Techniek: IMU, digitale regelneef

Je kent het wel, onder het genot van je favoriete drankje in de ene hand en een afgedankt T-shirt in de andere, ben je heerlijk in je eigen wereld je motor weer eens aan het oppoetsen. Maar achter die mooi glimmende kuipset gaat tegenwoordig een hele wirwar aan elektronische componenten schuil, vakkundig weggewerkt onder de tank en achter welgevormd kunststof. Maar welke functie dienen ze? En nog belangrijker: hoe word jij er beter van?

Tijd om de moderne hellingshoeksensor, beter bekend als de IMU, eens van naderbij te bekijken. Het onderdeel verricht al ruim tien jaar wonderen op verschillende merken motorfietsen. De afkorting IMU staat voor ‘Inertial Measurement Unit’, vrije vertaling hiervan zou kunnen zijn ‘bewegingsmeetinstrument’.

Sec gezien meten we al tientallen jaren de beweging van een motorfiets. Een omvalschakelaar kan al tijden vertellen aan de motorfiets dat hij zichzelf moet uitschakelen wanneer het voertuig op zijn zijkant ligt. Dat is een welkome functie om te zorgen dat het motorblok niet 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. De vraag daarbij was: kunnen we een motorfiets minder vatbaar maken voor menselijke overmoedigheid? Het antwoord werd gevonden in de toepassing van de hypergevoelige, snelwerkende bewegingssensor. Destijds mat de sensor de hellingshoek en rechtlijnige bewegingen verticaal en in de lengterichting.

In rap tempo werd deze zogenoemde 3D-sensor opgevolgd door de uitgebreidere 5D-sensor. Deze is in staat om ook rotatiesnelheid te meten om de lengte- en dwarsas. Daarna kwam de 6D-sensor op de markt rond het jaar 2021. Deze laatste heeft als aanvulling dat hij ook nog de giersnelheid en -hoek in beeld kan brengen. Denk bij gieren nu niet aan een langzaam rijdende ondernemer uit de agrarische sector, maar aan de gierhoek van de motor zoals het zijwaarts uitbreken van het achterwiel bij te heftig gasgeven de bocht uit.

De IMU geeft een schat aan informatie over de actuele bewegingen in de motor. Daarmee stelt Bosch de motorfietsfabrikant in staat om diepgaande programmatuur te schrijven voor meerdere systemen. De twee belangrijkste zijn het remsysteem en het tractiecontrolesysteem. Minder bekend zijn de bochtenverlichting, adaptieve cruise control, knipperend noodremlicht, 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.

Best wel goed
De introductie van dit meetinstrument heeft als doel om de motorfiets een veiliger vervoersmiddel te maken. In het begin twijfelde de motorrijder of al die poespas wel nodig was en werd de technische vooruitgang weggewuifd met de nodige bravoure. Lees: de torenhoge inschatting van het eigen kunnen op twee wielen. Nu we een decennium verder zijn kunnen we vol overtuiging stellen dat het best wel heel goed werkt.

Of we nu van schrik te hard remmen, van overmoedigheid te veel gas geven, tijdens een race door bandenslijtage de maximale gierhoek bij moeten stellen, in het donker een slecht verlichte bochtige weg rijden, lekker adaptief cruisen op de buitenwegen 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 geliefde gemotoriseerde tweewieler in staat om ons als rijder op voorhand te ondersteunen in plaats van naderhand te corrigeren. De opvolger van de 6D-sensor heeft Bosch gevonden in de vorm van een assistentiesysteem dat radarbeelden rondom de motor meeweegt.

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