ABS ( ANTI-LOCK BRAKING SYSTEM)

 

Untuk menghindari penguncian ban dan hilangnya  kemampuan  membelok pada roda depan (steering) saat pengereman darurat, dapat dilakukan secara efektif dengan cara menekan dan melepaskan rem berkali-kali. Tetapi, cara pengereman seperti itu tidak mungkin dilakukan saat pengereman darurat karena tidak tidak tersedia waktu.

ABS menggunakan komputer untuk menentukan kondisi putaran keempat roda saat pengereman dan dapat menekan dan melepaskan rem secara otomatis .

Perbedaan rasio antara kecepatan bodi kendaraan dan kecepatan roda dikenal dengan "slip ratio".

Bila perbedaan antara kecepatan roda dan kecepatan kendaraan menjadi terlalu besar, maka akan terjadi selip antara ban dan permukaan jalan.

Dengan ABS juga akan menghasilkan gesekan dan pada akhirnya akan berfungsi sebagai tenaga pengereman dan memperlambat kecepatan kendaraan.

Hubungan antara tenaga pengereman dan slip ratio dapat dijelaskan lebih mendalam seperti terlihat pada grafik di sebelah kiri.

Tenaga pengereman tidak sebanding dengan slip ratio, berada pada kondisi maksimum bila prosentase slip ratio antara 10 hingga 30%. Di atas 30%, tenaga pengereman secara bertahap akan menurun. Karenanya, untuk mempertahankan tenaga pengereman pada tingkat maksimum, slip ratio harus dipertahankan antara 10 hingga 30% setiap saat.

Sebagai tambahan, sangat penting untuk mempertahankan gaya belok pada tingkat optimum untuk menjaga stabilitas arah pengemudian. Untuk melakukan hal ini, ABS didesain untuk mengoptimalkan kinerja rem dengan menggunakan slip ratio 10-30% apapun kondisi jalannya, pada saat yang sama juga menjaga gaya belok setinggi mungkin untuk mempertahankan stabilitas arah pengemudian

1.	Pada jalan licin, permukaan jalan mempunyai  koefisien gesek rendah (µ), sehingga  jarak pengereman bertambah bila dibandingkan dengan pengereman pada permukaan jalan mempunyai nilai  µ tinggi, meski saat itu ABS diaktifkan. Oleh karena itu dikurangi kecepatan bila berjalan di atas permukaan jalan basah.
2.	Pada jalan kasar, atau pada jalan berbatu atau jalan dengan salju baru, kerja ABS akan menyebabkan   jarak henti lebih panjang dibandingkan dengan kendaraan yang tidak dilengkapi dengan ABS.

Sebagai tambahan, ketika ABS diaktifkan, akan muncul suara dan getaran untuk memberi informasi kepada pengemudi bahwa ABS sedang bekerja.

 

ABS terdiri dari bagian-bagian berikut.

1.	ECU Skid Control   Ini menentukan jumlah selip antara roda dan permukaan jalan berdasarkan signal dari sensor, dan juga mengontrol aktuator rem. Belakangan, beberapa model mempunyai ECU Skid Control  yang dibuat dalam aktuator rem.
2.	Aktuator rem   Aktuator rem mengontrol tekanan hidrolis dari wheel cylinder dengan signal output  ECU  Skid Control.
3.	Sensor kecepatan   Sensor kecepatan mendeteksi kecepatan tiap roda dari keempat roda dan mengirimkan signal ke ECU. Skid Control
4.	Meter kombinasi       Lampu peringatan ABS Bila ECU mendeteksi adanya malfungsi pada ABS atau pada sistem bantu rem, lampu ini menyala untuk memberi peringatan kepada pengemudi.   Lampu peringatan sistem rem Bila lampu ini menyala bersama-sama dengan lampu peringatan ABS, lampu ini akan memberi peringatan kepada pengemudi bahwa ada malfungsi pada sistem ABS dan EBD.
5.	Switch lampu rem   Switch ini akan mendeteksi bahwa pedal rem telah ditekan dan mengirimkan signal ke ECU Skid Control. ABS menggunakan signal switch lampu rem. Tetapi, walaupun signal switch lampu rem tidak memberikan input sewaktu switch lampu rem tak berfungsi, kontrol ABS tetap dilakukan ketika  ban akan terkunci. Dalam kondisi seperti ini, pengontrolan dilakukan setelah terdapat kecepatan selip yang kian tinggi (roda cenderung mengunci) ketimbang saat  switch lampu rem sedang berfungsi normal
6.	Sensor deselerasi (Hanya pada beberapa model.)   Sensor deselerasi merasakan tingkat deselerasi kendaraan dan mengirimkan signal ke ECU Skid Control. ECU menentukan kondisi permukaan roda yang sebenarnya menggunakan signal ini dan mengambil ukuran kontrol yang sesuai.

