Trucks
Společně s vývojem automobilového průmyslu se vyvíjel i způsob, jakým se vozidla řídí. Nejprve to byla jednoduchá páka. Ta pak v 19. století prošla vývojem a světlo světa spatřil volant, který si svou základní podobu zachoval až do současnosti. Dalším průlomovým vynálezem byl hydraulický posilovač řízení, takzvané „servo“. S neustále se zvětšujícími vozy a rostoucí hmotností se posilovač stával čím dál větší nezbytností. Další vývojový stupeň se na trhu objevil nyní. Jedná se o dynamické řízení Volvo.
„Vůz naložený těžkým nákladem se v pomalých rychlostech ovládá tak snadno, že volantem můžete otáčet i jediným prstem. A při jízdě na dálnicích zajišťuje dynamické řízení nepřekonatelnou směrovou stabilitu,“ vysvětluje Jan-Inge Svensson, který je jedním z pracovníků podílejících se u společnosti Volvo Trucks na vývoji softwaru pro tento systém.
Systém vychází z klasického uspořádání mechanického řízení s řídicí tyčí, která spojuje volant s převodkou řízení. S otáčením volantu pomáhá řidiči hydraulický posilovač. Hlavním rozdílem oproti klasickému řízení je však to, že u dynamického řízení Volvo je na horní části převodky řízení namontován elektronicky řízený elektromotor.
Elektromotor pracuje v součinnosti s převodkou řízení. Při nízkých rychlostech funguje jako posilovač řízení, díky kterému se vozidlo až neuvěřitelně snadno ovládá. Ve vysokých rychlostech elektromotor pro změnu ovládá řízení a automaticky eliminuje škubání volantu.
Na začátku jsem říkal, že je to zcela nemožné a že to nebude fungovat. Ale s pomocí našich skvělých kolegů z oddělení vývoje kabin jsme uspěli.
Elektromotor je řízen signály z řídicí jednotky, která obsahuje takzvaný generátor referenčního úhlu. Právě ten je mozkem celého dynamického řízení Volvo. Díky soustavě snímačů rozmístěných na různých částech vozu dokáže řídicí systém nasbírat mnoho údajů o vozidle.
„Tyto snímače se nacházejí na nejrůznějších místech po celém voze. Dohromady se z nich dá získat přesná představa o tom, co se s vozidlem právě děje. Kromě jiných údajů měří například rychlost vozidla a snímají také aktuálně zařazený rychlostní stupeň a rovněž to, zda je dopředný nebo zpětný,“ vysvětluje Sten Ragnhult, který má na starosti vývoj dílů tohoto systému.
Velmi důležitou součástí je snímač přímo v elektromotoru. Nachází se na torzní tyči a měří sílu, jakou řidič působí na volant, a úhel natočení volantu. Na základě těchto údajů je určeno, jakým způsobem může systém zajistit dokonalou odezvu řízení.
Tato informace pak putuje do řídicí jednotky, kde proběhne její analýza. Systém následně odešle řídicí signál do elektromotoru, který dokáže eliminovat jakékoliv rušivé vlivy zaznamenané snímači. To vše se odehrává v čase kratším, než je jedna milisekunda. A výsledkem je ideální odezva řízení.
Velmi důležitou vlastností řídicí jednotky je funkce přímé kompenzace. Ta spočívá v tom, že elektromotor neustále upravuje pozici tyče. To ve výsledku znamená, že situací, kdy řidič musí volantem kompenzovat nerovný povrch vozovky nebo stálý boční vítr, je velice málo.
„Jedním příkladem za všechny může být například brzdění, při kterém na levé a pravé kolo působí jiné třecí síly. Následkem asymetrických sil mezi vozovkou a koly se vůz stáčí k jedné straně a stejným směrem se natočí také jeho volant.
Jednoduše řečeno, dynamické řízení Volvo lze považovat za jakýsi filtr, který řidiče odstíní od působení okolního prostředí na volant. Je samozřejmé, že něco takového nevznikne jen tak přes noc. Inženýři společnosti Volvo Trucks na jeho vývoji začali pracovat již před osmi lety.
