Cómo funcionan los sistemas de control de crucero

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El control de crucero es una característica invaluable en los autos Ameri-can. Sin el control de crucero, los viajes largos por carretera serían más agotadores, al menos para el conductor, y aquellos de nosotros que sufrimos del síndrome del pie de plomo probablemente obtendríamos muchas más multas por exceso de velocidad..

-El control de crucero es mucho más común en los automóviles estadounidenses que en los europeos, porque las carreteras en Estados Unidos son generalmente más grandes y rectas, y los destinos están más separados. Con el tráfico en constante aumento, el control de crucero básico se está volviendo menos útil, pero en lugar de volverse obsoleto, los sistemas de control de crucero se están adaptando a esta nueva realidad; pronto, los automóviles estarán equipados con control de crucero adaptativo, lo que permitirá que su automóvil siga el coche delante de él mientras ajusta continuamente la velocidad para mantener una distancia segura.

En este artículo, aprenderemos cómo funciona un sistema de control de crucero convencional y luego veremos los sistemas de control de crucero adaptativo que están en desarrollo..

Contenido

1. Qué hace el control de crucero
2. Aceleración y desaceleración del control de crucero
3. Controlar el control de crucero
4. Control de crucero adaptativo

El sistema de control de crucero en realidad tiene muchas funciones además de controlar la velocidad de su automóvil. Por ejemplo, el control de crucero que se muestra a continuación puede acelerar o desacelerar el automóvil en 1 mph con solo tocar un botón. Pulsa el botón cinco veces para ir 5 mph más rápido. También hay varias características de seguridad importantes: el control de crucero se desactivará tan pronto como pise el pedal del freno y no se activará a velocidades inferiores a 40 km / h (25 mph).

El sistema que se muestra a continuación tiene cinco botones: Encendido, Apagado, Establecer / Acelerar, Reanudar y Abandono. También tiene un sexto control: el pedal del freno, y si su automóvil tiene transmisión manual, el pedal del embrague también está conectado al control de crucero..

• los en y apagado los botones en realidad no hacen mucho. Presionar el botón de encendido no hace nada excepto decirle al automóvil que es posible que pronto esté presionando otro botón. El botón de apagado apaga el control de crucero incluso si está activado. Algunos controles de crucero no tienen estos botones; en su lugar, se apagan cuando el conductor pisa los frenos y se encienden cuando el conductor presiona el botón de ajuste.
• los set / acel El botón le dice al automóvil que mantenga la velocidad que está conduciendo actualmente. Si presiona el botón de configuración a 45 mph, el automóvil mantendrá su velocidad a 45 mph. Mantener presionado el botón set / accel hará que el automóvil acelere; y en este auto, tocarlo una vez hará que el auto vaya 1 mph más rápido.
• Si recientemente desactivó el control de crucero presionando el pedal del freno, currículum El botón ordenará al automóvil que acelere de nuevo a la configuración de velocidad más reciente.
• Manteniendo presionado el costa hará que el automóvil desacelere, como si quitara el pie completamente del acelerador. En este automóvil, tocar el botón de costa una vez hará que el automóvil disminuya la velocidad en 1 mph.
• los freno pedal y embrague Cada pedal tiene un interruptor que desactiva el control de crucero tan pronto como se presiona el pedal, por lo que puede apagar el control de crucero con un ligero toque en el freno o el embrague..

Uno de los cables está conectado al pedal del acelerador, el otro al actuador de vacío.

El sistema de control de crucero controla la velocidad de su automóvil de la misma manera que lo hace, ajustando el la posición del acelerador. Pero el control de crucero acciona la válvula del acelerador mediante un cable conectado a un solenoide, en lugar de presionar un pedal. La válvula del acelerador controla la potencia y la velocidad del motor al limitar la cantidad de aire que toma el motor (consulte Cómo funcionan los sistemas de inyección de combustible para obtener más detalles)..

En la imagen de arriba, puede ver dos cables conectados a un pivote que mueve la válvula de mariposa. Un cable proviene del pedal del acelerador y otro del actuador. Cuando el control de crucero está activado, el actuador mueve el cable conectado al pivote, que ajusta el acelerador; pero también tira del cable que está conectado al pedal del acelerador; es por eso que su pedal se mueve hacia arriba y hacia abajo cuando el control de crucero está activado.

El actuador de vacío controlado electrónicamente que controla el acelerador

Muchos coches utilizan actuadores alimentados por vacío del motor para abrir y cerrar el acelerador. Estos sistemas utilizan una pequeña válvula controlada electrónicamente para regular el vacío en un diafragma. Esto funciona de manera similar al servofreno, que proporciona energía a su sistema de frenos..

El cerebro de un sistema de control de crucero es una pequeña computadora que normalmente se encuentra debajo del capó o detrás del tablero. Se conecta al control del acelerador visto en el apartado anterior, así como a varios sensores. El siguiente diagrama muestra las entradas y salidas de un sistema de control de crucero típico.