 

 

ECU Skid Control

Berdasarkan signal dari sensor kecepatan,  ECU Skid Control merasakan kecepatan rotasional roda dan kecepatan kendaraan. Saat pengereman, walaupun kecepatan rotasional roda menurun, jumlah deselerasi akan berbeda tergantung dari kecepatan kendaraan saat pengereman dan kondisi permukaan jalan, seperti aspal kering, permukaan basah atau tertutup es, dll. Dengan kata lain, ECU menentukan jumlah selip antara roda dan permukaan jalan dari perubahan kecepatan rotasi roda saat pengereman, dan ECU mengontrol katup solenoid dari aktuator rem dalam 3 cara berikut: Penurunan tekanan, penahanan tekanan, dan penambahan tekanan, supaya dapat mengontrol kecepatan roda secara optimal. ECU secara kontinyu menerima signal kecepatan roda dari empat sensor kecepatan, dan mengukur kecepatan kendaraan dengan menghitung kecepatan dan deselerasi setiap roda. Bila pedal rem ditekan, tekanan hidrolis pada tiap wheel cylinder mulai naik dan kecepatan roda kemudian menurun. Bila ada roda yang akan mengunci, ECU menurunkan tekanan hidrolis di dalam wheel cylinder roda tersebut. ECU Skid Control mengeset katup solenoid menjadi mode penurunan tekanan sesuai dengan kecepatan deselerasi roda, sehingga menurunkan tekanan hidrolis pada wheel cylinder. Setelah tekanan turun, ECU mengubah katup solenoid menjadi mode "holding" untuk memonitor perubahan pada kecepatan roda Bila ECU merasa bahwa tekanan hidrolis perlu lebih diturunkan, ECU akan mengurangi tekanan kembali. Saat tekanan hidrolis di dalam wheel cylinder berkurang (bagian A), tekanan hidrolis yang dipakai pada roda menurun. Hal ini membuat roda yang akan mengunci menjadi berjalan lagi. Tetapi, bila tekanan hidrolis diturunkan, tenaga pengereman pada roda akan menjadi terlalu rendah. Untuk menghindari ini, ECU mengeset katup solenoid menjadi mode ''pressure increase'' dan mode ''holding" secara bergantian sehingga roda yang akan mengunci kembali mendapatkan kecepatannya. Ketika tekanan hidrolis secara bertahap pada wheel cylinder ditambahkan oleh ECU (bagian B), roda cenderung akan mengunci kembali. Karenanya, ECU sekali lagi mengubah katup solenoid menjadi mode ''pressure reduction'' untuk mengurangi tekanan hidrolis di dalam wheel cylinder. Karena tekanan hidrolis di dalam wheel cylinder diturunkan lagi (bagian C), ECU mulai menaikkan tekanan kembali seperti pada bagian B. ECU Skid Control mengoperasikan katup solenoid dan motor pompa secara berurutan untuk mengecek sistem kelistrikan dari ABS. Fungsi ini bekerja setiap kali saat kunci kontak diputar ke ON, dan kendaraan berjalan dengan kecepatan lebih dari 6 km/jam dengan lampu rem OFF. Alat ini hanya bekerja sekali setiap kali kunci kontak diputar ke ON.     Fungsi diagnostik   Bila terjadi malfungsi pada sistem signal, lampu peringatan ABS pada meter kombinasi akan menyala, seperti yang terlihat pada tabel di sebelah kiri, dan akan memperingatkan pengemudi bahwa telah terjadi malfungsi. Pada saat yang sama, DTC (Diagnosis Trouble Codes) disimpan dalam memori. DTC dapat dibaca dengan menghubungkan hand-held tester ke DLC untuk berkomunikasi dengan ECU secara langsung atau membuat sirkuit pendek antara terminal-terminal TC dan CG dari DLC3 dan dengan mengamati pola kedip dari lampu peringatan ABS. Sistem ini mempunyai fungsi pengecekan signal sensor. Signal sensor dapat dibaca dengan menghubungkan hand-held tester ke DLC atau membuat sirkuit pendek antara terminal-terminal TS dan CG dari DLC3 dan dengan mengamati pola kedip dari lampu peringatan ABS. Untuk keterangan yang lebih lengkap mengenai DTC yang disimpan dalam memori ECU Skid Control dan mengenai DTC yang merupakan output melalui fungsi pengecekan sensor, lihat Repair Manual. DTC dapat dihapus dengan menghubungkan hand-held tester ke DLC3 atau membuat sirkuit pendek antara terminal-terminal TC dan CG dari check connector dan dengan menekan pedal rem sebanyak 8 kali atau lebih dalam waktu 5 detik.     