Autonomous vehicle technology is a rapidly expanding field that will play an important role in society in the future. The ambition of autonomous technology is to improve safety for drivers, passengers and pedestrians, reduce traffic congestion and lower fuel consumption. To reach these goals advanced driver-assistance systems and autonomous driving aid the driver or takes full control over the vehicle. With the help of computers, a more optimal driving style is implemented. This thesis focuses on implementing lateral and longitudinal control for an autonomous vehicle with the help of model predictive control using artificial potential fields. The model predictive controller foresees the future for a finite time horizon using a mathematical model of the vehicle. Here a linearized and discretized kinematic bicycle model is used as the internal vehicle model in the controller. The model predictive controller avoids obstacles with artificial potential fields that are quadratically approximated using Taylor series with the help of Bézier curves. The control inputs are the vehicle’s side slip angle and the longitudinal acceleration. The simulations take place on roads in the United Kingdom with left-hand traffic in urban environments. The simulated use-cases are limited to roadside parking scenarios with and without traffic. The goal is to follow the lane center while navigating around obstacles in a predictable way, respecting traffic laws and avoiding collisions or hazardous situations. A simplistic decision-making module is used to determine the vehicle’s next course of action. After the subsequent maneuver is decided a velocity profile and a lane center reference are created for the ego vehicle to follow. The model predictive controller solves the optimization problem as a quadratic programming problem that minimizes a cost function while satisfying a set of constraints. The cost function minimizes the error for the velocity, the lateral lane position, the control inputs, the control input’s rate of change and the yaw angle. The artificial potential fields are also included in the cost function to guide the ego vehicle away from high cost regions. The algorithms were built and simulated using MATLAB. The quadratic programming problem was solved using MATLAB’s quadprog routine in the optimization toolbox, with a sample time of 0.1 seconds. The MPC developed good results with quick calculation times. The highest average calculation time was 0.0159 s with a maximum calculation time of 0.0549 s. The vehicle could perform overtaking maneuvers of two parked cars at 6 m/s in 8.4 s and in 17.2 s when overtaking from a standstill. / Autonoma fordonssytem är ett snabbt växande område som kommer att spela en stor roll i vårt samhälle i framtiden. Ambitionen för autonoma fordonssytem är att förbättra säkerheten för förare och passagerare, reducera trafik samt sänka bränsleförbrukningen. För att nå dessa mål kan aktiva hjälpsystem och autonoma fordonssystem ta delvis eller full kontroll över fordonet. Datorer kan sedan beräkna en optimal kontrollstrategi som kan bidra till en bättre och säkrare körning. Detta examensarbete fokuserar på att implementera lateral och longitudinell kontroll för ett autonomt fordon med hjälp av modell-prediktiv reglering (model predictive control) och artificiella potentiella fält. Där modell-prediktiv reglering förutspår framtiden för en finit tidshorisont med hjälp av en matematisk fordonsmodell. En linjäriserad och diskretiserad kinematisk cykelmodell används som den interna fordonsmodellen i regulatorn. Modell-prediktiv reglering undviker hinder genom artificiella potentiella fält som är kvadratiskt approximerade med Taylor approximering med hjälp av Bézier kurvor. Regulatorns styrsignaler är fordonets avdriftsvinkel och acceleration. Simuleringarna är baserade på vägar i Storbritannien med vänstertrafik i stadsmiljö. De simulerade scenariona är begränsade till väggrensparkering med och utan trafik. Där målet är att följa filens mittlinje samt att navigera runt hinder på ett tydligt sätt, respektera trafiklagarna samt undvika kollisioner och farliga situationer. En enkel besluts-modul används för att bestämma fordonets nästa manöver. Efter manövern är bestämd skapas en hastighetsprofil samt en mittfilsreferens för fordonet att följa. Regulatorn löser optimeringsproblemet med hjälp av kvadratisk programmering som minimerar en kostnadsfunktion och samtidigt håller sig inom definierade gränsvärden. Kostnadsfunktionen minimerar differensen för hastigheten, laterala positionen, styrsignalerna, styrsignals ändringen samt girvinkeln. Även de artificiella potentiella fälten är inkluderade i kostnadsfunktionen för att leda fordonet från högkostnadsregioner. Det kvadratiska programmeringsproblemet beräknades i MATLAB’s quadprog rutin från optimerings verktyget med en samplingstid på 0,1 sekunder. Regulatorn visade goda resultat med snabba beräkningar. Det högsta medelvärdet på beräkningstiden var 0,0159 s med ett maximum på 0,0549 s. Fordonet kunde göra omkörningsmanövrar runt två på raken parkerade bilar med en hastighet på 6 m/s på 8,4 s och på 17,2 s när omkörningen gjordes från ett stillastående tillstånd.

