לכוון כהלכה את הרדאר של המשאית

לאחרונה נכנסו לתוקף תקני בטיחות חדשים לרכב כבד באירופה. מחודש יולי, כל משאית שנרשמת באיחוד האירופי מחויבת בהתקנה של מערכות בטיחות כתנאי לעלייה על הכביש. מרבית היצרנים האירופים כבר התקינו חלק נכבד מהמערכות האלו לפני שהן נעשו חובה. הפעם החובה רגולטורית, משמע היצרנים מחויבים בהתקנה של כל המערכות (ללא יוצא מהכלל), ואסור להם להציע את המערכות כאופציה. המחיר חייב לכלול את כל הרכיבים כבר ברמת המחיר הבסיסית.

כל המשאיות החדשות הנמכרות באיחוד האירופי חייבות כעת לעמוד ב'תקנות הבטיחות הכלליות' העדכניות, או כפי שהן מכונות - GSR. התקנות מחייבות מגוון תכונות בטיחות מתקדמות.

GSR הוא חלק ממאמץ רחב יותר להפוך את התנועה לבטוחה יותר, בכלל זה מיפוי סיכונים טוב יותר וכללים מעודכנים הנוגעים לתשתיות כבישים, במיוחד למשתמשי הדרך הפגיעים ביותר - הולכי רגל ורוכבי אופניים - בערים, בפרברים ובדרכים כפריות. תקנות בטיחות דומות צפויות להיות מיושמות במדינות אחרות בשנים הקרובות. מחוץ לאיחוד האירופי, נורווגיה, שוויץ, טורקיה ובריטניה אמורות לעקוב אחר GSR החדש. לישראל מגיעות משאיות שעומדות בתקינה האירופית, לפיכך התקינה החדשה נוגעת גם אלינו.

האיחוד האירופי מתעתד להכניס לשימוש טכנולוגיית בטיחות אקטיבית יותר שתומכת בנהגי המשאיות ותשתיות דרכים בטוחות יותר בערים. החזון הוא שמשאיות ייעשו חכמות ופעילות יותר בכל הנוגע לבטיחות, עם יותר תכונות שמתערבות בדרך אקטיבית, במקום רק להתריע. עדיין יהיה צורך ברור בנהגים מיומנים. המערכת האקטיבית לא תחליף אותם. התכונות של מערכות הבטיחות האקטיביות מתמקדות במידה רבה בשמירה על נהגים קשובים וערניים.

רמת החדשנות הבטיחותית צוברת תאוצה גם בזכות אימוץ של טכנולוגיות סיוע מתקדמות לנהגים (ADAS), תוך שמערכות מהדור החדש מסייעות להפחתה ממשית בתאונות מסוג חזית-אחור.

מערכת התרעת מרחק מסייעת לנהג המשאית לשמור על מרחק בטוח בתנועה ולהימנע ממצבי סיכון של פגיעה בחלק האחורי של הרכב מלפנים. כיום, כ-20 אחוז מכל תאונות הדרכים הקשות שבהן מעורבות משאיות מתרחשות בדרך זו. התרעת מרחק מקלה את שמירת המרחק הבטוח מהמכונית או מהמשאית מלפנים על ידי התראה לנהג אם המרחק מתחיל להתקצר. אם הזמן בין הרכבים צונח מתחת למה שנקבע (בדרך כלל 3.5-1.5 שניות), מוקרן אור אזהרה אדום על השמשה הקדמית שלפני הנהג. אם הנהג אינו מאט, שאר המערכת מופעלות בהדרגה: תחילה מופעלים אזהרת התנגשות עם התראה קולית והבהוב של נורת לד. אלו הולכות וגוברות בהדרגה, ולאחר מכן מופעלת בלימת חירום אוטומטית.

מניתוח של אלפי תאונות עולה, שסיוע מוקדם בבלימה - חצי שניה בלבד - עשוי למנוע 60 אחוז מהתאונות מסוג חזית-אחור שבהן מעורבות משאיות. מערכת הבטיחות הפעילה מתערבת בתהליך הבלימה עד לביצוע בלימת חירום מלאה, תוך שהיא מונעת פגיעה ברכב שנמצא מלפנים. טכנולוגיית בלימת החירום האוטומטית (AEB) מגיבה מהר יותר מהנהג ומעניקה לו את אותה חצי שנייה נוספת בתרחיש תנועה שכיח שבו נהג המשאית אינו ערני דיו להאטה או לעצירה. מערכת AEB מונעת הרבה תאונות קטלניות.

מערכות אזהרת התנגשות הן חלק ממערכת הסיוע לנהג, כולל יחידת בלימת חירום שהופכת את שמירת המרחק לפונקציונלית ויעילה מאוד מבחינה בטיחותית.

