Brevet FR2985021A1 — publié le 20130628

- 1 - METHODE DE COTATION DU BRUIT DES FREINS D'UN VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention se rapporte à une méthode de cotation du bruit émanant des freins d'un véhicule automobile, et notamment le bruit de crissement des freins. Dans ce domaine particulier du bruit de crissement, il est souvent recherché une cotation du bruit qui retranscrive la gêne générée pour les personnes à proximité et/ou à l'intérieur du véhicule. Si une telle cotation peut être réalisée par une répétition de tests de roulage et une cotation par différents conducteur, une telle cotation, se basant uniquement sur l'oreille humaine comme capteur, associé au cerveau en tant qu'analyseur pour le ressenti du bruit généré, une certaine subjectivité peut alors intervenir dans l'impression ressentie par un bruit donné, la sensibilité de l'oreille humaine couvrant une bande de fréquence donnée, avec une sensibilité différente selon la fréquence. L'oreille est par exemple plus sensible à 1000 Hz qu'à 50 Hz Afin de quantifier cette caractéristique de freinage des véhicules, l'industrie automobile éprouve le besoin d'une cotation plus objective, prenant en compte les mesures réelles des bruits de freinage générés, afin de se doter d'outils permettant, outre une comparaison des bruits de freinage, et notamment de crissement entre véhicules, de pouvoir également valider, de ce point de vue, par exemple les différentes garnitures de freinage. Or, la cotation devrait être le reflet du ressenti du conducteur d'un véhicule, et un trop grand écart entre la cotation et l'appréciation subjective peut amener le conducteur à ramener son véhicule vers le constructeur du véhicule s'il juge le bruit trop gênant, alors que la cotation aurait donné un résultat acceptable. - 2 - Il apparaît ainsi le besoin d'une cotation des bruits de freinage, et notamment des bruits de crissement, qui soit plus proche de celle ressentie par les conducteurs et les personnes à proximité ou à l'intérieur du véhicule. Une telle cotation, plus en concordance avec des batteries de test utilisateur permet également d'offrir une base de discussion entre partenaires en cas de conflit ou d'arbitrage sur une prestation de freinage. La présente invention propose ainsi une méthode plus en adéquation avec les retours d'essais d'usager, tout en permettant une adaptation aux exigences et conditions de roulage qui peuvent être spécifiques à certains pays. La présente invention est atteinte à l'aide d'une méthode de cotation du bruit d'un dispositif de freinage d'un véhicule automobile lors d'un roulage du véhicule, ce dernier comportant un appareillage de détection et d'enregistrement des bruits et de leurs paramètres, caractérisé en ce qu'elle comporte les étapes suivantes : une étape d'enregistrement des signaux et paramètres du bruit de freinage du véhicule, ladite étape consistant, pour chaque actionnement (i) du dispositif de freinage occasionnant un bruit détecté par l'appareillage de détection, à : o mesurer le niveau maximum de pression acoustique, et déterminer une cotation partielle CPN(i) en fonction de ce niveau maximum par une loi prédéterminée, o mesurer la durée du bruit et déterminer une cotation partielle CPD(i) en fonction de cette durée de bruit par une loi prédéterminée, o enregistrer les différentes cotations partielles CPN(i) et CPD(i), - 3 - en fin de roulage, une étape consistant à réaliser la moyenne des cotations partielles individuelles CPN(i) et CPD(i), une étape de détermination d'une troisième cotation partielle CPO, basée sur l'occurrence des bruits, - une étape de cotation globale prenant en compte les différentes cotations partielles. Avantageusement, la cotation partielle du paramètre correspondant au niveau maximum de pression acoustique est obtenue par une formule de type CPN(i) = a*N(i) +b, où N(i) est le niveau de bruit pour le coup de frein (i) mesuré en dB(A), a et b sont des coefficients tirés d'expériences. Afin de borner les niveaux de cotation, la formule est filtrée pour les valeurs extrêmes de pression acoustique, où la cotation prend une valeur fixe. Selon l'invention, la cotation partielle du paramètre correspondant à la durée du bruit est obtenue par une formule de type CPD(i) = c*ln(D(i)) + e, où ln(D(i)) est le logarithme népérien de la durée D(i) du bruit en secondes, c et e sont des coefficients tirés d'expériences. De manière analogue à la cotation partielle niveau, la formule est filtrée pour les valeurs extrêmes de durée du bruit, où la cotation prend une valeur fixe. Par ailleurs, la cotation partielle CPO, basée sur l'occurrence des bruits, prend en compte le niveau sonore moyen des bruits et leur récurrence d'apparition, selon un tableau d'attribution de cotation prédéterminé. Afin de rendre la cotation plus en adéquation avec l'oreille humaine et le ressenti humain, la cotation globale véhicule est la - 4 - moyenne pondérée des cotations partielles, chaque cotation partielle étant affectée d'un coefficient de pondération prédéfini. