AYUDAS A LA CONDUCCIÓN (ADAS) – Módulo 1

Introducción

El coche autónomo transporta a sus ocupantes desde un punto de partida a un destino programado sin conductor, el automóvil se desplaza sin que ninguna persona intervenga en la conducción.

Este sistema de circulación autónoma del automóvil es el futuro más o menos próximo, hasta entonces se están incorporando sistemas de ayuda a la conducción que permiten reducir la fatiga del conductor, aportar informaciones útiles y actuar activamente si es necesario, estos sistemas se conocen globalmente como ADAS.

Algunas de estas tecnologías, ahora incluidas en el concepto de ayudas a la conducción ADAS, se aplican desde hace bastante tiempo en el automóvil; el servofreno y la servodirección son dos de estas, que para adaptarse a las nuevas exigencias han ido evolucionado con más funciones y capacidades de control y actuación.

Integrar los sistemas ADAS en el hábito del conductor requiere conocer sus funciones, las posibles interacciones e interpretarlas, para que no generen confusión o ansiedad, cuando el objetivo es justamente lo contrario.

Llegar a comprender lo que estos sistemas aportan, sin complicaciones técnicas, es imprescindible para que los conductores puedan sacar partido de sus muchas aportaciones en todos los aspectos de utilización del automóvil, pero sobre todo en lo referente a la seguridad de circulación.

Quienes conocen la tecnología del automóvil y los técnicos profesionales, entienden y valoran rápidamente las aportaciones de los sistemas de ayuda a la conducción ADAS, pero hasta que sean asumidos por los conductores no se cumple el objetivo.

Este curso permite comprender de forma sencilla lo que aportan los sistemas de ayuda a la conducción ADAS, utilizando explicaciones relacionadas con el uso del automóvil, que entienden todos los conductores, y permiten ir asimilando las funciones de cada sistema integrándolo en el proceso de conducción que le afecta.

Conducción del automóvil

El conductor controla diferentes mandos para dirigir el automóvil, unos inducen su desplazamiento y otros son complementarios. Para accionarlos el conductor dispone de diversas informaciones:

    • Mandos de desplazamiento habitualmente accionados por el conductor; acelerador, pedal de freno, pedal de embrague (con caja de cambios manual), palanca de cambios y volante de dirección
    • Mandos complementarios; faros y pilotos, intermitentes, limpiaparabrisas y climatización entre otros
    • Informaciones que utiliza el conductor; visuales exteriores (lo que ve fuera del coche), visuales en el cuadro de instrumentos y pantallas (entre otras) y auditivas del interior y exterior del automóvil

 

Circulación y ayudas a la conducción

Durante la marcha, la suspensión tiene el objetivo de mantener en permanentemente contacto los neumáticos con el suelo.

Sistemas de interactuación con el conductor

Durante la evolución del automóvil se han ido incorporando tecnologías que le ayudan en sus funciones, en prácticamente todas las actividades del conductor, llegando a interactuar con él e incluso entrar en acción si la situación lo requiere.

Estos son los más utilizados, entre otros muchos:

    • Acelerador; electrónico, adaptativo según como se accione, control de tracción en aceleración si patinan las ruedas motrices CTA, …
    • Freno; servofreno, antibloqueo de frenos ABS, control de frenada en curva CFC, potenciador de frenada de emergencia PFE, …
    • Embrague (caja de cambios manual); asistido, pilotado con y sin pedal (este último con caja de cambios pilotada)
    • Caja de cambios y transmisión; información de relación óptima (caja manual), cambio automático adaptativo, 4×4 variable, …
    • Volante de dirección; servodirección, con asistencia variable, inducción de giros, control de estabilidad y trayectoria en curva CETC, control de salida de carril, …
    • Faros y pilotos; encendido y apagado automáticos, faros adaptativos, …
    • Intermitentes; actuación automática de los intermitentes de emergencia (“warning”) en situaciones críticas
    • Limpiaparabrisas; actuación automática y adaptación de la velocidad, …
    • Climatización; control automático, independiente, …
    • Visuales exteriores; control de ángulos muertos, regulador de velocidad activo, visión nocturna, información de señales de tráfico, …
    • Visuales en el cuadro de instrumentos y pantallas; “black panel”, navegador, proyección de información en el parabrisas (“Head Up Display”)
    • Auditivas; informaciones de llamada de atención, detector de fatiga del conductor, …
    • Suspensión; variable, auto adaptativa, predictiva, información de neumático pinchado, …

 

Detección de las condiciones de circulación y del entorno del automóvil

Para ayudar al conductor, en el camino hacia el coche autónomo, se van incorporando al automóvil sistemas que informan de sus movimientos y de las actuaciones del conductor. Son de diferentes tecnologías y características como se va a ir viendo en cinco animaciones.

