Brevet FR2801634A1 — publié le 20010601

La présente invention concerne un dispositif actif d'atténuation de bruit dans un système d'échappement d'un moteur, du type comportant au moins deux sorties d'échappement, le dispositif comportant, d'une pour chaque sortie d'échappement, un transducteur propre d'émission anti bruit, et, d'autre part, au moins une chaîne de traitement adaptée pour la genération d'un signal d'anti-bruit et l'excitation des transducteurs en fonc tion du signal d'anti-bruit. De nos jours, il est connu, afin de réduire les nuisances sonores dues pulsations rencontrées dans un réseau d'échappement, de prévoir, à la sortie de la ligne d'échappement, des moyens de génération d'une onde acoustique en opposition de phase par rapport à l'onde sonore nuisible. Une telle onde acoustique est couramment désignée par antibruit. De tels dispositifs sont par exemple mis en oeuvre sur des vehicules automobiles. De manière générale, pour chaque source de bruit devant etre atté nuée, un dispositif actif d'atténuation du bruit propre est installé sur véhi cule. Ainsi, si le véhicule comporte plusieurs sorties d'échappement, par exemple deux sorties d'échappement débouchant à l'extrémité arrière du vehicule chacune sur un côté du véhicule, deux dispositifs actifs d'atténua tion séparés sont prévus. Chaque dispositif comporte, comme connu en soi, un transducteur, tel qu'un haut-parleur, permettant d'émettre, à partir d'un signal électrique, une onde sonore formant l'anti-bruit. Le transducteur est implanté au voisinage la sortie d'échappement associée. Chaque dispositif actif d'attenuation comporte un amplificateur de puissance piloté par un calculateur, ainsi qu'un capteur de bruit résiduel. La sortie de l'amplificateur de puissance reliée transducteur. Le capteur de bruit mesure le bruit résiduel, c'est-à-dire le bruit cons titué de la différence entre le bruit à atténuer et l'anti-bruit émis le trans ducteur. Un signal résiduel, représentatif du bruit résiduel, envoyé au calculateur qui est informé en temps réel de la correction en amplitude, en fréquence et en phase à apporter à l'anti-bruit. Le calculateur comporte une sortie analogique et/ou numérique pour piloter l'amplificateur. Lorsque le véhicule comporte deux sorties d'échappement, chacun des éléments cités ci-dessus est mis en oeuvre pour chaque sortie d'échap pement. Ainsi, les moyens utilisés pour l'atténuation du bruit sont relative ment lourds coûteux, ce qui réduit l'intérêt de telles solutions. L'invention a pour but de proposer un dispositif d'attenuation de bruit pouvant être ' en oeuvre en sortie d'un moteur équipé moins deux lignes d'échappement, dont l'encombrement et le coût sont reduits. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif actif d'atténuation de bruit du type précité, caractérisé en ce qu'il comporte, pour au moins deux sorties d'échappement, une unique chaîne de traitement, laquelle chaîne de traitement comporte au moins un élément de traitement commun à chacune des sorties d'échappement. Suivant des modes particuliers de réalisation, le dispositif comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - il comporte au moins un capteur de bruit résiduel pour chaque sortie d'échappement, chaque capteur de bruit résiduel étant relié à l'unique chaîne de traitement ; - ladite chaîne de traitement comporte un unique calculateur adapté pour assurer la génération d'un signal d'anti-bruit propre à chaque sortie d'échappement; - ladite chaîne de traitement comporte un unique amplificateur adapté pour assurer l'amplification du signal d'anti-bruit propre à chaque sortie d'échappement; - il comporte en amont de l'amplificateur unique des moyens de multi- plexage signaux d'anti-bruit associés aux différentes sorties d'échappement, et, en aval de l'amplificateur unique, des moyens de démul- tiplexage signaux d'anti-bruit multiplexés et amplifiés ; - la fréquence de multiplexageldémultiplexage des moyens de multi- plexage et de démultiplexage est au moins égale à 10 fois la fréquence maximale des signaux d'anti-bruit ; et - la fréquence de multiplexageldémultiplexage est au moins égale à 10 kHz. