“요즘 최신의 고사양 모터바이크 스펙에서 빠지지 않고 찾아 볼 수 있는 IMU, 과연 무슨 뜻이고 모터바이크에는 어떻게 사용되며 어떤 점이 좋은 것일까?”
Inertial Measurement Unit
최신 고사양 모터바이크에 포함된 IMU 기술이란?
Inertial Measurement Unit 우리말로는 관성 측정 장치라고 하며 말 그대로 관성의 변화를 기록하는 장치다. 쉽게 말해 감각기관으로 우리 귓속의 세반고리관 같은 역할을 한다. 이 장치에서 얻어진 데이터로 물체의 움직임을 읽어낸다. 비행기와 선박은 물론 우주선과 위성에도 들어가며 유도미사일의 핵심 부품이기도 하다. 지금은 생활 깊숙한 곳까지 파고들어 우리가 하나씩 들고 다니는 스마트폰에도 하나씩 들어있다.
IMU 센서는 3차원 공간에서 앞뒤, 상하, 좌우 3축으로의 이동을 감지하는 가속도 센서와 피치(Pitch) 롤(Roll) 요(Yaw)의 3축 회전을 검출하는 자이로스코프 센서로 이루어진다. 라이더 스타일로 설명하자면 피치는 윌리와 잭나이프를 할 때, 롤은 바이크를 좌우로 기 울이거나 제자리쿵을 할 때, 요는 제자리에서 스핀 턴할 때의 각각의 축 회전을 생각하면 이해가 빠를 것이다.(웃음)
이를 통해 물체가 3차원 공간에서 어떤 방향으로 이동하고 기울어졌는지 정확히 알아낼 수 있다. 하지만 IMU는 말 그대로 센서에 지나지 않기 때문에 여기서 얻어진 데이터를 어떻게 사용하느냐에 다양한 기술에 응용할 수 있다.
진화한 ABS 시스템
초기의 ABS 시스템은 전, 후 휠 센서의 속도 차이만으로 작동했으며 이후 ECU에서 정보를 더해 작동의 정확성을 높였다. 하지만 바이크가 코너링 중인지 직진 중인지 알 수 없었기 때문에 개입 정도를 두루뭉술하게 적용해야 했다.
하지만 최근에 IMU 센서와 조합된 코너링 ABS가 등장했다. IMU로부터 바이크의 움직임에 대한 데이터를 받아 바이크가 기울어진 코너링 상황을 정확히 파악한다. 브레이크의 전후 압력 배분과 ABS 개입 정도를 더욱 세밀하게 제어해 코너링 중 제동안정성을 현격히 높였다. 독일 보쉬(BOSCH)가 KTM과 협력해 개발해 2014년 1190어드 벤처에 최초로 적용했으며 이후 BMW와 두카티 등 다양한 브랜드에서 고성능 모델에 기본으로 적용하고 있다.
또한 ABS 작동에 대한 여부를 속도 센서에 의지했던 옛날 방식과 달리 타이어 잠김으로 인한 균형의 흐트러짐까지 인지할 수 있어 ABS의 오작동을 줄였다. 이전 방식에서는 리어가 락이 되어버리면 전륜과의 회전 속도 차이를 알 수 없었지만 IMU의 도움으로 뒷바퀴 락은 ABS가 개입하지 않으면서도 앞바퀴에만 ABS가 작동하는 것까지 가능해졌다. 한발 더 나아가 두카티의 경우 ABS 모드에 따라 리어락은 물론 리어가 공 중으로 떠오르는 일명 잭나이프(스토피)까지 허용하면서도 전륜에만 ABS가 적용되는데 이 역시 IMU의 도움으로 가능해진 것이다.
밤길 와인딩 로드에서 시야를 확보해주는 코너링 라이트는 BMW의 K1600GTL에서 처음 선보인 기술이지만 빛을 반사하는 거울을 컨트롤 하는 복잡한 구조였기에 다른 모델에 적용이 힘들다. 이후 여러 브랜드에서는 좀 더 간단한 구조인 별도의 LED 라이트를 추가하는 방식으로 코너링 라이트를 구현해 선보이고 있다. KTM의 1290 슈퍼 어드벤처와 슈퍼 듀크 GT, 두카티 멀티스트라다 S, 2015년 그리고 최근의 야마하 FJR1300 2016년 형에도 이 코너링 라이트가 들어간다.
더욱 정교해진 트랙션 컨트롤
ABS와 더불어 트랙션 컨트롤 역시 IMU의 정보를 바탕으로 더욱 정교한 제어가 가능해졌다. 초기 트랙션 컨트롤은 ABS와 마찬가지로 전 후륜 의 속도 차이를 감지해 리어 휠의 회전이 프론트 휠의 회전보다 빠를 때 점화를 차단해 그립을 확보하는 것에서 시작했다. 지금은 IMU의 정보를 분석해 타이어가 슬라이드가 시작되어도 바이크가 균형을 잃지 않으면 트랙션 컨트롤이 개입하지 않다가 바이크가 지나치게 균형을 잃을 때서야 개입하는 것이 가능해졌다.
최근의 윌리 컨트롤이나 야마하의 슬라이드 컨트롤 시스템도 IMU 센서의 정보를 통해 더욱 정교하게 바이크의 자세를 안정화시키는 기술이다. 이러한 기술이 없었다면 200마력을 넘나드는 성능의 요즘의 슈퍼바이크를 쉽게 탈 수 없었을 것이다.
스마트 모터사이클
이렇게 안전을 위한 전자장비들에 더욱 정확한 정보를 제공하는 역할뿐만 아니라 다양한 편의장비도 IMU를 통해 진화하고 있다. 바이크의 현재 기울기를 계기반에 표시하기도 하며 기울기 값을 토대로 주행 방향을 비춰주는 코너링 라이트 기능을 바이크에 추가하기도 한다. 또한 노면의 상태는 물론 코너링 중이나 가속, 제동 등 상황에서 최적의 댐핑을 설정하는 세미 액티브 서스펜션 역시 IMU에서 얻어진 데이터와 서스펜션 움직임, ECU 등의 정보를 조합해 실시간으로 최적의 값을 설정한다.
BMW 모토라드에서는 슬립 혹은 충돌사고 등으로 IMU에서 정상 적이지 않은 움직임을 보고하면 라이더의 의식을 먼저 확인 후 GPS 데이터를 기반으로 긴급출동 서비스로 연결해주는 시스템을 준비 중이다. 또 두 바퀴임에도 스스로 균형을 잡는 바이크도 IMU 정보를 바탕으로 한다. 이 밖에도 도난, 사고 알림도 보다 정확해질 것이고 앞으로도 활용 분야는 무궁무진하기에 IMU를 장비하는 바이크는 점점 늘어날 것이다.
Credit
글 양현용 편집장
본 기사를 블로그, 커뮤니티, 웹사이트 등에 기사를 재편집하거나 출처를 밝히지 않을 경우, 그 책임을 뭍게 되며 이에 따른 불이익은 책임지지 않습니다. 웹사이트 내 모든 컨텐츠의 소유는 모토라보에 있습니다.