In this work, a learning-based testing system is designed and evaluated in terms of its perfor-mance and feasibility of use in testing of safety-critical vehicle systems; the objective is to reduce testing time and costs. A literature study was conducted on the AMASS project, model-based testing and machine learning; based on which a design of the testing system was developed. The finished testing system uses a genetic algorithm for generating solutions of high fitness, which in this application implies test cases that provoke failures in a target system under test, in order for the developers to detect system defects. The target testing system is a model of Volvo’s Brake-By-Wire ABS module. It was concluded that the testing system is effective in increas-ing fitness of solutions through iteration; the performance of the machine learning algorithm is dependent on parameters such as the mutation rate and the size of the populations into which solutions are clustered. / I detta arbete har ett lärningsbaserat testsystem framställts. Dess prestanda har utvärderats samt dess lämplighet att användas för testning av säkerhetskritiska fordonssystem. Syftet är att minska kostnaden samt tidsåtgången av testningsprocessen. En litteraturstudie utfördes vilken berörde AMASS-projektet, modellbaserad testning samt maskininlärning. Baserat på detta kunde det lärningsbaserade testsystemet utvecklas. Det färdiga testsystemet använder en s.k. genetisk algoritm för att generera lösningar av hög kondition, vilket benämns fitness. I denna tillämpning innebär en hög fitness ett testfall som resulterar i ett underkänt test, då syftet med testprogrammet är att utvecklaren ska upptäcka det testade systemets brister. Det testade systemet är en modell av Volvos Brake-By-Wire ABS-modul. Det konstaterades att testsystemet är effektivt i att öka lösningarnas fitness genom iteration samt att algoritmens prestanda avgörs av dess parametrar, som mutationstakt samt populationsstorlek.

New Cities expand rapidly and the increase of population is resulting in longer and more frequent travelling distances. The demand of increasing the vehicles’ efficiency, safety and comfort is highly prioritized. Therefore, the demand of au-tonomous vehicles is increasing, since many studies indicate of reducing road acci-dent by eliminating the human errors. This thesis is mainly about a study of Con-volution neural network and how it is used for the purpose of object identification. Also, a customized model has been created used for objects identification found in the Swedish traffic, which are cars, people, traffic lights and Swedish traffic signs. The choice of the network has been decided based on specific criteria, which are; the network should not be large and is still sufficient enough in terms of accuracy and processing speed. In this thesis, based on the results analysis, the criteria are partly fulfilled and in the discussion section, the drawbacks are presented and what should be done before the model can be implemented on an embedded system. / Nya städer expanderar snabbt och ökningen av befolkningen resulterar i längre och mer frekventa resor. Kravet på att öka fordonens effektivitet, säkerhet och kom-fort har därför hög prioritet. Detta skapar i sin tur en stor efterfrågan på autonoma fordon, eftersom många studier tyder på att reducering av trafikolyckor är möjlig genom eliminering av mänskliga fel. Denna avhandling handlar huvudsakligen om en studie av artificiella neurala nätverk och hur de används för att identifiera objekt. Dessutom har en anpassad modell skapats som används för identifiering av objekt som finns i den svenska trafiken, dessa objekt är; bilar, personer, trafikljus och svenska trafikskyltar. Valet av nätverket har bestämts utifrån specifika kriterier. Nätverket ska inte vara stort men fortfarande tillräckligt bra när det gäller noggrannhet och hastighet av detektering. Baserad på resultatanalysen, uppfylls kriterierna delvis och i diskussionen presenteras svagheterna och vad som ska åtgärdas innan mod-ellen kan implementeras på ett inbyggt system.

