la structure du véhicule, un calculateur qui génère les signaux de contrôle antivibratoire par l'intermédiaire de 1' actionneur, un signal de contrôle mesuré en un point de l'habitacle (point où l'on souhaite réduire les vibrations), et un signal de référence qui est filtré pour générer le signal de contre vibration envoyé à l' actionneur .
Ainsi, la contre vibration générée par l' actionneur n'est autre que le signal de référence filtré.
Un premier procédé de contrôle, dit procédé cartographique, consiste essentiellement à choisir le filtre courant parmi un ensemble de filtres « cartographiés » en fonction des informations de régime moteur, de position de boîte de vitesse, de charge moteur, etc., ces filtres « cartographiés » étant mis au point sur un véhicule dit « véhicule de référence ». Toutefois, un tel procédé, connu de l'art antérieur, présente l'inconvénient de ne pas prendre en compte la dispersion entre les véhicules équipés du système antivibratoire, parce que ceux-ci ont exactement les mêmes filtres « cartographiés ».
Un autre procédé de contrôle, dit « procédé auto adaptatif », utilise un seul filtre dont les coefficients varient en permanence au cours du temps, ces coefficients étant obtenus par le fonctionnement d'un calculateur. Dans ce procédé, contrairement au procédé mentionné antérieurement, il y a prise en compte de la diversité des véhicules équipés et les gains sont optimaux car il y a une parfaite adaptation au véhicule concerné. Toutefois, ce procédé « auto adaptatif » présente l'inconvénient d'un coût élevé du calculateur d'obtention des coefficients en temps réel. D'autre part, dans ce procédé « auto adaptatif », la vitesse de convergence est plus lente, parce qu'il faut calculer les nouveaux coefficients du filtre « pas à pas » avant d'atteindre les valeurs optimales recherchées.
Le but de la présente invention est de fournir un procédé et un système de contrôle antivibratoire et antibruit pour un groupe motopropulseur d'un véhicule, qui ne présente pas les inconvénients des procédés connus de l'art antérieur.
Un autre but de la présente invention est de fournir un tel procédé et un tel système, qui prennent en compte la diversité des véhicules équipés sans recourir à un calculateur trop coûteux.
Un autre but de la présente invention est de fournir un tel procédé et un tel système, qui offrent une excellente vitesse de convergence, c'est-à-dire qui offrent un temps de convergence du système relativement court.
Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir un procédé et un système de contrôle antivibratoire et antibruit pour un groupe motopropulseur d'un véhicule, qui soient, de manière générale, simples, stables et fiables.
Pour parvenir à ces buts, la présente invention conçoit un nouveau procédé de contrôle antivibratoire et antibruit pour un groupe motopropulseur de véhicule, par génération au moyen d'un actionneur d'une contre vibration pour diminuer ou annuler les vibrations et les bruits d'origine en un point de contrôle de l'habitacle du véhicule. Selon ce nouveau procédé, on utilise le groupe motopropulseur lui-même pour source d'un signal de référence, lequel signal de référence étant filtré pour obtenir un signal de contre vibration envoyé audit actionneur, et on calcule les coefficients de filtre sous formes de constantes pour un état du véhicule donné à partir de la mesure des transferts entre le groupe motopropulseur, respectivement l' actionneur, et ledit point de contrôle. Le transfert entre deux points, à savoir un point d'excitation et un point de contrôle, est la réponse vibratoire entre ces deux points.
Selon la présente invention, un coefficient de filtre n'est pas le résultat de calculs en temps réel, mais est une constante, et cette constante est obtenue par les étapes suivantes :
- mesure du transfert entre le GMP et le point de contrôle de l'habitacle - appelé transfert primaire, - mesure du transfert entre l'actionneur et le point de contrôle de l'habitacle - appelé transfert secondaire,
- et rapport entre les deux mesures pour obtenir le coefficient de filtre.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les vibrations et bruits d'origine traités sont essentiellement des vibrations et bruits à une fréquence qui est celle du principal harmonique du régime de rotation du vilebrequin du moteur du GMP.
De préférence, la mesure du transfert primaire est obtenue par déduction à partir de la mesure du signal sinusoïdal dudit principal harmonique mesuré au point de contrôle .
