SEPUTAR SISTIM KONTROL MESIN BENSIN

 

Garis Besar Sistem Kontrol Mesin

 

Mesin bensin menghasilkan tenaga melalui ledakan campuran bensin dan udara. Tiga elemen penting agar mesin bensin menghasilkan tenaga:

 

1.	Campuran udara-bahan bakar yang baik
2.	Kompresi yang baik
3.	Loncatan api (spark) yang baik

Untuk mendapatkan ketiga elemen ini secara simultan, perlu dilakukan kontrol secara tepat terhadap formasi campuran udara-bensin dan waktu loncatan bunga api.

Sebelum tahun 1981, satu-satunya sistem kontrol mesin yang ada adalah EFI (Electronic Fuel Injection), yang menggunakan komputer untuk mengontrol volume injeksi bahan bakar. Selain EFI, sekarang terdapat sistem-sistem kontrol komputer lain, termasuk ESA (Electronic Spark Advance), ISC (Idle Speed Control), sistem diagnostik, dll.

 

REFERENSI:
Toyota menggunakan sistem kontrol komputer yang disebut TCCS (Toyota Computer-Controlled System) untuk secara optimal mengontrol injeksi bahan bakar, timing ignition, drivetrain, sistem rem, dan sistem lain sesuai dengan kondisi pemakaian mesin dan kendaraan.

 

 

Proses dari Kontrol Komputer

 

Agar komputer bekerja dengan baik, diperlukan sistem yang komprehensif yang terdiri dari berbagai alat-alat input dan output

 

Pada mobil, sensor-sensor seperti water temperature sensor atau meteran aliran udara berhubungan dengan alat input. Dan aktuator semacam injektor atau igniter berhubungan dengan alat output. Di Toyota, komputer yang mengontrol sebuah sistem disebut ECU (Electronic Control Unit). Komputer yang mengontrol mesin disebut ECU mesin (atau ECM*: Engine Control Module).  ECM adalah istilah SAE (Society of Automotive Engineers

 

Sensor, aktuator, ECU mesin dihubungkan dengan wiring harness. Hanya setelah ECU mesin memproses sinyal input dari sensor dan output mengontrol sinyal ke aktuator, seluruh sistem dapat beroperasi sebagai sistem kontrol komputer.

 

 

Deskripsi

 

Sistem kontrol mesin terdiri dari tiga bagian, yakni sensor (dan sinyal output sensor), ECU mesin, dan aktuator. Bab ini menjelaskan tentang sensor (sinyal), rangkaian daya, rangkaian ground, dan voltase terminal sensor.
ECU mesin dibagi menjadi beberapa fungsi, yakni: kontrol EFI, kontrol ESA, kontrol ISC, fungsi diagnosis, fungsi fail-safe dan backup, dan fungsi lainnya. Beberapa fungsi ini beserta fungsi-fungsi aktuator dijelaskan dalam bab terpisah

 

Rangkaian Daya

 

Rangkaian daya adalah sirkuit listrik yang mensuplai daya ke ECU mesin. Sirkuit listrik ini  termasuk ignition switch, relay utama EFI. dll.
Rangkaian daya yang digunakan kendaraan terdiri dari dua tipe berikut.

 

1.Dikontrol oleh ignition switch

 

2.	Dikontrol oleh ECU mesin

 

EFI (Electronic Fuel Injection)

 

Deskripsi

 

Sistem EFI menggunakan berbagai sensor untuk mendeteksi kondisi mesin dan kondisi pengendaraan mobil. Selanjutnya ECU mesin akan mengkalkulasi volume penyemperotan bahan bakar optimal, yang kemudian memerintahkan injektor untuk  menyemprotkan bahan baker

 

ECU mesin

Bagian ini mengkalkulasikan durasi injeksi bahan bakar optimal berdasarkan sinyal dari sensor

Air flow meter atau manifold pressure sensor

Tugasnya mendeteksi massa udara intake atau tekanan manifold.

Crankshaft position sensor

Untuk mendeteksi sudut cranksahft dan putaran mesin.

Camshaft position sensor

Ini mendeteksi sudut standar camshaft dan timing camshaft

Water temperature sensor

ini mendeteksi suhu pendingin

Throttle position sensor

Ini mendeteksi sudut bukaan throttle valve.

