Brevet FR2960294A1 — publié le 20111125

PINCE D'ECOUTE POUR UN OUTIL D'AIDE AU DIAGNOSTIC VIBROACOUSTIQUE AVEC MICROPHONE LOGE A L'INTERIEUR DU CORPS DE PINCE [0001 L'invention se rapporte à une pince d'écoute pour un outil d'aide au diagnostic vibroacoustique, et à un outil d'aide au diagnostic vibroacoustique. L'invention se rapporte aussi à une utilisation de l'outil pour le diagnostic vibroacoustique d'un véhicule comprenant un moteur, plus particulièrement l'utilisation de l'outil lors de la maintenance ou dans une situation après-vente du véhicule. [0002] Dans le domaine de l'automobile, un certain nombre de pannes ou de dysfonctionnements induisent des symptômes acoustiques et vibratoires. L'analyse vibratoire est ainsi une technique de plus en plus utilisée en après-vente dans le domaine automobile. L'analyse vibratoire consiste à analyser différentes sources de bruit pour identifier les dysfonctionnements d'un véhicule. [0003] On fait la différence entre les bruits aériens, c'est-à-dire les bruits émis par une source n'ayant pas de contact avec la structure solide à écouter, et les bruits solidiens, qui ont pour origine une mise en vibration directe de la structure solide à écouter. Ainsi dans l'hypothèse de bruit solidien, c'est un solide qui constitue le milieu de propagation du bruit alors que dans l'hypothèse d'un bruit aérien, c'est un fluide (par exemple l'air ambiant) qui constitue le milieu de propagation du bruit. La perception de bruit solidien par un capteur se réalise par l'intermédiaire d'un contact solide. [0004] Selon la figure 1, un outil d'aide au diagnostic vibroacoustique en vue d'une utilisation en après-vente est connu des documents FR 10 50016 et FR 10 50291. Un tel outil comprend des pinces instrumentées destinées à écouter des bruits solidiens (voir figure 2A) et un microphone destiné à mesurer les bruits aériens (voir figure 2B). Les pinces et le microphone présentent des connecteurs raccordés à un dispositif portable d'aide au diagnostic vibroacoustique de l'outil. Les pinces et le microphone fournissent ainsi un signal électrique représentatif du bruit écouté. Chaque signal électrique fourni par une des pinces ou le microphone est transmis au dispositif d'aide en tant que signaux acoustiques d'entrée. L'outil comprend également un haut parleur, par exemple un casque pour la restitution à un utilisateur d'un des bruits écoutés. Le dispositif portable comprend alors un commutateur permettant à l'utilisateur de sélectionner un des bruits écoutés parmi les signaux acoustiques d'entrée. [0005i Pour un tel outil, les recherches de bruit aérien sont effectuées à l'aide du microphone lorsque le véhicule est à l'arrêt, moteur tournant. Cet outil est en revanche incapable d'aider au diagnostic des bruits aériens lorsque le véhicule est en mouvement. Or de nombreux bruits aériens ne sont perceptibles que si le véhicule est en mouvement. On trouve notamment dans ces classes de bruit : les sirènes (dues à l'engrènement d'une boîte de vitesse par exemple), les chocs, les battements et les bruits spécifiques aux transmissions et aux liaisons au sol. [0006] Par ailleurs, dans le domaine technique générale de l'acoustique, différents dispositifs connus de microphones sont prévus pour être disposés à proximité d'une source acoustique identifiée et éventuellement mobile, tel qu'un micro cravate disposé à proximité de la bouche d'un interlocuteur. Le microphone est disposé et dirigé pour que le bruit provienne directement au microphone avant toute réverbération du bruit. De tels dispositifs ne sont pas conçus pour le diagnostic vibroacoustique, dans lequel on cherche à localiser la source du bruit. Sans localisation a priori connue des sources du bruit, le bruit écouté peut être capté indirectement, i.e. après réverbération, y compris après réverbération sur le dispositif d'écoute lui-même. La réverbération due à la présence du dispositif d'écoute perturbe la qualité d'écoute