EP4623379A1 - Procede de determination d'un reseau de tubes dans un espace de référence d'un véhicule automobile - Google Patents
Procede de determination d'un reseau de tubes dans un espace de référence d'un véhicule automobileInfo
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- EP4623379A1 EP4623379A1 EP23808832.2A EP23808832A EP4623379A1 EP 4623379 A1 EP4623379 A1 EP 4623379A1 EP 23808832 A EP23808832 A EP 23808832A EP 4623379 A1 EP4623379 A1 EP 4623379A1
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- tubes
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Definitions
- the present invention generally relates to the arrangement of the components of a motor vehicle.
- the invention relates more particularly to a method for determining a network of tubes in a reference space of a motor vehicle.
- the invention finds a particularly advantageous application for the arrangement of a network of hoses and/or tubing and/or electrical cables between the components of an internal combustion engine of the motor vehicle.
- Motor vehicles are equipped with several networks of tubes connecting different components and allowing the circulation of water, air, oil or even the passage of electrical conductors.
- the present invention proposes to improve the determination of the networks of tubes in a motor vehicle.
- the second connection port being located set back from a general surface of the second component, towards the inside of said second component, steps are provided for drawing a segment between the first connection port and the second connection port , selection of a portion of a straight line passing through the segment and corresponding to the crossing of the second component, determination of a smallest distance between the second connection port and the end of the portion of the segment which is furthest away of the first connection port, and calculation of the optimal trajectory by comparison of the ratio between said distance and the length of the portion of the segment at a predetermined value;
- the network of tubes also comprises a plurality of secondary tubes, at least one secondary tube extending between a component and one of said main tubes, the method comprising a step of determining the optimal position for connecting the secondary tube to the main tube by minimizing the length of the secondary tube;
- the step of determining the optimal connection position comprises the minimization of a curvilinear abscissa of the secondary tube
- the step of determining the optimal branching position comprises steps of discretizing the main tube into a plurality of sub-portions, determining, for each discretized sub-portion, an associated branching position, determining the position of optimal connection by selection of the determined connection position minimizing the length of the secondary tube among the connection positions determined for each discretized sub-portion;
- the main tube being in the form of a broken line connecting the first connection port to the second connection port, the broken line comprising at least one vertex, a step is provided for smoothing said broken line;
- the smoothing step includes adjusting each vertex of the broken line by moving the vertex concerned in a sphere of predetermined radius;
- the smoothing step includes the minimization of a cost function so as to minimize the length of the network of tubes, prevent superpositions between tubes and components and prevent superpositions between the tubes;
- Figure 1 schematically represents a network of hoses conforming to the present invention
- Figure 2 schematically represents a first example of the trajectory of a hose extending between a first connection port and a second connection port;
- Figure 5 illustrates an example of a broken line representing part of the network of hoses according to the invention
- the internal combustion engine in a conventional manner, it comprises a plurality of components which are housed in an engine compartment delimited between the chassis and the hood of the vehicle.
- these components we find for example (and not exhaustively) an oil pan, a water pump, a fan, a starter, etc.
- tube means a pipe allowing the circulation of air, coolant, lubricant or the passage of electrical cables between two components.
- Figure 1 schematically represents a network 1A of hoses included in a reference space 1 of a motor vehicle.
- This reference space 1 defines the encompassing envelope containing different components 2, 3, 4, 5, 6, 7 and the network 1A of hoses.
- This network 1A of hoses comprises a plurality of hoses 10, 20, 30 connecting the different components 2, 3, 4, 5, 6, 7 to each other (to allow for example the circulation of water, the circulation of air and the oil circulation).
- the reference space 1 is formed for example by the engine compartment.
- the hoses 10, 20, 30 of the network 1A of hoses are also intended to be contained in this reference space 1.
- the network 1A of hoses comprises different types of hoses 10, 20, 30.
- main hoses 10 form a main portion of the network 1A of hoses.
- Each main hose 10 extends between two components 2, 3, 4. More particularly, each main hose 10 extends between a first connection port 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B formed on a first component 2, 3, 4 and a second connection port 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B formed on a second component 2, 3, 4.
- a plurality of secondary hoses 20 are then provided.
- the secondary hoses 20 form a secondary portion of the network 1A of hoses.
- step E8 the computer has therefore determined, under shape of broken lines, the layout of the trajectories of the secondary hoses listed in the routing diagram obtained in step E2.
- step E10 determines a route representing the optimal trajectory of each tertiary hose 30 (step E10). This tracing is carried out in the same way as what was described in step E8 for the secondary hoses 20 and is not described again here.
- This smoothing step then comprises the adjustment of each vertex of the broken line TB by moving the vertex concerned in a sphere S of predetermined radius (figure 5).
- the radius of this sphere S is here of the order of a few centimeters, for example less than 10 centimeters.
- the calculator adjusts the position of each vertex of the broken line TB by imposing a slight movement around its initial position.
- this adjustment (and therefore this displacement of the initial position of each vertex of the broken line TB) is implemented by minimization of a cost function.
- This cost function is for example the curvilinear length of the pipe.
- the optimization of the cost function aims to smooth the pipe around an initial configuration formed of broken lines.
- the calculator requires in particular to also minimize the total length of the network 1A of hoses, to prevent superpositions between the components and the hoses (because this is not achievable when the three-dimensional manufacturing of the network 1A of hoses) or even to prevent superpositions between the hoses between them (again not achievable during three-dimensional manufacturing).
- the calculator can also require respecting the orientation data (that is to say the departure and arrival tangents at the connection of the hoses) at the connection ports.
- the calculator can also impose, when minimizing the cost function, that the sum squares of the distances between the initial and final positions of the vertices of the broken lines are less than a threshold value.
