Asistencia a la conducción

Actualmente se habla mucho del coche autónomo, aquel que puede llevar a los ocupantes sin ninguna intervención del conductor desde un punto a otro, de hecho lo único que se ha de hacer es indicar el destino y el automóvil autónomo se encarga de conducir.

Para llegar a esto aún falta bastante tiempo por muchas razones; desde las técnicas de capacidad de identificación de los objetos sin error, inter-comunicaciones con el entorno del automóvil en tiempo real, agilidad de transmisión de los datos y toma de decisiones son algunas de las razones, además de las legales y jurídicas entre otras implicadas.

Hasta que lleguemos al coche autónomo se están aplicando sistemas de asistencia a la conducción que facilitan la labor del conductor; detectan situaciones de riesgo aportando la información e incluso pueden intervenir activamente para evitar si es posible o al menos reducir los accidentes y sus consecuencias.

En este artículo vamos a comentar estos sistemas de asistencia a la conducción, algunos de los cuales formarán parte del coche autónomo, incluyendo otros ya más implantados que se van a integrar en la asistencia al conductor más o menos activamente.

Lectura de las señales de límite de velocidad de la carretera y actuación activa

El automóvil dispone de un lector de señales de tráfico que informa al conductor de que ha de actuar según su criterio, puede adaptar la velocidad limitada o no tener en cuenta la información

El sistema puede ser activo si controla el acelerador (calculador electrónico del motor), frenos (ABS) y la caja de cambios automática o pilotada (en ambas un calculador electrónico controla el paso de las relaciones).

En la imagen 1.1 el automóvil circula a la velocidad permitida de 120 km/h pues el conductor está acelerando para mantener esta velocidad, el lector detecta la señal de límite a 80 km/h, interviniendo para reducir la velocidad a este valor, frenando y/o reduciendo la relación de caja de cambios.

Cuando detecta que ha finalizado el límite de 80 km/h recupera los 120 km/h, acelerando el motor, estas funciones están integradas en el regulador de velocidad activo del punto 2

Regulador de velocidad activo

El regulador de velocidad mantiene la velocidad seleccionada por el conductor actuando sobre el acelerador, con caja de cambios automática o pilotada también se modifica la relación si es necesario.

Si no es posible mantener la velocidad seleccionada, bajada o subida muy pronunciada, el sistema se desconecta y el conductor ha de recuperar el control de la velocidad.

Regulador de velocidad activo, dispone de uno o más sensores que detectan si hay algún vehículo delante, controla además del acelerador los frenos y la caja de cambios automática o pilotada, con caja manual se merma su versatilidad.

Un automóvil que circula a 120 km/h con el regulador de velocidad activo (2.1) se aproxima a otro vehículo que circula a 90 km/h (2.0), al detectarlo se adapta a la velocidad del coche de delante (2.2 y 2.3) para recuperar la velocidad programada una vez adelantado.

El margen de velocidad de actuación del regulador de velocidad activo determina su capacidad de actuación, exclusivamente en carreteras de doble sentido o también con tráfico lento, en este último caso puede iniciar de nuevo la marcha automáticamente o requerir de la intervención del conductor.

Si el sistema puede parar el automóvil e iniciar la marcha de nuevo sin que intervenga el conductor se suele denominar “Stop & go”.

Lectura de las señales de límite de velocidad de la carretera y actuación activa y Regulador de velocidad activoAnticipación activa ante los desniveles de la ruta; llano, subidas y bajadas

Las informaciones aportadas por el navegador pueden complementarse con los desniveles de la carretera, tramos llanos, subidas y bajadas.

Con estas informaciones el conductor recibe sugerencias para lograr el mejor rendimiento, consumo y prestaciones; acelerar, frenar y la relación de cambios más adecuada (con caja manual)… que puede seguir o no.

Si el sistema es activo puede inducir, o iniciar la actuación como sugerencia, sobre el acelerador, los frenos, asesorar sobre la relación óptima con caja de cambios manual o insertarla si la caja es automática o pilotada, es decir el sistema activo interactúa con el conductor.

Con el regulador de velocidad activo puede integrar estas funciones comentadas, además de adaptarse a la velocidad del vehículo que va delante más despacio, como se explicó antes.

En la imagen se ve como el navegador informa que a 0,5 km hay una subida del 6%, el coche 3.1 en llano circula a 110 km/h, se acelera a algo más de 120 km/h para afrontar mejor la subida, coche 3.2, y ya ascendiendo se observa como el coche pierde velocidad 3.3, pero menos que si no hubiese acelerado antes.

Estas acciones las puede hacer el conductor o el sistema activo según el equipamiento disponible, si el sistema es activo y dispone de caja automática o pilotada, en la situación del coche 3.3 puede reducir de relación si la merma de velocidad lo aconseja.

Anticipación activa ante los desniveles de la ruta; llano, subidas y bajadasAsistencia en el mantenimiento de la ruta en curvas

El navegador conoce la ruta y puede asesorar al conductor sobre la velocidad más adecuada en cada situación, comparamos las informaciones del navegador con las posiciones del coche; 4.1 curva derecha a 300 m, 4.2 curva a izquierda a 800 m y 4.3 saliendo de la última curva.

