Pengertian

Teknik Ototronik

Teknik Ototronik

BAB 13

SISTEM PENGATUR

KECEPATAN KONSTAN(CRUISE CONTROL SYSTEM)

Sistem pengatur kecepatan kostan banyak di terapkan pada kendaraan modern. Tanpa pengatur kecepatan konstan perjalanan pajang terasa lebih melelahkan pengemudi.Dengan Cruise Control System pengemudi dapat mempertahankan laju kendaraan pada kecepatan yang diinginkan tanpa menginjak pedal gas dan rem. Sistem ini sangat membantu ketika berada dijalan tol yang panjang.Dengan meningkatnya tingkat kemacetan dijalan cruise control dasar jadi kurang diterapkan, tetapi sekarang dikembangkan lagi untuk memenuhi kebutuhan agar dapat mengurangi kelelahan pengemudi dengan mempertimbangkan realita yang ada cruise control disesuaikan. Sistem yang baru disebut dengan Adaptive Cruise Control (ACC), yang mana kendaraan saudara dimungkinkan mengikuti kendaraan yang ada didepannya sambil mengatur kecepatannya dengan mempertahankan jarak yang aman.

13.1 Pengoprasian Sistem Cruise ControlSistem pengatur kecepatan konstan sebenarnya memiliki beberapa fungsi lain selain mengatur kecepatan kendaraan. Secara cepat, sistem ini dapat dipercepat atau diperlambat 1 mph dengan menekan sebuah tombol. Dengan menekan tombol 5 kali akan mempercepat atau memperrlambat 5 mph. Sistem ini juga dilengkapi dengan kebutuhan pengaman, yaitu jika diinjak pedal rem maka sistem akan segera tidak aktif dan sistem ini tidak akan bekerja pada kecepatan dibawah 25 mph (40 km/jam).Pada gambar dibawah ini ditunjukkan 5 tombol: On, Off, Set/Accel, Resume, Coast. Jika kendaraan dilengkapi dengan transmisi manual, maka pedal kopling juga dipasang sensor sehingga jika pedal diinjak sistem pengatur kecepatan konstan Off.

Gambar 13.1 Tombol pengendali

Tombol On dan OffKedua tombol ini tidak banyak berpengaruh. Penekanan tombol On tidak akan terjadi apa-apa tanpa diikuti penekanan tombol lain dengan segera. Penekanan tombol Off akan mematikan sistem jika saat itu sistem sedang aktif. Beberapa sistem cruise control tidak dilengkapi tombol ini, karena sistem akan Off ketika pengendara menginjak pedal rem dan sistem aktif ketika pengendara menekan tombol set.

Tobol Set/AccelTombol set/accel jika ditekan kendaraan akan mempertahankan kecepatan saat itu. Misalnya saat laju kendaraan 45 mph dan tombol Set/Accel ditekan maka mobil akan dipertahankan selalu pada kecepatan 45 mph.

Jika saat itu ditekan lagi tombol . set/accel maka mobil akan akselerasi, setiap ditekan 1 kali maka kecepatan bertambah 1 mph lebih cepat. Tobol ResumeJika pengemudi menekan pedal rem maka sistem cruise control akan tidak aktif, selanjutnya jika ditekan tombol resume mobil akan diakselerasi kembali pada kecepatan yang sudah terset sebelumnya (saat cruise control aktif).

Tobol CoastPenekanan tombol coast akan menyebabkan mobil diperlambat, setiap ditekan satu kali maka perlambatan terjadi 1 mph. Tobol CoastPada setiap pedal rem dan kopling dilengkapi dengan sebuah switch, dimana jika salah satu pedal diinjak maka sistem cruise control akan segera Off. Sehingga untuk mematikan sistem cruise control pengemudi tinggal menginjak pedal rem atau kopling sekali saja.13.2 Aktuator sistem Cruise ControlSistem cruise control mengatur kecepatan kendaraan agar konstan sesuai keinginan pengendara dengan mengatur posisi katup gas. Tetapi penggerak katup gas menggunakan kabel yang tersambung pada aktuator. Sehingga saat sistem cruise control sudah aktif dan kendaraan lewat jalan sedikit menanjak kecepatan kendaraan cenderung akan berkurang maka aktuator akan diperintahkan oleh ECU untuk membuka katup gas sehingga kecepatan kendaraan akan dipertahankan. Sebaliknya jika kendaraan lewat jalan turunan maka aktuator akan di kontrol oleh ECU untuk menutup katup gas sehingga kecepatan akan dipertahankan.

