Olie level sensor opmaat naar autonoom rijden

Hoe integreer je een olie level sensor in een elektro-hydraulisch stuursysteem voor vrachtwagentrailers? Met deze vraag stapte Tridec in 2016 naar Sentech. Een open samenwerking leidde in rap tempo tot een robuuste sensorassemblage met een optische niveausensor. Het moderne stuurhulpmiddel is voor Tridec de opmaat naar autonoom rijden.

Neem een kijkje in de wereld van het zwaar transport. Ontdek hoe slimme stuursystemen en wielophangingen, met hulp van sensoren, het transport over de weg makkelijker, goedkoper en duurzamer maken.

Voordelen stuursysteem en onafhankelijke wielophanging

Volgens productmanager Francois Bronckers is Tridec marktleider in het ontwikkelen en produceren van stuursystemen en wielophangingen van getrokken materieel. Een trailer voorzien van een stuursysteem verbetert de wendbaarheid van een vrachtwagencombinatie.

Bronckers benoemt nog een aantal voordelen:

• Kostenvoordeel
  “Transporteurs kunnen met een wendbaardere combinatie een grotere trailer in binnensteden of bijvoorbeeld op erven van boeren inzetten. Daardoor is transport met een grote trailer in plaats van meerdere kleine trailers mogelijk. Onze stuursystemen kunnen kostenbesparingen tot 30 procent realiseren.”

• Duurzaamheid
  “Transporteurs hebben minder vervoersbewegingen nodig. Daardoor ontlasten ze het wegennet en de binnensteden. Ze stoten minder CO2 en fijnstof uit. We maken ook onafhankelijke wielophangingen, waarmee de ruimte rondom de wielen nuttig gebruikt wordt.”

  Hierdoor zijn twee laadcompartimenten van 1,80 meter boven elkaar mogelijk: de zogenaamde dubbeldek trailers. “Deze trailers worden onder andere succesvol ingezet bij de bevoorrading van supermarkten en andere winkels. Het extra dek zorgt voor 60 procent meer laadcapaciteit. Reken de milieu- en kostenvoordelen maar uit.”

Erkenning in Brussel

Bronckers verwacht een groei van de afzetmarkt voor gestuurde trailers en voor onafhankelijke wielophangingen. “In Nederland en Duitsland zijn al veel trailers voorzien van een stuursysteem, omdat ze vooral in dichtbevolkte gebieden voordelen opleveren. Een combinatie met de speciale wielophanging begint ook langzaam door Brussel erkend te worden.”

De productmanager doelt op de klimaatafspraken die aan alle EU-landen zijn opgelegd. “Wij verwachten dat dit een impuls geeft aan de verkopen. Een succesvolle winkelketen van goedkope artikelen, met meer dan 1000 vestigingen, opereert volledig met onze wielophangingen.”

Gebruik van standaard componenten

Tridec levert componenten aan trailerbouwers, die zij in een voertuig assembleren. De grote variëteit in voertuigconfiguraties is volgens Bronckers een uitdaging, omdat veel trailers op maat ontwikkeld en gebouwd worden. “Met zo min mogelijk componenten bedienen we zoveel mogelijk trailervarianten en –toepassingen. Daarom integreren we standaard onderdelen in een op maat gemaakte oplossing.”

Bij die technische uitdagingen is Koen Wich als engineer en projectleider betrokken. Met zijn collega’s bemant hij de R&D-afdeling van Tridec. Hij vult aan: “Elk stuursysteem en elke wielophanging heeft zijn eigen unieke tekening en stukslijst. We maken gebruik van standaard componenten die op maat geïntegreerd worden.”

Uitzonderlijk vervoer

Door wetgeving moeten exceptionele transporten, met bijzondere afmetingen, voorzien zijn van een stuursysteem om veilig de weg op te kunnen. “Daarmee voorkomen transporteurs van bijvoorbeeld windmolens conflicten met straatmeubilair. Daar hebben we specifieke producten voor,” zegt Bronckers.

Tridec bedient ook de markt voor extreem zwaar transport. “Dan heb je het over materieel met een paar honderd wielen”, vervolgt hij. “In 2010 hebben we een Amerikaans bedrijf geholpen, dat een nucleair vat door de krappere wegen van San Diego moest transporteren. In Amerika is een goede verdeling van de last cruciaal, omdat de wegen en bruggen er slecht zijn.”

Zware omstandigheden uitdaging voor vloeistofdetectie

Tridec kwam in contact met Sentech op een beurs enkele jaren geleden. Sentech-accountmanager Sean Ram deelde daar enkele challenges met de mensen van Tridec. Ze kwamen in gesprek over de sensoruitdagingen waar Tridec mee te kampen had. Ram: “Het ging over positiemeting van hydraulische cilinders, meting van de hoekverdraaiing van de trailer en over vloeistofdetectie.”

“We stonden open voor een samenwerking, want we hadden op dat moment een concrete uitdaging met de niveaudetectie van olie in het reservoir van het elektro-hydraulische stuursysteem”, reageert Wich. “Een sensor hadden we al gevonden, maar deze was niet bestand tegen omstandigheden zoals weersinvloeden en trillingen die trailers in de praktijk tegenkomen.”

Olieniveausensor voor elektronisch fuseesysteem (EF-S)

Het nieuwste stuursysteem van Tridec heeft de naam EF-S. Binnen de bedrijfsmuren hanteren de medewerkers de werknaam steer-by-wire. Het elektro-hydraulische systeem is vergelijkbaar met fly-by-wire-systemen van de moderne verkeersvliegtuigen. Een computer geeft de stuurinput van de chauffeur door aan het hydraulische systeem dat de trailerassen bestuurt.

