Examensarbetet har utförts på uppdrag av företaget Seavus som såg ett behov avatt minska kabelanvändning i kontoret. Enhetsanvändning kan effektiviseras medhjälp av en central styrenhet, en så kallad smart hubb.Ett problem är att välja mellan Bluetooth och Wi-Fi för kommunikation mellan an-vändaren och den smarta hubben. Valet kan bero på flera faktorer som exempelvis,bandbredd (datahastighet), jitter (fördröjningsvariation) och paketförluster, vilkaär viktiga parametrar för att bedöma kvaliteten på kommunikationen.Plattformen Raspberry Pi tillsammans med kompatibel programvara användes föratt utföra prestandatester mellan Bluetooth och Wi-Fi i olika miljöer.Resultatet visade att Wi-Fi lämpar sig bäst för kommunikation med hög datahas-tighet och lågt jitter men där relativt hög grad av paketförlust är acceptabelt. Blue-tooth lämpar sig bäst för kommunikation med låg datahastighet, med högt jitteroch där det är viktigt att ha så låg paketförlust som möjligt. / This thesis has been carried out on behalf of the consulting company Seavus to re-duce cable usage in their office. Smart hubs (i.e. a central control unit) are made tomake usage of devices more effective.One problem is to decide between Bluetooth and Wi-Fi for communication betweenthe user and the smart hub. The choice may depend upon several factors such asbandwidth (throughput), jitter (variation in delay) and packet loss, which are im-portant parameters for assessing the quality of the communication channel.The HW-platform Raspberry Pi and compatible software was used as a measure-ment tool to test Bluetooth and Wi-Fi in different environments.The result showed that Wi-Fi is best suited for communication systems that requirehigh bandwidth and low jitter, and where high amount of packet loss is tolerable.Bluetooth is best suited for communication systems where low bandwidth and highjitter is tolerable, and minimal packet losses preferred.

Electronic Control Unit (ECU) is a crucial component in today’s vehicle. In a complete vehicle, there are many ECUs installed. Each of these controls a single function of the vehicle. During the development cycle of an ECU, its functionality needs to be validated against the requirement specification. The Hardware-in-the-loop (HIL) method is commonly used to do this by testing the ECU in a virtual representation of its controlled system. One crucial part of the HIL testing method is an intermediary component that acts as a bridge between the simulation computer and the ECU under test. This component runs a parameterized real-time system that translates messages from the simulation computer to the ECU under test and vice versa. It has a strict real-time requirement for each of its tasks to complete.A logging and monitoring system is needed to ensure that the intermediary component is functioning correctly. This functionality is implemented in the form of low priority additional tasks that run concurrently with the high priority message translation tasks. The implementation of these tasks, alongside with a distributed system to support the logging and monitoring functionality, is presented in this thesis work.Several execution time measurements are carried out to get the information on how the parameters of a task affect its execution time. Then, the linear regression analysis is used to model the execution time estimation of the parameterized tasks. Finally, the time demand analysis is utilized to provide a guarantee that the system is schedulable. / Elektronisk styrenhet (ECU) är en viktig del i dagens fordon. I ett komplett fordon finns det många ECU installerade. Var och en av dessa kontrollerar en enda funktion hos fordonet. Under en utvecklingscykel för en ecu måste dess funktionalitet valideras mot kravspecifikationen. HIL-metoden (Hardware-in-the-loop) används vanligtvis för att göra detta genom att testa ECU i en virtuell representation av sitt styrda system. En viktig del av HIL-testmetoden är en mellanliggande komponent som fungerar som en bro mellan simuleringsdatorn och den ecu som testas. Denna komponent driver ett parametrerat realtidssystem som översätter meddelanden från simuleringsdatorn till ECU som testas och vice versa. Det har en strikt realtidskrav för att alla uppgifter ska kunna slutföras.Ett loggnings och övervakningssystem behövs för att den mellanliggande komponenten ska fungera korrekt. Denna funktionalitet är implementerad i form av extraordinära uppgifter med låg prioritet som körs samtidigt med de högsta prioritetsuppgifterna för översättningstjänster. Genomförandet av dessa uppgifter, tillsammans med ett distribuerat system för att stödja loggnings och övervakningsfunktionaliteten, presenteras i detta avhandlingararbete.Flera utförandetidsmätningar utförs för att få information om hur parametrarna för en uppgift påverkar dess körtid. Därefter används den linjära regressionsanalysen för att modellera exekveringstidestimeringen av de parametrerade uppgifterna. Slutligen används tidsanalysanalysen för att garantera att systemet är schemaläggbart.

