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 se hace cargo del acelerador del automóvil para mantener una velocidad constante establecida por el conductor.
El control de velocidad existía en los primeros automóviles, como el Wilson-Pilcher, a principios del siglo XX. Tenían una palanca en la columna de dirección que podía usarse para ajustar la velocidad que debía mantener el motor. [1] En 1908, el Peerless incluía 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 de flyball. [3] Anunciaron que su sistema era capaz de "mantener la velocidad ya sea cuesta arriba o cuesta abajo".
James Watt y Matthew Boulton utilizaron un gobernador en 1788 para controlar las máquinas de vapor , pero el uso de gobernadores se remonta al menos al siglo XVII. En un motor, el gobernador utiliza la fuerza centrífuga para ajustar la posición del acelerador y adaptar la velocidad del motor a diferentes 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 56 km/h (35 mph) 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 con un mecanismo conectado al eje de transmisión y un dispositivo capaz de empujar el pedal del acelerador fue patentado en 1950. [5] Agregó una capacidad de bloqueo de velocidad que mantenía la velocidad del automóvil hasta que el conductor presionaba el pedal del freno o apagó el sistema. [5]
En 1950, el sargento Frank J. Riley presentó una patente estadounidense de 1955 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 automóvil en 1948. [7]
Otro inventor llamado Harold Exline, que trabaja independientemente de Riley, también inventó un tipo de control de crucero que instaló por primera vez en su automóvil y en el 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 fue concedida en 1956. [8] A pesar de estas patentes, Riley, Exline y los titulares de patentes posteriores no pudieron cobrar regalías por ningún inventos de control de crucero.
El primer automóvil 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. [9] Este sistema calculaba la velocidad de avance a partir del cable giratorio del velocímetro y utilizaba un motor eléctrico de tornillo bidireccional para variar la posición del acelerador según fuera necesario. Cadillac pronto cambió el nombre y comercializó el dispositivo como "control de crucero". [5]
En 1965, American Motors Corporation (AMC) introdujo un control de velocidad automático de bajo precio para sus automóviles de gran tamaño con transmisión automática. [10] La unidad de "comando de crucero" AMC se activaba 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 mediante 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 para automóviles" 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 introducía la memoria digital y fue el primer dispositivo electrónico que controlaba 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 las sobretensiones que expulsan el 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 finalmente desarrolló comercialmente un circuito integrado para el diseño de Wisner para el control de crucero electrónico como el procesador de control de velocidad automotriz MC14460 en CMOS . [14] La ventaja del control electrónico de velocidad sobre su predecesor mecánico era que podía integrarse con sistemas electrónicos de gestión del motor y prevención de accidentes .
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 , del cable del velocímetro , del sensor de velocidad de las ruedas de las RPM del motor o de 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 cierta velocidad, generalmente alrededor de 40 o 48 km/h (25 o 30 mph). 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 poder desactivarse explícita y automáticamente cuando el conductor pisa el pedal del freno y, a menudo, también el embrague. Los sistemas de control de crucero suelen incluir una función de memoria para reanudar la velocidad establecida después de frenar y una función de 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 alcanzar la velocidad previamente establecida.
En los últimos vehículos equipados con control electrónico del acelerador , el control de crucero se puede integrar 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 automóvil que circula 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; Por lo general, esto 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 cuesta abajo, ni impedirán que el coche 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 presionar el pedal del embrague y cambiar de marcha generalmente se desactiva el control de crucero. La función "reanudar" debe usarse cada vez que seleccione la nueva marcha y suelte el embrague. Por lo tanto, el control de crucero es más beneficioso a velocidades de autopista /carretera cuando se utiliza la marcha máxima prácticamente todo el tiempo. La función limitadora de velocidad, sin embargo, no presenta este problema.
Algunas ventajas del control de crucero incluyen: [15]
Sin embargo, cuando se usa mal, el control de crucero puede provocar accidentes debido a varios factores, tales como: [15]
Algunos vehículos modernos tienen sistemas de control de crucero adaptativo (ACC), un término general que significa control de crucero mejorado. Los sistemas dinámicos de velocidad establecida 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 u otros objetos en la carretera. [20]
Las tecnologías se pueden configurar para mantener la distancia con los vehículos que circulan delante del automóvil; el sistema reducirá la velocidad automáticamente en función de los vehículos que circulan delante o continuará manteniendo la velocidad establecida. [20] Algunos sistemas no pueden detectar automóviles o peatones completamente parados, por lo que el conductor siempre debe prestar atención. Los sistemas de frenado automático utilizan uno o una combinación de sensores (radar, lidar y cámara) para permitir que el vehículo mantenga el ritmo del automóvil que sigue, desacelere cuando se acerque al vehículo de adelante y acelere a la velocidad preestablecida. cuando el tráfico lo permita. Algunos sistemas también cuentan con sistemas de advertencia de colisión frontal , que advierten al conductor si un vehículo de delante (dada la velocidad de ambos vehículos) se acerca demasiado dentro de la distancia de avance o frenado preestablecida.
Los vehículos con control de crucero adaptativo se consideran coches autónomos de Nivel 1 , según lo define SAE International . [21]
