Hur Hill-Start Control fungerar

Bildgalleri: Lastbilar Ingen vill bli smackad i den främre stötfångaren med den bakre änden av ett annat fordon - särskilt en så stor. Se fler bilder på lastbilar. © iStockphoto.com/Brad Sauter

Det är en situation som varje förare är bekant med. Du kör din bil uppför en kulle och på toppen av lutningen är en korsning med ett trafikljus. Ljuset är rött och det finns redan två eller tre bilar stoppade framför dig. Du lägger ner på bromspedalen och stannar bakom dem. Snart drar en annan bil upp bara några meter efter dig.

När ljuset blir grönt släpper du bromsen. Om du kör manuell växellåda går du på kopplingen med vänster fot och flyttar din högra fot till gaspedalen. För närvarande finns det inget som hindrar din bil från att rulla bakåt utom motorns bromskraft, och om du använder en koppling är till och med den kraften borta. Gravity börjar dra dig tillbaka nerför backen, rakt mot bilens stötfångare bakom dig.

Vad gör du? Panikerar du och slår bromsen? Låter du din bil köra in i nästa bil i rad?

Tja, förmodligen inte. Om du har kört under någon längre tid tar dina reflexer över. Du går bara på gaspedalen och tar gradvis upp motorn i hastighet. Om du kör manuell växellåda trycker du på gaspedalen när du samtidigt släpper på kopplingen. Bilen går framåt. Katastrof undviks!

Denna situation är så bekant att det finns en god chans att du förmodligen inte ens tänker på det mycket längre. Ändå någonstans på baksidan av ditt sinne kanske du fortfarande känner dig lite obehaglig vid det första tecknet på att din bil rullar bakåt. Det kanske fanns en tid i det förflutna, när du var ganska ny med att köra, att du inte fick bilen framåt tillräckligt snart och att du avvecklades i en liten fenderbender. Och om du kör en SUV, en lastbil eller en bil som bogserar en tung last, kan situationen bli mycket värre. Ett tungt fordon som rör sig bakåt nedför en kulle är svårt att påskynda, för att inte tala om en betydande fara för fordonen bakom det. Skulle det inte vara trevligt, i denna tid av datoriserade körsäkerhetsapparater, om någon kunde komma med ett sätt att förhindra att denna typ av situation sker innan föraren ens måste tänka på det?

Någon har det. Det heter hill-start-kontroll, hill-start assist eller bara kullehållare, och det finns en god chans att det finns tillgängligt hos en bilhandlare nära dig. Det är ett utmärkt tillägg till den mängden elektroniska säkerhets- och regleranordningar som håller dig att köra säkert. På följande sidor tittar vi på vad Hill-Start-kontrollen gör, hur det fungerar och om det är en funktion du bör leta efter i din nästa bil.

Innehåll

1. Hill-start Control Explained
2. Hill-start kontrollkomponenter
3. Fördelarna med Hill-start Control

Det finns flera sätt på vilket ett backstart-styrsystem kan utformas. Var och en har sina fördelar, var och en har sina nackdelar. De tekniker som oftast används för att implementera backstartkontroll är: lutningsdetektering, bakåtrörelsedetektering, kopplingsdetektering, acceleratordetektering, bromsdetektering och motorns vridmomentdetektering.

Koppling upptäckt: En av de mest uppenbara tillämpningarna av backstartkontroll är i bilar med manuell växellåda eller stickskift. För att starta en bil med manuell växellåda är det nödvändigt att kliva på en koppling, vilket kopplar bort motorn från växellådan. Medan motorn är frånkopplad hålls inte längre bilen på plats av motorns bromskraft, och om bromsarna också är frånkopplade, vilket vanligtvis är fallet medan det accelererar, kan bilen rulla fritt, särskilt om det är på lutning.

Lutning detektion: Om en bil stoppas i en lutning medan motorn fortfarande är igång, finns det en god chans att det krävs någon slags backstartkontroll. En sensor som upptäcker en lutning på mer än en viss mängd - t.ex. tre grader eller mer - kan skicka en signal till backstartkontrollen som indikerar att fordonet har potential att börja rulla. Nackdelen med lutningsdetektering är att ibland en bil kanske i en lutning utan att behöva backstartkontrollen - till exempel när ett däck glider in i en hål.

Detektering av motorns vridmoment: Detta upptäcker helt enkelt om motorn producerar tillräckligt vridmoment för att accelerera bilen framåt. Om så är fallet riskerar bilen inte längre att rulla bakåt och backstartkontrollen stängs av.

Bromsdetektering: Detta upptäcker om bromsarna används och om det finns tillräcklig bromskraft för att hålla bilen på plats.

Bakåt rörelsedetektion: Även om det inte är absolut nödvändigt, kan vissa system innehålla ett sätt att upptäcka det faktum att bilen rullar bakåt.

