EXJOBB - Linköping University · 2010-05-10 · av motor- och fordonsreglering där samverkan mellan flera komponen-ter är viktig. De flesta exjobb ligger n ära forskningsverksamheten

EXJOBBFORDONSSYSTEM

.1,21

.2

.3

.4

.5

.6

.7

.8

.9

.10.11

.12.

13

.14.15.16

.17

.18

.19

.20.

.22

.23.

24.25

.26

.27

.28

.29

.30

.31

.32

.33,135.34

.35

.36

.37

.38

.39.

40.41

.42 .

43.44.4546,50

.47

.48

.49 ..

51

.52 .

53.54

.55

.56

.57

.58.59

.60

.61

.62

.63

.64

.65

.66.67

.68

.69

.70

.71

.72

.73

.74

.75

.76

.77.

78.79

.80

.81

.82

.83

.84

.86,90

.87

.88.

85,89

.91

.93

.94.

95.96

.97

.98

.99

.100 .

101.102.

103.104

.105

.106

.107.108

.109

.110

.111.

112

.113

.114

.115

.116.

117

.118

.119

.120

.121

.122

.123.

124

.125.

126

.127,216

.128

.129,161

.130

.131

.132

.133

.134

.136

.137 .

138

.139

.140,152

.141.

142

.143

.144

.145

.146

.147

.148

.149

.150

.151 .

153

.154.155.156

.157

.158 .

159

.160

.162

.163

.164

.165

.166

.167.

168

.169.

170

.171

.172

.173.174

.175

.176.177

.179

.180

.181.178,182

.183

184

.185.

186

.187

.188

.189.

190

.191.192

.193

.194

.195

.196

.197

.198

.199

.200

.201.

202 .203

.204

.205.

206

.207.

208.209

.92,210,217 .

211.212

.213

.214.

215

REGLERING • MODELLERING • DIAGNOS • REALTID • SIMULERING

OCH MYCKET MER

April – 2004

Innehåll

I Diagnos 12

II Motorreglering 18

III Motormodellering 22

IV Fordonsdynamik och reglering 31

V Externa exjobb 34

Se aven: http://www.fs.isy.liu.se

Fordonssystems exjobbskatalog 3

Välkommen till Fordonssystem

-Valkomna att gora exjobb. Vi erbjuder stor spannvidd mellanmetodutveckling och tillampning. Vi erbjuder ocksa olika

arbetsformer inklusive sadana som ligger mellan interna och externaexjobb.

Valkomna! Vi erbjuder examensarbeten inom ett brett falt av mod-ellering, reglering och diagnos. Du kan skapa dig en bild av varaintressen genom att studera baksidan av denna skrift som ger ett an-tal exempel pa vara tidigare examensarbeten. Du ar givetvis ocksavalkommen att besoka oss eller att titta pa var hemsida.

4 Fordonssystems exjobbskatalog

Metodtillämpning eller problemorientering

Vi erbjuder examensarbeten av olika typ. En variant ar tillamp-ningsstudier av metoder dar man ar intresserad av att tillampa nagonmetod inom t.ex. diagnos eller reglerteknik pa ett eller flera praktiskaproblem. En annan variant ar att man har ett praktiskt problem ochatt man testar flera olika metoder. I bada fallen ar det vanligt medpraktisk implementering, antingen i vart labb eller i samarbete medindustrin.

Internt, externt eller blandat

Arbetsformerna for vara examensarbeten varierar. Forutom de tra-ditionella varianterna med interna och externa examensarbeten harvi aven blandade varianter. Exempelvis kan ett examensarbete sominnehaller en forstudie for ett foretag laggas upp sa att arbetet utforshalvtid vid LiTH och halvtid pa foretaget.

Exjobbare med blandad arbetsform under en givande period iindustrin

Några intresseområden

Manga av vara exjobb har med fordon att gora, men langt ifran alla.Vart allmana intresseomrade ar allt som har med styrsystem att gora.Studerar du vara tidigare examensarbeten hittar du samarbeten medt.ex. flyg och annan industri, men aven helt teoretiska arbeten. Detfinns alltsa manga intresseomraden men nagra speciellt viktiga ar:

• Diagnosmetoder och tillampningar.

• Modellering och reglering av motor och drivlina.

• Simulering av fullstandiga fordon (inklusive hybrider).


Handledning och skräddarsydda exjobb

Exjobbare i exjobbarrummet far handledningen av doktoranden(i vit rock).

Samvaro i Fordonssystems fikarum.

Bra exjobb kraverbra handledningoch just dettakan vi har paamnesomradet statill tjanst med.Handledarna starocksa till tjanstmed att skrad-darsy exjobb.Ofta kan manaven i externaexjobb vinklaarbetet efter deonskemal ochintressen somfinns.


Diagnos av Tekniska SystemDiagnos ar att med hjalp av observationer av en fysikalisk process de-tektera fel samt om man upptacker att nagon komponent gatt sonderaven peka vilken som ar den felande komponenten.

Tekniska processer ar ofta utrustade med sensorer som anvandsav styrsystemet. Samma sensorer kan anvandas for att jamfora sys-temets aktuella beteende med forvantat beteende. Forvantat be-teende kan vara allt ifran expertkunskap hos en operator till matema-tiska modeller av processen, framst i form av differential och differens-ekvationer. Diagnosalgoritmer som anvander sig av explicita modellerav processen kallas modellbaserad diagnos. Detta ar illustrerat i fig-uren nedan.

u(t)- Process -y(t)

@@R

Fel Storningar�

�

�- Diagnos

?Utsaga

Det kan vara sa att det ej ar mojligt att unikt peka ut den felandekomponenten exakt, da ska diagnossystemet atminstone peka ut ensa liten grupp som mojligt av komponenter som kan vara felaktiga.En omstandighet som forsvarar situationen ar, som ocksa framgar avfiguren, att storningar och andra okanda signaler som ej betraktas somfel paverkar systemet och darmed minskar mojligheterna for palitligautsagor angaende vilka fel som finns. Uppgiften for diagnossystemetkan darfor sagas vara att dra sa sakra slutsatser som mojligt baseratpa en inexakt modellbeskrivning och uppmatta observationer.

Omraden dar diagnos ar viktigt ar naturligtvis sakerhetskritiskasystem dar fel kan innebara livsfara, exempelvis karnkraftsverk, kemiskindustri och flygplan. Aven ekonomiska skal gor att diagnos ar vik-tigt, i till exempel en processindustri sa kan ett oplanerat driftstoppkosta stora summor. Battre vore det da om ett overvakningssystemindikerade att en komponent holl pa att ga sonder sa den kunde bytasut vid nasta planerade stopp.

Ett annat skal till att infora diagnos, som ocksa ar skalet till attFordonssystem sysslar med diagnos, ar miljoaspekter. Fel pa till ex-


Som synes ar det inte helt enkelt att utfora diagnos manuellt. Darforundersoker vi hur diagnos kan automatiseras.

empel motorstyrsystemet eller katalysatorn i en modern bil resulterari vasentligt hojda utslapp av miljogifter. Dafor finns lagkrav som sageratt alla komponenter som kan paverka emmisioner maste overvakas.Har ar det ocksa viktigt att diagnosalgoritmen klarar av att detekterafel vid normal drift och inte kraver nagot speciellt korfall.

Var forskning inom diagnos bedrivs bade inom applikationsspeci-fika problem och allman metodforskning, vilket ocksa syns pa de ex-amensarbeten som erbjuds inom omradet. Ett exempel pa applika-tionsproblem vi studerat, utover fordonstillampningar, ar diagnos avlufttillforselsystemet pa Gripen. Denna luft reglerar temperaturenpa elektroniken samt trycksatter och tempererar kabinen. Det intres-santa ar att bade kunna detektera och isolera (lokalisera) fel i sensoreroch aktuatorer. Aven fel av typen lackage maste kunna hanteras. Enutmaning ar att hitta systematiska losningar som klarar de hardakraven som finns i tillampningen.


Fordonsstyrning

I anslutning till var forskning finns intressanta exjobb som till stor delkan utformas efter exjobbarens egna intressen. Till exempel finns detstora mojligheter att prova nya reglerprinciper pa tillampade prob-lem. Fordonsforskningen fokuseras pa de systemtekniska aspekternaav motor- och fordonsreglering dar samverkan mellan flera komponen-ter ar viktig. De flesta exjobb ligger nara forskningsverksamheten ochinnefattar signalbehandling, modellbygge och simulering. Andra cen-trala tekniker ar monsterigenkanning och intelligent signaltolkning.

