Techniek: IMU, digitale regelneef

Maakt niet uit wat jouw definitie van motorrijden is, van loeihard over een circuit jakkeren tot avontuurlijk reizen, het is en blijft een technisch verhaal dat door de jaren heen steeds complexer is geworden. Vandaar dat we in de wondere wereld van de techniek duiken om telkens één onderwerp te belichten. Dit keer: de IMU.

De moderne hellingshoeksensor, beter bekend als de IMU, verricht al ruim tien jaar wonderen op verschillende merken motorfietsen. De afkorting IMU staat voor ‘Inertial Measurement Unit’, vrij vertaald ‘bewegingsmeetinstrument’.

De beweging van een motorfiets wordt natuurlijk al tientallen jaren gemeten, denk maar aan de omvalschakelaar die jouw tweewieler laat weten dat hij zichzelf moet uitschakelen als hij op zijn zijkant ligt – niet alleen om te voorkomen dat het motorblok zonder smeerolie raakt bij onverhoopt omvallen, maar ook om de kans op behoud van ledematen te vergroten.

Van 3D naar 6D
Rond 2010 is Bosch begonnen met het onderzoek naar nieuwe techniek. Het uitgangspunt: kunnen we een motorfiets minder vatbaar maken voor menselijke overmoedigheid? Het antwoord werd gevonden in de toepassing van een hypergevoelige, snelwerkende bewegingssensor. Destijds mat de sensor de hellingshoek en rechtlijnige bewegingen verticaal en in de lengterichting.

Die zogenaamde 3D-sensor werd al snel opgevolgd door de uitgebreidere 5D-sensor die in staat is om ook rotatiesnelheid te meten om de lengte- en dwarsas. Rond 2021 kwam de 6D-sensor op de markt, die kan ook nog de giersnelheid en -hoek in beeld kan brengen. Denk bij ‘gieren’ vooral niet aan een langzaam rijdende ondernemer uit de agrarische sector of aan aasetende vogels, maar aan de gierhoek van de motor zoals het zijwaarts uitbreken van het achterwiel bij te heftig gasgeven als je de bocht uit komt.

De IMU geeft een schat aan informatie over de actuele bewegingen in de motor, waarmee Bosch de motorfietsfabrikant in staat stelt om diepgaande programmatuur te schrijven voor meerdere systemen. De twee belangrijkste zijn het rem- en het tractiecontrolesysteem. Minder bekend zijn bochtenverlichting, adaptieve cruise control, noodknipperlichten, actieve vering en niet te vergeten de informatie op het dashboard.

Geen onderhoud
Gemonteerd op een centraal plekje dicht achter het balhoofd zit het kleine zwarte kunststof kastje. Opgehangen in een bepaalde stand, vastgeschroefd met twee boutjes en aangesloten aan de draadboom met één stekker. In deze stekker vind je vier draden: een 12 volt plus, een massa, en twee communicatielijnen. Het ogenschijnlijk onbelangrijke kastje ter grootte van een luciferdoosje doet zijn werk onopgemerkt. Het maakt geen geluid, geeft geen licht en behoeft ook geen onderhoud. Het signaal dat het maakt verstuurt het via de CAN-bus (de netwerkkabel tussen stuurapparaten) en elk van de computers die het signaal kan gebruiken doet er zijn ding mee.

Weggewuifd
De introductie van dit meetinstrument heeft als doel om de motorfiets een veiliger vervoersmiddel te maken. Dat stuitte aanvankelijk op weerstand, heel wat motorrijders vroegen zich af of al die poespas wel nodig was en de technische vooruitgang werd weggewuifd met de nodige bravoure (lees: ik ben een goede motorrijder en heb geen hulpsystemen nodig). Maar intussen zijn we een decennium verder en kunnen we overtuigd zeggen dat het allemaal best wel heel goed werkt en zijn nut heeft.

Of we nu geschrokken te hard remmen, overmoedig te veel gas geven, tijdens een race door bandenslijtage de maximale gierhoek moeten bijstellen, in het donker over een slecht verlichte bochtige weg rijden, lekker adaptief cruisen op de snelweg of plots fors remmen, de razendsnel beschikbare info uit de IMU staat altijd paraat. Mede door deze moderne hellingshoeksensor en alle stuurapparaten die van zijn informatie gebruikmaken, is onze motorfiets in staat om ons als rijder van tevoren al te ondersteunen in plaats van naderhand te corrigeren. De opvolger van de 6D-sensor is er zoals bekend ook al, die heeft Bosch gevonden in de vorm van een assistentiesysteem dat radarbeelden rondom de motor mee in de rekensom opneemt.

In de IMU vind je versnellingsmeters, gyroscopen en (soms) magnetometers. De versnellingsmeter meet lineaire versnelling in drie assen, de gyroscoop meet rotatiebewegingen rond deze assen. In combinatie met een magnetometer, die de sterkte en richting van het magnetische veld van de aarde meet, kan een IMU-sensor nauwkeurige 3D-oriëntatiegegevens leveren. Hierdoor is hij onmisbaar in een groot aantal toepassingen, bijvoorbeeld een drone.

Tekst Eldert Mulder • Fotografie Honda, Yamaha, Bosch, Ducati