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : - les figures 1 et 3 sont des représentations de la cotation du bruit en fonction de différents paramètres selon l'invention, - les figures 2 et 4 sont des modèles de cotation relatifs respectivement aux représentations des figures 1 et 3, - la figure 5 montre le résultat comparé de la cotation selon la présente invention pour deux véhicules différents, - la figure 6 est un logigramme de la méthode selon la présente invention. La méthode de cotation selon l'invention se propose de refléter les résultats d'enquêtes client accumulées sur plus de 10 ans, où une cotation subjective des différents bruits, et notamment des bruits de crissement a été relevée. Bien que l'exemple de réalisation de l'invention soit dédié à la cotation du bruit de crissement des freins d'un véhicule, la présente invention n'est en rien limitée à ce type de bruit, et la méthode qui va être expliquée peut être appliquée à tout type de bruit. Ainsi, un véhicule dont on veut quantifier le bruit de freinage est équipé d'un appareillage de détection des crissements de freins et d'enregistrement des signaux. La mesure du bruit est réalisée au niveau de la tête du conducteur, afin de pouvoir corréler au mieux les mesures avec la cotation réalisée par le conducteur. Lors du développement de la méthode de la présente invention, le spécialiste des bruits de freins a donné une cotation à - 5 - chaque freinage bruyant, en même temps que les signaux des bruits de frein sont détectés et enregistrés par l'appareillage de détection et d'enregistrement des crissements de freins. Les cotations vont de 1 à 10, la cotation 1 correspondant à un crissement insupportable, la cotation 10 correspondant à une absence de crissement. Afin d'avoir une représentation assez fidèle des conditions d'utilisation réelles du véhicule, les tests de roulage englobent différents revêtements de route, différentes surfaces, et différentes conditions climatiques. Les coups de frein individuellement cotés sont ensuite représentés en fonction de certaines de leurs caractéristiques propres. La figure 1 est la représentation de la cotation des bruits de crissement de freinage d'un véhicule en fonction de la valeur maximale de pression acoustique, exprimée en dB(A). De ce nuage de points assez dispersé, une loi de régression linéaire simple (courbe C1) peut être envisagée. Toutefois, il a été choisi un traitement des valeurs différent. En effet, pour chaque niveau de cotation, il a été réalisé une moyenne du niveau de pression acoustique maximale, pour les cotations les plus représentatives. En effet, tel que le montre la figure 1, les niveaux 8 et supérieurs ne sont pas significatifs. Ainsi, pour les niveaux 3 à 7, la moyenne à - iso-cotation » est calculée et représentée par un triangle sur la figure. Il est alors surprenant de constater, qu'à partir de ces moyennes, une droite de régression peut être obtenue, avec un coefficient de corrélation élevé. En effet, selon l'exemple proposé, la droite est définie par l'équation suivante : y : -0,2x1 + 16,2, où y est la cotation et x1 la valeur de pression acoustique maximale exprimée en dB(A). Le facteur de corrélation est important puisque égal à 0,99. - 6 - Par ailleurs, un traitement spécifique des valeurs extrêmes est réalisé de la façon suivante : les bruits dont le niveau est élevé, par exemple supérieur à 65 dB(A), sont cotés avec une valeur fixe égale à 3, quelque soit la valeur du bruit, et les bruits dont le niveau est inférieur à 45 dB(A), sont cotés avec l'indice 9. Une telle filtration permet également de rester dans les limites de cotation préalablement définies (c'est-à-dire entre 1 et 10), tout en respectant des cotations réellement atteintes (pas de cotation inférieure à 3 ni supérieure à 9). La figure 2 montre alors une loi de cotation en fonction du niveau de pression acoustique maximal mesuré prenant en compte les résultats de cotation se basant sur une moyenne des niveaux de pression pour chaque cotation, avec une filtration pour les basses et hautes valeurs de pression acoustique mesurée, pour lesquelles une cotation fixe est attribuée. Cette cotation est appelée cotation partielle niveau (CPN). De manière analogue, la cotation des différents bruits enregistrés est représentée en fonction de la durée du bruit. La figure 3 montre une telle répartition. De manière analogue à la cotation par niveau de pression acoustique, la cotation par la durée du bruit peut être représentée par une droite de régression linéaire prenant en compte chaque coup de frein (courbe D1). L'approche qui est utilisée fait intervenir, pour chaque valeur de cotation, la moyenne des durées observées. Ces moyennes sont représentées par des triangles. Les cotations de valeur 8 et supérieure, ainsi que les cotations de valeur 1 et 2 n'ont pas été prises en compte, le nombre de valeurs n'étant pas assez représentatif. Une loi de régression prenant en compte ces moyennes est de type logarithmique, et la formule, pour le cas de figure représenté est y = -4,2 ln(x2) + 8,4 (courbe D2), où y est la cotation et x2 la - 7 - durée exprimée en secondes. Le coefficient de corrélation est élevé puisque égal à 0,94. La figure 4 montre la loi finale de cotation en fonction de la durée, prenant ainsi en compte les moyennes des durées observées par niveau de cotation, avec des valeurs forcées aux limites de cotations. Cette