Brevet FR3003056A1 — publié le 20140912

PROCÉDÉ DE CONCEPTION D'UN VÉHICULE AUTOMOBILE PAR REPRÉSENTATION DE CONTRAINTES LIÉES À DES ÉLÉMENTS DE TRANSMISSION L'invention a trait à un procédé servant à identifier des contraintes de positionnement d'éléments structurels d'une carrosserie d'un véhicule automobile par rapport à un élément de transmission transversal. L'invention a également trait à un procédé de fabrication d'un véhicule utilisant ledit procédé, ainsi qu'à un véhicule automobile issu d'un tel procédé de fabrication. Un élément de transmission transversal sert de liaison entre un arbre de transmission longitudinal et un train avant/arrière d'un véhicule automobile. Le train avant d'un véhicule comprend un ensemble d'éléments mécaniques, parmis lesquels se trouvent la suspension, les roues, les moyeux, freins et organes de direction. Dans le cas d'un véhicule à transmission arrière ou intégrale, le train arrière dénomme un ensemble d'éléments mécaniques similaires situés à l'arrière du véhicule. L'arbre de transmission longitudinal est généralement orienté selon l'axe principal du véhicule et sert à transmettre un mouvement de rotation généré par le groupe motopropulseur du véhicule à l'élément de transmission transversal. Finalement, ce dernier met les roues du véhicule en rotation à travers le train avant et/ou arrière. Un élément de transmission transversal comprend une partie centrale qui est reliée à l'arbre de transmission longitudinal. La position verticale de la partie centrale dépend en général du groupe motopropulseur. Pour un groupe motopropulseur donné, le point de liaison entre le groupe motopropulseur et l'arbre de transmission longitudinal est figé, ce qui fixe également le plan dans lequel l'élément de transmission transversal est installé. Lors de la conduite du véhicule, la position de la partie centrale est généralement indépendante des mouvements du train avant et ou arrière à laquelle l'élément de transversal est relié. Cependant, cette position peut varier légèrement sous l'effet de vibrations originaires du groupe motopropulseur. L'élément de transmission transversal comprend également des parties latérales gauche et droite. Lors de la conduite du véhicule, les parties latérales suivent généralement les mouvements induits par des attaques de la suspension du train avant/arrière. En plus elles sont soumises aux mêmes vibrations que la partie centrale. Le volume occupé par l'élément de transmission transversale n'est donc pas statique pour un véhicule. Lors de la conduite du véhicule, l'élément transmission transversale occupe potentiellement un volume plus important, c'est le volume débattu par l'élément transversal. Il est important que ce volume débattu ne soit pas encombré par d'autres éléments, notamment des éléments de structure de la carrosserie. Le volume débattu par un élément de transmission donné dépend du type de groupe motopropulseur, du type de train avant/arrière ainsi que de la largeur du véhicule. Un modèle de véhicule donné, caractérisé extérieurement par sa silhouette caractéristique, est généralement conçu pour être équipé d'un groupe motopropulseur et d'un train avant/arrière choisi parmi un ensemble de groupes motopropulseurs et de trains avant/arrière. Afin de faciliter la production de tels véhicules, les éléments de structure communs à toutes les configurations sont de préférence disposés de façon à ne pas encombrer le volume débattu par chacun des éléments de transmission transversales, dans chaque combinaison liant un groupe motopropulseur spécifique à un train avant/arrière spécifique. Un calcul de tous les volumes débattus par un élément de transmission transversal en fonction d'un choix de combinaisons liant une multitude de groupes motopropulseurs à une multitude de trains avant/arrière exhibe rapidement une complexité prohibitive. La complexité géométrique des pièces mécaniques en question ainsi que le nombre de combinaisons possibles requiert généralement plusieurs dizaines de journées de calculs assistés par ordinateur. Le document de brevet FR 2 907 936 décrit un procédé d'aide au positionnement relatif d'objets 3D. Ce procédé d'aide au positionnement se base sur l'analyse des contraintes liées à la position relative d'un premier et d'un second objet dans un système donné. Le procédé divulgué utilise des représentations numériques des deux objets afin d'en calculer les positions relatives. Le procédé permet de respecter des contraintes géométriques