WO2016042244A1 - Sound synthesis device intended for the active coloration of the noise of a vehicle engine - Google Patents
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- WO2016042244A1 WO2016042244A1 PCT/FR2015/052453 FR2015052453W WO2016042244A1 WO 2016042244 A1 WO2016042244 A1 WO 2016042244A1 FR 2015052453 W FR2015052453 W FR 2015052453W WO 2016042244 A1 WO2016042244 A1 WO 2016042244A1
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- G10K15/00—Acoustics not otherwise provided for
- G10K15/02—Synthesis of acoustic waves
Definitions
- the present invention relates to the field of harmonic sound synthesis devices for vehicles. It relates more specifically such devices for the active coloration of the engine noise. Background of the invention
- Such devices conventionally comprise sound synthesis means responsible for synthesizing, as a function of the current engine speed of the vehicle, a noise coloring signal of the engine intended to be broadcast by the audio system of this vehicle.
- the synthesized signal remains fairly basic, however, since for a given engine speed, its tone always remains identical and does not reflect the variations of the other dynamic parameters of the vehicle.
- French patent application FR 2924260 describes a sound synthesis device generating a finer synthesized signal.
- This device comprises a storage module, a sound synthesis module and a data receiving module (consisting of the vehicle engine ECU) responsible for supplying the sound synthesis module with digital data representative of the current engine speed and the current depression level of the accelerator pedal.
- the sound synthesis module generates a set of sinusoidal harmonics each weighted by a specific gain and whose summation makes it possible to obtain a synthesized digital signal intended to colorise the noise of the vehicle engine.
- each harmonic is determined by a linear relation which is a function of the current engine speed, while its amplitude is determined from a correspondence table specific to each harmonic and giving the gain as a function of the current engine speed and the engine speed. current depression of the accelerator pedal.
- the device thus produces synthesized signals whose timbre varies at a time as a function of the engine speed and the level of depression of the accelerator pedal, which makes it possible to obtain a more coherent sound colorization.
- this device Because it uses a multitude of multi-dimensional interpolation tables, this device has the main disadvantage of requiring memory resources and particularly important computing and often incompatible with those available in the vehicle.
- the present invention therefore aims to provide a sound synthesis device capable of generating a signal of coloration of the noise of a vehicle engine that is both efficient and adapted to the memory resources and calculation of current vehicles.
- a sound synthesis device for the active coloration of the noise of a vehicle engine comprising a sound synthesis module and a data receiving module responsible for feeding said sound synthesis module in data digital representative of the current values of the engine speed and at least one other operating parameter of said vehicle;
- said sound synthesis module comprising a computer responsible for generating a set of sinusoidal harmonics weighted each by a natural gain and whose summation makes it possible to generate a synthesized digital signal of coloration as a function of the current values of the engine speed and of at least one other said operating parameter;
- a selection of at least one predetermined group of successive harmonics is performed among all said harmonics, the gain associated with a harmonic belonging to a said group being a function of the current value of said engine speed and at least one other said operating parameter of said vehicle, while the gain associated with a harmonic not belonging to any said group is solely a function of the current value of said engine speed.
- the sound synthesis device Since only a part of the total number of harmonics has its gain determined according to the current values of several operating parameters of the vehicle, the sound synthesis device according to the invention makes it possible to obtain a synthesized signal offering a multitude of variations. constant speed engine timbral, while being low in memory and computation resources so that it is fully compatible with the resources available in current vehicles, including those of entry or mid-range.
- the gain associated with a harmonic belonging to a said group is a function of the current values of said engine speed, the level of depression of the accelerator pedal and the speed of said vehicle;
- the gain associated with a harmonic belonging to neither said group is equal to an amplitude coefficient given by a one-dimensional correspondence table specific to said harmonic as a function of the current value of said engine speed; the gain associated with a harmonic belonging to a said group is equal to the sum of said amplitude coefficient and a complementary amplitude coefficient weighted by a dynamic scale factor;
- said complementary amplitude coefficient is given by a one-dimensional correspondence table specific to this harmonic and only functions from the current value of the engine speed;
- said dynamic scale factor is given by a two-dimensional correspondence table specific to this harmonic and a function of the current values of the level of depression of the accelerator pedal and the speed of said vehicle;
- said dynamic scale factor is equal to the product of two subfactors given by two correspondence tables specific to this harmonic and each respectively of the current value of the level of depression of the accelerator pedal and of the current value. the speed of said vehicle;
- Said groups of successive harmonics are selected according to their impact on the appearance of certain timbral characters such as roughness, roundness, sportsmanship or the foil;
- said modulation is given by a low frequency periodic function or by means of a correspondence table.
- the sound synthesis device 1 comprises a storage module 10, a sound synthesis module 20 and a data reception module 30 that feeds the sound synthesis module. numerical data representative of the current engine speed and the level of current depression of the accelerator pedal.
- the data receiving module 30 is preferably constituted by the engine ECU of the vehicle, since the latter must follow the evolution of a certain number of dynamic parameters of the vehicle (notably the instantaneous speed, the engine speed and the engine power level). 'depression of the accelerator pedal) to ensure control of the engine.
- the current values of these different parameters can thus be transmitted directly and in digital form to the sound synthesis module by this engine computer without generating additional processing costs.
- the data receiving module 30 is connected to a plurality of vehicle members and sensors transmitting to it at a predetermined interval (preferably between 10 and 20 ms) the current values of certain dynamic parameters of the vehicle. These analog data are then converted numerically to allow their exploitation by the sound synthesis module 20.
