Sistema avanzado de asistencia al conductor con control de crucero
Esquema del control de crucero inteligente. El coche rojo mantiene automáticamente una distancia segura con el coche azul.
El control de crucero adaptativo ( ACC ) es un tipo de sistema avanzado de asistencia al conductor para vehículos de carretera que ajusta automáticamente la velocidad del vehículo para mantener una distancia segura con los vehículos que van delante. A partir de 2019, también se lo conoce con 20 nombres únicos que describen esa funcionalidad básica. Esto también se conoce como control de crucero dinámico. [1]
El control se basa en la información de los sensores de a bordo . Estos sistemas pueden utilizar un radar , un sensor láser o una cámara que permite al vehículo frenar cuando detecta que se acerca a otro vehículo que se encuentra delante y luego acelerar cuando el tráfico lo permite.
La tecnología ACC se considera un componente clave de las futuras generaciones de automóviles inteligentes . La tecnología mejora la seguridad y la comodidad de los pasajeros, además de aumentar la capacidad de la carretera al mantener una separación óptima entre vehículos y reducir los errores del conductor. Los vehículos con control de crucero autónomo se consideran un automóvil autónomo de nivel 1 , según la definición de SAE International . [2] Cuando se combina con otra función de asistencia al conductor, como el centrado de carril , el vehículo se considera un automóvil autónomo de nivel 2 .
Uso del consumidor
El control de crucero adaptativo no proporciona una autonomía total: el sistema solo proporciona cierta ayuda al conductor, pero no conduce el coche por sí solo. [3] Por ejemplo, el conductor puede configurar el control de crucero a 55mph, si el coche mientras viaja a esa velocidad alcanza a otro vehículo que va solo a 45mph, el ACC hará que el coche frene automáticamente y mantenga una distancia segura detrás del vehículo de delante, y mantendrá esa distancia hasta que la carretera se abra de nuevo y el coche pueda volver de forma segura a la velocidad establecida inicialmente de 55mph.
Precios
Teniendo en cuenta que el ACC se considera un componente clave de las futuras generaciones de coches inteligentes, y que puede aumentar la comodidad y la seguridad en viajes más largos, los sistemas ACC cuestan entre 500 y 2500 dólares, dependiendo del tipo de ACC y del modelo del coche. [4]
1992: Mitsubishi Motors fue el primero en ofrecer un sistema de detección de distancia basado en lidar en el mercado japonés Debonair . Comercializado como "aviso de distancia", este sistema avisa al conductor, sin influir en el acelerador, los frenos o el cambio de marchas. [5] [6]
1995: Mitsubishi Diamante introdujo el sistema láser de "Preview Distance Control". Este sistema controlaba la velocidad mediante el control del acelerador y la reducción de marchas, pero no podía aplicar los frenos. [5] [7]
1997: Toyota ofreció en el mercado japonés el sistema de "control de crucero adaptativo por láser" (lidar) , Celsior . [8] Controlaba la velocidad mediante el control del acelerador y la reducción de marcha, pero no podía aplicar los frenos.
2000: BMW introdujo en Europa el radar "Active Cruise Control" en el BMW Serie 7 - E38 . [16]
2000: Toyota fue el primero en llevar el ACC láser al mercado estadounidense a finales de 2000, con el sistema de control de crucero láser dinámico LS 430. [17]
2000: El sistema ACC láser de Toyota agregó "control de freno", que también aplica los frenos. [8]
2003: Toyota cambió el control de crucero adaptativo por láser por uno con radar en el Celsior. [8] El primer control de crucero adaptativo por radar dinámico de Lexus y un sistema de precolisión guiado por radar aparecieron en el rediseño del Lexus LS (XF30) para el mercado estadounidense. [22]
2004: Toyota añadió un "modo de seguimiento a baja velocidad" al radar ACC del Crown Majesta. [8] El modo de seguimiento a baja velocidad era un segundo modo que advertía al conductor y proporcionaba frenado si el coche que iba delante se detenía; podía detener el coche, pero luego se desactivaba. [23]
2005: Mercedes-Benz Clase S (W221) ACC actualizado para detener completamente el automóvil si es necesario (ahora llamado "Distronic Plus" en la Clase E y la mayoría de los sedanes Mercedes.
