FR3142270A1 - Method for determining a network of tubes in a reference space of a motor vehicle - Google Patents
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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. Figure pour l’abrégé : Fig. 2The invention relates to a method for determining a network of tubes in a reference space of a motor vehicle which comprises a plurality of components (C1, C2, C3, C4), said network of tubes comprising a plurality of main tubes (10) extending between two components, the method comprising the following steps implemented by a computer: - for each component, determination of a three-dimensional representation and a posture of the component concerned in the reference space, - each main tube extending from a first connection port of a first component to a second connection port of a second component, determination, for each of the first connection port and the second connection port, of a posture data, and - determination of a path for each main tube by calculating an optimal trajectory extending between the first connection port and the second connection port and taking into account constraints based on the three-dimensional representation and the posture of each component, the posture data of the first connection port and the posture data of the second connection port. Figure for abstract: Fig. 2
Description
La présente invention concerne de manière générale l’agencement des composants d’un véhicule automobile.The present invention generally relates to the arrangement of components of a motor vehicle.
L’invention concerne plus particulièrement un procédé de détermination d’un réseau de tubes dans un espace de référence d’un véhicule automobile.The invention relates more particularly to a method for determining a network of tubes in a reference space of a motor vehicle.
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.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.
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.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.
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.Determining a routing scheme for these networks is quite complex because it requires taking into account quite marked geometric constraints, in particular concerning the available space. This combinatorial method is currently implemented manually by the designer of the motor vehicle.
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.It therefore does not guarantee that the routing schemes of these networks are optimal. Furthermore, due to its manual nature, it takes quite a long time to implement. Finally, a change in the layout of a component or a tube requires rethinking the entire routing diagram of the network concerned.
Afin de remédier aux inconvénients précités, la présente invention propose d’améliorer la détermination des réseaux de tubes dans un véhicule automobile.In order to remedy the aforementioned drawbacks, the present invention proposes to improve the determination of the networks of tubes in a motor vehicle.
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.More particularly, according to the invention, a method is proposed for determining a network of tubes in a reference space of a motor vehicle which comprises a plurality of components, said network of tubes comprising a plurality of main tubes extending between two components, the process comprising the following steps implemented by a computer:
- for each component, determination of a three-dimensional representation and a posture of the component concerned in the reference space,
- each main tube extending from a first connection port of a first component to a second connection port of a second component, determination, for each of the first connection port and the second connection port, of posture data, and
- determination of a path for each main tube by calculating an optimal trajectory extending between the first connection port and the second connection port and taking into account constraints based on the three-dimensional representation and the posture of each component, the posture data of the first connection port and the posture data of the second connection port.
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.Thus, according to the present invention, the trajectory of each of the tubes is determined by taking into account all the data characterizing the reference space and the components it contains. This then makes it possible to optimize the routing diagram of the tube network while respecting the geometric constraints associated with the different components and the reference space.
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 ;
Other advantageous and non-limiting characteristics of the process according to the invention, taken individually or in all technically possible combinations, are as follows:
- calculating the optimal trajectory comprises steps of determining a plurality of trajectories extending between the first connection port and the second connection port, and calculating the optimal trajectory by determining the shortest trajectory allowing the bypassing at least one component present between the first connection port and the second connection port;
- 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 ;
- 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;
- 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 ;
- 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;
- l’étape de détermination de la position optimale de branchement comprend la minimisation d’une abscisse curviligne du tube secondaire ;
- the step of determining the optimal connection position comprises the minimization of a curvilinear abscissa of the secondary tube;
- 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 ;
- 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;
- 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 ;
- 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;
- 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 ;
- the smoothing step includes adjusting each vertex of the broken line by moving the vertex concerned in a sphere of predetermined radius;
- 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 ;
- 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;
- il est prévu une étape de conversion de la ligne brisée lissée en tubes tridimensionnels.- a step of converting the smoothed broken line into three-dimensional tubes is provided.
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.Of course, the different characteristics, variants and embodiments of the invention can be associated with each other in various combinations as long as they are not incompatible or exclusive of each other.
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.The description which follows with reference to the appended drawings, given as non-limiting examples, will make it clear what the invention consists of and how it can be carried out.
Sur les dessins annexés :On the attached drawings:
Un véhicule automobile comporte classiquement un châssis qui supporte de nombreux équipements, parmi lesquels un moteur à combustion interne.A motor vehicle conventionally comprises a chassis which supports numerous pieces of equipment, including an internal combustion engine.