Laboratorium

I var motortestcell finns tva saab-motorer. En av dem, av typen saab

Variable Compresison (svc), har variabel kompression, fem cylindrar,

En av motorerna ( svc) har variabelkompression och finns uppkopplad i

fordonssystems laboratorium.

mekanisk overladdning och1.6 liters slagvolym. Denandra motorn ar en 2.3liters motor med hogtryck-sturbo som finns i saab 9-5aero bilarna. Bada motor-erna ar utrustade med extragivare som ger tillgang tillfler matsignaler i processen.De extra matsignalerna arintressanta dels for att okakunskapen om processenoch dels for att forbattraoch forenkla modelleringen.Motorernas styrdatorer arkopplade till tva andra da-torer (se bilden pa nasta sida) via ett ”Controller Area Network”(can). Detta ger en flexibel laboratoriemiljo dar det ar mojligt attsnabbt utveckla och testa nya regleralgoritmer.

Sakerhetskrav och okande krav pa avgasrening ar centrala prob-lemstallningar som driver teknikutvecklingen framat. En utgangspunktfor forskningen ar att utnyttja befintlig och kommande motorteknikfor att minska bransleforbrukningen och emissionerna genom att for-fina styrsystemen. For att kunna anvanda systematiska designmetoderoch for att optimera prestanda, ar det viktigt med bra modeller forsystemet.


Forskningsområden

For att belysa bredden av mojliga examensarbeten sa kan vi titta pavar forskning inom omradet. Forskningen spanner fran modelleringav de arbets- och emissionsgenererande termodynamiska processernainuti cylindern anda ut till reglering av fordonets beteende pa vagen.

Kontrollrummet med de datorer somanvands for matdatainsamling och

overvakning av testcellen.

Har finns det mojlighetatt arbeta pa djupetmed delprocesserna ellermed systemovergripandefragestallningar. Harnedan foljer nagra ko-rtfattade beskrivningarav nagra forskningspro-jekt.

Svc-motorn med styr-bar kompression opp-nar helt nya mojligheterfor optimering av bransle-forbrukningen genom denextra styrsignalen. Etthogt kompressionstal gergod bransleekonomi, menett for hogt tal kan ocksa forstora motorn genom explosionsartadsjalvantandning av branslet (kallad knack). Ett forskningsprojekt arinriktat pa att i varje driftsfall na basta bransleforbrukning genomkoordinerad styrning av kompression och tandningstidpunkt av svc

motorn samtidigt som man undviker att motorn knackar. Det harprojektet gar pa djupet i forbranningsmodellering.

For att minska emissionerna sa ar det viktigt att styra luft ochbransle in till motorn mycket exakt for att fa precis ratt blandnings-forhallande. Nar styrsystemet skall spruta in bransle i motorn sa be-hover den kanna till mangden luft som kommer in i motorn men tyvarrgar det inte att mata denna. Ett forskningsprojekt ar darfor inriktatpa modellering och observatorsdesign for luftflodet in till cylindern.Det har projektet tittar overgripande pa motorn och egenskapernafor hela systemet av sensorer, aktuatorer och modeller studeras.

Forarens komfort och korkansla ar av avgorande betydelse for omhan skall kopa fordonet eller ej. I ett projekt som utforts i samarbetemed scania, var malet att dampa svangningar i drivlinan (motor,vaxellada, drivaxlar och hjul) som kan uppsta vid till exempel kraftigaaccelerationer. Svangningarna ar sa stora att de skakar om foraren i


hytten. Genom att styra bransleinsprutningen pa dieselmotorn saatt den motverkar svangningarna, kan dessa dampas ut. For att fafram styrlagarna behovs modeller for hela drivlinan som ar tillrackligtnoggranna och fangar dess viktigaste resonanstoppar. Reglertekniskametoder for aktiv dampning kan sedan anvandas for att designa enstyrlag som dampar svangningarna och okar korbarheten.

Ett annat intressant omrade ar cylindertryck- och jonstromsmat-ning, dar tandstiftet anvands som joniseringssensor i forbranningskam-maren da det ej anvands for att tanda bransleblandningen. Genomatt anvanda en modell for signalernas karaktaristik kan man fa my-cket information om forbranningen. Har finns ett spannande omradei granslandet mellan fysikalisk forstaelse och signaltolkning.


Exjobbsområden

Pa foljande sidor finns forslag till interna och externa exjobb listadeunder olika omraden. Exjobben riktar sig i forsta hand till D-, M- ochY-teknologer. De interna kan ofta skraddarsys efter dina intressen.Aven egna forslag till exjobb ar valkomna. Ar du intresserad av ettspeciellt omrade och vill gora ett externt exjobb som inte finns i kat-alogen, kan detta eventuellt ordnas anda tack vare vara goda indus-trikontakter.

Vi har i den foljande sammanstallningen ordnat exjobben underrubrikerna Diagnos, Motorreglering, Motormodellering, samtFordonsdynamik och reglering. Detta ger en oversikt av de olikainriktningar som finns.

Inom vissa omraden har vi mera forskningsnara examensarbeten,inom vilka man kan kombinera teori, matningar, tillampningar ochindustrikontakter. Den som ar intresserad av detta bor framst tittainom omradena:

• Diagnos: Generell metodutveckling och tillampningar inom fleraolika industriomraden.

• Modellering av motorer: Modellering baserad pa kunskaper franen mangd omraden; daribland fysik, mekanik, systemteknik ochmatematik.

• Reglering och diagnos av motorer och drivlina.• Simulering av helfordon inklusive hybridfordon, med inriktning

mot energianvandning och emissioner.


I Diagnos

Forskningen pa Fordonssystem inom diagnos sker bade inom applika-tionsspecifika problem och allman metod och teoriutveckling. Nedanpresenteras ett urval av tankbara examensarbeten. De flesta exam-ensarbetena ar forskningsnara vilket aven innebar att dom relativtsnabbt kan ersattas av nya examensarbeten. Se darfor dessa exjobbsom en beskrivning av vilken typ av exjo9bb som vi kan erbjuda.

Sok garna upp nagon av kontaktpersonerna for att diskutera ak-tuella examensarbeten.

Kontaktperson:Lars Nielsen, 013-281307, [email protected] Frisk, 013-285714, [email protected] Klein, 013-282394, [email protected] Krysander, 013-282198, [email protected] Cedersund, 013-281327, [email protected] Biteus, 013-281994, [email protected]

Industriella tillämpningsstudier

Diagnos vid D AIMLER CHRYSLER

Fordonssystem har ett gott samarbete med DaimlerChrysler i Stutt-gart som har ett stort intresse av modellbaserad diagnos. Mojligheterfinns att gora saval praktiska som teoretiska diagnosexjobb for eller isamarbete med dem. Arbetet kan forlaggas, helt eller delvis, i Tysk-land eller Linkoping.

Kontakta oss for vidare forfragningar om diagnosexjobb i Tysk-land.

Kontaktperson:Erik Frisk, 013-285714, [email protected] Nilsson, 013-281315, [email protected]

Diagnos av katalysator, SCANIA

Snart kommer lagkrav som innebar att lastbilar maste ha en katalysator.Denna maste ocksa overvakas, d.v.s. nar verkningsgraden sjunker un-der en viss niva maste foraren larmas.

Exjobbet gar ut pa att utveckla en algoritm som skattar verkn-ingsgraden (typiskt en observator). Baserat pa denna skattning skasen ett test konstrueras, d.v.s. en algoritm som tar beslut pa om det


finns ett fel eller inte pa katalysatorn. Utgangspunkten ar ett mod-ellbaserat angreppssatt. Vi kommer att anvanda en redan framtagenmodell. Algoritmerna ska utvecklas i simulink men verifiering skaske med riktiga data fran en lastbil.

Kontaktperson:Mattias Nyberg, 08-553 837 36, [email protected]

Felisolering vid diagnos av SCANIA dieselmotor

Nar en lastbil kommer till verkstaden idag kopplas en dator till last-bilen och sa kallade felkoder lases ut. Uppgiften for mekanikern ar senatt lista ut vilket fel som har intraffat och vilken komponent som skabytas ut. Problemet ar att ett fel kan ge upphov till manga felkoderoch det ar inte alltid enkelt att fran felkoderna lista ut vilket fel somorsakade alla felkoder. Dessutom finns det lagkrav pa att fel ska pekasut sa exakt som mojligt.

Malet med detta exjobb ar att vidareutveckla och verifiera en algo-ritm for felisolering, d.v.s. ger en intelligent gissning pa vilket fel somhar intraffat. For detta anvands lampligtvis teorier som utvecklatsinom AI- grenen av diagnosforskningen. En bra algoritm ar traff-saker och ger aldrig fel svar. Med en sadan algoritm kan forhoppn-ingsvis mekanikerns felsokningsarbete minskas och darmed ocksa repa-rationskostnaderna.

Later detta intressant, hor av dig sa forsoker vi matcha dina onske-mal med vara behov. Lamplig bakgrund for exjobbet har en personfran civilingenjorsutbildning eller motsvarande med intresse for diag-nos.