2006: Volkswagen Passat B6 introdujo el radar ACC de Autocruise y TRW, que funcionaba entre 30 y 210 km/h (19 y 130 mph). Admitía las funciones adicionales AWV1 y AWV2 para evitar colisiones mediante el uso del sistema de frenos.
2006: Audi introdujo el sistema ACC plus para toda la gama de velocidades en el Audi Q7 . En el modo de baja velocidad, advierte al conductor de una posible colisión y prepara el frenado de emergencia en caso necesario. [25] El sistema fue suministrado por Bosch .
2006: Nissan introdujo el "Control de crucero inteligente con asistencia de control de distancia" en el Nissan Fuga . [26] Este sistema presiona el pedal del acelerador contra el pie cuando el sistema de navegación detecta una velocidad insegura. Si se utiliza el sistema de control de crucero autónomo, la asistencia de control de distancia reduce la velocidad automáticamente y advierte al conductor con un sonido de campana audible.
2006: En septiembre de 2006, Toyota presentó su "función de seguimiento a toda velocidad" para el Lexus LS 460. [8] El sistema asistido por radar mantuvo un control continuo desde velocidades de 0 a 100 km/h (0 a 62 mph ) y está diseñado para funcionar en situaciones de parada y arranque, como la congestión del tráfico en las autopistas. [27]
2007: BMW introdujo el control de crucero activo Stop-and-Go de velocidad completa en el BMW Serie 5 (E60) . [28]
2008: SsangYong Motor Company introdujo el radar "Active Cruise Control" en el SsangYong Chairman [29]
2008: Volkswagen Passat CC, B6 y Touareg GP. Se actualizó el sistema ACC para que admita una detención automática total y se agregó la función Front Assist para evitar colisiones, que funciona independientemente del ACC. Front Assist no puede frenar automáticamente, solo aumenta la presión en el sistema de frenos y advierte al conductor.
2008: Volkswagen Golf 6 introdujo el ACC con lidar.
2009: ACC y CMBS también estuvieron disponibles como características opcionales para el Acura MDX 2010 [30] [ verificación fallida ] Cambio de modelo medio (MMC) y el recién presentado Acura ZDX del año modelo 2010. [31]
2010: Ford presentó su primer ACC en la sexta generación del Ford Taurus (opción en la mayoría de los modelos, estándar en el SHO )
2010: Volkswagen Passat B7, CC. Actualización del ACC y Front Assist actualizado. Se introdujo el frenado de emergencia, denominado "City". El coche podía frenar automáticamente para evitar una colisión.
2012: Volkswagen hizo que el ACC fuera estándar en los modelos Volkswagen Golf MK7 SE y superiores.
2013: Mercedes introdujo el «Distronic Plus con asistencia a la dirección» (asistente en atascos) en el Mercedes-Benz Clase S (W222) [34]
2013: BMW introdujo el control de crucero activo con asistente para atascos. [35]
2014: Chrysler introdujo el radar de rango de velocidad completo "Control de crucero adaptativo con Stop+" en el Chrysler 200 2015 .
2014: Tesla Motors introdujo la función de piloto automático en los automóviles Model S, lo que permitió un control de crucero semiautónomo. [36] [37] [38]
2015: Ford presentó la primera camioneta con ACC en la Ford F150 2015 .
2015: Honda presentó su CR-V 2015 europeo con control de crucero predictivo. [39]
2015: Volvo comenzó a ofrecer ACC en todos sus modelos. [40]
2017: Cadillac introdujo su función de conducción semiautónoma Super Cruise en el CT6 del año modelo 2018 (para vehículos fabricados a partir del 6 de septiembre de 2017). El sistema utilizaba radares y cámaras a bordo junto con datos cartográficos lidar, lo que permitía al conductor conducir con las manos libres en carreteras de acceso limitado.
2017: Toyota introdujo su sistema Safety Sense en todos los modelos como una característica estándar. Toyota Safety Sense P (TSS-P) incluye el sistema DRCC (control de crucero dinámico por radar) que utiliza un radar montado en la parrilla delantera y una cámara orientada hacia adelante que está diseñada para detectar un vehículo que se encuentra delante y ajustar automáticamente la velocidad del vehículo para ayudar a mantener una distancia preestablecida detrás del vehículo que se encuentra delante.
