Brevet FR2862031A1 — publié le 20050513

Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de transmission du bruit dans un véhicule automobile équipé d'un moteur à combustion interne, comprenant un boîtier muni d'une cloison subdivisant l'intérieur du boîtier en un volume d'entrée de son et un volume de sortie de son, le volume d'entrée de son étant relié à un équipement associé au moteur à combustion interne alors que le volume de sortie de son communique avec l'habitacle, ainsi qu'un élément oscillant placé entre le volume d'entrée de son et le volume de sortie de son. Etat de la technique Le document DE 102 12 257 Al décrit un dispositif pour développer le bruit dans un véhicule automobile servant à structurer le niveau de bruit et la caractéristique du bruit dans l'habitacle d'un véhicule en fonction de l'état actuel du moteur à combustion interne, pour permettre ainsi de transmettre au conducteur, malgré l'isolation phonique de l'habitacle, des impressions acoustiques du moteur du véhicule; cela est considéré comme une perception sensorielle particulièrement importante dans le cas des voitures de sport. Le dispositif décrit dans le document DE 102 12 257 Al pour la transmission du bruit comprend un boîtier divisé en deux par une cloison; un premier volume est relié à la conduite d'admission du moteur à combustion interne et reçoit la pression régnant dans cette conduite d'admission; le second volume, séparé du précédent par la cloison, est relié à l'habitacle par une conduite de liaison. Pour transmettre la pression entre les deux volumes séparés par la cloison, il est prévu un élément vibrant ou oscillant s'étendant dans les deux volumes; cet élément est réalisé sous la forme d'un volet monté pivotant autour d'un axe et dont une partie pivote dans la volume communiquant avec la conduite d'admission et l'autre partie dans le volume communiquant avec l'habitacle. Le volume relié à la conduite d'admission reçoit la pression de l'air aspiré et les variations de pression dynamique dans la conduite d'admission sont ainsi transmises à cette pièce en forme de volet. Le montage pivotant du volet transmet les mouvements de volet au volume séparé qui, du fait de la cloison, ne reçoit pas la dépression dans la con- duite d'admission. Ainsi, seules les variations dynamiques de pression agissent; ces variations sont transmises à l'habitacle pour y générer les bruits souhaités. Le dispositif décrit ci-dessus est un système passif qui ne permet d'influencer les bruits que dans des limites très étroites, dans le cadre d'adaptations constructives. En revanche, des adaptations poussées du bruit nécessitent des moyens d'amplification et de modulation électroniques très compliqués. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un dispositif de construction simple pour transmettre le bruit dans un véhicule équipé d'un moteur à combustion interne, permettant une adaptation du bruit à transmettre pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'un actionneur pour régler de manière variable le comportement vibrant de l'élément oscillant, sollicite un compo- sant du dispositif en fonction d'une grandeur d'état ou d'un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne. En d'autres termes, le dispositif selon l'invention pour transmettre le bruit dans un véhicule automobile équipé d'un moteur à combustion interne comprend un boîtier muni d'une cloison subdivisant le volume intérieur du boîtier en deux volumes partiels, l'un étant le volume d'entrée du son et l'autre le volume de sortie du son. Le volume d'entrée du son est relié à un équipement associé au moteur à combustion interne; dans un mode de réalisation avantageux, cet équipement est la conduite d'admission (ou conduite d'aspiration) du moteur à combustion interne; un canal de transmission de son est raccordé au volume de sortie de son. Ce canal débouche dans l'habitacle ou dans une position avantageuse pour transmettre le son à l'habitacle. Entre le volume d'entrée de son et le volume de sortie de son on a un élément oscillant excité par les variations de pression dans le volume d'entrée du son; cet élément transmet ces oscillations au volume de sortie de son et ainsi ces oscillations peuvent se développer dans l'habitacle. La cloison entre le volume d'entrée de son et le volume de sortie de son