Les différents équipements comportent eux-mêmes différents composants.The different pieces of equipment themselves have different components.
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.Taking the example of 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. Among these components, we find for example (and not exhaustively) an oil pan, a water pump, a fan, a starter, etc.
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.Some of the elements and components of the motor vehicle, in particular in the internal combustion engine, are connected together by tubes in order to allow the circulation of coolant, the circulation of air, the circulation of lubricant or even the passage of electrical conductors.
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.In this description, “tube” means a pipe allowing the circulation of air, coolant, lubricant or the passage of electrical cables between two components.
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.We will be more particularly interested here in the network of hoses (allowing the circulation of a fluid), but the invention could be applied to all networks.
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.In a motor vehicle, the hoses must be arranged in a constrained space so as to occupy a minimum of space while ensuring optimal operation of the elements of the motor vehicle.
La présente invention vise donc à agencer un réseau de durites qui soit optimal. Dans cette description, on considèrera qu’un réseau de durites est formé de différentes portions de durites s’étendant entre les différents composants du véhicule automobile.The present invention therefore aims to arrange a network of hoses which is optimal. In this description, we will consider that a network of hoses is formed of different portions of hoses extending between the different components of the motor vehicle.
La
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.For illustration purposes, 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.
Comme cela est visible sur la
Tout d’abord, il comprend une pluralité de durites principales 10. Les durites principales 10 forment une portion principale du réseau 1A de durites.First of all, it comprises a plurality of main hoses 10. The main hoses 10 form a main portion of the network 1A of hoses.
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.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.
Les durites principales 10 présentent généralement les diamètres les plus élevés (parmi la pluralité de durites).The main hoses 10 generally have the largest diameters (among the plurality of hoses).
Il est ensuite prévu une pluralité de durites secondaires 20. Les durites secondaires 20 forment une portion secondaire du réseau 1A de durites.A plurality of secondary hoses 20 are then provided. The secondary hoses 20 form a secondary portion of the network 1A of hoses.
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.Each secondary hose 20 extends either between two components 5, 6, or between a component 5, 6 and a main hose 10. In the latter case, a junction 15 makes it possible to connect the secondary hose 20 to the main hose 10. in other words, each junction 15 corresponds to a T-shaped branch of the network 1A, at which a secondary hose 20 is connected to a main hose 10 of larger section.
Dans l’exemple de la
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.Here, each tertiary hose 30 extends between a component 7 and a secondary hose 30. A T-shaped junction 25 then makes it possible to connect the tertiary hose 30 to the secondary hose 20. In other words, each junction 25 corresponds to a branch of the network 1A of hoses at which a tertiary hose 30 is connected to a secondary hose 20 of larger section.
Bien entendu, une durite tertiaire pourrait également s’étendre entre deux composants.Of course, a tertiary hose could also extend between two components.
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
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.The method according to the invention described below aims to determine the optimal trajectory of each hose 10, 20, 30 of the network 1A in the reference space 1.
Cette détermination est ici réalisée à l’aide d’une unité de traitement informatique, ci-après appelée calculateur.This determination is made here using a computer processing unit, hereinafter called a calculator.
Ce calculateur comporte classiquement un processeur, une mémoire et différentes interfaces d'entrée et de sortie.This calculator conventionally comprises a processor, a memory and different input and output interfaces.
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.Thanks to its input interfaces, the computer is adapted to receive different data, typically data concerning the three-dimensional representation and the posture of the components, posture data of each connection port, etc.
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.In this description, the term “posture” of a component means the positioning of this component, in reference space 1, in a predefined spatial position, and in a predetermined orientation. The posture data of each connection port then corresponds to the spatial position and the predefined orientation for the connection of the hose at the connection port. The predefined orientation for the connection of the hose corresponds in practice to the departure and arrival tangents at the connection ports of the hose concerned.
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.Thanks to its output interfaces, the computer is adapted to transmit data concerning the determined optimal trajectory of each hose 10, 20, 30 of the network 1A.
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.Thanks to its memory, the computer stores a computer application, made up of computer programs comprising instructions whose execution by the processor allows the computer to implement the process described below.
