Control de crucero

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El control de crucero (también conocido como control de velocidad , comando de crucero , autocrucero o tempomat ) es un sistema que controla automáticamente la velocidad de un automóvil . El sistema es un servomecanismo que toma el control del acelerador del automóvil para mantener una velocidad constante establecida por el conductor.

El control de velocidad ya existía en los primeros automóviles, como el Wilson-Pilcher a principios del siglo XX. Tenían una palanca en la columna de dirección que se podía usar para establecer la velocidad que debía mantener el motor. ^[1] En 1908, el Peerless incluyó un regulador para mantener la velocidad del motor a través de una palanca de aceleración adicional en el volante. ^[2] Peerless utilizó con éxito un regulador flyball. ^[3] Publicitaron su sistema como capaz de "mantener la velocidad tanto cuesta arriba como cuesta abajo".

En 1788, James Watt y Matthew Boulton utilizaron un regulador para controlar las máquinas de vapor , pero su uso se remonta al menos al siglo XVII. En una máquina, el regulador utiliza la fuerza centrífuga para ajustar la posición del acelerador y adaptar la velocidad de la máquina a distintas cargas (por ejemplo, al subir una colina).

El control de crucero moderno (también conocido como velocímetro o tempomat) fue inventado en 1948 por el inventor e ingeniero mecánico ciego Ralph Teetor . ^{[4] [5]} Se le ocurrió la idea debido a que estaba frustrado por el hábito de su conductor de acelerar y desacelerar mientras hablaba.

Un factor más significativo en el desarrollo del control de crucero fue el límite de velocidad de 35 mph (56 km/h) impuesto en los Estados Unidos durante la Segunda Guerra Mundial para reducir el uso de gasolina y el desgaste de los neumáticos. ^[5] Un mecanismo controlado por el conductor proporcionaba resistencia a una mayor presión sobre el pedal del acelerador cuando el vehículo alcanzaba la velocidad deseada. ^[5] La idea de Teetor de un selector de velocidad en el tablero de instrumentos con un mecanismo conectado al eje de transmisión y un dispositivo capaz de presionar contra el pedal del acelerador fue patentada en 1950. ^[5] Añadió una capacidad de bloqueo de velocidad que mantenía la velocidad del coche hasta que el conductor tocaba el pedal del freno o apagaba el sistema. ^[5]

En 1950, el sargento mayor Frank J. Riley presentó una patente estadounidense para un "regulador de velocidad constante". ^[6] Concibió el dispositivo mientras conducía por la autopista de peaje de Pensilvania e instaló su invento en su coche en 1948. ^[7]

Otro inventor llamado Harold Exline, que trabajaba independientemente de Riley, también inventó un tipo de control de crucero que instaló por primera vez en su coche y en los de sus amigos. Exline presentó una patente estadounidense para un "control de aceleración accionado por vacío con válvula de aire controlada eléctricamente" en 1951, que le fue concedida en 1956. ^[8] A pesar de estas patentes, Riley, Exline y los titulares de patentes posteriores no pudieron cobrar regalías por ninguna invención de control de crucero.

El primer coche con el sistema de "velocímetro" de Teetor fue el Chrysler Imperial de 1958 (llamado "piloto automático"), que utilizaba un dial de control de velocidad en el tablero de instrumentos. ^{[9] Este sistema calculaba la velocidad de avance a partir del cable giratorio del velocímetro y utilizaba un} motor eléctrico bidireccional accionado por tornillo para variar la posición del acelerador según fuera necesario. Cadillac pronto renombró y comercializó el dispositivo como "control de crucero". ^[5]

En 1965, American Motors Corporation (AMC) introdujo un control automático de velocidad de bajo precio para sus automóviles de gran tamaño con transmisión automática. ^[10] La unidad de "comando de crucero" de AMC se accionaba mediante un botón en el tablero una vez que se alcanzaba la velocidad deseada del automóvil. La posición del acelerador se ajustaba automáticamente mediante un control de vacío que abría y cerraba el acelerador según la información del cable del velocímetro en lugar de a través de un control ajustable en el tablero. ^{[10] [11]} La unidad se apagaba cada vez que se aplicaban los frenos.