Gambar 13.2 Katup Gas dengan dua pengendali

Pada gambar diatas dapat dilihat dua buah kabel penggerak katup gas yang terpasang pada poros katup.yang akan menggerakkan katup gas. Satu kabel dari pedal gas dan satunya dari aktuator sistem cruise control. Ketika cruise control bekerja, aktuator menarik atau membebaskan kabel untuk mengatur posisi katup gas, hal ini juga akan menggerakkan pedal gas, sehingga mengapa pedal bergerak naik turun ketika sistem cruise control bekerja.

Gambar 13.3 Aktuator penggerak

katup gas

Banyak kendaraan dengan sistem cruise control menggunakan aktuator yang digerakkan oleh kevakuman engine untuk membuka dan menutup katup gas. Sistem tersebut menggunakan sebuah katup yang terkontrol secara elektronik untuk meregulasi kevakuman pada sebuah diafragma. Kerja komponen ini seperti buster rem yang memberi bantuan tenaga untuk melakukan pengereman.13.3 Pengaturan Sistem Cruise Control

Otak dari sistem cruise control adalah sebuah komputer kecil yang biasanya terdapat di bawah hood atau dibelakang dashboard ECU ini tersambung ke aktuator.dan sensor-sensor yang ada pada sistem. Sistem yang bagus akan bekerja dengan halus ketika terdapat penyesuaian kecepatan sesuai yang kita inginkan tanpa ada osilasi kecepatan (overshooting) dan kecepatan teratur tetap, tidak tergantung pada beban yang diangkut kendaraan atau berapa tingkat tanjakan kendaraan sedang lalui. Pengaturan laju kendaraan merupakan hal penerapan yang klasik dari teori sistem pengaturan. Karena yang akan diatur tetap adalah laju kendaraan maka pada rangkaian kontrol diperlukan feedback informasi dari kecepatan/laju kendaraan dan posisi tepat dari bukaan katup gas, juga sensor-sensor yang diperlukan untuk menonaktifkan sistem.Diagram dibawah ini menunjukkan hubungan inputs dan output dari sebuah sistem cruise control.

Gambar 13.4 Diagram input dan output sistem cruise controlSensor paling penting pada sistem ini adalah sinyal kecepatan laju kendaraan, sistem cruise control bekerja berdasarkan sinyal ini.

Metode kontrol yang dapat digunakan untuk aplikasi sitem cruise control antara lain proportional control: Proportional Control

Pada sistem proportional control, cruise control menyetel proporsi katup terhadap nilai error, nilai error merupakan perbedaan dari harapan kecepatan dengan kecepatan yang sedang terjadi. Sehingga jika cruise control di set pada kecepatan 60 mph dan mobil berjalan dengan kecepatan 50 mph, posisi katup gas akan dibuka dengan lebar. Ketika mobil sedang berjalan dengan kecepatan 55 mph, posisi katup gas akan dibuka setengahnya saja. Hasil dari pembukaan katup akan mendekatkan kecepatan kendaraan sesuai dengan harapan. Jika kendaraan benar-benar sedang menanjak, mobil tidak dapat mencapai harapan kecepatan sepenuhnya. PID Control

Kebanyakan sistem cruise control menggunakan sebuah sekema kontrol yang disebut proportional-integral-derivative control (PID control).Sebuah sistem kontrol PID menggunakan ketiga faktor yaitu proporsional, integral dan turunan (derivative), perhitungannya masing-masing secara individual dan hasil ketiganya ditambahkan untuk mendapatkan posisi katup gas yang sesuai.