et/ou mathématiques. L'invention décrite dans le cas précis du document FR 2 907 936 est particulièrement adaptée lors d'un placement d'un ensemble propulsif, à savoir le mât, au sein d'une partie d'un aéronef. L'étude de la contrainte du mât s'effectue au travers d'une représentation filaire qui est facile à manipuler. En effet, celle-ci peut être mémorisée comme modèle paramétrique et peut ainsi être exportée pour être utilisée dans un autre modèle paramétrique ou dans une autre application, ce qui permet à différents intervenants de prendre part à l'étude. Une fois qu'il a été établi que le mât peut être réalisé, d'autres études, telles que des études surfaciques ou volumiques, sont conduites. Un inconvénient de ce procédé connu est qu'il est nécessaire d'obtenir l'ensemble des représentations numériques de l'objet à positionner dans un système donné, ce qui est une tâche relativement lourde car nécessitant d'englober l'entièreté des paramètres. Cela nécessite également un temps de calcul considérable. L'objectif de la présente invention est de proposer une solution palliant au moins un des inconvénients connus de l'art antérieur. Il est un objet de l'invention de proposer un procédé de conception visant à identifier rapidement le volume débattu d'un élément de transmission transversale qui est le plus contraignant par rapport à un élément de structure donné. Il s'agit donc d'identifier indirectement la combinaison de groupe motopropulseur et de train avant/arrière qui engendre l'élément de transmission en question. Il est également un objet de l'invention de proposer un procédé de fabrication d'un véhicule automobile qui se base sur le procédé de conception proposé, ainsi qu'un véhicule automobile issu d'un tel procédé de fabrication. L'invention a pour objet un procédé de conception de la structure d'un véhicule automobile. Le procédé comprend les étapes de - mise à disposition d'un ensemble d'éléments de transmission transversale dans lequel chaque élément de transmission comprend une partie centrale destinée à être reliée à un groupe motopropulseur du véhicule, et des parties latérales destinées à être reliées à un train avant ou arrière du véhicule ; - mise à disposition d'une représentation des contraintes volumiques de débattement engendrées par chaque élément dudit ensemble ; - parmi les éléments dudit ensemble, identification de l'élément de transmission transversale le plus contraignant par rapport à au moins un élément de structure du véhicule, à base de ladite représentation de chaque élément. Le procédé est remarquable en ce que la représentation comprend essentiellement les positions extrêmes que la partie centrale et les parties latérales peuvent prendre. Les positions extrêmes peuvent de préférence être identifiées dans le référentiel lié au groupe motopropulseur, ou dans le référentiel de la carrosserie du véhicule. De préférence, la représentation peut comprendre, pour chaque partie latérale d'un élément de transmission transversale, au moins deux fibres neutres. Une première fibre neutre représente de manière préférée une première position et une deuxième fibre neutre représente avantageusement une deuxième position d'une partie latérale de l'élément de transmission transversale. De préférence, la première position peut correspondre à une attaque maximale d'un train avant ou arrière relié à l'élément de transmission transversale. De même, la deuxième position peut préférentiellement correspondre à une détente maximale d'un train avant ou arrière relié à l'élément de transmission transversale. L'élément structurel peut avantageusement être un élément de la carrosserie du véhicule automobile. L'invention a également comme objet un dispositif comprenant des moyens adaptés à la mise en oeuvre de chacune des étapes du procédé selon l'invention. Le dispositif peut de préférence être un ordinateur comprenant des moyens de processeurs et une mémoire. Les moyens processeurs sont configurés de façon à mettre en oeuvre les étapes du procédé selon l'invention. L'invention a également comme objet un programme d'ordinateur comprenant des instructions adaptées à la mise en oeuvre des étapes du procédé selon l'invention. Quand les instructions sont lues et exécutées par un ordinateur comprenant des moyens processeurs et une mémoire, celui-ci est amené à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. L'invention a également comme objet un procédé de fabrication d'un véhicule automobile. Le procédé est