Een onderdeel van het systeem is het oliereservoir voor de hydraulische olie die de cilinders in beweging brengt. “Naast een sensor die de oliedruk in de gaten houdt, hadden we een tweede beveiligingsmethode nodig,” vertelt Wich. “Een olieniveausensor die in de gaten houdt of er nog voldoende olie in het systeem zit. Een te laag niveau duidt op een lekkage.”

“Daar moet je op tijd bij zijn. Een exceptioneel transport met een defect stuursysteem op de weg, haalt het nieuws”, reageert Bronckers.

Producteisen optische vloeistofdetectie

Wich beschrijft de uitdaging met de niveausensor. “We hadden al een bruikbare sensor, maar hij was ongeschikt voor industriële toepassing. Voor Sentech hebben we een document met producteisen opgesteld.” De sensoroplossing moest aan een aantal eisen voldoen. Die heeft Sentech als volgt ingevuld:

1. Robuustheid
   De infrarood sensor wordt beschermd door een RVS-behuizing en stevig bevestigd met een lasmoer.

2. Betrouwbaarheid
   De robuuste uitvoering met dikkere bekabeling en een industriële connector zorgt ervoor dat de sensor jarenlang betrouwbaar blijft functioneren. De DEUTSCH connector, met een automotive standaard van de gerenommeerde fabrikant TE Connectivity, wordt veel in de landbouw toegepast.

3. Inbouwmaten
   De inbouwruimte voor de sensorassemblage was beperkt. De behuizing en elektronica zijn daarop afgestemd.

4. Integreerbaarheid
   De sensoroplossing wordt als complete assemblage geleverd, die in een handomdraai geïnstalleerd kan worden; plug and play. De sensoroplossing kan eenvoudig in een andere toepassing voor niveaumeting worden gebruikt door alleen de lasmoer te wijzigen.

5. Betaalbaarheid
   De complete oplossing moet betaalbaar blijven en betrouwbaar haar werk blijven doen. Daarom hield Sentech vast aan de initiële keuze van Tridec: een eenvoudige maar zeer betrouwbare infraroodsensor van IST. Bovendien heeft Sentech een zo efficiënt mogelijke sensorassemblage samengesteld.

Hoe werkt de niveaudetectie?

Ram legt uit hoe niveaudetectie met optische sensoren werkt. “De optische sensoroplossing is de opvolger van de mechanische vlotter. De infraroodsensor (zonder mechanische delen) bevat een zender die het lichtsignaal continu uitzendt. In hetzelfde sensorlichaam zit de ontvanger die het licht kan opvangen zolang de hydraulische olie op niveau blijft. Zodra de olie onder het niveau van de sensor komt, wordt het signaal onderbroken. En dat triggert een storingsmelding.”

Wich vult aan: “De chauffeur heeft een robuuste handheld voor de bediening van de gestuurde trailerassen. Daarop ontvangt hij ook eventuele storingsmeldingen, waaronder een eventueel probleem met het vloeistofniveau. Afhankelijk van de storing krijgt hij een instructie voor de noodzakelijke handeling. Bijvoorbeeld bel service of stop onmiddellijk.”

Open samenwerking leidt snel tot robuuste niveausensor

De ontwikkeltijd van idee tot integreerbaar product heeft drie maanden gekost. Eind 2016 is Tridec begonnen met de eerste uitlevering van het EF-S-systeem, inclusief de robuuste niveausensor.

Bronckers en Wich zijn tevreden over de samenwerking met Sentech. Bronckers: “Tridec is een innovatief technologiebedrijf en heeft behoefte aan leveranciers die echt kennis hebben van hun vakgebied. Wij hebben verstand van stuursystemen, maar niet van sensortechnologie. Daarom zoeken we kennispartners die iets extra’s brengen.”

Wich vult aan: “Ik vind de samenwerking met Sean en zijn collega’s erg prettig. Ze weten precies hoe iets werkt. De mensen zijn niet bezig om een product te verkopen, maar met het vinden van de beste oplossing voor ons. Wij weten goed wat we willen en dat vult Sentech uitstekend en oplossingsgericht in.”

Ram reageert bevestigend: “We delen een open agenda. Dat waardeer ik weer in Francois, Koen en de andere Tridec-medewerkers. Alles begint met de applicatie. Open met elkaar sparren over de uitdaging leidt tot de meest efficiënte oplossing.”

EF-S stepping stone naar autonoom rijden

De eerste ervaring met Sentech heeft tot een structurele samenwerking op sensorgebied geleid. Wich vindt dat Sentech een goed beeld geeft van de mogelijkheden van sensortechnologieën.

Volgens Bronckers zit er meer in het vat. “Op dit moment zijn wij bezig met andere uitgebreidere toepassingen waar meer sensortechnologie voor nodig is. Zo testen we een lidar-sensorsysteem dat bij Sentech vandaan komt. EF-S is de stepping stone naar autonoom rijden. Daar zijn alleen maar nog meer sensoren voor nodig.”

Ram reageert: “De basis was een helder verwachtingspatroon met de elementen die je wilt meten en de daarbij behorende randvoorwaarden. We hebben lidar en radar vergeleken. Voor deze toepassing hebben we gezien dat lidar, qua betrouwbaarheid van de metingen, het beste resultaat biedt.”

Succesvol sensortechnologie implementeren

Een succesvolle implementatie van nieuwe sensortechnologieën kan een echte uitdaging zijn. Je wilt jouw machines beter maken. Hoe gebruik je dan data ter verbetering van efficiency? Wat komt er allemaal op je af als engineer van de toekomst en wat zijn de sensortrends van de toekomst?

In ons e-book lees je de antwoorden hierop, inclusief praktische voorbeelden van sensorvraagstukken en oplossingen.

Challenge jezelf en neem direct de tijd voor deze gratis download.