De préférence également, la mesure du transfert secondaire est obtenue également en envoyant par l'actionneur un signal sinusoïdal qui est mesuré au point de contrôle .
Selon un autre aspect de l'invention, les mesures des transferts primaire et secondaire sont effectuées en ligne au cours du processus de production automobile, en utilisant l'harmonique du moteur GMP lui-même comme signal d'excitation de l'actionneur.
De manière préférentielle, les mesures des transferts primaire et secondaire comporte les étapes suivantes :
- une première mesure, qui est une mesure du transfert primaire, avec le moteur tournant au ralenti,
- le moteur étant toujours tournant, on extrait de la valeur liée à l'excitation de la source qu'on cherche à éliminer le signal sinusoïdal à la fréquence de l'harmonique principal, lequel signal est envoyé par l' actionneur, et on effectue une seconde mesure, laquelle est une mesure de transfert dont la valeur est la somme des transferts primaire et secondaire à la fréquence de l'harmonique principal, on déduit la valeur du transfert secondaire en faisant la différence entre ladite seconde mesure et ladite première mesure. La présente invention fournit également un nouveau système de contrôle antivibratoire et antibruit pour un groupe motopropulseur de véhicule, pour la mise en œuvre du procédé de contrôle décrit dans ses grandes lignes ci- dessus. Ce nouveau système comprend un actionneur qui émet un signal de contrôle antivibratoire, un calculateur qui génère le signal de contrôle antivibratoire d'excitation de 1' actionneur et calcule des coefficients d'un filtre « auto adaptatif », un moyen de production d'un signal de contrôle mesuré en un point de l'habitacle où les vibrations et bruits doivent être réduits, un moyen de production d'un signal de référence qui est filtré afin de générer le signal de contrôle antivibratoire envoyé à l' actionneur .
De préférence, l' actionneur est un actionneur de type batteur électromagnétique, placé sur la structure du véhicule.
De préférence également, le moyen de production du signal de référence filtré afin de générer le signal de contrôle antivibratoire envoyé à l' actionneur est le GMP lui-même . D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 représente, de manière schématique, le principe d'un système de contrôle antivibratoire pour traiter les vibrations d'un GMP, selon l'art antérieur, - la figure 2 représente, de manière schématique, le principe d'un système de contrôle antivibratoire pour traiter les vibrations d'un GMP, selon la présente invention, et - la figure 3 représente, de manière schématique, le principe de l'algorithme utilisé dans le filtre du système, selon la présente invention.
En référence au dessin de la figure 1, un système de contrôle antivibratoire et antibruit pour un groupe motopropulseur, référencé GMP, d'un véhicule, selon l'art antérieur, présente une architecture qui comprend au moins les éléments suivants :
- un actionneur 1 qui peut être placé de préférence sur la structure du véhicule, - un calculateur 2 qui génère les signaux de contrôle antivibratoire S envoyés à l' actionneur 1 (le calculateur effectue les calculs des coefficients d'un filtre dit « auto adaptatif » parce qu' ils sont fonction de nombreux paramètres en temps réel) , - un signal de contrôle Sc, mesuré en un point Pc de l'habitacle (c'est en ce point Pc que l'on souhaite réduire les vibrations et le bruit) ,
- un signal de référence Sr, dont le rôle est d'être filtré afin de générer le signal S de contre vibration envoyé à l' actionneur .
L' actionneur antivibratoire 1 est un actionneur connu en soi, piloté, de type batteur électromagnétique. La structure du véhicule, mise en vibration par le moyen d'un système tel que décrit ci-dessus, génère des contre vibrations CV qui annulent ou atténuent les vibrations d'origine V. Il en résulte au point Pc une vibration moindre ou nulle qui est la vibration résultante VR des vibrations V et CV.
Le dessin de la figure 2 représente, de manière schématique, le principe d'un système de contrôle antivibratoire pour traiter les vibrations d'un GMP, selon la présente invention. Le groupe GMP émet une vibration V que l'on cherche à atténuer ou annuler au point de contrôle Pc. La contre vibration CV est émise par un actionneur 1 activé par un signal de contrôle antivibratoire S. La vibration résultante est VR au point de contrôle Pc.
