Kursplan för Fordonsrörelse och reglering

Kursplanen innehåller ändringar
Se ändringar

Kursplan fastställd 2021-02-17 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnVehicle motion and control
  • KurskodTME102
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPMOB
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeAutomation och mekatronik, Maskinteknik, Teknisk fysik
  • InstitutionMEKANIK OCH MARITIMA VETENSKAPER
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 89117
  • Max antal deltagare40
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0111 Tentamen, del A 4,5 hp
Betygsskala: TH		 4,5 hp
  • 30 Maj 2022 fm J
  • 08 Okt 2021 fm J
  • 18 Aug 2022 fm J
0211 Projekt, del B 3 hp
Betygsskala: TH		 3 hp

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

MMF062 Fordonsdynamik och/eller MMA092 Stelkropsdynamik samt ERE033 Reglerteknik eller liknande

Syfte

I den här kursen läggs fokus på den kopplade plana dynamiken för vägfordon vid styrning och bromsning (eller acceleration) inklusive olika icke-linjära effekter från däck, fjädring med mera.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • Identifiera och diskutera faktorer ( t.ex. lastöverföring) som orsakar samverkan mellan olika fordonsdelsystem, t.ex. bromsning och styrning. 
  • Utveckla och implementera datormodeller av fordonsdynamiskt beteende och kritiskt analysera resultat från numeriska simuleringar. 
  • Identifiera och matematiskt beskriva linjärt och olinjärt däcksbeteende och påverkan av detta beteende på fordonets prestanda mha Handling Diagram. 
  • Identifiera fjädring och däckegenskaper som påverkar fordonets chassiprestanda och stabilitet i både låg- och högfarts manövrar, under både stationära och transienta manövrar, samt att matematiskt motivera hur förändringar i fordonsparametrar (t.ex. massa eller vikt distribution) kan vara stabiliserande eller destabiliserande. 
  • Förstå hur man kan utvidga den matematiska analysen av personbilar till tunga fordon. 
  • Förstå och karakterisera förändringen i fordonets prestanda och fordon / väg interaktion på grund av automatiserade delsystem som t ex ABS, ESC och styrning av bakhjulen.
  • Konstruera specifikationer för fordonsstyrsystem.
Kursen bidrar till FN:s hållbara utvecklingsmål om Hållbara städer och samhällen (SDG 13) och Klimatåtgärder (SDG 11) i den meningen att fordonsdynamik och reglerteknik är viktiga aspekter för både fordonssäkerhet och energieffektivitet.

Innehåll

Granskning av matematik och mekanikbegrepp samt noteringar som används i kursen. Däck och fordonsmodeller som är lämpliga för analys av kopplad dynamik under styrning och bromsning eller körning utvecklas och används sedan för att utvärdera hanteringsprestanda i olika manövrer. Några aspekter om fordonsstabilitet och principer, grundläggande implementering och specifikationer för automatiserade fordonsstyrsystem ingår. I slutet diskuteras utmaningarna från tunga fordon men behandlas inte i detalj.

Preliminärt (behandlas under kursen)
Fordonsdynamik terminologi och notering
Grundläggande fordonsdynamik
Relativ plan rörelse, stelkroppsdynamik och dynamik
Linjärisering, linjär analys (egenvärden, överföringsfunktioner, Bode diagram)
Linjära och icke-linjära stabilitetsbegrepp
Grundläggande signalbehandling och reglerteori

Fordonsmodellering för plan dynamik
Däckegenskapers påverkan av fordonets dynamik
Däckskrafter/moment och kinematik
Modifierad SAE terminologi
Introduktion till däckmodellering (Magic Formula)
Definition av effektiv däcks och axelkaraktäristik
Plan och rigid en-spårs modell (cykelmodell)
Fjädring och styreffekter
Plan två-spårs fordonsmodell
Modellblockdiagram

Däckmodellering
Grundläggande överväganden om däckmodellering
Borstdäckmodell
Steady State Lateral / Longitudinell Slip Force Generation
Interaktion mellan sidoslip och longitudinellt slip (kombinerat slip)
Transienta däckskrafter
Granskning av industristandardäckmodeller (Magic Formula, etc)

Fordonshantering och stabilitet
Stabilitetsanalys vid kurvkörning
Handlingdiagram
Quasi Steady State kurvkörning
Bromsstabilitetsanalys för rakt fram körning
Transient kurvkörning (stegsvar av gas och styrinsignal)
Transient kurvkörning (Dubbelt körfältsbyte)
Principer för ABS och ESC

Tunga fordon
Kurvkörning i fortvarighet av tunga lastbilar med en enhet
Effekt av tandemaxlar och dubbla däckmontage
Ekvivalent hjulbas och handlingdiagram av komplexa fordon
V-hantering & R-hanteringskurvor
Kurvkörning i fortvarighet av en traktorsemitrailer
Traktor Jackknife & Trailer Swing

Fordonsstabilitetsreglering
Fordonsparametrar och tillståndsuppskattning
Principer för grundläggande väg och förarmodeller
Grundläggande modellering av drivlina
Modellering av bromssystem (mättnad och fördröjningar)
Grundläggande implementering och specifikationer för fordonsstyrsystem, t.ex.:
- Låsningsfritt bromssystem (ABS)
- Elektronisk stabilitetskontroll (ESC)

Organisation

  • Lektioner
  • Räkneövningar
  • Konstruktionsuppgifter och/eller inlämningsuppgifter

Litteratur

  • Jacobson, B., et al, Vehicle Dynamics Compendium, 2020.
  • Rajamani, R., Vehicle Dynamics and Control, Springer Verlag, 2012.
  • Pacejka, H.B., Tyre and Vehicle Dynamics, 2002. 
  • Abe M., Vehicle Handling Dynamics, 2009. 
  • Kiencke, U. and Nielsen, L., Automotive Control Systems, 2005
  • Matlab/Simulink Users Guide, Mathworks Inc

Examination inklusive obligatoriska moment

  • Godkända rapporter och/eller inlämningsuppgifter
  • Graderad tentamen med problemlösning och beskrivande frågor

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.

Kursplanen innehåller ändringar

  • Ändring gjord på kurstillfälle:
    • 2021-09-24: Examinator Examinator ändrat från Mathias R Lidberg (lidberg) till Mats Jonasson (matjona) av Viceprefekt
      [Kurstillfälle 1]
  • Ändring gjord på tentamen:
    • 2021-09-21: Plussning Ändrat till plussning av GRULG
      Beslut GRULG, plussning tillåten