Brevet FR3001570A1 — publié le 20140801

L'invention se rapporte au domaine de la génération de signaux audio dans un véhicule automobile et plus particulièrement la génération de signaux pour la simulation de sons par un véhicule silencieux tel que, par exemple, la simulation du son d'un moteur à combustion interne par un véhicule électrique ou hybride. La présente invention concerne ainsi un procédé et un dispositif de génération d'un signal audio pour véhicule automobile ainsi qu'un véhicule automobile comprenant un tel dispositif. Certains véhicules automobiles, par exemple les véhicules électriques ou hybrides, font peu de bruit lorsqu'ils circulent (comparativement aux véhicules équipés de moteurs à combustion interne) de sorte que les autres usagers de la route, notamment les piétons, ne sont pas nécessairement avertis de leur arrivée. Il s'ensuit un risque accru d'accident impliquant ces véhicules dits « silencieux ». Afin de remédier à ces inconvénients, il est connu de monter sur de tels véhicules un générateur de signaux audio qui simule des sons déterminés, par exemple le 15 bruit du fonctionnement d'un moteur à combustion interne lors d'une accélération. On connaît ainsi un dispositif comprenant un module de génération de signaux audio à partir de fichiers audio du type « WAVEform audio file format » (.WAV) stockés dans une mémoire dudit module de génération. Le module de génération sélectionne tout d'abord un ou plusieurs fichiers 20 audio de référence. Les signaux audio correspondants aux fichiers sélectionnés sont ensuite transmis de la mémoire du module de génération de signaux audio vers un microcontrôleur qui les combine et les modifie à partir de valeurs déterminées de la position de la pédale d'accélération et de la vitesse du véhicule de manière à obtenir un signal audio à émettre. Le signal à émettre peut, par exemple, correspondre au bruit de 25 l'accélération d'un véhicule à moteur à combustion interne pour des valeurs identiques de position de la pédale d'accélération et de vitesse du véhicule. Un tel dispositif nécessite toutefois le stockage des fichiers audio de référence qui peuvent être volumineux, par exemple plusieurs mégaoctets chacun, ce qui peut être coûteux et présente donc un premier inconvénient. 30 Enfin, la combinaison et la modification des signaux audio de référence reçus de la mémoire externe nécessitent une grande puissance de calcul au niveau du module de génération de signaux audio, ce qui peut être coûteux et chronophage, ce qui présente un deuxième inconvénient. La présente invention a pour but d'éliminer au moins en partie ces 35 inconvénients en proposant avantageusement un dispositif de génération d'un signal audio qui soit à la fois simple, efficace et peu coûteux. A cet effet, l'invention concerne un procédé de génération d'un signal audio pour véhicule automobile mis en oeuvre par un dispositif de génération d'un signal audio comprenant des moyens de stockage dans lesquels est stockée une table de référence, ledit procédé étant remarquable en ce que ladite table de référence comprend une pluralité de séries de valeurs de rapport cyclique d'un signal logique permettant de générer un signal audio, et qu'il comprend : - une étape de réception d'une valeur de position de la pédale d'accélération du véhicule et d'une valeur de vitesse du véhicule, - une étape de sélection, dans la table de référence et à partir des valeurs de position et de vitesse reçues, d'au moins une série de valeurs de rapport cyclique, - une étape (E3) de génération d'un signal audio (SG) à partir de la série de valeurs de rapport cyclique sélectionnée comprenant la construction d'un signal modulé en largeur d'impulsion comportant une pluralité de créneaux dont le rapport cyclique de chacun des créneaux correspond respectivement aux valeurs de rapport cyclique de la série sélectionnée. Les séries de valeurs de rapport cyclique peuvent être stockées dans la table de référence de manière directe ou indirecte. Dans ce dernier cas, la table de référence peut, par exemple, comprendre une pluralité d'adresses mémoires pointant chacune vers une table d'échantillon stockée aussi, par exemple, dans les moyens de stockage du dispositif, chaque table d'échantillon comprenant une série de valeurs de rapport cyclique d'un signal logique permettant de générer un signal audio. Un tel adressage permet de pointer plusieurs fois dans la table de référence vers la même table d'échantillon sans avoir à dupliquer la série de valeurs de rapport cyclique dans la table de référence. De telles séries de valeurs de rapport cyclique nécessitent peu de volume de stockage et sont donc aisées à stocker dans les moyens de stockage du dispositif, par exemple dans la mémoire interne d'un microcontrôleur. De même, de telles séries de valeurs nécessitent peu