- the storage module 10 comprises random access memory and non-volatile memory type EEPROM or FLASH which stores a multitude of correspondence tables 11, 12, 13 for the processing of some of the input data transmitted by the receiving module 30.
- Each correspondence table 11, specific to a specific harmonic i gives a value of a coefficient of amplitude A, as a function of the current value of the engine speed (R M ).
- R M current value of the engine speed
- the storage module 10 will contain 6 one-dimensional correspondence tables 12.
- the storage module 10 will therefore contain only 5 two-dimensional correspondence tables 13.
- the memory resources requested by the sound synthesis device 1 according to the invention remain particularly reasonable and compatible with those currently available in vehicles. .
- the set of correspondence tables 11, 12, 13 stored in the module 10 are specific to a given motorization of a specific vehicle model: the values contained in these tables are determined empirically as a result of tests carried out in the laboratory. .
- the sound synthesis module 20 is responsible for generating, via a computer 21, a set of sinusoidal harmonics each weighted by a specific gain and whose summation makes it possible to obtain a synthesized digital signal S for coloring the noise of the vehicle engine.
- the computer 21 may for example be constituted by a microprocessor of the DSP ("Digital Signal Processing") type having a minimum operating frequency of the order of 1 MHz in order to be able to perform enough operation in the timebase. sound whose maximum audible frequency is of the order of 20 kHZ.
- DSP Digital Signal Processing
- the frequency F, of each of the harmonics i is determined by a linear function of the current engine speed R M of the vehicle, defined by the following formula:
- C is a predetermined constant depending on the characteristics of the engine and in particular the number of cylinders that it comprises.
- the gain G, of each of the harmonics i is in turn determined using the correspondence tables 11, 12, 13 stored in memory in the module 10, the calculation method used to obtain this gain different depending on the harmonic belongs or not to one of the harmonic groups E k .
- the groups of successive harmonics Ek are selected according to their impact on the appearance of certain timbral characters such as roughness, roundness, sportiness or the foil.
- the sound synthesis device 1 also comprises a mixing module 40 responsible for providing dynamic control of the amplitude of the synthesized signal S as a function of the current values of certain dynamic parameters of the vehicle transmitted by the module 30, and of mixing this signal with other digital sound sources of the vehicle.
- a mixing module 40 responsible for providing dynamic control of the amplitude of the synthesized signal S as a function of the current values of certain dynamic parameters of the vehicle transmitted by the module 30, and of mixing this signal with other digital sound sources of the vehicle.
- a digital-to-analog converter 50 converts the mixed digital signal into an analog audio signal, which then passes into an analog amplifier 60 before being broadcast in the vehicle via of one or more speakers 70.
- the analog amplifier 60 may for example be that which is found conventionally in all audio broadcast equipment.
- the dynamic scale factor S k is equal to the product of two subfactors S k1 and S k2 given by two correspondence tables specific to this harmonic and function each respectively of the current value of the sink level of the acceleration pedal (P) and the current value of the vehicle speed (V).
- the frequency of each harmonic i is modulated very slightly around its nominal value (this modulation phenomenon is usually referred to as the "jitter").
- 5Fj is given by a low frequency periodic function (sinus or other type) or via a correspondence table.
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Abstract
The invention relates to a sound synthesis device comprising a data reception module (30) charged with supplying a sound synthesis module (20) comprising a computer (21) charged with generating a set of sinusoidal harmonics each weighted by a gain of its own and the summation of which makes it possible to generate a synthesized digital signal dependent on the current values of the engine regime and at least one other said operating parameter; a selection of at least one predetermined group of successive harmonics is carried out from among the set of said harmonics, the gain associated with a harmonic belonging to a said group being dependent on the current value of said engine regime and at least one other said operating parameter, the gain associated with a harmonic not belonging to each said group being dependent solely on the current value of said engine regime.
Description
DISPOSITIF DE SYNTHESE SONORE DESTINE A LA COLORATION ACTIVE DU BRUIT D'UN MOTEUR DE VEHICULE. SOUND SYNTHESIS DEVICE FOR THE ACTIVE COLORING OF THE NOISE OF A VEHICLE ENGINE.
Domaine de l'invention Field of the invention
La présente invention se rapporte au domaine des dispositifs de synthèse sonore harmonique pour véhicules. Elle concerne plus précisément de tels dispositifs destinés à la coloration active du bruit du moteur. Arrière-plan de l'invention The present invention relates to the field of harmonic sound synthesis devices for vehicles. It relates more specifically such devices for the active coloration of the engine noise. Background of the invention
Les progrès intervenus depuis une vingtaine d'années dans le domaine de l'acoustique automobile ont permis d'agir efficacement contre les sources de bruits à l'intérieur de l'habitacle des véhicules (bruits moteur, bruits de roulement, bruits aérodynamiques ou encore bruits liés à l'excitation de la route). The progress made over the past twenty years in the field of automotive acoustics has made it possible to act effectively against sources of noise inside the passenger compartment of the vehicles (engine noise, rolling noise, aerodynamic noise or even noises related to the excitement of the road).
Ces améliorations ayant entraîné une réduction considérable de l'intensité sonore du bruit de fond dans l'habitacle, ont eu également pour conséquence de dépersonnaliser l'ambiance acoustique à l'intérieur de l'habitacle. These improvements have resulted in a significant reduction in the noise level of the background noise in the passenger compartment, have also resulted in depersonalizing the acoustic environment inside the cabin.
