Hjullastare lyfter med realtidssystem

En ny elektronikkonstruktion och ett kommersiellt realtidsoperativsystem spelade en avgörande roll när Volvo utvecklade sin världsledande hjullastare L220D.

Det nyutvecklade elsystemet för hjullastaren L220D som lanserades för knappt ett år sedan styr bland annat motor, transmission, kylsystem, maskinövervakning och instrumentering.

För att möta marknadens krav på antalet funktioner var Volvo Construction Equipment tvungna att utveckla en ny konstruktionsmetodik.

- Vi insåg snabbt att vi behövde ett distribuerat realtidssystem för att även klara kraven för framtida behov, säger Pearu Kiiver, som är chef för elektronikkonstruktion på Volvo Construction Equipment Components i Eskilstuna.

Det framtagna elsystemet som tog drygt ett år att konstruera består av en maskindator, en instrumentpanel med kretskort och processor, en elcentral och ett antal givare i de olika maskinsystemen. Två anslutningar finns för datalänkar, en snabb (CAN) och en något långsammare.

Den snabbare bussen används i första hand för vitala styr- och reglerfunktioner och den långsammare för diagnos.

elektronikplattform

Som mikroprocessor valde man 16-bitarskretsen Siemens 167. Programmen kodas i C och används tillsammans med ett realtidsoperativsystem kallat Rubus. Det är speciellt framtaget för bilindustrin av Arcticus i Jakobsberg, i nära samarbete med både Volvo och Saab. Enligt Kurt-Lennart Lundbäck på Arcticus är Volvo Construction Equipment det fordonsföretag i världen som kommit längst med att utveckla en elektronikplattform som bygger på Rubus.

Pearu Kiiver menar att den största fördelen med Rubus är att det både förenklar programunderhållet och ökar möjligheten att bygga moduler för återanvändning i andra maskinmodeller. Gamla funktioner kan förändras och nya kan tillföras utan att man behöver bygga om hela systemet.

- Vi producerar nu ett omfattande bibliotek av programfunktioner som vi ganska enkelt kan kombinera efter kundens önskemål, säger Pearu Kiiver.

En annan effekt av att använda sig av ett generellt distribuerat elektronikstyrningssystem är att mängden kablage minskar. Det sparar pengar och ökar dessutom driftsäkerheten.

- Det viktigaste för våra kunder är att maskinerna hela tiden arbetar. Om en hjullastare skulle gå sönder kan det stoppa hela produktionsflödet i en gruva.

Nils-Erik Bånkestad jobbar med systemutveckling av fordonselektronik hos Volvo Construction Equipment Components och är den som främst arbetar med att definiera systemen utifrån kundernas och konstruktionsavdelningarnas krav. Han menar att en svår del i utvecklingsarbetet är att få rätt specifikation i rätt tid.

- När vi väl vet vad vi ska koda så går det oftast relativt snabbt. Vi har många duktiga programmerare som kan bygga system, men det krävs mycket god kunskap om våra maskiner för att det ska bli rätt från början, säger Nils-Erik Bånkestad.

automatiskt testsystem

Samtidigt med utvecklingen av elektronikplattformen tog man fram ett nytt automatiskt testsystem för kompletta systemtest. Förutom att det datoriserade testsystemet, som bygger på VXI och Labview, sparar tid leder det också till högre kvalitet jämfört med det tidigare manuella testsystemet.

Med det nya fordonselektroniksystemet går det också mycket lättare att ge service på hjullastaren. Information som lagrats i fordonsdatorerna kan överföras till en pc och behandlas av Volvos eget program för diagnos och uppföljning, kallat Matris.

Konstruktör på systemnivå är en nyckelfunktion som är svår att fylla. Det krävs lång konstruktionserfarenhet från alla nivåer i konstruktionsprocessen för att nå dit.

- Vi söker hela tiden efter elektronikingenjörer och programmerare, men vi har svårt att locka hit folk. Många vet nog inte att vi utvecklar avancerad elektronik för hjullastare och dumprar, tror Nils-Erik.

Idag jobbar ett trettiotal utvecklingsingenjörer på elektronikavdelningen. Hälften är civilingenjörer och den andra hälften består av 120-poängsingenjörer och gymnasieingenjörer med olika påbyggnadsutbildningar.

Thomas Hedlund