Une mesure de l'état du véhicule, à savoir du régime moteur, de la charge moteur, de la position de la boîte de vitesse, est effectuée. Elle conduit à définir différents états du véhicule Ex, E2, E3, E4, etc. A chaque état en cours correspond une cartographie Cx, C2, C3, C4, etc., qui est chargée dans le calculateur 2. pour traiter le signal de référence Sr venant de la source du signal de référence vibratoire 3.
Le système est mis en route avec la cartographie chargée. Mais pour éviter de générer une charge de calcul trop élevée, selon la présente invention il n'y a pas mise en route du système auto adaptatif, avec calculs en temps réel des coefficients.
L'algorithme utilisé dans le calculateur 2 est illustré par le schéma de la figure 3.
Le groupe motopropulseur GMP est monté sur la structure (caisse) du véhicule non représentée seulement de manière schématique en 4. L' actionneur (batteur électromagnétique, de préférence) est représenté en 1. Au préalable, il importe de noter qu'il existe deux types de transferts :
- un premier type de transfert, désigné « transfert primaire » et référencé TP, qui représente la réponse entre le GMP et le point de contrôle Pc. Cette réponse TP n'est généralement pas connue parce que l'excitation (le GMP pour les vibrations) a une réponse non linéaire et difficilement modélisable, et
- un second type de transfert, désigné « transfert secondaire » et référencé TS, qui représente la réponse entre l' actionneur 1 et le point de contrôle Pc. Cette réponse TS se mesure facilement parce que la commande de 1' actionneur 1 est connue et maîtrisée et qu'il suffit pour une excitation imposée de mesurer la réponse du point de contrôle Pc pour connaître TS. Pour cette raison, il y a un accéléromètre de contrôle 5 au point de contrôle Pc. Un accéléromètre de référence 6 est monté sur le GMP. L'algorithme utilisé dans le composant filtre du calculateur est un algorithme de type algorithme LMS (acronyme de « Least Mean Square ») ou algorithme dit « des moindres carrés », qui nécessite la connaissance du transfert secondaire TS. Sous forme matricielle, le système est décrit par la formule suivante : e = TP x r - (TS x W x r) = (TP -TS x W) x r dans laquelle : r est une référence à l'excitation de la source, à savoir le signal le plus représentatif de la vibration ou du bruit que l'on cherche à éliminer, e est l'erreur que l'on souhaite nulle. C'est à ce point que l'énergie vibratoire ou le bruit sera nul dans l'habitacle du véhicule, W représente les coefficients du filtre auto adaptatif. Ce sont ces coefficients dont les valeurs évoluent dans en temps réel et qui nécessitent du temps de calcul,
TP et TS sont les transferts primaire et secondaire déjà mentionnés précédemment.
L'erreur e est nulle lorsque TP - TS x W est nul. Comme TP est généralement inconnu, les coefficients W vont tendre vers la valeur finale suivante :
W = TP/TS Avec tous les problèmes de stabilité engendrés par l'inversion matricielle de TS.
De manière connue en soi, et pour cette raison non décrite dans tous ses détails, il existe plusieurs possibilités pour modéliser W, de telle sorte que sa valeur converge bien. On utilise pour cela, de préférence, un algorithme LMS en prenant W sous la forme d'un FIR (acronyme anglais pour « Réponse Impulsionnelle Finie ») . Le calcul de W en temps réel répond à l'équation suivante :
W (N+D = W (N) - 2 x μ x TS x r (N) x e (M, dans laquelle : ~ M- est le coefficient de convergence. C'est une constante qu'il faut régler de manière très précise. Si cette constante est trop grande, le système est instable. Si cette constante est trop petite, le système converge extrêmement lentement. - N est l'indice temporel. Pour connaître un coefficient W à l'instant N + 1, il faut connaître celui de l'instant N précédent, ainsi que les valeurs de r et e à cet instant N précédent. le transfert secondaire TS, qui a été mesuré précédemment avant la phase d'auto adaptation, est une constante .
La valeur de TP n'est pas connue. Le rôle de W est de tendre vers le rapport TP/TS.
Il faut, par conséquent, un calcul de W en temps réel pour estimer la valeur de TP et obtenir ensuite une erreur nulle .
C'est une caractéristique importante de la présente invention de ne plus avoir à calculer en temps réel les coefficients W, comme on vient de le décrire ci-dessus dans le principe connu.
