In this thesis the requirements for a rear wheel steering mechanism aimed to be implementedon KTH:s Formula Student car were evaluated. The requirements were obtainedby using already known loads, an analysis of how the quickly the driver turns the steeringwheel during track driving from video material and the Formula Student rulebook whichthe car is designed after. After the requirements were produced a number of concepts wereproduced and evaluated against each other. The concept that was given the highest scorewas a rack and pinion concept with a rotary actuator which was developed further.The design was made by first selecting an actuator with a planetary gearbox that couldfulfill the speed and load requirements and afterwards with CAD a design that could beintegrated on the car was made. The concept weighed around 1,7 kg and was compatiblewith the requirements. / I detta arbete undersöktes kraven som ställs på ett bakhjulsstyrningssystem för implementering på KTH:s Formula Student bil. Kraven togs fram genom att använda redan kända laster, en analys av hur snabbt föraren svänger utifrån videomaterial samt regelboken som alla formulastudentbilar är konstruerade efter. Efter att kraven tagits fram utvärderades ett antal koncept där det bästa konceptet, kuggstångsmekanism med ett roterande ställdon utvecklades vidare. Prototypdesignen gjordes genom att först välja ett ställdon med planetväxellåda som skulle klara av kraven och därefter med hjälp av CAD skapa en integrerbar design. Det färdiga konceptet väger ca 1,7 kg och klarar alla ställda krav.

Autonomous driving is one of the megatrends in today’s automotive industry. Passengers are expected to do more non-driving tasks in an autonomous driving vehicle. Therefore, the comfort of the vehicle has become a more important factor for the passengers. This thesis investigates the possibility of increasing comfort through an integrated active chassis control strategy. First, this thesis has defined comfort in objective ways. Then, the objective comfort evaluation variables are used for comfort evaluation of the vehicle in different scenarios. The improvement in comfort is evaluated for four active chassis systems, including active suspension, active anti-roll bar, active rear-wheel steering and torque vectoring systems. Since more than one active chassis system can affect vehicle body motion in one direction, those four active chassis systems should be controlled in an integrated way. The model predictive control (MPC) is used because it can control a multi-input multi-output system in an optimized way. Two MPC controllers have been developed in this thesis to control multiple active chassis systems for comfort improvement. The original MPC controller is a linear MPC controller that uses a time-invariant state-space vehicle model. The adaptive MPC controller is a linear MPC controller that uses a time-variant state-space vehicle model. These two controllers are tested in the simulation software CarMaker with various scenarios, such as slalom, double lane-change, and bumps that are both symmetrical and shifted unsymmetrical. Finally, the simulation results are evaluated with objective comfort evaluation methods to assess the controller performances in comfort improvement. In conclusion, the model predictive control can be a feasible way to improve comfort with multiple active chassis systems. The simulation results show that the two MPC controllers can reduce the objective comfort evaluation variables. The discussions of the design process and simulation results point out future works that need to be done before this project becomes a product of real vehicles. / Autonom körning är en av megatrenderna i dagens bilindustri. Passagerare förväntas utföra fler icke-körrelaterade uppgifter i ett autonomt fordon. Därför har fordonets komfort blivit en allt viktigare faktor för passagerarna. Denna avhandling undersöker möjligheten att öka komforten genom en integrerad aktiv chassikontrollstrategi. Som utgångspunkt har denna avhandling definierat komfort på objektiva sätt. Sedan används de objektiva komfortvärderingsvariablerna för komfortutvärdering av fordonet i olika scenarier. Förbättringen av komfort utvärderas för fyra aktiva chassisystem, inkluderande aktiv fjädring, aktiv krängningshämmare, aktiv bakhjulsstyrning och drivmomentvektorisering. Eftersom mer än ett aktivt chassisystem kan påverka fordonets rörelse i en riktning, bör dessa fyra aktiva chassisystem styras på ett integrerat sätt. Modellprediktiv reglering (MPC) används eftersom den kan styra ett multi-input multi-output system på ett optimerat sätt. Två MPC-reglersystem har utvecklats för att styra flera aktiva chassisystem för komfortförbättring. Den ursprungliga MPC-reglerenheten är en linjär MPC-regulator som använder en tidsinvariant fordonsmodell. Den adaptiva MPC-reglerenheten är en linjär MPC-regulator som använder en tidsvariant fordonsmodell. Dessa två reglersystem testas i simuleringsprogramvaran CarMaker i olika scenarier, till exempel slalom, dubbelt körfältsbyte och väg-gupp som är både symmetriska och osymmetriska. Slutligen utvärderas simuleringsresultaten med objektiva komfortutvärderingsmetoder för att bedöma reglersystemens komfortförbättring. Sammanfattningsvis kan modellprediktiv reglering vara ett genomförbart sätt att förbättra komforten med flera aktiva chassisystem. Simuleringsresultaten visar att de två MPC-regulatorerna kan reducera de objektiva komfortutvärderingsvariablerna. Diskussionerna om designprocessen och simuleringsresultaten tar upp framtida arbeten som behöver göras innan detta projekt kan förverkligas i riktiga fordon.

