VTT Uutta | Uutiset 2004

11.11. Ajoturvallisuutta parantava älyrengas tuottaa itse tarvitsemansa käyttöenergian


VTT kehitti auton älyrenkaasta yhä turvallisemman ja huolettomamman käyttää

VTT on kehittänyt menetelmän, jonka avulla auton rengas voi tuottaa tietoa toiminnastaan jopa kokonaan ilman paristoa. Auton älyrenkaan tuntoaistina toimivat mittausanturit, joiden ansiosta auton järjestelmä voi itse langattomasti saamiensa mittaustietojen perusteella parantaa ajoturvallisuutta esimerkiksi liukkailla ajokeleillä. Rengas on myös huoleton käyttää, kun se tuottaa itse anturiensa tarvitseman käyttöenergian.


VTT on kehittänyt auton älyrengasta ja sen sisään tulevaa ohjaus- ja mittauselektroniikkaa. Hankkeessa selvitettiin, miten laite saa käyttöenergiansa ilman paristoja tai ladattavia akkuja. Samalla tutkittiin eri menetelmiä energian louhimiseksi renkaan mekaanisista muodonmuutoksista tai värähtelyistä. Energian louhinnalla tarkoitetaan menetelmiä, jolloin laite tuottaa käyttöenergiansa lähiympäristöstä, esim. valosta tai värähtelyistä.

Ryhmäpäällikkö Henrik Huovila VTT:ltä mittaamassa pietsogeneraattorin toimintaa auton prototyyppirenkaassa. (Kuva: Ari Ijäs)

Tutkimuksen tuloksena syntyi kaksi menetelmää, joiden avulla erilaisia anturointeja voidaan toteuttaa auton renkaaseen jopa kokonaan ilman paristoa, jonka vaihto pitäisi käytännössä tehdä rengasliikkeessä. Tällöin kustannuksena ei olisi pelkän pariston vaan renkaan vanteelle vaihtamisen hinta.

Renkaassa tapahtuu muodonmuutoksia erityisesti sen litistyessä tien pintaa vasten. Muutoksesta osa muunnetaan sähköenergiaksi ns. pietsokalvon avulla, joka tuottaa venyessään sähköä. Sähköntuottoa säädellään elektronisella ohjausyksiköllä. Mekaanisista liikkeistä ja muodonmuutoksista voidaan louhia energiaa monilla eri periaatteilla, kuten pietsosähköisillä rakenneosilla. Esimerkiksi 80 kilometrin nopeudella voidaan pituudeltaan ja leveydeltään 8 cm:n kokoisella prototyypillä tuottaa sähköä noin 0,001 watin teholla. Energiamäärällä voidaan esimerkiksi mitata renkaan ja tien kosketuspinnan pituus ja lähettää se radioteitse auton järjestelmälle.

Projektissa kehitettiin myös menetelmä energian lähettämiseen sähkömagneettisesti autossa olevasta antennista renkaassa olevaan antenniin. Tällä menetelmällä saavutettava teho on huomattavasti suurempi, joskin se vaatii autoon asennettavat lähetinantennit ja lähetinelektroniikan.

VTT kehitti energian louhintaan renkaassa ja energian lähettämiseen autosta renkaaseen ratkaisut, joille on jo haettu patenttia.

Älyrenkaita kehittävät yritykset saavat tutkimuksen ansiosta teknologiavalikoimaansa uuden energialähteen. Tuloksia voidaan hyödyntää myös pienitehoisissa mittaus- tai ohjauslaitteissa sekä muissa sovelluksissa, joissa halutaan välttyä paristojen vaihdolta ja siitä aiheutuvilta kustannuksilta. Tulokset antavat hyvää pohjaa energian louhintamenetelmien edelleen kehittämiseen ja tutkimiseen.

APOLLO-tutkimushankkeen rahoittivat EU, Tekes sekä tutkimusosapuolet, joita VTT:n lisäksi olivat DaimlerChrysler AG, Teknillinen korkeakoulu TKK, Rheinisch-Westfaelische Technische Hochschule Aachen, Magneti Marelli Sistemi Elettronici S.p.A., Nokian Tyres plc sekä Pirelli Pneumatici S.p.A.

Lisätietoja:

VTT Tuotteet ja tuotanto
Henrik Huovila, ryhmäpäällikkö
Puh. 020 722 3612, 040 501 5820
henrik.huovila@vtt.fi

http://www.vtt.fi/tuo/projects/apollo/index.htm
http://www.computer.org/micro/homepage/may_june/shenck/01.htm
http://www.tdc.co.uk/enocean/

Kuvia: http://www.vtt.fi/vtt/uutta/2004/img/ajoturvallisuus/



Resumé

VTT har gjort det intelligenta bildäcket tryggare och bekymmerfriare att använda

Det intelligenta däcket som förbättrar trafiksäkerheten producerar själv den energi det behöver

VTT har utvecklat en metod, med hjälp av vilken man kan använda olika sensorer i ett bildäck helt utan batterier. Som sensorer i det intelligenta bildäcket fungerar ett antal känselorgan. Med hjälp av dessa kan bilens system själv, på basis av mätinformationen som mottas via en trådlös förbindelse, förbättra trafiksäkerheten till exempel vid halt väglag. Däcket i sig är bekymmerfritt att använda eftersom det själv producerar den energi sensorerna behöver.

Ytterligare information:

VTT Industriella system
Henrik Huovila
Tfn 020 722 3612, 040 501 5820
henrik.huovila@vtt.fi

 


Uutta | Uutiset 2004

VTT