Kontaktperson:Mattias Nyberg, 08-553 837 36, [email protected]


Metodutveckling

Dessa exjobb ar framst inriktade pa metodutveckling. Examenar-betena ar darfor av teoretisk karaktar och ligger ofta nara aktuellforskning.

Strukturell analys

Idag behover manga industrier utfora avancerad diagnos pa stora ochkomplexa system. For att bygga ett system som ar val anpassat fordiagnos kravs att diagnosarbetet paborjas sa tidigt som mojligt underproduktutvecklingen. I borjan av utvecklingsfasen finns inte detal-jerade modeller. Darfor har metoder utvecklats som endast utnytt-jar i vilka ekvationer som respektive variabel ingar i. En av dessametoder ar strukturell analys. Ett exempel pa ett examensarbete aratt konstruera och implementera en algoritm som givet potentiellasensorer och dess kostnader samt krav pa detekterbarhet och isoler-barhet beraknar den billigaste uppsattning av extra sensorer som kanuppna diagnoskraven. I ett forsta steg kan detta ske genom en studieav hur ett tillagg av en sensor okar detekterbarhet och isolerbarhet.

Kontaktperson:Mattias Krysander, 013-282198, [email protected]

Bifurkationsteori för parameterestimering

En bifurkation ar en punkt, eller en yta, i parameterrymden som av-gransar tva kvalitativt olika beteenden hos ett system. Ett exempelar en Hopf-bifurkation som avgransar ett stationart omrade fran ettoscillerande. Om man har en modell for ett system kan man anvandaen detektion av en bifurkation, tillsammans med teori fran ickelinjardynamik, for att stalla krav pa en parameterestimering. Detta kananvandas for detektion av inkonsistenta observationer vilket kan an-vandas som grund for forbattrad parameteruppskattning, men ocksafor feldetektion av t.ex. trasiga sensorer. Ett exjobb skulle t.ex. kunnainnehalla:

• Utvecklande av denna metod for analys av data fran en turbo-motor, en flygplansvinge eller en skarare.

• Implementering av ett program som detekterar bifurkationer ochapplicerar denna teori for ett system i allmanhet.

• Teori och simulering av ickelinjara dynamiska system.


Exjobbet kan formas efter intresse och kan ocksa till valfri utstrackn-ing forlaggas till Kopenhamn.

Kontaktperson:Gunnar Cedersund, 013-281327, [email protected]

Residualgenerering sekvensiella Monte-Carlo metoder för en S CA-NIA lastbilsmotor

Ett klassiskt satt att diagnostisera en process ar att konstruera enobservator som skattar viktiga parametrar i en modell over processen.For olinjara modeller har ad-hoc metoder eller till exempel ExtendedKalman Filters (en olinjar utvidgning av linjara Kalmanfilter) an-vands flitigt och fortjanstfullt.

I det har examensarbetet ska en annan, mer modern, observator-sansats undersokas. Sequential Monte Carlo filters, aven kallade par-tikelfilter, ar en simuleringsbaserad metod for ickelinjar tillstandsskat-tning som har ett statistiskt och Bayesianskt angreppsatt. En fordelmed metoden ar systematisk hantering av godtyckliga olinjariteter ochbrus med godtyckliga fordelningar.

Uppgiften for examensarbetet ar att utreda hur dessa filter kananvandas for diagnos samt fragor som ror nackdelar, implementationoch komplexitetsaspekter. En eller flera residualgeneratorer ska kon-strueras for att detektera fel pa en Scania-motor och testas bade isimulering och mot verkliga data.Kontaktperson:

Erik Frisk, 013-285714, [email protected]

Säkerhetsanalyser av diagnossystem – metodik och tillämpningpå framdrivningssystem av fartyg

En viktig fragestallning inom diagnos ar att kvantifiera nyttan avett diagnossystem samt hur sakerheten paverkas av exempelvis fal-sklarmssannolikheter, sannolikhet for missad detektion etc. En annanintressant storhet ar aven hur t.ex. tillgangligheten av processen foran-dras genom inforandet av ett diagnossystem.

Processen som ska studeras har ar ett framdrivningssystem av ettfartyg. Denna process ar en del av ett internationellt benchmarkprob-lem som ar tankt att anvandas av forskargrupper for att jamfora sinaalgoritmer. Noggranna simuleringsmodeller ar darfor direkt tillgang-liga i form av matlab och simulink-filer. Olika forskargrupper hardessutom utvecklat och publicerat fardiga diagnos och styralgoritmer


for just detta problem. Det har arbetet gar ut pa att t.ex. beraknasannolikheten for haveri med och utan dessa algoritmer, d.v.s. kvan-tifiera nyttan av diagnossystemet. Arbetet kan ocksa innefatta attutveckla egna, forbattrade diagnos och styralgoritmer samt se hurdessa paverkar sannolikheten for haveri, tillganglighet etc.

Malet med examensarbetet ar att gora dessa analyser for just denhar processen, men att aven formulera en mer allman metodik for hurdessa analyser ska kunna goras for en godtycklig process.

Kontaktperson:Jonas Biteus, 013-281994, [email protected] Frisk, 013-285714, [email protected]

Kvalitativa metoder för diagnos av lastbilsmotor

Inom kort kommer lagar krava att det finns ett diagnossystem i allalastbilar. Kravet ar att sa fort ett fel intraffar som i sin tur medforatt emissionerna okar, maste foraren larmas sa att felet kan atgardas.I vissa fall anvands simuleringsmodeller, som kan vara av varierandekvalitet och komplexitet, for att konstruera diagnossystem.

Kvalitativa metoder ar ett forskningsomrade inom AI dar mansoker forenklade representationer av verkligheten. Till exempel attnagot okar, istallet for att exakt forsoka bestamma en derivata.

Nar man konstruerar diagnossystem for motorer kan kvalitativresonering anvandas vid framtagningen av vissa delar av diagnossys-temet. Malet med exjobbet ar att framtaga ett diagnossystem for enmotormodell med hjalp av kvalitativ resonering.

Genom ett samarbete mellan avdelningen for fordonssystem ISY

och scania har en modell implementerad i simulink framtagits. Dennamodell kommer anvandas vid konstruktion av diagnossystemet, samtfor verifiering.

Kontaktperson:Jonas Biteus, 013-281994, [email protected]

Schemaläggning av test i diagnossystem

Ett diagnossystem bestar av en mangd test tillsammans med ett lo-giskt uttryck for att berakna diagnoser. Ett idealt diagnossystemger alltid exakt de diagnoser som kan forklaras av den modell sombeskriver det diagnostiserade systemet. For att konstruera ett idealtdiagnossystem kravs ofta en stor mangd av test. Redan vid relativtsma system kan antalet test bli sa stort att alla test inte kan beraknas


vid varje tidpunkt. Darfor behovs det utvecklas metoder som valjerut vilka test som behover goras utan att diagnosprestandan forsamrasmer an nodvandigt.

I exjobbet betraktas system som beskrivs av linjara dynamiskamodeller. Algoritmer implementeras som genererar olika ideala diag-nossystem. Utveckla och implementera metoder som minimerar an-talet test som behover goras for att bibehalla den goda diagnostiser-barheten. Jamfor prestanda for de implementerade diagnossystemenoch avgor genom simuleringar om det ar mojligt att sanka berakn-ingsmangden utan att minska diagnostiserbarheten.

Kontaktperson:Mattias Krysander, 013-282198, [email protected]

Diagnos i olinjära system

De allra flesta metoder for residualgenerering bygger pa linjara pro-cessmodeller. De flesta processer ar dock olinjara. Examensarbetet aratt gora en undersokning av hur man i mer allmanna olinjara systemkonstruerar residualgeneratorer.

Det har ar ett teoretiskt examensarbete for den matematiskt in-tresserade. Examensarbetets mal ar att utarbeta forstaelse, konstruk-tiva metoder, samt datorhjalpmedel som stoder konstruktion av olin-jara residualgeneratorer. Mer specifikt sa ska en metod for bi-linjarasystem utvecklas baserat pa existerande (differential-) geometriskametoder. Ett huvudmal ar att systematisera metodiken och baseratpa den systematiken utveckla datorstod i datoiralgebraiska verktyg(Mathematica) som sa langt som mojligt automatiserar designpro-cessen. Baserat pa dessa resultat ska det aven undersokas vilka moj-ligheter det finns for mer generella klasser av olinjara system

Resultaten ska sedan appliceras pa lampliga simuleringsmodellerfor att utvardera metoderna. Ett exempel pa sadan process ar eninduktionsmotor som ofta modelleras av bi-linjara differentialekva-tioner.

Kontaktperson:Erik Frisk, 013-285714, [email protected]


II Motorreglering

Fordon ar numera datoriserade maskiner. Detta har medfort en ex-plosionsartad okning av reglerteknik, bade i volym och i betydelse.Forutom att sanka kostnaden har detta medfort att en mangd heltnya funktioner kan erhallas. De viktigaste uppgifterna for regleringenar

• Effektivitet.