- This threshold value is for example between 1.10'6 and 1.10-3 .
- the computer has a layout of the network 1A of hoses in the form of smoothed broken lines TL, with radii of curvature at the level of the vertices of the initial broken lines (an example of a smoothed broken line TL is shown in Figure 5).
- the calculator can implement several successive adjustment steps, for example by starting by imposing constraints relating to the total length of the network of hoses and on non-overlaps, then by requiring compliance with the data orientation at the connection ports.
- This network 1A of hoses is then manufactured with the components that connect the hoses in the reference space 1, before being installed in the motor vehicle (step E18).
- the layout of the network of hoses is determined in portions, so as to optimize each of the lengths of the hoses. This successive determination for each type of hose allows a correction rapid layout in the event of layout changes.
- the trajectory of each of the hoses is determined taking into account all of the data characterizing the reference space, thus making it possible to optimize the routing diagram of the network of hoses while respecting the geometric constraints.
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Abstract
L'invention concerne un procédé de détermination d'un réseau de tubes dans un espace de référence d'un véhicule automobile qui comprend une pluralité de composants (C1, C2, C3, C4), ledit réseau de tubes comprenant une pluralité de tubes principaux (10) s'étendant entre deux composants, le procédé comportant les étapes suivantes mises en œuvre par un calculateur : - pour chaque composant, détermination d'une représentation tridimensionnelle et d'une posture du composant concerné dans l'espace de référence, - chaque tube principal s'étendant depuis un premier port de raccordement d'un premier composant jusqu'à un deuxième port de raccordement d'un deuxième composant, détermination, pour chacun du premier port de raccordement et du deuxième port de raccordement, d'une donnée de posture, et - détermination d'un chemin pour chaque tube principal par calcul d'une trajectoire optimale s'étendant entre le premier port de raccordement et le deuxième port de raccordement et tenant compte de contraintes basées sur la représentation tridimensionnelle et la posture de chaque composant, de la donnée de posture du premier port de raccordement et de la donnée de posture du deuxième port de raccordement.
Description
DESCRIPTION
TITRE DE L’INVENTION : PROCÉDÉ DE DETERMINATION D’UN RESEAU DE TUBES DANS UN ESPACE DE REFERENCE D’UN VEHICULE AUTOMOBILE
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
[0001 ] La présente invention concerne de manière générale l’agencement des composants d’un véhicule automobile.
[0002] L’invention concerne plus particulièrement un procédé de détermination d’un réseau de tubes dans un espace de référence d’un véhicule automobile.
[0003] L’invention trouve une application particulièrement avantageuse pour l’agencement d’un réseau de durites et/ou de tubulures et/ou de câbles électriques entre les composants d’un moteur à combustion interne du véhicule automobile.
ETAT DE LA TECHNIQUE
[0004] Les véhicules automobiles sont équipés de plusieurs réseaux de tubes s’entendant entre différents composants et permettant la circulation d’eau, d’air, d’huile ou encore le passage de conducteurs électriques.
[0005] La détermination d’un schéma de routage de ces réseaux est assez complexe car elle nécessite de tenir compte de contraintes géométriques assez marquées, en particulier concernant l’espace disponible. Cette méthode combinatoire est actuellement mise en œuvre manuellement, par le concepteur du véhicule automobile. [0006] Elle ne garantit donc pas que les schémas de routage de ces réseaux soient optimaux. Par ailleurs, du fait de son caractère manuel, elle est assez longue à mettre en œuvre. Enfin, un changement d’agencement d’un composant ou d’un tube nécessite de repenser l’ensemble du schéma de routage du réseau concerné.
PRESENTATION DE L'INVENTION
[0007] Afin de remédier aux inconvénients précités, la présente invention propose d’améliorer la détermination des réseaux de tubes dans un véhicule automobile.
[0008] Plus particulièrement, on propose selon l’invention un procédé de détermination d’un réseau de tubes dans un espace de référence d’un véhicule automobile qui comprend une pluralité de composants, ledit réseau de tubes comprenant une pluralité de tubes principaux s’étendant entre deux composants, le procédé comportant les étapes suivantes mises en œuvre par un calculateur :
- pour chaque composant, détermination d’une représentation tridimensionnelle et d’une posture du composant concerné dans l’espace de référence,
- chaque tube principal s’étendant depuis un premier port de raccordement d’un premier composant jusqu’à un deuxième port de raccordement d’un deuxième composant, détermination, pour chacun du premier port de raccordement et du deuxième port de raccordement, d’une donnée de posture, et
- détermination d’un chemin pour chaque tube principal par calcul d’une trajectoire optimale s’étendant entre le premier port de raccordement et le deuxième port de raccordement et tenant compte de contraintes basées sur la représentation tridimensionnelle et la posture de chaque composant, de la donnée de posture du premier port de raccordement et de la donnée de posture du deuxième port de raccordement.
[0009] Ainsi, d’après la présente invention, la trajectoire de chacun des tubes est déterminée en tenant compte de l’ensemble des données caractérisant l’espace de référence et des composants qu’il contient. Cela permet alors d’optimiser le schéma de routage du réseau de tubes en respectant les contraintes géométriques associées aux différents composants et à l’espace de référence.