Fungsi fail-safe Bila ECU Skid Control mendeteksi adanya malfungsi pada sistem signal atau adanya malfungsi pada relay, arus listrik yang menuju ke aktuator dari ECU dimatikan. Sebagai akibatnya, sistem rem bekerja seakan-akan ABS tidak bekerja, namun fungsi pengereman tetap bekerja normal.   Aktuator Rem Aktuator rem terdiri dari pressure holding solenoid valve, pressure reduction solenoid valve, pump, motor, dan reservoir. Ketika aktuator rem menerima signal dari ECU Skid Control, solenoid menyala atau mati dan tekanan hidrolis dari wheel cylinder ditambah, diturunkan, atau ditahan untuk mengoptimalkan kecepatan selip dari tiap roda. Sebagai tambahan, sirkuit hidrolis diubah untuk memenuhi persyaratan dari setiap tipe kontrol. Sirkuit hidrolis di ABS untuk kendaraan FF dibagi menjadi sistem roda kanan depan dan roda kiri belakang, dan roda kiri depan dan roda kanan belakang seperti yang diperlihatkan gambar. Penjelasan selanjutnya diberikan hanya untuk cara kerja salah satu dari sistem-sistem ini, tapi sistem-sistem yang lain bekerja dengan cara yang sama. Saat pengereman normal (Saat sistem tidak bekerja) Saat pengereman normal, signal kontrol dari ECU Skid Control bukan merupakan input. Karenanya, katup solenoid penahan tekanan dan katup solenoid penurun tekanan dalam keadaan mati, port (a) pada bagian solenoid penahan tekanan terbuka, dan port (b) pada bagian solenoid penurun tekanan tertutup. Saat pedal rem ditekan, cairan rem dari master cylinder mengalir melalui port (a) pada bagian solenoid penahan dan dikirimkan secara langsung ke wheel cylinder. Pada saat ini, operasi dari katup cek (2) mencegah cairan rem dikirimkan ke bagian pompa   Saat pengereman darurat (waktu ABS bekerja)   Mode penurun tekanan Signal kontrol dari ECU Skid Control  mengaktifkan solenoid penahan tekanan dan solenoid penurun tekanan dengan menutup port (a) pada bagian solenoid penahan tekanan dan membuka port (b) pada bagian solenoid penurun tekanan. Hal ini membuat cairan rem mengalir melalui port (b) ke reservoir untuk menurunkan tekanan hidrolis pada wheel cylinder. Pada saat ini port (e) ditutup oleh decent dari reservoir. Pompa terus bekerja saat ABS beroperasi, sehingga cairan rem yang masuk reservoir ditarik masuk oleh pompa dan dikembalikan ke master cylinder. Mode penahan Signal kontrol dari ECU Skid Control  mengaktifkan solenoid penahan tekanan dan mematikan solenoid penurun tekanan dengan mematikan port (a) dan port (b). Hal ini mematikan tekanan hidrolis dari wheel cylinder dari kedua bagian master cylinder dan reservoir untuk menahan tekanan hidrolis dari wheel cylinder konstan. Mode penambah tekanan Signal kontrol dari ECU Skid Control mematikan solenoid penahan tekanan dan solenoid penurun tekanan dengan membuka port (a) pada bagian solenoid penahan tekanan dan menutup port (b) pada bagian solenoid penurun tekanan sama seperti pada pengereman normal. Ini menyebabkan tekanan hidrolis dari master cylinder bekerja pada wheel cylinder yang menyebabkan tekanan hidrolis wheel cylinder menjadi naik. ABS dengan EBD Pengendali EBD menggunakan ABS, membantu menghasilkan distribusi tenaga rem yang sesuai antara roda-roda depan dan belakang sesuai dengan kondisi mengemudi. Sebagai tambahan, selama