Dank VDS spüre ich nicht einmal die Schlaglöcher auf der Straße

Volvo Dynamic Steering ist eine technische Innovation von Weltformat. Das System schützt Lkw-Fahrer vor Berufskrankheiten und überzeugt mit einem außergewöhnlichen Ansprechverhalten.

Fahrer, der seinen Lkw durch einen Wald lenkt.

Volvo Dynamic Steering (VDS) verbessert die Manövrierbarkeit, den Fahrkomfort und die Sicherheit.

Sten Raghult.

Der leitende Ingenieur Sten Raghult zeichnet für die Entwicklung einiger der wichtigsten Funktionen von Volvo Dynamic Steering verantwortlich.

Die Art und Weise, mit der Fahrzeuge gelenkt werden, hat sich im Laufe der Automobilgeschichte verändert. Was ursprünglich in Form eines einzelnen Hebels begann, wurde im 19. Jahrhundert zu einem Lenkrad, das den in heutigen Fahrzeugen verwendeten Ausführungen bereits recht ähnlich ist. Die andere wichtige Entwicklung war die hydraulisch unterstützte „Servolenkung“, ein Assistenzsystem, dem im Zuge der Größen- und Gewichtszunahme der Fahrzeuge eine immer größere Bedeutung zukam. Jetzt ist die nächste Stufe in diesem Entwicklungsprozess erreicht – Volvo Dynamic Steering. 

„Bei niedrigen Geschwindigkeiten ist ein schwer beladenes Fahrzeug so leicht zu manövrieren, dass es sich sogar mit nur einem Finger lenken lässt. Und bei Autobahnfahrten sorgt dieses dynamische Lenkungssystem für eine unschlagbare Richtungsstabilität“, erklärt Jan-Inge Svensson, der bei Volvo Trucks die Systemsoftware mitentwickelt hat. 

Das System basiert auf einer klassischen mechanischen Lenkung, bei der die Lenkstange vom Lenkrad hinunter zum Lenkgetriebe verläuft. Eine hydraulische Servolenkung stellt die Kraft bereit, die den Fahrer beim Drehen der Räder unterstützt. Der Hauptunterschied zwischen Volvo Dynamic Steering und herkömmlichen Lenkungssystemen besteht darin, dass oben auf dem Lenkgetriebe zusätzlich ein elektrisch gesteuerter Elektromotor montiert ist, der mit der Lenkspindel verbunden ist.

Dieser Elektromotor arbeitet mit dem Lenkgetriebe zusammen. Bei niedrigen Geschwindigkeiten stellt der Elektromotor mit seinem Drehmoment von maximal 25 Nm zusätzliche Kraft bereit, so dass sich der Lkw unglaublich leicht manövrieren lässt. Bei höheren Geschwindigkeiten steuert der Elektromotor die Lenkung und dämpft automatisch Unregelmäßigkeiten des Fahrbahnbelags. 

Anfangs sagte ich, es sei vollkommen unmöglich, es werde nicht funktionieren. Aber dank der Unterstützung unserer tüchtigen Kollegen aus der Fahrerhausentwicklung ist es uns schließlich doch gelungen.

Sten Ragnhult

Leitender Ingenieur, Volvo Trucks

Jan-Inge Svensson.

Jan-Inge Svensson ist eine der Personen, die für die Systemsoftware von Volvo Dynamic Steering verantwortlich zeichnen.

Der Elektromotor reagiert auf die Signale einer Steuerungseinheit, in die ein sogenannter Winkelbezugsgenerator integriert ist. Das ist das Gehirn von Volvo Dynamic Steering. Über Sensoren in verschiedenen Teilen des Lkw sammelt dieses Steuerungssystem Informationen über das Fahrzeug. 

„Diese Sensoren befinden sich an ganz verschiedenen Stellen und liefern zusammen ein vollständiges Bild des Geschehens im Lkw. Unter anderem registrieren sie die Geschwindigkeit des Lkw und welcher Gang – vorwärts oder rückwärts – eingelegt ist“, erklärt Sten Ragnhult, der für die Entwicklung der System-Hardware zuständig war. 

Ein wichtiger Bestandteil des Systems ist der Sensor im Elektromotor. Er ist an einer Torsionsstange montiert und misst die Kraft, mit der der Fahrer das Lenkrad dreht, sowie den Lenkeinschlag. Anhand dieser Daten wird dann ermittelt, wie die Systemfunktionen agieren müssen, um das perfekte Lenkverhalten zu erzeugen. 

Die in der Steuerungseinheit eintreffenden Informationen werden von der Systemsoftware analysiert. Anschließend sendet das System Steuersignale an den Elektromotor, die das Fahrzeug dabei unterstützen, die von den Sensoren registrierten Unterbrechungen auszugleichen. All dies findet in weniger als einer Millisekunde statt und führt zu einem optimalen Lenkverhalten.

Eine wichtige Funktion der Steuerungseinheit erleichtert dem Fahrer das Geradeausfahren. Die Geradeausposition des Motors wird fortlaufend kompensiert, so dass der Fahrer nicht ständig durch kleinere Bewegungen das Lenkrad korrigieren muss, um auf unebene Straßenbeläge oder anhaltenden Seitenwind zu reagieren. 

„Ein Beispiel für eine Situation, die eintreten kann, ist das Bremsen mit unterschiedlicher Reibung auf der linken und der rechten Seite. Der Lkw versucht dann, zu einer Seite zu ziehen. Aufgrund der asymmetrischen Kräfte zwischen Reifen und Fahrbahnbelag dreht sich das Lenkrad. 