[0010] D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- le calcul de la trajectoire optimale comprend des étapes de détermination d’une pluralité de trajectoires s’étendant entre le premier port de raccordement et le deuxième port de raccordement, et calcul de la trajectoire optimale par détermination de la trajectoire la plus courte permettant le contournement d’au moins un composant présent entre le premier port de raccordement et le deuxième port de raccordement ;
- le deuxième port de raccordement étant localisé en retrait d’une surface générale du deuxième composant, vers l’intérieur dudit deuxième composant, il est prévu des étapes de tracé d’un segment entre le premier port de raccordement et le deuxième port de raccordement, sélection d’une portion d’une droite passant par le segment et correspondant à la traversée du deuxième composant, détermination d’une plus petite distance entre le deuxième port de raccordement et l’extrémité de la portion du segment qui est la plus éloignée du premier port de raccordement, et calcul de la trajectoire optimale par comparaison du rapport entre ladite distance et la longueur de la portion du segment à une valeur prédéterminée ;
- le réseau de tubes comprend également une pluralité de tubes secondaires, au moins un tube secondaire s’étendant entre un composant et un desdits tubes principaux, le procédé comprenant une étape de détermination de la position optimale de branchement du tube secondaire sur le tube principal par minimisation de la longueur du tube secondaire ;
- l’étape de détermination de la position optimale de branchement comprend la minimisation d’une abscisse curviligne du tube secondaire ;
- l’étape de détermination de la position de branchement optimale comprend des étapes de discrétisation du tube principal en une pluralité de sous-portions, détermination, pour chaque sous-portion discrétisée, d’une position de branchement associée, détermination de la position de branchement optimale par sélection de la position de branchement déterminée minimisant la longueur du tube secondaire parmi les positions de branchement déterminées pour chaque sous-portion discrétisée ;
- le tube principal se présentant sous la forme d’une ligne brisée reliant le premier port de raccordement au deuxième port de raccordement, la ligne brisée comprenant au moins un sommet, il est prévu une étape de lissage de ladite ligne brisée ;
- l’étape de lissage comprend l’ajustement de chaque sommet de la ligne brisée par déplacement du sommet concerné dans une sphère de rayon prédéterminé ;
- l’étape de lissage comprend la minimisation d’une fonction de coût de manière à minimiser la longueur du réseau de tubes, empêcher les superpositions entre tubes et composants et empêcher les superpositions entre les tubes ;
- il est prévu une étape de conversion de la ligne brisée lissée en tubes tridimensionnels.
[0011 ] Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
[0012] La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
[0013] Sur les dessins annexés :
[0014] - la figure 1 représente de manière schématique un réseau de durites
conforme à la présente invention ;
[0015] - la figure 2 représente de manière schématique un premier exemple de trajectoire d’une durite s’étendant entre un premier port de raccordement et un deuxième port de raccordement ;
[0016] - la figure 3 représente de manière schématique un deuxième exemple de trajectoire d’une durite s’étendant entre un premier port de raccordement et un deuxième port de raccordement ;
[0017] - la figure 4 représente de manière schématique un exemple de raccordement d’une durite secondaire présente dans la figure 1 ;
[0018] - la figure 5 illustre un exemple de ligne brisée représentant une partie du réseau de durites conforme à l’invention ;
[0019] - la figure 6 représente, sous forme de logigramme, un exemple de procédé de détermination d’un réseau de durites conforme à l’invention.
[0020] Un véhicule automobile comporte classiquement un châssis qui supporte de nombreux équipements, parmi lesquels un moteur à combustion interne.
[0021 ] Les différents équipements comportent eux-mêmes différents composants.
[0022] En prenant l’exemple du moteur à combustion interne, de manière classique, il comporte une pluralité de composants qui sont logés dans un compartiment moteur délimité entre le châssis et le capot du véhicule. Parmi ces composants, on trouve par exemple (et de manière non exhaustive) un carter d’huile, une pompe à eau, un ventilateur, un démarreur, etc.
[0023] Certains des éléments et composants du véhicule automobile, en particulier dans le moteur à combustion interne, sont reliés entre eux par des tubes afin de permettre la circulation de liquide de refroidissement, la circulation d’air, la circulation de lubrifiant ou encore le passage de conducteurs électriques.
[0024] Dans cette description, on entend par « tube » un tuyau permettant la circulation d’air, de liquide de refroidissement, de lubrifiant ou le passage de câbles électriques entre deux composants.
[0025] On s’intéressera ici plus particulièrement au réseau de durites (permettant la circulation d’un fluide), mais l’invention pourrait s’appliquer à tous les réseaux.
[0026] Dans un véhicule automobile, les durites doivent être agencées dans un espace contraint de manière à occuper un minimum d’espace tout en assurant un fonctionnement optimal des éléments du véhicule automobile.
[0027] La présente invention vise donc à agencer un réseau de durites qui soit
optimal. Dans cette description, on considérera qu’un réseau de durites est formé de différentes portions de durites s’étendant entre les différents composants du véhicule automobile.
[0028] La figure 1 représente de manière schématique un réseau 1A de durites compris dans un espace de référence 1 d’un véhicule automobile. Cet espace de référence 1 définit l’enveloppe englobante contenant différents composants 2, 3, 4, 5, 6, 7 et le réseau 1A de durites. Ce réseau 1A de durites comprend une pluralité de durites 10, 20, 30 raccordant les différents composants 2, 3, 4, 5, 6, 7 entre eux (pour permettre par exemple la circulation d’eau, la circulation d’air et la circulation d’huile). [0029] A titre d’illustration, l’espace de référence 1 est formé par exemple par le compartiment moteur. Les durites 10, 20, 30 du réseau 1A de durites sont également prévues pour être contenues dans cet espace de référence 1 .
[0030] Comme cela est visible sur la figure 1 , le réseau 1A de durites comprend différents types de durites 10, 20, 30.
[0031 ] Tout d’abord, il comprend une pluralité de durites principales 10. Les durites principales 10 forment une portion principale du réseau 1A de durites.
