Brevet FR2786307A1 — publié le 20000526

La présente invention concerne un système de pilotage de moyens à transducteur électroacoustique actifs d'antibruit pour ligne d'échappement de véhicule automobile. On a déjà développé dans l'état de la technique, des systèmes de ce type pour réduire le niveau des nuisances sonores engendrées par le fonction- nement des moteurs de véhicules. De façon classique de tels systèmes comportent un capteur de bruit résiduel de ligne, associé à un calculateur d'antibruit adapté pour engendrer grâce à une estimée de la fonction de transfert équivalente de cette ligne, des moyens à transducteur électroacoustique et du capteur, un signal d'antibruit de ligne adapté pour être appliqué aux moyens à transducteur électroacoustique, pour superposer un antibruit sur le bruit généré par la ligne d'échappement. Cependant, de telles structures présentent un certain nombre d'incon- vénients car les caractéristiques de fonctionnement de la ligne d'échappement varient dans le temps en raison notamment de modifications des conditions cli- matiques de fonctionnement de cette ligne d'échappement, de l'usure des piè- ces, etc.. Or, dans les systèmes connus dans l'état de la technique, I'estimée de la fonction de transfert équivalente est figée et l'on conçoit qu'à la longue la ré- ponse du système dérive fortement. De telles dérives peuvent également être constatées lors de brusques variations de charge du moteur. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, I'invention a pour objet un système de pilotage de moyens à transducteur électroacoustique actifs d'antibruit pour ligne d'échappement de véhicule automobile, comportant un capteur de bruit résiduel de ligne, associé à un calculateur d'antibruit adapté pour engendrer, grâce à une estimée de la fonction de transfert équivalente de la ligne d'échappement, des moyens à transducteur électroacoustique et du capteur, un signal d'antibruit de ligne adapté pour être appliqué aux moyens à transducteur électroacoustique, pour superposer un antibruit sur le bruit généré par la ligne d'échappement, caractéri- sé en ce qu'il comporte des moyens de réactualisation en dynamique de l'esti- mée de la fonction de transfert équivalente, comprenant: - des moyens de génération et de superposition sur le signal d'anti- bruit, d'un signal d'analyse prédéterminé, - des moyens d'analyse du bruit résiduel de ligne issu du capteur, pour extraire la contribution de ce signal d'analyse, du bruit résiduel, et - des moyens de calcul d'une estimée réactualisée de la fonction de transfert à partir de ce signal d'analyse et de cette contribution. Avantageusement, le signal d'analyse est connu en amplitude et en phase. Avantageusement également, les moyens de calcul de l'estimée ré- actualisée comprennent des moyens de calcul de celle-ci à partir des transfor- mées de Fourier du signal d'analyse et de sa contribution. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins an- nexés, sur lesquels: - la Fig.1 représente un schéma synoptique illustrant la structure géné- rale d'un système de pilotage selon l'invention; et - la Fig.2 illustre la réactualisation de l'estimée. On reconnaît en effet sur la figure 1, une ligne d'échappement de vé- hicule automobile qui est désignée par la référence générale 1 et qui est asso- ciée à un système d'antibruit désigné par la référence générale 2. Comme on l'a indiqué précédemment, ce type de système à été dé- veloppé dans l'état de la technique pour réduire le niveau des nuisances sonores engendrées par le fonctionnement par exemple des moteurs de véhicules. De façon classique, de tels systèmes d'antibruit comprennent un cap- teur de bruit résiduel de ligne désigné par la référence générale 3, constitué par exemple par tout microphone ou tout capteur de pression approprié. Ce capteur de bruit résiduel de ligne 3 est associé à un calculateur d'antibruit, désigné par la référence générale 4, qui est adapté pour engendrer à partir du bruit résiduel de ligne, et grâce à une estimée de fonction de transfert stockée dans le calculateur 4 et qui sera décrite plus en détail par la suite, un signal d'antibruit de ligne adapté pour être appliqué à des moyens à transducteur électroacoustique actifs désignés par la référence générale 5 sur cette figure, et associés à la ligne d'échappement 1. 