pengereman cornering, ia juga mengontrol tenaga pengereman roda-roda kanan dan kiri, untuk membantu mempertahankan keseimbangan kendaraan. Operasi     Distribusi tenaga pengereman roda depan/belakang Bila rem digunakan saat kendaraan bergerak ke depan, mentransfer beban mengurangi beban yang diberikan ke roda belakang. ECU Skid Control menentukan kondisi ini dari signal yang diberikan oleh sensor kecepatan, dan mengontrol ABS aktuator untuk mengontrol distribusi tenaga pengereman untuk roda belakang secara optimal. Sebagai contoh, jumlah beban yang diberikan pada roda belakang selama pengereman berbeda tergantung apakah kendaraan membawa beban atau tidak. Jumlah dari beban yang diberikan pada roda belakang juga berbeda tergantung dari jarak deselerasi. Sehingga distribusi tenaga pengereman pada roda belakang secara optimal dikontrol untuk dapat secara efektif menggunakan tenaga pengereman dari roda belakang dalam kondisi seperti ini.   Distribusi tenaga pengereman roda kanan/kiri (Selama pengereman cornering) Bila pengereman dilakukan saat kendaraan dalam posisi membelok, beban yang diberikan pada roda dalam menurun. Skid Control ECU menentukan kondisi ini berdasarkan signal dari sensor kecepatan, dan ECU mengontrol ABS aktuator untuk secara optimal mengontrol distribusi tenaga pengereman untuk roda dalam   BA (Brake Assist) Terkadang orang-orang yang tidak biasa mengemudi atau orang-orang yang mudah panik walaupun mereka biasa mengemudi tidak menginjak pedal rem cukup kuat saat pengereman darurat supaya bisa mendapatkan hasil optimal dari sistem rem. BA adalah sebuah sistem yang menggunakan sensor tekanan di dalam ABS actuator untuk mendeteksi kecepatan dan kekuatan dari pedal rem yang ditekan sehingga komputer dapat mengukur keinginan pengereman darurat pengemudi untuk meningkatkan kekuatan pengereman supaya dapat mendapatkan hasil yang maksimum dari sistem pengereman. BA ini juga mempunyai waktu pengesetan pembantu dan jumlah tenaga bantu untuk membuat pengereman terasa sealami mungkin dengan menyesuaikan jumlah tenaga bantu yang dibutuhkan . Saat ECU Skid Control menentukan bahwa pengemudi sedang dalam kondisi pengereman darurat, brake assist switching solenoid valve bekerja, suatu jejak terbentuk antara master cylinder dan reservoir, dan minyak remnya disalurkan ke pompa. Minyak rem tersebut mengalir ke pompa dan dialirkan kembali ke wheel cylinder. Relief valve 4 terbuka untuk memastikan tekanan wheel cylinder tidak melebihi tekanan master cylinder yang lebih dari jumlah yang dibutuhkan untuk mempertahankan perbedaan tekanan. Tinjauan Sistem TRC (Traction Control) Kadang-kadang saat pedal akselerator ditekan terlalu banyak saat starting off atau mengakselerasi pada permukaan yang licin, dll., torsi berlebihan yang dihasilkan menyebabkan roda-roda penggerak mengalami slip, sehingga menyebabkan kendaraan kehilangan kemampuan start-off/akselerasi dan kontrol kemudi. Oleh karena itu perlu dilakukan kontrol tekanan hidrolis rem pada  roda penggerak dan output mesin oleh fuel cut-off control untuk menurunkan tenaga penggerak saat pedal akselerator ditekan. Selanjutnya TRC memastikan kemampuan start-off/ akselerasi kendaraan dan kontrol kemudi Tinjauan Umum dari VSC (Vehicle Stability Control system) Bila ABS dan TRC hanya digunakan untuk menstabilkan kerja rem dan akselerator saat pengereman dan akselerasi, VSC memastikan “kemudi dan kestabilan arah” kendaraan. Sistem ini mendeteksi kemudi mendadak dan selip ke samping pada permukaan yang licin dan memberikan pengendalian pengereman yang optimum pada setiap roda dan pengendalian tenaga mesin untuk mengurangi selip roda depan dan belakang. Metode pengendalian rem (pada roda-roda yang dikendalikan) masing-masing roda dilakukan berbeda tergantung oleh  model mobilnya (FF atau FR). TRC dan VSC terdiri dari komponen-komponen berikut.       