About / Advertise
Samkonstruktion hanterar mångfalden av styrsystem
- De nya funktionerna i bilarna går över de gamla gränserna mellan utvecklingsavdelningarna, säger Martin Törngren, forskare i mekatronik. Idag är forskning om samverkan mellan delsystem lika intressant som forskning om delsystemen i sig.
- De nya funktionerna i bilarna går över de gamla gränserna mellan utvecklingsavdelningarna, säger Martin Törngren, forskare i mekatronik. Idag är forskning om samverkan mellan delsystem lika intressant som forskning om delsystemen i sig.
- Du måste titta på alla relaterade funktioner när du konstruerar motorn och motorstyrningen, du kan inte konstruera dem separat.
Det säger Martin Törngren, forskare i mekatronik på KTH i Stockholm.
Traditionell bilutveckling sker i olika avdelningar. En för motorn, en för transmissionen, en för instrumentpanelen, och så vidare.
- Lyft på motorhuven på en Volvo så ser du vilka avdelningar de har, säger Martin Törngren.
Martin Törngren intresserar sig i sin forskning för kopplingarna mellan de gamla avdelningarna och delsystemen. Idag introduceras nya styrfunktioner i bilar genom att nya styrenheter införs som kommunicerar med de gamla.
- Företaget tar fram en specifikation och delar upp den på olika avdelningar som utvecklar oberoende av varandra. Sen när man plockar ihop delarna så fungerar det inte! Det blir lätt stora integrationsproblem, säger Martin Törngren.
Styrsystemen blir allt mer komplexa. En gång i världen var kamaxeln bilens styrlogik. Framtidens styrsystem ska hindra lastbilar från att välta, häva sladdar, upprätthålla avstånd mellan fordon och öka tryckmotståndet i gaspedalen i tättbebyggt område. Trådstyrda bilar styrs med ratt, men motorer ger kraft till hjulen.
- De nya funktionerna spänner över de klassiska gränserna. En intelligent farthållare vill kunna styra både bromsar, motor och växellåda, säger Martin Törngren.
Funktioner kan flyttas
Funktionerna blir allt tätare kopplade till varandra eftersom de i allt högre grad använder samma givardata och skickar styrsignaler till samma ställdon.
- Det kan vara många som vill ge börvärden till bromssystemet, säger Martin Törngren.
- Bromsning är en sak. Fordonsstabilisering kanske kräver snabbare åtgärder. Vilket ger krav på högre prestanda på reglersystem och ställdon, högre upplösning på sensorer, högre beräkningsnoggrannhet och samplingsfrekvenser.
Lösningen är att konstruera hela systemet samtidigt. Det kallas samkonstruktion. Grunden är att skilja funktion från implementation.
Det är inte på förhand givet var en viss funktion ska utföras. Man kan bygga en industrirobot av billiga komponenter och bra reglersystem. Eller av dyrare komponenter och ett enklare styrsystem.
- Man vill ha funktionsbeskrivningar som är oberoende av delsystemet man fysiskt implementerar funktionen i.
Idag associerar vi styrlogik till datorer. Men styrlogiken finns i de gamla mekaniska bilarna också. En styrstång överför både kraft och information. Förr trimmade man motorer genom att fila på topplocket. Idag byter man ut ett styrprogram mot en version som inte bryr sig om avgasrening.
Funktion, inte implementation
- Styrlogik kan implementeras direkt i hårdvara eller i kombination mellan program och hårdvara. Och enklare logik kan du implementera i kamaxlar, eller med hydraulik. Eller pneumatik, säger Martin Törngren.
En gammal ottomotor har sin styrlogik i kamaxeln. Datakommunikationen sker via stötstänger och vipparmar som öppnar ventiler.
- Det är en robust lösning. Men en ganska dålig kompromiss vad gäller prestanda, utsläpp och förbrukning. Med reglerteknik kan man göra så mycket mer.