[0032] Chaque durite principale 10 s’étend entre deux composants 2, 3, 4. Plus particulièrement, chaque durite principale 10 s’étend entre un premier port de raccordement 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B formé sur un premier composant 2, 3, 4 et un deuxième port de raccordement 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B formé sur un deuxième composant 2, 3, 4.
[0033] Les durites principales 10 présentent généralement les diamètres les plus élevés (parmi la pluralité de durites).
[0034] Il est ensuite prévu une pluralité de durites secondaires 20. Les durites secondaires 20 forment une portion secondaire du réseau 1A de durites.
[0035] Chaque durite secondaire 20 s’étend soit entre deux composants 5, 6, soit entre un composant 5, 6 et une durite principale 10. Dans ce dernier cas, une jonction 15 permet de raccorder la durite secondaire 20 à la durite principale 10. En d’autres termes, chaque jonction 15 correspond à un embranchement du réseau 1A en T, au niveau duquel une durite secondaire 20 est branchée sur une durite principale 10 de plus grande section.
[0036] Dans l’exemple de la figure 1 , le réseau 1A de durites comprend de surcroît une pluralité de durites tertiaires 30. Les durites tertiaires 30 forment une portion tertiaire du réseau 1A de durites.
[0037] Ici, chaque durite tertiaire 30 s’étend entre un composant 7 et une durite secondaire 30. Une jonction 25 en T permet alors de raccorder la durite tertiaire 30 à la durite secondaire 20. En d’autres termes, chaque jonction 25 correspond à un embranchement du réseau 1A de durites au niveau duquel une durite tertiaire 30 est branchée sur une durite secondaire 20 de plus grande section.
[0038] Bien entendu, une durite tertiaire pourrait également s’étendre entre deux composants.
[0039] De manière générale, le réseau de durites comprend une pluralité de portions de durites en cascade (principale, secondaire, etc). Bien entendu, la présente invention n’est pas limitée à la structure présentée sur la figure 1. Ainsi, le réseau de durites pourrait comprendre uniquement la portion principale, ou uniquement les portions principale et secondaire ou encore comprendre plus de trois portions de durites.
[0040] Le procédé selon l’invention décrit ci-après vise à déterminer la trajectoire optimale de chaque durite 10, 20, 30 du réseau 1A dans l’espace de référence 1 .
[0041 ] Cette détermination est ici réalisée à l’aide d’une unité de traitement informatique, ci-après appelée calculateur.
[0042] Ce calculateur comporte classiquement un processeur, une mémoire et différentes interfaces d'entrée et de sortie.
[0043] Grâce à ses interfaces d'entrée, le calculateur est adapté à recevoir différentes données, typiquement des données concernant la représentation tridimensionnelle et la posture des composants, des données de posture de chaque port de raccordement, etc.
[0044] Dans cette description, on entend par « posture » d’un composant, le positionnement de ce composant, dans l’espace de référence 1 , dans une position spatiale prédéfinie, et selon une orientation prédéterminée. La donnée de posture de chaque port de raccordement correspond alors à la position spatiale et à l’orientation prédéfinie pour le raccordement de la durite au niveau du port de raccordement. L’orientation prédéfinie pour le raccordement de la durite correspond en pratique aux tangentes de départ et d’arrivée au niveau des ports de raccordement de la durite concernée.
[0045] Grâce à ses interfaces de sortie, le calculateur est adapté à transmettre des données concernant la trajectoire optimale déterminée de chaque durite 10, 20, 30 du réseau 1A.
[0046] Grâce à sa mémoire, le calculateur mémorise une application informatique, constituée de programmes d’ordinateur comprenant des instructions dont l’exécution par le processeur permet la mise en œuvre par le calculateur du procédé décrit ci- après.
[0047] De manière générale, le procédé conforme à l’invention vise à permettre de déterminer les trajectoires optimales des durites 10, 20, 30 dans le réseau 1A de durites. Cette détermination tient compte de la géométrie de l’espace de référence 1 , d’une représentation tridimensionnelle (c’est-à-dire la forme et les dimensions) et de la posture de chaque composant 2, 3, 4, 5, 6, 7, C1 , C2, C3, C4, C5 compris dans l’espace de référence 1 , et de données de posture de raccordement des durites sur ces composant 2, 3, 4, 5, 6, 7, C1 , C2, C3, C4, C5. Le procédé selon l’invention permet alors d’optimiser le trajet de chaque durite du réseau 1A dans l’espace de référence. [0048] Sur la figure 6, on a représenté en détail les différentes étapes du procédé de détermination du réseau 1A de durites dans l’espace de référence 1. On peut maintenant décrire plus en détail ce procédé.
[0049] On suppose à ce stade que la géométrie de l’espace de référence 1 dans lequel doit être intégré le réseau 1A est connue et enregistrée dans la mémoire du calculateur.
[0050] Comme le montre la figure 6, le procédé commence à l’étape E2. Lors de cette étape, le calculateur détermine la représentation tridimensionnelle et la posture de chaque composant 2, 3, 4, C1 , C2, C3, C4, C5 compris dans l’espace de référence 1 . [0051 ] Lors de cette étape, le calculateur détermine également, pour chaque port de raccordement P1 , P2, P3 sur chaque composant C1 , C2, C3, C4, C5, une donnée de posture associée. Pour chaque port de raccordement P1 , P2, cette donnée de posture comprend la position, dans l’espace de référence 1 , de l’entrée du port de raccordement P1 , P2, P3. Elle comprend également une donnée d’orientation concernant le raccordement d’une durite 10, 20, 30 sur ce port de raccordement P1 , P2, P3. Cette donnée d’orientation est par exemple représentée par un vecteur illustrant une direction de raccordement de la durite sur ce port de raccordement. En d’autres termes, ce vecteur indique la tangente de raccordement à respecter au niveau de chaque port de raccordement P1 , P2, P3.