Conventional model-based development approaches such as Model-in-Loop (MiL) and Software-in-Loop (SiL) have been used in electric power assisted steering (EPAS) development in recent years, but when it involves a physical motor and the vehicle communication network, the development mostly comes down to real vehicle testing and tuning. The objective and outcome of this master thesis is to develop a Hardware-in-Loop (HiL) environment that involves the real EPAS powerpack and human Driver-in-Loop (DiL) using a static driving simulator. The focus is on the study of the performance of the HiL rig in terms of its ability to reproduce steering related Objective Metrics (OMs).In this thesis work, the initial part deals with the study of EPAS systems, HiL test-rigs, objective metrics and real-time simulation environment. The second part deals with the modeling and verification methods of an EPAS system along with HiL testrigs using high and low fidelity vehicle models and steering systems in the MiL and SiL environment.As this thesis work deals with the HiL test rig, some practical problems were faced. These involve implementation and HiL architecture, data transmission between the test rig and the real time simulation environment with rest-bus simulation. Several HiL test-rig issues and limitations are addressed: 1. EPAS torque measurement noise; 2. System bandwidth limitation from control and hardware perspectives; 3. Simulation model; 4. System delays and cogging. Due to these drawbacks the testing scenarios are currently limited between low to mid-frequency vehicle manoeuvres. OM values from HiL simulations accurately compare with real-test data, but the subjective steering feel can still be quite different which is not rep-resented by OMs. Furthermore, the system can be improved by smoothing the reference and control signals by an implementation of low-pass filters or observers, and potentially by different servo control strategies and compensators. Once fully functional, the HiL simulation will be useful during early stage steering system development, being sensitive to changes in a similar way to a real vehicle during testing. / Konventionella modellbaserade utvecklingsmetoder såsom Model-in-Loop (MiL) och Software-in-Loop (SiL) har använts inom utvecklingen av elektriskt servoassisterad styrning (Elec-tric Power Assisted Steering, EPAS) under de senaste åren, men när det handlar om en fysisk motor och kommunikation huvudsakligen med fordonets nätverk, så sker utvecklingen oftast med verkliga fordonstest med nödvändig justering. Syftet och målet med detta examensarbete är att utveckla en HiL-rigg (Hardware-in-Loop) som involverar det verkliga EPAS systemet och Driver-in-Loop (DiL) med hjälp av en statisk körsimulator, där fokus ligger på att studera prestandan för HiL-rigg och dess förmåga att återskapa styrrelaterade Objektiva Mätetal (OM). I detta examensarbete består den inledande delen av studien av EPAS-system, HiL-test-riggar, Objektiva mätetal samt realtidssimuleringsmiljö. Den andra delen består av modellerings- och verifieringsmetoder för ett EPAS-system tillsammans med HiL-testriggar med fordonsmodeller med hög och låg trovärdighet och styrsystem i MiL- och SiL miljöer. Då detta examensarbete involverar en HiL-testrigg har vissa praktiska problem uppstått. Bland problemen var implementering och HiL-arkitektur, dataöverföring mellan testriggen och realtidssimulering med rest-bus simulering. Flertalet problem med en HiL-testrigg och dess begränsningar har behandlats: 1. EPAS-brus i vridmomentmätning; 2. Sys-tembandbreddsbegränsning från regler-och hårdvaruperspektiv; 3. Simuleringsmodell; 4. Systemfördröjningar och ojämnt vridmoment från elmotorn. På grund av dessa nackdelar är testscenarierna för närvarande begränsade till fordonsmanövrar med låga till mellanfrekvensområden. OM-värden från HiL-simuleringar stämmer överens med verkliga testdata, men den subjektiva styrkänslan kan fortfarande kännas ganska annorlunda vilket inte är representerat av OMs. Dessutom kan systemet förbättras genom att referens- och styrsignaler filtreras genom implementering av lågpassfilter eller observatörer, samt med olika servoreglertrategier och kompensatorer. När systemet är fullt funktionellt kan HiL simuleringen vara användbar vid utvecklingen av styrsystemet i ett tidigt skede, då det är känsligt för förändringar likt ett verkligt fordon under testning.

