Sensores de radar em sistemas de assistência ao motorista
Assistente de mudança de faixa
Aqui, você encontra informações úteis e dicas valiosas relacionadas com o tema do assistente de mudança de faixa ou o assistente de ponto cego.
No âmbito do desenvolvimento contínuo dos sistemas de assistência ao motorista, com o objetivo de prevenção de acidentes, tem aumentado consideravelmente o interesse em sensores de radar para sistemas de assistência, para o monitoramento da parte traseira dos veículos. Atualmente, um crescente número de modelos de veículos é equipado de série com esses sensores. Por esse motivo, o tema do diagnóstico e reparo é parte integrante do cotidiano das oficinas, não somente para as de concessionários, como também para as oficinas independentes. Nesse artigo, pretendemos transmitir conhecimentos e informações especificamente relacionados com o tema dos sensores de radar para aplicações na parte traseira dos veículos e respectiva aplicação no sistema de assistência ao motorista "assistente de mudança de faixa".
Aviso importante de segurança
As seguintes informações técnicas e dicas práticas foram elaboradas pela HELLA, com o intuito de apoiar as oficinas profissionalmente nos trabalhos do dia a dia. As informações disponibilizadas neste web site apenas devem ser utilizadas por pessoal especializado e devidamente qualificado.
ÍNDICE
SENSORES DE RADAR EM SISTEMAS DE ASSISTÊNCIA AO MOTORISTA: INFORMAÇÕES ÚTEIS
Um crescente número de sistemas de assistência ao motorista é equipado com sensores de radar. Uma vantagem dessa tecnologia é o fornecimento de resultados de medição precisos, independentemente das condições meteorológicas. O termo "radar" é principalmente associado à aeronáutica ou à navegação marítima. Esses sistemas são usados há décadas nesses setores e são imprescindíveis. "Radar" é a abreviatura para "Radio Detection and Ranging", o que significa, literalmente, "detecção por rádio e medição da distância".
Em termos simplificados, um radar emite ondas eletromagnéticas à velocidade da luz, as quais são designadas por sinais primários. Assim que essas ondas "colidirem" com um objeto, elas são refletidas como ecos (sinais secundários) e são recebidas e interpretadas pelo sistema. No sistema eletrônico de interpretação do sistema, podem ser posteriormente calculados o sentido, a distância e a velocidade.
Aplicação no setor automotivo
Os sensores de radar são usados nos sistemas de assistência ao motorista, na parte traseira e dianteira nos mais variados sistemas de assistência, para a medição da distância.
Os sensores de radar para aplicações dianteiras, como o controle de velocidade adaptativo ACC (Adaptive Cruise Control), estão instalados desde há muitos anos em diversos veículos.
No âmbito do desenvolvimento contínuo dos sistemas de assistência ao motorista, com o objetivo de prevenção de acidentes, tem aumentado consideravelmente o interesse em sensores de radar para sistemas de assistência, para o monitoramento da parte traseira dos veículos. Atualmente, um crescente número de modelos de veículos é equipado de série com esses sensores. Por esse motivo, o tema do diagnóstico e reparo é parte integrante do cotidiano das oficinas, não somente para as de concessionários, como também para as oficinas independentes.
Os sistemas de assistência apoiam o motorista. São usadas diferentes tecnologias.
SENSORES DE RADAR DE 24 GHZ HELLA: PRINCÍPIOS BÁSICOS
A Hella produz há mais de uma década sensores de radar de banda estreita de 24 GHz. Em 2005, a HELLA deu início à produção em série da primeira geração de sensores de radar de 24 GHz. Os sensores são adequados para funções que se foram estabelecendo como padrão, tais como o sensor de ponto cego, sistema de aviso de mudança de faixa e assistência à saída de marcha a ré de locais de estacionamento.
O sensor de radar registra as informações de velocidade, ângulo e de distância de objetos, a uma distância de até 70 metros atrás do veículo, e avalia-as devidamente. O processo de modulação LFMSK (Linear Frequency Modulation Shift Keying) tem sido usado desde a primeira geração do aparelho.
Com o apoio desse processo é possível registrar e determinar a distância e a velocidade relativa de vários alvos com somente um sinal (Chirp), cuja frequência sofre uma alteração temporal.
Na terceira geração de radar é usada uma variante FM mais avançada, sendo a largura da banda de modulação limitada em máx. 200 MHz. O sistema trabalha com uma potência de emissão média de 13 dBm (EIRP), em uma banda de frequência entre 24,05 e 24,25 GHz. A resolução local resultante de 0,75 m é adequada para as funções traseiras realizadas. O processo de monopulso é usado para a determinação angular. O sistema executa, com base em princípios de processamento de sinais específicos, uma comparação das fases das reflexões do radar através das diversas ramificações de recepção.