assure un découplage en pression entre les deux volumes partiels par rapport à la pression de base. Cela a l'avantage de ne pas transmettre un niveau de surpression régnant éventuellement dans le volume d'entrée de son jusqu'au volume de sortie de son dans lequel règne habituellement des conditions de pression normales. Pour influencer la caractéristique du bruit il est prévu un actionneur réglable influençant un composant du dispositif de transmission du bruit pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne, en fonction d'au moins une grandeur d'état ou d'un paramètre de fonc- tionnement du moteur à combustion interne. Ainsi, pendant le fonctionnement, on peut ainsi modifier le comportement en oscillations ou en vibrations de l'élément oscillant, ce qui correspond à une influence directe ou indirecte de la rigidité de ressort de l'élément oscillant. Par exemple, à l'aide de l'actionneur, on peut modifier la mesure ou capacité du volume intérieur du boîtier, en particulier du volume de sortie de son. Cette modification du volume de base dans le volume de sortie de son se répercute directement sur le comportement vibrant ou oscillant de l'élément os-cillant et une réduction du volume de gaz correspond à une augmentation de la rigidité de ressort et à une fréquence propre plus élevée; un volume de gaz plus grand correspond à une réduction de la rigidité du ressort et une fréquence propre plus faible. La rigidité modifiée du ressort se traduit par une modification de la caractéristique de bruit pour le bruit à transmettre. Une autre possibilité pour influencer le comportement os- cillant consiste à influencer directement la rigidité de rotation du volet os-cillant monté avantageusement de manière pivotante, par exemple en agissant sur l'axe de pivotement de l'élément oscillant. Cela peut se faire par exemple en modifiant la masse oscillante par la commande d'un actionneur. Il est également possible de modifier l'amortissement de l'élément oscillant, ce qui influence également le comportement oscillant. Comme grandeur d'état ou de fonctionnement du moteur à combustion interne pour modifier le réglage du comportement vibrant ou oscillant de l'élément oscillant, on utilise avantageusement le régime moteur (vitesse de rotation) du moteur à combustion interne. En adaptant le comportement oscillant en fonction du régime moteur, on peut réaliser une amplification du son ou une caractéristique modifiée du son, par comparaison aux systèmes habituels jusqu'alors et fonctionnant exclusivement de manière passive. En plus ou en variante du régime moteur, on peut également utiliser d'autres paramètres d'état ou de fonctionnement du moteur à combustion interne, par exemple la charge du moteur (rem-plissage des cylindres). Le ou les actionneurs permettant de régler de manière variable le comportement oscillant peuvent également se régler de manière hydraulique, pneumatique ou mécanique. Il est également possible de prévoir un couplage direct entre le moteur à combustion interne et l'actionneur, par exemple par l'application d'une pression sur l'actionneur avec la pression venant de la conduite d'admission ou de la conduite d'échappement. Ainsi, l'actionneur reçoit son énergie de réglage directe- ment du moteur à combustion interne ou d'un équipement associé au moteur à combustion interne. En principe il est également possible d'utiliser une source motrice distincte du moteur à combustion interne pour l'actionneur. io Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide du dessin annexé dans lequel: l'unique figure montre schématiquement un dispositif de transmission de bruit dans un véhicule équipé d'un moteur à combustion interne. 