A cosa serve il dispositivo IMU installato sulle moto

Le moto di ultima generazione, sono dotate di telai resistenti, meccanica di altissima qualità e tecnologia all’avanguardia. In questo articolo parleremo di quest’ultima, e più precisamente di un’unico dispositivo di tipo inerziale. Negli ultimi anni, le aziende motociclistiche hanno fatto passi avanti in termini tecnologici. Se sei interessato, probabilmente è perché hai sentito parlare della tecnologia IMU installata sulla moto, ma non sai bene di cosa si tratti. Questo dispositivo lo troviamo su molti motocicli di ultima generazione di fascia medio/alta. Di seguito vedremo di cosa si tratta questo dispositivo, com’è fatto e qual’è il suo funzionamento nel campo motociclistico.

Per iniziare, possiamo dire che il dispositivo IMU potrebbe essere definito, sommariamente, una sorta di “scatola nera”. Questo, con l’ausilio di alcuni sistemi meccanici e elettronic (che vedremo di seguito), monitorano, registrano ed elaborano informazioni. La maggior parte delle moto di ultima generazione che richiedono alte prestazioni, o dispongono semplicemente di una tecnologia all’avanguardia, hanno al loro interno installato questo dispositivo elettronico.

Cosa significa IMU?

L’IMU, o Unità di Misurazione Inerziale, è una componente tecnologico che è diventato importantissimo sulle moto. Infatti, viene utilizzato in molti motocicli e scooter moderni, così da migliorare la prestazioni e la sicurezza del motociclista. Questo dispositivo è fondamentale per il funzionamento di vari sistemi di assistenza alla guida, come l’ABS Cornering, il controllo di trazione, il controllo dell’impennata e il Launch Control.

Questione di sicurezza

La prima cosa che dobbiamo conoscere, è il significato della parola IMU e cosa centra questa con la moto. Quella che andremo a vedere noi comuni motociclisti, non è l’Imposta Municipale Propria (I.MU.), che è una tassa statale. Ma si tratta di un dispositivo elettronico, che le aziende installando sulle moto, chiamato IMU. Le tre iniziali sono letteralmente Inertial Measurement Unit, che potremmo tradurre in “Unità di Misurazione Inerziale“.

Le Aziende di tutto il mondo cercano da sempre di accontentare i motociclisti e la loro insistente richiesta di potenza e velocità. Ma ogni motociclista che si rispetti, sa bene che la velocità, senza un buon controllo, non è solo inutile, ma è addirittura pericolosa. Adesso non parleremo di moto da competizioni, ma di motocicli stradali che non disprezzano qualche giro di pista.

Se fai parte di quest’ultima categoria, consigliamo di leggere “le piste e circuiti italiani per i motociclisti”

Con l’aumento continuo di prestazioni, si è dovuto pensare a dispositivi che rendessero la guida sicura e piacevole. Tanta potenza in mano ad un novellino (ne sono in tanti), può portare solo a tragici incidenti. Non stiamo dicendo di non comprare moto potenti, ma semplicemente che questo farà comprendere perché le aziende stanno installando questo dispositivo elettronico.

L’aumento di potenza e velocità, dovrebbe essere sempre al passo con la sicurezza stradale.

Il dispositivo in questione, IMU, in qualche moto cerca di aiutare il pilota nella guida in tutte le condizioni stradali. Pioggia, asfalto sdrucciolevole, curva stretta, ripartenza in salita e accelerazioni brusche, sono tutte circostanze che possono presentarsi quando stiamo guidando una moto. Molti dispositivi elettronici, che oggi è possibile trovare sulle moto stradali, alcuni anche obbligatori, sono derivati dal mondo della SBK e della MotoGP.

Basti pensare a dispositivi come l’ABS (obbligatorio), il TC (controllo della trazione) e il controllo dell’impennata, che sono diventati fondamentali per la sicurezza dei motociclisti. Un tempo, non molto lontano, anche i caschi non erano obbligatori, poi con la consapevolezza del rischio, si è arrivati ad avere una precisa normativa che li regolamenti (omologazione casco).

A cosa serve il dispositivo IMU?

Con la crescita tecnologica globale, l’industria motociclista cerca di apportare un po’ di tecnologia alle moto per migliorarne la guidabilità. L’IMU è stato sviluppato dalle aziende come la Bosch (leader mondiale in questo campo), per migliorare soprattutto la sicurezza di guida. L’utilità di questo dispositivo di misurazione inerziale, è principalmente di unire un una solo apparato tutti i sistemi di controllo elettronici installati sulla moto.