remarquable en ce que l'élément de transmission transversale du véhicule est déterminé par rapport à un élément de structure du véhicule, en utilisant le procédé de conception décrit et conforme à l'invention. En outre, l'invention a comme objet un procédé de fabrication d'un véhicule automobile qui est remarquable en ce que la position d'au moins un élément de structure du véhicule est déterminée par rapport à l'élément de transmission transversale identifié par le procédé de conception conforme à l'invention. Finalement, l'invention a pour objet un véhicule automobile comprenant au moins un élément de transmission transversale et au moins un élément de structure. Le véhicule est remarquable en ce qu'il est fabriqué en utilisant un des procédés de fabrication conformes à l'invention. Le procédé de conception selon la présente invention permet d'identifier rapidement l'élément de transmission transversale le plus contraignant par rapport à son environnement, parmi un ensemble de choix possibles. Chaque élément dans l'ensemble de choix possibles représente la combinaison d'un groupe motopropulseur spécifique avec un train avant/arrière spécifique, pour un véhicule d'une largeur donnée. Le procédé utilise une représentation des position extrêmes que les extrémités de l'élément de transmission transversale peuvent prendre. Pour l'élément de transmission identifié à base de cette représentation, une représentation du volume débattu, prenant en compte la géométrie exacte de l'élément de transmission, peut ensuite être calculée de manière connue. La réduction en termes de temps de calcul est importante par rapport à des procédés connus. Les volumes débattus exacts ne seront créés que pour le ou les éléments de transmission qui sont les plus contraignants par rapport à leur environnement. Un élément de structure placé en conformité avec l'élément de transmission transversal ainsi retenu respectera à fortiori les contraintes volumiques de tous les autre choix d'éléments de transmission transversales possibles. Si, pour un modèle de véhicule donné, une nouvelle combinaison de groupe motopropulseur avec un dispositif de train avant/arrière devient disponible, le procédé permet d'identifier rapidement si les contraintes structurelles existantes de la carrosserie permettent d'intégrer l'élément de transmission correspondant à la nouvelle combinaison, ou si au contraire, un élément de structure devra être modifié. Grâce au procédé selon la présente invention, ceci est rendu possible sans passer par le calcul exact du volume débattu de l'élément de transmission transversal. Potentiellement, le procédé de conception selon l'invention permet de fabriquer des éléments structurels de carrosseries uniques qui permettent l'installation d'une vaste panoplie de combinaisons entre des groupes motopropulseurs et des trains avant/arrière. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un groupe motopropulseur, un arbre de transmission latérale et un élément de transmission transversale d'un véhicule; - la figure 2a représente une vue de face d'un élément de transmission transversale ; - la figure 2b représente une représentation possible en fibres neutres des contraintes volumiques imposées par un élément de transmission transversale ; - la figure 3 illustre des représentations de contraintes imposées par les parties latérales d'un ensemble d'éléments de transmission transversales ; - la figure 4 illustre schématiquement les étapes principales du procédé de conception selon la présente invention. La figure 1 donne une illustre schématique d'une coupe longitudinale d'un véhicule 01 vu d'en haut. Un groupe motopropulseur 03 génère un mouvement de rotation qui est transmis par un arbre de transmission longitudinal 05 vers l'avant du véhicule. Le train avant, illustré par les roues 04, mais qui comprend également les freins et les suspensions, se situe dans la partie avant du véhicule illustré. Le mouvement rotatif de l'arbre de transmission longitudinal est transmis vers l'élément de transmission transversal 06 au niveau de la liaison 07. L'élément de transmission 06 comprend une partie centrale 08 ainsi que deux parties latérales 09, qui permettent de mettre en rotation les roues 04. La position verticale de la partie centrale 08 dépend en général de la position du groupe motopropulseur 03. Pour un groupe motopropulseur donné, le point de liaison entre le groupe motopropulseur 03 et l'arbre de transmission longitudinal 05 est figé, ce qui fixe