驾驭好摩托车骑行技巧固然重要,但同时准确把握“摩托车现在处于什么状态”也很重要, IMU的作用正是如此,IMU相当于是一个强大的电脑辅助。
现代的高端摩托车,尤其是超级跑车,配备了多种电子设备,例如骑行模式、牵引力控制、ABS和半主动悬架等等。但要让这些电子设备发挥作用,摩托车本身必须准确地知道骑手想要做什么以及摩托车在做什么,这一点很重要。
首先,“骑手想要做什么?”可以通过操作油门开/关(油门位置传感器)、制动强度(ABS单元)、换档(档位传感器)等来进行一定程度的判断。但是,在以前只有知道车速和发动机转速、使用的档位、前后轮胎的数量,才能知道“摩托车的状态是什么?” 例如,如果前后轮胎旋转有差异,则可以确定轮胎是由于制动即将抱死(启用ABS)还是后轮在加速过程中空转(启用牵引力控制)。那么,只有当车体直线行驶时,才能获得准确的信息,那么在弯道、或者有坡度的时候,车辆并非处于正常直立和直线行驶的时候有很高的滑倒和跌倒风险。这就是IMU(惯性测量单元)发挥作用的地方。它是一种测量摩托车的姿态变化并精确检测“摩托车当前状态”的设备。
6轴IMU它有一个内置的电子陀螺传感器和加速度计,检测pitch(相对于左右轴的旋转)、roll(相对于前后轴的旋转)、yaw(相对于上下轴的旋转)和加速度的角速度后/左右/上下方向。
如果 IMU 检测到“向右滚动右偏航向前俯仰”和“前后方向减速”,则将处于右角进入-转弯状态。而且,如果这些逐渐加强,则可以判断它们在减速的同时处于接近状态,如果它们稳定且变化不大,则可以判断它们处于转弯状态。如果横滚从这里开始朝直立方向变化并向前加速,那就是上升。如果在这种转弯过程中偏航角速度突然增加,则可以推断出后轮在打滑并向外摆动。实际上IMU以更复杂的方式检测运动,并且还考虑到前后轮胎的旋转差异来综合判断“摩托车的当前状态”。
这样做有什么好处?例如,当后轮在弯道开始时即将打滑时,可以通过牵引力控制精确控制打滑,避免打滑。此外,采用最新的电控设备,不再仅通过点火切断和燃油喷射量来抑制扭矩(这样可以避免打滑和下降),而是通过电脑做精妙的油门控制。
此外,以防止制动时抱死不仅考虑了前后轮胎的旋转差异,而且还考虑了车身的倾斜度和加速/减速,因此可以操作转弯时即使在全坡度状态下也会刹车。因此才会有“弯道ABS”出现,它已经从常规的“安全装置”变为大幅度增强的运动型配置。此外,“半主动悬架”可以实时自动调整悬架以匹配驾驶场景的设置,这是IMU可以实现的功能之一,因为IMU可以检测车身的姿势和运动。
来自IMU的信息极大地提高了骑行模式(动力模式)、牵引力控制、转弯ABS(赛车ABS)、车轮控制和电控悬架等电子设备的控制精度。
六轴IMU可以理解为运动驾驶必不可少的设备,但对于以旅游和城市骑行为主的车友来说,它似乎是无用的设备。实际上IMU对没有经验的初学者的作用更大。
例如,弯道比传统ABS更有效,因为它即使在低速范围的山路弯道上也很有效。此外,还与IMU合作实现了“坡道辅助功能” ,它在斜坡上起步时保持刹车并使其更容易起步。此外,最新的“自适应巡航控制”很大程度上归功于雷达技术,但除非IMU能够掌握车身的姿态和运动,否则在弯道和变道过程中的速度保持和加减速可以平稳安全地完成。所以IMU在提高舒适性和运动性方面有很大帮助。
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