התראת מרחק מיועדת לנהיגה בכבישים ציבוריים ומופעלת בדרך כלל במהירויות של יותר מ-60 קמ"ש, בתנאי שמערכת בקרת השיוט האדפטיבית אינה פועלת. בדומה לפונקציות האחרות של מערכת אזהרת התנגשות, ההתראה על שמירת מרחק נעזרת בשילוב של טכנולוגיית מצלמה ורדאר כדי שהמערכת תוכל לזהות אובייקטים במסלול הנסיעה ולחשב את זמן הפגיעה והמרחק בהם.

מערכת אזהרת התנגשות כבר זמינה במרבית דגמי המשאיות האירופיות החדשות. רובן כוללות גם תצוגת התראה של מרחק ביטחון המסייעת לנהג המשאית.

לכייל ולכוונן את המערכת

הטכנולוגיה המתקדמת כבר קיימת ומיושמת, אלא שבד בבד נוצרות הבעיות והתקלות. מכיוון שכך, גם ענף המוסכים צפוי לשנות מהותית את פניו בעשור הקרוב, עם כניסתם המסיבית של כלי הרכב הכבדים שבהם מותקנת המערכת.

מרבית כלי הרכב שמיובאים לארץ כוללים מערכות רדאר שמתריעות על קרבה מסוכנת לרכב שנמצא מלפנים. בחלק מהמקרים הוא גם מספק מידע למחשב המנוע כדי לבצע נסיעה רציפה תוך שמירה על מרווח ביטחון מתאים ומשתנה, בהתאם לגודש התנועה ולמיקום ולמהירות של הרכב שנמצא מלפנים.

המכ"ם של הרכב נהפך הלכה למעשה לטכנולוגיה חשובה. מערכות מכ"ם לרכב הן החיישן העיקרי המשמש בבקרת שיוט אדפטיבית וקריטיות במערכות סיוע נהיגה אוטונומיות (ADAS). ב-ADAS, מכ"ם הרכב הוא מערכת אחת ממספר מערכות חיישנים: מניעת התנגשות, איתור הולכי רגל ורוכבי אופניים, סיוע בחניה אוטומטית. הוא אף משלים את מערכות חישת המצלמה מבוססות הראייה. התנאי הבסיסי הוא שהמערכת מכוילת כהלכה.

טכנולוגיית הרדאר המשמשת בדרך כלל היא מכ"ם גל רציף או FMCW - מודולציה בתדר, השונה למדי מרדאר-דופלר. החומרה האנלוגית וה-RF ב-FMCW פחות מורכבים מאלה של מכ"ם דופלר.

מכ"ם במשאיות: מגמות וניסיונות לסטנדרטיזציה

מכ"ם הרכב מתגלה כטכנולוגיית מפתח גם בתחום הרכב האוטונומי. למעשה אי אפשר בלעדיו. כך לדוגמה, באמצעות מכ"ם מסוג CMOS, אפשר ליישם תכונות חכמות ואוטונומיות ברכבים (קלים ככבדים) כגון הקלה על נהגים במשימות מונוטוניות, הפחתת לחץ הנהגים והוספת התערבויות אוטומטיות מצילות חיים. הפריסה של תכונות אלה עד כה הוגבלה לכלי רכב מתקדמים בגלל העלות הגבוהה של טכנולוגיית חישה. עם זאת מצב זה משתנה כעת במהירות, והחדירה העולמית העצומה הצפויה בשוק הטכנולוגיה של מכ"ם רכב, חייבה רשויות רגולטוריות בינלאומיות, וכן מקומיות, לעבוד בשיתוף עם תעשיית הרכב כדי לפתח סטנדרטים מתאימים והרמוניים. הצפי הוא שעד 2030 חדירתם של מכ"מים לרכב תגיע ל-65% באירופה ול-50% בארה"ב

סוגי חיישנים וארכיטקטורה של מערכות רדאר

אפשר לחלק את חיישני המכ"ם לרכב לשתי קטגוריות: מכ"ם לטווח קצר (SRR) ורדאר לטווח ארוך (LRR). השילוב בין סוגי מכ"מים מסוג זה מספק נתונים חשובים למערכות הסיוע המתקדמות לנהג.

השילוב של SRR ו-LRR אפקטיבי מאוד. חיישני LRR יכולים לעקוב אחר שלושה נתיבי כביש מהירים למרחק של עד 150 מטר, וחיישני SRR יכולים לזהות אובייקטים באופן אפקטיבי בזווית של 80 מעלות. המטרה היא לפקח על האזור הצידי הקרוב לרכב, במרחק של עד 3.30 מטרים.