Daniel Aaron Wisner inventó un "control de crucero electrónico automotriz" en 1968 como ingeniero de la División de Sistemas Industriales y de Automatización de RCA en Plymouth, Michigan . Su invención se describe en dos patentes presentadas ese año (patentes estadounidenses 3570622 y 3511329), la segunda de las cuales introduce la memoria digital , y fue el primer dispositivo electrónico que controló un automóvil. ^[12]

Debido a la crisis del petróleo de 1973 y al aumento de los precios del combustible, el dispositivo se hizo más popular en los EE. UU. ^[13] "El control de crucero puede ahorrar gasolina al evitar picos que expulsan combustible" mientras se conduce a velocidades constantes. ^[13] En 1974, AMC, GM y Chrysler fijaron el precio de la opción entre 60 y 70 dólares, mientras que Ford cobraba 103 dólares. ^[13]

A finales de la década de 1980, Motorola desarrolló finalmente comercialmente un circuito integrado para el diseño de Wisner para el control de crucero electrónico , denominado Procesador de control de velocidad automotriz MC14460 en CMOS . ^[14] La ventaja del control de velocidad electrónico sobre su predecesor mecánico era que podía integrarse con sistemas electrónicos de prevención de accidentes y de gestión del motor .

El conductor debe acelerar manualmente el vehículo y utilizar un botón para ajustar el control de crucero a la velocidad actual.

El control de crucero toma su señal de velocidad de un eje de transmisión giratorio , un cable del velocímetro , un sensor de velocidad de la rueda , de las RPM del motor o de los pulsos de velocidad internos producidos electrónicamente por el vehículo. La mayoría de los sistemas no permiten el uso del control de crucero por debajo de una cierta velocidad, normalmente alrededor de 25 o 30 mph (40 o 48 km/h). El vehículo mantendrá la velocidad deseada tirando del cable del acelerador con un solenoide , un servomecanismo accionado por vacío o utilizando los sistemas electrónicos integrados en el vehículo (completamente electrónicos) si utiliza un sistema "drive-by-wire".

Todos los sistemas de control de crucero deben tener la capacidad de desactivarse explícita y automáticamente cuando el conductor pisa el pedal del freno y, a menudo, también el embrague. Los sistemas de control de crucero incluyen con frecuencia una función de memoria para recuperar la velocidad establecida después de frenar y una función de marcha por inercia para reducir la velocidad establecida sin frenar. Cuando el control de crucero está activado, el acelerador aún puede acelerar el automóvil, pero una vez que se suelta el pedal, reducirá la velocidad del vehículo hasta que alcance la velocidad establecida previamente.

En los vehículos más modernos equipados con control electrónico del acelerador , el control de crucero puede integrarse en el sistema de gestión del motor del vehículo . Los sistemas "adaptativos" modernos incluyen la capacidad de reducir automáticamente la velocidad cuando disminuye la distancia con el vehículo que va delante o el límite de velocidad.

Los sistemas de control de crucero de algunos vehículos incorporan una función de "limitador de velocidad", que no permitirá que el vehículo acelere más allá de un máximo preestablecido; esto generalmente se puede anular presionando a fondo el pedal del acelerador. La mayoría de los sistemas evitarán que el vehículo aumente la velocidad del motor para acelerar más allá de la velocidad elegida. Sin embargo, no aplicarán los frenos en caso de exceso de velocidad en bajadas, ni evitarán que el automóvil vaya más rápido que la velocidad seleccionada incluso con el motor al ralentí .

El control de crucero es menos flexible en vehículos con transmisión manual porque al pisar el pedal del embrague y cambiar de marcha, normalmente se desactiva el control de crucero. La función de "reanudación" debe utilizarse cada vez que se selecciona la nueva marcha y se suelta el embrague. Por lo tanto, el control de crucero es más beneficioso a velocidades de autopista /autopista, cuando se utiliza la marcha más alta prácticamente todo el tiempo. Sin embargo, la función de limitador de velocidad no tiene este problema.