de puissance de calcul, ce qui permet l'utilisation d'un dispositif simple et peu onéreux, comprenant par exemple un microcontrôleur. Il n'est donc plus nécessaire de stocker des fichiers audio de taille importante, ni d'avoir une importante puissance de calcul pour la génération de signaux audio comme cela était le cas dans les solutions de l'art antérieur. Une série de valeurs de rapport cyclique permet de générer un signal logique (valant 0 ou 1) dont le rapport cyclique de chaque créneau correspond à la 35 moyenne d'un signal analogique de sortie selon une technique connue appelée modulation de largeur d'impulsion (MLI ou Pulse-Width Modulation (PWM) en langue anglaise). Une série de valeurs de rapport cyclique permet donc de générer un signal logique PWM dont la démodulation génère un échantillon de signal audio analogique. De manière avantageuse, l'étape de génération d'un signal audio comprend la génération d'un signal audio analogique à partir du signal modulé en largeur d'impulsion 5 construit. De préférence, le procédé comprend, postérieurement à l'étape de génération, une étape d'émission du signal audio généré. De préférence encore, le procédé comprend entre l'étape de génération d'un signal audio et l'étape d'émission, une étape d'amplification du signal audio généré. 10 Selon un aspect de l'invention, le procédé comprend une étape préliminaire de génération d'une pluralité de séries de valeurs de rapport cyclique permettant de générer une pluralité de signaux audio différents. Les séries de valeurs de rapport cyclique peuvent être générées et stockées à tout moment, entièrement ou partiellement, ou bien une seule fois, par exemple lors de la fabrication du dispositif. 15 Selon un autre aspect de l'invention, le procédé comprend une étape préliminaire de réception et de stockage, dans la table de référence ou dans au moins une table d'échantillon, par exemple également stockée dans les moyens de stockage, d'au moins une série de valeurs de rapport cyclique. En d'autres termes, la ou les séries de valeurs de rapport cyclique ont été générées préalablement à l'extérieur du dispositif et 20 sont reçues, au moins une fois, par le dispositif avant l'étape de sélection. Une série de valeurs de rapport cyclique peut être générée à partir d'un signal de référence selon un procédé connu de l'homme du métier. L'invention concerne aussi un dispositif de génération d'un signal audio pour véhicule automobile, ledit dispositif étant remarquable en ce qu'il comprend : 25 - des moyens de stockage dans lesquels est stockée une table de référence comprenant une pluralité de séries de valeurs de rapport cyclique d'un signal logique permettant de générer un signal audio, - des moyens de réception d'une valeur de position de la pédale d'accélération du véhicule et d'une valeur de vitesse du véhicule, 30 - des moyens de sélection, dans la table de référence et à partir des valeurs de position et de vitesse reçues, d'au moins une série de valeurs de rapport cyclique, - des moyens de génération d'un signal audio aptes à construire un signal modulé en largeur d'impulsion comportant une pluralité de créneaux dont le rapport 35 cyclique de chacun des créneaux correspond respectivement aux valeurs de rapport cyclique de la série sélectionnée. De préférence, le dispositif comprend un unique microcontrôleur comprenant les moyens de stockage, se présentant sous la forme d'une mémoire interne, les moyens de réception, les moyens de sélection et les moyens de génération d'un signal audio. Le microcontrôleur peut être par exemple du type FREESCALETM MPC5634. De préférence encore, les moyens de génération sont aptes à construire un signal modulé en largeur d'impulsion comportant une pluralité de créneaux dont le rapport cyclique de chacun des créneaux correspond respectivement aux valeurs de rapport cyclique de la série sélectionnée. Avantageusement, les moyens de génération sont aptes à générer un signal 10 audio analogique à partir du signal modulé en largeur d'impulsion construit. Par exemple, le microcontrôleur peut générer un signal modulé en créneaux (du type PWM) de fréquence fixe et dont le rapport cyclique correspond aux valeurs d'au moins une série de valeurs de rapport cyclique. Ce signal est ensuite transformé en signal analogique audio par un module de transformation connu de 15 l'homme du métier. De manière avantageuse, le dispositif comprend des moyens d'amplification du signal audio généré. Selon un aspect de l'invention, le dispositif comprend des moyens de réception et/ou de génération d'au moins une série de valeurs de rapport cyclique à partir 20 d'au moins un signal de référence. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif est configuré pour recevoir la valeur de la position de la pédale d'accélération du véhicule et la valeur de la vitesse du véhicule par liaison filaire ou par liaison sans fil. De manière avantageuse, le dispositif est configuré pour être connecté à un 25 bus du type réseau de zone contrôleur (Controller Area Network (CAN) en langue anglaise) duquel le dispositif reçoit des valeurs, de préférence discrètes, de la position de la pédale d'accélération du véhicule et de la vitesse du véhicule. L'invention concerne aussi un véhicule automobile comprenant un dispositif tel que défini ci-dessus. 30 Selon un aspect de l'invention, le véhicule comprend un bus du type « réseau de zone contrôleur » et le dispositif de génération d'un signal audio est connecté audit bus duquel le dispositif reçoit les valeurs de la position de la pédale d'accélération du véhicule et de la vitesse du véhicule, par exemple mesurées par des capteurs situés dans le véhicule. 35 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront lors de la description qui suit, faite en regard des figures annexées données à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables. - La figure 1 illustre le dispositif selon l'invention. - La figure 2 illustre un exemple de table de référence du dispositif selon l'invention. - La figure 3 illustre un exemple de table d'échantillons du dispositif selon l'invention. - La figure 4 illustre le procédé selon l'invention. Le dispositif selon l'invention est destiné à être installé dans un véhicule « silencieux », tel que par exemple un véhicule électrique ou hybride, pour générer un signal audio correspondant, par exemple, au bruit d'un moteur à combustion interne. Un tel signal audio peut varier, par exemple, en fonction de la position de la pédale d'accélération et de la vitesse du véhicule. Dans l'exemple illustré à la figure 1, le dispositif 1 de génération d'un signal 15 audio selon l'invention comprend un microcontrôleur 8 et des moyens d'amplification 60 du signal audio généré. Le microcontrôleur 8 comprend des moyens de réception et/ou de génération 10 d'au moins une série de valeurs de rapport cyclique d'un signal logique, des moyens de stockage 20 se présentant sous la forme d'un mémoire interne, des 20 moyens de réception 30, des moyens de sélection 40 et des moyens de génération d'un signal audio 50. Les moyens de réception et/ou de génération 10 permettent de recevoir et/ou de générer une ou plusieurs séries de valeurs de rapport cyclique d'une table de référence 25 (en référence à la figure 2) qui est stockée dans la mémoire interne 20. La 25 capacité de stockage de la mémoire interne 20 du microcontrôleur 8 peut être faible, par exemple de l'ordre de un mégaoctet, de manière à limiter le coût du microcontrôleur 8 et donc celui du dispositif 1. Les moyens de réception 30 permettent de recevoir une valeur de position P de la pédale d'accélération du véhicule et une valeur de vitesse V du véhicule (en 30 référence à la figure 2). Ces valeurs peuvent être discrètes et reçues d'un bus CAN 2 (CAN : acronyme anglais de « Controller Area Network », soit un bus système série) ou bien par une liaison filaire 3. Alternativement, les valeurs peuvent être reçues par une liaison sans fil (non représentée). Les moyens de sélection 40 permettent de sélectionner, à partir des valeurs 35 reçues de position P de la pédale d'accélération et de vitesse V du véhicule, au moins une série de valeurs dans la table de référence 25. La table de référence 25 de la figure 2 est un tableau en deux dimensions qui permet d'associer chaque couple de valeurs discrètes reçues de position P de la pédale d'accélération du véhicule et de vitesse V du véhicule à une adresse Addrl, Addr2 Addrx Addry ... d'une table d'échantillon stockée dans la mémoire interne 20 du microcontrôleur 8. Comme illustré à la figure 3, une table d'échantillon Echl comprend une série de valeurs {s1, s2, sn} de rapport cyclique d'un signal logique prenant pour valeur 0 ou 1. Les différentes valeurs de rapport cyclique permettent de moduler le signal logique, selon une modulation de largeur d'impulsion (abrégée en MLI ou PWM en langue anglaise) connue de l'homme du métier, de manière à obtenir un signal analogique audio SG, par exemple de la forme : SG = A.sin(wt) + B.sin(1.25wt) + C.sin(1.49wt) + D.sin(2wt) + E.sin(2.52wt), où les coefficients A, B, C, D, E correspondent à des coefficients d'amplitude et w à une fréquence d'une pluralité d'harmoniques du signal audio généré SG. Une série de valeurs {s1, s2, sn} de rapport cyclique peut être générée de manière connue de l'homme du métier à partir d'un signal de référence tel que, par exemple, un enregistrement audio de véhicule à moteur à combustion interne. Les moyens de génération 50 permettent de générer un signal audio SG à partir d'une série de valeurs {s1, s2, sn} de rapport cyclique. En d'autres termes, les moyens de génération 50 sont aptes à générer