également le plan dans lequel l'élément de transmission transversal 06 est installé. Lors de la conduite du véhicule, la position verticale de la partie centrale 08 est généralement indépendante des mouvements du train avant et ou arrière à laquelle l'élément de transmission transversale est relié. Cependant, elle peut varier légèrement sous l'effet de vibrations originaires du groupe motopropulseur. Les parties latérales 09 sont aptes à suivre les mouvements induits par des attaques de la suspension du train avant/arrière 04. En plus elles sont soumises aux mêmes vibrations que la partie centrale 08. Le volume occupé par l'élément de transmission transversale n'est donc pas statique pour un véhicule. Lors de la conduite du véhicule, l'élément de transmission transversale occupe potentiellement un volume plus important, c'est le volume débattu par l'élément transversal. Il est important que ce volume débattu ne soit pas encombré par d'autres éléments, notamment des éléments de structure de la carrosserie. La figure 2a donne une illustration isolée d'un élément de transmission transversale 16. L'élément de transmission transversale comprend une partie centrale 18, ainsi que des parties latérales 19. Il est apte à être relié au niveau du carter 17 à l'arbre de transmission longitudinal. Le calcul exact d'un volume débattu de l'élément de transmission transversale 16 est une tâche complexe qui prend en compte toutes les positions possibles que chaque point de l'élément 16 peut occuper, en fonction des mouvements qu'il peut subir. Selon le procédé de la présente invention, une représentation des contraintes volumiques de débattement engendrées par l'élément de transmission correspond par exemple au modèle paramétrique 100 représenté par la figure 2b. A partir du point 170, qui correspond au point de liaison avec l'arbre de transmission longitudinal, l'espace occupé par la partie centrale est représenté par les traits 181 et 182 respectivement. La partie centrale, qui n'est pas soumise aux mouvements du train avant, s'étend du point 183 au point 184. Les points 191 et 193 correspondent aux positions que les extrémités des parties latérales prennent en réponse à une attaque maximale du train avant relié à l'élément de transmission transversale. Similairement les points 192, 194 représentent la position des extrémités des parties latérales de l'élément de transmission quand aucune force n'est appliquée sur le train avant relié. Cette position correspond à une détente maximale. Les traits 194, 196 et 195, 197 modélisent respectivement l'espace occupé par les parties latérales dans les différentes positions extrêmes. En considérant la partie droite de la figure 2b, la distance verticale entre les points 191 et 192 donne l'amplitude maximale d'un mouvement de la partie latérale de l'élément de transmission. La représentation 100 comprend essentiellement les positions extrêmes que la partie centrale et les parties latérales de l'élément de transmission peuvent prendre. Chacun des traits 181, 182, 194, 195, 196, 197 peut de préférence représenter un modèle de type fibre neutre. Les dimensions des traits et les positions des points extrêmes de la représentation peuvent être obtenues par une modélisation paramétrique de l'élément de transmission en question. A titre d'exemple, la figure 3 illustre des représentations correspondantes pour un ensemble de deux éléments de transmissions transversales. Seule la partie latérale droite est illustrée pour des raisons de clarté. Il devient évident que l'élément de transmission représenté par le modèle 200 est l'élément le plus contraignant par rapport à un élément structurel qui devra être placé dans le plan Pi. De même, l'élément de transmission représenté par le modèle 300 est l'élément le plus contraignant par rapport à un élément structurel qui est à placer dans le plan P2. Ces informations sont obtenues sans devoir passer par le calcul complexe des volumes débattus complets, ce qui marque un gain de temps de calcul important. La sélection de l'élément le plus contraignant par rapport à un emplacement donné, ou par rapport à un élément structurel de la carrosserie donné, devient possible à l'aide d'algorithmes de recherche connus. La figure 4 illustre les principales étapes du procédé selon la présente invention, dans une réalisation préférée. Dans une première étape 20, un ensemble d'éléments de transmission transversale est mis à disposition. Chaque élément de transmission comprend une