Connected vehicles is a growing market. There are currently several such services available, but many of them are constrained in the sense that they are bound to recently produced cars and either expensive or strongly limited in the services that they provide. In this master thesis we investigate the possibility to implement a generic platform that is of low cost and simple to install in any vehicle, but that still has the ability to provide a wide range of services. It is proposed that a crucial step in such a system is to reconstruct the vehicle’s kinematics, as this enables the possibility to developed a wide range of services by feature extraction and interpret the result from a dynamics perspective. A mathematical model that describes how the kinematics can be reconstructed is proposed, and a filter that performs such reconstruction is implemented. Based on this reconstruction, two filters that interpret the output are implemented as a proof of concept for the proposed mathematical model. The complete implemented filter solution is tested on measurement data from actual driving scenarios and it is seen that we can identify when the vehicle makes a hard turn, and find where the surrounding road conditions are poor. / Uppkopplade fordon är en växande marknad. I dagsläget finns flera sådana tjänster, men ofta är dessa begränsade i den meningen att de antingen endast finns tillgängliga för nyproducerade fordon eller bara erbjuder ett smalt utbud av tjänster. I detta examensarbete undersöker vi möjligheten att utveckla en generisk plattform för uppkopplade fordon som är billig och enkel att installera, men som också kan erbjuda ett stort urval av tjänster. Det föreslås att ett viktigt steg i en sådan lösning är att rekonstruera fordonets kinematik, då detta möjliggör utvecklandet av ett brett urval av tjänster genom att identifiera karakteristiska egenskaper i kinematiken, samt göra tolkningar utifrån dynamikbetraktelser. En matematisk modell för att beskriva hur kinematiken kan rekonstrueras från givna indata presenteras, och ett filter som utför denna rekonstruktion implementeras. Ytterligare två filter implementeras för att påvisa att den rekonstruerade kinematiken samt den föreslagna matematiska modellen kan användas till att identifiera olika scenarion ur verkligheten. Den kompletta filterlösningen testas på mätdata från faktiska körningar och vi ser att vi kan identifiera när fordonet gör skarpa svängar, samt när vägförhållandena är dåliga.

En av de främsta prioriteringarna vid utveckling av mjukvara till tunga lastbilar på Scania är att verifiera att lastbilens beteende är säkert. Således spenderas mycket tid på säkerhetstester vars syfte är att verifiera att ny mjukvara inte medför säkerhetskritiska förändringar i fordonets beteende. De säkerhetstester som behandlas i rapporten testar beteendet av mjukvaran i motorns styrenhet när den utsätts för elektriska fel. Bakgrunden till varför säkerhetstesterna genomförs beskrivs i ett säkerhetskritiskt och juridiskt perspektiv samt vilken testmetodik som används. Dessutom tydliggörs vilken del av utvecklingsprocessen som testerna genomförs i. Slutligen utvecklas ett automatiskt testsystem för att effektivisera samt höja kvalitén av säkerhetstesterna som genomförs på Scania. De elektriska fel som kan induceras med det automatiska testsystemet är kortslutning avstyrenhetens kablage mot lastbilens batteri samt kabelbrott. Resultaten ifrån tester genomförda på det automatiska testsystemet visar att säkerhetstesterna utförda manuellt respektive automatiskt är ekvivalenta. Vidare så minskar exekveringstiden för ett testfall signifikant samt att valideringsmöjligheterna förbättras genom bättre dokumentation och ökad repeterbarhet. / In the development of software for heavy-duty trucks at Scania one of the main priorities is to ensure that the behavior of the truck is safe. Hence, much time is spent on safety tests where the purpose is to verify that new software does not imply safety critical changes in the behavior of the vehicle. The safety tests treated in this thesis are about testing the reliability of thesoftware in the electronic control unit while it is exposed to electrical malfunctions.The background of why the safety tests are performed is describedin a legal and safety critical perspective and also what test methodology thatis used. Further the phase in which the safety tests are carried out in thedevelopment process is highlighted.Finally, an automated test system is developed for increasing the e-ciency as well as the quality of the safety tests performed at Scania. Theelectrical malfunctions that are possible to induce with the automated test system are short-circuiting to battery of the truck and disconnections. The results from the tests performed on the automated test system indicate that the safety tests that are performed manually respectively automatically are equivalent. Further, the results show that the time to perform the tests signicantly decreases and the possibility for validation is improved through better documentation and increased repeatability.