• Emissionshantering.

• Sakerhet.

I och med datoriseringen kan man i allt hogre grad samoptimera for-donets olika delar. Exempelvis sa anvands motorstyrsystemet tillsam-mans med styrsystemet for fordonsdynamiken till att minska motor-momentet nar dynamiken kraver det. Om du ar intresserad av regler-ing bor du darfor leta efter intressanta exjobb under fler rubriker andenna.

Kontaktperson:Lars Nielsen, 013-281307, [email protected] Eriksson, 013-284409, [email protected] Andersson, 013-284056, [email protected] Nilsson, 013-281315, [email protected] Froberg, 013-284066, [email protected] Klein, 013-282394, [email protected] Oberg, 013-282369, [email protected] Wahlstrom, 013-285743, [email protected] Gunnarsson, 013-284057, [email protected]

Reglering av turbomotor med kamfasning

I fordonssystems motorlabb finns en motor med variabla ventiltider iform av kamfasning. Kamfasning innebar att man under korning kanjustera nar ventilerna for avgasutslapp och luftinsug oppnas respektivestangs. Med kamfasning kan man anpassa motorns egenskaper efterolika korforhallanden vilket kan fa ned bransleforbrukningen och av-gasutslappen. Med motorn foljer dessutom en styrbox som ger storremojligheter for avancerade berakningar an de tidigare.

For att dra nytta av de nya mojligheterna behovs dels modellerfor motorn, dels reglerkoncept som utnyttjar modellerna. Vill du varamed och utveckla reglerkoncept for den har typen av motor kan dethar vara ett exjobb for dig.


Detta exjobb ar starkt kopplat till modelleringsexjobbet pa sidan23 men mer inriktat pa reglering. Exjobbets malsattning kan valjasfritt beroende pa intresse. Mojliga inriktningar ar att utveckla och im-plementera reglerstrategier for den namnda motorn antingen baseratpa befintliga modeller eller direkt med hjalp av matdata.

Kontaktperson:

Per Oberg, 013-282369, [email protected]

Kartläggning av avancerade fordonskoncept

Kraven pa att minska belastningen pa miljon genom reducerade emis-sioner och reducerad bransleforbrukning, utmanar och driver den tekniskautvecklingen framat. Det marks inte minst pa alla nya motorkon-cept som kommer fram som losningar pa de tekniska utmaningarna.Gemensamt for alla ar att styrsystemens utveckling mojliggor en re-alisering av de nya koncepten i bilar. Nagra exempel ar: Variabel kom-pression, variabla ventiltider och ventillyft, direktinsprutade bensin-motorer, hcci, nedskalning, hybridfordon och bransleceller.

Exjobbet syftar till att forsta och kartlagga de avancerade kon-cepten samt analysera dem utgaende fran grundlaggande vetenskapligaprinciper. Ett antal intressanta fragor skall stallas sasom: Vilket prob-lem kan losas med hjalp av konceptet? Vilken teknik behovs for attrealisera det? Vad ar nackdelarna? Trots att koncepten redan ar upp-funna finns det ett stort utrymme for egna ideer, bl.a. om hur de kanforbattras och analyseras.

Kontaktperson:Lars Eriksson, 013-284409, [email protected] Froberg, 013-284066, [email protected]

Tomgångsreglering med avancerade reglermetoder

Genom att minska tomgangsvarvtalet kan man minska branslefor-brukningen, for ju lagre varvtal motorn har desto mindre bransle gardet at. Man kan dock inte minska varvtalet hur mycket som helst,eftersom man da riskerar att fa motorstopp. Reglermalet ar att hallavarvtalet over den kritiska gransen for motorstopp, samt att halladet konstant trots inverkan av okanda storningar sasom inkopplingoch urkoppling av ac. De styrsignaler som finns tillgangliga ar trot-telvinkel, bransleinsprutning och tandningstidpunkt.

Exjobbet syftar till att utveckla en modell for systemet och ap-plicera moderna reglermetoder pa detta olinjara och multivariabla re-


glerproblem. Arbetet kan med fordel utvarderas bade genom simuler-ing och pa en av motorerna i labbet.

Kontaktperson:Lars Eriksson, 013-284409, [email protected]

Aktiv dämpning av drivelinesvängningar

Da man vill styra en dieselmotors moment anvands idag ofta oppenstyrning. Detta innebar att de olika axlarna i drivlinan oscillerarvid momentforandringar. Dessa svangningar ar komfortstorande ochbegransar t.ex. hur snabbt man kan genomfora en vaxling vilket armycket viktigt for en lastbils prestanda vid korning i backe. Exjobbetkan innehalla foljande delar:

• Teoridel med modellering och analys av modellkomplexitet.

• Implementering av regulator i matlab och simulink och simu-lering av ett antal viktiga korfall.

• Implementering i motorstyrsystemet S6.

• Tester i lastbil.

Kontaktperson:Magnus Pettersson, 08-553 829 98, [email protected] Wahlstrom, 013-285743, [email protected]

Reglering av motortestcell

Innan en ny bilmodell far saljas maste den forst genomga en certifier-ing, som bl.a. innebar att den ska genomfora en korcykel under tidensom avgaser och bransleforbrukning mats.

I Fordonssystems motortestcell finns det tva saab-motorer somar kopplade till var sin elektrisk dynamometer (motorbroms). Medmotorbromsen kan den last som ett fordon utgor pa motorn simulerasmed god precision och hog repeterbarhet. Den typ av modeller somanvands for att simulera fordonet kallas for longitudinella modeller.De beskriver luftmotstand, rullmotstand och fordonets troghet. Tillmotorn och dynamometern finns var sitt styrsystem kopplat och ettmycket noggrant matsystem. Motor, dynamometer och matsystemstyrs fran datorer i kontrollrummet.

Det finns manga intressanta utmaningar vid simulering av korcyk-ler i fordonssystems motortestcell, som spanner over flera discipliner


sasom distribuerade realtidssystem och modellering samt reglering avfysikaliska system.

Kontaktperson:Per Andersson, 013-284056, [email protected]

Reglering av SCANIA lastbilsmotorer

For att klara av de hardare kraven pa emissioner sa har scania utveck-lat en motor med aterforing av avgaser (egr) och variabel geometrit-urbo (vgt). Detta medfor tva extra styrsignaler och for att forsta hurdessa styrsignaler ska anvandas ar det viktigt att ha bra modeller overframforallt luftens dynamik i motorn. Baserat pa en sadan modell kanman sedan genom simuleringar och prov komma fram till vilken reg-ulatorstruktur som ar lamplig att anvanda samt vilken reglerstrategiman ska anvanda i transienter och vid stationar drift.

Till hjalp kan befintliga modeller over motorn anvandas eller sa kannya utvecklas vid behov. Som utvecklingsverktyg kommer matlab

och simulink att anvandas. Later detta intressant, hor av dig saforsoker vi matcha dina onskemal med vara behov.

Kontaktperson:Johan Wahlstrom, 013-285743, [email protected]


III Motormodellering

En modells anvandningsomrade specificerar vilka processer och fenomensom skall modelleras och till viss del aven vilken struktur modellen far.De examensarbeten som finns beskrivna under detta omrade ar inrik-tade pa att anvandas for reglering, diagnos och overvakning, samtsimulering. Med en bra modell for ett system kan man t.ex. forbattraregler- och diagnossystemet. Ett intressant omrade som ar vart attpeka pa ar modellering dar modellerna kan anvandas for system dardiagnos och reglering samverkar.

Exjobben inom motormodellering delas in i tva kategorier: In-omcykelmodeller och medelvardesmodeller. I inomcykelmodellernabeskrivs hur variabler som cylindertryck, moment och motorvarvtalvarierar under en arbetscykel for motorn. I medelvardesmodellernabeskrivs langsammare processer som da representerar medelvardenover en eller flera cykler.

Fysikalisk modellering ar intressant och bidrar dessutom till storreforstaelse och kunskap om processen. Modelleringsarbetet inom exjobbeninnefattar litteraturstudie, modellbygge, forsoksplanering, matning pamotorerna i labbet, utvardering av matdata, samt validering.

Kontaktperson:Lars Nielsen, 013-281307, [email protected] Eriksson, 013-284409, [email protected] Andersson, 013-284056, [email protected] Nilsson, 013-281315, [email protected] Klein, 013-282394, [email protected] Cedersund, 013-281327, [email protected] Oberg, 013-282369, [email protected] Wahlstrom, 013-285743, [email protected]

Medelvärdesmodeller

Medelvardesmodellerna beskriver processer och fenomen som varierarlangsammare an en eller flera motorcykler. I modelleringsarbetetanser man att processer som nar sina stationara varden inom 1-10arbetscykler ar snabba och beskrivs darfor med statiska samband,medan processer som tar mer an ca 1000 arbetscykler ar langsammaoch beskrivs med konstanter. Processer med tidskonstanter i omradetdaremellan modelleras som dynamiska system.