15 Description du mode de réalisation Le dispositif 1 sert à la transmission des bruits de moteur, modulés émis par un moteur à combustion interne 1 jusque dans l'habitacle 4 d'un véhicule automobile. Le dispositif 1 doit permettre de créer dans l'habitacle 4 un bruit de moteur caractéristique. Dans l'exemple de réalisation représenté, le dispositif 1 est relié par une conduite de transmission de pression 5 à la conduite d'admission 3 du moteur à combustion interne 2, conduite par laquelle l'air comburant est fourni dans la direction de la flèche 7 aux cylindres du moteur à combustion interne 2. Le couplage entre le dispositif 1 et la con- duite d'admission 3 permet de transmettre les conditions de pression régnant dans la conduite d'admission également à un volume partiel à l'intérieur du boîtier du dispositif 1. Selon une variante de réalisation, il est également possible de transmettre la pression de la conduite des gaz d'échappement 8 du moteur à combustion interne pour transmettre le bruit au dispositif 1. Du côté de sa sortie, le dispositif 1 est relié à l'habitacle 4 du véhicule par un canal de transmission de son 6. Le canal de transmission de son 6 transmet des ondes sonores dans l'habitacle 4. Le dispositif 1 comprend un boîtier 9 dont l'intérieur est subdivisé par une cloison 10 en un volume d'entrée de son 11 relié par la conduite de transmission de pression 5 à la conduite d'admission 3 et en un volume de sortie de son 12 relié par le canal de transmission de son 6 à l'habitacle 4. La cloison 10 assure un découplage étanche à la pression entre le volume d'entrée de son 11 et le volume de sortie de son 12. Un élément oscillant 13 s'étend entre le volume d'entrée de son 11 et le volume de sortie de son 12. Cet élément oscillant est installé au niveau de la cloison 10 de façon pivotante autour d'un axe de pivote-ment 14 théorique ou réel. Ainsi, l'élément oscillant 13 peut basculer alternativement dans la direction de la flèche 15. Pour réaliser le découplage en pression entre les volumes 11 et 12, il est prévu un élément d'étanchéité 16 au niveau de l'axe de basculement ou de pivotement 14 qui ferme de manière étanche l'intervalle entre l'axe de pivotement 14 et les zones de parois adjacentes de la cloison 10. Il est également prévu une pièce d'étanchéité ou joint 17 entre l'arête extérieure radiale de l'élément oscillant 13 et la paroi intérieure adjacente du boîtier 9 à la fois au niveau du volume d'entrée de son 11 et au niveau du volume de sortie de son 12, réalisé notamment sous la forme d'un joint d'étanchéité périphérique. L'élément oscillant 13, réalisé sous la forme d'un volet os-cillant, subdivise avec le joint d'étanchéité 17, à la fois le volume d'entrée de son 11 et le volume de sortie de son 12 dans chaque fois deux zones partielles. Un orifice d'équilibrage 18 est réalisé dans le segment de l'élément oscillant 13 pénétrant dans le volume d'entrée de son 11; cet orifice d'équilibrage 18 permet un équilibrage de pression au moins partiel entre les deux parties du volume d'entrée de son 11. Le segment du volume d'entrée de son 11, relié directement par la conduite de transmission de pression 5 à la conduite d'admission 3, est sollicité par la même pres- sion que celle régnant dans la conduite d'admission 3. Cette pression se compose d'une composante de pression caractérisant un niveau de base et d'une composante dynamique combinée à la pression de base; la composante dynamique est occasionnée par les phases d'aspiration des différents cylindres et ainsi elle est liée à la fréquence du moteur. La composante de base varie pendant le fonctionnement du moteur à combustion interne mais ne contient pas les composantes de vibrations à haute fréquence de la composante dynamique. Un orifice correspondant permet le développement de la pression de base dans la partie de la chambre d'entrée de son 11 à l'opposé de la conduite de transmission de pression 5. En fixant la section d'ouverture on évite une compensation des composantes dynamiques de pression entre les deux zones du volume d'entrée de son 11. Comme des deux côtés de l'élément oscillant 13 il règne la même pression de base dans le volume d'entrée de son 11, l'élément os-cillant ne sera excité que par les variations de pression de la composante dynamique pour se mettre à osciller et commencer à pivoter ou basculer dans la direction de la flèche 15 autour de son axe de pivotement 14. Dans le volume de sortie de son 12 cela se traduit également à des variations de pression transmises par le canal de transmission de son 6 à l'habitacle 4 pour y être perçues comme des bruits caractéristiques. Pour influencer le bruit caractéristique, on a des action- neurs 19 et 20 par lesquels le comportement oscillant de l'élément os- cillant 13 est modifié en fonction de grandeurs d'état ou de fonctionnements caractéristiques du moteur à combustion interne, en particulier du régime du moteur. L'actionneur 19 influence directement l'axe