Operatörer som kör långa och tunga transportfordon kan råka ut för kollisioner till följd av stress och utmattning men även distraktioner och dålig sikt i trafiken. Genom tekniska hjälpmedel skapas nya trafiksäkra transportmöjligheter i form av autonoma system inom transport- och fordonsindustrin vilka utgör en viktig del i utveckling av säkra miljövänliga elfordon.I vägunderhållsfordon finns det idag få utrustning samt tekniska hjälpmedel som stödjer operatörer med positionering av ekipage som är långa och har utstickande delar, dessutom är det svårt att få en bra sikt över hela ekipaget eftersom dessa fordon är ganska stora.Syftet med studien är att få en bättre förståelse för vilka faktorer som påverkar en operatörs möjlighet att positionera ett långt ekipage, samt föreslå lösningar på hur man kan stödja operatören att positionera ett långt ekipage.Arbetet inleds med en företagsintervju för att få bättre förståelse kring forskningsområde, därefter avgränsades arbetet och en litteraturstudie genomfördes för att hitta relevanta hjälpmedel som kan stödja operatörer av långa fordon.Följaktligen påbörjades genomförandet i produktutvecklingsprocessen med tolkning av kundkommentarer, därefter fastställdes målspecifikationer. Fortsättningsvis har konceptgenereringen bidragit med tre möjliga konceptlösningar på tekniskt hjälpmedel, varefter endast ett koncept valdes ut.I resultatet presenteras vald tekniskt hjälpmedel som består av en vattentålig ultraljudssensor JSN-SR04T-2.0 samt ett sensorfäste, en kvadratisk låda som monteras på sidan av transportbandet med hjälp av skruvar.Vidare diskuterar författarna arbetets metodval och resultat samt begränsningar, men även vad som hade kunnat göras på annat sätt.Slutsatsen för studien är att konceptet som har genererats måste verifieras med fysisk prototyp och tester för att kunna säkerställa att konceptet håller standarden som krävs för användning hos ett vägunderhållsfordon, samt för att kunna stödja operatören av ett långt ekipage.

Detta examensarbete utförs tillsammans med Ålö AB som tillverkar frontlastare under varumärket Quike och ämnar utvärdera olika möjliga lösningar för ett system som beräknar inklinationen på fordon. Systemet ska utformas med låg kostnad som prioritet och skall klara hårdvaruklassificeringar för elektronik tillämpat på fordon (AEC-Q100). Arbetet behandlar i huvudsak bestämmande- och motivation av komponentval, teori kring den signalbehandling som behövs i miljöer där en stor mängd brus förekommer samt implementationen av detta.   I arbetet valdes två sensorer som ansågs lämpliga för utvärdering. Den första var en 3-axlad accelerometer till vilken en proprietär 2D-positioneringsalgoritm används för att bestämma inklination. Den andra sensorn som valdes är en 6-axlad sensor som kombinerar accelerometer och gyroskop vilken implementeras med sensorfusion och Kalman-filter genom användning av ett mjukvarubibliotek. Systemet implementerades hårdvarumässigt i form av ett kretskort som huserar båda sensorerna.   Systemet testades och utvärderades stationärt och på fordon tillsammans med en referenssensor för att ge en bild av hur de respektive sensorerna och algoritmerna presterade i både ideala och verkliga förhållanden. Vid de stationära testerna uppvisar båda lösningarna goda egenskaper och ger inklination nära verklig vinkel. Traktortesternas tillförlitlighet kan höjas och håller inte nog hög kvalitet för att kunna leda till slutsats, vilket leder till en rekommendation om fortsatt utvecklingsarbete. / This student thesis is carried out togheter with Ålö AB which manufactures front loaders under the Quicke brand and intents to evaluate a system that calculates vehicle incline. The system should prioritize low cost and must use electronics that is classified for vehicle use (AEC-Q100). This thesis deals with selecting components, sensors and motivations of the selected components, theory of sensor signal conditioning in noisy environments and its implementation.   Two sensors where selected that was deemed suitable for evaluation. The first was a 3-axis accelerometer for which a proprietary 2D-positioning algorithm was used to calculate incline. The second sensor that was chosen was a 6-axis IMU that was implemented using sensor fusion with a Kalman filter which was realized with an available software library. The system hardware was implemented with a custom PCB.   The system was tested and evaluated stationary and, on a vehicle, along with a reference sensor to give an indication of how the sensors and their respective algorithms performed in both ideal and a real conditions. The stationary tests showed that both solutions perform well regarding outputting incline close to the actual angle. The reliability of the vehicle tests can be improved and as the results they yielded are not of high enough quality to draw conclusions from them. This leads to a recommendation of further testing and evaluation of both solutions.