Un buen sistema de control de crucero acelera agresivamente a la velocidad deseada sin sobrepasar, y luego mantiene esa velocidad con poca desviación, sin importar cuánto peso haya en el automóvil o qué tan empinada la colina suba. Controlar la velocidad de un automóvil es una aplicación clásica de teoría del sistema de control. El sistema de control de crucero controla la velocidad del automóvil ajustando la posición del acelerador, por lo que necesita sensores para indicarle la velocidad y la posición del acelerador. También necesita monitorear los controles para poder decir cuál es la velocidad deseada y cuándo desconectar.

La entrada más importante es la señal de velocidad; el sistema de control de crucero hace mucho con esta señal. Primero, comencemos con uno de los sistemas de control más básicos que podría tener: un control proporcional.

En un sistema de control proporcional, el control de crucero ajusta el acelerador proporcionalmente al error, siendo el error la diferencia entre la velocidad deseada y la velocidad real. Por lo tanto, si el control de crucero se establece en 60 mph y el automóvil va a 50 mph, la posición del acelerador estará bastante abierta. Cuando el automóvil va a 55 mph, la apertura de la posición del acelerador será solo la mitad de lo que era antes. El resultado es que cuanto más se acerca el automóvil a la velocidad deseada, más lento acelera. Además, si estuviera en una colina lo suficientemente empinada, es posible que el automóvil no acelere en absoluto.

La mayoría de los sistemas de control de crucero utilizan un esquema de control llamado control proporcional-integral-derivado (también conocido como. PID controlar). No se preocupe, no necesita saber ningún cálculo para superar esta explicación, solo recuerde que:

• La integral de la velocidad es la distancia.
• La derivada de la velocidad es la aceleración..

Un sistema de control PID utiliza estos tres factores: proporcional, integral y derivado, calculando cada uno individualmente y agregándolos para obtener la posición del acelerador..

Ya hemos hablado del factor proporcional. los integral El factor se basa en el integral de tiempo del error de velocidad del vehículo. Traducción: la diferencia entre la distancia que su automóvil realmente viajó y la distancia que habría recorrido si hubiera ido a la velocidad deseada, calculada durante un período de tiempo determinado. Este factor ayuda al automóvil a lidiar con las colinas y también lo ayuda a establecerse en la velocidad correcta y permanecer allí. Digamos que su automóvil comienza a subir una colina y reduce la velocidad. El control proporcional aumenta un poco el acelerador, pero aún puede reducir la velocidad. Después de un rato, el control integral comenzará a aumentar el acelerador, abriéndolo cada vez más, porque cuanto más tiempo el automóvil mantiene una velocidad más lenta que la velocidad deseada, mayor es el error de distancia..

Ahora agreguemos el factor final, el derivado. Recuerde que la derivada de la velocidad es la aceleración. Este factor ayuda al control de crucero a responder rápidamente a cambios, como colinas. Si el automóvil comienza a disminuir la velocidad, el control de crucero puede ver esta aceleración (desacelerar y acelerar son ambas aceleraciones) antes de que la velocidad pueda cambiar mucho, y responder aumentando la posición del acelerador..

Dos empresas están desarrollando un control de crucero más avanzado que puede ajustar automáticamente la velocidad de un automóvil para mantener una distancia de seguimiento segura. Esta nueva tecnología, llamada control de crucero adaptativo, utiliza un radar de visión de futuro, instalado detrás de la rejilla de un vehículo, para detectar la velocidad y la distancia del vehículo delante de él.

El control de crucero adaptativo es similar al control de crucero convencional en que mantiene la velocidad preestablecida del vehículo. Sin embargo, a diferencia del control de crucero convencional, este nuevo sistema puede ajustar automáticamente la velocidad para mantener una distancia adecuada entre vehículos en el mismo carril. Esto se logra mediante un sensor de avance por radar, procesador de señal digital y controlador longitudinal. Si el vehículo principal reduce la velocidad, o si se detecta otro objeto, el sistema envía una señal al motor o al sistema de frenos para que desacelere. Luego, cuando la carretera esté despejada, el sistema volverá a acelerar el vehículo a la velocidad establecida..

El sistema de radar Autocruise de 77 GHz fabricado por TRW tiene un alcance de visión hacia el futuro de hasta 492 pies (150 metros) y funciona a velocidades del vehículo que van desde 18,6 millas por hora (30 kph) a 111 mph (180 kph). El sistema de 76 GHz de Delphi también puede detectar objetos a distancias de hasta 492 pies y funciona a velocidades de hasta 32 kph (20 mph).

El control de crucero adaptativo es solo una vista previa de la tecnología que están desarrollando ambas compañías. Estos sistemas se están mejorando para incluir capacidades de advertencia de colisión que advertirán a los conductores a través de señales visuales y / o de audio que una colisión es inminente y que se necesita frenar o una dirección evasiva..

Para obtener más información sobre el control de crucero, consulte los enlaces en la página siguiente.

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