Algunas ventajas del control de crucero incluyen: ^[15]

• Es útil en viajes largos por autopistas y caminos escasamente poblados , ya que reduce la fatiga del conductor y mejora la comodidad al permitir cambios de posición de forma más segura. ^[16]
• Algunos conductores lo utilizan para evitar el exceso de velocidad , en particular aquellos que aumentan inconscientemente la velocidad durante un largo viaje por carretera.
• Mayor eficiencia de combustible ^[17]

Sin embargo, cuando se utiliza incorrectamente, el control de crucero puede provocar accidentes debido a varios factores, como: ^[15]

• Condiciones climáticas peligrosas. El estado de Michigan, en Estados Unidos, advierte contra el uso del control de crucero si la carretera tiene hielo o nieve ^[18] , mientras que la provincia canadiense de Columbia Británica recomienda no utilizar el control de crucero en carreteras mojadas ^[19] . Cuando un coche patina con el control de crucero activado, el vehículo seguirá acelerando, lo que aumenta la posibilidad de perder el control. Si el vehículo se desliza sobre hielo, el conductor no debe frenar ni acelerar, sino simplemente dejar que el vehículo reduzca la velocidad por sí solo ^{[20] .}
• acelerar en curvas que requieren disminuir la velocidad
• Terreno irregular o suelto que podría afectar negativamente los controles del control de crucero.
• Incentiva a los conductores a prestar menos atención a la conducción, lo que aumenta el riesgo de accidente.
• Riesgo de Aceleración Súbita Involuntaria (SUA ) y posibles accidentes. Los conductores con los pies en reposo pierden la percepción espacial y pueden pisar el acelerador en lugar del pedal del freno en caso de emergencia.

Algunos vehículos modernos cuentan con sistemas de control de crucero adaptativo (ACC), un término general que significa control de crucero mejorado. Los sistemas de velocidad fija dinámica utilizan la posición GPS de las señales de límite de velocidad de una base de datos. Muchos sistemas también incorporan cámaras, láseres y equipos de radar de ondas milimétricas para determinar qué tan cerca está un vehículo de otros o de otros objetos en la carretera. ^[21]

Las tecnologías se pueden configurar para mantener una distancia con los vehículos que van delante del coche; el sistema reducirá automáticamente la velocidad en función de los vehículos que van delante o seguirá manteniendo la velocidad establecida. ^[21] Algunos sistemas no pueden detectar coches o peatones completamente parados, por lo que el conductor debe estar siempre atento. Los sistemas de frenado automático utilizan un solo sensor o una combinación de sensores (radar, lidar y cámara) para permitir que el vehículo siga el ritmo del coche que sigue, reduzca la velocidad cuando se acerca al vehículo de delante y acelere hasta la velocidad preestablecida cuando el tráfico lo permite. Algunos sistemas también cuentan con sistemas de advertencia de colisión frontal , que advierten al conductor si un vehículo que va delante, dada la velocidad de ambos vehículos, se acerca demasiado dentro de la distancia de frenado o de la distancia de separación preestablecida.

Los vehículos con control de crucero adaptativo se consideran automóviles autónomos de nivel 1 , según la definición de SAE International . ^[22]

• Controlador PID : concepto de control fundamental utilizado en el control de crucero de automóviles
• Centrado de carril

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Control de crucero .

• Ulsoy, A. Galip ; Peng, Huei; Çakmakci, Melih (2012). Sistemas de control automotriz. Cambridge University Press. págs. 213–224. ISBN 9781107010116.
• Diagrama de bloques del control de crucero
• Descripción general de los sistemas de seguridad de vehículos inteligentes
• Sistemas de transporte inteligentes
• Aplicaciones y tecnologías de seguridad preventiva
• Control de crucero como piloto automático en Snopes.com (antes: "Control de crucero: el conductor activa el control de crucero en su vehículo y luego se desliza en el asiento trasero para tomar una siesta")