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.Generally speaking, the method according to the invention aims to make it possible to determine the optimal trajectories of the hoses 10, 20, 30 in the network 1A of hoses. This determination takes into account the geometry of the reference space 1, a three-dimensional representation (i.e. the shape and dimensions) and the posture of each component 2, 3, 4, 5, 6 , 7, C1, C2, C3, C4, C5 included in reference space 1, and data on the connection posture of the hoses on these components 2, 3, 4, 5, 6, 7, C1, C2, C3 , C4, C5. The method according to the invention then makes it possible to optimize the path of each hose of the 1A network in the reference space.
Sur la
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.It is assumed at this stage that the geometry of the reference space 1 in which the network 1A must be integrated is known and recorded in the computer memory.
Comme le montre la
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.During this step, the computer also determines, for each connection port P1, P2, P3 on each component C1, C2, C3, C4, C5, associated posture data. For each connection port P1, P2, this posture data includes the position, in reference space 1, of the entrance to the connection port P1, P2, P3. It also includes orientation data concerning the connection of a hose 10, 20, 30 to this connection port P1, P2, P3. This orientation data is for example represented by a vector illustrating a connection direction of the hose on this connection port. In other words, this vector indicates the connection tangent to be respected at each connection port P1, P2, P3.
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.Finally, the calculator also determines a routing diagram for the 1A network of hoses. This routing diagram lists all the connections to be made using hoses between the identified components. The routing diagram also indicates the type of each hose, i.e. main hose 10, secondary hose 20, etc.
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.In practice, all the information available to the computer in step E2 is for example transmitted to the computer in the form of a table which lists all of this data.
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.Typically, this table indicates that port 2B of component 2 should be connected to port 3A of component 3 using a main hose.
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.The computer then implements steps for determining the network 1A of hoses, that is to say determining, for each hose 10, 20, 30, the optimal trajectory for connecting a first connection port P1 to a second connection port P2.
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.To do this, in step E4, the calculator breaks down the network 1A of hoses according to a predefined construction hierarchy. Thus, as is visible in the following, according to this decomposition, the construction of the network 1A of hoses begins by determining the trajectories of the main hoses 10 of largest diameter. Then, the computer proceeds to determine the trajectories of the secondary hoses 20 and finally that of the trajectories of the tertiary hoses 30. In this step E4, the computer defines, as it were, the construction plan of the network 1A of hoses. This construction hierarchy is in practice possible to implement here because the steps for tracing the network 1A of hoses described below are implemented digitally by the computer.
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 TBentre les ports de raccordement P1, P2 (un exemple d’une telle ligne brisée est représenté sur la
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.In practice, several configurations must be considered in this step to determine the route of the optimal trajectory of each main hose 10 between the first connection port P1 of a first component C1 and the second connection port P2 of a second component C2 .
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 [P1P2] 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 [P1P2].In a first configuration (not shown), the space between the first connection port P1 of the first component C1 and the second connection port P2 of the second component C2 is free, that is to say that the segment [P1P2] does not present any intersection with any other element (component or other hose) of reference space 1. In this case, the optimal trajectory of the hose concerned is represented (and traced) by the segment [P1P2].
Dans une deuxième configuration, représentée sur la
Ici aussi, la trajectoire repose en partie sur le tracé du segment [P1P2]. Cependant, les portions de ce segment traversant ici les composants C3, C4 sont remplacées par des portions modifiées contournant les composants C3, C4 (
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.In practice, the calculator implements this bypass of the components by ensuring that each modified portion is as short as possible. It then determines a plurality of trajectories allowing the bypass of components C3, C4. Among this plurality of trajectories, the computer selects the shortest trajectory allowing the components to be bypassed while following them.
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).This is for example implemented via a Djikstra algorithm by considering that the surface of the component crossed is decomposed into a plurality of portions (the plurality of trajectories introduced above) allowing its bypass (by following it) . More details on Djikstra's algorithm can be found in the article by Dijkstra, EW, “ A note on two problems in connection with graphs ”, Numer. Math. 1, 269–271 (1959).
Ainsi, dans cette configuration, comme représenté sur la
Dans une troisième configuration, représentée sur la
La détermination de la trajectoire optimale de chaque durite principale 10 se base ici aussi sur le segment [P1P2] défini entre le premier port de raccordement P1 du premier composant C1 et le deuxième port de raccordement P2 du deuxième composant C2.The determination of the optimal trajectory of each main hose 10 is also based here on the segment [P1P2] defined between the first connection port P1 of the first component C1 and the second connection port P2 of the second component C2.