Na quarta geração dos sensores de radar está integrada uma função de segurança complementar: o assistente de desembarque. Com esse sistema é possível identificar atempadamente, antes de desembarcar do veículo, situações de perigo como, por exemplo, a aproximação de veículos pela traseira, e advertir os ocupantes do veículo estacionado.
| DADOS TÉCNICAS | |
|---|---|
| Princípio de medição | LFMSK (Linear Frequency Modulation Shift Keying) |
| Faixa de frequência | 24,15 GHz/ISM |
| Largura de banda | <= 200 MHz/ISM |
| Potência de transmissão | <= +20 dBm de potência máxima, EIRP |
| Tempo do ciclo | 1,5 m a 200 MHz OBW |
| Medição da velocidade Intervalo de velocidade relativo |
-70 m/s até +70 m/s |
| Cobertura — azimute | 165° |
Dependendo da geração do sensor, podem ser integradas as seguintes aplicações:
O ASSISTENTE DE MUDANÇA DE FAIXA: ESTRUTURA E FUNCIONAMENTO
O assistente de mudança de faixa é uma inovação técnica nos sistemas de assistência ao motorista. Ele informa o motorista sobre possíveis perigos durante a mudança de faixa em estradas e rodovias com várias faixas e tem o intuito de prevenir acidentes, contribuindo ativamente para a segurança no tráfego rodoviário.
Nesse parágrafo, são ilustradas as seguintes informações do sistema, no sistema de assistência ao motoristaAudi Side Assist.
Módulos de comando
O assistente de mudança de faixa é composto por um módulo de comando Master e um Slave, que têm o mesmo tipo de estrutura. Juntamente com um sensor de radar integrado, os dois módulos de comando formam componentes independentes e autônomos. Acima do sensor de radar, o módulo de comando está equipado com uma tampa de plástico. Essa tampa também é designada por "Radom" e é composta por um material especial, que permite a passagem otimizada das ondas de radar.
O módulo de comando "Master" (1) está montado atrás do para-choque, do lado esquerdo, e o módulo de comando "Slave" (2) está montado atrás do para-choque, do lado direito.
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Luzes de advertência
Além disso, o sistema está equipado com duas luzes de advertência de 4 LEDs cada, as quais estão integradas nas carcaças dos espelhos retrovisores externos (direito e esquerdo).
Interruptor de ativação e desativação
Um botão, através do qual a função do assistente de mudança de faixa pode ser ativada ou desativada, está integrado acima do revestimento dianteiro esquerdo da porta., na cobertura.
O status de funcionamento é exibido através de uma lanterna LED integrada no botão. O sistema salva o último estado ajustado e ativa-o na próxima reativação.
Descrição do funcionamento do assistente de mudança de faixa
O assistente de mudança de faixa "Side Assist" funciona a partir de uma velocidade de 30 km/h. A cobertura (A) dos sensores de radar é de aprox. 50 metros na parte traseira do veículo e de aprox. 3,60 metros (B) junto do veículo.
O sistema monitora o tráfego atrás e ao lado do veículo com o auxílio dos sensores de radar. A área monitorada inclui o "ponto cego" do lado do motorista, assim como do acompanhante.
Se um veículo circular na área monitorada e não for realizada uma mudança da faixa, ocorre uma informação para o motorista sobre a presença desse veículo através de uma ligeira iluminação das indicações LED nos espelhos retrovisores externos esquerdo ou direito. A intensidade de iluminação é mais reduzida, de modo a evitar uma distração desnecessária do motorista. Se, nessa situação, o motorista acionar o interruptor combinado para iniciar uma mudança de faixa, ele é alertado, através de uma lâmpada de advertência piscando intensamente, para o respectivo lado direito ou esquerdo, no espelho retrovisor externo.
Se um veículo for detectado pelo sistema, o respectivo módulo de comando calcula simultaneamente o tempo até uma possível colisão. Com base nessa interpretação, o sistema distingue entre veículos se aproximando, veículos que acompanham à mesma velocidade e veículos que vão ficando para trás.
A cobertura (A) dos sensores de radar é de aprox. 50 metros na parte traseira e de aprox. 3,60 metros (B) junto do veículo.
COMUNICAÇÃO E INTEGRAÇÃO DO SISTEMA: VISÃO GERAL
Para o cálculo da informação para o motorista sobre uma potencial situação de perigo, o assistente de mudança de faixa necessita de inúmeras informações. O módulo de comando recebe as informações de diversas fontes.
Os módulos de comando Master e Slave estão conectados através de um barramento de dados CAN de alta velocidade. A troca de dados é efetuada a uma velocidade de transmissão de 500 kBit/s. Para a restante comunicação no veículo, o módulo de comando Master está conectado com a interface de diagnóstico, de modo a trocar informações com outras unidades do barramento.