1I ILFl! Ces moyens à transducteur 5 comprennent par exemple un haut par- leur et sont adaptés pour recevoir le signal d'antibruit issu du calculateur pour engendrer un antibruit de ligne adapté pour être superposé sur le bruit généré par la ligne d'échappement, de façon classique. L'estimée de la fonction de transfert mentionnée précédemment est alors une estimée de la fonction de transfert équivalente de la ligne d'échappe- ment, des moyens à transducteur électroacoustique et du capteur et est dési- gnée par la référence générale H sur cette figure. Cette estimée de fonction de transfert permet alors à ce calculateur de déterminer le signal d'antibruit de ligne à partir du bruit résiduel de ligne. Cependant et comme on l'a mentionné précédemment, cette estimée doit être réactualisée. Le système selon l'invention comporte alors des moyens désignés par la référence générale 6 sur cette figure, qui permettent de réactualiser en dyna- mique cette estimée de la fonction de transfert équivalente et qui comportent des moyens 7 de génération d'un signal d'analyse prédéterminé x, par exemple non audible, et des moyens 8 de superposition de ce signal d'analyse sur le signal d'antibruit issu du calculateur 4. Ce signal d'analyse prédéterminé peut par exemple présenter des caractéristiques d'amplitude et de phase connues. Les moyens de réactualisation 6 comportent également des moyens d'analyse du bruit résiduel de ligne issu du capteur 3 et désignés par la référence générale 9 sur cette figure, pour extraire de ce bruit résiduel de ligne, la contribu- tion x' du signal d'analyse. Enfin, les moyens de réactualisation comportent également des moyens 10 de calcul de l'estimée réactualisée correspondante à partir de ce si- gnal d'analyse et de cette contribution. On conçoit en effet que, en connaissant le signal d'analyse injecté dans le système, il est possible d'en récupérer la contribution puis d'en détermi- ner la fonction de transfert du système pour réactualiser l'estimée de cette fonc- tion de transfert dans le calculateur. Cette réactualisation peut alors être opérée périodiquement pour ré- actualiser en dynamique l'estimée de la fonction de transfert équivalente stockée dans le calculateur afin d'optimiser la génération du signal d'antibruit. Les moyens de calcul de l'estimée réactualisée, désignés par la réfé- rence générale 10 sur cette figure, peuvent être basés sur l'utilisation de trans- formées de Fourier des signaux correspondants c'est-à-dire d'analyse et de con- tribution, de façon classique. On a illustré ceci sur la figure 2. Sur cette figure: - P(z) est la fonction de transfert réelle de la ligne d'échappement, - Yp(n), le bruit généré par cette ligne, - W(z), la matrice de coefficients, - Yc(n), le signal d'antibruit de ligne, - Ya(n), le signal d'analyse, - H(z), I'estimée de la fonction de transfert, et - e(n), le bruit résiduel de ligne. Le signal d'analyse Ya(n), qui est un signal par exemple non audible ou de faible puissance, est rajouté au signal d'antibruit Yc(n) et contient tous les harmoniques de la bande de fréquence utile du système. Les principales caractéristiques de ce signal sont: - une amplitude identique pour tous les harmoniques, - une phase aléatoire, - un signal temporel compris entre -1 et +1, et - une variance faible. Le but est donc de retrouver à partir d'une information disponible, en l'occurrence le signal d'erreur e(n), la fonction de transfert H(z). Ce signal d'erreur s'écrit: j-1 j-1 e(n)=Zhjyc(n-j)+Xhjya(n-j)+ yp(n) j=0 j=0 Dans l'espace des fréquences, cette expression devient: E(f)= H(f)Yc(f)+H(f)Y.(f)+YP(f) En considérant que le signal d'antibruit yc(n) est calculé pour que H(f)YC(f)+Y(f)+Y(0 0, une estimation de H est donnée par la relation: A E(f) H(f) - Ya(f) La fonction de transfert H est complètement caractérisée car le signal ya(n) ne contient aucune fréquence nulle. De plus, les paramètres intéressants dans le cadre du filtrage de l'en- trée par l'estimée de H sont en fait les coefficients de Fourier réels et imaginaires de H. ji1 A A a(f)=: hjcos(27rfj)=Réel[ H(f) j=o j-1 A A b(f)=E hjsin(27rfj)=- lmagt H(f) j=o Il suffit donc de calculer la transformée de Fourier du signal d'erreur au fur et à mesure de son acquisition, la transformée du signal additionnel étant elle parfaitement connue. Il va de soi bien entendu que différents modes de réalisation d'un tel système peuvent être envisagés. REVENDICATIONS 1. Système de pilotage de moyens à transducteur électroacoustique actifs d'antibruit pour ligne d'échappement de véhicule automobile, comportant un capteur (3) de bruit résiduel de ligne, associé à un calculateur d'antibruit (4) adapté pour engendrer grâce à une estimée de la fonction de transfert équiva- lente (H) de la ligne, des moyens à transducteur électroacoustique et du cap- teur, un signal d'antibruit de ligne adapté pour être appliqué aux moyens à trans- ducteur électroacoustique (5) pour superposer un antibruit sur le bruit généré par la ligne d'échappement, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (6) de ré- actualisation en dynamique de l'estimée de la fonction de transfert équivalente (H) comportant: - des moyens (7,8) de génération et de superposition sur le signal d'antibruit, d'un signal d'analyse prédéterminé, - des moyens (9) d'analyse du bruit résiduel de ligne issu du capteur pour extraire la contribution de ce signal d'analyse, du bruit résiduel, et - des moyens (10) de calcul de l'estimée réactualisée de la fonction de transfert, à partir de ce signal d'analyse et de cette contribution. 2. Système de pilotage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (10) de calcul de l'estimée réactualisée comprennent des moyens de calcul de celle-ci à partir des transformées de Fourier du signal d'analyse et de sa contribution.