Pour cela, le moteur ou GMP du véhicule est utilisé lui-même comme excitateur « connu ». Cette caractéristique permet, entre autres avantages, d'avoir un système très stable, avec un temps de réponse très court et adapté à chaque véhicule équipé.
Le procédé selon la présente invention repose sur le principe suivant :
- on mesure le transfert primaire TP, qui d'habitude est inconnu, comme cela a déjà été mentionné, - on mesure le transfert secondaire TS, ce qui est fait de toute manière,
- on en déduit W, qui est une constante. II n'y a plus à calculer en temps réel les coefficients W parce que ceux-ci sont constants.
En opposition à la remarque faite précédemment sur l'impossibilité de mesurer le transfert primaire, cela est rendu possible du fait que, selon la présente invention, il n'est traité qu'une seule fréquence, qui est la fréquence de l'harmonique qui prédomine dans le ralenti moteur. Le système de contrôle antivibratoire selon la présente invention traite les vibrations du plancher, des sièges et du volant uniquement au ralenti moteur, c'est-à-dire les vibrations qui constituent le problème le plus important des moteurs Diesel BVA (Boîte de Vitesse Automatique) .
Le système de contrôle antivibratoire de la présente invention repose également sur le principe établi que les moteurs thermiques génèrent des vibrations et des bruits à des harmoniques bien définis. Pour un moteur 4 cylindres, le principal harmonique est l'harmonique 2N ou harmonique 2 du régime de rotation du vilebrequin. Le signal mesuré par le point de contrôle Pc est donc quasi exclusivement constitué d'un seul signal sinusoïdal 2N modifié par le transfert primaire TP qu'il suffit de déduire.
De même, pour mesurer le transfert secondaire TS, il suffit d'envoyer par l'actionneur 1 un signal sinusoïdal mesuré par le point de contrôle. On en déduit Le transfert secondaire TS.
TP et TS étant estimés, il suffit de calculer une seule fois W égal au rapport TP/TS, et de stocker cette valeur dans le calculateur 2.
Tous les véhicules équipés de contrôle antivibratoire peuvent être mesurés en sortie de chaîne et avoir, de cette façon, un traitement optimal. Les transferts étant mesurés, et toutes les valeurs du calculateur étant des constantes, la charge de calcul du calculateur est du même ordre de grandeur que s'il s'agissait d'un procédé de contrôle cartographique ; elle est, par conséquent, minimale pour un système piloté, et le temps de réponse est optimal. De manière idéale, la mesure des deux transferts TP et TS devrait se faire de la façon suivante :
- mesure du transfert primaire TP avec le moteur tournant au ralenti, et - mesure du transfert secondaire TS avec le moteur coupé et l'actionneur générant son signal sinusoïdal.
Une telle procédure avec arrêt et redémarrage du moteur est toutefois contraignante dans un processus de production automobile. De plus, la fréquence du signal émis par l'actionneur risque d'être légèrement différente de celle du moteur, ce qui rendrait inexploitable la mesure de TS.
Selon un autre aspect de la présente invention, les deux mesures de TP et TS sont effectuées l'une après l'autre avec le moteur tournant. Les deux mesures sont, par conséquent, effectuées en ligne. De plus, on utilise dans ces mesures en ligne l'harmonique du moteur lui-même comme signal d'excitation de l'actionneur.
Ainsi, le procédé de mesure des transferts est le suivant :
- on mesure le transfert primaire TP avec le moteur tournant au ralenti ; ce qui à pour résultat une première valeur de mesure Ml,
- le moteur étant toujours tournant, on extrait de la valeur r (excitation de la source qu'on cherche à éliminer) le signal sinusoïdal à la fréquence 2N, lequel signal est envoyé par l'actionneur 1. Le transfert mesuré est alors une valeur M2, qui est la valeur de TP + TS à la fréquence de l'harmonique 2N, - on déduit la valeur de TS, en faisant la différence M2 - Ml des deux mesures précédentes.
Le procédé selon la présente invention est adapté à la production automobile, mais sans calcul en temps réel comme dans les procédés connus de l'art antérieur, et par conséquent obligatoirement stable.