Comunicação e integração do sistema do assistente de mudança de faixa
| Unidade | Informação |
|---|---|
| Módulo de comando "Quadro de distribuição" | Informação ótica e acústica para o motorista sobre a ocorrência de falhas |
| Sensor de chuva e luz | Informa o módulo de comando Master sobre o brilho ambiente atualmente medido, de modo a ajustar as luzes de advertência |
| Módulo de comando ABS | Informação sobre a velocidade das rodas e a taxa de guinada |
| Módulo de comando "Detecção de reboque" | Informação "Operação com reboque" |
| Botão "Assistente de manutenção de faixa" | Informação "Assistente de manutenção de faixa "Lig. ou desl."" |
| Módulo de comando central "Conforto" |
|
| Módulo de comando "Liberação de partida" | Informação "Liberação da partida/acesso e informação da chave" |
| Módulo de comando "Unidade de indicação e de comando" | Preferência do motorista "Brilho das luzes de advertência" |
Informações para o motorista no painel de instrumentos
No caso de uma desativação do sistema, são exibidos os seguintes avisos no display do painel de instrumentos:
| Avisos no display | Causa |
|---|---|
| Audi Side Assist indisponível: sensores bloqueados | A área de trabalho ou a visibilidade dos sensores está bloqueada por um suporte de bicicletas ou semelhante. |
| Audi Side Assist: falha do sistema | Devido a um sensor com defeito, o sistema não pode garantir mais o funcionamento correto e desliga. |
| Audi Side Assist: indisponível momentaneamente | Desativação temporária devido a uma bateria com defeito ou carga da bateria demasiado baixa. |
| Audi Side Assist: indisponível na operação com reboque | A operação com reboque foi detectada. |
Restrições de funcionamento
O sistema de radar foi concebido por forma que todas as situações de condução, em faixas de largura normal, sejam cobertas com uma faixa esquerda e direita. Contudo, em algumas situações, a lâmpada de advertência pode ser ativada no espelho, apesar de nenhum veículo estar na área crítica para uma mudança de faixa.
Exemplos de situações segundo o fabricante automóvel:
- Se o motorista dirigir muito perto da borda, em estradas muito estreitas, e forem detectados veículos em outra faixa
- Em curvas apertadas, o sistema pode, eventualmente, reagir a um veículo localizado na faixa seguinte
- Reação a outros guarda-rails demasiado altos ou deslocados, ou a outros objetos
- Restrições de funcionamento devido a condições meteorológicas muito adversas
AVISO
Para garantir o funcionamento perfeito do assistente de mudança de faixa, o para-choque não pode ser coberto ou colado na área dos sensores de radar. Além disso, essas áreas devem ser mantidas sem neve e gelo durante o inverno.
AVISOS DE DIAGNÓSTICO E REPARO DO ASSISTENTE DE MUDANÇA DE FAIXA: VÍDEO
Trabalhos de serviço no sensor de radar — Audi Side Assist
Nesse vídeo, mostramos a você avisos de diagnóstico e reparo relativos ao sistema de assistência ao motorista "assistente de mudança de faixa".
03:41 min
TRABALHOS DE SERVIÇO NO ASSISTENTE DE MUDANÇA DE FAIXA: DIAGNÓSTICO
Diagnóstico
As funções do sistema do assistente de mudança de faixa são monitoradas continuamente. Os erros ocorridos são memorizados na memória de erros do módulo de comando e podem ser substituídos por um equipamento de diagnóstico adequado. Dependendo do sistema, podem ser indicados parâmetros adicionais e pode ser desencadeada uma detecção de erros.
No âmbito de uma detecção de erros podem ser usadas as seguintes funções de diagnóstico:
Código de erro
Nessa função é possível consultar e excluir os códigos de erro registrados na memória de erros. Além disso, é possível acessar as informações sobre o código de erro.
Ler parâmetros
Nessa função, podem ser exibidos os valores de medição atuais do módulo de comando.
Realizar teste dos atuadores
- Comando dos componentes através do módulo de comando em sistemas eletrônicos
- Controle da função base e conexão dos cabos do componente
Codificação
- Nessa função, podem ser liberados ou codificados novos componentes ou funções complementares de um sistema.
- Codificação de atuadores ou de módulos de comando no veículo, após substituição
Identificação dos módulos de comando
Aqui, podem ser acessadas informações especiais do sistema e dos módulos de comando.
AVISO
As diferentes opções de diagnóstico foram apresentadas, a título de exemplo, com base no equipamento de diagnóstico mega macs 66. A extensão de controle e a variedade das funções varia consoante a respectiva configuração do sistema do módulo de comando.
Calibração
De modo a garantir o funcionamento seguro do assistente de mudança de faixa, ele tem que ser ajustado após a realização dos seguintes trabalhos:
- Se um ou ambos os módulos de comando tiverem sido substituídos
- Se tiverem sido realizados trabalhos de reparo na parte traseira da carroceria
- Se o para-choque traseiro tiver sido sujeito a um reposicionamento
- Em uma situação de alteração da posição de montagem dos módulos de comando, através da montagem e desmontagem
Para calibrar o sistema, para além de um equipamento de diagnóstico, são necessários um alternador Doppler e um painel de calibração. As ferramentas de controle são posicionadas na parte traseira do veículo, de acordo com as especificações do fabricante do veículo. O alternador Doppler simula um objeto em movimento. O processo de calibração é iniciado pelo equipamento de diagnóstico e é executado em processos de trabalho predefinidos. Durante esse processo totalmente automático, o módulo de comando detecta os valores de correção necessários a partir da posição real e nominal e salva esses valores para as medições de distância futuras.
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