מכ"ם לטווח ארוך

מכ"ם לטווח ארוך (LRR) לרכב מתפקד במהירות של 77 ג'יגה הרץ כדי לגשת לאזורים בשדה הראייה המת מול הרכב. חיישן זה מספק מידע על מצב התנועה מול הרכב, ומאפשר להגיב לתנאי תנועה משתנים. מכ"ם זה הוא החלק הבסיסי של מערכת בקרת השיוט המסתגלת (ACC), עם סיוע פעיל של הפעלת בלמים אוטונומית. מדובר בבלימה איטית ומדורגת. בניגוד ליכולת ההאטה החלקה של מערכת ACC, מערכת הסיוע לבלמים מספקת כוחות בלימה גבוהים בהרבה לצורך האטה למניעת תאונה. שני חיישני LRR מודדים את הטווח, הזווית והמהירות הרדיאלית היחסית של יעדים מרובים באמצעות מערכות אנטנה מרובות-קרניים.

הרדאר והמשאית

כדי שמערכת הרדאר תעבוד היטב, היא צריכה להיות תקינה ומכוילת. כל פגיעה קטנה במיקום הרדאר עלולה לשבש לחלוטין את פעולת המערכת, לא להתריע כאשר נשקפת סכנה ו"לשגע" את הנהג עם התרעות שווא. כאן נכנס לתמונה מוסך השירות. טכנאי השירות חייב להיות בעל הידע והכלים לכיוון של המערכת כהלכה.

להלן תוצג שיטת כיול הרדאר של מערכת בקרת השיוט כפי שהיא מיושמת על ידי קונצרן HELLA שמתמחה במערכות תאורה ובקרה לרכב, ואשר מערכותיו מסופקות לרבבות מוסכים ברחבי העולם. המערכת שמתוארת מיועדת לכלי רכב קלים, אך דומות לה קיימות לכלי רכב כבדים. המידע הטכני להלן והטיפים המעשיים של HELLA מיועדים לספק תמיכה מקצועית לסדנאות רכב בעבודתם היום-יומית. המידע נועד לשימוש על ידי אנשי מקצוע מתאימים בלבד, ורק לאחר שעברו הכשרה, השתלמות והסמכה בנושא.

כלי CSC ויחידה דיאגנוסטית אוטומטית

מערכת כלי CSC המודולרית המורחבת (CSC = כיול חיישן ומצלמה) מבית Hella מאפשרת למוסכי שירות לכייל באופן מקצועי מצלמות שמותקנות על גבי כלי רכב ממספר מותגים, בשילוב יחידות אבחון מסוג מגה-מאק הנוכחיות. יתרה מזו, בשל הרחבות נוספות אפשר גם לאפס את כל מערכות הרדאר הנפוצות הנוכחיות.

תכונות עיקריות של CSC TOOL

עקרון המודולריות: בשל יכולת ההרחבה המודולרית, המשתמשים מסוגלים לכייל רכבים של מותגים נפוצים רבים ולהשתמש בפונקציות עתידיות. כלי CSC הבסיסי כבר כולל את הבסיס המתכוונן לגובה, עם סרגל כוונון, שתי יחידות מראה, שני ראשי מדידה בלייזר ושני לוחות כיול שכבר מכסים מספר מותגים חשובים. באמצעות מודולים חדשים, בעתיד יתאפשר להשתמש גם במותגים אחרים ובפונקציות נוספות.

שימוש קל ומהיר: הטיפול במוסך על ידי טכנאי השירות קל מאוד, שכן יחידת האבחון מנחה אותו בשלבי העבודה האישיים ברציפות, ממש עד ללחיצה ראשונית המתחילה את תהליך הכיול ביחידת הבקרה. התאמת התמונה ממצלמת הרכב לתמונת היעד שנשמרה במערכת נמשכת מספר שניות בלבד, וכל התהליך מושלם תוך 30-20 דקות בלבד.

המערכת יכולה גם להתאים את כל מערכות הרדאר הנפוצות בזכות ערכות מכ"ם שפותחו במיוחד. כמו בכל החיישנים שמדידותיהם נעשות במרחקים של כמה מאות מטרים, ראשי הרדאר חייבים להיות מכוונים למרחקים ארוכים על ציר הנהיגה (הסרן האחורי) של הרכב. עם זאת בניגוד להצמדה הנוקשה של מצלמה לשמשה הקדמית, אפשר למקם חיישן מכ"ם לאורך צירי ה-X וה-Y של הרכב באמצעות ברגים, וכך להתאים את שדה המדידה. הדבר אפשרי באמצעות הערכה הבסיסית של כלי CSC לראשי רדאר ללא מראת מדידה (למשל במרצדס), ואז קיימת ערכת מתאם רדאר ייעודית.

