Gassen en remmen met één pedaal
Gasgeven doe je met het gaspedaal, remmen met het pedaal links ernaast. Gesneden koek voor elke automobilist. Maar de kans is groot dat het concept dat al zo'n negentig jaar de standaard is in personenauto's gaat veranderen.
Student Joost van Boekel van de TU Eindhoven denkt dat het bij elektrische auto's beter is het gaspedaal niet alleen te gebruiken om de auto mee te laten versnellen, maar ook om ermee te remmen. Eenpedaalbediening kan leiden tot een lager stadsverbruik, denkt Van Boekel, die vandaag afstudeert op het onderwerp.
Remmen met het gaspedaal, is dat niet hetzelfde als stofzuigen met een föhn? Dat blijkt mee te vallen. De Volkswagen Lupo met dieselmotor die onderzoekers van de vakgroep Dynamics and control van de TU/e enkele jaren geleden hebben omgebouwd tot een elektrische auto en waarvan het gaspedaal door Van Boekel onder handen is genomen, blijkt verrassend eenvoudig in het gebruik. Na een kort testritje op de campus gaat het de openbare weg op. 'Het is bijna alsof het gaspedaal aan je voet vastgeplakt zit', zegt Van Boekel, die op de bijrijdersstoel zit met een pc op schoot die alle belangrijke data over de auto monitort. 'Daardoor word je meer één met het voertuig.'
Kinderlijk eenvoudig
Rijden is inderdaad kinderlijk eenvoudig. Geef gas en de auto versnelt. Afhankelijk van de snelheid, zal een deel van de bovenste slag van het pedaal worden gereserveerd om te remmen. Laat het gas vieren, en de auto zal voorzichtig gaan afremmen. Er is ook een tussengebied waarin de motor aandrijft noch remt. In deze pedaalstand zeilt de auto met een minimaal energieverbruik. Juist hier zit veel efficiencywinst, zegt Van Boekel. Doordat remmen en gasgeven in één pedaal zit, zijn automobilisten van nature geneigd vaker de neutrale middenstand op te zoeken.
De onderzoeker denkt dat meer dan 95 procent van de rijacties uitgevoerd kan worden zonder het rempedaal aan te raken, dat ook nog in de Lupo zit. Doordat bijna niet 'gewoon' hoeft te worden geremd, wordt bijna alle remenergie door de motor en de inverter teruggeleid naar de batterij. Er gaat daardoor geen energie verloren die normaal gesproken door de remschijven wordt omgezet in warmte.
Maar waarom al die moeite? Met de bestaande configuratie kan in een elektrische auto toch ook energie worden teruggewonnen? Dat klopt, zegt Van Boekel, maar dan krijg je te maken met het fenomeen brake blending. Elektrisch en conventioneel remmen moeten gecombineerd worden, en dat leidt niet altijd tot een optimaal gevoel in het rempedaal.
Verder blijken autofabrikanten sterk verschillende oplossingen te kiezen voor de manier waarop de auto afremt. Sommige elektrische auto's, zoals de BMW i3 en de Tesla S, beginnen bijvoorbeeld meteen krachtig op de elektromotor af te remmen als het gas wordt losgelaten. Andere modellen gaan zeilen; weer andere remmen een beetje, of geven de bestuurder via een menu in de boordcomputer de mogelijkheid de remkracht zelf in te stellen.
Met eenpedaalbediening kun je op een natuurlijke wijze precies regelen welke remkracht je op een bepaald moment wenst, zegt de onderzoeker. Bovendien hoeft de bestuurder zijn voet niet telkens te verplaatsen van het ene naar het andere pedaal. De eerste praktijktesten laten een energiebesparing van gemiddeld 7 procent in stadsverkeer zien. 'Maar in de praktijk zijn er vrij grote verschillen, dat moet verder onderzocht.'
Remkracht
Aan alle veranderingen aan het gaspedaal is geen soldeerbout te pas gekomen. Alles is softwarematig geregeld. Tijdens het proces liep Van Boekel daarbij tegen een paar onverwachte zaken aan. Zo zorgen de algoritmen ervoor dat de auto op lagere snelheden krachtiger remt dan op hoge snelheden, iets wat bestuurders intuïtief verwachten. Maar als op lage snelheden op de cruisecontrol wordt gereden en deze wordt uitgeschakeld, gaat de auto plotseling zeer krachtig vertragen. Dat leidde tot schrikreacties. Daarop heeft de onderzoeker de software aangepast, zodat bij het uitschakelen van de cruisecontrol de remkracht langzaam oploopt, waardoor de bestuurder tijd heeft eventueel bij te regelen met het gaspedaal.
De onderzoeker ziet het aantal stapjes waarmee het gaspedaal werkt graag nog wat groter. Vanwege de 8 bit aansturing zijn er nu maximaal 256 beschikbaar - net te weinig voor een ideaal gas/rempedaalgevoel, zegt hij. Het systeem werkt niettemin al zo elegant dat enkele autofabrikanten die ermee gereden hebben zeer tevreden waren.
Om te voorkomen dat bestuurders verleren het rempedaal te gebruiken in noodsituaties, als bijvoorbeeld plotseling hard geremd moet worden in een file, is de vertraging op de motor beperkt tot maximaal 2 meter per secondekwadraat. Het dubbele is mogelijk, maar dan zou je het rempedaal bijna nooit meer gebruiken, en dan verliest een automobilist mogelijk de routine, zegt zijn begeleider, universitair docent voertuigdynamiek Igo Besselink.
Van Boekel merkt zelf een omgekeerd effect. Na honderden kilometers te hebben gereden in de Lupo merkt hij dat hij in zijn eigen auto soms schrikt omdat die níét begint te remmen als hij het gas los laat. 'Dan denk ik in een flits: waarom rem je niet? Dan realiseer ik me weer dat ik in een ouderwetse auto zit.'
Remmen niet verleren
Bij eenpedaalbediening bestaat het gevaar dat bestuurders verleren in noodsituaties 'gewoon' te remmen, met het rempedaal dus. 'Zodra delen van taken worden overgelaten aan systemen, zie je dat gebruikers vaardigheden verliezen', zegt hoogleraar verkeerspsychologie Karel Brookhuis van de Rijksuniversiteit Groningen. Dat kan grote gevolgen hebben. 'Stel dat het 200 milliseconden langer duurt. Bij 90 kilometer per uur kun je dan zomaar zes meter doorschuiven.' Het is daarom uitkijken met dit soort vernieuwingen, zegt hij. Brookhuis vindt het verstandig dat de onderzoekers geen gebruikmaken van de maximale vertragingscapaciteit van de elektromotor, waardoor automobilisten geregeld de gewone rem moeten gebruiken en de gewoonte getraind blijft.
