Techniek: Schakelassistenten - Fabrikanten steken een tandje bij

Het heeft lang geduurd voordat er motorfietsen met automatische transmissies op de markt kwamen, maar inmiddels presenteert het ene na het andere merk een versnellingsbak met automatische features. Nu is het de beurt aan BMW, KTM en Yamaha. Het lijkt een voorbode van steeds vergaandere en meer geavanceerde assistentiesystemen.

TEKST: Peter Aansorgh - FOTO’S: fabrikanten

In de automobielwereld zijn automaten behoorlijk ingeburgerd, en ze worden steeds populairder. Bij motorfietsen zie je ze nog niet vaak, maar sinds vorig jaar zijn er toch een aantal merken met een automaat gekomen. Of dat aanslaat, moeten we nog afwachten. Auto’s en moto’s verschillen namelijk enorm in hun gebruik. De meeste mensen rijden op hun motorfiets als vrijetijdsbesteding en genieten van de wendbaarheid en de snelheid van zo’n tweewieler. Voor de meeste automobilisten is hun auto niet meer dan een vervoermiddel dat hen zo comfortabel mogelijk van A naar B moet brengen. Zeker met de toenemende verkeersdrukte is een automaat dan erg prettig. Maar er zit nog meer achter. De CO2-uitstoot moet omlaag, de auto moet zuiniger. Daarvoor is het belangrijk dat een motor in zijn meest gunstige toerenbereik draait.

Je ziet dan ook dat auto’s steeds meer versnellingen krijgen. Er zijn zelfs al acht- en negentrapstransmissies, die meer mogelijkheden bieden om bij elke snelheid het zuinigste toerental te kiezen. Daarbij is de mens achter het stuur de zwakke schakel: die kan nooit zo precies de juiste combinatie van gasstand, snelheid en toerental kiezen als een computer dat kan. De autowereld stuurt dus aan op automaten, die dat klusje beter klaren. Een tweede reden is, dat de EU en de fabrikanten het aantal ongevallen willen terugbrengen. Dat kan via assistentiesystemen en, uiteindelijk, door autonoom rijden. En daarvoor heb je een automaat nodig. Wellicht is dat ook een achterliggende gedachte voor de motorfietsfabrikanten, want ook daar zie je de assistentiesystemen steeds geavanceerder worden.

BMW

Er zijn nu dus al drie motorfietsfabrikanten die heil zien in een automatische transmissie. De eerste is BMW. Bij de nieuwe Automated Shift wordt de koppeling automatisch bediend, terwijl je naar wens automatisch of handmatig kan schakelen. Er is dus geen koppelingshendel. De koppeling wordt bediend door een elektromotor in combinatie met een hydraulisch systeem. De elektromotor drijft een hydraulische koppelingspomp aan via een tussentandwiel. De pomp staat in verbinding met de bedieningscilinder van de koppeling, de zogenaamde slave-cilinder. De bedieningscilinder duwt een lange stang in. Die drukt de drukplaat tegen de veerkracht van de koppelingsveren weg, zodat de gevoerde en ongevoerde koppelingsplaten vrij van elkaar kunnen bewegen. Zo regelt de elektromotor of ‘actuator’ de vereiste slip van de koppeling, ontkoppelt en koppelt ze automatisch bij het schakelen, en ontkoppelt de koppeling bij het stoppen. Zowel het wegrijden, als het stoppen, manoeuvreren en ontkoppelen voor het overschakelen gebeurt dus altijd volledig automatisch.