Einfach ausgedrückt lässt sich Volvo Dynamic Steering mit einer Art Filter vergleichen, der die Arbeit des Fahrers hinter dem Steuer maßgeblich verbessert. Ein System dieser Art lässt sich selbstverständlich nicht über Nacht auf die Beine stellen. Volvo Trucks hat vor acht Jahren mit der Entwicklung begonnen. 

Elektrische Bauteile von VDS.

Volvo Dynamic Steering verarbeitet eine Vielzahl von Informationen des Lkw, zum Beispiel den Lenkradeinschlag, die Radgeschwindigkeiten der Vorderachsen und die Geschwindigkeit des gesamten Fahrzeugs.

 

„Auf dem Weg sind wir einigen großen Herausforderungen begegnet. Allein für den Elektromotor einen geeigneten Platz im Fahrerhaus zu finden, war eine enorme Aufgabe für diejenigen von uns, die an den mechanischen Systemen arbeiteten. Anfangs sagte ich, es sei vollkommen unmöglich, es werde nicht funktionieren. Aber dank der Unterstützung unserer tüchtigen Kollegen aus der Fahrerhausentwicklung ist es uns schließlich doch gelungen“, berichtet Sten Ragnhult mit einem Lächeln.

Zudem wurde viel Sorgfalt darauf verwendet, die hochmoderne Software des Systems zu entwickeln. Gemeinsam ist es dem Entwicklungsteam gelungen, die Berechnungen anzustellen, die für das korrekte Funktionieren der Steuerungseinheit erforderlich sind.

Es ist fantastisch, den Lkw in Situationen, in denen ich früher gezwungen war, das Lenkrad mit beiden Händen fest anzupacken, mit nur einem Finger lenken zu können.

Henrik Gustafsson

Lkw-Fahrer

Henrik Gustafsson.

Seitdem Henrik Gustafsson mit VDS fährt, hat er keine Schmerzen mehr in den Schultern.

Unterstützung erhielt das Team dabei von verschiedenen Testfahrern, die dazu beigetragen haben, das Projekt zum Erfolg zu führen. Diese Fahrer haben eine Anzahl unterschiedlicher Tests durchgeführt. Dabei wurden sie von den Entwicklern begleitet, um herauszufinden, welches Lenkradverhalten sich die Fahrer genau wünschen. 

„Die Fahrer sollten bewusst unterschiedliche Szenarien durchlaufen, bei denen das Lenkradverhalten in vielerlei Hinsicht variierte. Durch Zusammentragen der gesammelten Daten ist es uns gelungen, in der Software der Steuerungseinheit das optimale Lenkradverhalten nachzubilden“, erklärt Jan-Inge Svensson.

Einer der Fahrer, der bei der Entwicklung eine führende Rolle spielte, ist Henrik Gustafsson. Er ist Fahrer eines Holztransporters und arbeitet täglich in einem neuen Volvo FH tief in den schwedischen Wäldern. Die schmalen, oft schlammigen Waldwege stellen enorme Anforderungen, sowohl an die fahrerischen Qualitäten von Henrik Gustafsson als auch an den Lkw selbst. 

„Ich fahre diesen Test-Lkw seit einem Jahr. Es war spannend und hat unglaublichen Spaß gemacht, an der Entwicklung mitzuwirken. Es ist ein gutes Gefühl zu wissen, dass die Dinge, die ich feststelle und auf die ich hinweise, den Lkw für jeden optimieren werden. 

Voll beladen wiegt Henrik Gustafssons Lkw 60 Tonnen. Einen solchen Lkw auf solch schwierigem Terrain zu manövrieren, ist auch körperlich anstrengend. Die kleinsten Steine oder Wurzeln machen sich sofort bemerkbar, und die dadurch bedingten ständigen Anpassungen des Lenkradeinschlags sind eine erhebliche Belastung – nicht zuletzt für Rücken, Schultern und Nacken des Fahrers. 

„Eine Zeitlang bin ich in Norwegen Lkw gefahren, wo die Straßen oft eng und kurvenreich sind. Infolgedessen habe ich mir die linke Schulter verletzt. Der Schmerz strahlte von meinem Schulterblatt aus.“ 

Seit Henrik Gustafsson begonnen hat, das Fahrzeug mit Volvo Dynamic Steering zu fahren, ist der Schmerz vollständig verschwunden. 

„Ich kann jetzt auch auf schlechten Straßen beim Fahren völlig entspannt bleiben. Es ist fantastisch, den Lkw in Situationen, in denen ich früher gezwungen war, das Lenkrad mit beiden Händen fest anzupacken, mit nur einem Finger lenken zu können. Ich spüre nicht einmal mehr die Schlaglöcher auf der Straße, weil das System diese so ausgleicht, dass sie für mich praktisch nicht existieren.“ 

Die schmalen Waldwege sind jedoch nicht der einzige Ort, an dem Henrik Gustafsson einen massiven Unterschied spürt. Ein voll beladener Holzlastzug hat einen hohen Schwerpunkt und reagiert besonders sensibel auf Spurrillen und Wind. Da das System aber auch diese Unregelmäßigkeiten dämpft, kann Henrik Gustafsson auch auf größeren Straßen völlig entspannt fahren. 

„Im Wald, wo du langsam fährst, brauchst du den kleinstmöglichen Widerstand des Lenkrads. Auf der Autobahn hingegen wünschst du dir dagegen einen stärkeren Widerstand. Dieses System passt den Lenkradwiderstand optimal an meine jeweilige Geschwindigkeit an“, berichtet er. „Ich habe schon gesagt, dass der nächste Lkw, den wir anschaffen, einer mit Volvo Dynamic ­Steering sein muss“, sagt er abschließend mit einem Lächeln.

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