Slimme band van TNO en Goodyear beleeft werelddebuut op CES

CES Las Vegas

Transparante televisies, vliegende auto’s, gerobotiseerde graafmachines, en heel veel elektronica met AI-toepassingen. De diversiteit aan innovaties op de jaarlijkse Consumer Electronics Show (CES) is enorm. Met een oppervlakte van ongeveer 40 voetbalvelden, meer dan 3.200 exposanten en ruim 135.000 bezoekers is CES veruit de grootste en belangrijkste techbeurs ter wereld. Hoewel van oorsprong een elektronicabeurs, zijn nu vrijwel alle sectoren vertegenwoordigd, inclusief de automotive.

Voor steeds meer autofabrikanten is CES inmiddels een belangrijker podium dan de gebruikelijke autoshows. Ze tonen er al lang niet alleen maar futuristische prototypes, maar introduceren er ook hun nieuwe productiemodellen. Op dit belangrijke wereldtoneel pakt TNO de spotlights door samen met Goodyear een technologie te introduceren die de veiligheid van voertuigen kan verhogen.

Slimmere banden

Bij TNO hebben Jorn Gijsbers, Client Partner, en Ron Wouters, System Engineer, de afgelopen jaren hard gewerkt om de innovatie met Goodyear te ontwikkelen. Gijsbers: "Goodyear, een van de grootste bandenfabrikanten ter wereld, ziet veel potentie voor banden als informatiebron, in de wereld bekend als de ontwikkeling van ‘Intelligent Tire’. De auto is geëvolueerd van een hardware-product, naar een software-defined vehicle. Maar nog steeds vormen banden het enige contactvlak tussen de auto en de weg, dus ze kunnen groots bijdragen aan de voertuigveiligheid."

"In hun SightLine programma, hebben ze inmiddels een reeks intelligente bandentechnologieën ontwikkeld, waarmee via geavanceerde algoritmen en real-time monitoring inzicht wordt verkregen in daadwerkelijke rij-omstandigheden met betrekking tot de band, het voertuig en de weg. Nu, samen met TNO,  zetten ze een stap om die veiligheid verder te vergroten. Dat doen we door actuele bandinformatie mee te nemen in een ABS-systeem. Een ABS-systeem bevordert de bestuurbaarheid van een auto en verkort bovendien de remafstand doormiddel van het kortstondig reduceren van de remkracht op een wiel als dat dreigt te blokkeren."

ABS dat bandinformatie gebruikt

De samenwerking tussen TNO en Goodyear kent een lange historie. Gijsbers: "Goodyear gebruikt al vele jaren het Delft-Tyre bandensimulatiemodel dat we met TU Delft hebben ontwikkeld. Ongeveer 3 jaar geleden is het partnership een nieuw leven ingeblazen, dankzij een paper van TNO over mogelijk gebruik van actuele bandinformatie in een ABS-systeem. Alle moderne voertuigen hebben een ABS-systeem, dat maakt het een interessante eerste toepassing voor bandenintelligentie."

Ron Wouters legt uit hoe het systeem werkt. "Een antiblokkeersysteem houdt het voertuig bestuurbaar bij een noodstop. Het functioneert optimaal met een nieuwe set banden. Maar door slijtage veranderen de parameters van die banden: hierdoor kan je ABS minder optimaal werken."

"Door real-time monitoring krijgt het ABS-systeem inzicht in de actuele situatie: de staat van de band, dus slijtage, en bandenspanning, maar ook de conditie van de weg en de weersomstandigheden. Het ABS systeem past op basis van die informatie de regelstrategie aan waardoor met bijvoorbeeld een band met weinig profiel onder natte, gladde omstandigheden toch nog de kortst mogelijke remafstand gerealiseerd kan worden. Met die informatie wordt het ABS aangestuurd, voor een optimale werking."

Remweg tot wel 1,8 meter verkort

De Goodyear’s Sightline testresultaten van het ABS-systeem dat actuele bandinformatie gebruikt zijn veelbelovend. TNO heeft met Goodyear een voertuig voor research en development ontwikkeld. Uit eerste tests en berekeningen blijkt dat het ABS voor sommige bandcondities efficiënter werkt en de remweg tot wel 1,8 meter verkort. Wouters: "Dat lijkt niet heel veel, maar dat is relatief veel op de remweg van een voertuig."

Naast veiligheid biedt intelligente bandenmonitoring ook economische voordelen: "Door de toenemende elektrificering zijn banden straks nog een van de weinige, aan periodiek onderhoud onderheven, slijtagedelen van een auto. Je probeert een band zo lang mogelijk te gebruiken. Daarvoor moeten de condities, zoals bandenspanning, balancering en uitlijning allemaal optimaal zijn. Al die aspecten wil je het liefst real-time monitoren om op het juiste moment in te kunnen grijpen, en niet op vaste service-intervallen."