1 ECU Skid Control   2. Aktuator rem   3. Sensor kecepatan   4. Sensor deselerasi   5. Switch lampu rem   6. Meter Kombinasi      (1) Lampu peringatan sistem rem  (2) Lampu peringatan ABS  (3) Lampu peringatan VSC Lampu ini menyala untuk memperingatkan pengemudi bila ada malfungsi pada VSC atau TRC.  (4) Lampu indikator selip Lampu ini berkedip-kedip untuk memberi informasi kepada pengemudi saat VSC atau TRC sedang bekerja.  (5) Lampu indikator TRC OFF Kerja TRC berhenti bila switch TRC OFF dalam keadaan ON, dan lampu menyala.     7. Steering angle sensor   Steering angle sensor terdiri dari sebuah slotted disc, microcomputer dan photo interrupter (SS1, SS2 dan SS3). Signals yang terdeteksi oleh SS1, SS2 dan SS3 photo interrupter diubah oleh microcomputer menjadi serangkaian signal yang merupakan output bagi ECU. ECU mendeteksi steering yang netral, arah putaran atau sudut kemudi dari kombinasi dari signal-signal ini.   8. Yaw rate sensor   Yaw rate sensor berada pada bagian menyilang sisi kanan dari cross member di ruang bagasi. Yaw rate sensor menggunakan rate gyro tipe getaran berbentuk garpu berputar. Setiap resonator terdiri dari sebuah vibrating portion dan sebuah detecting portion yang digeser 90 derajat untuk membentuk satu unit. Sebuah kepingan keramik piezoelectric ditempelkan pada vibration dan porsi deteksi tadi. Karakteristik dari kepingan keramik piezoelectric adalah ia menjadi lentur bila diberikan voltase, dan menghasilkan voltase bila ada kekuatan external yang diberikan pada kepingan keramik tadi. Untuk mendeteksi yaw rate, voltase listrik berselang diberikan pada vibration portion, yang akan membuat portion itu bergetar. Kemudian, yaw rate akan terdeteksi dari detection portion menurut jumlah dan arah distorsi dari kepingan keramik piezoelectric tersebut, yang disebabkan oleh kekuatan carioles yang dihasilkan di sekitar resonator. 9. Booster rem dengan fungsi precharge (Hanya ada di beberapa model.)   Ini menghasilkan tekanan hidrolis dari TRC andVSC.   1 Kontrol TRC   Tekanan hidrolis yang dihasilkan oleh pompa diatur oleh master cylinder cut solenoid valve untuk mendapatkan tekanan yang dibutuhkan. Karenanya, wheel cylinder pada roda penggerak dikendalikan dalam 3 mode, yakni mode pressure reduction, pressure holding, dan pressure increase , untuk menahan selip pada roda penggerak. Seperti yang digambarkan pada grafik di bawah kiri, saat kecepatan roda penggerak mulai melewati awal kecepatan pengontrolan, tekanan hidrolis rem meningkat dan jumlah penghentian bahan bakar pada silinder ditingkatkan. Sehingga kecepatan roda penggerak berkurang.   2 Kontrol VSC   VSC melakukan kontrol dengan cara mengatur tekanan hidraulik yang dihasilkan pompa melalui solenoid valves. Selanjutnya, tekanan itu digunakan oleh wheel cylinder  sesuai dengan mode sebagai: pengurangan tekanan (pressure reduction), penahanan tekanan (pressure holding), dan penambahan tekanan (pressure increase). Sehingga  dapat mencegah kecenderungan selip pada roda depan dan belakang.   