This Master’s thesis was done in collaboration with Öhlins Racing AB, a Swedish suspension system-manufacturer. For Öhlins, the quality of their products is highly important and they are therefore devoting many resources for the development and testing of their products. Because testing is such a big part of what Öhlins as a company is doing, it is important to continuously strive to improve the testing methods used within the company. Two popular methods for improving testing methods are through automation of the machine control and by simulating the test with mathematical models. Both methods have the potential to reduce the time consumed during testing. This project focuses on these two methods and is therefore split in two parts. The first part focuses on digitizing the motor control of a rolling road test bench called the Cam Drum, which is used to do life cycle tests of suspension assemblies, to allow for automated control. In the second part the rolling road test bench has been modelled as a suspension system to simulate tests prior to production. The goal of the digitization is to enable more advanced tests while simplifying usage of the Cam Drum, thereby reducing the time necessary to operate the machine. The goal of the suspension model is to get validation results that point towards the model being good enough to use as a tool when developing new products. A programmable logic controller was connected to the existing frequency drive that controls motor rotational speed and an HMI screen was used to control the controller. Communication between the controller and frequency drive used the serial protocol Modbus RTU. The hardware with which the new motor control system was built was primarily supplied by Siemens. Controller and HMI programming was carried out in Siemens’ software SIMATIC Step 7 using programming languages LAD and FBD. The digital motor control system was live tested with great results and good feedback from the technicians. The only functionality missing is being able to send webserver data over the buildings industrial network due to IT related security reasons. Future work should focus on solving this problem. A front fork suspension model and a rear swingarm suspension model have been modelled in Matlab Simulink. Both models are designed to simulate motorcycle or mountain bike suspension however the front suspension model has only been validated against mountain bike data and the rear suspension model against motorcycle data. An alternative tire model was developed to handle problems linked to conventional 1-dimensional tire models. The new model estimates the area of compressed air in the side view plane and scales the force output accordingly. New values for tire spring stiffness and damping coefficient for this system was freely estimated during validation. Validation was done using camera recorded position signals and position signals recorded with a position sensor. The front suspension model was tested against two different front fork models, but validation finally focused on several test runs done with one of the forks due to insufficient recorded data with the other fork. The result was a correlation between the behaviour of the real and modelled suspension however further tweaking of the tire parameters should give better results. The result should however be sufficient for making estimations. Validation of the rear suspension was done against a camera recorded position signal but as evidence from the front suspension validation shows this is insufficient. The rear suspension validation still requires more work before being utilized as a development tool. / Detta examensarbete är utfört i samarbete med Öhlins Racing AB, som är ett svenskt hjullupphängningsföretag. Kvalité är mycket viktigt för Öhlins, därför lägger de mycket resurser på utveckling och provning av deras produkter. I och med att provning är en så stor del av vad Öhlins som företag gör så är det viktigt att kontinuerligt sträva efter att förbättra de provmetoder som används inom företaget. Två populära metoder för att förbättra provningsmetoder är att automatisera styrningen av maskiner och att simulera med matematiska modeller. Båda metoder har potential att reducera tiden som förbrukas under tester. Det här projektet fokuserar på de här två metoderna och är därför uppdelat i två delar. Den första delen fokuserar på digitalisering av motorregleringen av en rullande landsväg kallad Cam Drum, ämnad för livstidstester på hjulupphängningar, för att möjliggöra automatiserad reglering och i den andra delen så modelleras testbänken som ett hjulupphängningssystem för att simulera tester innan produktion. Målet med digitaliseringen är att förenkla användandet av Cam Drum och därmed reducera tiden det tar att använda maskinen samt att möjliggöra mer avancerade tester och målet med modelleringen är att mha valideringen visa att