Modellerna som beskrivs inom detta omrade ar ofta anpassadefor att stodja design av regler- och diagnossystemen och kan ibland


direkt implementeras i ett modellbaserat motorstyrsystem. Pa for-donssystem finns mojligheten att anvanda modellerna for reglering aven forbranningsmotor i realtid.

Katalysatormodellering för reglering och diagnos

I dagens bensindrivna fordon ar katalysatorn tillsammans med regler-systemet for den, de viktigaste komponenterna for att uppfylla deharda emissionskraven. Det saknas dock bra modeller som kan an-vandas for att stodja designen av regler- och diagnossystemen forkatalysatorn. Med battre kunskap om katalysatorns funktion kanman utnyttja den pa basta satt i reglersystemet och forbattra diag-nosen av den. En parameter som ar viktig for emissionsreduktionen arkatalysatorns syrelagringsformaga. Det forsta av exjobbets delmal aratt bygga en modell for katalysatorn dar just denna parameter ingar.Modellbygget gors genom experiment pa befintlig motor.

Nar man val har en modell for syrelagringsformagan sa finns detsedan manga olika spar att folja. En mojlighet ar att adaptivt skattasyrelagringsformagan for katalysatorn och sedan parametrisera regler-systemet sa att man alltid kan uppfylla kraven for emissionsrening.En annan mojlig fortsattning ar att designa ett diagnossystem somutnyttjar modellen for katalysatorn och overvakar dess funktion. Entredje mojlighet ar att fortsatta modelleringsarbetet for katalysatornoch aven bygga en modell for katalysatortemperaturen.

Kontaktperson:Lars Eriksson, 013-284409, [email protected] Oberg, 013-282369, [email protected]

Modellering av turbomotor med kamfasning

Saab har utvecklat en motor med bade variabla ventiltider i formav kamfasning och avgasturbo. Kamfasning innebar att man underkorning kan justera nar ventilerna for avgasutslapp och luftinsug opp-nas respektive stangs. Med kamfasning kan man anpassa motornsegenskaper efter olika korforhallanden vilket kan fa ned branslefor-brukningen och avgasutslappen. De modeller som finns for motorermed kamfasning ar otillrackliga och behover forbattras. En intres-sant utmaning ar att turbinen pa avgassidan skapar ett mottryck somberor pa arbetspunkt.

For att dra nytta av de nya mojligheterna behovs dels modellerfor motorn, dels reglerkoncept som utnyttjar modellerna. Vill du vara


med och utveckla modeller for den har typen av motor kan det harvara ett exjobb for dig.

Detta exjobb ar starkt kopplat till regleringsexjobbet pa sidan 18men mer inriktat pa modellering. Exjobbets malsattning kan val-jas fritt beroende pa intresse. Mojliga inriktningar ar att utvecklaoch implementera medelvardesmodeller for den namnda motorn samtjamfora dessa med inomcykelsimuleringar och/eller matningar.

Kontaktperson:

Per Oberg, 013-282369, [email protected]

Modellering av turbomotor

Inom fordonssystem pagar ett omfattande modelleringsprojekt somhar som mal att ta fram en fullstandig simuleringsmodell for den tur-bomotor som finns i motorlabbet. Tanken ar att det skall finnas ensimuleringsmodell som tacker turbomotorns alla delsystem och somsedan kan anvandas for simulering, design av regulatorer, samt diag-nos. For tillfallet finns en forsta modell implementerad i simulink darsystemet har delats upp i ett antal delmodeller. Projektet fortsatternu och det finns mojligheter att utvidga och forbattra modellerna fordelkomponenterna. Sarskilt dessa delar behover studeras mer:

• Turboaggregat: Kompressor, turbin och wastegate eller variabelturbingeometri.

• By-pass ventil. Denna oppnas t.ex. vid snabba gasavdrag for att“kortsluta” kompressorn.

• Insugningsrorsdynamik.

• Inverkan av avgasatercirkulation (EGR).

• Motorns effekt och inverkan pa luftflodet.

• Branslepolsdynamik.

Exjobbet innefattar en studie av nagot av ovanstaende amnen, beroendepa vad du ar intresserad av. Ett spannande alternativ ar att under-soka hur de befintliga modellerna kan anvandas for design av regler-och diagnossystem.

Kontaktperson:Lars Eriksson, 013-284409, [email protected] Andersson, 013-284056, [email protected] Wahlstrom, 013-285743, [email protected]


Modellering av avgastemperatur

Dagens katalysatorer kan skadas av for hog temperaturer hos inkom-mande avgaser. Temperaturen pa avgaserna bestams bl.a. av nar mantander blandningen av bransle och luft. Det finns flera olika faktorersom bestammer nar tandningen ska ske och aktiv tandningsregleringanvandas bl.a. for knackreglering (en onormal forbranning som laterilla och kan vara skadlig for motorn). Det gar alltsa inte att bestammaen gang for alla vilken temperatur som avgaserna far i en viss arbet-spunkt. Darfor ar en modell av avgastemperaturen som tar hansyntill nar blandningen antands viktig.

Pa fordonssystem finns en modell som skattar avgastemperaturmen den tar inte hansyn till nar blandningen antands. Ett intressantarbete ar darfor att utoka modellen med ett beroende pa nar tandnin-gen sker. Lampliga angreppssatt ar att fysikaliskt modellera processeneller att bygga sa kallade gralademodeller for avgastemperaturen. Pafordonssystem finns motorer tillgangliga for matning av temperaturensom funktion av tandning.

Kontaktperson:Per Andersson, 013-284056, [email protected] Oberg, 013-282369, [email protected]

Modellering av turbomotor i M ODELICA

Modelica ar en ny modelleringsstandard for modellering och simu-lering av komplexa dynamiska system, som snabbt har vunnit stortintresse i industrin. Det har examensarbetet gar ut pa utveckla ochimplementera modeller for en turbomotor i en simuleringsmiljo somstoder modelica. Ett exempel ar miljon mathmodelica som utveck-las i Mjardevi av foretaget mathcore.

I examensarbetet ingar att ta fram modellerna och implementeradem i den valda miljon, samt utvardera hur bra modellerna klarar avatt beskriva turbomotorn som finns i fordonssystems labb.

Kontaktperson:Lars Eriksson, 013-284409, [email protected] Froberg, 013-284066, [email protected]

Modellering av SCANIA dieselmotor

For att lastbilstillverkarna ska klara de hardare kraven pa emissionersa stalls storre krav pa reglering och diagnos. Ett satt att mota dessakrav ar att ha bra modeller over dieselmotorn och anvanda sig av


modellbaserad reglering och diagnos. Nagra exempel pa sadana mod-eller ar: Gasflodet genom motorn, avgastemperatur, skattning av mo-tormoment och kylvattentemperatur. Pa scania finns behov av attkomplettera gamla och ta fram nya modeller dar vi stravar efter atthitta sa fysikaliska modeller som mojligt.

For framtagande och validering av modeller sa behovs insamlingav matdata fran motorprovcell eller lastbil. En annan utmaning aratt fa dessa modeller sa pass effektiva att de kan exekveras i motornsstyrsystem. Till hjalp kommer matlab och simulink att anvandassom utvecklingsverktyg.

Later detta intressant, hor av dig sa forsoker vi matcha dina onskemalmed vara behov.

Kontaktperson:David Elfvik, 08-553 897 58, [email protected] Wahlstrom, 013-285743, [email protected]


Inomcykelmodeller

Fordonssystems arbete inom detta omrade ar inriktat pa att studerahur ny teknik kan anvandas for att forbattra prestanda och minskaemissioner. Nagra anvandningsomraden for dessa modeller ar t.ex.forutsagning av NOx-bildning och optimering av borvarden for regu-latorer. Inom en snar framtid kommer motorstyrsystemen att utnyttjaoch implementera aven dessa mer komplexa modeller, vilket ar mojligttack vare att motorstyrsystemens prestanda nu narmar sig den nivadar man direkt kan mata och aktivt styra de snabba processer somsker under ett varv pa motorn.

Förbränningssimulering

Den snabba utvecklingen av datorkapacitet har mojliggjort realistiskasimuleringar av hur forbranningen inne i en cylinder fortgar. Ett ef-fektivt satt att fanga forloppet, utan att stota pa for stora numeriskaproblem, ar att dela upp cylindern i olika zoner dar man inom varjezon antar homogenitet, men har ett flode av t.ex. varme och massamellan dem. Ett systematiskt satt for att satta upp sadana modellerhar utvecklats har pa avdelningen for fordonssystem och nu haller denpa att avprovas och vidareutvecklas. Inom detta omrade finns mangaintressanta fragestallningar kvar och manga av dem skulle lampa sigval som exjobb. I och med att omradet befinner sig i granslandetmellan kemi, termodynamik, simulering, numeriska metoder och icke-linjar dynamik finns det stora mojligheter att utforma exjobbet medden sammansattning som man har lust med. Vid intresse finns detocksa mojlighet att tillbringa en valfri del av tiden i Kopenhamn.

