Brevet FR2983025A1 — publié le 20130524

SYSTÈME DE GÉNÉRATION DE SON EXTÉRIEUR POUR VÉHICULES AUTOMOBILES La présente invention concerne un système de génération de son extérieur pour véhicules automobiles comprenant des fonctions d'alarme, avertisseur sonore et signal sonore préventif d'approche. Il est connu dans l'art antérieur d'équiper des véhicules automobiles de systèmes de sonorisation extérieure de différentes fonctions. Depuis le début du développement de l'automobile, des véhicules ont été équipés d'un Klaxon «marque déposée» pour avertir d'autres usagers de la route d'une situation précaire. Avec le temps, des systèmes antivol ont été mis au point comprenant un clairon assez bruyant pour dissuader d'éventuels voleurs et pour attirer l'attention des témoins d'une telle situation. Depuis peu de temps, après avoir reconsidéré des systèmes de propulsion électriques pour véhicules automobiles, on s'est aperçu que ces nouveaux véhicules très silencieux représentent alors un danger potentiel pour les piétons. On a donc envisagé des systèmes de sonorisation extérieure de véhicules silencieux de ce genre, dits PAVAS (Approaching Vehicle Audible System). Actuellement, toutes les fonctions de synthèse sonore extérieures aux véhicules quelles qu'elles soient sont gérées à l'aide de systèmes indépendants sur les véhicules : avertisseur sonore, alarme et AVAS sont des fonctions réalisées par des boîtiers différents. Chacun de ces boîtiers possède sa propre technologie : transducteur piézo pour l'alarme, haut-parleur magnétique à membrane pour la sonorisation extérieure et actionneur électronique/pneumatique pour le Klaxon. Pour chaque fonction, il y a un boîtier approprié. En particulier, le système de génération automatique de son (AVAS) a été découplé de la fonction alarme pour des raisons d'incompatibilité de performances entre le transducteur de l'alarme et celui de PAVAS. Or, dans le contexte actuel de réduction du volume, l'association des fonctions représente un avantage non négligeable car elle réduit de fait le nombre de boîtiers. Le brevet chinois CN2263815Y concerne un haut-parleur électronique multi-fonction remplissant à la fois la fonction de signal sonore préventif lors des manoeuvres de changement de direction ou de recul du véhicule, la fonction de Klaxon et la fonction d'alarme antivol. Ce haut-parleur est du type magnétique avec un aimant permanent et avec deux bobines coaxiales activant la même membrane. Ce système présente des faiblesses concernant l'exigence de la performance acoustique du transducteur pour remplir les fonctions d'alarme et d'avertisseur. C'est le but de la présente invention de proposer un système de génération de son extérieur pour véhicules automobiles, qui remédie à ces inconvénients, qui soit compact, plus léger que les systèmes existants, qui réclame moins de pièces détachées et dont le temps de montage est considérablement réduit par rapport aux solutions actuelles à architecture "éclatée". C'est l'objet de la présente invention de proposer un système de génération de son extérieur pour véhicules automobiles comprenant des fonctions d'alarme, avertisseur sonore et signal sonore préventif d'approche, caractérisé par un transducteur hybride piézoélectrique/magnétique commandé par un pilote électro-acoustique, répartissant la puissance entre le transducteur piézo-électrique et le transducteur magnétique selon la fonction demandée. De préférence, le transducteur hybride et le pilote électroacoustique sont intégrés dans un seul et même boîtier. Avantageusement, le transducteur piézo-électrique est monté 5 coaxialement sur la face avant du transducteur magnétique. De préférence, la répartition de la puissance entre les transducteurs piézo-électrique et magnétique est telle que la fonction 10 signal sonore préventif d'approche est réalisée par le transducteur magnétique et les fonctions alarme et avertisseur sont réalisées par le transducteur piézo-électrique. Selon un mode de réalisation préféré, le pilote électro-acoustique 15 comprend un amplificateur différentiel avec un signal de sortie audio dissymétrique suivi par un filtre passe bande correspondant à chacun des deux transducteurs. Avantageusement, l'alimentation de l'amplificateur différentiel 20 devient dissymétrique par l'ajout d'une tension V offset. Avantageusement, la fréquence de coupure de chaque filtre passe bande peut être pilotée par tension continue. 