des bruits aériens. [000n Il existe donc un besoin pour un outil permettant d'aider au diagnostic des bruits aériens lorsque le véhicule est en mouvement tout en ayant une bonne qualité d'écoute des bruits aériens. [0008] Pour cela, l'invention propose une pince d'écoute pour un outil d'aide au diagnostic vibroacoustique, la pince comprenant au moins un corps de pince dont une partie forme mâchoire de la pince et un microphone destiné à l'écoute de bruits aériens, le microphone comportant une extrémité sensible aux bruits aériens, le microphone étant logé à l'intérieur du corps de pince avec l'extrémité sensible du microphone affleurant la surface extérieure du corps. [0009] Selon une variante, le microphone est logé dans le corps de la pince par l'intermédiaire d'un tube en élastomère. [0010] Selon une variante, le microphone comprend une boule anti-vent. [0011] Selon une variante, le microphone est logé dans la partie du corps de pince formant mâchoire. [0012] Selon une variante, l'axe principal du microphone est sensiblement perpendiculaire à la surface de la mâchoire affleurée par l'extrémité sensible du microphone. [0013] Selon une variante, la pince comprend en outre : - un accéléromètre sensible aux bruits solidiens transmis à l'accéléromètre par contact solide, - un sélecteur du bruit écouté par la pince parmi les bruits solidiens et les bruits aériens, et - un câble de transmission du bruit sélectionné par le sélecteur sous la forme d'un signal acoustique. [0014] Selon une variante, la pince comprend en outre : - un accéléromètre sensible aux bruits solidiens transmis à l'accéléromètre par contact solide, et - un câble de transmission simultanée des bruits aériens et solidiens sous la forme de signaux acoustiques. [0015] L'invention propose en outre un outil d'aide au diagnostic vibroacoustique, comprenant un dispositif d'aide au diagnostic vibroacoustique pour la réception, l'écoute et le traitement de signaux acoustiques d'entrée, l'outil comprenant en outre la pince d'écoute précédente, les bruits écoutés par la pince étant transmis au dispositif d'aide en tant que signaux acoustiques d'entrée du dispositif d'aide. [0016] Selon une variante, le dispositif d'aide comprenant une unité de détection de la corrélation des signaux acoustiques d'entrée par le calcul de la densité interspectrale des signaux d'entrée entre eux. [0017] L'invention propose encore une utilisation de l'outil précédent pour le diagnostic vibroacoustique d'un véhicule comprenant un moteur. [ools] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent : - figure 1, une vue schématique d'un outil d'aide au diagnostic connu ; ^ figures 2A et 2B, une vue schématique d'une pince instrumentée pour l'écoute de bruit solidien et un microphone pour l'écoute de bruit aérien ; - figure 3, une vue en coupe d'une pince d'écoute instrumentée pour l'écoute de bruit solidien ; - figure 4, une vue schématique d'un microphone miniature ; ^ figure 5, une vue en coupe d'un premier mode de réalisation de la pince d'écoute de la figure 3 instrumentée avec le microphone miniature de la figure 4 ; - figure 6, une vue schématique des ondes acoustiques dans un champ acoustique libre ; - figure 7, une vue schématique des ondes acoustiques dans un champ acoustique diffus ; - figure 8, une vue d'un deuxième mode de réalisation de la pince d'écoute de la figure 3 instrumentée avec le microphone miniature de la figure 4 ; - figure 9, une vue d'un support amovible avec une liaison rotule déportant le microphone du corps de la pince ; - figure 10, une vue d'un support amovible en forme de flexible déportant le microphone du corps de la pince ; - figures 11 et 12, une vue de dessus et de dessous d'un mode de réalisation du dispositif d'aide au diagnostic avec lequel la pince est susceptible d'être utilisée ; - figures 13 et 14, des vues d'un mode de réalisation de la pince avec un câble de transmission simultanée des signaux acoustiques ; - figures 15, une vue de dessus du dispositif d'aide au diagnostic avec lequel la pince des figures 13 et 14 est susceptible d'être utilisée ; - figure 16, un schéma du calcul de densités interspectrales entre les signaux acoustiques. [0019] L'invention se rapporte à une pince d'écoute pour un outil d'aide au diagnostic vibroacoustique. La pince comprend au moins un corps de pince dont une partie forme mâchoire de la pince. La pince comprend en outre un microphone destiné à l'écoute de bruits aériens. [0020] La pince d'écoute précédente peut être utilisée avec un dispositif portable d'aide au diagnostic vibroacoustique pour former un outil d'aide au diagnostic. Le dispositif d'aide assure la réception, l'écoute et le traitement de signaux acoustiques d'entrée. Dans l'utilisation de la pince précédente avec le dispositif d'aide, la pince d'écoute transmet au dispositif d'aide les bruits écoutés en tant que signaux acoustiques d'entrée du dispositif d'aide. L'opérateur positionne la pince d'écoute dans l'environnement où le diagnostic vibroacoustique doit être effectué, par exemple sous le capot moteur d'un véhicule automobile. Des mâchoires de la pince assurent une fixation durable de la pince par serrage. Le microphone étant porté par la pince, il reste maintenu sur le véhicule automobile malgré le roulage assurant à l'opérateur une écoute des bruits aériens environnants la pince lorsque le véhicule est en mouvement. [0021] Par ailleurs, le microphone comporte de manière connue une extrémité sensible aux bruits aériens. Le microphone est logé à l'intérieur du corps de pince avec l'extrémité sensible du microphone affleurant la surface extérieure du corps. Cet affleurement de l'extrémité sensible du microphone permet de ne pas perturber la circulation de l'air le long de la surface extérieure de la pince. En conséquence, l'écoute des bruits aériens n'est pas perturbée par la réverbération des bruits sur la pince. [0022] En définitive la pince d'écoute permet d'obtenir un outil de diagnostic des bruits aériens lorsque le véhicule est en mouvement tout en ayant une bonne qualité d'écoute des bruits aériens. [0023] La pince peut être équipée uniquement du microphone destiné à l'écoute de bruit aérien à l'exception de tout autre capteur de bruit, notamment de capteur de bruit solidien. [0024] Selon la figure 1, on voit schématiquement un outil d'aide au diagnostic connu. L'outil comporte le dispositif d'aide au diagnostic 80 connecté à la pince d'écoute 10 de bruit solidien, par l'intermédiaire d'un câble 70. Selon la figure 2A, la connexion du câble 70 avec le dispositif d'aide peut être réalisée par un connecteur 78. L'outil comporte par ailleurs un microphone 90 de type stylo, destinée à l'écoute des bruits aériens. Selon la figure 2B, le microphone 90 comporte un câble 70 avec un connecteur 78 pour la connexion du microphone 90 avec le dispositif d'aide 80. [0025] Selon la figure 3, on voit la pince d'écoute 10 de bruit solidien connu des demandes de brevet FR 10 50016 et FR 10 50291 déposées par la demanderesse. La pince 10 comprend deux corps 18 et 19 montés pivotants autour d'un axe A. L'axe A est disposé au niveau de la partie médiane des corps 18 et 19. Les corps 18 et 19 comportent respectivement des poignées de préhension 16 et 15 et des mâchoires de serrage 12 et 11 disposées de part et d'autre de l'axe A. La pince 10 comporte avantageusement un ressort 17, rappelant les mâchoires 11 et 12 vers leurs positions de fermeture et permet ainsi d'appliquer un effort de serrage sur la pièce à écouter. Le ressort 17 est avantageusement un ressort de torsion réalisé coaxial à l'axe de pivotement A. Les extrémités distales 14 et 13 respectivement des mâchoires 12 et 11 peuvent être placées en vis-à-vis. Ces extrémités distales 14 et 13 peuvent comporter des patins 20. Les patins 20 sont montés pivotants par rapport aux mâchoires 12 et 11 par l'intermédiaire d'arbres 21. Les patins 20 peuvent