modellen går att använda vid utvecklingen av nya produkter. En programmerbar reglerenhet har kopplats till den befintliga frekvensomvandlaren som används för att reglera motorns rotationshastighet och en HMI-skärm används för att styra reglerenheten. Kommunikation mellan regulatorer och frekvensomvandlare sker via serieprotokollet Modbus RTU. Hårdvaran som har används för att skapa installationen har primärt inhandlats från Siemens. Regulator- och HMI-programmering har utförts i Siemens programvara SIMATIC Step 7 med programspråken LAD och FBD. Den digitala motorregleringen har testats med goda resultat och positiv feedback från tekniker. Den enda funktionaliteten som saknas är att kunna sända webserverdata över företagets industriella nätverk, vilket idag inte är möjligt på grund av IT-relaterade säkerhetsfrågor. Framtida arbete bör därför fokusera på att lösa detta problem. En framgaffel och en bakhjulsupphängning har modellerats i Matlab Simulink. Båda modellerna är designade för att simulera en motorcykel eller mountain bike-upphängning men framgaffelmodellen har endast validerats mot data från mountain bikes och baksvingsmodellen har endast validerats mot motorcykeldata. En alternativ däckmodell har tagits fram för att åtgärda problem kopplade till konventionella endimensionella däckmodeller. Den nya modellen estimerar arean av den komprimerade luften sett från sidan och skalar kraften den producerar enligt arean. Nya värden för däckets fjäderstyvhet och dämparkoefficient för det här systemet har tagits fram fritt under valideringen. Valideringen gjordes med positionssignaler hämtade med positionsgivare och positionssignaler hämtade från videor. Framgaffelmodellen testades mot två olika framgafflar men valideringen fokuserar på tester gjorda med en av gafflarna då tillräckliga data med den andra gaffeln saknades. Efter validering visade modellen beteenden som liknade de insamlade signalernas. Däckparametrarna kan valideras vidare men modellen bör räcka för att göra estimeringar.

This thesis investigates the possibility to develop a method to generate drive cycles for heavy duty vehicles for Scania’s customers. A representative drive cycle is important to simulate realistic driving of vehicles. Trucks that are sold by Scania and other manufacturers are collecting data which are logged from the vehicle’s on-board computer during operations. This data is used for the development of new trucks, and the idea is that with operational data, a drive cycle can be generated which is representative for the operations of a specific truck. The developed methodology generates a drive cycle which is compared against this operational data. By making a first selection of already existing drive cycles and modifying the closest drive cycle to a selection of parameters, a drive cycle which corresponds to the operations of the specific truck can be designed. To compare against the operational data, simulations of the truck performing the drive cycle are conducted, and the results are compared to the truck’s operational data. The simulation tool is an internally developed model at Scania which has been verified against test measurements on trucks. A final methodology to generate drive cycles are developed and it compares the simulated fuel consumption and engine load matrix against operational data. By redesigning the drive cycle in an iterative process, results from simulation of the drive cycle becomes very similar to the operational data. / Detta examensarbete undersöker möjligheten att utveckla en metod för att generera körcykler för tunga vägfordon för Scanias kunder. En körcykel som är representativ mot verklig körning är av stor vikt för att ha möjligheten att kunna simulera en realistisk körning av vägfordon. Lastbilar som säljs av Scania och andra fordonstillverkare samlar in kördata som loggas på fordonets interna dator under användning. Dessa data används i vidareutvecklingen av fordon och idén till detta arbete är att med tillgänglig kördata kan körcykler genereras som efterliknar användningen av en specifik lastbil. Den framtagna metoden tar fram en körcykel som jämförs mot kördata. Genom att först välja ut en redan befintlig körcykel som generar liknande resultat sett till kördatan så kan denna körcykel designas om för att än bättre anpassas till kördatan. Genom simulering kan körcykeln testas med det fordon som körcykeln skall efterlikna. Resultaten från simuleringen av körcykeln jämförs med den loggade kördatan. Simuleringsverktyget har utvecklats internt på Scania och är verifierat mot tester från lastbilar som genomfört verkliga körningar. Den slutgiltiga metoden som genererar körcykler jämför bränsleförbrukning och motorns lastmatris jämtemot den loggade kördatan. Genom omarbetning av körcykeln i en iterativ process tas en slutgiltig körcykel fram som ger ett mycket liknande resultat mellan simulering och loggad kördata.