[0052] Enfin, le calculateur détermine également un schéma de routage du réseau 1A de durites. Ce schéma de routage répertorie l’ensemble des raccordements à effectuer au moyen de durites entre les composants identifiés. Le schéma de routage
indique également le type de chaque durite, à savoir durite principale 10, durite secondaire 20, etc.
[0053] En pratique, toutes les informations dont dispose le calculateur à l’étape E2 sont par exemple transmises au calculateur sous la forme d’un tableau qui répertorie l’ensemble de ces données.
[0054] Typiquement, ce tableau indique que le port 2B du composant 2 doit être connecté au port 3A du composant 3 au moyen d’une durite principale.
[0055] Le calculateur met en œuvre ensuite des étapes de détermination du réseau 1A de durites, c’est-à-dire de détermination, pour chaque durite 10, 20, 30, de la trajectoire optimale pour raccorder un premier port de raccordement P1 à un deuxième port de raccordement P2.
[0056] Pour cela, à l’étape E4, le calculateur décompose le réseau 1A de durites selon une hiérarchie de construction prédéfinie. Ainsi, comme cela est visible dans la suite, selon cette décomposition, la construction du réseau 1A de durites commence par la détermination des trajectoires des durites principales 10 de plus grand diamètre. Puis, le calculateur procède à la détermination des trajectoires des durites secondaires 20 et enfin à celle des trajectoires des durites tertiaires 30. Dans cette étape E4, le calculateur définit, en quelque sorte, le plan de construction du réseau 1A de durites. Cette hiérarchie de construction est en pratique possible à mettre en œuvre ici car les étapes de tracé du réseau 1A de durites décrites ci-après sont mises en œuvre de manière numérique par le calculateur.
[0057] Le procédé se poursuit à l’étape E6 lors de laquelle le calculateur détermine, selon la décomposition définie à l’étape E4, un tracé représentant la trajectoire optimale de chaque durite principale 10 entre un premier port de raccordement P1 et un deuxième port de raccordement P2. Il est à noter que, dans un premier temps, le tracé du réseau 1A de durites s’effectue sous la forme de lignes brisées TB entre les ports de raccordement P1 , P2 (un exemple d’une telle ligne brisée est représenté sur la figure 5). Dans cette description, on entend par « ligne brisée », une succession de segments qui se succèdent en formant des angles variables entre eux. Une ligne brisée comprend donc des portions de segments et des sommets.
[0058] En pratique, plusieurs configurations doivent être considérées dans cette étape pour déterminer le tracé de la trajectoire optimale de chaque durite principale 10 entre le premier port de raccordement P1 d’un premier composant C1 et le deuxième port de raccordement P2 d’un deuxième composant C2.
[0059] Dans une première configuration (non représentée), l’espace entre le premier port de raccordement P1 du premier composant C1 et le deuxième port de raccordement P2 du deuxième composant C2 est libre, c’est-à-dire que le segment [P1 P2] ne présente aucune intersection avec aucun autre élément (composant ou autre durite) de l’espace de référence 1 . Dans ce cas, la trajectoire optimale de la durite concernée est représentée (et tracée) par le segment [P1 P2],
[0060] Dans une deuxième configuration, représentée sur la figure 2, un ou plusieurs éléments de l’espace de référence 1 , ici les composants C3, C4, sont interposés entre les composants C1 , C2 à raccorder par la durite principale 10. Le segment [P1 P2] présente donc au moins une intersection avec l’un de ces éléments.
[0061 ] Ici aussi, la trajectoire repose en partie sur le tracé du segment [P1 P2], Cependant, les portions de ce segment traversant ici les composants C3, C4 sont remplacées par des portions modifiées contournant les composants C3, C4 (figure 2). En d’autres termes, ces portions modifiées longent les composants C3, C4, ici par l’extérieur des composants.
[0062] En pratique, le calculateur met en œuvre ce contournement des composants en faisant en sorte que chaque portion modifiée soit la plus courte possible. Il détermine alors une pluralité de trajectoires permettant le contournement des composant C3, C4. Parmi cette pluralité de trajectoires, le calculateur sélectionne la trajectoire la plus courte permettant le contournement des composants tout en les longeant.
[0063] Cela est par exemple mis en œuvre par l’intermédiaire d’un algorithme de Djikstra en considérant que la surface du composant traversé est décomposée en une pluralité de portions (la pluralité de trajectoires introduites ci-dessus) permettant son contournement (en le longeant). Plus de détails sur l’algorithme de Djikstra peuvent être trouvés dans l’article de Dijkstra, E.W., « A note on two problems in connexion with graphs », Numer. Math. 1 , 269-271 (1959).
[0064] Ainsi, dans cette configuration, comme représenté sur la figure 2, la trajectoire de chaque durite principale 10 entre le premier port de raccordement P1 du premier composant C1 et le deuxième port de raccordement P2 du deuxième composant C2 est obtenue en combinant des portions s’étendant selon le segment [P1 P2] et des portions longeant les composants C3, C4.
[0065] Dans une troisième configuration, représentée sur la figure 3, l’un des ports de raccordement, ici le deuxième port de raccordement P2 du deuxième composant
C2, n’est pas disposé sur la surface générale de ce deuxième composant C2 mais en retrait. Ceci est possible lorsque la surface générale du composant n’est pas très détaillée et n’illustre pas nécessairement tous les reliefs de ce composant. Ici, le deuxième port de raccordement P2 du deuxième composant C2 est disposé à l’intérieur du deuxième composant C2 par rapport à la surface générale de ce dernier. En d’autres termes ici, le port de raccordement C2 est localisé dans un renfoncement formé dans le deuxième composant C2.