En función de los sistemas activos de control dinámico de que dispone el automóvil; regulador de velocidad activo, dirección asistida eléctrica (o dirección activa o dirección eléctrica), acelerador, frenos, caja de cambios automática o pilotada, diferencial activo en el eje trasero y sensor de desvío de carril entre otros, puede interactuar con el conductor para ayudar más o menos activamente en el mantenimiento de la ruta.

La amortiguación de dureza variable, suspensión de apoyo variable, y estabilizadoras activas colaboran en mantener la trayectoria…

… si se produce alguna incidencia, por piso deslizante en alguna zona por ejemplo, intervienen los sistemas de seguridad activa o primaria; antibloqueo de frenos ABS, control de tracción en aceleración CTA y control de estabilidad y trayectoria en curva CETC.

Pueden actuar preventivamente para colaborar en mantener la trayectoria correcta.

Se representa el testigo del control de tracción y de estabilidad, que se ilumina intermitentemente cuando interviene alguno de los dos sistemas.

Asistencia en el mantenimiento de la ruta en curvasActuación de la suspensión variable en baches

El objetivo de la suspensión del automóvil es mantener en permanente contacto las ruedas con el suelo, actúa al llegar cada rueda a los desniveles del piso y por las inercias de la marcha al acelerar, frenar y en curvas.

La amortiguación de dureza variable, apoyo variable en la carrocería y estabilizadoras activas controlan mejor las oscilaciones, cuando comienzan a producirse.

Pre adaptación de la suspensión variable al acelerar, frenar y en curvas

Los sistemas de suspensión variable anteriores pueden estar interconectados con los mandos del automóvil accionados por el conductor, acelerador, pedal de freno y volante de dirección, actuando instantes antes de la oscilación de la carrocería; al acelerar se endurece la suspensión trasera para disminuir el hundimiento de la parte trasera 6.1, al frenar se endurece la suspensión delantera para reducir el hundimiento de esta zona 6.2 y en curvas se endurecen las suspensiones de las ruedas exteriores para reducir o amortiguar las inclinaciones 6.3

Pre adaptación de la suspensión variable ante baches próximos

Se incorpora un detector de la topografía próxima al suelo que va a pisar cada rueda, está interconectado con el control de la suspensión variable que preadapta la suspensión de cada rueda en dureza y recorrido para que siga la rueda el perfil de la carretera con los menores movimientos de la carrocería.

El coche de la imagen 7.1 detecta el bache de subida y prepara la suspensión de la rueda delantera para seguir el perfil ondulado 7.2 y calcula cuando la rueda trasera lo va a superar para actuar igualmente.

En las imágenes 7.3 y 7.4 sucede los mismo pero adaptando las suspensiones para un bache en bajada.

Actuación de la suspensión variable en baches

Resumen de las tecnologías mencionadas en este artículo

  • ABS antibloqueo de frenos; evita el bloqueo de las ruedas al frenar manteniendo capacidad direccional
  • CTA control de tracción en aceleración; reduce el patinamiento de las ruedas motrices al acelerar
  • CTEC control de estabilidad y trayectoria en curva; mantiene la trayectoria en curva indicada por el volante
  • CRM control de retención del motor; reduce el deslizamiento de las ruedas motrices en fuertes retenciones sobre piso deslizante
  • Suspensión de apoyo variable; modifica la altura de apoyo de los muelles y amortiguadores en la carrocería en tiempo real, aumentando o reduciendo la dureza de la suspensión
  • Amortiguación de dureza variable; modifica la dureza de los amortiguadores según selección del conductor, o automáticamente por las condiciones de circulación, en función del nivel técnico
  • Estabilizadoras activas; se modifica la dureza de las barras estabilizadoras antibalanceo, están divididas en dos partes cada una y cada parte actúa sobre una rueda
  • Diferencial activo; en las ruedas traseras, ajusta la velocidad y par que recibe cada rueda en función del giro del volante de dirección
  • Caja de cambios manual; el conductor selecciona las relaciones pisando el pedal de embrague
  • Caja de cambios pilotada; el conductor selecciona la relación y el control electrónico la inserta accionando el embrague que no tiene pedal. Tiene programa automático de paso de relaciones
  • Caja de cambios automática; se sustituye el embrague por un convertidor que transmite el par motor a la caja automática hidráulicamente. La inserción de las relaciones se hace mediante discos en baño de aceite. El funcionamiento habitual es automático, y cuenta con función de selección manual de las relaciones
  • Dirección asistida eléctrica; un motor eléctrico reduce el esfuerzo para girar la dirección
  • Dirección eléctrica; el volante indica el ángulo de giro y el sistema electrónico gira la dirección, no hay conexión mecánica entre el volante y la dirección en funcionamiento normal, se establece en caso de incidente
  • Indicador de relación óptima; con caja de cambios manual se informa al conductor de la relación más adecuada en cada situación
  • Suspensión predictiva; con suspensión variable se añade un sistema de detección del estado del piso justo delante de las ruedas delanteras, para pre adaptar la suspensión
  • Regulador de velocidad activo; mantiene la velocidad de crucero seleccionada y se adapta a la del vehículo de delante si va más lento hasta superarle
  • Control de salida de carril; lee las líneas de la carretera informando al conductor si hay tendencia a pisar alguna, si es activo puede corregir el desvío

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