Wake wash problems are a rather recent issue within the maritime industry. They involve the potential harmful effects that the waves generated by ships can produce. Erosion of the shore, smothering of local fauna and excessive motion of vessels are just examples of these effects. Having accurate infor-mation about the probability and severity of wake wash problems is funda-mental in the design stage of a vessel, a shipping route or a channel passage. A detailed study of previous works and existing tools for simulating the poten-tial different harmful effects of wake wash is performed in order to understand the challenges with wake wash simulations. From the conclusions of the study, a procedure has been developed to evaluate different wake wash problems. The procedure relies in an OpenFOAM based tool to obtain the generated wave. A boundary element method software: AQWA; is used to evaluate ex-cessive motion as a potential harmful effect. The potential of the procedure is tested with a validation study and a practical application. The practical case consists in the evaluation of wake wash effects on a moored vessel. From the validation study it is concluded that the wave generation prediction is accu-rate. On the other hand, the practical case presents the developed methodol-ogy as a fast, precise and inexpensive alternative for wake wash evaluation. / Problemen med fartygs våggenerering är en ny utmaning inom den maritima industrin. Problemen innefattar de potentiellt skadliga effekterna av de vågor som genereras av fartyg. Exempel på dessa skadliga effekter är erosion av stranden, kvävning av lokal fauna och överdriven rörelse av fartyg. Att ha genomgående kunskap om sannolikheten och konsekvenserna för problem med våggenerering är grundläggande för designen av ett fartyg, en transportväg eller en kanalpassage. En detaljerad studie av existerande verktyg för att simulera de potentiellt skadliga effekterna av våggenerering. Slutsatserna från studien skapar en procedur för att utvärdera effekterna av olika våggenereringar. Proceduren grundar sig i ett OpenFOAM-baserat verktyg, för att simulera vågor för att se effekterna av fartygs våggenerering. Programvara för en gränselementsmetod: AQWA; används för att utvärdera överdriven rörelse som en potentiell skadlig effekt. Procedurens potential testas med en valideringsstudie och en praktisk tillämpning. Det praktiska fallet består i utvärderingen av effekterna av fartygs våggenerering på ett förtöjt fartyg. Från valideringsstudien så bekräftas det att proceduren är ackurat. Å andra sidan presenterar det praktiska fallet den utvecklade metodiken som ett snabbt, exakt och billigt alternativ för utvärdering av våggenerering.

The Swedish Navy recently presented a need to find new ways to transport autonomous underwater vehicles, AUVs, at high speed to and from mission areas. Following this, an investigation has been made into the development of a foiling trailer: a contraption that, when towed behind a small motorboat, will raise the AUV out of the water. This will enable transport at, for the towing boat, planing speeds.This report mainly covers the foil performance predictions done using engineering tools and evaluative methods, the results acquired through model testing and the agree-ment between them. The full project, conducted by the author and Jacob Zeidler, also entailed a significant design process. This is described in more depth by Jacob Zeidler [1].This study resulted in performance data of four separate surface piercing foils, and a recommendation to continue the development of, at most, three of them. While these three all fulfils the design requirements put forth, a single foil configuration is identified as exhibiting better properties regarding heel stability and take-o˙ velocity. / Den svenska flottan annonserade nyligen ett behov av att hitta nya sätt att bogsera auto-noma undervattensfarkoster, AUV:s, i höga hastigheter till och från uppdragsområdet. Som följd inleddes en studie med målet att utveckla en foilande trailer: en attrapp som kan bogseras bakom en liten motorbåt, och då lyfter AUV:n upp ur vattnet. Detta möj-liggör transport vid planande hastigheter för den bogserande båten.Denna rapport täcker huvudsakligen de prestandaberäkningar som gjordes med hjälp av ingenjörsmässiga verktyg och utvärderingsmetoder, de resultat som kunde samlas in genom modelltester och överenstämmelsen mellan de två. Projektet i sin helhet, som genomfördes tillsammans med Jacob Zeidler, inbegrep också ett omfattande designar-bete. Detta går att läsa om i Jacob Zeidlers rapport [1].Den här studien resulterade i data för prestandan hos fyra olika foilkonfigurationer, och en rekommendation att fortsätta utvecklingen av, som mest, tre av dem. Emedan dessa tre uppfyller de designmål som satts upp, kan en av dem identifieras som utmärkande gällande stabilitet i rullning och hastighet för lyft.

