¿Cómo funciona el control de crucero?

El control de crucero mantiene la velocidad sin necesidad de acelerar, pero mejor no tomar esta postura

Utilizar el control de crucero es fácil: suele haber un mando del vehículo para seleccionar la velocidad deseada, y el coche se encarga, él solito, de aplicar la potencia necesaria para mantener esa velocidad sin que debamos pisar ningún pedal. El funcionamiento interno parece también extremadamente simple: si la velocidad cae por debajo del valor deseado, el control de crucero aparentemente pisa pedal del acelerador; si la velocidad es demasiado alta, hace uso del freno motor. Eso sí, al contrario que el su hermano mayor, el control activo de velocidad, el control de crucero estándar no suele hacer uso de los frenos normales.

Sin embargo, hay algunas sutilezas a tener en cuenta. Un control de crucero que se limitara a pisar el acelerador a tope y soltarlo de golpe al alcanzar la velocidad deseada sería muy incómodo y probablemente inseguro. Estaríamos todo el rato experimentando acelerones bruscos, con las correspondientes sacudidas. Además, el cambio en el reparto del peso que se produce al acelerar o dejar de acelerar bruscamente podría hacernos perder el control del vehículo en las curvas, creando un grave problema de seguridad vial. La solución a todo esto es una tecnología que existe desde finales del siglo XIX: el regulador PID, que también aparece en otros dispositivos (termostatos y robótica son los ejemplos más conocidos).

El principio es muy sencillo. Cada cierto tiempo (varias veces por segundo), el coche compara la velocidad actual con la deseada, y decide qué potencia debe suministrar el motor. La novedad del regulador PID es que, además de utilizar la velocidad actual del vehículo, también utiliza el historia de velocidades. Es decir, la respuesta del control de crucero no sólo depende de la velocidad actual, sino también de la velocidad que el coche tenía momentos atrás.

El control de cucero permite conducir sin accionar los pedales

Término proporcional

La P de PID significa proporcional. Lo que hace este término es aplicar una potencia de salida proporcional a la diferencia entre la velocidad actual y la velocidad deseada. Es decir, si falta poco para llegar a la velocidad deseada, el motor aplica poca potencia. Si es grande, aplica mucha. Esta proporcionalidad evita en gran parte el problema que comentábamos antes, ya no hay acelerones bruscos para recuperar una pequeña pérdida de velocidad.

Pero la solución no es perfecta: con un control de crucero únicamente proporcional, la velocidad iría oscilando al rededor de la deseada. Podemos entenderlo con el siguiente razonamiento, imaginando que el cálculo se realiza 10 veces por segundo. En un momento dado, la velocidad es muy similar a la deseada, pero un poco más baja: el coche calcula que debe seguir acelerando, aunque poco. El cálculo no se actualiza hasta una décima de segundo más tarde, y para entonces la velocidad ya ha superado la deseada.

En el siguiente cálculo, como la velocidad es mayor que la deseada, el coche deja de acelerar y decide frenar (usando el freno motor). De esta forma, habrá pequeñas oscilaciones en la velocidad. No serán las sacudidas de un acelerón, pero sin duda estas oscilaciones seguirán siendo molestas y potencialmente peligrosas. Para evitarlas, aparece el término D (de diferencial).

Término diferencial

Lo que hace el término D, que significa diferencial, es evitar que la potencia de salida del control de crucero varíe de forma rápida. O, lo que es lo mismo, se opone a que la velocidad cambie de forma rápida (aunque los expertos en teoría de control lo explican algo diferente). Cuando estamos cerca de la velocidad deseada, esta manía a evitar que cambie la velocidad que tiene el término D se encarga de evitar las oscilaciones que comentábamos.

No obstante, el término D tiene la desventaja que, si estamos lejos de la velocidad deseada, se opone en gran medida a reducir el error en la velocidad (porque, recordad, no le gusta que la velocidad cambie). Hay una especie de lucha de poderes entre los términos P y D. Cuando el error (la diferencia entre las velocidades deseada y actual) es grande, el término P gana y consigue acelerar el coche. Pero a medida que nos acercamos, el término proporcional pierde fuerza: al final, el término D consigue estabilizar la velocidad, pero (a cambio de eliminar las oscilaciones) lo hace a una velocidad menor que la deseada.

Control de crucero

Término integral

Para solucionar este problema, el término integral viene al rescate. El término I no se preocupa mucho si la velocidad actual es muy diferente de la deseada. Sólo se preocupa cuando dicha diferencia se prolonga en el tiempo. De alguna forma, lo que hace es acumular el error a lo largo del tiempo. Como hemos dicho, los términos P y D por si solos estabilizarían la velocidad un poco por debajo del objetivo; con el tiempo, el término I se percata de este error acumulado y lo corrige aumentando la aceleración.

Finalmente, y gracias a la acción conjunta y coordinada de los tres términos, el control de crucero basado en el regulador PID consigue que la velocidad sea prácticamente igual a la deseada de forma estable, sin oscilaciones. Fijaos que cuando esto pase, los términos P y D desaparecen: el término P será cero por que ya vamos a la velocidad deseada, y como la velocidad no cambia el término D también se anula. Por lo tanto, el responsable de mantener la potencia necesaria para que el vehículo vaya a la velocidad deseada es el término integral (I).

En resumidas cuentas, el término P (proporcional) se encarga de acercar la velocidad actual a la deseada cuando la diferencia es grande. El término D se encarga de estabilizar la velocidad cuando se aproxima al objetivo; y el término I se encarga de mantener la potencia justa para que la velocidad sea la deseada. Un trabajo en equipo de los tres términos para que vayamos cómodos y seguros a la velocidad que hemos elegido.

Ya sabemos cómo funciona, y el saber es poder: ahora sólo nos queda dar un buen uso al control de crucero.

En Circula seguro | Conducción eficiente con limitador y regulador de velocidad o control de crucero, ¿Qué es el ACC o regulador activo de velocidad?
Fotos | Comedynose, Matt Swint, Zepfanman

  • César

    Con la cantidad de posibilidades que ofrece la teoría de control hoy en día, es muy sorprendente que en la industria se siga utilizando el PID común de tres términos.

  • Bueno, pues ahora me ha quedado bastante claro. Sólo espero que mi próximo coche tenga control activo de velocidad y sí frene automáticamente en bajadas pronunciadas.

  • benjamin

    Que buena la explicacion!!!, pero yo pregunto: que pasa si vengo a 120 km/h y me quedo dormido o me desmayo o me encuentro con una curva o se explota un neumatico o por falta de establilidad me voy a la banquina???? AHHH! seguramente el PID se desactiva por algun sensor para la ocasion….( o no existe tal sensor)… Resulta que este PID en mi caso NO se desactivo y en el accidente MURIO mi nene de 12 años el 18/7/20150 a las 15: 30 hs………….TE AMO AGUSTIN………………….

  • Venia Verla

    esta muy buena