Le contournement du composant C3 se fait de la même façon que sur la
En pratique, le calculateur définit deux distances par rapport au segment [P1P2].In practice, the calculator defines two distances relative to the segment [P1P2].
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
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.On the other hand, the calculator also defines another distance d, extending between the second connection port P2 of the second component C2 and point B.
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%.In order to determine the optimal trajectory of the main hose 10 in this configuration, the computer determines the ratio between the other distance d and the total distance D. This ratio d/D is then compared to a predetermined value. This predetermined value is for example less than 30%. Preferably, this predetermined value is between 10 and 30%.
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
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 [P1P2], en émergeant du deuxième composant C2 directement par le point A.In the case where the ratio d/D is greater than the predetermined value, the second connection port P2 of the second component is therefore considered to be connected via point A. The optimal trajectory of the main hose 10 follows the segment [P1P2 ], emerging from the second component C2 directly through point A.
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.Finally, in this third configuration, the optimal trajectory corresponds to that which allows the main hose 10 to “exit” the second component C2 with a portion of this main hose 10 which passes through the component as short as possible.
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 TBs’étendant entre le premier port de raccordement P1 et le deuxième port de raccordement P2 est représenté sur la
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).According to the construction plan established in step E4, the calculator then determines a path representing the optimal trajectory of each secondary hose 20 (step E8).
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.For the secondary hoses extending between two flat connection ports respectively with two components, the three configurations described for the main hoses 10 apply in the same way.
Pour les durites secondaires 20 s’étendant entre un port de raccordement P3 présent sur un composant C5 et une durite principale 10 (
De manière générale, le raccordement peut être effectué à tout endroit de la durite principale 10 concernée.Generally speaking, the connection can be made at any location on the main hose 10 concerned.
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 (
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).According to a first embodiment, the calculator minimizes the length of the secondary hose 20 by minimizing its curvilinear abscissa. For this, the calculator implements for example a genetic algorithm making it possible to test a plurality of possible configurations for the connection of the secondary hose 20 and to obtain a configuration which approaches the optimal configuration (an infinity of connection possibilities being possible in this case).
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.More concretely, the computer can implement this algorithm for a limited time interval (for example a few minutes) and selects the trajectory of the secondary hose 20 having the minimum curvilinear abscissa among all those determined during this limited time interval. .
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.Alternatively, the computer can test a limited number of connection configurations for the secondary hose 20 and select the trajectory of the secondary hose 20 having the minimum curvilinear abscissa among all those determined. For example, the calculator tests several thousand connection configurations for secondary hose 20.
Selon un deuxième mode de réalisation, représenté sur la
Sur la
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.The optimal trajectory of the secondary hose 20 is therefore that, among the finite number of possible junctions, making it possible to minimize the length of the secondary hose 20.
Par exemple, dans le cas de la
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.Finally, at the end of step E8, the computer therefore determined, in the form of broken lines, the layout of the trajectories of the secondary hoses listed in the routing diagram obtained in step E2.
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.According to the construction plan established in step E4, the calculator then 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.
De manière générale, le tracé des durites, autres que les durites principales, s’effectue selon les méthodes décrites précédemment pour les durites secondaires.Generally speaking, the routing of hoses, other than the main hoses, is carried out according to the methods described previously for secondary hoses.
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.Finally, following the implementation of steps E2 to E10, the computer has a representation of the network 1A of hoses in the form of broken lines T B.
Comme le montre la
Cette étape de lissage comprend alors l’ajustement de chaque sommet de la ligne brisée TBpar déplacement du sommet concerné dans une sphère S de rayon prédéterminé (
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.In practice, this adjustment (and therefore this displacement of the initial position of each vertex of the broken line T B ) is implemented by minimization of a cost function. This cost function is for example the curvilinear length of the pipe. In this case, the optimization of the cost function aims to smooth the pipe around an initial configuration formed of broken lines.
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).This minimization of the cost function is notably achieved by imposing certain implementation constraints. Thus, 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 during the three-dimensional manufacture of the network 1A of hoses) or even to prevent overlapping between the hoses (also not possible during three-dimensional manufacturing).
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.In addition, the calculator can also require respecting the orientation data (i.e. the departure and arrival tangents at the connection of the hoses) at the connection ports.