The Integrated Vehicle Dynamics Control (IVDC) concept can influence the vehicle behaviour both longitudinally and laterally with just one upper level control concept and further lower level controllers. This demands for state estimation of the vehicle which also includes estimating parameters of interest for the vehicle dynamicist. The approach to this research is firstly in developing a robust unscented Kalman filter (UKF) estimator for the vehicle side slip tracking and also for cornering stiffness estimation which is then fed to the existing model predictive control allocation (MPCA) controller to enhance the lateral stability of the vehicle for the different manoeuvres studied. Based on these developments, two types of filters are created. One with adaption of distance between center of gravity (COG) and roll center height and another without adaption. The key factor in the estimator development is the time adaptive process covariance matrix for the cornering stiffnesses, with which only the initial values have to be parameterised. Combining this research encompasses effective and adaptive method for a better quality of estimation with a kinematic vehicle model which behaves like a real world vehicle, at least virtually.This study is carried out with the understanding of various optimal estimators, parametric sensitivity analysis and statistical inferences, facilitating a base for robust estimation. Keywords: kalametric, state estimation, design matrix, aliasing, kalman filter, projection algorithm, resolution / Konceptet Integrated Vehicle Dynamics Control (IVDC) kan påverka fordonets beteende både longitudinellt och lateralt med bara ett regler koncept iett övre lager och ytterligare regulatorer på lägre nivåer. Detta kräver tillståndsuppskattning av fordonet som också inkluderar uppskattning av parametrar av intresse för en fordonsdynamiker. Tillvägagångssättet för denna studie är för det första att utveckla en robust tillståndsestimering med hjälp av ett Unscented Kalman Filter (UKF) för att uppskatta ett fordons avdriftsvinkel och även för uppskattning av ett däcks sidkraftskoefficient, vilket sedan används i den befintliga modell-prediktiva regleralgoritmen (MPCA) för att förbättra lateralstabiliteten hos fordonet för de olika studerade manövrarna. Baserat på denna utveckling skapades två typer av filter, ett med anpassning av avståndet mellan tyngdpunkten (COG) och krängcentrumhöjden och ett annat utan anpassning. Nyckelfaktorn i estimeringsutvecklingen är den tidsberoende adaptiva inställningenav processkovariansmatrisen för sidkraftskoefficienterna, med vilken endast de initiala värdena behöver parametriseras. Efter filterutvecklingen identifieras parametrar baserade på en förväntad kundanvändning och en statistisk variansanalys (ANOVA) utförs för att bestämma de mest inflytelserika faktorerna i gruppen. En parameteroptimering utförs för att förbättra uppskattningskvaliteten. Kombinationen av detta arbete omfattar en effektiv och anpassningsbar metod för en bättre uppskattningskvalitet med en kinematisk fordonsmodell som har en fordonsrespons som ett verkligt fordon, åtminstone praktiskt taget. Denna studie har genomförts med förståelse för olika optimala estimatorer, parametrisk känslighetsanalys och statistiska slutsatser, vilket underlättaren bas för robust uppskattning. Nyckelord: kalametric, tillståndsestimering, designmatris, vikningsdistorsion, kalmanfilter,projection algorithm, upplösning