Electric drives are crucial components of powertrain of modern vehicles. They need to be controlled effectively to deliver a comfortable and efficient driving experience. The control unit needs to be robust to handle extreme operating conditions and faults in a safe manner. Hardware in Loop (HIL) setups can be used to develop such control units for majority of real-life test cases, without involving physical drives. Typical HIL setup includes the controller (hardware) under test connected to a high fidelity computer model of the controlled system (plant). Thanks to the efficient, inexpensive, consistent and nondestructive nature of HIL setups, they are widely used for research and development in the automotive industry. This thesis focuses on developing such a HIL setup for latest electric drive architecture at Scania CV AB. In this thesis, the plant models are programmed onto a field programmable gate array (FPGA). The HIL setup, plant models and the controller are continuously improved throughout the thesis to achieve higher fidelity and real time replication of the internal permanent magnet synchronous machine under consideration. Software in Loop (SIL) strategy, wherein all components are represented by computer models, is also applied for rapid developments. Several aspects like flux linkage-based and inductance-based machine models, choice of arithmetic, discretization methods, noise, delays, etc. are studied and optimised during the thesis. Validation is conducted for both SIL and HIL setups and above 95% correlation with physical drive’s performance is reported. Stable operation and repeatability of the developed HIL setup ensure that the framework is scalable to be applied to other drives and control units. / Elektriska drivenheter är centrala komponenter i drivlinan hos moderna elektriska fordon. Drivenheterna måste regleras effektivt för att ge en bekväm och effektiv körupplevelse. Regulatorn måste vara robust för att säkert hantera extrema driftsförhållanden och fel. Hardware in Loop (HIL) simuleringar kan användas för att utveckla sådana regulatorer för de flesta verkliga testfall, utan att involvera de fysiska komponenterna. En typisk HIL-installation inkluderar styrenheten (hårdvaran) som testas ansluten till en datormodell av det kontrollerade systemet (anläggningen). På grund av den effektiva, billiga, konsekventa och oförstörande naturen hos HIL simuleringar används de i stor utsträckning för FoU inom fordonsindustrin. Detta examensarbete fokuserar på att utveckla en sådan HIL-modell för en elektrisk drivlina hos Scania CV AB. I detta examensarbete är anläggningsmodellerna programmerade på en programmerbar integrerad krets. HIL-inställningen, anläggningsmodellerna och styrenheten förbättras kontinuerligt under hela examensarbetet för att uppnå högre kvalitet och realtidsreplikering av den permanentmagnetiserade synkronmaskin som övervägs. En Software in Loop (SIL) strategi, där alla komponenter representeras av datormodeller, tillämpas också för snabb utveckling. Flera aspekter såsom flödesbaserade och induktansbaserade maskinmodeller, val av aritmetik, diskretiserings metoder, brus, fördröjningar etc. studeras och optimeras. Validering utförs för både SIL- och HIL-inställningar och över 95% korrelation med fysiska enhetsprestanda erhålls. Stabil drift och repeterbarhet av den utvecklade HIL-kretsen säkerställer att ramverket är skalbart för att kunna appliceras på andra enheter och regulatorer.

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.

Modern vehicles contain lots of Electronic Control Units (ECUs) that control different systems. They communicate with each other and other components through communication interfaces such as Controller Area Network (CAN) and Local Interconnect Network (LIN) buses or simple Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) interfaces. Testing of ECUs is an important part of the vehicle development process. Testing can be performed in multiple levels, where ECUs are first tested individually and communication with other ECUs is simulated. At a later stage, multiple ECUs are integrated and communicate autonomously with each other. Testing at a lower abstraction level with simulated systems gives the tester a lot more control and ability to test edge cases while testing at a higher abstraction level with real systems is more realistic. This thesis project investigates a new testing concept, where ECUs are partially simulated by modifying CAN messages that are sent between connected ECUs in real time to answer the research question ”Can better or easier testing of ECUs be enabled by combining concepts and tools from different levels of testing?”. This is done by developing two different testing tool prototypes. One based around a computer, the CANoe software and a Vector CAN interface. One consisting of an embedded system with a simple Human-Machine Interface (HMI). A method for minimizing delay for data injection in a UART interface using a Multiplexer (MUX) is also proposed, implemented and tested. Prototypes are developed and tested with both generated input data and with real systems at Scania. Developers and testers at Scania are also interviewed to get their opinions on the prototypes, the general concept and future use cases. The results indicate that the partial simulation concept has potential to be useful and lead to better or easier testing as well as development of ECUs. Some future work is suggested for further development of the prototypes as well as for additional research into the subject. / Moderna fordon innehåller många elektroniska styrenheter, så kallade ECUer, somstyr olika system. Dessa kommunicerar med varandra via olika gränssnitt såsom Controller Area Network (CAN)- och Local Interconnect Network (LIN)-bussar eller enklare Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART)-gränssnitt. Testning av ECUer är en viktig del av utvecklingsprocessen för fordon. Testning kan utföras på flera nivåer, där ECUer först testas individuellt och kommunikation med andra ECUer simuleras. Senare integreras flera ECUer och kommunicerar autonomt med varandra. Testning på en lägre abstraktionsnivå med simulerade system ger testaren bättre kontroll över testerna och möjliggör att enkelt testa olika specialfall, medan testning på en högre abstraktionsnivå med riktiga system är mer realistisk. Detta examensarbete undersöker ett nytt testningskoncept, där ECUer simuleras partiellt genom att modifiera CAN-meddelanden som skickas mellan sammankopplade ECUer i realtid, för att svara på forskningsfrågan ”Kan bättre eller enklare testning av ECUer möjliggöras genom att kombinera koncept och verktyg från olika testnivåer?”. Detta görs genom att utveckla två olika prototyper för ändring av CAN-meddelanden. Den ena baseras på en dator, mjukvaran CANoe och ett CAN-interface från Vector. Den andra utgörs av ett inbyggt system med ett enkelt användargränssnitt. En metod för att minimera fördröjningen när data injiceras i ett UART-gränssnitt med hjälp av en Multiplexer (MUX) föreslås, implementeras och testas också. Prototyper utvecklas och testas både med genererad indata och med riktiga system på Scania. Utvecklare och testare på Scania intervjuas också för att samla in deras åsikter om prototyperna, det generella konceptet samt möjliga framtida användningsfall. Resultaten indikerar att partiell simulering som koncept har potential att vara användbart och leda till bättre eller enklare testning samt utveckling av ECUer. En del utökningar och ytterligare utveckling av de framtagna prototyperna föreslås tillsammans med förslag på ytterligare forskning inom området.