Afin de donner une signature sonore cohérente avec l'image du véhicule, certains constructeurs automobiles proposent de colorer électroniquement, via des dispositifs de synthèse sonore, le bruit du moteur du véhicule. In order to give a sound signature consistent with the image of the vehicle, some car manufacturers propose to electronically color, via sound synthesis devices, the sound of the vehicle engine.
De tels dispositifs comportent classiquement des moyens de synthèse de sons chargés de synthétiser, en fonction du régime moteur courant du véhicule, un signal de coloration de bruit du moteur destiné à être diffusé par le système audio de ce véhicule. Such devices conventionally comprise sound synthesis means responsible for synthesizing, as a function of the current engine speed of the vehicle, a noise coloring signal of the engine intended to be broadcast by the audio system of this vehicle.
Le signal synthétisé demeure toutefois assez basique puisque pour un régime moteur donné, son timbre demeure toujours identique et ne reflète pas les variations des autres paramètres dynamiques du véhicule. The synthesized signal remains fairly basic, however, since for a given engine speed, its tone always remains identical and does not reflect the variations of the other dynamic parameters of the vehicle.
La demande de brevet française FR 2924260 décrit un dispositif de synthèse sonore générant un signal synthétisé plus fin. Ce dispositif comporte un module de stockage, un module de synthèse de sons et un
module de réception de données (constitué par le calculateur moteur du véhicule) chargé de d'alimenter le module de synthèse de sons en données numériques représentatives du régime moteur courant et du niveau d'enfoncement courant de la pédale d'accélération. French patent application FR 2924260 describes a sound synthesis device generating a finer synthesized signal. This device comprises a storage module, a sound synthesis module and a data receiving module (consisting of the vehicle engine ECU) responsible for supplying the sound synthesis module with digital data representative of the current engine speed and the current depression level of the accelerator pedal.
Le module de synthèse de sons génère un ensemble d'harmoniques sinusoïdales pondérées chacune par un gain propre et dont la sommation permet d'obtenir un signal numérique synthétisé destiné à coloriser le bruit du moteur du véhicule. The sound synthesis module generates a set of sinusoidal harmonics each weighted by a specific gain and whose summation makes it possible to obtain a synthesized digital signal intended to colorise the noise of the vehicle engine.
La fréquence de chaque harmonique est déterminée par une relation linéaire fonction du régime moteur courant, tandis que son amplitude est déterminée à partir d'un tableau de correspondance propre à chaque harmonique et donnant le gain en fonction du régime moteur courant et du niveau d'enfoncement courant de la pédale d'accélération. The frequency of each harmonic is determined by a linear relation which is a function of the current engine speed, while its amplitude is determined from a correspondence table specific to each harmonic and giving the gain as a function of the current engine speed and the engine speed. current depression of the accelerator pedal.
Le dispositif produit ainsi des signaux synthétisés dont le timbre varie à la fois en fonction du régime moteur et du niveau d'enfoncement de la pédale d'accélération, ce qui permet d'obtenir une colorisation sonore plus cohérente. The device thus produces synthesized signals whose timbre varies at a time as a function of the engine speed and the level of depression of the accelerator pedal, which makes it possible to obtain a more coherent sound colorization.
Du fait qu'il utilise une multitude de tableaux d'interpolation multi-dimensionnels, ce dispositif a pour principal inconvénient de nécessiter des ressources en mémoire et en calcul particulièrement importantes et souvent incompatibles avec les celles disponibles dans le véhicule. Objet et résumé de l'invention Because it uses a multitude of multi-dimensional interpolation tables, this device has the main disadvantage of requiring memory resources and particularly important computing and often incompatible with those available in the vehicle. Object and summary of the invention
La présente invention vise donc à proposer un dispositif de synthèse sonore apte à générer un signal de coloration du bruit d'un moteur de véhicule qui soit à la fois performant et adapté aux ressources en mémoire et en calcul des véhicules actuels. The present invention therefore aims to provide a sound synthesis device capable of generating a signal of coloration of the noise of a vehicle engine that is both efficient and adapted to the memory resources and calculation of current vehicles.
Elle propose à cet effet un dispositif de synthèse sonore destiné à la coloration active du bruit d'un moteur de véhicule comportant un module de synthèse de sons ainsi qu'un module de réception de données chargé d'alimenter ledit module de synthèse de sons en données
numériques représentatives des valeurs courantes du régime moteur et d'au moins un autre paramètre de fonctionnement dudit véhicule ; It proposes for this purpose a sound synthesis device for the active coloration of the noise of a vehicle engine comprising a sound synthesis module and a data receiving module responsible for feeding said sound synthesis module in data digital representative of the current values of the engine speed and at least one other operating parameter of said vehicle;
ledit module de synthèse de sons comportant un calculateur chargé de générer un ensemble d'harmoniques sinusoïdales pondérées chacune par un gain propre et dont la sommation permet de générer un signal numérique synthétisé de coloration fonction des valeurs courantes du régime moteur et d'au moins un autre dit paramètre de fonctionnement ; said sound synthesis module comprising a computer responsible for generating a set of sinusoidal harmonics weighted each by a natural gain and whose summation makes it possible to generate a synthesized digital signal of coloration as a function of the current values of the engine speed and of at least one other said operating parameter;
caractérisé en ce qu'une sélection d'au moins un groupe prédéterminé d'harmoniques successives est réalisée parmi l'ensemble des dites harmoniques, le gain associé à une harmonique appartenant à un dit groupe étant fonction de la valeur courante dudit régime moteur et d'au moins un autre dit paramètre de fonctionnement dudit véhicule, tandis que le gain associé à une harmonique n'appartenant à aucun dit groupe est uniquement fonction de la valeur courante dudit régime moteur. characterized in that a selection of at least one predetermined group of successive harmonics is performed among all said harmonics, the gain associated with a harmonic belonging to a said group being a function of the current value of said engine speed and at least one other said operating parameter of said vehicle, while the gain associated with a harmonic not belonging to any said group is solely a function of the current value of said engine speed.