According to the climate goal set by the Swedish government Sweden will have no net emissions of greenhouse gases by 2045 (with a subgoal of decreasing) emissions from domestic transportation by 70% before 2030, compared to 2010. Because of this the vehicle fleet is being electrified and according to a prediction made by Fossilfritt Sverige 16% of the heavy vehicle fleet will be electrified by 2030. However, the electrical grid has a capacity shortage in many cities in Sweden and it will be a challenge to provide the required power. Västerås is one of those cities.    The goal of this study is to investigate the necessary electrical power in Västerås to charge city busses and freight transports in 2030, as well as look at actions that could lower the power demand. Nine places were important for charging: two depots, two public charging stations and five regions for commerce and industry, where vehicles will fast charge during loading and unloading of wares. The vehicles are predicted to stay at the loading dock for ten minutes, while they will stay in the depot and charging station for eight hours. A model created in Python was used for all nine places, as well as the bus depot, where arrival, departure and state of charge were given as input. The model then showed the power required for charging all vehicles. Load shifting was used in the depots and charging stations, and energy storages were used at the loading docks, to lower the power demand.  The result of this study shows that with direct charging of heavy vehicles 12 MW will be needed, and with load shifting and energy storages implemented the power demand would be halved.

Transporter har en avgörande roll för den globala ekonomin och samhällets viktiga funktioner. Dessvärre har transportsektorn en stark koppling till de globala klimatförändringarna. I Sverige står inrikes transporter för ungefär en tredjedel av landets totala växthusgasutsläpp, för att minska utsläppen och uppnå nationella klimatmål krävs en omställning av transportsystemet som idag till stor del är beroende av fossila bränslen. För att uppnå en förändring av transportsystemet krävs det att flera olika aktörer på olika nivåer i samhället samverkar och arbetar mot samma mål. I Gävleborgs län är transportsektorn den största utsläppskällan av växthusgaser, länet har ambitionen att minska utsläppen från transporter och arbetar bland annat för att skapa ett fossilfritt transportsystem innan år 2030. I detta arbete har målet varit att bedöma vilka möjligheter små- och medelstora företag (SME-företag) har för att bidra till omställningen och till att nå klimatmålen för transportsektorn. Vidare har syftet varit att sammanställa och granska vilka förutsättningar som finns för SME-företagen i Gävleborgs län att välja förnybara drivmedel (inklusive el) och alternativa fordon vid inköp och leasing. För att uppnå syftet har kvalitativa intervjuer utförts med 6 SME-företag i länet. SME-företagens möjligheter att bidra till omställningen beror på flera olika faktorer såsom den nationella och regionala marknaden för alternativa fordon och drivmedel samt olika former av styrmedel. Resultatet visar att flera av företagen som inkluderats i detta arbete någon gång har diskuterat kring möjligheten att investera i alternativa fordon och drivmedel och anser dessutom att sådana investeringar kan skapa konkurrensfördelar för företagen, både idag och i framtiden. Däremot finns det hinder som hämmar omställningen. Ekonomiska aspekter utgör i dagsläget ett stort hinder. Ekonomiska stöd kan därför utgöra