APLIKASI SISTEM KENDALI OTOMATIS PADA BERBAGAI SISTEM MEKANIK DALAM OTOMOTIF

A. ACCELERATION SLIP REGULATION (ASR)

Acceleration Slip Regulation (ASR) berfungsi sebagai pengatur putaran roda supaya tidak terjadi slip. Dalam aplikasinya, ASR memungkinkan dikombinasikan dengan ABS (Antilock Brake System). Sistem ASR berkaitan dengan pengapian dan bukaan katup gas untuk mengatur tenaga yang dihasilkan serta didukung pula dengan pengereman bergetar, sehingga tidak akan terjadi slip. Efek lainnya adalah mobil akan lebih stabil pada kecepatan tinggi dan mempunyai traksi yang besar pada kecepatan rendah.

Gambar 1a. ASR Circuit,

Gambar 1b. Perbandingan pengereman pada mobil yang menggunakan ASR dan tidak menggunakan ASR
Keterangan : 20,30 = driven wheel
220,230 = brake pad
23,35 = sensor putaran
90 = ECU
Pengembang mekanisme ini adalah Chevrolet Corvette.

B. ACTIVE TORQUE TRANSFER SYSTEM (ATTS)

ATTS adalah piranti yang dapat memindahkan torsi atau daya putar roda yang berada pada sisi dalam tikungan ke roda yang berada pada sisi luar tikungan secara otomatis. Ilustrasinya adalah sebagai berikut, pada saat mobil membelok, lintasan roda yang berada pada sisi dalam belokan tentu saja lebih pendek dibandingkan lintasan roda pada sisi luar belokan. Hal ini membuat roda sisi luar harus berputar lebih cepat dibandingkan dengan roda pada sisi dalam belokan. Jadi, jika misalnya roda penggerak di sebelah kanan dibuat lebih cepat berputar daripada roda di sebelah kirinya, maka tanpa memutar kemudi pun mobil akan berbelok ke kiri, begitu juga sebaliknya.

Sistem ini bekerja berdasarkan sensor yang mampu membaca input perputaran sudut kemudi, kecepatan putaran roda dan percepatan lateral kendaraan untuk mengaktifkan rem yang bekerja pada as roda pada sisi dalam belokan. Dengan pengereman ini, roda gigi planet pada sistem gardan akan memindahkan torsi yang tersedia yang mestinya digunakan untuk memutar roda pada sisi sebelah dalam belokan menuju roda yang berada pada sisi sebelah luar belokan. Menurut pengujian yang dilakukan pada Honda Prelude, sistem ini mampu memindahlan 80% torsi menuju ke tempat yang diinginkan. 

Gambar 2. Mekanisme ATTS pada kendaraan

Pengembang mekanisme ini adalah Honda.

Gambar 3. Mekanisme pemindahan torsi dari roda kanan ke roda kiri, dan sebaliknya

C. ADVANCE SENTRIFUGAL

Fungsi : Peranti untuk memajukan saat pengapian secara otomatis.

Komponen : Dua buah pemberat governor (pengatur), masing masing dibuat untuk dapat berputar ke arah luar (sentrifugal) pada pin penumpu pemberat atau pendulum yang terletak pada salah satu ujungnya. Disebelah alat pemberat ini terdapat pelat penggerak yang disatukan dengan bubungan dan dilengkapi dua alur yang sesuai dengan pin pin yang terdapat di tengah-tengah pemberat tersebut.

Cara Kerja : Apabila bubungan bergerak oleh putaran mesin dan menghasilkan gaya sentrifugal, maka pemberat pemberat itu akan membuka ke arah berlawanan dengan tarikan pegas. Pada saat seperti ini, pelat penggerak bersama-sama rotor digerakkan oleh pin pin penggerak bubungan pada arah putaran poros, sehingga waktu pembakaran menjadi maju. Semakin cepat putaran mesin, semakin jauh pula waktu pembakaran dimajukan . Tetapi hal ini dikontrol oleh tegangan pegas pengatur.

Gambar 4. Advance Sentrifugal

D. ANTILOCK BREAKING SYSTEM (ABS)

Fungsi : Suatu sistem pengereman yang mampu mendeteksi jika salah satu rodanya terkunci. ABS bisa bekerja pada keempat roda atau hanya dua roda saja.

Cara Kerja : Jika saat pengereman terdapat salah satu roda yang terkunci, maka secara otomatis sistem rem ABS akan mengurangi tekanan hidrolik pada roda yang akan terkunci sehingga tetap menggelinding dan gejala slip akan dihindari. Pada dasarnya sistem ABS bekerja berdasarkan sensor sensor yang mampu mengukur kecepatan putar roda dan setiap roda dilengkapi piringan bergigi yang berputar melintasi sebauh sensor yang dipasang secara permanen. Berdasarkan putaran piringan bergigi inilah sensor mengirimkan pulsa pulsa yang frekuensinya sama dengan putaran roda. Pulsa ini kemudian diterima oleh unit pengolah data rem pada ECU. Lalu ECU akan mengaktifkan katub-katub selenoid yang akan mengatur tekanan hidrolik pada rem itu supaya turun pada kondisi sekitar pengereman maksimum tanpa slip. Setelah keadaan kritis itu terlewati, maka secara otomatis pula tekanan hidrolik akan diatur supaya naik kembali kepada kondisi pengereman maksimum. Semua mekanisme ABS pada kendaraan rata-rata sama, yang membedakan hanya software yang mengoperasikan ECU nya, karena akan berdasarkan parameter seperti kondisi jalan, dan jenis kendaraannya.