Los sensores aportan sus informaciones a los diferentes sistemas de ayuda a la conducción (ADAS), que las utilizan para tomar las decisiones de intervención más adecuadas, contando con el conductor y sus acciones.

Acelerómetro longitudinal AL; información de inercias longitudinales al acelerar, retener y frenar

Acelerómetro transversal AT; información de inercias laterales en curva y por desvíos

Sensor de trayectoria ST; información de la trayectoria real que sigue el automóvil en curvas

Sensor de ángulo de giro del volante G; información de la trayectoria indicada por el conductor, se compara con la trayectoria real que sigue el automóvil

Aplicaciones; con las informaciones de estos sensores se interactúa con el conductor en diferentes sistemas y niveles según el equipamiento disponible, estas son algunas:

    • Faros adaptativos, altura y dirección de los faros, forma del haz de luz, …
    • Suspensión variable; en dureza, altura, con selección manual o auto adaptativa, …
    • Antibloqueo de frenos ABS; reduce la tendencia de las ruedas a bloquearse en frenadas
    • Control de tracción en aceleración CTA; disminuye el deslizamiento de las ruedas motrices por exceso de aceleración
    • Control de estabilidad y trayectoria en curva CETC; auto corrige la tendencia a la pérdida de trayectoria en curva, si no coincide la indicada por el volante con la seguida por el vehículo

 

Sensor de inclinación longitudinal IL; indica el ángulo de inclinación al acelerar, frenar o retener. Con el acelerómetro longitudinal se detecta la tendencia, y con este el resultado real

Sensor de inclinación transversal IT; indica el ángulo de inclinación en curvas. Con el acelerómetro transversal se detecta la tendencia y con este el resultado real

Aplicaciones:

    • Faros adaptativos; mantenimiento de la altura, compensaciones direccionales del haz, …
    • Suspensión variable; mantenimiento de la altura de carrocería, adaptación de la dureza de amortiguadores, compensación de la inclinación lateral (estabilizadoras activas, amortiguación variable, …), …
    • Dirección variable; adaptación de la asistencia, actuación activa, …
    • Control de arranque en subida; detección de la rampa y mantener frenadas las ruedas hasta iniciar la marcha
    • Control de estabilidad y trayectoria en curva CETC; adaptación de la corrección de pérdida de trayectoria según las inclinaciones
    • Control de descenso de pendientes CDP; detección del ángulo de descenso para mantener controlada la velocidad en la bajada
    • Control antivuelco CAV; información de ángulo de riesgo de vuelco para que sea compensado, preparación de los sistemas de protección de seguridad en caso de vuelco, y en descapotables salida de los arcos de protección traseros (“roll bar”)

 

Sensores de suspensión; informaciones de la altura de la carrocería y de las frecuencias de actuación

Aplicaciones:

    • Suspensión variable (amortiguación variable, control de altura de la carrocería, estabilizadoras activas, suspensión de apoyo variable en la carrocería), faros adaptativos (control de altura del haz, …

Sensores de velocidad de ruedas; informaciones de velocidad de cada rueda

Aplicaciones:

    • Información de rueda pinchada (comparación de la velocidad de las ruedas), sistema con neumáticos que pueden rodar temporalmente sin aire “runflat”, antibloqueo de frenos y sus complementos (reduce el bloqueo al frenar, el deslizamiento al acelerar o retener, …), control de arranque en subida, …

Sensores de presión de neumáticos; información de la presión de cada neumático

Aplicaciones:

    • Información de rueda pinchada, información de presión incorrecta en cada neumático, sistema con neumáticos que pueden rodar temporalmente sin aire “runflat”, …

 