viktiga förutsättningar men resultatet visar att det råder brist på kännedom gällande sådana stöd och därmed krävs åtgärder för att på ett effektivare sätt kommunicera dessa stöd till företagen i länet. Vidare är företagen främst intresserade av elfordon men uppger samtidigt att det finns hinder i form av ett begränsat utbud av fordon, begränsad räckvidd samt bristande laddningsmöjligheter. Företagen tror att det kommer krävas både teknisk utveckling och högre krav från intressenter för att fler SME-företag ska satsa på alternativa fordon och drivmedel i framtiden, vidare menar företagen att sådana investeringar även måste vara ekonomiskt fördelaktiga.  Nyckelord: Alternativa fordon och drivmedel, Gävleborgs län, SME-företag, Transporter. / Transport plays a vital role in the global economy and the important functions of society. Unfortunately, the transport sector is strongly associated with climate change and is often pointed out as an obstacle to individual countries' ability to achieve international climate agreements and other climate goals. In Sweden, domestic transport accounts for about a third of the country's total greenhouse gas emissions, reducing emissions and achieving national climate goals requires a transition of the transport system which today is largely dependent on fossil fuels. In order to achieve a change in the transport system, it is required that several different actors at different levels in society collaborate and work towards the same goal. In Gävleborg County, the transport sector is the largest source of greenhouse gas emissions, the county has the ambition to reduce emissions from transport and create a fossil-free transport system by 2030. The aim of this work has been to assess small and medium-sized enterprises (SMEs) opportunities to contribute to the transition and to achieving the climate goals for the transport sector. Furthermore, the purpose of this work has been to compile and examine the prerequisites for SMEs in Gävleborg County to choose renewable fuels and alternatively vehicles when purchasing and leasing vehicles. To achieve this, qualitative interviews were conducted with 6 SMEs in the county. The possibilities for SMEs to contribute in the transition depend on several different factors such as the national and regional market for alternative vehicles and fuels and furthermore different types of policy regulations. The results show that several of the companies involved in this work have discussed the possibility of investing in alternative vehicles and fuels and believe that such investments can create competitive advantages, both today and in the future. However, there are obstacles that delay the transition of which economic barriers/financial aspects are a major obstacle. Financial support can therefore be an important prerequisite, however, there is a lack of knowledge regarding such support and thus measures are required to communicate these supports to the SMEs in a more efficient way. Companies are mainly interested in electric vehicles but state that there are obstacles in the form of limited supply of vehicles, limited reach and lack of charging options. The companies believe that both technical development and higher demands from stakeholders will be required in order for more SMEs to invest in alternative vehicles and fuels in the future, furthermore, the SMEs believe that such investments must also be economically advantageous. Keywords: Alternative vehicles and fuels, Gävleborg County, Small and medium-sized enterprises, Transport sector.