Du fait que seule une partie du nombre total d'harmoniques voit son gain déterminé en fonction des valeurs courantes de plusieurs paramètres de fonctionnement du véhicule, le dispositif de synthèse sonore selon l'invention permet d'obtenir un signal synthétisé offrant une multitude de variations timbrales à régime moteur constant, tout en étant peu gourmand en ressources mémoire et de calcul de sorte qu'il est parfaitement compatible avec les ressources disponibles dans les véhicules actuels, y compris ceux d'entrée ou de milieu de gamme. Since only a part of the total number of harmonics has its gain determined according to the current values of several operating parameters of the vehicle, the sound synthesis device according to the invention makes it possible to obtain a synthesized signal offering a multitude of variations. constant speed engine timbral, while being low in memory and computation resources so that it is fully compatible with the resources available in current vehicles, including those of entry or mid-range.
Selon des caractéristiques préférées du dispositif de synthèse sonore, prises seules ou en combinaison : According to preferred features of the sound synthesis device, taken alone or in combination:
- le gain associé à une harmonique appartenant à un dit groupe est fonction des valeurs courantes dudit régime moteur, du niveau d'enfoncement de la pédale d'accélération et de la vitesse dudit véhicule ; the gain associated with a harmonic belonging to a said group is a function of the current values of said engine speed, the level of depression of the accelerator pedal and the speed of said vehicle;
- le gain associé à une harmonique n'appartenant à aucun dit groupe est égal à un coefficient d'amplitude donné par un tableau de correspondance monodimensionnel propre à la dite harmonique en fonction de la valeur courante dudit régime moteur ;
- le gain associé à une harmonique appartenant à un dit groupe est égal à la somme dudit coefficient d'amplitude et d'un coefficient d'amplitude complémentaire pondéré par un facteur d'échelle dynamique ; the gain associated with a harmonic belonging to neither said group is equal to an amplitude coefficient given by a one-dimensional correspondence table specific to said harmonic as a function of the current value of said engine speed; the gain associated with a harmonic belonging to a said group is equal to the sum of said amplitude coefficient and a complementary amplitude coefficient weighted by a dynamic scale factor;
- ledit coefficient d'amplitude complémentaire est donné par un tableau de correspondance monodimensionnel propre à cette harmonique et fonction uniquement de la valeur courante du régime moteur ; said complementary amplitude coefficient is given by a one-dimensional correspondence table specific to this harmonic and only functions from the current value of the engine speed;
- ledit facteur d'échelle dynamique est donné par un tableau de correspondance bidimensionnel propre à cette harmonique et fonction des valeurs courantes du niveau d'enfoncement de la pédale d'accélération et de la vitesse dudit véhicule ; said dynamic scale factor is given by a two-dimensional correspondence table specific to this harmonic and a function of the current values of the level of depression of the accelerator pedal and the speed of said vehicle;
- ledit facteur d'échelle dynamique est égal au produit de deux sous-facteurs donnés par deux tableaux de correspondance propres à cette harmonique et fonction chacun respectivement de la valeur courante du niveau d'enfoncement de la pédale d'accélération et de la valeur courante de la vitesse dudit véhicule ; said dynamic scale factor is equal to the product of two subfactors given by two correspondence tables specific to this harmonic and each respectively of the current value of the level of depression of the accelerator pedal and of the current value. the speed of said vehicle;
- lesdits groupes d'harmoniques successives sont sélectionnés en fonction de leur impact sur l'apparition de certains caractères timbraux tels que la rugosité, la rondeur, la sportivité ou encore le clinquant ; - Said groups of successive harmonics are selected according to their impact on the appearance of certain timbral characters such as roughness, roundness, sportsmanship or the foil;
- la fréquence de chaque harmonique est modulée très légèrement autour de sa valeur nominale ; et/ou the frequency of each harmonic is modulated very slightly around its nominal value; and or
- ladite modulation est donnée par une fonction périodique basse fréquence ou par l'intermédiaire d'un tableau de correspondance. said modulation is given by a low frequency periodic function or by means of a correspondence table.
Brève description des dessins Brief description of the drawings
L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d'un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure unique représente un schéma fonctionnel d'un dispositif de synthèse sonore selon un mode de réalisation préféré de l'invention.