un signal audio en modulant un signal logique avec la série de valeurs {st s2, sn} de rapport cyclique d'une table d'échantillon stockée dans la mémoire interne 20 du microcontrôleur 8 puis en démodulant le signal logique modulé en un signal audio analogique généré SG. Les moyens d'amplification 60 permettent d'amplifier le signal audio 25 généré SG de sorte à obtenir un signal audio amplifié SA qui puisse être émis par un haut-parleur du véhicule (non représenté) vers l'extérieur. Enfin, le dispositif 1 peut comprendre une alimentation électrique interne (non représentée) ou externe 70 comme illustrée à la figure 1. Afin de générer un signal audio pour un véhicule, variant par exemple en 30 fonction de la position de la pédale d'accélération du véhicule et de la vitesse du véhicule, les moyens de réception 30 du dispositif 1 selon l'invention reçoivent dans une étape El, comme illustré à la figure 4, une valeur de position P de la pédale d'accélération du véhicule et une valeur de vitesse V du véhicule. Les valeurs de position P et de vitesse V peuvent être mesurées par des 35 capteurs et acheminées jusqu'au dispositif par un bus 2, par exemple du type CAN connu de l'homme du métier dans le domaine de l'automobile, ou bien par une liaison filaire 3. Les valeurs de position P et de vitesse V peuvent varier et/ou être reçues à tout instant t par les moyens de réception 30 du dispositif 1. Dans cet exemple et comme illustré à la figure 2, les valeurs reçues de position P et de vitesse V sont des valeurs discrètes. La position P de la pédale 5 d'accélération P est définie par un pourcentage correspondant au niveau d'enfoncement de ladite pédale. Ainsi, pour la valeur P = 0 (3/0, la pédale n'est pas enfoncée et il n'y a pas d'accélération. De même, pour la valeur P = 100 (3/0, la pédale d'accélération est enfoncée au maximum. La position de la pédale d'accélération est segmentée dans cet exemple par intervalle de 5 `Vo. De même, la vitesse V est segmentée de 0 à 30 km/h par intervalle 10 de 1 km/h. De manière alternative, si les valeurs reçues de position P et de vitesse V ne sont pas des valeurs discrètes, des valeurs entières proches peuvent être utilisées pour sélectionner une adresse mémoire dans la table d'échantillon. Ainsi, par exemple, toute valeur de P comprise entre 0 et 5 (3/0 pourrait être associée à la série correspondant à la 15 valeur de P = 0 (3/0, toute valeur de P comprise entre 5 (3/0 (exclu) et 10 (3/0 pourrait être associée à la série correspondant à la valeur de P = 5 (3/0 etc. De même, toute valeur de vitesse non entière pourrait être associée avec la série correspondant à la valeur entière de vitesse la plus proche. Toujours en référence à la figure 4, les moyens de sélection 40 sélectionnent, 20 dans une étape E2, à partir des valeurs de position P et de vitesse V reçues à l'étape El, dans la table de référence 25 stockée dans la mémoire interne 20, l'adresse mémoire d'une table d'échantillon comprenant une série de valeurs de rapport cyclique {si, s2, sn} permettant de générer un signal audio SG. Ainsi, à chaque couple de valeurs de vitesse V et de position P reçu 25 correspond, dans la table de référence 25, l'adresse mémoire d'une série de valeurs de rapport cyclique {si, s2, sn} permettant de générer un signal audio SG. Dans une étape E3, les moyens de génération 50 génèrent un signal audio SG à partir de la série de valeurs de rapport cyclique de la table d'échantillon pointée par l'adresse mémoire sélectionnée dans la table de référence 25 à l'étape E2. 30 Le signal audio SG généré à l'étape E3 est ensuite amplifié par les moyens d'amplification 60 dans une étape E4 de manière à obtenir un signal audio amplifié SA qui peut être émis, par exemple par un haut-parleur du véhicule, lors d'une étape d'émission (non représentée). La génération d'un signal audio SG peut être périodique, par exemple à 35 chaque coup d'horloge du microcontrôleur 8. La génération d'un signal audio SG peut être réalisée pour chaque nouveau couple de valeurs reçues de position P et de vitesse V. Lorsqu'un signal audio correspondant à une série de valeurs de rapport cyclique {st, s2, sn} a été généré et qu'aucune nouvelle valeur de position P et de vitesse V n'a été reçue, la même série de valeurs de rapport cyclique {st, s2, sn} peut être à nouveau utilisée pour générer le même signal audio, qui est ainsi généré en boucle jusqu'à ce que de nouvelles valeurs de position P et de vitesse V soient reçues. Le procédé selon l'invention peut comprendre une étape préliminaire de génération EO ou de réception EO' d'une ou plusieurs séries de valeurs de rapports cycliques associées à un ou plusieurs couples de valeurs (P, V) de la table de référence 25. Le dispositif selon l'invention permet donc de générer un signal audio, à partir 10 d'un nombre fini de valeurs de rapport cyclique, de manière aisée et sans nécessiter une puissance de calcul importante de sorte qu'un unique microcontrôleur de faible puissance de calcul et de faible capacité de stockage interne peut être suffisant. Avec le dispositif selon l'invention, il n'est donc plus nécessaire de manipuler des fichiers audio volumineux pour générer un signal audio, comme cela était le cas dans les solutions de l'art antérieur. 