La charge de calcul est faible, contrairement aux systèmes auto adaptatifs de l'art antérieur, ce qui rend le procédé de l'invention peu coûteux, notamment par une forte réduction de la taille des mémoires et la simplification des algorithmes de calcul.
Le procédé selon la présente invention étant équivalent en terme de charge de calcul à un système cartographie, le temps de réponse est minimal, parce qu'il ne nécessite aucun calcul de mise à jour de coefficient interne à la fonction.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de contrôle antivibratoire et antibruit pour un groupe motopropulseur de véhicule, par génération au moyen d'un actionneur (1) d'une contre vibration (CV) pour diminuer ou annuler les vibrations et les bruits d'origine (V) en un point de contrôle de l'habitacle (Pc) du véhicule, caractérisé en ce que l'on utilise le groupe motopropulseur lui-même pour source d'un signal de référence (Sr), lequel signal de référence (Sr) étant filtré pour obtenir un signal de contre vibration (S) envoyé audit actionneur, et en ce que l'on calcule les coefficients de filtre (W) sous formes de constantes pour un état du véhicule donné à partir de la mesure des transferts entre le groupe motopropulseur, respectivement l' actionneur, et ledit point de contrôle.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un coefficient de filtre (W) est une constante obtenue par les étapes suivantes :
- mesure du transfert entre le GMP et le point de l'habitacle (Pc) - appelé transfert primaire (TP),
- mesure du transfert entre l' actionneur (1) et le point de l'habitacle (Pc) - appelé transfert secondaire
(TS), et rapport entre les deux mesures (TP/TS) pour obtenir le coefficient de filtre (W) .
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les vibrations et bruits d'origine (V) traités sont essentiellement des vibrations et bruits à la fréquence du principal harmonique du régime de rotation du vilebrequin du moteur du GMP.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 3, caractérisé en ce que la mesure du transfert primaire (TP) est obtenue par déduction à partir de la mesure du signal sinusoïdal dudit principal harmonique mesuré au point de contrôle (Pc) .
5. Procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 4, caractérisé en ce que la mesure du transfert secondaire (TS) est obtenue également en envoyant par l'actionneur (1) un signal sinusoïdal qui est mesuré au point de contrôle (Pc) .
6. Procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 5, caractérisé en ce que les mesures des transferts primaire (TP) et secondaire (TS) sont effectuées en ligne au cours du processus de production automobile, en utilisant l'harmonique du moteur GMP lui-même comme signal d'excitation de l'actionneur (1).
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les mesures des transferts primaire (TP) et secondaire (TS) comporte les étapes suivantes :
- mesure (Ml) du transfert primaire (TP) avec le moteur tournant au ralenti, - le moteur étant toujours tournant, on extrait de la valeur (r) liée à l'excitation de la source qu'on cherche à éliminer le signal sinusoïdal à la fréquence de l'harmonique principal, lequel signal est envoyé par l'actionneur (1), et on effectue une mesure du transfert (M2), laquelle est alors la valeur de la somme des transferts primaire (TP) et secondaire (TS) à la fréquence de l'harmonique principal,
- on déduit la valeur du transfert secondaire (TS) en faisant la différence (M2 - Ml) des deux mesures précédentes (Ml, M2) .
8. Système de contrôle antivibratoire et antibruit pour Groupe Moto Propulseur - dit GMP - de véhicule, pour la mise en œuvre d'un procédé de contrôle conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un actionneur (1) qui émet un signal de contrôle antivibratoire (CV), un calculateur (2) qui génère le signal de contrôle antivibratoire (S) d'excitation de l'actionneur (1) et calcule des coefficients d'un filtre (W) auto adaptatif, un moyen de production d'un signal de contrôle (Sc) mesuré en un point de l'habitacle (Pc) où les vibrations et bruits doivent être réduits, un moyen de production d'un signal de référence (Sr) qui est filtré afin de générer le signal de contrôle antivibratoire (S) envoyé à l'actionneur (1).
9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit actionneur (1) est un actionneur de type batteur électromagnétique, placé sur la structure du véhicule.
10. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de production dudit signal de référence (Sr) filtré afin de générer le signal de contrôle antivibratoire (S) envoyé à l'actionneur (1) est le moteur du GMP lui-même.
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