The forwarder acts as an important role in mechanized Cut-to-Length timber harvesting system. But the majority of forwarder products on the market are not suspended or simply suspended by bogies which limit the riding quality of forwarder and result in soil damage due to large tireground interaction force. The Forestry Research Institute of Sweden is developing an active controlled pendulum arm suspension system actuated by hydraulic cylinders on the forwarder prototype named XT28. The aim of this active suspension system is to compensate the inherent shortcomings of the current suspension solutions. The thesis project focuses on implementing a heterogeneous simulation methodology which integrates the Multi-Body System model of XT28 built in MSC ADAMS/View with active suspension control model developed in MATLAB/Simulink. Thus, the co-simulation process is visualized in ADAMS/View. The results show that the active controlled pendulum arm suspension could improve the riding quality in a large extend and reduce the force between tire and ground at the same time. The cosimulation between ADAMS and Simulink is proved as a feasible and efficient approach to study the active control system for pendulum arm suspension on XT28 forwarder. / Skotaren har tillsammans med skördaren en central roll i den fullt mekaniserade kortvirkesmetoden för skogsavverkning. Majoriteten av dagens skotare på marknaden har sex eller åtta hjul, som är monterade parvis på boggilådor. Det innebär att de saknar chassidämpning, vilket begränsar operatörens komfort och orsakar även stora markskador på mjuk mark. Skogforsk koordinerar realiseringen av en fullskaleprototyp, som går under arbetsnamnet XT28, med sex hjul monterade på varsin pendelarm. Pendelarmarna har varsin hydraulcylinder som möjliggör aktiv helmaskinsdämpning. Detta examensarbete är inriktat på att skapa, demonstrera och verifiera en heterogen simuleringsmetodik, som integrerar och möjliggör samsimulering av en dynamisk mekanikmodell utvecklad i MSC Adams/View med en reglermodell för aktiv styrning av pendelarmarna. Reglermodellen har utvecklats i MATLAB / Simulink. Simuleringsresultaten, som visualiseras i Adams-miljön, visar att den aktiva pendelarmregleringen skulle kunna förbättra åkkomforten signifikant, och också kraftigt markkontaktkrafterna. Det visas att samsimulering mellan ADAMS och Simulink är en effektiv metod för att verifiera prestandan hos aktiva reglersystem för pendelarmsfjädring på prototypskotaren XT28.

Tyre wear is a vital problem in vehicles, especially in articulated vehicles because of their heavier axle loads. Tyre wear can not only do harm to vehicle dynamics but also cause tyre particle emissions. Therefore, solutions that can minimise tyre wear are where this thesis work focuses. The suspension design is one of the main factors affecting tyre wear. This thesis considers different kinds of semi-active (such as ADD, SH-2 and GH-2) and active suspensions (\(H_\infty\) control) and compares them with a passive suspension with regards to tyre wear. Driving comfort and road holding are considered as well. The simulation starts by running a IPG/TruckMaker model on a route introducing a certain road roughness profile, and outputs lateral slip angles, which together with vehicle parameters and route data are input into a Simulink model. Then, based on the static vertical load on each axles of the articulated vehicle, three different quarter car models corresponding to the axles with various suspension systems are built in Simulink. Simulation results show that the active suspension (\(H_\infty\) control approach) works best in minimising tyre wear, reducing tyre wear by 1-10\% compared to the passive suspension when the vehicle is driving on road profile Class C (country road). Meanwhile, several control strategies of \(H_\infty\) control are applied in order to result in overall good vehicle performance considering comfort and road holding. Semi-active suspensions also work well in reducing tyre wear, but the amount of tyre wear reduction is lower than that of the \(H_\infty\) controllers. / Däckslitage är ett viktigt problem för fordon, särskilt för tunga ledade fordon på grund av deras högre axellaster. Däckets slitage påverkar inte bara fordonets dynamik utan orsakar också utsläpp av däckpartiklar. Olika lösningar behöver utvecklas som kan minimera däckslitage och det är fokus för detta examensarbete. Hjulupphängningens konstruktion är en viktig faktor som påverkar däckslitaget. Detta arbete studerar olika typer av semiaktiva (såsom ADD, SH-2 och GH-2) och aktiva fjädringssystem (\(H_\infty\) reglering) och jämför dem med ett passivt fjädringssystem när det gäller däckslitage, samtidigt som även körkomfort och väghållning beaktas. Simuleringarna inleds med att en IPG/TruckMaker fordonsmodell kör längs en sträcka med en viss typ av vägojämnhet. Simuleringarna resulterar i avdriftsvinklar för fordonet som tillsammans med fordonsparametrar och ruttinformation skapar indata till en Simulink-modell. Därefter, baserat på den statiska vertikala belastningen på varje axel i det ledade fordonet, skapas tre olika kvartsbilsmodeller i Simulink som motsvarar axlarna med deras olika hjulupphängningssystem.Simuleringsresultaten visar att den aktiva fjädringen (\(H_\infty\)) fungerar bäst när det gäller att minimera däckslitage, där slitaget minskar med 1-10\% jämfört med den passiva fjädringen när fordonet kör på vägprofil klass C (landsväg). Samtidigt tillämpas flera olika \(H_\infty\) reglerstrategier för att åstadkomma överlag goda fordonsprestanda även med avseende på komfort och väghållning. Semiaktiva fjädringssystem fungerar också bra för att minska däckslitaget, men minskningen av slitaget är lägre än den för den aktiva \(H_\infty\) fjädringen.

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.