Ett exjobb skulle t.ex. kunna innehalla nagot eller nagra av fol-jande punkter:

• Inlasning pa och utvecklande av teorin till att innehalla t.ex.knackkinetik, jonstrommar eller variabla masstrommar.

• Mer implementeringsbetonade delar d.v.s. utveckling av exis-terande programvara. Detta skulle t.ex. kunna innebara attskapa kommunikationsmojligheter mot modellspraket model-

ica, eller mot ett annat liknande program for cellmodellering,men ocksa utveckling av ett grafiskt anvandar-interface eller avforbattrade mojligheter for visualisering vore av intresse.

• Mer modellkonstruktionsbetonade delar inkluderande t.ex. kon-struktion och simulering av olika modeller med olika uppdel-ningstaktiker.


Kom forbi, eller skicka ett mail, om du vill veta mer.

Kontaktperson:Gunnar Cedersund, 013-281327, [email protected] Nilsson, 013-281315, [email protected]

Förbränningsmodellering och analys

Mycket av dagens motorforskning gar ut pa att fa fram branslesnalamen anda starka motorer. Detta kan astadkommas med hjalp avsmarta styrstrategier eller ny motordesign. For att studera och opti-mera prestanda ar forbranningsmodeller ett bra verktyg.

Genom att studera cylindertrycket fas mycket information om for-branningsforloppet. Man kan bland annat berakna forbranningshastighet,temperatur under arbetscykeln, varmeoverforing, andel miss-fire ochbransleeffektivitet, och detta kan i sin tur anvandas for undersokn-ing av emissioner, verkningsgrad, knackbenagenhet och hur kraftfullmotorn ar i olika arbetspunkter.

Arbetet innefattar att ta fram lampliga modeller for nagra avovanstaende tillampningar, samt implementera och validera dessa. Ar-betet kan utvidgas med test av olika styrstrategier.

Kontaktperson:Lars Eriksson, 013-284409, [email protected] Nilsson, 013-281315, [email protected]

Skattning av värmeöverföring

Under forbranningsfasen uppnas mycket hoga temperaturer i cylin-dern. Detta leder till att en stor del av den tillforda energin forsvinnerbort som varme genom vaggarna, och temperaturen blir nagot lagrean vad den hade varit utan varmeoverforing. Nar man vill predikteramotorns effektivitet, emissionsbildning eller knackbenagenhet masteman darfor ha en bra modell av motorns varmeoverforing.

Exjobbet gar ut pa att utgaende fran cylindertrycket och baseratpa befintliga eller egentillverkade modeller, skatta varmeoverforingenfran motorn.

Kontaktperson:Marcus Klein, 013-282394, [email protected] Nilsson, 013-281315, [email protected]


Bestämning och simulering av fyllnadsgrad för turbomotor medkamfasning

Motormodeller behovs bland annat vid reglering av motorn och vidmodellbaserad diagnos. I dessa modeller ingar fyllnadsgrad och frik-tion som viktiga parametrar. Fyllnadsgraden talar om hur effektivtmotorn tar in ny luft till forbranningskammaren. Att precist kannamangden luft i cylindern (fyllnadsgraden) ar viktigt for att uppnalaga avgasutslapp mm. Fyllnadsgraden kan bestammas med fleraolika metoder. En intressant metod att berakna fyllnadsgraden aratt mata trycket i cylindern vid forbranningen. Detta kan ocksa gorasmed hjalp av simuleringar.

Pa fordonssystem finns en programvara for simulering av cylin-dertryck. Den behover dock rustas upp och utrustas med modellerfor gasvaxling som innefattar kamfasning och avgasturbo. En intres-sant utmaning ar att turbinen pa avgassidan skapar ett mottryck somvid okande ventiloverlapp kan ge signifikanta skillnader i residualgas-mangd.

Exjobbets malsattning kan valjas fritt beroende pa intresse. Mojligainriktningar ar att utveckla och implementera/verifiera inomcykelmod-eller for motorn med turbo och kamfasning.

Kontaktperson:Per Andersson, 013-284056, [email protected] Oberg, 013-282369, [email protected]

Cylindertryck ur jonströmsmätning

Genom att utnyttja jonstromsmatning kan en virtuell sensor for cylin-dertryck skapas. Jonstromsmatningen sker genom att lagga en span-ning over tandstiftet och mata strommen genom det da det ej anvandsfor att tanda bransleblandningen. Tandstiftet blir en joniseringssen-sor i forbranningskammaren men strommen beror ocksa av exempelvistryck och temperatur. Genom att anvanda en modell for signaler-nas karaktaristik kan man fa mycket information om forbranningen.Examensarbetet ar av grundforskningstyp dar det star en fritt attkreativt soka samband i granslandet mellan fysikalisk forstaelse ochsignaltolkning.

Kontaktperson:Lars Eriksson, 013-284409, [email protected]


Simulering och validering av vevrörelse

Vid varje forbranning genererar trycket i cylindern ett vridmoment pavevaxeln. Detta moment ger i sin tur en acceleration pa svanghjuletdar varvtalet mats. Ett satt att berakna trycket i cylindern utan attanvanda en dyr tryckgivare ar att anvanda en modell over motornsvevrorelse, d.v.s. overforingsfunktionen mellan trycket i cylindern ochvarvtalet pa svanghjulet. Baserat pa denna modell kan man sedanskatta cylindertrycket genom att mata varvtalet pa svanghjulet. Ensadan metod har potential att losa manga svara problem inom mo-torreglering idag. Nagra exempel ar:

• Skattning av motorns moment utan att anvanda momentgivare.• Skattning av motorns olikformighet mellan cylindrarna for att

balansera motorn.• Overvakning och diagnos av olika feltillstand.

Exjobbet kan utformas olika beroende pa intresse, men grundlag-gande ar att bygga en simuleringmodell som innehaller en torsions-modell over en dieselmotor med en typ av drivlina kopplad till motorn.Efter validering mot matta data kan man sedan anvanda denna mod-ell for olika studier som hur man skattar motorns moment, var manska placera varvtalsgivarna, eller hur man tar hansyn till drivlinansinverkan pa aterkopplingen.

Kontaktperson:Magnus Pettersson, 08-553 829 98, [email protected] Eriksson, 013-284409, [email protected]


IV Fordonsdynamik och reglering

Det som star under inledningen till avsnittet Motorreglering galleri hog grad har, framfor allt att skapa sakerhetshojande system.

Det finns manga olika mojligheter till examensarbeten. Var strategiar att utforma examensarbetena individuellt och helst i samarbetemed industrin. Detta innebar att nedanstaende forslag ar att be-trakta som ideer snarare an fardiga forslag. Det innebar ocksa attarbetena kan ges olika inriktning:

• Teoretiska studier. Grundekvationerna ar olinjara av en vissstruktur som lampar sig for teoretiska undersokningar avseendeolinjar reglering.

• Simuleringsstudier av befintliga koncept men i nya tillampningareller situationer t.ex. inklusion av slap.

Bada inriktningarna ovan lamnar utrymme for egen kreativitet vadgaller nya losningar avseende styrstrategier.

Kontaktperson:Lars Nielsen, 013-281307, [email protected] Froberg, 013-284066, [email protected]

Simulering av longitudinell fordonsdynamik

Longitudinell fordonsdynamik avser ett fordons beteende i langsledoch det ar bestammande for energiforbrukning och emissioner. Mod-ellering och simulering av de grundlaggande fenomenen ar darfor avcentral betydelse for utveckling bade av konventionella fordon och hy-bridfordon med t.ex. batterier eller bransleceller. Simuleringsteknisktfinns det vissa svarigheter beroende pa vilken nogrannhet som efter-stravas d.v.s. vilka olika delmodeller man vill inkludera.

Examensarbetet gar ut pa att modellera och simulera fordons-dynamik, och att successivt utvidga en enkel modell med fler ochfler delmodeller. Det finns industriellt intresse for detta arbete, ochberoende pa industripartnerns behov kan genomforandet ske med olikapa simuleringsverktyg. Kandidater ar matlab, simulink och ekva-tionsbaserade verktyg sasom dymola eller modelica.



Reglering och diagnos av hybridfordonsdynamik

Reglering av longitudinell fordonsdynamik ar centralt for att uppnaverklig energieffektivitet. Detta ar ett omrade under stark utveckling,och med detta foljer ocksa okade mojligheter och krav pa diagnos.