25 Selon un mode de réalisation préféré, la tension audio-offset du signal de sortie de l'amplificateur différentiel étant égale à zéro, le pilotage des filtres passe bande est tel que toute puissance électrique est envoyée au transducteur magnétique. 30 De préférence, lorsque la tension audio-offset du signal de sortie de l'amplificateur différentiel devient de plus en plus négative, une montée en puissance vers le transducteur piézo-électrique est entraînée au détriment du transducteur magnétique. De préférence, pour les fonctions alarme et avertisseur, la totalité 5 de la puissance électrique du signal de sortie de l'amplificateur différentiel excite le transducteur piézo-électrique. Selon un mode de réalisation préféré, le système est embarqué sur un véhicule très silencieux, comme un véhicule à propulsion électrique 10 et la fonction signal sonore préventif est réalisée par un système AVAS (Approaching Vehicle Audible System). 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 15 aux dessins annexés sur lesquels: Fig. 1 montre un boîtier de synthèse sonore unique selon l'invention; 20 Fig. 2 est une coupe transversale d'un transducteur hybride selon l'invention; Fig. 3 montre un amplificateur audio-différentiel dissymétrique; et 25 Fig. 4 montre schématiquement une partie du pilote électro- acoustique pour répartir la puissance électrique sur les transducteurs. Comme on peut le voir sur Fig. 1, un signal de commande 30 d'activation alarme ou d'avertisseur ou d'AVAS arrive via le réseau véhicule dans le boîtier qui comporte le système de synthèse sonore selon l'invention. Une électronique de synthèse sonore numérique traite ces signaux de commande par échantillonnage, synthèse granulaire et produit des signaux carrés, sinus, etc. Les signaux de sortie de cette électronique de synthèse sont transformés en signaux analogiques pour alimenter l'amplificateur 5 qui commande à son tour le transducteur hybride 1. Un exemple d'un transducteur hybride selon l'invention est monté en Fig. 2 en coupe transversale. Ce transducteur hybride comprend un transducteur piézo-électrique 2, qui est monté sur le chassis de l'aimant du transducteur magnétique 3 à l'intérieur de la membrane 9 tronconique du transducteur magnétique 3. Puisque le transducteur piézo-électrique 2 est plus petit que la membrane tronconique du transducteur magnétique 3, il ne gêne pas l'émission du son émis par le transducteur magnétique 3. Les signaux Audio + et Audio - sont livrés par l'amplificateur 15 différentiel dissymétrique 5 dans la partie du pilote électro-acoustique 8 qui est monté derrière la membrane 9 sur la structure du transducteur magnétique 3. Cette partie du pilote électro-acoustique 8, appelée aussi interface 20 commune des deux transducteurs 2 et 3, présente la particularité de la présente invention. Le transducteur hybride selon l'invention est piloté par deux entrées: Audio + et Audio -. L'interface commune assure la répartition de la puissance entre les transducteurs piézo-électrique 2 et magnétique 3. Dans l'hypothèse où ce boîtier unique serait mis en place 25 dans le véhicule pour assurer à lui seul les trois fonctions de génération de sons extérieurs (AVAS, avertisseur et alarme), une répartition de la puissance serait réalisée entre les deux transducteurs de la manière suivante afin de satisfaire aux spécifications des générateurs de sons mentionnés ci-dessus: 30 Transducteur actif pour assurer la fonction Fonction Transducteur néodyme Transducteur piézo-électrique AVAS X Avertisseur X Alarme X L'idée pour satisfaire au pilotage du transducteur hybride est de rajouter une composante continue au signal transmis vers le transducteur, en rendant le signal de sortie audio "dissymétrique". Cela peut être réalisé par exemple par le pilotage de l'alimentation de l'amplificateur différentiel en rendant son alimentation dissymétrique. L'information continue dans la valeur de la tension continue audio - offset peut alors être récupérée par filtrage pour piloter un filtre de répartition dynamique entre le transducteur piézo-électrique 2 et le transducteur magnétique 3. Cette situation est montrée en Fig. 4. L'extraction du signal audio-offset peut se faire par sommation de Audio + et Audio - ou par filtrage sur une voie Audio + ou Audio -. La fréquence de coupure des filtres passe-bande 6 et 