A Scania S-series front chassis module feasibility study is carried out to investigate the potential gains and losses by changing to a composite material system. The existing front chassis module comprises multiple steel, sheet metal and plastic components. The design space is fixed by the location of adjacent components in the current design. A new methodology is put together on the basis of "The GAP Methodology: A new way to design composite structures" by F. Neveu et al. (2019)[1] for facilitating the complex nature of multivariable composite structures design. By applying the methodology a set of hand sketches based on vari-ous geometry classes and applicable manufacturing processes can be created for a technical screening, where one concept is brought forward for detailed analysis. The concept design is refined by the use of the surface modeller tool in CATIA V5 and a structural analysis is undertaken using the finite element method software for composites ANSYS ACP. The composite laminate layup is designed by using aerospace design rules as guidelines for the given material system. The proposed design solution satisfies the design requirements and improves the benchmark Scania Chassis module by lowering the amount of components with about 30%, has a recommended metal to composite joining method, reduces the mass by around 40% (53.5% excluded the suggested joining method) and has a safety factor to material failure strains. The feasibility study demonstrates that the proposed methodology and design of the new composite chassis component is plausible using a simplified analysis. / Detta arbete är en genomförbarhetsstudie för undersöka för- och nackdelar med att byta ut nuvarande material till fiberkomposit, i ett av de främre chassihörnen i en Scania S-serie bil. Det nuvarande chassihörnet består av flera komponenter i stål, plåt och plast. Desingutrymmet är bestämt av placeringen av angränsande komponenter i dagens bil. En ny metodik är sammansatt baserat på ”The GAP Methodology: A new way to design composite structures” av F. Neveu et al. (2019) [1] för att underlätta den komplexa karaktären av produktframtagning av komponenter i fiberkomposit. Genom att använda metodiken kan en uppsättning handskisser genereras baserade på olika geometriklasser och tillämpliga tillverkningsprocesser. Detta tas sedan vidare till en teknisk screening, där ett koncept väljs för fortsatt mer detaljerad analys. Konceptdesignen förfinas med användning av ytmodellverktyget i CATIA V5 och en strukturanalys utförs med användning av ANSYS ACP för finit elementmetod för kompositer. Kompositlaminatdesignen med det givna materialsystemet är gjord med hjälp av konstruktionsregler från flygindustrin.Den framtagna designen tillfredställer designkraven och förbättrar den nuvarande Scania designen för chassihörnet. Detta genom att minska antalet komponenter med ungefär 30%, har en rekommenderad fästmetod för metall till fiberkomposit, minskar vikten med ungefär 40% (53.5% exkluderat den föreslagna fästmetoden) och har en säkerhetsmarginal till maxtöjningar för materialsystemet. Genomförbarhetsstudien visar att den föreslagna metodiken och designen av den nya chassikomponenten i fiberkomposit är möjlig med en förenklad analys.