Sensores ópticos de luz exterior; se representan en el parabrisas y en la parte de atrás e informan de la luz que incide en el exterior del parabrisas y en el retrovisor interior por los faros del coche de detrás

Aplicaciones:

    • Encendido y apagado automático de luces, faros adaptativos, retrovisor anti deslumbramiento, …

Sensor óptico de refracción y reflexión de luz; información de la transparencia del parabrisas, valora la suciedad y cantidad de agua en su superficie

Aplicaciones:

    • Actuación automática del limpiaparabrisas y lavafaros, auto secado de pastillas, …

Cámara frontal; ve lo que sucede delante del automóvil

Aplicaciones:

    • Información de señales de tráfico, regulador de velocidad activo (crucero activo), detector de salida de carril, frenada activa, asistencia al aparcamiento (“P”), …

Cámara trasera; ve lo que hay detrás del coche

Aplicaciones:

    • Asistencia al aparcamiento (“P”), detección de objetos, …

Cámaras en retrovisores exteriores; abarca más amplitud que lo que permite ver cada retrovisor

Aplicaciones:

    • Visión de ángulos muertos, asistencia al aparcamiento (“P”), …

Cámaras laterales; aporta imágenes de lo que hay en los dos lados del automóvil

Aplicaciones:

    • Visión de ángulos muertos, asistencia al aparcamiento (“P”), con los demás vídeos y sensores visión del entorno en 360º, …

Cámara del conductor; sigue los movimientos de la cabeza

Aplicaciones:

    • Detección de fatiga del conductor

 

Sensores de distancia y proximidad

    • Ultrasonidos; emiten sonidos de frecuencias no audibles que miden la distancia y su variación, se representan delante, detrás y a ambos lados
    • Radar; mediante emisión de señales electromagnéticas detectan la presencia de objetos, su distancia y la variación de posición. Se representan tres, delante, detrás y otro que controla los lados del automóvil
    • Láser (LIDAR); mediante la emisión de luz láser detectan la presencia y distancia de objetos. Se han situado en este automóvil delante, detrás y a ambos lados
    • Cámara termográfica; utiliza infrarrojos para detectar la presencia de objetos a bastante más distancia a la que llegan los faros de noche, en este caso hay una en la parte frontal

Aplicaciones:

    • Faros adaptativos, detector de salida de carril, regulador de velocidad activo, asistencia al aparcamiento (“P”), frenada y desvíos activos, visión nocturna, control del entorno en 360º, …

Telemetría (transmisión de datos sin cables)

    • Transmisión de datos internos en el automóvil; además de las conexiones por cableado eléctrico de los diferentes sistemas, órganos y componentes, hay comunicación de datos inalámbricos integrados en el sistema de información del automóvil para su funcionamiento y ayudas a la conducción (ADAS)
    • Transmisión de datos entre el automóvil y el entorno; permite conocer en tiempo real la posición y movimientos del propio automóvil, otros vehículos, personas y objetos en el entorno del automóvil, para aportar las informaciones útiles y necesarias e incluso tomar decisiones si no actúa el conductor en situaciones de riesgo

Aplicaciones:

    • Interactuación entre coche y conductor,… se irán incrementando hasta llegar al coche autónomo

 

Concepto de coche autónomo

Funcionamiento del coche autónomo

    • El sistema de control y guiado conoce la ubicación del automóvil, representado como salida
    • Uno de los ocupantes indica al sistema el destino, da al botón de inicio y se despreocupa de la conducción
    • El automóvil comienza la marcha vigilando el entorno para cumplir las normas de tráfico, velocidad de cada zona y otras señales, entre estas el ceda el paso que, aunque afecta a otro automóvil se desvía ligeramente por precaución, se para en el STOP y sigue su recorrido cediendo el paso a una ambulancia, poco después llega al destino

El coche autónomo

    • Lleva a los ocupantes desde un punto de partida (salida) a un destino solicitado
    • Sin requerir ninguna intervención de los ocupantes durante el recorrido relacionada con la conducción; en caso de emergencia el sistema ha de solventar las situaciones sin requerir que intervenga el conductor, que no estará en condiciones para afrontar una situación intempestiva que requiere reacciones rápidas y concentración

Hasta la implantación del coche autónomo el conductor dispondrá de ayudas interactivas ADAS, que es el contenido de este curso

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