Oxygen sensor

Ini mendeteksi konsentrasi oksigen dalam gas buang

 

Tipe EFI

 

Ada dua tipe sistem EFI bila  diklasifikasikan berdasarkan  metode jumlah deteksi udara intake-nya.

1.	L-EFI (Tipe Air-flow control)

Tipe ini menggunakan air flow meter untuk mendeteksi jumlah udara yang mengalir di dalam intake manifold.
Ada dua tipe metode pendeteksian: Satunya langsung mengukur massa intake udara, dan satunya lagi membuat koreksi berdasarkan volume udara.

2.	D-EFI (Tipe kontrol tekanan manifold)

 

Tipe ini mengukur tekanan di dalam intake manifold untuk mendeteksi jumlah  udara intake dengan menggunakan densitas udara  intake

 

 

ESA

 

Sistem ESA (Electronic Spark Advance) adalah sistem yang menggunakan ECU mesin untuk menentukan ignition timing berdasarkan sinyal dari barbagai sensor.

 

ECU mesin mengkalkulasi ignition timing  dari ignition timing  optimal yang disimpan dalam memori untuk disesuaikan dengan kondisi mesin, dan mengirim sinyal pengapian ke igniter.

 

Ignition timing optimal pada dasarnya ditentukan menggunakan putaran mesin dan massa udara intake intake (tekanan manifold).

Sistem ESA terdiri dari berbagai sensor, ECU mesin, igniter, ignition coil, dan busi.

 

Peranan sensor

 

 

Peranan sensor

Camshaft position sensor (sinyal G): Sensor ini mendeteksi sudut crank standar dan camshaft timing. Crankshaft position sensor (sinyal NE): Bertugas mendeteksi sudut crank dan putaran mesin. Air flow meter atau manifold pressure sensor (sinyal VG atau PIM): Sensor ini mendeteksi massa udara  intake atau tekanan manifold. Throttle position sensor (sinyal IDL): Untuk mendeteksi kondisi mesin idling. Water temperature sensor(sinyal THW): Mendeteksi suhu cairan pendingin mesin. Sensor knock (sinyal KNK): Sensor ini mendeteksi kondisi knocking. Oxygen sensor (sinyal OX): Mendeteksi konsentrasi oksigen dalam gas buang.

 

Konstruksi

Sistem ESA terdiri dari berbagai sensor, ECU mesin, igniter, ignition coil, dan busi.

			Peranan sensor
Camshaft position sensor (sinyal G): Sensor ini mendeteksi sudut crank standar dan camshaft timing. Crankshaft position sensor (sinyal NE): Bertugas mendeteksi sudut crank dan putaran mesin. Air flow meter atau manifold pressure sensor (sinyal VG atau PIM): Sensor ini mendeteksi massa udara  intake atau tekanan manifold. Throttle position sensor (sinyal IDL): Untuk mendeteksi kondisi mesin idling. Water temperature sensor(sinyal THW): Mendeteksi suhu cairan pendingin mesin. Sensor knock (sinyal KNK): Sensor ini mendeteksi kondisi knocking. Oxygen sensor (sinyal OX): Mendeteksi konsentrasi oksigen dalam gas buang

 

	Peranan ECU mesin
ECU mesin menerima sinyal dari sensor, menghitung ignition timing optimal untuk kondisi mesin, dan mengirim sinyal oengapian (IGT) ke igniter

Peranan igniter

 

Igniter merespon output sinyal IGT oleh ECU digunakan untuk memerikan arus primer secara terputus-putus ke ignition coil. Igniter juga mengirim sinyal konfirmasi pengapian (IGF) ke ECU mesin.

ISC

 

Sistem ISC (Idle Speed Control) dilengkapi dengan sirkuit yang mem-bypass katup throttle, dan menghisap volume udara kedalam sirkiut bypass itu yang dikontrol oleh ISCV (Idle Speed Control Valve)

ISCV menggunakan sinyal dari ECU mesin untuk mengontrol mesin pada putaran idel optimal pada setiap saat.

 

Sistem ISC terdiri dari ISCV, ECU mesin, dan beragam sensor dan switch.