The aim of the M.Sc thesis work is to specify a measurement method suitable for deter-mining the sound power levels and especially to quantifying the levels at the compressor blade pass frequency of a turbocharger in the new turbo performance rig located at Scania CV AB, Södertälje.Intensity and pressure based methods are widely used to determine the sound power levels. The thesis work focuses on pressure based methods since intensity measurements has a limitation in high frequencies and the intensity scanning in the rig is not allowed when the test rig is being operated. Unlike the intensity based methods the major drawback of using the pressure based methods is the influence of test environment on the sound pressure measurements. Since the room is not completely anechoic and reflections from various objects in the room may lead to wrong estimation of sound power levels. In order to understand the influence of test environment at the four chosen microphone positions several measurements were performed both in compliance with international standards and also to test assumptions on the acoustics characteristics of the room.Other than the turbocharger itself the test environment also includes three main auxiliary equipments; a cooling fan, a burner and an oil conditioning system which may contribute to the background noise at the microphone locations. A detailed study has been conducted to understand the influence from these additional sound sources during the measurements. It was concluded that the background sound do not a˙ect the measured results in the frequency range of interest. Measures were taken to isolate radiation from connecting pipes by shielding them with sound absorbing material.Based on the results from the test environment measurements and the background noise analysis the international standard ISO 3744 (Determination of sound power levels in an essentially free field over a reflecting plane) is recommended to determine the sound power levels of the turbocharger.For a constant shaft speed it was found that the highest A-weighted sound power levels were observed when the turbocharger was running close to surge followed by peak eÿciency and choke conditions on the compressor map. There is one limitation associated with the calculated sound power level and that is, the estimated sound power level is uncertain since it is based on only 4 microphone positions and thereby is not capturing the details of the compressor directivity.As future work, a setup with a large number of microphones surrounding the test speci-men is recommended which would help to determine the directivity hence improving the accuracy of the measurements. Also further studies on the sensitivity of the microphone positions, the arrangement of the auxiliary equipment in the room and the influence by the inlet and outlet pipes used in the real installation is recommended.Keywords: Turbocharger, surge, choke, peak eÿciency, compressor map, compressor blade pass frequency, sound power levels. / Syftet med M.Sc-avhandlingen är att specificera en mätmetod som är lämplig för att bestämma ljudeffektnivåerna och särskilt att kvantifiera nivåerna vid kompressorbladets passfrekvens för en turboladdare i den nya turbo-prestandariggen vid Scania CV AB, Södertälje .Intensitets- och tryckbaserade mätmetoder används ofta för att bestämma ljudeffektnivåerna. Avhandlingsarbetet fokuserar på tryckbaserade metoder eftersom intensitetsmät-ningar har en begränsning i höga frekvenser och intensitetsskanningen i riggen inte är tillåten när testriggen används. Till skillnad från de intensitetsbaserade metoderna är den största nackdelen med att använda de tryckbaserade metoderna påverkan från testmiljön på ljudtrycksmätningarna. Detta eftersom rummet inte är ekofritt och reflektioner från olika objekt i rummet kan leda till fel uppskattning av ljudeffektnivåerna. För att förstå testmiljöns inverkan vid de fyra valda mikrofonpositionerna utfördes flera mätningar både i överensstämmelse med internationella standarder och för att testa antaganden om rummets akustikegenskaper. Utöver själva turboladdaren innehåller testmiljön också tre hjälputrustningar; en kylfläkt, en brännare och ett oljekonditioneringssystem som kan bidra till bakgrundsljud i mikrofon-positionerna. En detaljerad studie har genomförts för att förstå påverkan från dessa ytterligare ljudkällor under mätningarna. Det konstaterades att bakgrundsljudet inte påverkar de uppmätta resultaten i frekvensområdet av intresse. Åtgärder vidtogs för att isolera strålning från anslutande rör genom att skydda dem med ljudabsorberande material. Baserat på resultaten från testmiljömätningarna och bakgrundsljudanalysen rekommenderas den internationella standarden ISO 3744 (Bestämning av ljudeffektnivåer i ett väsentligen fritt fält över ett reflekterande plan) för att bestämma ljudeffektnivåerna för turboladdaren. För en konstant axelhastighet konstaterades att de högsta ljudeffektnivåerna observerades när turboladdaren kördes nära pumplinjen, följt av området med högsta verkningsgrad och choke linjen i kompressor-mappen. De beräknade ljudeffektnivåerna har en begränsning eftersom turboladdare direktivitet är okänd på grund av det låga antalet mikrofoner i mikrofonarrangemang runt turboladdaren, men de erhållna resultaten är tillräckligt bra för att göra en jämförelse mellan olika turboladdare förutsatt att de har liknande direktivitet. Som framtida arbete rekommenderas en installation med ett större antal mikrofoner (säg c:a 10 stycken) som omger testobjektet vilket skulle hjälpa till att bestämma direktiviteten och därmed förbättra mätnoggrannheten. Vidare rekommenderas ytterligare studier om mikrofonpositionernas känslighet, arrangemanget av hjälputrustningen i rummet samt påverkan av ljudutstrålning från de anslutande rören mer lika de i den riktiga motorinstallationen.