The vehicle manufacturing sector is constantly evolving, and corporations are fully aware of increased consumer expectations for both driver and passenger´s comfort. SCANIA CV AB, as one of the largest Swedish manufacturers of commercial vehicles, has put an emphasis on this area. To guarantee these high-quality standards, several tests are conducted daily. Within this framework, this project aims to gain a better understanding of the phenomena associated with steering wheel vibrations. This project has an experimental focus on recreating sensitive driving conditions and addressing the vibration transfer paths to the main user interface such as the steering wheel. As widely known, the main problems related to vibrations come from resonance excitations. The most obvious solution would be to simply avoid matching any system´s eigenmodes with external excitations. Considering broadband excitations such as bumpy roads or engine vibrations, it is very unlikely that none of the critical frequencies is triggered. A better and more realistic idea would be minimizing the effects of these resonances by structural optimization. However, to do so, the eigenmodes should first be addressed. For this purpose, this project focused on identifying the annoying frequencies triggered while recreating sensitive driving scenarios. These sensitive scenarios were identified by Scania as circumstances in which the steering wheel feel gets altered. Specifically, it was decided to focus on road-induced vibrations, wheel-induced vibrations and engine-induced vibrations. The main findings show that during these tests, some resonances are triggered and interesting features are captured on the steering wheel. / Fordonstillverkningssektorn växer ständigt och företag är fullt medvetna om ökade konsumentförväntningar på både förarens och passagerarnas komfort. SCANIA CV AB, som en av de största svenska tillverkarna av kommersiella fordon, har lagt vikt vid detta område. För att garantera dessa högkvalitativa standarder genomförs flera tester dagligen.Inom denna ram syftar detta projekt till att få en bättre förståelse för de fenomen som är förknippade med rattvibrationer. Detta projekt har ett experimentellt fokus på att återskapa känsliga körförhållanden och adressera vibrationsöverföringsvägarna till huvudanvändargränssnittet, såsom ratten. Som allmänt känt kommer de största problemen relaterade till vibrationer från resonansexcitationer. Den mest uppenbara lösningen skulle vara att helt enkelt undvika att matcha något systems egenmoder med externa excitationer. Med tanke på bredbandsexcitationer som gropiga vägar eller motorvibrationer är det mycket osannolikt att ingen av de kritiska frekvenserna utlöses. En bättre och mer realistisk idé skulle vara att minimera effekterna av dessa resonanser genom strukturell optimering. För att göra det bör egenmoden först behandlas. För detta ändamål fokuserade detta projekt på att identifiera de irriterande frekvenser som triggades samtidigt som känsliga körscenarier återskapades. Dessa känsliga scenarier identifierades av Scania som omständigheter där rattkänslan förändras. Specifikt beslutades att fokusera på väginducerade vibrationer, hjulinducerade vibrationer och motorinducerade vibrationer. Huvudfynden visar att under dessa tester triggas vissa resonanser och intressanta funktioner fångas på ratten.

The development needs of handling and ride vehicle dynamic characteristics are constantly evolving, crucial for safety and comfortable commute since many active safety and driver assistance systems depend on these characteristics. Ride improvements enhance passenger comfort, which plays a significant role in quality and brand value. Chassis and suspension systems greatly influence these vehicle dynamic characteristics. These systems should provide stability, high precision and a high degree of adaptive performance with quick response time. One of the ways to achieve these demands is by incorporating mechatronics suspension systems. Semi-active and fully active mechatronics suspension systems offer passengers a more comprehensive range of vehicle characteristics in terms of driving experience than vehicles with purely mechanical suspension systems. The efficient implementation of mechatronics suspension systems depends on the controller type and how its commands are realised. A typical control strategy is to decide a desired behaviour on the vehicle body and realise that behaviour with the help of the semi-active or active actuators. This work focuses on the realisation of the modal coordinate controller commands that counteracts the undesired body motions. The commands are in vehicle body coordinates with respect to the COG of the vehicle. The biggest challenge is to translate these counteracting forces and torques into semi-active damper vertical forces. This challenge is addressed with different algorithms with different levels of complexity and capability. The complexity ranges from the linear system of equations to real-time optimisation. Essentially, the algorithms will fragmentise and distribute the centralised command among different actuators and finally realise them back as close as commanded by taking the actuator and other physical limitations into account. This work also focuses on developing relative weights tuning methods, which play a significant role in the cost function formation and optimisation solution. The algorithms are evaluated in three different road conditions to incorporate typical driving environments related to primary and secondary rides. The enhancements in the ride performance are visualised by comparing against the existing methodology. The conclusions strongly support the optimisation-based force allocation algorithm over the existing method. It enables significant improvements in the ride performance and a high degree of flexibility by efficiently distributing commands among four actuators, which results in utilising the full potential of the semi-active dampers. / Utvecklingsbehoven för fordons dynamiska egenskaper med avseende på åkkomfort och köregenskaper är ständigt föränderliga och är avgörande för säkerheten och bekväm pendling eftersom många aktiva säkerhets- och förarassistanssystem