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant à la fi gure unique qui est une vue schématique d'un moteur muni de deux lignes d'échappement et d'un dispositif actif d'atténuation de bruit selon l'invention. L'installation représentée comporte un moteur à combustion 10 dont les sorties sont reliées à un réseau d'échappement 12, ainsi qu'un dispositif actif d'atténuation de bruit 14 selon l'invention. Plus précisément, le réseau d'échappement 12 comporte deux lignes d'échappement séparées 16A, 16B reliées aux sorties de cylindres différents du moteur. Ces lignes sont installées chacune sur un côté du véhicule. Chaque ligne d'échappement comporte deux silencieux successifs 18A, 20A et 18B, 20B. Les lignes s'achèvent par des sorties d'echappement 22A, 22B. Le dispositif actif d'atténuation de bruit 14 comporte, associé à cha que sortie 22A, 22B des lignes d'échappement, un transducteur électromé canique , 24B adapté pour l'émission d'un antibruit au voisinage de la sortie la ligne d'échappement associée. Ces transducteurs sont par exemple haut-parleurs ou des transducteurs piézo-électriques. outre, un capteur de bruit résiduel 26A, 26B est associé à chaque ligne d'echappement 16A, 16B. Chaque capteur de bruit résiduel est installé au voisinage immédiat de la sortie 22A, 22B de la ligne d'échappement as socié. Les capteurs 26A, 26B sont reliés en entrée d'une chaîne 28 de géné ration, pour chaque ligne d'échappement, d'un signal d'anti-bruit et d'excita tion du transducteur associé en fonction du signal d'anti-bruit. transduc teurs 24A, 24B sont reliés à la sortie de cette chaîne 28. Selon l'invention, la chaîne 28 comporte au moins élément de traitement commun aux deux lignes d'échappement 16A, 16B. Plus précisément, la chaîne 28 comporte en entrée un calculateur commun 30 adapté pour la mise en forme d'un signal d'antibruit. Ce calcu lateur 30 comporte deux entrées 32A, 32B adaptées pour recevoir chacune un signal de bruit résiduel fourni respectivement par les capteurs 26A 26B. calculateur comporte un unique processeur de traitement du signal, dont vitesse de calcul est suffisante, afin que celui-ci puisse mettre oeuvre en temps réel deux routines distinctes de mise en forme d'un signal d'anti-bruit, chaque routine étant associée à une ligne d'échappement 16A 16B. A cet effet, le processeur de traitement comporte avantageusement une mémoire dynamique de grande capacité, notamment supérieure a 128 koctets. Sa rapidité de traitement est avantageusement supérieure à 100 millions d'instructions par seconde (100 MIPS). Chacune des routines antibruit est adaptée, comme connu en soi, pour produire un signal représentatif d'un antibruit, ce signal étant en oppo sition de phase avec l'onde sonore de bruit que l'on souhaite annuler, de même amplitude et de même fréquence. Le calculateur 30 est muni de deux sorties distinctes 34A, 34B res pectivement associées aux lignes d'échappement 16A et 16B. II est adapte pour fournir, sur chacune de ses sorties, un signal Canti-bruit propre à ligne d'échappement associée. Les deux sorties 34A, 34B du calculateur sont reliées à un même sé quenceur 36 de la chaîne 28. Ce séquenceur est adapté pour multiplexer les signaux d'anti-bruit associés aux deux lignes d'échappement, afin d'assurer l'amplification d'un unique signal multiplexé avant d'attaquer, après démulti- plexage, les transducteurs 22A et 22B. multiplexeur 36 est relié au calculateur 30 pour le cadencement celui-ci. fréquence de commande du séquenceur 36 est très supérieure a la fréquence des signaux d'anti-bruit. Ainsi, par exemple, pour des signaux d'anti-bruit compris dans une bande de fréquence comprise entre 50 et 1000 Hz, la fréquence de commande du multiplexage opéré par le séquenceur 36 est fixée à 20 kHz. La sortie unique du séquenceur 36 est reliée à l'entrée d'un amplifi cateur unique 38 permettant d'augmenter la puissance du signal d'un niveau suffisant pour permettre l'actionnement des transducteurs 24A, 24B. La sortie de l'amplificateur 38 est reliée à un second séquenceur commun aux deux lignes d'échappement. Ce séquenceur 40 peut être inte gré dans l'amplificateur. II est adapté pour assurer un démultiplexage du si gnal amplifié. A cet effet, le séquenceur 40 est relié au calculateur 30 afin d'assurer le cadencement de celui-ci. Le séquenceur 40 comporte deux sorties 42A, 42B, chacune reliée respectivement aux transducteurs 24A et 24B. II est adapté pour fournir sur chacune de ses sorties la composante du signal amplifié propre à la voie considéree afin de provoquer l'excitation du transducteur correspondant fonction signal d'anti-bruit amplifié associé à la ligne d'échappement. dispositif fonctionne de la manière suivante. Pour chaque ligne d'échappement 16A, 16B, le capteur de bruit resi duel 26A 26B produit un signal de bruit résiduel adressé au calculateur Ce dernier met en ceuvre deux routines distinctes de traitement permettant de produire sur les deux sorties distinctes 34A, 34B des signaux d'anti-bruit propres a chaque ligne