15 La présente invention ne se limite pas au mode de réalisation détaillé ci- dessus et peut s'étendre à toute adaptation ou modification que l'homme du métier peut y amener. Ainsi, l'invention peut être utilisée dans tout type de véhicule automobile et pas uniquement dans des véhicules automobiles à mode de propulsion électrique ou hybride. En outre, l'invention peut être mise en oeuvre sur un véhicule automobile afin 20 de modifier le signal audio émit par ce dernier plutôt que d'en créer un. Il est alors possible de créer l'impression d'un moteur à combustion interne de type « V8 » ou « V12 » sur un véhicule automobile équipé d'un moteur à combustion interne de type « 4 cylindres ». La création de signal audio peut tout autant se faire exclusivement à l'intérieur 25 du véhicule automobile, et dans ce cas seuls les passagers dudit véhicule automobile auront la perception dudit signal audio, que vers l'extérieur. Il est ainsi possible de personnaliser le ressenti des passagers sans pour autant perturber le voisinage extérieur immédiat d'un véhicule automobile. REVENDICATIONS1. Procédé de génération d'un signal audio pour véhicule automobile mis en oeuvre par un dispositif (1) de génération d'un signal audio comprenant des moyens de stockage (20) dans lesquels est stockée une table de référence (25), ledit procédé étant caractérisé en ce que ladite table de référence (25) comprend une pluralité de séries de valeurs de rapport cyclique d'un signal logique permettant de générer un signal audio (SG), et qu'il comprend : - une étape (E1) de réception d'une valeur de position (P) de la pédale d'accélération du véhicule et d'une valeur de vitesse (V) du véhicule, - une étape (E2) de sélection, dans la table de référence (25) et à partir des valeurs de position (P) et de vitesse (V) reçues, d'au moins une série de valeurs de rapport cyclique, - une étape (E3) de génération d'un signal audio (SG) à partir de la série de valeurs de rapport cyclique sélectionnée comprenant la construction d'un signal modulé en largeur d'impulsion comportant une pluralité de créneaux dont le rapport cyclique de chacun des créneaux correspond respectivement aux valeurs de rapport cyclique de la série sélectionnée. 2. Procédé selon la revendication 1, ledit procédé comprenant, postérieurement à l'étape (E3) de génération, une étape (E4) d'amplification du signal audio généré. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit procédé comprenant une étape préliminaire (E0) de génération d'une pluralité de séries de valeurs de rapport cyclique permettant de générer une pluralité de signaux audio (SG) différents. 4. Dispositif de génération d'un signal audio pour véhicule automobile, ledit dispositif (1) étant caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens de stockage (20) dans lesquels est stockée une table de référence (25) comprenant une pluralité de séries de valeurs de rapport cyclique d'un signal logique permettant de générer un signal audio (SG), - des moyens de réception (30) d'une valeur de position (P) de la pédale d'accélération du véhicule et d'une valeur de vitesse (V) du véhicule, - des moyens de sélection (40), dans la table de référence (25) et à partir des valeurs de position (P) et de vitesse (V) reçues, d'au moins une série de valeurs de rapport cyclique,- des moyens de génération (50) d'un signal audio (SG) aptes à construire un signal modulé en largeur d'impulsion comportant une pluralité de créneaux dont le rapport cyclique de chacun des créneaux correspond respectivement aux valeurs de rapport cyclique de la série sélectionnée. 5. Dispositif selon la revendication 4, ledit dispositif comprenant un unique microcontrôleur (8) comprenant les moyens de stockage (20), se présentant sous la forme d'une mémoire interne, les moyens de réception (30), les moyens de sélection (40) et les moyens de génération (50) d'un signal audio (SG). 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, ledit dispositif (1) comprenant 10 des moyens d'amplification (60) du signal audio généré (SG). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes 4 à 6, ledit dispositif (1) comprenant des moyens de réception et/ou de génération (10) d'au moins une série de valeurs de rapport cyclique à partir d'au moins un signal de référence. 8. Véhicule automobile comprenant un dispositif (1) selon l'une quelconque des 15 revendications 4 à 7.