The purpose of this bachelor thesis was to discover how an articulated vehicle can park itself using a pre-defined parking path with a combination of ultrasonic sensors as well as a rotary angle sensor. The project was divided into two parts: constructing a small scale demonstrator and the software controlling the demonstrator. The demonstrator was constructed from offthe- shelf components and custom parts. The truck was designed based on a rear wheel driven truck with Ackermann steering. The localization of a parking spot and measuring other distances was done with ultrasonic sensors and the hitch angle was measured by a rotary angle sensor. The performance of the demonstrator was evaluated by measuring the trailers angle difference from the center line of the parking spot. The performance was deemed to be reasonably good with successful parkings in 8 out of 10 attempts. / Kandidatarbetet syftar till att undersöka hur ett ledat fordon kan parkera sig självt efter en förbestämd parkeringsrutt med en kombination av flera ultraljudssensorer samt en vinkelgivare. Projektet består av två delar; konstruktion av ett miniatyrfordon samt mjukvaran som styr fordonet. Fordonet tillverkades från butiksköpta komponenter och skräddarsydda delar. Lastbilens design var baserad på en bakhjulsdriven Ackermannstyrd lastbil. Identifieringen av en parkeringsplats samt avståndsmätning hanterades av ultraljudssensorer och hitch vinkeln mättes av en vinkelgivare. Miniatyrfordonets prestanda utvärderades genom att mäta släpets vinkelskillnad från centerlinjen av parkeringsplatsen. Prestandan ansågs att vara tillräckligt god med lyckade parkeringar i 8 av 10 tester.

The purpose of this bachelor thesis was to discover howan articulated vehicle can park itself using a pre-definedparking path with a combination of ultrasonic sensors aswell as a rotary angle sensor.The project was divided into two parts: constructing asmall scale demonstrator and the software controlling thedemonstrator. The demonstrator was constructed from offthe-shelf components and custom parts. The truck was designedbased on a rear wheel driven truck with Ackermannsteering. The localization of a parking spot and measuringother distances was done with ultrasonic sensors and thehitch angle was measured by a rotary angle sensor.The performance of the demonstrator was evaluated bymeasuring the trailers angle difference from the center lineof the parking spot.The performance was deemed to be reasonably goodwith successful parkings in 8 out of 10 attempts. / Kandidatarbetet syftar till att undersöka hur ett ledatfordon kan parkera sig självt efter en förbestämd parkeringsruttmed en kombination av flera ultraljudssensorersamt en vinkelgivare.Projektet består av två delar; konstruktion av ett miniatyrfordonsamt mjukvaran som styr fordonet. Fordonettillverkades från butiksköpta komponenter och skräddarsyddadelar. Lastbilens design var baserad p°a en bakhjulsdrivenAckermannstyrd lastbil. Identifieringen av en parkeringsplatssamt avståndsmätning hanterades av ultraljudssensoreroch hitch vinkeln mättes av en vinkelgivare.Miniatyrfordonets prestanda utvärderades genom attmäta släpets vinkelskillnad från centerlinjen av parkeringsplatsen.Prestandan ansågs att vara tillräckligt god med lyckadeparkeringar i 8 av 10 tester.

