Trucks
З розвитком історії автомобілебудування, змінилося кермове управління транспортними засобами. Те, що на світанку розвитку було тільки одним важелем, протягом 19 сторіччя перетворилося на кермове колесо, подібне до тих, які використовуються на сучасних транспортних засобах. Іншим видатним нововведенням було гідравлічне кермове управління за допомогою сервомеханізму, системи підтримки, яка набула величезного значення, оскільки транспортні засоби стали більшими та важчими. Настала нова стадія у цьому процесі розвитку – динамічне кермове управління від Volvo.
«На низьких швидкостях важко навантаженим транспортним засобом так просто управляти, що це можна робити тільки одним пальцем. Під час їзди автострадою ця система динамічного управління пропонує неперевершену стійкість під час руху», - пояснює Ян-Інге Свенссон, один з фахівців, які відповідають за систему програмного забезпечення у Volvo Trucks.
Система ґрунтується на класичній схемі механічного кермового управління, у якої кермова тяга йде вниз від кермового колеса до кермового механізму. Система гідравлічного сервомеханізму створює силу, яка допомагає водію повертати колеса вантажівки. Коли мова йде про динамічне управління від Volvo, його принципова відмінність від звичайного кермового управління полягає у наявності електромотора з електричним управлінням, що встановлений зверху кермового механізму.
Цей електромотор працює разом з кермовим механізмом. На низьких швидкостях електромотор забезпечує додаткове зусилля, що робить управління вантажівкою неймовірно простим. На високих швидкостях електромотор керує кермовим управлінням, автоматично усуваючи збої під час водіння.
Із самого початку я казав, що це абсолютно неможливо, що це не буде працювати, але за допомогою наших досвідчених колег з відділу розробки кабіни, нам це вдалося.
Управління електромотором здійснюється через сигнали від блока управління, до складу якого входить те, що відомо під назвою генератора кутового опорного сигналу. Це мозок динамічного управління від Volvo. Через датчики, які розташовані у різних частинах вантажівки, ця система управління збирає інформацію про вантажівку.
«Ці датчики розташовані у самих різних місцях, і вони об’єднані для створення повної картини того, що відбувається у вантажівці. Серед інших речей вони вимірюють швидкість вантажівки, показують, яку передачу – передню чи задню – обрали», - пояснює Стен Ранхулт, людина, яка відповідає за розробку матеріальної частини системи.
Датчик у електромоторі важлива складова системи. Його встановили на торсіоні та вимірює зусилля, яке докладає водій для повороту кермового колеса, а також кут його повороту. Ці дані створюють основу для визначення того, як діятимуть функції системи для створення досконалого реагування кермового управління.
Інформація, що поступає у блок управління, аналізується програмним забезпеченням системи. Потім сигнали управління надсилаються з системи до електромотора, який допомагає вантажівці компенсувати збої, що реєструють датчики. Все це відбувається менш ніж за мілісекунду. Результатом є оптимальне реагування кермового управління.
Щодо блоку управління, то функція компенсації нейтрального положення - одна з його важливих функцій. Постійно відбувається компенсація нейтрального положення двигуна. У результаті водію майже не потрібно регулювати положення керма для того, щоб пристосуватися до нерівної поверхні дороги або до постійних бокових вітрів.
«Один з прикладів подібної ситуації, що може скластися – це гальмування, коли тертя з правого та лівого боку відрізняється. У такому разі вантажівку тягне до одного боку, кермо також повертається в результаті асиметричної дії сил, що виникають між шиною та поверхнею дороги.
Просто кажучи, динамічне управління від Volvo можна порівняти з фільтром, що покращує реальну ситуацію, яку відчуває водій через кермо вантажівки. Цілком зрозуміло, що подібну систему не можна розробити за один день. Компанія Volvo Trucks почала роботу з розробки вісім років тому.
«Під час розробки ми зіткнулися з кількома великими проблемами. Величезною проблемою для тих з нас, хто займався механічними системами, було знайти місце для електромотора у кабіні у суто фізичному плані. Із самого початку я казав, що це абсолютно неможливо, що це не буде працювати, але за допомогою наших досвідчених колег з відділу розробки кабіни, нам це вдалося», - каже з посмішкою Стен Ранхулт.
В іншому, більша частина роботи зосередилася на розробці сучасного програмного забезпечення системи. У результаті спільних зусиль групі розробки вдалося зробити розрахунки, які необхідні для правильного функціонування блока управління.
Це фантастично, коли раптом можна управляти вантажівкою просто за допомогою одного пальця у таких ситуаціях, коли раніше я змушений був використовувати силу обох рук для управління кермом.
Групі допомагало кілька водіїв-випробувачів, які посприяли успіху проекту. Ці водії провели численну кількість різних випробувань, у яких їх супроводжували розробники, для того, щоб зрозуміти, який відгук від керма хотіли б отримати водії.
«Ми просто дозволили водіям перевірити велику кількість варіантів, у яких відгук керма відрізнявся би у різний спосіб. Порівнюючи зібрані дані, нам вдалося відтворити оптимальний відгук керма у програмному забезпеченні блока управління», - пояснює Ян-Інге Свенссон.
Хенрік Густафссон, водій лісовозу, один з водіїв, які відігравали головну роль у розробці. Кожного дня він працює на новому Volvo FH далеко у лісах Швеції. Вузькі, часто брудні лісові дороги ставлять високі вимоги як перед професійними навичками Хенріка, так і перед вантажівкою.
«Я вже рік за кермом випробувальної вантажівки. Це хвилююче та неймовірно приємно бути частиною робот з розробки. Я знаю, наприклад, що те, що я знайду та на що зверну увагу, фактично зробить вантажівку кращою для всіх».
Повністю завантажений, лісовоз Хенріка важить 60 тонн. Виконувати маневри на такій вантажівці вузькими дорогами, часто поганої якості, це робота, яка вимагає великих фізичних витрат. Відчувається найдрібніше каміння або коріння, і постійні регулювання положення керма, які необхідно робити, створюють значне напруження, зокрема плечей, спини та шиї водія.
«Деякий час я провів за кермом вантажівки у Норвегії, де дороги часто вузькі та звивисті. У результаті я травмував ліве плече, та біль розповсюджувався з лопатки».
З того часу, як Хенрік сів за кермо вантажівки, обладнаної динамічним управлінням від Volvo, він каже, що біль цілком зник.
«Зараз я можу вести машину та залишатися повністю розслабленим, навіть на поганих дорогах. Це фантастично, коли раптом можна управляти вантажівкою просто за допомогою одного пальця у таких ситуаціях, коли раніше я змушений був використовувати силу обох рук для управління кермом. Я не відчуваю навіть вибоїни на дорозі, бо система компенсує це у такий спосіб, ніби вони і не існують».
Проте, вузькі лісові дороги — не єдине місце, де Хенрік відчуває дійсну різницю. Повністю навантажений лісоматеріалами автопоїзд має високо розташований центр ваги й є особливо чутливим до поверхонь доріг, що порізані коліями, а також до вітру. Однак, оскільки система компенсує і ці позаштатні ситуації, Хенрік може вести машину повністю розслаблено, навіть на більших дорогах.
«У лісі, коли Ви рухаєтеся повільно, Ви бажаєте, щоб опір керма був настільки малим, наскільки це можливо. У той самий час на автострадах Ви бажаєте, щоб опір був більшим. Ця система пристосовує опір керма до моєї швидкості», — каже він. «Я вже казав, що наступна вантажівка, яку ми придбаємо, обов'язково повинна мати динамічне управління від Volvo!», — підсумовує він з посмішкою.