It becomes more common with hybrid and electric vehicles around the world and in Sweden. These cars are becoming more and more effective with new sources of regenerative power such as the engine break. This prolongs the cars range which is making electric vehicles more and more competitive. So what is the next step when it comes to reusage of already used electricity? Is there more electric energy that we can reuse to help power the car? Each car has four dampers that absorbs momentum and converts it to thermal energy so that they can dampen its spring. If instead this movement would be turned into elektricenergy it could be stored to the battery or used by the car directly, just like the electric energy generated from the engine brake. The cars would be even more effective and get an even longer range. “Den generativa dämparen” will take advantage of this energy so it won’t go to waste. “Den generative dämparen” will dampen the springs momentum with induction charging. If this implementation succeeds in hybrid and electric cars big savings can be made. It’s estimated that Sweden, with this damper, can save 170 GWh each year in 2030. / Det blir allt vanligare med hybrid och elbilar på vägarna runt om i världen, även i Sverige. Dessa bilar är effektiva och får längre räckvidd tack vare att de har en motorbroms som kan bromsa bilen och alstra ström till batteriet samtidigt. Finns det mer energi som kan alstras till batteriet från bilen? Varje bil har fyra stötdämpare som tar upp rörelseenergi och gör om detta till värmeenergi för att kunna dämpa varsin fjäder. Om denna energi istället kan omvandlas till elektriskenergi och sedan lagras i batteriet, precis som den elektriska energin motorbromsen alstrar, kan framtidens elbilar bli ännu mer effektiva och på så sätt få en ännu längre räckvidd. Det är denna energi som Den generativa dämparen ska ta tillvara på så att den inte går till spillo. Via induktion kommer Den generativa dämparen dämpa fjäderns pendelrörelse och gör om denna rörelse till elektrisk energi som sedan ladda fordonets batteri. Om detta implementeras i hybrid och elbilar kan stora besparingar göras. 2030 är det beräknat att Sverige själva kan spara in på ca 170 GWh per år med Den generativa Dämparen. Målet är att förlänga räckvidden för varje bil med upp till 4%.

To achieve the established environmental goals, a significant transformation is requiredin the Swedish transport sector. This includes a shift away from fossil fuels and a greateremphasis on electrifying a larger portion of the vehicle fleet. The goal of this study is toevaluate the impact on the local distribution grid when integrating a high power chargeradjacent to a mobile battery storage system. In addition an investigation of the energyflows was conducted to assess the continuous operations of charger, battery and electricitygrid. The introduction of high power loads leads to higher power peaks in the system,which may affect the stability with respect to the voltages, currents and harmonics in thegrid. This thesis was conducted in collaboration with Gävle Energi AB, which is a local energycompany that is active in the area around Gävle. In total two models were created inorder to simulate both the energy flows and grid stability. The first model was conductedin MATLAB and used to evaluate the energy flows for the scenarios of low and high load.The second model was conducted in OpenDSS to evaluate the grid stability for a total of6 scenarios. The scenarios are as follows: the initial electricity grid, the grid with a highpower charger integrated and the grid with both a high power charger and a solar parkintegrated, for both low and high load cases. The results of the study showed that high power loads affected the local electricity gridmost during low load since it entailed high load peaks during that period. The effect ofintegrating a high power charger in a grid with radial grid topology is that the voltageis reduced and harmonics increased in loads connected to the same node. The effect ofintegrating a solar park instead increases the voltage and reduces the harmonics in loadsconnected to the same node. The energy flow evaluation showed that the battery hadthe potential to be continuously used for both the low and high load cases. However,during low load the battery had the potential to provide frequency regulating services tomaximize the income.

Denna rapport är ett kandidatexamensarbete vid Kungliga Tekniska Högskolan och ärämnat att fungera som en handbok för autonoma fordon, detta genom att arbetet är indelati tre huvudområden; det autonoma fordonets uppbyggnad, det autonoma fordonetshistoria samt det autonoma fordonets roll i det framtida samhället. Syftet med arbetet äratt ge en övergripande helhetsbild av dessa tre områden. Arbetet har avgränsats till attendast fokusera på personbilsindustrin, och tillvägagångssättet har varitinformationsinsamling från vetenskapliga källor. Ett autonomt fordon använder sig av ett flertal olika sensorer och system för att kunnaläsa av sin omgivning och därefter fatta beslut som resulterar i konkreta handlingar. Deviktigaste systemen innefattar lidar, radar, kameror, ultraljudssensorer, GPS, IMU samtkodare. Den största delen av utvecklingen av autonoma fordon har skett under de senastehundra åren. Startskottet kan anses vara Francis Houdinas något primitiva bil “LinriccanWonder” år 1925. Idag, cirka hundra år senare, har flera stora fordonstillverkare valt attlägga ett visst fokus på att utveckla dessa betydligt mer avancerade fordon. Fördelarnamed dessa fordon är många, och en integration av dessa på vägarna kan bland annat ledatill ett bättre trafikflöde, säkrare vägar, och en ökad grad av självständighet inom ett flertalgrupper i samhället. Dock finns det ett flertal utmaningar att ta itu med innan dessa fordonkan bli en möjlighet, vilka innefattar frågor kring bland annat cybersäkerhet, integritetoch ansvar. Frågan kring ansvar är möjligtvis den största flaskhalsen i utvecklingen ochhandlar om vem som bär ansvaret om ett autonomt fordon skulle infinna sig i en olycka,vilket om det läggs på fordonstillverkaren möjligtvis kan stjälpa utvecklingen av dessafordon.