porter un accéléromètre 26 sensible aux bruits solidiens, permettant ainsi l'écoute de bruit solidien par la pince 10. [0026] Selon la figure 4, on voit schématiquement le microphone 40 miniature susceptible d'être compris par la pince 10. Un tel microphone 40 possède par exemple un diamètre inférieur ou égale à 4mm et/ou une longueur inférieure ou égale à 9mm. La taille de ce microphone 40 lui permet d'être porté par les corps 18 et 19 de la pince 10 du type de celle représentée en figure 3. [0027] Le microphone 40 peut correspondre à un standard de micro couramment désigné sous l'appellation de « microcravate ». De cette manière la conception de la pince d'écoute utilise des microphones 40 disponibles dans le commerce, limitant ainsi le coût de réalisation de la pince d'écoute proposée. Le microphone peut avantageusement présenter l'une des caractéristiques techniques suivantes seule ou en combinaison entre elles : - Directivité omnidirectionnelle ou cardioïde ; - Réponse en fréquence 20-16kHz permettant de limiter l'effet de proximité ; - Taux de distorsion harmonique REVENDICATIONS1. Pince d'écoute pour un outil d'aide au diagnostic vibroacoustique, la pince comprenant au moins un corps (18) de pince dont une partie forme mâchoire (12) de la pince (10) et un microphone (40) destiné à l'écoute de bruits aériens, le microphone comportant une extrémité sensible (46) aux bruits aériens, la pince étant caractérisée en ce que le microphone (40) est logé à l'intérieur du corps (18) de pince avec l'extrémité sensible (46) du microphone (40) affleurant la surface extérieure du corps (18). 2. Pince d'écoute selon la revendication 1, caractérisée en ce que le microphone est logé dans le corps (18) de la pince par l'intermédiaire d'un tube en élastomère (44). 3. Pince d'écoute selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le microphone comprend une boule anti-vent (42). 4. Pince d'écoute selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le microphone est logé dans la partie du corps (18) de pince formant mâchoire (12). 5. Pince d'écoute selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'axe principal (M) du microphone est sensiblement perpendiculaire à la surface de la mâchoire (12) affleurée par l'extrémité sensible du microphone (40). 6. Pince d'écoute selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la pince (10) comprend en outre : - un accéléromètre (26) sensible aux bruits solidiens transmis à l'accéléromètre (26) par contact solide, - un sélecteur (60) du bruit écouté par la pince (10) parmi les bruits solidiens et les bruits aériens, et - un câble de transmission (70) du bruit sélectionné par le sélecteur sous la forme d'un signal acoustique. 7. Pince d'écoute selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la pince (10) comprend en outre : - un accéléromètre (26) sensible aux bruits solidiens transmis à l'accéléromètre (26) par contact solide, et - un câble de transmission simultanée (72) des bruits aériens et solidiens sous la forme de signaux acoustiques. 8. Outil d'aide au diagnostic vibroacoustique, comprenant un dispositif d'aide (80) au diagnostic vibroacoustique pour la réception, l'écoute et le traitement de signaux acoustiques d'entrée, l'outil étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre la pince d'écoute (10) selon l'une des revendications 1 à 7, les bruits écoutés par la pince (10) étant transmis au dispositif d'aide (80) en tant que signaux acoustiques d'entrée du dispositif d'aide (80). 9. Outil d'aide selon la revendication 8, caractérisé en ce que la pince d'écoute (10) est conforme à la revendication 7, le dispositif d'aide comprenant une unité de détection de la corrélation des signaux acoustiques d'entrée par le calcul de la densité interspectrale des signaux d'entrée entre eux. 10. Utilisation de l'outil selon la revendication 8 ou la revendication 9 pour le diagnostic vibroacoustique d'un véhicule comprenant un moteur.