Tipos
El sensor de radar de control de crucero adaptativo de Jeep ubicado en el centro de la parrilla inferiorControl de crucero autónomo en el VW GolfControl de crucero inteligente (ICC) Interruptor de dirección (ProPilot) Nissan Serena
Los sistemas basados en láser funcionan utilizando LIDAR (detección y alcance de luz), lo que permite que el ACC basado en láser proporcione la mayor distancia de detección, así como la mejor precisión de todos los sistemas ACC. [41] Sin embargo, los sistemas basados en láser no detectan ni rastrean vehículos de manera tan confiable en condiciones climáticas adversas debido al hecho de que la niebla o las partículas de agua en el aire pueden absorber o redirigir la luz emitida por el láser, a través de la absorción, dispersión y reflexión. [42] Los sistemas ACC basados en láser también tienen más dificultades para rastrear vehículos sucios (y, por lo tanto, no reflectantes). Los sensores basados en láser deben estar expuestos, el sensor (una caja negra bastante grande) generalmente se encuentra en la rejilla inferior, desplazado hacia un lado.
Los sensores basados en radar funcionan emitiendo una onda de radio a una frecuencia de 24 GHz o 77 GHz. A medida que se emiten estas señales, el automóvil calcula cuánto tarda la señal en regresar, averiguando así a qué distancia puede estar un vehículo frente a él. Debido al haz ampliamente distribuido, los sistemas de radar ACC permiten un campo de visión mucho más amplio y, al mismo tiempo, pueden proporcionar mediciones precisas de más de 160 metros (aproximadamente 525 pies). [41] Estos sistemas de radar se pueden ocultar detrás de fascias de plástico; sin embargo, las fascias pueden verse diferentes de un vehículo sin la característica. Por ejemplo, Mercedes-Benz empaqueta el radar detrás de la parrilla superior en el centro y detrás de un panel de plástico sólido que tiene listones pintados para simular el aspecto del resto de la parrilla.
Los sistemas de radar único son los más comunes. Los sistemas que involucran múltiples sensores utilizan dos sensores de hardware similares, como el Audi A8 2010 [43] o el Volkswagen Touareg 2010 [44] , o un radar central de largo alcance acoplado con dos sensores de radar cortos colocados en las esquinas del vehículo, como los BMW serie 5 y 6. [45]
Un desarrollo más reciente es el sistema de visión artificial binocular, como el que Subaru introdujo en el mercado estadounidense en el año modelo 2013. Estos sistemas tienen cámaras de vídeo frontales montadas a cada lado del espejo retrovisor y utilizan un procesamiento digital para extraer información de profundidad del paralaje entre las vistas de las dos cámaras. Debido al hecho de que hay cámaras de vídeo, este tipo de ACC puede determinar de forma fiable la forma y la clasificación de los objetos que se encuentran delante del vehículo, y también puede detectar específicamente cuándo un vehículo que va delante está frenando. [41] A partir de ahora, este tipo de ACC se utiliza más ampliamente para el centrado de carril.
Sistemas de asistencia
El ACC basado en radar se suele vender junto con un sistema de precolisión [46] , que advierte al conductor y/o proporciona asistencia de frenado si existe un alto riesgo de colisión. También en ciertos automóviles, se incorpora con un sistema de mantenimiento de carril que proporciona asistencia de dirección asistida para reducir la carga de entrada de la dirección en las curvas cuando se activa el sistema de control de crucero.
Sistemas multisensor
Los sistemas con múltiples sensores pueden practicar la fusión de sensores para integrar los datos y mejorar la seguridad y/o la experiencia de conducción. Los datos del GPS pueden informar al sistema sobre características geográficas como una rampa de salida de la autopista. Un sistema de cámara podría detectar el comportamiento del conductor, como las luces de freno y/o una señal de giro. Esto podría permitir que el siguiente automóvil interprete una señal de giro en una salida como si no fuera necesario que el siguiente automóvil reduzca la velocidad, ya que el automóvil que va adelante saldrá. [32] Los sistemas multisensor también podrían tomar nota de las señales de tráfico y no, por ejemplo, violar una luz roja mientras siguen a un vehículo que cruzó antes de que cambiara la señal.