d'échappement. Ces signaux sont ensuite multiplexés par le séquenceur 36 et ampli fiés conjointement lors d'une même étape dans l'unique amplificateur 38. Le signal ainsi amplifié est ensuite démultiplexé par le séquenceur 40, les si gnaux ainsi démultiplexés étant adressés depuis les sorties 42A, 42B aux transducteurs 24A, 24B qui engendrent chacun un antibruit permettant d'atténuer les nuisances sonores dues à l'échappement. On conçoit que l'utilisation d'une unique chaîne 28 comportant, pour les deux lignes d'échappement, un unique calculateur et un unique amplifi cateur, permet de réduire considérablement l'encombrement et le coût du dispositif actif d'atténuation, sans pour autant réduire la qualité de l'atténua tion du bruit. Dans le mode de réalisation décrit en regard de la figure unique, le réseau d'échappement comporte deux lignes d'échappement distinctes re liées aux sorties de chacun des cylindres d'un moteur. Toutefois, l'invention peut être appliquée à un réseau d'échappement comportant seulement deux tronçons de sortie distinctes issus d'un même tronçon d'échappement commun. Par exemple, dans le cas d'un moteur à quatre ou six cylindres en ligne, le réseau d'échappement comporte un tron- initial d'échappement relié à l'ensemble de cylindres. tronçon initial muni d'un premier silencieux d'échappement. En aval premier silen cieux d'échappement, le réseau d'échappement se scinde en deux tronçons d'echappement distincts munis chacun d'un second silencieux d'échappe ment. Ces tronçons d'échappement distincts s'achèvent chacun par une sor- d'échappement au voisinage de chacune desquelles est prévu un capteur de bruit résiduel et un haut-parleur. De même, le réseau d'échappement peut comporter un tronçon initial auquel est relié l'ensemble des cylindres du moteur, ce tronçon commun comportant un ou plusieurs silencieux. Le dernier silencieux en considérant le sens d'écoulement des gaz est muni de deux ou plusieurs sorties d'échappement. A chacune de ces sorties d'échappement est associé un capteur de bruit résiduel et un haut-parleur. Dans chacun des modes de réalisation, les capteurs bruit résiduel et les haut-parleurs sont connectés à une unique chaîne de traitement com mune. REVENDICATIONS 1.- Dispositif actif d'atténuation de bruit dans un réseau d'échap pement (12) d'un moteur (1 comportant au moins deux sorties d'échappe ment (16A, 16B), le dispositif comportant, d'une part, pour chaque sortie d'échappement (16A, 1 un transducteur propre (24A, 24B) d'émission d'un antibruit, et, d'autre au moins une chaîne (28) de traitement adaptée pour la génération signal d'anti-bruit et l'excitation des trans ducteurs en fonction du signal d'anti-bruit, caractérisé en ce qu'il comporte, pour au moins deux sorties d'échappement (16A, 16B), une unique chaîne (28) de traitement, laquelle chaîne de traite ment (28) comporte moins élément de traitement (30, 36, 38, 40) commun à chacune des sorties d'échappement (16A, 16B). 2.- Dispositif actif d'atténuation de bruit selon la revendication 1, ca ractérisé en ce qu'il comporte au moins un capteur de bruit résiduel (26A, 26B) pour chaque sortie d'échappement (16A, 16B), chaque capteur de bruit résiduel (26A, 26B) étant relie à l'unique chaîne de traitement (28). 3.- Dispositif actif d'atténuation de bruit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite chaîne de traitement (28) comporte un unique calculateur (30) adapté pour assurer la génération d'un signal d'anti-bruit propre à chaque sortie d'échappement (16A, 16B). 4.- Dispositif actif d'atténuation de bruit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite chaîne de traite ment (28) comporte un unique amplificateur (38) adapté pour assurer l'amplification du signal d'anti-bruit propre à chaque sortie d'échappement (16A, 16B). 5.- Dispositif actif d'atténuation de bruit selon la revendication 4, ca ractérisé en ce qu'il comporte en amont de l'amplificateur unique (38) des moyens (36) de multiplexage des signaux d'anti-bruit associés aux différen tes sorties d'échappement, en aval de l'amplificateur unique (38), des moyens (40) de démultiplexage des signaux d'anti-bruit multiplexés et am plifiés. 6.- Dispositif actif d'atténuation de bruit selon la revendication 5, ca ractérisé en ce que la fréquence de multiplexageldémultiplexage des moyens multiplexage et de démultiplexage (36, 40) est au moins égale à 10 fois fréquence maximale des signaux d'anti-bruit. - Dispositif actif d'atténuation de bruit selon la revendication , ca ractérisé en ce que la fréquence de multiplexageldémultiplexage au moins égale à 10 kHz.