Faktor integral berdasarkan integral waktu dari eror kecepatan laju kendaraan. Perubahan perbedaan antara jarak tempuh yang terjadi dan jarak yang telah terjadi sebagai harapan pada laju kendaraan dihitung berdasar periode waktu. Faktor ini membantu kendaraan kendaraan menanjaki tanjakan dan membantu kendaraan mencapai kecepatan yang benar dan tetap. Selanjutnya jika kendaraan menaiki tanjakan dan putaran turun, kontrol proporsional meningkatkan pembukaan katup sedikit, tetapi kendaraan tetap turun putarannya, setelah beberapa kali kontrol integral akan mulai meningkatkan bukaan katup secara terus menerus, karena jauhnya selisih (besarnya eror) antara laju kendaraan dengan harapan. Sekarang faktor yang terakhir, derivative (turunan). Ingat bahwa turunan dari kecepatan adalah percepatan. Faktor ini membantu sistem cruise control merespon secara cepat untuk berubah, misal saat menanjak, jika mobil mulai lambat, cruise control dapat membaca keadaan ini (perlambatan atau percepatan) sebelum laju kendaraan berubah secara besar, dan merespon dengan membuka katup gas.13.4 Pengatur Kecepatan Konstan Adaptif (Adaptive Cruise Control)Meningkatnya tingkat kemacetan dijalan cruise control konvensional diatas jadi kurang diterapkan, tetapi sekarang dikembangkan lagi untuk memenuhi kebutuhan agar dapat mengurangi kelelahan pengemudi dengan mempertimbangkan realita yang ada cruise control disesuaikan dengan kebutuhan kenyamanan pengendaraan. Sistem yang baru disebut dengan Adaptive Cruise Control (ACC), yang mana kendaraan dengan sistem Adaptive Cruise Control dapat diatur kecepatannya dan dapat mengikuti kendaraan yang ada didepannya dengan mempertahankan jarak yang aman. Dengan kata lain sistem ACC dapat mengatur kendaraan melakukan percepatan, perlambatan dan pengereman. Sistem ini menggunakan radar yang dipasangkan dibagian bumper depan kendaraan dilengkapi dengan digital signal processor dan kontroler longitudinal.

Gambar 13.5 Ilustrasi Kendaraan dengan sistem dengan ACC mengikuti kendaraan didepannya

Jika kendaraan yang diikuti diperlambat atau jika terdeteksi ada benda lain sistem mengirim sinyal ke engine atua sistem rem untuk deselerasi/perlambatan. Selanjutnya jika sistem jernih sistem akan kembali mengakselerasi kendaraan kembali pada kecepatan yang diset.Struktur dasar dari sistem-sistem terkait pada Adaptive Cruise Control antara lain sensor-sensor yang dapat menunjukan jarak kendaraan (radar), kecepatan roda-roda, sudut kemudi, sensor akselerasi, yaw rate sensor atau giro sensor. Adapun sistem-sistem yang dipengaruhi antara lain ESP atau TCS, Transmisi dan Motronik (sistem pengapian dan injeksi).

Komponen terpenting pada sistem ACC adalah sebuah sensor yang mengukur jarak, kecepatan relatif dan posisi relatif dari kendaraan. Sensor yang digunakan adalah sistem radar yang bekerja dengan frekwensi 77-GHz yang dapat mengukur sampai jarak 492 feet (150 meter), dan bekerja pada rentang kecepatan kendaraan 18.6 mph (30 km/jam) to 111 mph (180 km/jam). Sistem Delphi dapat bekerja dengan frekwensi 76 GHz dan dapat mendeteksi benda dengan jarak 492 feet (150 meter), dan bekerja dengan kecepatan dibawah 20 mph (32 km/jam).

Gambar 13.6 sensor dan sistem terkait pada sistem ACC

Gambar 13.7 Komponen-komponen ACC BOSCH

Ketika Kendaraan melaju kemudian didepannya ada kendaraan lain sistem ACC dapat di aktifkan, maka sensor-sensor akan segera mengirim data menuju ECU. Sensor radar akan menunjukkan jarak benda didepannya dan keadaan ini akan menjadi referensi sistem pengaturan. Selanjutnya sensor-sensor kece-patan roda akan membaca laju kendaraan. Bila sensor radar memberi informasi perubahan jarak benda didepannya lebih besar maka ECU akan mengontrol pembukaan katup gas lebih besar kendaraan akan mendekati objek didepannya, sesaat sensor-sensor roda menunjukkan laju kendaraan bertambah setelah jarak referensi diperoleh maka katup gas dipertahankan, tetapi bila jarak berubah semakin dekat, maka ECU akan meminta sistem rem bekerja mengurangi laju kendaraan, dengan demikian akan diperoleh jarak yang relatif tetap antara kendaraan dengan objek didepannya.

376Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)375Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008)