[0066] La détermination de la trajectoire optimale de chaque durite principale 10 se base ici aussi sur le segment [P1 P2] défini entre le premier port de raccordement P1 du premier composant C1 et le deuxième port de raccordement P2 du deuxième composant C2.
[0067] Le contournement du composant C3 se fait de la même façon que sur la figure 2. En revanche, le contournement du composant C2 se fait de manière différente.
[0068]
[0069] En pratique, le calculateur définit deux distances par rapport au segment [P1 P2],
[0070] D’une part, il définit la distance totale D de traversée du deuxième composant C2. Cette distance totale D correspond à la portion d’une droite passant par les points P1 et P2, qui est contenue dans le deuxième composant C2. En d’autres termes, d’après les notations utilisées sur la figure 3, la distance totale D correspond à la longueur du segment [AB], le point A appartenant à la surface générale du deuxième composant C2 la plus proche du premier port de raccordement P1 du premier composant C1 et le point B étant positionné dans le prolongement de la surface générale du deuxième composant C2 la plus éloignée du premier port de raccordement P1 du premier composant C1. Par construction, les points A et B sont alignés avec le segment [P1 P2],
[0071 ] D’autre part, le calculateur définit également une autre distance d, s’étendant entre le deuxième port de raccordement P2 du deuxième composant C2 et le point B. [0072] Afin de déterminer la trajectoire optimale de la durite principale 10 dans cette configuration, le calculateur détermine le rapport entre l’autre distance d et la distance totale D. Ce rapport d/D est ensuite comparé à une valeur prédéterminée. Cette valeur prédéterminée est par exemple inférieure à 30%. De préférence, cette valeur prédéterminée est comprise entre 10 et 30%.
[0073] Si le rapport d/D est inférieur à la valeur prédéterminée, cela signifie que le
deuxième port de raccordement P2 du deuxième composant C2 est plus proche du point B. Comme représentée sur la figure 3, la trajectoire optimale de la durite principale 10 passe alors par le point B (et contourne le deuxième composant C2 comme décrit dans la deuxième configuration ci-dessus).
[0074] Dans le cas où le rapport d/D est supérieur à la valeur prédéterminée, le deuxième port de raccordement P2 du deuxième composant est donc considéré comme devant être connecté via le point A. La trajectoire optimale de la durite principale 10 suit le segment [P1 P2], en émergeant du deuxième composant C2 directement par le point A.
[0075] Finalement, dans cette troisième configuration, la trajectoire optimale correspond à celle qui permet de « faire sortir » la durite principale 10 du deuxième composant C2 avec une portion de cette durite principale 10 qui traverse le composant la plus courte possible.
[0076] A l’issue de l’étape E6, le calculateur a donc déterminé, sous forme de lignes brisées TB, le tracé des trajectoires des durites principales 10 répertoriées dans le schéma de routage obtenu à l’étape E2. Un exemple d’une telle ligne brisée TB s’étendant entre le premier port de raccordement P1 et le deuxième port de raccordement P2 est représenté sur la figure 5.
[0077] Selon le plan de construction établi à l’étape E4, le calculateur détermine ensuite un tracé représentant la trajectoire optimale de chaque durite secondaire 20 (étape E8).
[0078] Pour les durites secondaires s’étendant entre deux ports de raccordement appartement respectivement à deux composants, les trois configurations décrites pour les durites principales 10 s’appliquent de la même manière.
[0079] Pour les durites secondaires 20 s’étendant entre un port de raccordement P3 présent sur un composant C5 et une durite principale 10 (figure 4), les trois configurations décrites précédemment s’appliquent, en assimilant la jonction à un port de raccordement. Toutefois, le calculateur doit déterminer la position de la jonction sur la durite principale 10. En d’autres termes, le calculateur doit déterminer à quel niveau de la durite principale 10 est effectué le raccordement.
[0080] De manière générale, le raccordement peut être effectué à tout endroit de la durite principale 10 concernée.
[0081 ] De manière préférentielle, le calculateur détermine la position de branchement optimale sur la durite principale 10 par minimisation de la longueur de la durite
secondaire 20 entre un port de raccordement P3 sur un composant C5 et la jonction sur la durite principale 10 (figure 4). En d’autres termes, la trajectoire optimale de la durite secondaire 20 entre le port de raccordement P3 et la jonction sur la durite principale 10 est la trajectoire qui minimise la longueur de la durite secondaire 20.
[0082] Selon un premier mode de réalisation, le calculateur minimise la longueur de la durite secondaire 20 en en minimisant l’abscisse curviligne. Pour cela, le calculateur met par exemple en œuvre un algorithme génétique permettant de tester une pluralité de configurations possibles pour le branchement de la durite secondaire 20 et d’obtenir une configuration qui s’approche de la configuration optimale (une infinité de possibilités de branchement étant envisageable dans ce cas).
[0083] De manière plus concrète, le calculateur peut mettre en œuvre cet algorithme pendant un intervalle de temps limité (par exemple quelques minutes) et sélectionne la trajectoire de la durite secondaire 20 présentant l’abscisse curviligne minimale parmi toutes celles déterminées pendant cet intervalle de temps limité.
[0084] En variante, le calculateur peut tester un nombre limité de configurations de branchement pour la durite secondaire 20 et sélectionner la trajectoire de la durite secondaire 20 présentant l’abscisse curviligne minimale parmi toutes celles déterminées. Le calculateur teste par exemple quelques milliers de configurations de branchement pour la durite secondaire 20.