7 peuvent être pilotées par tension continue. A des fins d'optimisation de la consommation et étant donné le 25 profil de mission de PAVAS (sa période d'utilisation est plus importante que celle du Klaxon et de l'alarme dans la vie du véhicule), la proposition est la suivante: 20 - fournir une tension audio-offset égale à zéro pour la fonction AVAS, toute la puissance électrique est alors envoyée au transducteur magnétique; - diminuer l'audio-offset (le rendre de plus en plus négatif) ce qui entraîne une montée de puissance vers le transducteur piézo au détriment du transducteur magnétique. Pour les fonctions alarme et avertisseur, la totalité de la puissance électro-acoustique excite le transducteur piézo-électrique. Selon l'invention, les trois fonctions de synthèse sonore extérieure aux véhicules, AVAS, avertisseur et alarme sont réalisées dans un seul boîtier à positionner sous le capot à la place de trois boîtiers. La solution est basée sur une technologie de synthèse sonore numérique. Le côut de fabrication et le temps de montage du système de génération du son extérieur selon l'invention est considérablement réduit par rapport à la situation actuelle qui applique une architecture "éclatée". 20 REVENDICATIONS1. Système de génération de son extérieur pour véhicules automobiles comprenant des fonctions d'alarme, avertisseur sonore et signal sonore préventif d'approche, caractérisé par un transducteur hybride piézo-électrique/magnétique (1) commandé par un pilote électro-acoustique (8) répartissant la puissance entre le transducteur piézo-électrique (2) et le transducteur magnétique (3) selon la fonction recherchée. 2. Système de génération de son extérieur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transducteur hybride (1) et le pilote électro-acoustique (8) sont intégrés dans un seul et même boîtier (4). 3. Système de génération de son extérieur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le transducteur piézo-électrique (2) est monté coaxialement sur la face avant du transducteur magnétique (3). 4. Système de génération de son extérieur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la répartition de la puissance entre les transducteurs piézo-électrique (2) et magnétique (3) est telle que la fonction signal sonore préventif d'approche est réalisée par le transducteur magnétique (3) et les fonctions alarme et avertisseur sont réalisées par le transducteur piézo-électrique (2). 5. Système de génération de son extérieur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pilote6. 7. 8. 20 9. 25 10. 30 électro-acoustique (8) comprend un amplificateur différentiel (5) avec un signal de sortie audio dissymétrique suivi par un filtre (6,7) passe bande correspondant à chacun des deux transducteurs (2, 3). Système de génération de son extérieur selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'alimentation de l'amplificateur différentiel (4) devient dissymétrique par l'ajout d'une tension V offset. Système de génération de son extérieur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la fréquence de coupure de chaque filtre passe bande (6, 7) peut être pilotée par tension continue. Système de génération de son extérieur selon les revendications 4 et 7, caractérisé en ce que la tension audio-offset du signal de sortie de l'amplificateur différentiel (4) étant égale à zéro, le pilotage des filtres passe bande est tel que toute puissance électrique est envoyée au transducteur magnétique (3). Système de génération de son extérieur selon les revendications 4 et 7, caractérisé en ce que lorsque la tension audio-offset du signal de sortie de l'amplificateur différentiel (4) est rendue de plus en plus négative une montée en puissance vers le transducteur piézo-électrique (2) est entraînée au détriment du transducteur magnétique (3). Système de génération de son extérieur selon la revendication 9, caractérisé en ce que pour les fonctions alarme et avertisseur, la totalité de la puissance électrique du signal de sortie de l'amplificateur différentiel (4) excite le transducteur piézoélectrique (2).11. Système de génération de son extérieur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système est embarqué sur un véhicule très silencieux, comme un véhicule à propulsion électrique et que la fonction signal sonore préventif est réalisée par un système AVAS (Approaching Vehicle Audible System).