The reliance on fossil fuels needs to be fizzled out from every part of modern society. Construction equipment is one industry in which the transition away from fossil fuels is underway in favor of electric vehicles. The transition to electric vehicles is affecting the entire system of construction sites, including enhanced feasibility and incentive for increased autonomy. This thesis aims at identifying system-level design implications stemming from the electric transition of construction equipment. By using biomimicry and drawing inspiration from nature, the goal is to produce a functioning product that fulfills the requirements created based on the needs of the users. Within this thesis, Design Thinking is used to identify the needs in theconstruction equipment sector which are then used as the input for an iterative process of reverse biomimetics. The resulting concepts are tested and evaluated in several design sprints, the findings from which result in the final solution. Aided by the Design Thinking methodology human-centered approach, the solution is optimized for the users. A total of 25 needs were identified within eight different categories. A total of seven design sprints were conducted with the findings accumulating in a sensor cleaning system for autonomous vehicles inspired by the pendulum-like oscillating motion of mammals shedding precipitation. Biomimicry is identified as a promising tool to aid in the creative process by introducing novel perspectives and approaches to the problem space. The evolving development and use of autonomous constructionequipment results in the need for clear and unhindered sensor systems which the solution developed in this thesis provides. / Användandet av förbränningsmotorer behöver forslas ut från varje del av det moderna samhället. Konstruktionsindustrin är i starten av övergången till elektriska maskiner. Det är en markant övergång som påverkar varje del av byggarbetsplatsen, i synnerhet motivet till att använda autonoma maskiner som lösning på den mindre energidensitet eldrivna anläggningsmaskiner innebär. Den här uppsatsen undersöker vilka design implikationer som berörs från den elektriska övergången på ett systemperspektiv kring använd- nignen av anläggningsmaskiner, och hur de ska lösas. Som stöd för att lösa de implikationerna används biomikry. Genom att använda biomikry sökes den lösningen som bäst uppfyller de design implika- tionerna som uppstått och behoven som utforskatts. Inom den här uppsattsen används Design Thinking for att identifiera de behoven som uppstått inom industrin. De fynden blir basen för an- vändandet av en specifik del av biomimikry, nämnligen motsatt biomi- tik. De koncepten som utvecklas testas och evalueras i flera så kallade Design sprints, där fynden från flera Design sprints utformar slut- lösningen. Med stöd från människofokuset av Design Thinking blir slutlösningen direkt optimerad för användaren. Totalt 25 behov identifierades inom åtta kategorier. Totalt sju Design sprints utfördes där de induviduella resultaten utformade en slutlös- ning i form av ett sensortvättsystem för autonoma fordon, vilket tagit inspiration från den svängande rörelsen som används av däggdjur för att få bort vatten. Lösningen innebär ohindrad funcktunalitet av sen- sorerna på autonoma anläggningsmaskiner oberoende av väder eller klimat. Biomimikry har identifierats som ett lovande verktyg för att öka den kreativa processen genom att introducera nytänkande perspektiv där problemet adresseras på ett annorlunda sätt. Det utökade behovet för autonoma anläggningsmaskiner har resulterat i ett ohindrade sensor rengöringssystem vilket är specifikt det den här uppsatsen behandlar.