System som använder lutningsdetektering fungerar ungefär så här: Lutningssensorn upptäcker när bilen ligger på en kulle. En bromsgivare avgör om en broms appliceras. Om det inte är så riskerar bilen att rulla bakåt, så att systemet automatiskt aktiverar fordonets bromsar för att hålla bilen stillastående. I ett fordon med manuell växellåda kan kopplingsdetektering och bromsdetektering användas tillsammans för att avkänna när fordonet riskerar att rulla bakåt och bromsen kan aktiveras.

Men hur fungerar dessa olika former av upptäckt? Och hur aktiveras bromsarna av backstartstyrsystemet? Vi pratar om det på nästa sida.

Vinkelsensorer upptäcker om fordonet lutar. © iStockphoto.com/Aaron Kohr

Hill-start-styrsystemet består av ett antal olika sensorer (även om de specifika sensorerna kan variera beroende på implementeringen), en elektronisk styrenhet (ECU) och ett bromsmanöverdon under styrning av ECU som kan applicera bromsarna efter behov för att förhindra att bilen rullar bakåt. Vi tittar på dessa säkerhets- och regleringsenheter individuellt; ha i åtanke att de specifika backstart-kontrollsystemen inte nödvändigtvis kräver var och en av följande komponenter:

Vinkelsensorer: Dessa upptäcker vinkeln på bilen i en lutning, vilket motsvarar sluttningen på den kulle som bilen befinner sig på.

Trycksensorer: Dessa är en del av bilens upphängningssystem och kan upptäcka fordonets vikt, inklusive passagerarnas och lastens vikt. Detta kan också göras av piezoelektriska sensorer eller spänningsmätare. Dessa sensorer producerar en elektrisk signal som är proportionell mot fordonets vikt.

Momentgivare: Moment är rotationskraften från motorn som så småningom accelererar fordonet från ett helt stopp. Vridmomentsensorn kan upptäcka hur mycket vridmoment som överförs till hjulen via drivlinan.

Hjulhastighetssensorer: Dessa detektorer, vanligtvis placerade på axlarna, kan bestämma hastigheten och riktningen hjulen vrider.

Elektronisk styrenhet (ECU): Detta är fordonets inbyggda datorsystem som tar emot signaler från de olika sensorerna. ECU bestämmer när bromsarna måste appliceras baserat på den ingången. ECU kan också beräkna körmotståndet, som är en funktion av bilens vikt (bestämd av tryckgivarna) och sluttningen på backen som bilen är på (bestämd av vinkelsensorerna). Resmotståndet används för att beräkna hur mycket motormoment som krävs för att flytta fordonet uppåt.

Bromsmanöverdon: En ställdon är en enhet som omvandlar en elektrisk signal till en fysisk rörelse. Bromsmanövreringsorganet får en signal från styrenheten som säger att den ska utlösa bromsarna. Därefter aktiveras bromsventilerna och skickar bromsvätska till bromsarna för att hålla fordonet på plats, vilket hindrar det från att rulla nerför backen. I fallet med ett hybridfordon kan den elektriska motorn användas istället för bromsen för att applicera tillräckligt med framåtriktning på fordonet för att förhindra att det rullar bakåt.

När föraren börjar accelerera hjälper momentgivarna ECU att avgöra om motorns moment är tillräckligt för att övervinna körmotståndet (redan beräknat av ECU). Om så är fallet, skickar styrenheten en signal till bromsmanövreringsorganet som berättar att stänga av bromsarna och låta bilen röra sig.

Helst bör föraren vara medveten om inget av detta. Frigöringen av bromsarna bör vara så smidig att föraren inte är medveten om att bromskraften fortfarande applicerades efter att bromsen hade släppts. Först senare kommer föraren att inse att han eller hon aldrig en gång behövde oroa sig för att fordonet skulle glida nerför backen och kollidera med bilen bakom den. Körsäkerhet är sällan så smärtfritt.

Är säkerhetsfördelen som tillhandahålls av backstartkontroll värd den extra kostnaden för att köpa en bil som är utrustad med den? Vi kommer att överväga den frågan på nästa sida.

Det ser ut som den här drivrutinen kunde ha använt ett backstart-kontrollsystem. © iStockphoto.com/Chad Anderson

De stora fördelarna med backstartkontrollen bör vara uppenbara. Det underlättar körningen i vissa situationer och det kan också främja körsäkerheten. När allt kommer omkring är det ingen som vill att hans eller hennes bil ska rulla bakåt nerför en kulle. Det finns bara för många möjligheter till skador i det scenariot.