„Za tu dobu jsme se setkali s několika zásadními překážkami. Už jen nalezení fyzického prostoru v kabině, kam bychom umístili elektromotor, bylo pro nás, kteří se zabýváme mechanickými systémy, velkou výzvou. Na začátku jsem říkal, že je to zcela nemožné a že to nebude fungovat. Ale s pomocí našich skvělých kolegů z oddělení vývoje kabiny jsme uspěli,” říká Sten Ragnhult s úsměvem.
Nicméně většina úsilí byla soustředěna na vývoj pokročilého softwaru systému. Vzájemnou spoluprací se vývojovému týmu podařilo sestavit výpočetní vzorce, které byly potřeba k zajištění správné funkce řídicí jednotky.
Je naprosto fantastické, že tam, kde jsem kdysi musel otáčet volantem silou a oběma rukama, mi teď stačí jen jeden prst.
Vývojáři se navíc mohli opřít o názor spousty testovacích řidičů. Ti podstoupili celou plejádu nejrůznějších testů, na kterých je doprovázeli členové vývojového týmu a zaznamenávali si, jakou odezvu řízení si vlastně řidiči přejí.
„Nechali jsme řidiče systém otestovat v různých nastaveních odezvy řízení a především v mnoha odlišných jízdních situacích. Po zpracování veškerých dat se nám podařilo vytvořit software pro řídicí jednotku, který dokáže zajistit optimální odezvu řízení,“ vysvětluje Jan-Inge Svensson.
Jedním z řidičů, kteří se na vývoji podíleli rozhodující měrou, je Henrik Gustafsson, který se živí převážením dřeva. Každý den jezdí s novým Volvem FH do hlubokých švédských lesů. Úzké a často blátivé lesní cesty kladou velké požadavky jak na Henrikovy řidičské dovednosti, tak na samotný vůz.
„S testovacím vozem jsem jezdil rok. Být součástí vývoje pro mě bylo něco vzrušujícího a velmi jsem si to užil. Uvědomoval jsem si například, že pokud odhalím nějaké nedostatky a upozorním na ně, bude to ku prospěchu všech řidičů.“
Když se Henrikův vůz naložil kládami, vážil 60 tun. Jízda s takovým kolosem na úzkých a často i nekvalitních silničkách je fyzicky náročná práce. Cítíte každý kamínek i kořen a neustále musíte točit volantem, abyste kompenzovali odchylky v přímém směru. To představuje enormní námahu pro ramena, záda i krk.
„Nějaký čas jsem s náklaďákem jezdil v Norsku, které je plné úzkých a klikatých cest. Namohl jsem si přitom levé rameno a z lopatky mi vystřelovala ostrá bolest.“
Henrik říká, že jakmile začal řídit vozidlo s dynamickým řízením Volvo, bolest zcela ustoupila.
„Nyní se mohu při řízení pořádně uvolnit, a to i na nekvalitních silnicích. Je naprosto fantastické, že tam, kde jsem kdysi musel otáčet volantem silou a oběma rukama, mi teď stačí jen jeden prst. Dokonce necítím ani výmoly, protože systém dokáže eliminovat škubání volantu. Výmoly jako by ani nebyly.“
Nicméně úzké lesní cesty nejsou jediným místem, kde Henrik zaznamenal velký rozdíl. Souprava plně naložená dřevem má vysoko položené těžiště, takže velmi citlivě reaguje na změnu směru, například při jízdě ve vyjetých kolejích nebo za větrného počasí. Systém však dokáže kompenzovat i takovéto okolnosti, takže Henrik může jezdit uvolněněji i na hlavních silnicích.
„V lese, kde jezdíte pomalu, potřebujete řízení s co nejnižším odporem. Na dálnicích si však naopak přejete odpor vyšší. Systém upravuje odpor řízení tak, aby odpovídal rychlosti, kterou zrovna jedu,“ popisuje. „Už jsem ve firmě říkal, že až budeme kupovat další nákladní vozidlo, musí mít dynamické řízení Volvo!“ uzavírá s úsměvem.