Sistemas predictivos
Los sistemas predictivos modifican la velocidad del vehículo basándose en predicciones del comportamiento de otros vehículos. Estos sistemas pueden realizar ajustes más tempranos y moderados al comportamiento previsto, mejorando la seguridad y la comodidad de los pasajeros. Un ejemplo es predecir la probabilidad de que un vehículo en un carril vecino se mueva delante del vehículo controlado. Un sistema predice un cambio de carril hasta cinco segundos antes de que ocurra. [39]
Reglamentos y normas
El control de crucero adaptativo está regulado por la norma europea ISO 15622 Sistemas de transporte inteligentes: sistemas de control de crucero adaptativo: requisitos de rendimiento y procedimientos de prueba. [47]
Según esta norma, un ACC es una automatización parcial del control longitudinal del vehículo para reducir la carga de trabajo del conductor en vías donde está prohibido el paso de vehículos no motorizados y peatones. No se ocupa de objetos estacionarios. [48]
Según esta norma, el ACC incluye dos clases de sistemas: el FSRA (rango de velocidad completo) y el LSRA (rango de velocidad limitado). [48]
Modelos de vehículos compatibles con el control de crucero adaptativo
Las tres categorías principales de ACC son:
Los vehículos con un rango de velocidad completo de 0 MPH pueden detener por completo el automóvil a 0 mph (0 km/h) y necesitan reactivarse para continuar moviéndose con algo así como un toque del pedal del acelerador.
Los vehículos con Traffic Jam Assist / Stop & Go reanudan automáticamente su marcha desde parados hasta avanzar lentamente con tráfico con paradas y arranques.
Los vehículos con control de crucero parcial se apagan y se desconectan por debajo de una velocidad mínima establecida, lo que requiere la intervención del conductor.
Los vehículos con control de velocidad totalmente automatizado pueden responder a las señales de tráfico y a la actividad no vehicular en la carretera.
Mercedes Distronic Plus
Mercedes-Benz S 450 4MATIC Coupé. Los sensores Distronic orientados hacia delante suelen estar situados detrás del logotipo de Mercedes-Benz y de la parrilla delantera.
En 1999, Mercedes introdujo Distronic, el primer sistema adaptativo asistido por radar , en el Mercedes-Benz Clase S (W220) [10] [90] y la Clase CL . [12] Distronic ajusta automáticamente la velocidad del vehículo al coche que va delante para mantener siempre una distancia segura con otros coches en la carretera.
En 2005, Mercedes perfeccionó el sistema ("Distronic Plus"), convirtiendo al Mercedes-Benz Clase S (W221) en el primer automóvil en recibir el sistema mejorado. Distronic Plus ahora podía detener completamente el automóvil si era necesario en la mayoría de los sedanes. En un episodio de Top Gear , Jeremy Clarkson demostró la eficacia del sistema al detenerse por completo desde la velocidad de la autopista hasta una rotonda y salir sin tocar los pedales. [91]
En 2016, Mercedes presentó el Active Brake Assist 4, el primer asistente de frenado de emergencia con reconocimiento de peatones. [92]
Un accidente provocado por Distronic Plus data de 2005, cuando la revista de noticias alemana " Stern " estaba probando el sistema Distronic original de Mercedes. Durante la prueba, el sistema no siempre logró frenar a tiempo. [93] Ulrich Mellinghoff, entonces Director de Seguridad, NVH y Pruebas en el Centro de Tecnología Mercedes-Benz, afirmó que algunas pruebas fallaron porque el vehículo fue probado en una sala metálica, lo que causó problemas con el radar. Las iteraciones posteriores recibieron un radar mejorado y otros sensores, que no se ven alterados por un entorno metálico. [93] [94] En 2008, Mercedes realizó un estudio comparando las tasas de accidentes de los vehículos Distronic Plus y los vehículos sin él, y concluyó que aquellos equipados con Distronic Plus tienen una tasa de accidentes alrededor de un 20% menor. [95]
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