This report evaluates the option of using an equal slip controller, an effective rolling radius and rolling resistance force observer in a 4WD wheel loader. The vehicle studied is an under development- vehicle designed by Volvo CE. A wheel loader is an over actuated, articulated vehicle that is mainly used with low velocities in construction operations. The efficiency subject has been studied earlier by many manufacturers in order to analyze the environmental and economical losses and profits. This has provided research opportunities of optimizing efficiency of different kinds. Since the tire is the only part of a vehicle that is in contact with the ground, the characteristic of the tire effects the dynamics. The analysis shows that the efficiency of a tire is directly connected to the slip ratio which in turn is a component of the overall efficiency ratio. Studies show that the slip ratio should be controlled in such a way that the highest value of efficiency rate is obtained. This optimal value is dependent on all four wheel’s slip conditions. Therefore a strategy should be formulated in order to apply changes to all wheels and not only one. Further analysis shows that the maximum efficiency in a 4WD wheel loader is obtained when the vehicle runs in such a way that the slip ratio is equal for all wheels. I order to maintain same amount of slip for all wheels a control strategy is required. In the control strategy the current amount of slip of each wheel is determined. Further, the average value of slip ratio is calculated. Finally the equal amount of slip is achieved using corresponding optimal torque inputs for each individual wheel. Thus a stable, robust controller is required. The controller used to achieve this goal is a sliding mode controller that is popular among control engineers for its stability, robustness against uncertainties, speed and easy implementation. For an accurate control, states of the rolling resistance and the effective rolling radius need to be determined. The pressure acting on the tire will cause deformation on the tire itself. This leads to a dynamic radius of the tire. This deformation is highly dependent on vertical stress and the structure of tire. Further more velocity, inflation pressure, vertical load etc. also have effect on rolling resistance. Rolling resistance has a great impact on the fuel consumption of the vehicle and the driving characteristics. These estimated variations of effective radius and rolling resistance build a feedback system to the controller which in turn derives the system to the desired slip ratio. As it turns out, the slip efficiency is increased using an equal slip controller. However, it is highly dependent on the ratio of thrust between front and rear wheels. / Denna rapport utvärderar möjligheten att använda en olinjär regulator i syfte att sätta lika stor ’slip’ på fordonets alla fyra hjul. Vidare ska en olinjär observerare modelleras för att uppskatta den så kallad hjulets effektiva radie samt rollmoståndskraften som verkar på däcket. Det studerade fordonet är en hjullastare konstruerad av Volvo CE och som i nuläget är under utveckling. En hjullastare är ett overmanövrerat fordon som huvudsakligen används i låga hastigheter i bygg- och transportverksamheter. Effektivitet är ett ämne som har studerats tidigare av många tillverkare för att analysera miljörelaterade och ekonomiska förluster och vinster. Detta har gett forskarna möjligheten att studera effektivitet av olika slag. Eftersom däcket är den enda delen av ett fordon som kommer i kontakt med marken, påverkar dess karaktär fordonets dynamika beteende i helhet. Analysen visar att däckets effektivitet är direkt kopplad till slipförhållande som i sin tur är en del av det totala effektivitetsförhållandet. Studier visar att slipförhållandet bör kontrolleras på ett sådant sätt att det högsta värdet av effektivitet uppnås. Detta optimala värde är beroende av slipförhållanden hos alla fyra hjul och därför bör en strategi formuleras för att nå optimalt slipeffektivitet på alla hjul. Ytterligare analys visar att maximal slipeffektivitet i en 4WD hjullastare erhålls när fordonet går så att slipförhållandet är lika för alla hjul. I kontrollstrategin bestäms det nuvarande slipförhållandet för varje hjul. Av dessa beräknas medelvärdet som skall presentera referensvärdet av slipförhållandet. Slutligen upp-nås detta värde med motsvarande optimala momentinmatningar för varje enskilt hjul. Styralgoritmen som används för att uppnå detta mål är en Sliding mode regulator som är populär bland kontrollingenjörer för dess stabilitet, robusthet mot osäkerhet, snabbhet och enkel implementering. För en noggrann kontroll måste tillstånden av rullmotståndskraften och effektiv rull-radien observeras. De verkande krafterna på hjulet orsakar deformation på däcket som ger upphov till däckets dynamiska radie. Denna deformation är starkt beroende av vertikal spänning och däckets struktur. Vidare har hastighet, däckets lufttryck, vertikal belastning etc. också effekt på rullmotståndskraften. Rullmotstånd har stor inverkan på fordonets bränsleförbrukning och drivegenskaper. Dessa variationer av effektivradie och rullmotstånd bygger ett återkopplat system till regulatorn som i sin tur leder systemet till önskat slipförhållande. Som det visar sig, ökar slipeffektiviteten med hjälp av "equal slip" styralgoritm. Detta är emellertid mycket beroende av förhållandet av momentinmatningar mellan fram och bakhjulet.

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.