הדוגמה המעשית שלהלן מבוססת על דגם RS 7 של אודי. בדוגמה זו HELLA מציגה צעדים עיקריים במהלך התאמת הרדאר למערכת בקרת שיוט אדפטיבית (ACC).

1. הכנה - התאמה וכוונון של חיישן מכ"ם פעיל למערכת בקרת שיוט (ACC): בשלב הראשון יש למקם את הרכב על עמדת הבדיקה שהוקמה. נוסף על CSC Tool, הטכנאי נדרש לאמצעי חיבור לרדאר והוא זקוק למטען סוללות מחובר וליחידת האבחון של מגה-מק. מערכת האבחון תנחה את הטכנאי לאורך כל תהליך הכיול.
2. כוונון יחידת ה-CSC: לצורך כיול של הרדאר כהלכה, תחילה יש לכוונן את ה- CSC Tool. הכוונה היא לכוון את ה-CSC הן במקביל לחזית הרכב והן בהתאם לציר האורך של הרכב.
3. מדידת המרחק מהרכב: לצורך כיול נכון של חיישן המכ"ם, נדרש לשמור על מרחק נכון בין הרכב לבין לוח הכוונון הקדמי. המדידה צריכה להתבצע בהתאם להוראות. לכל דגם רכב יש הוראות אחרות הנוגעות הן לנקודת הייחוס של מקום המדידה על גבי הרכב והן למרחק מנקודה זו ועד לוח הבקרה. יש להיכנס לנתוני דגם הרכב הספציפי ולפעול לפיהם (mega macs). לצורך מדידה נכונה יש להיעזר במפלס הבועה שעוזר לבדוק את אופקיות היישור של כלי ה-CSC.
4. חשיפת החיישנים: תנאי בסיסי נוסף לכיול מוצלח הוא שחיישני הרדאר יהיו מתואמים ביניהם. לדוגמה, ל-RS 7 של אודי יש שני חיישני מכ"ם שצריך ליישר בזה אחר זה. גם במקרה זה mega macs מדריך את טכנאי השירות של המוסך כיצד עליו לפעול ומה סדר הפעולות. לפני הכוונון יש גם לחשוף את החיישנים.
5. הרכב מוכן לכוונון החיישן הראשון: לאחר שטכנאי השירות סיים את כל השלבים בכל הגלגלים, החיישנים מוכנים לכוונון על פי הוראות היצרן.
6. כוונון בשלוש רמות: לכל דגם של רכב נדרש כיוון בשלוש רמות של רפלקטור הרדאר. התאמת חיישן מכ"ם פעיל לבקרת שיוט (ACC) - תאוצה של רפלקטור הרדאר; התאמת חיישן מכ"ם פעיל לבקרת שיוט (ACC) - כונן רפלקטור רדאר במהירות קבועה; התאמת חיישן מכ"ם פעיל לבקרת שיוט (ACC) - כוונון רפלקטור רדאר במצב בלימה
   לרפלקטור הרדאר (שהוא למעשה זווית ההטיה של לוח הכוונון) יש תושבת הרכבה בעלת שלושה מפלסים. הוא מיושר עם זווית חיובית כלפי מעלה (רמה 1), בזווית ניצבת (90 מעלות, רמה 2) או בהטיה כלפי מטה (רמה 3). המשמעות היא שהכיול נעשה בהתחשב בכל המצבים, כלומר נהיגה רגילה, ובמצבי האצה. כל התרחישים האלו מובאים בחשבון בכיול.
7. מכווננים בשלוש רמות: יש להתאים את חיישן הרדאר של מערכת בקרת השיוט האדפטיבית (ACC) בכל שלוש הרמות. גם במקרה זה, ה-mega macs ידריך את טכנאי השירות של המוסך בכל השלבים הנדרשים עד לכיול מלא. במקרים מסוימים, אם החיישן מצריך התאמה מחודשת, מערכת mega macs תספק הוראות מדויקות. כל שטכנאי השירות נדרש לעשות הוא למלא את ההוראות צעד אחר צעד. הוא אינו נדרש לפתרונות יצירתיים או לחיפוש מידע ממקורות אחרים. לאחר התאמה מוצלחת של החיישן הראשון, המערכת מדווחת על סיום מוצלח של התהליך בחיישן זה.
8. סיום התהליך: לאחר שהחיישן הראשון כויל בהצלחה, המערכת מנחה את טכנאי השירות לגבי צעדים דומים שעליו לבצע לצורך כיול החיישן השני. לאחר שהחיישן השני כוונן בהצלחה, אפשר להשתמש שוב בפונקציות הרדאר של הרכב באופן אופטימלי, והפעם עם ביטחון שהרדאר יתריע ויפעל בדרך המדויקת ביותר.