Description détaillée d'un mode de réalisation The description of the invention will now be continued by the detailed description of an exemplary embodiment, given below by way of illustration but without limitation, with reference to the accompanying drawings, in which the single figure shows a block diagram of a sound synthesis device according to a preferred embodiment of the invention. Detailed description of an embodiment
En référence à la figure 1, le dispositif de synthèse sonore 1 selon l'invention comporte un module de stockage 10, un module de synthèse de sons 20 et un module de réception de données 30 chargé d'alimenter le module de synthèse de sons en données numériques représentatives du régime moteur courant et du niveau d'enfoncement courant de la pédale d'accélération. With reference to FIG. 1, the sound synthesis device 1 according to the invention comprises a storage module 10, a sound synthesis module 20 and a data reception module 30 that feeds the sound synthesis module. numerical data representative of the current engine speed and the level of current depression of the accelerator pedal.
Le module de réception de données 30 est constitué de préférence par le calculateur moteur du véhicule du fait que ce dernier doit suivre l'évolution d'un certain nombre de paramètres dynamiques du véhicule (notamment la vitesse instantanée, le régime moteur et le niveau d'enfoncement de la pédale d'accélération) pour assurer le contrôle du moteur. Les valeurs courantes de ces différents paramètres peuvent ainsi être transmises directement et sous forme numérique au module de synthèse de sons par ce calculateur moteur sans engendrer de surcoûts de traitement. The data receiving module 30 is preferably constituted by the engine ECU of the vehicle, since the latter must follow the evolution of a certain number of dynamic parameters of the vehicle (notably the instantaneous speed, the engine speed and the engine power level). 'depression of the accelerator pedal) to ensure control of the engine. The current values of these different parameters can thus be transmitted directly and in digital form to the sound synthesis module by this engine computer without generating additional processing costs.
En variante, le module de réception de données 30 est relié à une pluralité d'organes et de capteurs du véhicule lui transmettant à intervalle prédéterminé (compris de préférence entre 10 et 20 ms) les valeurs courantes de certains paramètres dynamiques du véhicule. Ces données analogiques sont alors converties numériquement afin de permettre leur exploitation par le module de synthèse de sons 20. Alternatively, the data receiving module 30 is connected to a plurality of vehicle members and sensors transmitting to it at a predetermined interval (preferably between 10 and 20 ms) the current values of certain dynamic parameters of the vehicle. These analog data are then converted numerically to allow their exploitation by the sound synthesis module 20.
Le module de stockage 10 comprend de la mémoire vive et de la mémoire non volatile de type EEPROM ou FLASH qui stocke une multitude de tableaux de correspondance 11, 12, 13 permettant le traitement de certaines des données d'entrée transmises par le module de réception de données 30. The storage module 10 comprises random access memory and non-volatile memory type EEPROM or FLASH which stores a multitude of correspondence tables 11, 12, 13 for the processing of some of the input data transmitted by the receiving module 30.
Chaque tableau de correspondance 11, propre à une harmonique spécifique i (i allant de 1 à I) donne une valeur d'un coefficient d'amplitude A, en fonction de la valeur courante du régime moteur (RM)-
Ainsi, par exemple pour un nombre total d'harmoniques I égal à 50, le module de stockage 10 contiendra 50 tableaux de correspondance monodimensionnels 11. Each correspondence table 11, specific to a specific harmonic i (i ranging from 1 to I) gives a value of a coefficient of amplitude A, as a function of the current value of the engine speed (R M ). Thus, for example for a total number of harmonics I equal to 50, the storage module 10 will contain 50 one-dimensional correspondence tables 11.
Chaque tableau de correspondance 12, propre à un groupe Ek (k allant de 1 à K) d'harmoniques successives j (j allant de Ja à Jb ; avec par exemple pour un premier groupe Ei : Ja= 5 et Jb= 8, et pour un deuxième groupe E2 : Ja= 15 et Jb= 19), donne une valeur d'un coefficient d'amplitude complémentaire Ak en fonction de la valeur courante du régime moteur (RM). Each correspondence table 12, specific to a group E k (k ranging from 1 to K) of successive harmonics j (j from J a to J b , with for example for a first group Ei: J a = 5 and J b = 8, and for a second group E 2 : J a = 15 and J b = 19), gives a value of a complementary amplitude coefficient A k as a function of the current value of the engine speed (R M ).
Ainsi, par exemple pour un nombre total de groupes K égal à 5, le module de stockage 10 contiendra 6 tableaux de correspondance monodimensionnels 12. Thus, for example for a total number of groups K equal to 5, the storage module 10 will contain 6 one-dimensional correspondence tables 12.
Chaque tableau de correspondance 13, propre également à un groupe Ek d'harmoniques successives Fj, donne une valeur d'un facteur d'échelle dynamique Sk en fonction des valeurs courantes du niveau d'enfoncement de la pédale d'accélération (P) et de la vitesse du véhicule (V). Each correspondence table 13, also specific to a group E k of successive harmonics F j , gives a value of a dynamic scale factor S k according to the current values of the depression level of the accelerator pedal ( P) and the vehicle speed (V).
Ainsi, par exemple pour un nombre total de groupes K égal à 5, le module de stockage 10 contiendra donc seulement 5 tableaux de correspondance bidimensionnels 13. Thus, for example for a total number of groups K equal to 5, the storage module 10 will therefore contain only 5 two-dimensional correspondence tables 13.
D'une manière générale et du fait du nombre restreint de tableaux bidimentionnels au regard du nombre total d'harmoniques, les ressources mémoire demandées par le dispositif de synthèse sonore 1 selon l'invention demeurent particulièrement raisonnables et compatibles avec celles actuellement disponibles dans les véhicules. In general and because of the limited number of two-dimensional tables with regard to the total number of harmonics, the memory resources requested by the sound synthesis device 1 according to the invention remain particularly reasonable and compatible with those currently available in vehicles. .