Il dispositivo IMU, libera il pilota dalle diverse preoccupazioni, come possono essere la ghiaia o la pioggia che si forma sull’asfalto. Ma non solo, infatti il dispositivo in questione è talmente tecnologico che monitora diversi parametri. Tra questi troviamo, l’angolo di piega, la velocità in cui girano le ruote, modula la potenza della frenata e tanto altro ancora. Ogni produttore, utilizza parametri e software diversi, in base alle priorità aziendali. Ma vediamo come funziona nel dettaglio questa tecnologia in linea di massima.

Com’è fatto un dispositivo inerziale?

IMU fa parte della categoria dei dispositivi chiamati MEMS o sistemi meccanici microelettronici. Assomigliano molto a dei piccoli microchip, come quelli contenuti nei computer che abbiamo in casa. Ma al loro interno, ci sono dei dispositivi meccanici come accelerometri e giroscopi. E per quanto se ne dica sul’evoluzione tecnologica e costi, questi dispositivi sono alquanto economici nella produzione.

Il basso costo di produzione, fa presagire che nei prossimi anni, tutte le aziende di veicoli stradali, implementeranno questo dispositivo su tutti i motocicli e scooter del mondo.

Tecnologia a sei assi

Per conoscere nel dettaglio il dispositivo IMU a sei assi, installato per la maggiore sulle moto in commercio, dobbiamo sapere cosa rileva. Il meccanismo al suo interno, monitora tramite il giroscopio, la rotazione su tre assi, mentre tramite l’accelerometro, l’accelerazione lineare che corre lungo tre direzioni. Di seguito, con l’aiuto di immagini, capiremo meglio il concetto, fondamentale per comprendere il funzionamento.

Giroscopio

Il giroscopio che interessa a noi motociclisti, è di tipo elettro-meccanico, è si tratta di un dispositivo che misura il movimento della moto sulle tre assi di rotazione. Per chi non ha praticità di fisica e meccanica, l’immagine può chiarire di cosa stiamo parlando. Ma pur non entrando troppo in tecnicismi fisici, possiamo dire che il dispositivo rileva l’imbardata, il rollio e il beccheggio della moto.

1. Imbardata: è l’oscillazione di una moto intorno al proprio asse verticale;
2. Rollio: si tratta dell’oscillazione della moto intorno al proprio asse longitudinale;
3. Beccheggio: è l’oscillazione del motociclo intorno all’asse trasversale.

Accelerometro

Gli altri tre movimenti della moto, che rilava il dispositivo, sono di tipo accelerometrici. Diversamente da prima, dove si rilevava la rotazione della moto lungo tre linee immaginarie, adesso rileveremo l’accelerazione lineare lungo tre assi di riferimento immaginario. L’accelerazione è una questione più complessa, perché per calcolarla abbiamo bisogno di grandezze vettoriali come, velocità e unità di tempo. In questo caso, stiamo parlando di un movimento inerziale o chiamato anche moto rettilineo uniforme.

Ma non entriamo troppo nei dettagli fisici, perché un unico articolo non basterebbe per spiegare il concetto e ci allontaneremmo troppo dalla risposta che stiamo cercando. Ma per comprendere le basi del dispositivo IMU, possiamo dire che monitora l’accelerazione lungo l’asse verticale, orizzontale e trasversale. L’immagine chiarisce meglio il significato di accelerazione lungo le tre assi di riferimento.

Cosa fa l’unità di misurazione inerziale?

L’IMU utilizza componenti elettro-meccanici che rilevano, misurano e elaborano informazioni. Più precisamente, rilevano e misurano i 6 diversi movimenti che può compiere una moto quanto è in marcia. Come abbiamo visto in precedenza, i diversi sensori sono gli accelerometri, che misurano i movimenti lineari e giroscopi che rilevano le rotazioni.

Il dispositivo “preleva” dalle 120 alle 150 volte al secondo, informazioni da tutti i sensori presenti e sparsi sulla moto. Il dispositivo IMU, recupera nozioni sull’accelerazione lineare, quantità di pressione frenante, flusso elettrico, giri del motore, rotazione delle ruote e tanti altre informazioni.

Parametri

Questi dati, vengono immagazzinati e inviati alla ECU (centralina elettronica), che li utilizza per eseguire numerose valutazioni sullo stato della moto. Il risultano è che la centralina, ha una quantità di informazioni complesse, che permette di sapere centinaia di volte al secondo:

• in che posizione si trova la moto
• che accelerazione sta subendo
• quanto è inclinata
• quanta pendenza ha il piano stradale
• a che velocità girano entrambe le ruote
• che differenza di rotazione vi è tra le due ruote
• la temperature del moto
• quanto energia frenante stiamo applicando alla leva
• in che marcia siamo
• quanti giri del motore sono all’attivo
• e tanto altro ancora…

Tutte questi parametri, danno modo alla ECU di regolare e intervenire sulle diverse esigenze richieste dal pilota e dal tratto di strada che stiamo percorrendo. Apporta, centinaia di volte al secondo, in modo preciso e accurato, regolazione ai diversi dispositivi della moto.