Examensarbetet gar ut pa att dels modellera och simulera fordons-dynamik med olika alternativa drivlinor, dels att undersoka olika styr-och reglerstrategier.


Styrstabilitet under inbromsning med släp

Styrstabilitet kan uppnas genom att individuellt bromsa olika hjulolika mycket. Detta anvands for att ge ett stabiliserande moment pafordonet. Tekniken ar kommersiellt tillganglig under olika namn t.ex.vdc (Vehicle Dynamics Control) och ayc (Active Yaw Control).

Examensarbetet syftar till att studera utvidgningen av existerandeteknik till fordon med slap. I stabilsering av ett fordon anvands dessrotationshastighet som ett kriterium. I fallet med slap maste tva delarmed olika rotationshastighet regleras och koordineras. Dessutom finnst.ex. fallknivseffekter att ta hansyn till.

Genomforandet bygger pa simulering och gar ut pa att skapa ochundersoka olika reglerstrategier. Forslagsvis bygger modellerna pakanda dacksmodeller och forenklad stelkroppsdynamik. Fokus laggspa olika fall som t.ex. lastomfordelning (regulatorn bygger pa nominelllast och lastfordelning) och olika fall med begynnande sladd pa fordoneller slap. Industriellt intresse finns kanske framfor allt inom lastbilmed slap.

Kontaktperson:Lars Nielsen, 013-281307, [email protected]

Simulering av förarmodeller

Vid simulering av ett fordon behovs en forarmodell vars uppgifterar att hantera gaspadrag, bromsning, koppling och vaxling. Det harvisat sig att det finns flera simuleringstekniska svarigheter vid sadanasimuleringar.

Examensarbetet syftar till att utveckla och forbattra simuleringenav befintliga forarmodeller i kombination med en modell av fordonet.


Detta ar tankt att ske i samarbete med expertis fran leverantorer avsimuleringsprogramvara.



V Externa exjobb

Nedan foljer nagra forslag pa foretag som kan erbjuda examensar-beten inom vara intresseomraden. Vi staller garna upp som han-dledare och examinator for exjobb pa dessa foretag. Naturligtvis arvi aven intresserade av att handleda externa exjobb pa andra foretaginom narliggande verksamhetsomraden.

DAIMLER CHRYSLER http://www.DaimlerChrysler.de/

The DaimlerChrysler research department for electronics/mechatronics(Research and Technology Powertrain Control (Rem/ep)) is respon-sible for the function development for engine and drive-line, focusingon control, modelling and diagnosis. Here advanced software controlalgorithms as well as hardware implementations of the same are de-veloped to improve the performance of the drive-line today.

Rem/ep is located in Esslingen just outside Stuttgart and consistsof around 40 employees working on the main topics Gasoline Engine,Diesel Engine, Gearbox, Control-unit concept, Electrical Systems andGateways and Architecture and Tools. The department has a youngand international atmosphere.

A Master’s Thesis in Germany has a duration of 6 months. Dur-ing this time accommodation in a dormitory can be arranged and amonthly payment is given.

For questions and application contact Zandra Jansson under: [email protected]

Kontaktperson pa fordonssystem ar Ylva Nilsson, 013-281315, [email protected]

MECEL http://www.mecel.se/

Fordonssystem har lange haft ett nara samarbete med mecel i Amalsom specialiserar sig pa utveckling av motorstyrsystem. Ar du in-tresserad av att gora ditt examensarbete pa Mecel, tag kontakt medAnders Goras, 0532-62120 eller Lars Nielsen, 013-281307, [email protected].

SAAB AUTOMOBILE http://jobb.saab.com/

Vi har ett omfattande och gott samarbete med saab automobile

motorutveckling i Sodertalje, med beroringspunkter inom utvecklingav funktioner i motorstyrsystemen.

Saab automobile har en ansvarig for studentkontakter som heterJenny Heinegren, [email protected], 0520-483883. Hon


hjalper garna till med att formedla kontakter med personer som harexamensarbeten pa saab automobile.

Om du ar intresserad av exjobb inom Produktutveckling Motor,som ansvarar for konstruktion och utveckling av saabs hela motor-program, inklusive kopta motorer, kan du ta kontakt med personernanedan.

Sektion Center of Expertise, overladdade motorer. Kontaktperson:Lars Bergsten, 08-553 772 37, [email protected]

Sektion dieselmotorutveckling, motorstyrsystem diesel, grundmo-torinstallation och provning av dieselmotorer. Kontaktperson: OlaGoransson, 0520-85 124, [email protected]

Sektion motorstyrsystemsutveckling, emissioner och korbarhetsut-veckling, EMS komponentutveckling (Sodertalje), kalibreringssystem,mekanisk utveckling och komponenter, systemdesign och mjukvaru-utveckling. Kontaktperson pa saab automobile powertrain: FredrikStenson, [email protected]

Sektion grundmotorutveckling, konstruktion av block med kompo-nenter, akustik och berakningar, utprovning motormekanik, konstruk-tionsstod, konstruktion cylinderhuvud med komponenter, utprovn-ing av hjalpapparatupphangning, motorinstallation, livslangdsprov avmotorer, funktions- och prestandaprov med motorer och motorkom-ponenter, V6-motorer och turbosystem.Kontaktperson: Einar Axelsson, 08-553 770 80, [email protected]

SAAB AEROSPACE http://www.saab.se/

Saab aerospace ar ett affarsomrade under saab ab och tillsam-mans har vi haft flera examensarbeten inom diagnosomradet. Ardu intresserad av att gora diagnosexjobb inom Gripen-projektet, tagkontakt med Birgitta Lantto, 013-181218 eller Marcus Klein, 013-282394, [email protected].

SCANIA http://www.scania.se/

I scanias exjobbskatalog hittar du kontaktpersoner och forslag paexjobb inom olika omraden och avdelningar. Om du ar intresserad avatt gora examensarbete inom scania sa kan du ta kontakt med TonySandberg, 08-553 837 36, [email protected], Mattias Ny-berg, 08-553 837 36, [email protected], Jonas Biteus, 013-281994, [email protected] eller Johan Wahlstrom, 013-285743, [email protected].


Övriga

Abb och Abb Robotics verksamhet i Sverige omfattar kraftover-foring, kraftdistribution, automation, byggnadsteknologi, samtfinansiella tjanster.http://www.abb.se/

Autodiagnos utvecklar diagnosverktyg for bl.a. bransleinsprut-ning, tandning, ABS, samt emission.http://www.autodiagnos.se/

Autoliv ar varldsledande inom fordonssakerhet med alla ledandebiltillverkare i varlden som kunder.http://www.autoliv.com/

Bombardier Transportation utvecklar ralsfordonsprodukter ochutvecklingsavdelningen erbjuder t.ex. examensarbeten inom slir-modellering och reglering.http://www.bombardier.com

BT Industries ar varldsledande leverantor av truckar och dartillkopplade tjanster som service, reservdelsforsorjning, finansieringoch forarutbildning.http://www.bt-industries.com/

Husqvarna tillverkar tradgards-, skogs- och hushallsmaskiner.http://www.husqvarna.se/

Hagglunds tillverkar bland annat militarfordon.http://www.hagglunds.se/

MathCore utvecklar mjukvara och tjanster for modellering, simu-lering och visualisering.http://www.mathcore.se/

Nira ar specialiserade pa utveckling och implementering av elek-troniska styrsystem for fordon.http://www.nira.se/

Sigma Information Design AB utvecklar programvara for fel-sokning och diagnos.http://www.id.sigma.se

Volvo Cars tillverkar personbilar.http://www.volvocars.se/

Volvo Group tillverkar lastbilar, bussar och andra arbetsfordon,samt bat- och flygmotorer.http://www.volvo.com/

Ohlins Racing AB En av de ledande tillverkarna i varlden forstotdampare for racingandamal.http://www.ohlins.se/

Tidigare Exjobb

Asa Skogberg Control of the Throttle Position in the Combustion Enginewith Fuzzy Logic, 1992

Ola Stenvall, Hakan Talts Error Detection for Transducers in AutomobileChassis, 1993

Michaela Jonas Design of an Integrated MMI Platform for RTI, 1993Magnus Kallin Electronic Throttle Control using Fuzzy Logic, 1993Kenneth Lind Simulation Model with Tool for Fuzzy-Logic Clutch Control

in Trucks, 1993Henrik Larsson Development or Man-Machine-Communication-Node in a

Distributed Control System for Automatic Welding Equipment, 1993Ola Sjolander, Erik Wedin Implementation and Study of the Synchronous

Programming Technique, 1994Fredrik Botling, Simon Edlund Design and Implementation of Actuator

and Coordination Control for Autonomous Intelligent Cruise Control, 1994Bjarne Lindstrom, Stefan Erikson Model and Simulation of a Drivetrain

for Wheel Loader, 1998Mats Jonsson PROSIM 2: A Process Simulator Tool for Computerized Con-

trol and Management Systems, 1995Asa Mosskull Nonlinear Observers for SI Engine Models, 1995Lars Eriksson Methods for Ionization Current. Interpretation to be used in