L'ensemble des tableaux de correspondance 11, 12, 13 stockés dans le module 10 sont propres à une motorisation donnée d'un modèle de véhicule spécifique : les valeurs contenues dans ces tableaux étant déterminées de manière empirique à la suite de tests réalisés en laboratoire. The set of correspondence tables 11, 12, 13 stored in the module 10 are specific to a given motorization of a specific vehicle model: the values contained in these tables are determined empirically as a result of tests carried out in the laboratory. .
Le module de synthèse de sons 20 est chargé de générer, via un calculateur 21, un ensemble d'harmoniques sinusoïdales pondérées chacune par un gain propre et dont la sommation permet d'obtenir un
signal numérique synthétisé S destiné à coloriser le bruit du moteur du véhicule. The sound synthesis module 20 is responsible for generating, via a computer 21, a set of sinusoidal harmonics each weighted by a specific gain and whose summation makes it possible to obtain a synthesized digital signal S for coloring the noise of the vehicle engine.
Ce signal synthétisé est ainsi défini par la formule suivante : sin(2 Ft t) This synthesized signal is thus defined by the following formula: sin (2 F t t)
1 = 1 1 = 1
où F, et G, correspondent respectivement à la fréquence et au gain courants de l'harmonique d'indice i where F, and G, respectively correspond to the current frequency and gain of the harmonic of index i
Le calculateur 21 peut par exemple être constitué par un microprocesseur de type DSP (« Digital Signal Processing ») ayant une fréquence de fonctionnement minimale de l'ordre du MHz afin d'être capable de pouvoir réaliser suffisamment d'opération dans la base de temps du son dont la fréquence maximale audible est de l'ordre de 20 kHZ. The computer 21 may for example be constituted by a microprocessor of the DSP ("Digital Signal Processing") type having a minimum operating frequency of the order of 1 MHz in order to be able to perform enough operation in the timebase. sound whose maximum audible frequency is of the order of 20 kHZ.
La fréquence F, de chacune des harmoniques i est déterminée par une fonction linéaire du régime moteur courant RM du véhicule, définie par la formule suivante : The frequency F, of each of the harmonics i is determined by a linear function of the current engine speed R M of the vehicle, defined by the following formula:
où C est une constante prédéterminée en fonction des caractéristiques du moteur et notamment du nombre de cylindres qu'il comporte. Le gain G, de chacune des harmoniques i est quant à lui déterminé à l'aide des tableaux de correspondance 11, 12, 13 stockés en mémoire dans le module 10, la méthode de calcul utilisée pour obtenir ce gain différant selon que l'harmonique appartient ou non à l'un des groupes d'harmoniques Ek. where C is a predetermined constant depending on the characteristics of the engine and in particular the number of cylinders that it comprises. The gain G, of each of the harmonics i is in turn determined using the correspondence tables 11, 12, 13 stored in memory in the module 10, the calculation method used to obtain this gain different depending on the harmonic belongs or not to one of the harmonic groups E k .
Pour une harmonique i n'appartenant pas à l'un de ces groupes For a harmonic i that does not belong to one of these groups
Ek, le gain associé G, est égal au coefficient d'amplitude A, donné par le tableau de correspondance 11 propre à cette harmonique et fonction uniquement de la valeur courante du régime moteur (RM).
Pour une harmonique i appartenant à l'un de ces groupes Ek, le gain associé G, est obtenu par la formule suivante :E k , the associated gain G, is equal to the amplitude coefficient A, given by the correspondence table 11 specific to this harmonic and only function of the current value of the engine speed (R M ). For a harmonic i belonging to one of these groups E k , the associated gain G, is obtained by the following formula:
- Ak qui correspond au coefficient d'amplitude complémentaire donné par le tableau de correspondance 12 propre à cette harmonique et fonction uniquement de la valeur courante du régime moteur (RM) ; et - A k which corresponds to the complementary amplitude coefficient given by the correspondence table 12 specific to this harmonic and only function of the current value of the engine speed (R M ); and
- Sk qui au correspond au facteur d'échelle dynamique donné par le tableau de correspondance 13 propre à cette harmonique et fonction des valeurs courantes du niveau d'enfoncement de la pédale d'accélération (P) et de la vitesse du véhicule (V). S k which corresponds to the dynamic scale factor given by the correspondence table 13 specific to this harmonic and function of the current values of the level of depression of the accelerator pedal (P) and the speed of the vehicle (V ).
Les groupes d'harmoniques successives Ek sont sélectionnés en fonction de leur impact sur l'apparition de certains caractères timbraux tels que la rugosité, la rondeur, la sportivité ou encore le clinquant. The groups of successive harmonics Ek are selected according to their impact on the appearance of certain timbral characters such as roughness, roundness, sportiness or the foil.
Ainsi, sur un nombre total d'harmoniques I égal à 50, on sélectionnera par exemple deux groupes El et E2 d'harmoniques successives correspondant respectivement aux harmoniques 5 à 8 et 15 à 19 et associés à deux caractères timbraux spécifiques. Thus, for a total number of harmonics I equal to 50, for example two groups El and E2 of successive harmonics corresponding respectively to harmonics 5 to 8 and 15 to 19 and associated with two specific timbral characters will be selected.