Cosa controlla IMU?

Molti si domandano, ma se i dispositivi come ABS, TC (controllo della trazione) e di controllo dell’impennata, funzionano da soli, a cosa serve il dispositivo IMU?

Il dispositivo inerziale oltre a misurare l’accelerazione e la rotazione della moto, unisce in un unico dispositivo tutti i sensori disponibili sul motociclo. In tale circostanza, permette ad esempio, all’ABS di funzionare anche in curva. Poiché il sensore IMU, rilevando che stiamo eseguendo una frenata in curva, apporta le giuste regolazioni per evitare di farci perdere il controllo.

Il dispositivo di Unità di Misurazione Inerziale (IMU) controlla e regola i seguenti dispositivi, in modo accurato e preciso, centinaia di volte al secondo. Per semplificare, riporteremo solo quelli più importanti, ma è bene sapere che vi sono anche ulteriori dispositivi rispetto a quelli elencati qui sotto.

• Controllo della trazione
• ABS sensibile all’inclinazione
• Controllo dell’impennata
• Launch control (partenza)
• Controllo attivo dell’ammortizzatore
• Controllo dello slittamento laterale
• Partenza in salita, senza l’ausilio dei freni
• Rilevamento degli incidenti per lo spegnimento della moto
• Erogazione del carburante
• e tanti altri ancora…

Cosa può fare IMU e ABS insieme

L’ABS viene spesso venerato, come il dispositivo rivoluzionario per la sicurezza di tutti i veicoli stradali degli ultimi anni. In sostanza, l’ABS impedisce il bloccaggio delle ruote in frenata, per capire come funziona clicca qui.

Il problema dell’ABS e che se siamo in piega e tiriamo il freno, la moto tornerà in posizione verticale (diritta) e seguirà una linea retta. Tutti i motociclisti sanno bene che non devono toccare in modo energico i freni quando sono è in curva, perché si rischia di andare “diritti”.

Ma con l’ABS sensibile all’angolazione, con l’aiuto dell’IMU, la centralina controllerà la frenata in base ai numerosi fattori a disposizione. Il dispositivo registra l’angolo di piega, la velocità di percorrenza, l’accelerazione lineare e la forza laterale che sta agendo in quell’istante mentre siamo in piega. Il risultato sarà, che la centralina apporterà le giuste correzioni per ottenere una frenata maggiore, senza un drastico cambio di direzione di traiettoria.

In sostanza, basterà tirare il freno in curva ed il software apporterà le dovute correzioni per farci eseguire una frenata nel minor spazio possibile.

Facciamo un esempio ancora più pratico e pensiamo ai piloti di MotoGP.

Quando un pilota accelera in uscita di curva con una supersportiva, la ruota anteriore tenderà a sollevarsi con il rischio di perdere il controllo. Con il dispositivo di controllo dell’impennata la ruota torna subito giù nell’istante che viene sollevata. In questo caso si ottiene un continuo e fastidioso saltellamento dell’avantreno (linea rossa).

Con il dispositivo di rilevamento inerziale IMU, con l’aiuto degli accelerometri e del giroscopio al suo interno, è possibile evitare questo. Il dispositivo intervenendo sull’erogazione del gas e giri del motore, regola i parametri centinaia di volte al secondo con un risultato molto più controllato. In sostanza, si otterrà un sollevamento e atterraggio della ruota anteriore, molto più fluido (linea verde). L’immagine in questo caso potrebbe chiarire il funzionamento, osservare la linea per comprendere il sollevamento dal suolo della ruota anteriore.

Conclusioni

Questa tecnologia, che inizialmente è nata per soddisfare le diverse esigenza dei piloti di MotoGP, adesso è disponibile sulla maggior parte dei motocicli stradali. A questa velocità tecnologica, non si esclude che in un futuro non molto lontano, sia possibile la guida automatica anche per le moto. Perché no, magari vedere una gara motociclistica di moto senza piloti.

Basti ricordare che, un progetto simile lo sta portando avanti la Yamaha. Qualche anno fa l’azienda giapponese ha mostrato il progetto Motobot, che ha visto correre una Yamaha in pista senza nessun pilota che la guidasse nemmeno in remoto. Su YouTube, troverai tanti video che mostrano moto la guida automatica, ma ricordiamo che queste moto sono solo prototipi.

L’intelligenza artificiale forse non salverà il mondo, ma qualche motociclista sicuramente si. Negli ultimi tempi, molti motociclisti devono la vita a questa tecnologia, che supporta e aiuta i piloti di tutto il mondo nella guida stradale.

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