Ignition Control, 1995Ola Andersson A Study of MPEG2 Video at 1.5 Mb/s, 1994Mattias Nyberg Automatic Optimal Design of Fuzzy Systems based on

Universal Approximation and Evolutionary Programming, 1994Mattias Andersson, Anders Magnusson Studies of the Synchronous Pro-

gramming Technique Proceeding, 1996Per Andersson Real-Time Estimation of a Powertrain Oscillation, 1996Niklas Hedlund Different Feedback Principles for Cruise Control in Heavy

Vehicles, 1996Erik Edvardsson Torque Control During FTP test, 1996Patrik Berggren, Andrej Perkovic Cylinder Individual Lambda Feedback

Control in an SI Engine, 1996Henrik Mosskull Attainable Sets and Bang-bang Control of Bilinear Sys-

tems, 1995Niklas Carlsson Automatization of Oxidation Process, 1996Erik Frisk Model-based Fault Diagnosis Applied to an SI-Engine, 1996Peter Johansson Throttle Control by Gain Scheduling, 1996Morgan Bergkvist Simulation of an Air-Fuel Ratio Controller with Adap-

tive Parameter Updating for Spark-Ignition Engines, 1997Sonja Stankovic, R. Odin Availability Analysis of the Train Manoeuvring

System in Gavle, 1997Per Nygren Implementation of Model-Based Diagnosis Methods on an In-

verted Pendelum

Tidigare ExjobbMagnus Bergman Real-Time Simulation of Model-Based Lambda-Control

for SI-Engines, 1997Thomas Nilsson A Distributed Combined Heat and Power Plant Control

Unit, 1997Leif Hermansson, Michael Krasser Modelling and Verification in the

Time Domain of the Driveline and Suspension at Idle with the purposeof Transient Studies, 1998

Marcus Schelin An Assessment of OBIGGS: On-Board Inert Gas GeneratorSystem, 1998

Lars Andersson Realtime Implementation of Model Based Diagnosis, 1998Emil Ritzen Adaptive Vehicle Weight Estimation, 1998Fredrik Karlsson Throttle Modeling and Nonlinear Throttle Control, 1998Jonas Jerrelind A Study in Model Based Control on Evaporative Emissions

Management System, 1998Par Ringbo Modeling and Simulation of Oiltemperature in the Final Drive,

1998Cristian Akesson En grundlaggande studie i transientreglering, 1998Johan Andersson A Model of the Temperatures in a Truck Cabin, 1999Marcus Klein, Fredrik Ostling Model Based Diagnosis Applied to Turbo-

Jet Engine RM12, 1998Tor-Ake Fransson Brake Calculation Software for Commercial Vehicles,

1998Bjorn Rudin Realtidsegenskaper hos Windows NT, 1999Ylva Nilsson The Art of Injecting the Correct Amount of Fuel - Modelling

of a Gaseous Sequential Injection System, 1999Johan Tengroth Automatvaxelsystem for en lastbil - modellering, simulering

och integrering i fordonsmodell, 1999Johan Bergstrom, Jan Brugard Modeling of a Turbo Charged Spark Ig-

nited Engine, 1999Fredrik Pettersson Simulation of a Turbo Charged Spark Ignited Engine,

2000Mats Jargenstedt Detecting Start of Combustion using Knock Sensor Sig-

nals, 2000Jorgen Dahlqvist Hybrid Test Environment for GPRS-handling in Regional

Processors, 2000Alexander Stankovic Modelling of Air Flows in Automotive Engines using

Modelica, 2000Johan Nilsson Diagnosis on a Principle Environmental Control System, 2000Mattias Krysander Luftflodet forbi en trottel, 2000Kristina Ahlin Modelling of Pressure Waves in the Common Rail Diesel

Injection System, 2000Zandra Jansson Model Predictive Control of a Drivetrain with a Starter/Generator,

2001

Tidigare ExjobbMattias Bruce Estimation of the EGR Rate in a GDI Engine Working in

Stratified Mode Using the Ionization Current, 2000Fredrik Karlsson Modelling the Intake Manifold Dynamics in a Diesel En-

gine, 2001Johan Karlsson Diagnosis of the Air Distribution System of the JAS39

Gripen Environmental Control System, 2001Per Nobrant Driveline Modelling using MathModelica, 2001Viktor Pahv En longitudinell forarmodell, 2001Niten Olofsson Evaluation of Observers for Fault Diagnosis on an Automo-

tive Engine, 2000Magnus Eriksson Modelling and Control of the AC-System in Heavy Duty

Vehicles, 2001Per Akerlund Model-Based Diagnosis using MathModelica, 2001Martin Gunnarsson Parameter Estimation for Fault Diagnosis of an Auto-

motive Engine using Extended Kalman Filters, 2001Sven Oberg Identification and Improvements of an Automotive Diesel En-

gine Model purposed for Model Based Diagnosis, 2001Anders Engstrom Methods and Tools for Evaluation of the Volvo Pre Crash

Recorder, 2001Johan Kallstrom Embedded Software for New Engine Controller, 2001Markus Gerdin Control of a Fuel Injection Valve with a Piezoelectric Stack

Actuator, 2001Mattias Hallor Observer for a Fuel Injection Valve with a Piezoelectric Stack

Actuator, 2001Jonas Biteus Diagnosis of Fluid Systems utilizing Grobner Bases and Fil-

tering of Consistency Relations, 2001Daniel Silverlind Mean Value Engine Modeling with Modelica, 2001Peter Haraldsson Optimisation of a Diagnostic Test for a Truck Engine,

2002Johan Dalin Fabrication and Characterization of a Semiconductor MOSFET

Gas Sensor, 2002Erik Sunnergardh Adaptive Catalyst Model for Control, 2002Erika Bergstedt A Sliding Mode Observer for a Nonlinear Temperature

Estimation in a Cylinderhead of a Diesel Engine, 2002Ronny Olsson Active Model-based Diagnosis – Applied on the JAS39 Gripen

Fuel Pressurization System, 2002Magnus Adolfsson Simulation of Emission Related Faults on a Diesel En-

gine, 2002Klas Telborn A Real-Time Platform for Closed-Loop Control and Crank

Angle Based Measurement, 2002Carl-Adam Torbjornsson Modelling of a Variable Venturi in a Heavy Duty

Diesel Engine, 2002Pal Skogtjarn Modelling of the Exhaust Gas Temperature for Diesel Engines,

2002

Tidigare ExjobbHakan Bengtsson Modelling of Volymetric Efficiency on a Diesel Engine

with Variable Geometry Turbine, 2002Dan Sune Isolation of Multiple-faults with Generalized Fault-modes, 2002Johan Gill A Java Package for Simulation of Combustion Engines, 2003Magnus Oscarsson Variable Vehicle Dynamics Design-Objective Design

Methods, 2003Daniel Frylmark och Stefan Johnsson Automatic Slip Control for Rail-

way Vehicles, 2003Christer Rosenquist Hard Realtime Rapid Prototyping Development Plat-

form, 2003Johan Wahlstrom Model Predictive Control of a Diesel Engine with Vari-

able Geometry Turbine and Exhaust Gas Recirculation, 2003Emma Stromberg Optimal Control of Hybrid Electrical Vehicles, 2003Niclas Karlsson Development of a Time-Variant Discrete Observer for Cylin-

der Head Temperature Estimation, 2003Magnus Bjorklund och Gun Persson Diagnostiksystem i gaffeltruckar,

2003Andreas Bergstrom Torque Modeling and Control of a Variable Compres-

sion Engine, 2003Johan Jonsson Fuel Optimized Predictive Following in Low Speed Condi-

tions, 2003Niklas Ivansson Estimation of the Residual Gas Fraction in an HCCI-engine

using Cylinder Pressure, 2003Jesper Ritzen Modelling and Fixed Step Simulation of a Turbo Charged

Diesel Engine, 2003Oscar Flardh och Manne Gustafsson Mean Value Modelling of a Diesel

Engine with Turbo Compound, 2003Tomas Lidholm Knock Prediction with Reduced Reaction Analysis, 2003Klara Sinnerstad Knock Intensity and Torque Control on an SVC Engine,

2003Johan Wiberg Controlling of a Brushless DC Motor in a Shift-by-Wire Sys-

tem, 2003Anders Holmstrand System Safety Caused by Diagnostic Systems, 2003Linda Rattfalt A Comparative Study of Two Structural Methods for Fault

Isolability Analysis, 2004

Linkoping den 2 april 2004

Documents

EXJOBB - Linköping University · 2010-05-10 · av motor- och fordonsreglering där samverkan mellan flera komponen-ter är viktig. De flesta exjobb ligger n ära forskningsverksamheten