Le dispositif de synthèse sonore 1 comporte également un module de mixage 40 chargé d'assurer un contrôle dynamique de l'amplitude du signal synthétisé S en fonction des valeurs courantes de certains paramètres dynamiques du véhicule transmises par le module 30, et de mixer ce signal avec d'autres sources sonores numériques du véhicule. The sound synthesis device 1 also comprises a mixing module 40 responsible for providing dynamic control of the amplitude of the synthesized signal S as a function of the current values of certain dynamic parameters of the vehicle transmitted by the module 30, and of mixing this signal with other digital sound sources of the vehicle.
A la sortie de ce module de mixage 40, un convertisseur numérique/analogique 50 permet de convertir le signal numérique mixé en un signal sonore analogique, ce dernier passant ensuite dans un amplificateur analogique 60 avant d'être diffusé dans le véhicule par l'intermédiaire d'un ou plusieurs hauts parleurs 70. L'amplificateur analogique 60 peut par exemple être celui que l'on retrouve classiquement dans tous les équipements de diffusion audio. At the output of this mixing module 40, a digital-to-analog converter 50 converts the mixed digital signal into an analog audio signal, which then passes into an analog amplifier 60 before being broadcast in the vehicle via of one or more speakers 70. The analog amplifier 60 may for example be that which is found conventionally in all audio broadcast equipment.
Selon une variante de réalisation du dispositif de synthèse sonore selon l'invention, le facteur d'échelle dynamique Sk est égal au produit de deux sous-facteurs Skl et Sk2 donnés par deux tableaux de correspondance propres à cette harmonique et fonction chacun respectivement de la valeur courante du niveau d'enfoncement de la
pédale d'accélération (P) et de la valeur courante de la vitesse du véhicule (V). According to an alternative embodiment of the sound synthesis device according to the invention, the dynamic scale factor S k is equal to the product of two subfactors S k1 and S k2 given by two correspondence tables specific to this harmonic and function each respectively of the current value of the sink level of the acceleration pedal (P) and the current value of the vehicle speed (V).
Cette variante présente l'avantage d'être encore moins gourmande en ressources mémoire puisqu'elle fait uniquement appel à des tableaux de correspondance monodimensionnels. En contrepartie, le timbre signal sonore synthétisé est légèrement moins nuancé que celui produit par le dispositif de synthèse sonore 10. This variant has the advantage of being even less greedy in memory resources since it only uses one-dimensional correspondence tables. In return, the synthesized sound signal tone is slightly less nuanced than that produced by the sound synthesis device 10.
Selon d'autres variantes de réalisation, la fréquence de chaque harmonique i est modulée très légèrement autour de sa valeur nominale (ce phénomène de modulation étant dénommé habituellement par le terme anglais « jitter »). According to other embodiments, the frequency of each harmonic i is modulated very slightly around its nominal value (this modulation phenomenon is usually referred to as the "jitter").
La fréquence F, de chacune des harmoniques i est alors définie par la formule suivante : The frequency F, of each of the harmonics i is then defined by the following formula:
Fi =— i + Fi Fi = - i + Fi
où 5Fj est donné par une fonction périodique basse fréquence (de type sinus ou autre) ou par l'intermédiaire d'un tableau de correspondance. where 5Fj is given by a low frequency periodic function (sinus or other type) or via a correspondence table.
L'adjonction de ce « jitter » permet d'assurer un meilleur mixage des différentes harmoniques, et d'éviter le phénomène de modulation pouvant apparaître du fait de combinaisons de phases particulières entre les harmoniques produites par le moteur du véhicule et celles générées par le dispositif de synthèse sonore selon l'invention. The addition of this "jitter" makes it possible to ensure a better mix of the different harmonics, and to avoid the phenomenon of modulation that may appear due to particular phase combinations between the harmonics produced by the vehicle engine and those generated by the sound synthesis device according to the invention.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais elle englobe toute variante d'exécution à la portée de l'homme du métier.
Of course, the present invention is not limited to the embodiments described and shown, but encompasses any embodiment within the scope of the skilled person.