 

 

1.	Saat starting   Sikuit bypass dibuka untuk meningkatkan stabilitas

 

2.	Saat memanaskan mesin   Saat suhu pendingin rendah, putaran idle bertambah agar mesin bekerja dengan halus (fast idle). Bila suhu pendingin naik, putaran idle berkurang.
3.	Kontrol feedback dan kontrol estimasi     Saat menggunakan A/C Saat lampu depan menyala Ketika gigi dipindah dari N ke D atau dari D ke N saat kendaraan berhenti. Pada kasus di atas, bila beban ditambah atau diubah, putaran idle bertambah atau dijaga agar tidak berubah.

 

 

OTHER CONTROL

 

Mayoritas sistem kontrol mesin dilengkapi dengan sistem berikut, walaupun ada perbedaan, selain sistem EFI, ESA dan ISC.

Semua sistem ini dikontrol oleh ECU mesin.

 

 

 

	ETCS-i (Electronic Throttle Control System-intelligent)
	VVT-i (Variable Valve Timing-intelligent)
	VVTL-i (Variable Valve Timing and Lift-intelligent)
	Sistem kontrol oxygen sensor/pemanas sensor rasio udara-bahan bakar
	Sistem kontrol A/C
	Kontrol kipas pendingin
	ACIS (Acoustic Control Induction System)
	Sistem kontrol AI (Air Injection)/sistem kontrol AS (Air Suction)
	Sistem kontrol emisi penguapan
	Sistem kontrol udara intake
	Penilaian oktan bahan bakar
	Sistem kontrol ECT OD cut-off
	Sistem kontrol EGR cut-off
	T-VIS (Toyota-Variable Induction System)
	Sistem SCV (Swirl Control Valve)
	Sistem kontrol tekanan turbocharger
	Sistem kontrol supercharger
	Sistem kontrol EHPS (Electro-Hydraulic Power Steering)

 

DIAGNOSIS

 

ECU mesin memiliki fungsi OBD (On-Board Diagnostic) yang secara konstan memonitor setiap sensor dan aktuator. Bila kerusakan terdeteksi, kerusakan direkam sebagai DTC (Diagnostic Trouble Code) dan MIL (Malfunction Indicator Lamp) pada meter kombinasi akan menyala untuk memberitahukan kepada pengemudi.

 

Dengan menghubungkan tester genggam ke DLC3, komunikasi langsung dengan ECU mesin akan dilakukan melalui terminal SIL untuk konfirmasi DTC.

DTC juga dapat dikonfirmasi dengan menyebabkan MIL berkedip, kemudian memeriksa pola kedipan.

 

PETUNJUK:
MIL disebut juga lampu peringatan CHECK ENGINE atau lampu peringatan sistem mesin.

 

TYPE OBD

 

Untuk mengkonfirmasi data yang direkam oleh ECU mesin, sistem diagnosa yang disebut MOBD, CARB OBD II, EURO OBD atau ENHANCED OBD II digunakan untuk berkomunikasi langsung dengan ECU mesin.

Tiap sistem ini menampilkan DTC 5 digit pada tester genggam.

 

 

 

1.	MOBD
MOBD adalah sistem diagnosa yang unik untuk Toyota. Sistem ini dapat digunakan untuk memeriksa DTC atau data untuk item-item Toyota.
2.	CARB OBD II
CARB OBD II adalah sistem diagnosa emisi yang digunakan di AS dan Kanada. Ia digunakan untuk memeriksa DTC atau data untuk item-item yang di syaratkan oleh peraturan di AS dan Kanada.
3.	EURO OBD
EURO OBD adalah sistem diagnosa emisi yang digunakan di Eropa. Ia digunakan untuk memeriksa DTC atau data untuk item-item yang disyaratkan oleh peraturan di Eropa
4.	ENHANCED OBD II
ENHANCED OBD II adalah sistem diagnosa yang digunakan di AS dan Kanada. Sistem ini digunakan untuk memeriksa item-item yang disyaratkan oleh peraturan di AS dan Kanada, dan memeriksa DTC atau data untuk item-item milik Toyota.

 

PETUNJUK:
Tipe awal OBD menggunakan pola kedipan MIL untuk memeriksa DTC.

Sistem membaca data yang di output oleh ECU mesin tanpa berkomunikasi dengan ECU mesin.