cotation est appelée cotation partielle durée (CPD). Une troisième cotation partielle prend en compte l'occurrence des coups de frein bruyants. L'occurrence est le rapport du nombre des coups de frein bruyants sur le nombre de coups de frein total. Le terme - bruyant » doit être compris comme - générant un bruit détecté par les moyens d'enregistrement », et n'a pas ici forcément la connotation spécifique d'un bruit important. La cotation partielle d'occurrence est couplée à l'occurrence du bruit de crissement et la valeur moyenne du niveau sonore de tous les bruits enregistrés, pour traduire le fait qu'un bruit de crissement fort et occasionnel peut être aussi gênant qu'un bruit faible mais récurrent. Une valeur d'indice de bruit, notée IB, est ainsi le produit du niveau sonore exprimé en dB(A) par l'occurrence. Ainsi, un bruit de crissement de 40 dB(A) en moyenne ayant une occurrence de 0,08, donne un indice IB = 3,2. Le tableau suivant fournit, en fonction de la valeur de l'indice IB, la valeur de la cotation, appelée cotation partielle occurrence ou 25 CPO. _8 IB (niveau x occurrence) Cotation CPO IB = 0 9 0 Ainsi, la présente invention permet une cotation objective des bruits de freinage, de type crissement, qui se rapproche fortement des retours d'enquête menées auprès des conducteurs de véhicule. Les différentes cotations partielles, notamment les cotations partielles niveau et durée peuvent être affinées et adaptées afin de recaler le modèle, si le véhicule comporte des spécificités comme véhicule électrique, par exemple. De plus, par les coefficients de pondération, il est également possible d'adapter la méthode de cotation en fonction des pays où la cotation est souhaitée, afin de prendre en compte les différences existantes entre les peuples dans le niveau d'acceptation du bruit et des critères d'appréciation. Par ailleurs, les lois et courbes de régression peuvent s'enrichir de nouveaux relevés et cotations réalisés par des experts pour augmenter le nombre de mesure. Enfin, la méthode proposée peut être déployée sur tout type de bruits répétitifs dans un véhicule (lié au fonctionnement du moteur ou autres organes par exemple) ou dans d'autres domaines de l'industrie. REVENDICATIONS1 Méthode de cotation du bruit d'un dispositif de freinage d'un véhicule automobile lors d'un roulage du véhicule, ce dernier comportant un appareillage de détection et d'enregistrement des bruits et de leurs paramètres, caractérisé en ce qu'elle comporte les étapes suivantes : une étape d'enregistrement des signaux et paramètres du bruit de freinage du véhicule, ladite étape consistant, pour chaque actionnement (i) du dispositif de freinage occasionnant un bruit détecté par l'appareillage de détection, à : o mesurer le niveau maximum de pression acoustique, et déterminer une cotation partielle CPN(i) en fonction de ce niveau maximum par une loi prédéterminée, o mesurer la durée du bruit et déterminer une cotation partielle CPD(i) en fonction de cette durée de bruit par une loi prédéterminée, o enregistrer les différentes cotations partielles CPN(i) et CPD(i), en fin de roulage, une étape consistant à réaliser la moyenne des cotations partielles individuelles CPN(i) et CPD(i), une étape de détermination d'une troisième cotation partielle CPO, basée sur l'occurrence des bruits, - une étape de cotation globale prenant en compte les différentes cotations partielles. 2. Méthode de cotation du bruit d'un dispositif de freinage d'un véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la cotation partielle du paramètre correspondant au- 13 - niveau maximum de pression acoustique est obtenue par une formule de type CPN(i) = a*N(i) +b, où N(i) est le niveau de bruit pour le coup de frein (i) mesuré en dB(A), a et b sont des coefficients tirés d'expériences. 3 Méthode de cotation du bruit d'un dispositif de freinage d'un véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la formule est filtrée pour les valeurs extrêmes de pression acoustique, où la cotation prend une valeur fixe. 4. Méthode de cotation du bruit d'un dispositif de freinage d'un véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cotation partielle du paramètre correspondant à la durée du bruit est obtenue par une formule de type CPD(i) = c*ln(D(i)) + e, où ln(D(i)) est le logarithme népérien de la durée D(i) du bruit en secondes, c et e sont des coefficients tirés d'expériences. 5. Méthode de cotation du bruit d'un dispositif de freinage d'un véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la formule est filtrée pour les valeurs extrêmes de durée du bruit, où la cotation prend une valeur fixe. 6 Méthode de cotation du bruit d'un dispositif de freinage d'un véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cotation partielle CPO, basée sur l'occurrence des bruits, prend en compte le niveau sonore moyen des bruits et leur récurrence d'apparition, selon un tableau d'attribution de cotation prédéterminé. 7 Méthode de cotation du bruit d'un dispositif de freinage d'un véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cotation globale véhicule est la moyenne pondérée des cotations partielles, chaque cotation partielle étant affectée d'un coefficient de pondération prédéfini.