Claims
1. Dispositif de synthèse sonore destiné à la coloration active du bruit d'un moteur de véhicule comportant un module de synthèse de sons (20) ainsi qu'un module de réception de données (30) chargé de d'alimenter le module de synthèse de sons (20) en données numériques représentatives des valeurs courantes du régime moteur (RM) et d'au moins un autre paramètre de fonctionnement dudit véhicule ; 1. Sound synthesis device for the active coloration of the noise of a vehicle engine comprising a sound synthesis module (20) and a data receiving module (30) responsible for feeding the synthesis module sound system (20) in digital data representative of the current values of the engine speed (R M ) and at least one other operating parameter of said vehicle;
ledit module de synthèse de sons (20) comportant un calculateur (21) chargé de générer un ensemble d'harmoniques sinusoïdales pondérées chacune par un gain propre (G,) et dont la sommation permet de générer un signal numérique synthétisé de coloration (S) fonction des valeurs courantes du régime moteur (RM) et d'au moins un autre dit paramètre de fonctionnement ; said sound synthesis module (20) comprising a calculator (21) responsible for generating a set of sinusoidal harmonics each weighted by an own gain (G) and whose summation makes it possible to generate a synthesized digital signal of coloration (S) function of the current values of the engine speed (R M ) and at least one other said operating parameter;
caractérisé en ce qu'une sélection d'au moins un groupe prédéterminé d'harmoniques successives (Ek) est réalisée parmi l'ensemble des dites harmoniques, le gain (G,) associé à une harmonique appartenant à un dit groupe (Ek) étant fonction de la valeur courante dudit régime moteur (RM) et d'au moins un autre dit paramètre de fonctionnement dudit véhicule, tandis que le gain (G,) associé à une harmonique n'appartenant à aucun dit groupe (Ek) est uniquement fonction de la valeur courante dudit régime moteur (RM)-characterized in that a selection of at least one predetermined group of successive harmonics (E k ) is performed among all said harmonics, the gain (G,) associated with a harmonic belonging to a said group (E k ) being a function of the current value of said engine speed (R M ) and of at least one other said operating parameter of said vehicle, while the gain (G,) associated with a harmonic belonging to neither said group (E k ) is only a function of the current value of the engine speed (R M ) -
2. Dispositif de synthèse sonore selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gain (G,) associé à une harmonique appartenant à un dit groupe (Ek) est fonction des valeurs courantes dudit régime moteur (RM), du niveau d'enfoncement de la pédale d'accélération (P) et de la vitesse (V) dudit véhicule. 2. Sound synthesis device according to claim 1, characterized in that the gain (G) associated with a harmonic belonging to a said group (E k ) is a function of the current values of said engine speed (R M ), the level of depression of the acceleration pedal (P) and the speed (V) of said vehicle.
3. Dispositif de synthèse sonore selon l'une des revendications 3. Sound synthesis device according to one of the claims
1 ou 2, caractérisé en ce que le gain (G,) associé à une harmonique n'appartenant à aucun dit groupe (Ek) est égal à un coefficient d'amplitude (A,) donné par un tableau de correspondance
monodimensionnel (11) propre à la dite harmonique en fonction de la valeur courante dudit régime moteur (RM). 1 or 2, characterized in that the gain (G,) associated with a harmonic not belonging to any said group (E k ) is equal to an amplitude coefficient (A,) given by a correspondence table one-dimensional (11) specific to said harmonic as a function of the current value of said engine speed (R M ).
4. Dispositif de synthèse sonore selon la revendication 3, caractérisé en ce que le gain (G,) associé à une harmonique appartenant à un dit groupe (Ek) est égal à la somme dudit coefficient d'amplitude (A,) et d'un coefficient d'amplitude complémentaire (Ak) pondéré par un facteur d'échelle dynamique (Sk). 4. Sound synthesis device according to claim 3, characterized in that the gain (G,) associated with a harmonic belonging to a said group (E k ) is equal to the sum of said amplitude coefficient (A,) and d a complementary amplitude coefficient (A k ) weighted by a dynamic scale factor (S k ).
5. Dispositif de synthèse sonore selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit coefficient d'amplitude complémentaire (Ak) est donné par un tableau de correspondance monodimensionnel (12) propre à cette harmonique et fonction uniquement de la valeur courante du régime moteur (RM)-5. Sound synthesis device according to claim 4, characterized in that said complementary amplitude coefficient (A k ) is given by a one-dimensional correspondence table (12) specific to this harmonic and only function of the current value of the engine speed. (R M ) -
6. Dispositif de synthèse sonore selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit facteur d'échelle dynamique (Sk) est donné par un tableau de correspondance bidimensionnel (13) propre à cette harmonique et fonction des valeurs courantes du niveau d'enfoncement de la pédale d'accélération (P) et de la vitesse (V) dudit véhicule. 6. Sound synthesis device according to one of claims 4 or 5, characterized in that said dynamic scale factor (S k ) is given by a two-dimensional correspondence table (13) specific to this harmonic and function of the current values the level of depression of the accelerator pedal (P) and the speed (V) of said vehicle.
7. Dispositif de synthèse sonore selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit facteur d'échelle dynamique (Sk) est égal au produit de deux sous-facteurs (Ski, Sk2) donnés par deux tableaux de correspondance propres à cette harmonique et fonction chacun respectivement de la valeur courante du niveau d'enfoncement de la pédale d'accélération (P) et de la valeur courante de la vitesse (V) dudit véhicule. 7. Sound synthesis device according to one of claims 4 or 5, characterized in that said dynamic scale factor (S k ) is equal to the product of two sub-factors (S k i, Sk2) given by two tables corresponding to this harmonic and respectively each function of the current value of the depression level of the accelerator pedal (P) and the current value of the speed (V) of said vehicle.
8. Dispositif de synthèse sonore selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits groupes d'harmoniques successives (Ek) sont sélectionnés en fonction de leur impact sur l'apparition de certains caractères timbraux tels que la rugosité, la rondeur, la sportivité ou encore le clinquant. 8. Sound synthesis device according to one of claims 1 to 7, characterized in that said groups of successive harmonics (E k ) are selected according to their impact on the appearance of certain timbral characters such as roughness, the roundness, the sportiness or the foil.
9. Dispositif de synthèse sonore selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la fréquence de chaque harmonique est modulée très légèrement autour de sa valeur nominale.
9. Sound synthesis device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the frequency of each harmonic is modulated very slightly around its nominal value.
10. Dispositif de synthèse sonore selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite modulation est donnée par une fonction périodique basse fréquence ou par l'intermédiaire d'un tableau de correspondance.
10. A sound synthesis device according to claim 9, characterized in that said modulation is given by a low frequency periodic function or through a correspondence table.
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