[0085] Selon un deuxième mode de réalisation, représenté sur la figure 4, le calculateur définit un nombre discret de possibilités de positionnement de la jonction J1 , J2, J3, J4 de branchement de la durite secondaire 20 sur la durite principale 10. En d’autres termes, le calculateur effectue une discrétisation de la durite principale 10 en un nombre fini de portions. Ce nombre fini est par exemple inférieur à 10.
[0086] Sur la figure 4, il est prévu quatre portions et donc quatre jonctions J1 , J2, J3, J4 possibles pour raccorder la durite secondaire 20 sur la durite principale 10.
[0087] La trajectoire optimale de la durite secondaire 20 est donc celle, parmi le nombre fini de jonctions possibles, permettant de minimiser la longueur de la durite secondaire 20.
[0088] Par exemple, dans le cas de la figure 4, le calculateur détermine la trajectoire optimale de la durite secondaire 20 parmi les quatre trajectoires 20A, 20B ; 20C ; 20D possibles correspondant aux quatre jonctions J1 , J2, J3, J4 considérées, en sélectionnant celle qui minimise la longueur de la durite secondaire.
[0089] Finalement, à l’issue de l’étape E8, le calculateur a donc déterminé, sous
forme de lignes brisées, le tracé des trajectoires des durites secondaires répertoriées dans le schéma de routage obtenu à l’étape E2.
[0090] Selon le plan de construction établi à l’étape E4, le calculateur détermine ensuite un tracé représentant la trajectoire optimale de chaque durite tertiaire 30 (étape E10). Ce tracé s’effectue de la même manière que ce qui a été décrit à l’étape E8 pour les durites secondaires 20 et n’est pas décrit à nouveau ici.
[0091 ] De manière générale, le tracé des durites, autres que les durites principales, s’effectue selon les méthodes décrites précédemment pour les durites secondaires. [0092] Finalement, à la suite de la mise en œuvre des étapes E2 à E10, le calculateur dispose d’une représentation du réseau 1A de durites sous forme de lignes brisées TB. [0093] Comme le montre la figure 6, le procédé se poursuit à l’étape E12. Cette étape vise à lisser les lignes brisées TB formant le réseau 1A de durites. Plus concrètement, cette étape vise à ajuster les rayons de courbure des durites (en introduisant notamment des coudes courbés dans le tracé sous forme de lignes brisées de chaque durite) afin notamment de permettre d’éloigner les durites des composants (car jusqu’ici, la trajectoire optimale des durites longe, voir se confond, avec la surface des composants ; ce qui n’est pas compatible avec la fabrication concrète du réseau 1A de durites, les durites présentant un certain diamètre et une représentation tridimensionnelle).
[0094] Cette étape de lissage comprend alors l’ajustement de chaque sommet de la ligne brisée TB par déplacement du sommet concerné dans une sphère S de rayon prédéterminé (figure 5). Le rayon de cette sphère S est ici de l’ordre de quelques centimètres, par exemple inférieur à 10 centimètres. En d’autres termes, le calculateur ajuste la position de chaque sommet de la ligne brisée TB en lui imposant un léger déplacement autour de sa position initiale.
[0095] En pratique, cet ajustement (et donc ce déplacement de la position initiale de chaque sommet de la ligne brisée TB) est mis en œuvre par minimisation d’une fonction de coût. Cette fonction de coût est par exemple la longueur curviligne de conduite. Dans ce cas, l’optimisation de la fonction de coût vise à lisser la conduite autour d’une configuration initiale formée de lignes brisées.
[0096] Cette minimisation de la fonction de coût est notamment réalisée en imposant certaines contraintes de réalisation. Ainsi, le calculateur impose notamment de minimiser également la longueur totale du réseau 1A de durites, d’empêcher les superpositions entres les composants et les durites (car ce n’est pas réalisable lors de
la fabrication tridimensionnelle du réseau 1A de durites) ou encore d’empêcher les superpositions entre les durites entre elles (là aussi non réalisable lors de la fabrication tridimensionnelle).
[0097] En plus, le calculateur peut également imposer de respecter les données d’orientation (c’est-à-dire les tangentes de départ et d’arrivée au niveau du raccordement des durites) au niveau des ports de raccordement.
[0098] Afin que le tracé lissé (noté TL sur la figure 5) ne présente pas trop de différences avec le tracé obtenu en lignes brisées TB, le calculateur peut également imposer, lors de la minimisation de la fonction de coût, que la somme des carrés des distances entre les positions initiales et finales des sommets des lignes brisées soit inférieure à une valeur seuil. Cette valeur de seuil est par exemple comprise entre 1.10’6 et 1.10-3.
[0099] Ainsi, à l’issue de l’étape E 12, le calculateur dispose d’un tracé du réseau 1A de durites sous forme de lignes brisées lissées TL, avec des rayons de courbure au niveau des sommets des lignes brisées initiales (un exemple d’une ligne brisée lissée TL est représenté sur la figure 5).
[0100] En pratique, le calculateur peut mettre en œuvre plusieurs étapes d’ajustement successives, par exemple en commençant par imposer des contraintes portant sur la longueur totale du réseau de durites et sur les non-superpositions, puis en imposant le respecter des données d’orientation au niveau des ports de raccordement.
[0101 ] Puis, à l’étape E14, le calculateur transforme les lignes brisées lissées TL en durites tridimensionnelles. En pratique, le calculateur ajoute une donnée de diamètre à chaque ligne brisée lissée TL de manière à obtenir une représentation tridimensionnelle du réseau 1A de durites. Cette étape est par exemple ici mise en œuvre par extrusion.