- Om vi vill ha bättre prestanda, kostnadseffektivitet, säkerhet, och så vidare, får vi ofta göra avvägningar. Och problemet kan ofta formuleras som ett samkonstruktionsproblem, säger Martin Törngren.
Det säger Martin Törngren, forskare i mekatronik på KTH i Stockholm.
Traditionell bilutveckling sker i olika avdelningar. En för motorn, en för transmissionen, en för instrumentpanelen, och så vidare.
- Lyft på motorhuven på en Volvo så ser du vilka avdelningar de har, säger Martin Törngren.
Martin Törngren intresserar sig i sin forskning för kopplingarna mellan de gamla avdelningarna och delsystemen. Idag introduceras nya styrfunktioner i bilar genom att nya styrenheter införs som kommunicerar med de gamla.
- Företaget tar fram en specifikation och delar upp den på olika avdelningar som utvecklar oberoende av varandra. Sen när man plockar ihop delarna så fungerar det inte! Det blir lätt stora integrationsproblem, säger Martin Törngren.
Styrsystemen blir allt mer komplexa. En gång i världen var kamaxeln bilens styrlogik. Framtidens styrsystem ska hindra lastbilar från att välta, häva sladdar, upprätthålla avstånd mellan fordon och öka tryckmotståndet i gaspedalen i tättbebyggt område. Trådstyrda bilar styrs med ratt, men motorer ger kraft till hjulen.
- De nya funktionerna spänner över de klassiska gränserna. En intelligent farthållare vill kunna styra både bromsar, motor och växellåda, säger Martin Törngren.
Funktioner kan flyttas
Funktionerna blir allt tätare kopplade till varandra eftersom de i allt högre grad använder samma givardata och skickar styrsignaler till samma ställdon.
- Det kan vara många som vill ge börvärden till bromssystemet, säger Martin Törngren.
- Bromsning är en sak. Fordonsstabilisering kanske kräver snabbare åtgärder. Vilket ger krav på högre prestanda på reglersystem och ställdon, högre upplösning på sensorer, högre beräkningsnoggrannhet och samplingsfrekvenser.
 |
| Martin Törngren forskar i mekatronik på KTH i Stockholm. Forskningen handlar om fordonsstabilitet och samverkande system. Volvo och Scania är samarbetspartners från industrin. FOTO: Janerik Henriksson |
Lösningen är att konstruera hela systemet samtidigt. Det kallas samkonstruktion. Grunden är att skilja funktion från implementation.
Det är inte på förhand givet var en viss funktion ska utföras. Man kan bygga en industrirobot av billiga komponenter och bra reglersystem. Eller av dyrare komponenter och ett enklare styrsystem.
- Man vill ha funktionsbeskrivningar som är oberoende av delsystemet man fysiskt implementerar funktionen i.
Idag associerar vi styrlogik till datorer. Men styrlogiken finns i de gamla mekaniska bilarna också. En styrstång överför både kraft och information. Förr trimmade man motorer genom att fila på topplocket. Idag byter man ut ett styrprogram mot en version som inte bryr sig om avgasrening.
Funktion, inte implementation
- Styrlogik kan implementeras direkt i hårdvara eller i kombination mellan program och hårdvara. Och enklare logik kan du implementera i kamaxlar, eller med hydraulik. Eller pneumatik, säger Martin Törngren.
En gammal ottomotor har sin styrlogik i kamaxeln. Datakommunikationen sker via stötstänger och vipparmar som öppnar ventiler.
- Det är en robust lösning. Men en ganska dålig kompromiss vad gäller prestanda, utsläpp och förbrukning. Med reglerteknik kan man göra så mycket mer.
- Om vi vill ha bättre prestanda, kostnadseffektivitet, säkerhet, och så vidare, får vi ofta göra avvägningar. Och problemet kan ofta formuleras som ett samkonstruktionsproblem, säger Martin Törngren.
Jan Tångring