Gambar 5. Sistem Rem ABS

Gambar 6. Diagram Rem ABS pada mobil

E. AUTONOMOUS INTELEGENCY CRUISER CONTROL
 

Fungsi : Mengatur kecepatan kendaraan secara otomatis dimana sistem ini akan selalu menjaga kestabilan kecepatan kendaraan pada kecepatan tertentu dan selalu menjaga jarak kendaraan dengan kendaraan lain pada jarak tertentu sesuai dengan kecepatan kendaraan saat itu. Alat ini lebih spesifik merupakan buatan Hella Hueck & Co dari Jerman. Dengan alat ini, pengemudi tidak perlu menginjak gas kendaraan, karena kendaraan akan berjalan dengan sendirinya, dan apabila pengemudi ingin merubah kecepatan kendaraan maka pengemudi tinggal menginjak gas atau rem, maka sistem ini akan otomatis non aktif kembali. Komponen/Sensor : Terdiri atas 4 modul, sensor jarak, regulator, altenator, dan interface antara sistem dengan kemudi. Modul berfungsi memberikan informasi terus menerus kepada pengemudi, dan memungkinkan pengemudi kembali memberikan perintah secara manual setiap saat. Untuk sensor jarak digunakan laser inframerah atau radar. Sensor laser dan radar inilah yang menghitung jarak dan kecepatan relatif antara 2 kendaraan. Tepatnya radar memanfaatkan efek Doppler untuk mengukur jarak secara langsung. Kemampuan laser inframerah untuk mengukur jarak berkisar antara 100 – 150 meter. Selanjutnya regulator mengatur jarak antara mobil setiap saat, begitu juga kecepatan kendaraan dibelakang. Dengan cara ini kecepatan ideal bisa diperhitungkan. Bila kecepatan tidak ideal, regulator mengeluarkan perintah mengubah kecepatan sehingga diperoleh jarak ideal. Aktuator berfungsi untuk menambah atau mengurangi tenaga yang menggerakkan katub gas. Sistem mengatur kecepatan kendaraan tanpa mengharuskan pengemudi beraksi. Elemen selanjutnya adalah interface antara pengemudi dan sistem yang menjadi kunci utama, karena MMT (Man-Machine-Interface) inilah yang mengaktifkan seluruh sistem sesuai keinginan pengemudi. 

Gambar 7. Contoh skema rangkaian Cruiser Control System pada Mobil Audi

F. MEKANISME PENGATUR PUTARAN IDLE MESIN

Komponen utama yang mengatur putaran idle adalah sebuah servo atau ICS (Idle Speed Control). IDS ini adalah sebuah Aktuator yang dikontrol oleh Engine Control Unit (ECU) berdasarkan informasi data dari banyak sensor, ataupun bertindak untuk mengantisipasi suatu gejala pada mesin berdasarkan perintah ECU. Kerja dari servo tersebut dipengaruhi oleh beberapa sensor sebagai berikut : 

1. Air Flow Sensor
Fungsi : Mendeteksi atau mengukur volume udara pada saluran intake dengan menggunakan Karman Vortex Flow Meter.

Gambar 8. Air Flow Sensor

Prinsip Kerja :
Menggunakan fenomena Karman Vortex untuk mendeteksi arus udara. Prinsip kerjanya yaitu apabila aliran udara menerjang kolom segitiga, maka secara teratur akan membentuk gulungan spiral yang akan terpecah ke arah pinggir. Udara berbentuk spiral ini yang disebut dengan Karman Vortices. Jumlah spiral yang terbentuk secara proporsional seiring dengan derasnya aliran arus udara yang melalui kolom segitiga pembelah itu. Karman Vortices dihitung dengan menggunakan transmiter ultrasonik, dimana jumlah spiral tersebut diartikan sebagai suatu sinyal untuk dikirim ke ECU. Semakin banyak Karman Vortices maka semakin rapat sinyal yang dikirim ke ECU.

Gambar 9. Fenomena Karman Vortex

Gambar 10. Skema Kerja Air Flow Sensor

2. Intake Air Temperature Sensor
Fungsi : Mendeteksi suhu udara yang melewati filter udara. Pemasangan menempel pada air flow sensor.

Gambar 11. Letak Intake Air Temperature sensor

Cara kerja : Mendeteksi suhu udara yang melalui air flow sensor dengan menggunakan thermistor untuk kemudian mengirim besarnya tegangan ke ECU berdasarkan perubahan suhu yang terjadi.

Gambar 12. Skema Intake Air Temperature Sensor terhadap ECU

3. Throttle Position Sensor
Fungsi : Mendeteksi bukaan valve throttle dengan menggunakan potensiometer yang menempel pada throttle body. Throttle position sensor terletak menempel pada throttle body yang dihubungkan dengan poros throttle valve, dengan output adalah tegangan 0 – 5 volt yang dikirim ke ECU. Informasi yang dikirim ke ECU diterjemahkan sebagai Acceleration Mode atau Deceleration Mode.

Gambar 13 Letak Throttle Position Sensor pada Throttle Body

Kesemua faktor di atas akan mempengaruhi kerja servo sehingga bisa mengatur saat putaran langsam agar putarannya tidak naik turun.

Source :
1. http://www.freepatentsonline.com
2. http://books.google.co.id/books?id=zibfjDdpw-
3. http://nbctcp.wordpress.com
4. http://saft7.com/?p=82