3. Diagnosis     Ketika ECU Skid Control mendeteksi adanya malfungsi pada ABS yang dilengkapi dengan EBD, BA, TRC, dan VSC, maka ABS, sistem rem, lampu peringatan VSC, dan lampu indikator TRC OFF yang berhubungan dengan fungsi dimana malfungsi itu dideteksi akan memberikan tanda atau menyala, --seperti yang diindikasikan pada tabel di sebelah kiri, untuk memberikan peringatan kepada pengemudi akan adanya malfungsi. Pada saat yang sama, DTC (Diagnosis Trouble Codes) disimpan di dalam memori. DTC dapat dibaca dengan menghubungkan hand-held tester ke DLC3 untuk berkomunikasi dengan ECU secara langsung atau melakukan hubung pendek pada terminal TC dan CG dari DLC3 dan mengamati pola kedip lampu peringatan ABS dan lampu peringatan VSC. Sistem ini mempunyai fungsi mengecek signal sensor. Signal sensor dapat dibaca dengan menghubungkan hand-held tester ke DLC3 atau melakukan hubung pendek pada terminal TS dan CG dari DLC3 dandan mengamati pola kedip lampu peringatan ABS dan lampu peringatan VSC. Keterangan yang lebih detail untuk DTC disimpan di memori Skid Control ECU dan DTC yang merupakan output dari fungsi cek sensor, mengacu ke Repair Manual.   1. Cara kerja TRC (untuk mode peningkatan tekanan)   Saat pedal akselerasi ditekan, tekanan hidraulik setiap wheel cylinder dikendalikan untuk mengontrol selip roda penggerak. Pada saat ini, pada model dengan fungsi precharge, precharge solenoid valve juga bekerja untuk memanfaatkan tekanan hidraulik dari master cylinder. Linear solenoid valve digunakan untuk master cylinder cut solenoid valve. Tekanan hidraulik dikontrol secara linear untuk menghaluskan fluktuasi tekanan hidraulik dengan cara mengatur jumlah aliran listrik yang mengalir pada solenoid valve seperti pengontrolan yang dilakukan oleh ECU.   2. Cara kerja VSC   VSC mengontrol tekanan hidraulik dengan cara mengendalikan tekanan hidraulik dari pompa di dalam aktuator rem yang akan disalurkan ke setiap wheel cylinder untuk mengontrol selip (skid) roda depan atau selip roda belakang. Saat ini ini, untuk model yang memiliki fungsi precharge, precharge solenoid valve bekerja juga untuk menggunakan tekanan hidraulik dari master cylinder. 1) Ketika melakukan kontrol  untuk menghindari (suppression) selip roda depan   Ketika membelok ke kanan, skid suppression control roda depan mengoperasikan rem roda depan kanan dan kiri dan rem roda belakang dalam. Metode pengendalian rem (roda yang dikendalikan) untuk setiap rodanya  berbeda tergantung modelnya (FF, FR). 2) Ketika melakukan kontrol untuk menghindari selip roda belakang   Ketika membelok ke kanan, skid suppression control roda belakang mengoperasikan rem pada roda depan bagian luar dan, bila mungkin, roda belakang bagian luar. Metode pengendalian rem (roda yang dikendalikan) untuk setiap rodanya  berbeda tergantung modelnya (FF, FR). Booster Rem Hidraulik Booster rem biasa menggunakan vakum mesin untuk menghasilkan tekanan hidraulik yang besar. Berbeda dengan booster rem hidraulik. Booster ini menggunakan pompa motor untuk menghasilkan tekanan hidraulik yang besar untuk mengurangi gaya tekan rem yang ditentukan. Booster rem hidraulik terdiri dari master cylinder, aktuator rem, tangki reservoir, pump, pump motor, dan accumulator. Untuk memeriksa level minyak rem reservoir, putar kunci kontak ke posisi "OFF" dan lepaskan tekanan pada sistem power supply. Master cylinder & booster rem terdiri dari bagian booster rem, bagian master cylinder, dan bagian regulator. Semuanya ditempatkan pada sumbu yang sama untuk mendapatkan konstruksi yang sederhana dan kompak.       Bagian booster rem terdiri dari operation rod, power piston dan booster chamber. Bagian master cylinder terdiri dari piston master cylinder , pegas pengembali, dan center valve. Bagian regulator terdiri dari regulator piston, pegas pengembali, spool valve, reaction rod, dan rubber reaction disc.