"Als je op het juiste moment ingrijpt, bijvoorbeeld als de bandenspanning te laag is, dan voorkom je de hogere kosten door het tegengaan van extra slijtage. Dus slimmer en voordeliger onderhoud is een belangrijk aspect."

Zeker in de VS, weet Jorn Gijsbers: "Bij grote wagenparken worden vrachtwagenbanden vaak geleaset per kilometer bij bandenfabrikanten. Als de banden langer mee gaan, betekent dat voor de fabrikant een aanzienlijke kostenbesparing. We zien dat intelligente bandeninformatiesystemen ook tot nieuwe verdienmodellen leiden."

Essentieel voor autonome rijstrategie

Voor de ontwikkeling van autonome voertuigen wordt deze bandentechnologie cruciaal, verwacht TNO. "Autonome voertuigen moeten voortdurend weten wat de actuele remweg is onder alle omstandigheden", legt Wouters uit.

"De remweg van een auto varieert sterk door de band- en rijconditie. Als het nu slecht weer is, neemt de bestuurder de beslissing om meer afstand te houden en minder snel te rijden. Bij het ontbreken van een bestuurder bij autonome voertuigen moet die informatie ergens anders vandaan komen. Algoritmes en sensoriek kunnen inzicht geven in de staat van de band, de conditie van de weg, en het weer."

Naast ABS-systemen ziet Wouters nog veel meer veelbelovende toepassingen voor bandeninformatie.

"Bijvoorbeeld bij veiligheidkritische geautomatiseerde systemen zoals 'Automated Evasive Steering'. Die kunnen bij een dreigend ongeval zelf de inschatting maken om te remmen of uit te wijken. Met behulp van gedetailleerde bandeninformatie kunnen deze systemen beter inschatten wanneer en hoe in te grijpen en dus voertuigen veiliger maken. De komende jaren gaan we met Goodyear structureel aan de implementatie van bandinformatiesystemen voor voertuigen werken om de veiligheid verder te vergroten."

CEO Goodyear legt op CES 2024 uit hoe de slimme banden werken >

Autonoom rijden wordt volwassen

Op CES zien beide TNO'ers dat autonoom rijden nog steeds een belangrijk thema is in de techwereld. "Zowel de grote techspelers als de automotive OEM’s zetten daar vol op in", merkt Gijsbers. "Je ziet dat de technologie steeds volwassener en met AI verrijkt wordt. Zo hebben we ons hier volledig autonoom in een busje van WeRide door de drukke straten van Las Vegas laten rijden, erg indrukwekkend."

Naast de automotive zijn ook andere sectoren volop bezig met automatisering. Als voorbeeld noemt Wouters de bouw. "Hyundai laat hier een volledig elektrische en autonome graafmachine zien. Die maakt gebruik van een aansturingsplatform dat Hyundai open source aanbiedt, zodat ieder bedrijf daar producten en toepassingen op kan ontwikkelen."

Om die ontwikkeling te sturen, zijn standaarden onontbeerlijk, voorziet Gijsbers. "Als je kijkt naar automatische voertuigen dan is er al veel mogelijk, kijk naar onze taxirit. Maar hoe breng je alles samen voor een succesvolle implementatie? TNO kan hier een belangrijke bijdrage aan leveren door mee  te helpen aan deze ontwikkelingen."

Kennis aan elkaar knopen

Van duurzame elektronica tot de nieuwste beeldschermtechnologie en geavanceerde UX-toepassingen: een rondgang over CES maakt duidelijk hoeveel raakvlakken TNO heeft met de innovaties op deze show.

Ron Wouters: "Wat opvalt is het enorm hoge niveau van innovaties. Maar wat ik vooral in de gesprekken terug hoor, is dat de kunst er vooral in zit om de verschillende technologieën bij elkaar te brengen. Dat komt omdat bedrijven helemaal ondergedompeld zijn in hun eigen technologie."

"Maar hoe integreer je een andere technologie waar je zelf niet in thuis bent? Hoe kun je optimaal elkaars kennis aan elkaar knopen? Dat is een hele forse uitdaging die ook steeds groter gaat worden. De toekomst is aan partijen die daar het beste in slagen. Juist TNO kan daar een waardevolle bijdrage aan leveren: omdat wij zo breed georiënteerd zijn, omdat wij een onafhankelijke positie hebben, waardoor we de partijen met elkaar kunnen verbinden."