partie centrale destinée à être reliée à un groupe motopropulseur du véhicule, et des parties latérales destinées à être reliées à un train avant ou arrière du véhicule. Dans une deuxième étape 30 une représentation des contraintes volumiques de débattement engendrées par chaque élément dudit ensemble est mise à disposition. De préférence cette représentation peut être obtenue selon la méthode des fibres neutres. Lors de l'étape 40, le procédé identifie parmi les éléments dudit ensemble l'élément de transmission transversale le plus contraignant par rapport à au moins un élément de structure du véhicule. Cette opération se fait à base de ladite représentation de chaque élément. La représentation de chaque élément comprend essentiellement les positions extrêmes que la partie centrale et les parties latérales peuvent prendre. Il n'est pas nécessaire de calculer le volume débattu exact pour chaque élément de transmission. Le procédé peut avantageusement être mis en oeuvre par un programme informatique qui comprend des instructions adaptées à la mise en oeuvre des étapes du procédé. Quand les instructions sont lues et exécutés par un ordinateur, ce dernier est amené à mettre en oeuvre le procédé. Lors de la fabrication d'un véhicule automobile, le procédé de conception selon la présente invention permet de déterminer le placement d'un élément de structure de façon à ne pas encombrer l'espace potentiellement occupé par un ensemble d'éléments de transmissions transversales possibles. Chaque élément de cet ensemble correspond à une combinaison d'un groupe motopropulseur spécifique avec un train avant/arrière spécifique. REVENDICATIONS1. Procédé de conception de la structure d'un véhicule automobile, le procédé comprenant les étapes de - mise à disposition d'un ensemble d'éléments de transmission transversale dans lequel chaque élément de transmission comprend une partie centrale destinée à être reliée à un groupe motopropulseur du véhicule, et des parties latérales destinées à être reliées à un train avant ou arrière du véhicule (20); - mise à disposition d'une représentation des contraintes volumiques de débattement engendrées par chaque élément dudit ensemble (30); - parmi les éléments dudit ensemble, l'identification de l'élément de transmission transversale le plus contraignant par rapport à au moins un élément de structure du véhicule, à base de ladite représentation de chaque élément (40); caractérisé en ce que ladite représentation comprend essentiellement les positions extrêmes que la partie centrale et les parties latérales peuvent prendre. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'obtention de ladite représentation comprend le calcul, pour chaque partie latérale d'un élément de transmission transversale, d'au moins deux fibres neutres. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que une première fibre neutre représente une première position et une deuxième fibre neutre représente une deuxième position d'une partie latérale de l'élément de transmission transversale. 4. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que la première position correspond à une attaque maximale d'un train avant ou arrière relié à l'élément de transmission transversale, et en ce que la deuxième position correspond à une détente maximale d'un train avant ou arrière relié à l'élément de transmission transversale. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément structurel est un élément de la carrosserie d'un véhicule automobile. 6. Dispositif comprenant des moyens adaptés à la mise en oeuvre de chacune des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7. Programme d'ordinateur comprenant des instructions adaptées à la mise en oeuvre des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 8. Procédé de fabrication d'un véhicule automobile, caractérisé en ce que l'élément de transmission transversale du véhicule est déterminé par rapport à un élément de structure en utilisant le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 9. Procédé de fabrication d'un véhicule automobile, caractérisé en ce que la position d'au moins un élément de structure du véhicule est déterminée par rapport à l'élément de transmission transversale identifié par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 10. Véhicule automobile comprenant un élément de transmission transversal et un élément de structure, caractérisé en ce qu'il est fabriqué en utilisant le procédé selon une quelconque des revendications 8 ou 9.