Afin que le tracé lissé (noté TLsur la
Ainsi, à l’issue de l’étape E12, 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
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.In practice, the calculator can implement several successive adjustment steps, for example by starting by imposing constraints relating to the total length of the hose network and on non-overlaps, then by requiring compliance with the orientation data at the connection ports.
Puis, à l’étape E14, le calculateur transforme les lignes brisées lissées TLen durites tridimensionnelles. En pratique, le calculateur ajoute une donnée de diamètre à chaque ligne brisée lissée TLde manière à obtenir une représentation tridimensionnelle du réseau 1A de durites. Cette étape est par exemple ici mise en œuvre par extrusion.Then, in step E14, the computer transforms the smoothed broken lines T L into three-dimensional hoses. In practice, the calculator adds diameter data to each smoothed broken line T L so as to obtain a three-dimensional representation of the network 1A of hoses. This step is for example implemented here by extrusion.
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.In step E16, the computer transmits the instructions for manufacturing the network 1A of hoses according to the three-dimensional representation determined in step E14.
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).This network 1A of hoses is then manufactured with the components that connect the hoses in reference space 1, before being installed in the motor vehicle (step E18).
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.Thus, advantageously according to the invention, the route 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 rapid correction of the layout in the event of layout modifications.
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.In addition, the trajectory of each of the hoses is determined taking into account all the data characterizing the reference space, thus making it possible to optimize the routing scheme of the hose network while respecting geometric constraints.
Claims (10)
- 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).Method for determining a network (1A) of tubes in a reference space (1) of a motor vehicle which comprises a plurality of components (2, 3, 4, 5, 6, 7, C1, C2, C3, C4, C5), said network (1A) of tubes comprising a plurality of main tubes (10) extending between two components (2, 3, 4, C1, C2, C3, C4), the method comprising the following steps implemented by a calculator:
- for each component (2, 3, 4, C1, C2, C3, C4), determination of a three-dimensional representation and a posture of the component (2, 3, 4, C1, C2, C3, C4) concerned in the reference space (1),
- each main tube (10) extending from a first connection port (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, P1) of a first component (2, 3, 4, C1, C2, C3, C4 ) to a second connection port (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, P2) of a second component (2, 3, 4, C1, C2, C3, C4), determination, for each of first connection port (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, P1) and the second connection port (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, P2), posture data, and
- determination of a path for each main tube (10) by calculating an optimal trajectory extending between the first connection port (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, P1) and the second connection port (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, P2) and taking into account constraints based on the three-dimensional representation and the posture of each component (2, 3, 4, C1, C2, C3, C4), of the data posture data of the first connection port (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, P1) and the posture data of the second connection port (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, P2).
- 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).Method according to claim 1, in which the calculation of the optimal trajectory comprises steps of:
- determination of a plurality of trajectories extending between the first connection port (P1) and the second connection port (P2), and
- calculation of the optimal trajectory by determining the shortest trajectory allowing the bypass of at least one component (C3, C4) present between the first connection port (P1) and the second connection port (P2).
- 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.Method according to claim 1 or 2, in which, the second connection port (P2) being located set back from a general surface of the second component (C2), towards the interior of said second component (C2), there are provided steps of:
- drawing of a segment between the first connection port (P1) and the second connection port (P2),
- selection of a portion (AB) of a straight line passing through the segment and corresponding to the crossing of the second component (C2),
- determination of a smallest distance (d) between the second connection port (P2) and the end of the portion (AB) of the segment which is furthest from the first connection port (P1), and
- calculation of the optimal trajectory by comparison of the ratio between said distance (d) and the length (D) of the portion of the segment at a predetermined value.
- 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.Method according to claim 4, in which the step of determining the optimal connection position comprises steps of:
- discretization of the main tube (10) into a plurality of sub-portions,
- determination, for each discretized sub-portion, of an associated branching position,
- determination of the optimal connection position by selection of the determined connection position minimizing the length of the secondary tube (20) among the connection positions determined for each discretized sub-portion.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| FR2212120A FR3142270A1 (en) | 2022-11-21 | 2022-11-21 | Method for determining a network of tubes in a reference space of a motor vehicle |
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| FR2212120A FR3142270A1 (en) | 2022-11-21 | 2022-11-21 | Method for determining a network of tubes in a reference space of a motor vehicle |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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