Men backstartkontroll är inte bara till förmån för förarens bil som är utrustad med backstart-systemet. Det är också till förmån för trafiken bakom den. Av den anledningen kan det så småningom komma en dag då alla bilar kommer med backstartkontroll och liknande säkerhets- och regleranordningar som standardutrustning helt enkelt som en fråga om allmän säkerhet. Körsäkerhet är viktigt för alla.

Ett annat sätt som backstartkontroll hjälper till är att det betyder mindre slitage på andra delar av bilen, till exempel handbromsen, som du kan använda för att göra samma jobb manuellt. Och i en manuell växellåda utrustad bil behöver du inte köra kopplingen när du börjar på en kulle, vilket betyder att det är mindre slitage på kopplingen. Och genom att förhindra att bilen rullar bakåt lägger styrningen på backstart mindre belastning på motorn och körtåget, som annars skulle behöva motverka bilens bakåtmoment för att få den upp till hastighet.

Ingen skulle ändå hävda att backstartkontroll är lika viktig som säkerhetsbälten eller krockkuddar. En olycka som inträffar på grund av att du inte kunde få din bil att rulla fram i tid på en kulle är sannolikt inte dödlig, såvida inte fordonet rullar bakåt ett betydande avstånd eller om fordonet är en lastbil med en ovanligt tung last. Men situationer där du behöver flytta en bil på en kulle är mycket vanligare än dödliga kollisioner. Hill-start-kontroll är något som kan hjälpa dig dagligen, medan (om du har tur) behöver du aldrig bilens airbags ens en gång.

Hill-start-kontroll är en av många specialiserade säkerhetsanordningar som finns tillgängliga på bilar idag (back-up-kameror är ett annat exempel) som inte är absolut nödvändigt för säker körning men som bidrar till att göra körupplevelsen så mycket mer behaglig och orofri.

För mer information om backstartkontroll och andra relaterade ämnen, följ länkarna på nästa sida.

Relaterade artiklar

• Bilsäkerhetsquiz
• 5 Crash Test Videos
• Topp 5 kör- och säkerhetsvideor
• Hur krockkuddar fungerar
• Hur trafikbiljetter fungerar
• Hur bilar med självparkering fungerar
• Hur kameror med rött ljus fungerar
• Kan en bil verkligen vara dödsäker?
• Har kraschtester någonsin använt levande (eller döda) mänskliga personer?
• Hur fungerar en laserhastighetspistol för att mäta bilens hastighet?

källor

• Allpar.com. "Chrysler Technological Gadgetry, 2009." (24 november 2009) http://www.allpar.com/corporate/tech-2009.html
• Bosch. "Hill Hold Control." (24 november 2009) http://www.bosch-escential.com/us/language1/hill_hold_control.html
• FreePatentsOnline.com. "US Patent 4915131 - Hill Holder." 10 april 1990. (24 november 2009) http://www.freepatentsonline.com/4915131.html
• Lexus. "GX-prestanda: Hill-Start Assist Control." (Nr v. 24, 2009) http://www.lexus.com/models/GX/features/performance/hillstart_assist_control.html
• PatentStorm. "US Patent 4247154 - Bromsstyrventil." 27 jan 1981. (24 nov 2009) http://www.patentstorm.us/patents/4247154/fulltext.html
• PatentStorm. "US-patent 4660691 - System för fordonsbackar med en styrkrets som svarar på fordonsinställning, kopplingsläge och växelläge." 28 april 1987. (24 nov 2009) http://www.patentstorm.us/patents/4660691/fulltext.html
• PatentStorm. "US Patent 4676354 - Motor, broms och lager kontrollerad backhållare." 30 juni 1987. (24 november 2009) http://www.patentstorm.us/patents/4676354/description.html
• PatentStorm. "US Patent 5452946 - Hill holding bromsstyrsystem." 26 september 1995. (24 nov 2009) http://www.patentstorm.us/patents/5452946/description.html
• PatentStorm. "US Patent 5820515 - Hill som håller bromstrycket som en funktion av backgradient detekterad som en funktion av acceleration i ett styrsystem för automatisk växellåda." 13 oktober 1998. (24 nov 2009) http://www.patentstorm.us/patents/5820515/fulltext.html
• PatentStorm. "US Patent 6009984 - Metod och apparatur för styrning av ett fordons bromssystem." 4 januari 2000. (24 nov 2009) http://www.patentstorm.us/patents/6009984/fulltext.html
• PatentStorm. "USA-patent 7226389 - Metod och anordning för backstart." 5 juni 2007. (24 november 2009) http://www.patentstorm.us/patents/7226389/description.html
• Subaru of America. "Fråga teknisk: Subaru Hill-Holder." (24 november 2009) http://www.drive.subaru.com/Spr03_HillHolder.htm
• Toyota. "Hybrid Synergy Drive: Hill Start Control." (24 nov 2009) http://www.hybridsynergydrive.com/sv/hillstart_control.html