[0102] A l’étape E16, le calculateur transmet les instructions de fabrication du réseau 1A de durites selon la représentation tridimensionnelle déterminée à l’étape E14.
[0103] Ce réseau 1A de durites est ensuite fabriqué avec les composants que relient les durites dans l’espace de référence 1 , avant d’être installés dans le véhicule automobile (étape E18).
[0104] Ainsi, de manière avantageuse selon l’invention, le tracé du réseau de durites est déterminé par portions, de manière à optimiser chacune des longueurs des durites. Cette détermination successive pour chaque type de durite permet une correction
rapide du tracé en cas de modifications d’agencement.
[0105] De plus, la trajectoire de chacune des durites est déterminée en tenant compte de l’ensemble des données caractérisant l’espace de référence, permettant ainsi d’optimiser le schéma de routage du réseau de durites en respectant les contraintes géométriques.
Claims
1 . Procédé de détermination d’un réseau (1 A) de tubes dans un espace de référence (1 ) d’un véhicule automobile qui comprend une pluralité de composants (2, 3, 4, 5, 6, 7, C1 , C2, C3, C4, C5), ledit réseau (1A) de tubes comprenant une pluralité de tubes principaux (10) s’étendant entre deux composants (2, 3, 4, C1 , C2, C3, C4), le procédé comportant les étapes suivantes mises en œuvre par un calculateur :
- pour chaque composant (2, 3, 4, C1 , C2, C3, C4), détermination d’une représentation tridimensionnelle et d’une posture du composant (2, 3, 4, C1 , C2, C3, C4) concerné dans l’espace de référence (1 ),
- chaque tube principal (10) s’étendant depuis un premier port de raccordement (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, P1 ) d’un premier composant (2, 3, 4, C1 , C2, C3, C4) jusqu’à un deuxième port de raccordement (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, P2) d’un deuxième composant (2, 3, 4, C1 , C2, C3, C4), détermination, pour chacun du premier port de raccordement (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, P1 ) et du deuxième port de raccordement (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, P2), d’une donnée de posture, et
- détermination d’un chemin pour chaque tube principal (10) par calcul d’une trajectoire optimale s’étendant entre le premier port de raccordement (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, P1 ) et le deuxième port de raccordement (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, P2) et tenant compte de contraintes basées sur la représentation tridimensionnelle et la posture de chaque composant (2, 3, 4, C1 , C2, C3, C4), de la donnée de posture du premier port de raccordement (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, P1 ) et de la donnée de posture du deuxième port de raccordement (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, P2).
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel le calcul de la trajectoire optimale comprend des étapes de :
- détermination d’une pluralité de trajectoires s’étendant entre le premier port de raccordement (P1 ) et le deuxième port de raccordement (P2), et
- calcul de la trajectoire optimale par détermination de la trajectoire la plus courte permettant le contournement d’au moins un composant (C3, C4) présent entre le premier port de raccordement (P1 ) et le deuxième port de raccordement (P2).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, le deuxième port de raccordement (P2) étant localisé en retrait d’une surface générale du deuxième composant (C2), vers l’intérieur dudit deuxième composant (C2), il est prévu des étapes de :
- tracé d’un segment entre le premier port de raccordement (P1 ) et le deuxième port de raccordement (P2),
- sélection d’une portion (AB) d’une droite passant par le segment et correspondant à la traversée du deuxième composant (C2),
- détermination d’une plus petite distance (d) entre le deuxième port de raccordement (P2) et l’extrémité de la portion (AB) du segment qui est la plus éloignée du premier port de raccordement (P1 ), et
- calcul de la trajectoire optimale par comparaison du rapport entre ladite distance (d) et la longueur (D) de la portion du segment à une valeur prédéterminée.
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le réseau (1A) de tubes comprend également une pluralité de tubes secondaires (20), au moins un tube secondaire (20) s’étendant entre un composant (5, 6, C5) et un desdits tubes principaux (10), le procédé comprenant une étape de détermination de la position optimale de branchement du tube secondaire (20) sur le tube principal (10) par minimisation de la longueur du tube secondaire (20).
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel l’étape de détermination de la position optimale de branchement comprend la minimisation d’une abscisse curviligne du tube secondaire (20).
6. Procédé selon la revendication 4, dans lequel l’étape de détermination de la position de branchement optimale comprend des étapes de :
- discrétisation du tube principal (10) en une pluralité de sous-portions,
- détermination, pour chaque sous-portion discrétisée, d’une position de branchement associée,
- détermination de la position de branchement optimale par sélection de la position de branchement déterminée minimisant la longueur du tube secondaire (20) parmi les positions de branchement déterminées pour chaque sous-portion discrétisée.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel, le tube principal (10) se présentant sous la forme d’une ligne brisée (TB) reliant le premier port de raccordement (P1 ) au deuxième port de raccordement (P2), la ligne brisée (TB) comprenant au moins un sommet, il est prévu une étape de lissage de ladite ligne brisée (TB).
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l’étape de lissage comprend
l’ajustement de chaque sommet de la ligne brisée (TB) par déplacement du sommet concerné dans une sphère (S) de rayon prédéterminé.
9. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l’étape de lissage comprend la minimisation d’une fonction de coût de manière à minimiser la longueur du réseau (1 A) de tubes, empêcher les superpositions entre tubes (10, 20, 30) et composants (2, 3,
4, 5, 6, 7, C1 , C2, C3, C4, C5) et empêcher les superpositions entre les tubes (10, 20, 30).
10. Procédé selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel il est prévu une étape de conversion de la ligne brisée lissée (TL) en tubes tridimensionnels.
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