är beroende av dessa egenskaper. Åkkomfortförbättringar förbättrar passagerarnas komfort, vilket spelar en betydande roll för kvalitet och märkesvärde. Chassi och fjädringssystem påverkar i hög grad dessa fordonsdynamiska egenskaper. Dessa system ska ge stabilitet, hög precision och en hög grad av adaptiv prestanda med snabb responstid. Ett av sätten att uppnå dessa krav är genom att införliva mekatroniska fjädringssystem. Semiaktiva och fullt aktiva mekatronikfjädringssystem erbjuder passagerare ett mer omfattande utbud av fordonsegenskaper när det gäller körupplevelse än fordon med rent mekaniska upphängningssystem. Ett effektivt genomförande av semiaktiva eller aktiva fjädringssystem beror på styrenhetstypen och hur styrenhetens kommandon är realiserade. En typisk reglerstrategi är att bestämma ett önskat beteende på fordonets kaross och realisera det beteendet med hjälp av de semiaktiva eller aktiva dämparna. Detta arbete fokuserar på förverkligandet av de modala koordinatstyrkommandon som motverkar oönskade kroppsrörelser. Kommandona beskrivs i fordonskroppens koordinater med avseende på fordonets tyngdpunkt (COG). Den största utmaningen är att översätta dessa motverkande krafter och vridmoment till vertikala krafter för stötdämparna. Denna utmaning hanteras med olika algoritmer med olika nivåer av komplexitet och kapacitet. Komplexiteten sträcker sig från det linjära ekvationssystemet till optimering i realtid. I huvudsak kommer algoritmerna att fragmentera och distribuera det centraliserade kommandot bland olika dämpare och slutligen förverkliga dem tillbaka så nära kommandot som möjligt genom att ta hänsyn till ställdonet och andra fysiska begränsningar. Studien fokuserar också på att utveckla justeringsmetoder för relativa vikter, som spelar en viktig roll i kostnadsfunktionsbildningen och optimeringslösningen. Algoritmerna utvärderas under tre olika vägförhållanden för att inkludera typiska körmiljöer relaterade till primär och sekundär åkkomfort. Förbättringarna i körprestandan visualiseras genom att jämföra mot den befintliga metoden. Slutsatserna stöder starkt en optimeringsbaserad kraftallokeringsalgoritm över den befintliga metoden. Algoritmen möjliggör betydande förbättringar av prestandan och en hög grad av flexibilitet genom att effektivt fördela kommandot bland fyra ställdon, vilket resulterar i att utnyttja den fulla potentialen för de semiaktiva dämparna.

Passenger ride vibration comfort is a critical aspect to consider while developing any vehicle and there is a need to understand how the occupants would be affected when driving on different road profile roughness. Hence, road profile generation is critical as road profiles are used as inputs to simulation tools to investigate vehicle dynamic behaviour in depth. At the same time, the optimisation of the vehicle characteristics can be conducted on the various road profiles in order to identify a solution that can provide enhanced ride comfort and improve vehicle handling for all the investigated road profiles. The objective of this thesis is to study ride vibrational comfort and optimise the suspension system for theNational Electric Vehicle Sweden (NEVS) vehicle model for better ride comfort and road holding. Synthetic road profiles are generated by using stochastic processes according to International Organization for Standardization (ISO) 8608 standards. Further, simulations are conducted in MSC ADAMS Car software using the generated synthetic road profiles for a rigid body NEVS vehicle model to study the vertical accelerations. The analysis includes the investigations of the acceleration Power Spectral Density (PSD) and observations are made on the peaks that appear (at Front Seat Rail (FSR) which is the sprung mass of the vehicle and Wheel centre (WC) which is the un-sprung mass of the vehicle) for different road types and vehicle velocities. It is decided that the comfort objective will be used considering the weighted Root Mean Square (RMS) accelerations. Further, the suspension system of the vehicle model is optimised for three different road profiles (A, B, and C) based on the objectives of ride comfort and handling using a suitable vehicle model with the same characteristics as theNEVScar. A multi-objective optimisation technique is used and the optimised results are observed and discussed. Optimal objectives (based on a compromise between ride comfort and road holding) for the suspension system are determined for each investigated road profile. / Vibrationskomfort för passagerare är en kritisk aspekt att tänka på när man utvecklar ett fordon och det finns ett behov av att förstå hur passagerarna kan påverkas när de åker på olika vägprofiler. Därför är vägprofilgenerering avgörande eftersom vägprofiler används som input till simuleringsverktyg för att undersöka fordonets dynamiska beteende. Samtidigt kan optimeringen av fordonets egenskaper utföras på de olika vägprofilerna för att identifiera en lösning som kan ge ökad åkkomfort och förbättra fordonshanteringen för alla undersökta vägprofiler. Syftet med detta examensarbete är att studera körvibrationskomfort och optimera fjädringssystemet för NEVS fordonsmodellen för bättre åkkomfort och väghållning. Syntetiska vägprofiler genereras genom att använda stokastiska processer enligt ISO 8608 standarder. Dessutom utförs simuleringar i MSC ADAMS programvara med hjälp av de genererade syntetiska vägprofilerna för en stelkropps NEVS fordonsmodell för att studera de vertikala accelerationerna. Analysen inkluderar undersökningar av accelerations PSD och observationer görs av topparna som visas (vid FSR och WC) för olika vägtyper och fordonshastigheter. Det beslutas att komfortmålet kommer att utvärderas med hänsyn till endast de vägda RMS accelerationerna. Dessutom är fordonsmodellens hjul upphängningssystem optimerat för tre olika vägprofiler (A, B och C) baserat på målen för åkkomfort och väghållning med hjälp av en lämplig fordonsmodell med samma egenskaper som NEVS bilen. En multi-purpose optimeringsteknik används och de optimerade resultaten observeras och diskuteras. Optimala mål (baserat på en kompromiss mellan åkkomfort och väghållning) för fjädringssystemet bestäms för varje undersökt vägprofil.