de pivotement 14 de l'élément oscillant et permet de modifier la rigi- dité du ressort et/ou la caractéristique d'amortissement de l'élément os- cillant 13. Ainsi, notamment en fonction du régime croissant du moteur, on aura une rigidité de ressort plus importante et/ou un moindre amortissement. Un autre actionneur 20 permet de déplacer la paroi 21 du boîtier 9 du dispositif dans la direction de la flèche 22. La paroi 21 limite le volume d'entrée de son 12 du côté de l'élément oscillant, à l'opposé du canal de transmission de son 6. Lors d'un déplacement de la paroi 21, la mesure du volume de sortie de son 12 sera modifiée, ce qui influence également le comportement vibrant de l'élément oscillant. Une diminution du volume augmente la fréquence propre de l'élément oscillant 13; une augmentation du volume diminue la fréquence propre. Les actionneurs sont commandés directement ou indirectement en fonction d'une grandeur d'état ou d'un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne. Dans le cas d'un couplage direct, il est possible de recevoir l'énergie de réglage pour régler un actionneur directement du moteur à combustion interne ou d'un équipement du moteur à combustion interne. Dans l'exemple de réalisation, cela est représenté schématiquement par la ligne de liaison 23 reliant l'actionneur 20 déplaçant la paroi 21 à la conduite d'admission 3. La pression dans la conduite d'admission 3 est utilisée dans cet exemple de réalisation pour déplacer l'actionneur. NOMENCLATURE 1 dispositif 2 moteur à combustion interne 3 conduite d'admission 4 habitacle conduite de transmission de pression 6 canal de transmission de son 7 direction de flèche 8 conduite de gaz des gaz d'échappement 9 boîtier cloison 11 volume d'entrée de son 12 volume de sortie de son 13 élément oscillant 14 axe de pivotement direction de flèche 16 élément d'étanchéité 17 joint d'étanchéité 18 orifice de compensation ou d'équilibrage 19 actionneur actionneur 21 paroi 22 direction de flèche 25 23 conduite de liaison REVENDICATIONS 1 ) Dispositif de transmission du bruit dans un véhicule automobile équipé d'un moteur à combustion interne, comprenant un boîtier (9) muni d'une cloison (10) subdivisant l'intérieur du boîtier en un volume d'entrée de son (11) et un volume de sortie de son (12), le volume d'entrée de son (11) étant relié à un équipement associé au moteur à combustion interne (2) alors que le volume de sortie de son (12) communique avec l'habitacle (4), ainsi qu'un élément oscillant (13) placé entre le volume d'entrée de son (11) et le volume de sortie de son (12), caractérisé en ce qu' un actionneur (19, 20) pour régler de manière variable le comportement vibrant de l'élément oscillant (13), sollicite un composant du dispositif en fonction d'une grandeur d'état ou d'un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne (2). 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur (20) règle le volume de l'intérieur du boîtier. 3 ) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'actionneur (20) règle l'amplitude du volume de sortie de son (12). 4 ) Dispositif selon la revendication 2, 25 caractérisé en ce qu' une paroi (21) du boîtier (9) est réglable à l'aide de l'actionneur (20). 5 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément oscillant (13) est un volet oscillant monté pivotant. 6 ) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'actionneur (19) règle de manière variable la rigidité en rotation du volet 35 oscillant. 7 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur (19, 20) est réglable en fonction du régime du moteur à combustion interne (2). 8 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur (19, 20) est sollicité par la pression dans la conduite d'admission (3) et/ou de la conduite des gaz d'échappement (8) du moteur à combustion interne (2). 9 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le segment de l'élément oscillant (13) pénétrant dans le volume d'entrée de son (11) comporte un orifice d'équilibrage (18). 10 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par un joint (17) installé entre l'élément oscillant (13) et la paroi intérieure adjacente du boîtier. 11 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volume d'entrée de son (11) est relié à la conduite d'admission (3) du moteur à combustion interne (2).