Elektronisch schakelen

Het schakelen zelf kan zowel door de rijder als au- tomatisch gebeuren. Als de rijder het doet, bedient hij gewoon het schakelpedaal zoals hij dat gewend is. Het pedaal activeert een schakelaar, die aangeeft of je op- of terug wilt schakelen. Dat schakelverzoek wordt doorgegeven aan de Transmission Control Unit. Extra sensoren bepalen het toerental van de ingaande as van de transmissie en de stand van de koppeling. Die waarden worden doorgegeven aan de TCU, die nauw verbonden is met de motorregeleenheid voor informatie over de gasklepstand en het toerental. Als dat toerental in de gewenste doelversnelling binnen het maximale of minimale toerentalbereik ligt, zal de ASA direct schakelen. Dan wordt er ontkoppeld, en vervolgens wordt er een tweede elektromotor in de versnellingsbak geactiveerd. Die draait de schakelwals, die de schakelvorken dusdanig beweegt dat de juist versnelling wordt ingeschakeld, zoals dat ook bij een conventionele versnellingsbak gebeurt. Om problemen te voorkomen schakelt de bak wel automatisch terug als het motortoerental onder een versnellingsafhankelijk minimumtoerental komt, zelfs al staat het systeem in de handmatige modus. Dat voorkomt dat de motor afslaat. In de automatische schakelmodus 'D' wordt automatisch geschakeld afhankelijk van de rijmodus, het motortoe- rental, de gasklepstand en de hellingshoekparameters. Er wordt geschakeld op basis van de rijsituatie en dynamische vereisten.

Modi

De schakelmomenten, oftewel de toerentallen en gasstanden waarbij de transmissie in de D-stand schakelt, zijn gekoppeld aan de diverse rijmodi. In een sportieve stand zal hij dus bij een hoger toerental op- en terugschakelen. Interessant is, dat het systeem ook samenwerkt met Active Cruise Control of Forward Collision Warning. Het systeem zal dus automatisch schakelen als de motor vanwege een van deze systemen moet afremmen of optrekken. Eigenlijk kan je hier dus al spreken van een zekere mate van autonoom rijden. Volgens BMW profiteert de rijder zowel in de M- als de D-modus van perfect uitgevoerde schakelovergangen met een soepele onderbreking van de tractie. Dat geeft een efficiënte acceleratie van de motorfiets en een grotere rijstabiliteit. Bij het opschakelen wordt bijvoor- beeld de schok die je vaak hebt als je iets te onnauwkeurig of bruusk schakelt, grotendeels geëlimineerd. Dat voorkomt ook helmcontact tussen rijder en passagier. Bovendien zorgt dit systeem dat je gemakkelijker kan wegrijden op hellingen en dat ook de voertuigbeheersing op het terrein of op moeilijke ondergronden een stuk gemakkelijker wordt.

KTM

Ook KTM gaat mee in de vaart der volkeren en presenteert een automatische transmissie. Het gaat hierbij eveneens om een AMT, oftewel een Automated Manual Transmission. Die term komt uiteraard uit de autowereld, waar je met de hand schakelt. Net als BMW geeft de AMT van KTM de keuze om zelf te schakelen in de M-modus of volledig geautomatiseerd in de A-modus. In tegenstelling tot traditionele versnellingsbakken voor motorfietsen heeft de AMT een P-N-1-2-3-4-5- 6-versnellingsvolgorde, waarbij P staat voor park. Die stand activeert een vergrendelingspal in de versnellingsbak, zodat de motor niet per ongeluk weg kan rollen. Zowel de park- als de neutraalstand kan alleen worden geselecteerd met de schakelpaddle op het de linker stuurhelft, ongeacht of de motor draait of niet. De voor- of achterrem moet worden gebruikt om de eerste versnelling in te kunnen schakelen.

Centrifugaalkoppeling

Of je nu automatisch of handmatig schakelt, in beide gevallen hoeft je als rijder de koppeling zelf niet te bedienen. Dat gaat volledig automatisch, omdat deze transmissie is voorzien van een centrifugaalkoppeling. Dat ziet eruit als een soort hele dikke koppelingsplaat, die achter het platenpakket van de natte platenkoppeling is geplaatst. Deze dikke plaat bestaat uit twee schijven, waartussen conische vlieggewichtjes zitten. Als de koppeling op toeren komt, bewegen de gewichtjes naar buiten en drukken zo de twee platen uit elkaar, waardoor ze het pakket gevoerde en ongevoerde koppelingen tegen elkaar aan drukken en de koppeling tot aangrijping komt. Dat maakt starten op een helling, wegrijden, stoppen en manoeuvreren bij lage snelheden veel gemakkelijker, vooral op een grotere motorfiets. Bovendien is het onmogelijk om de motor af te laten slaan, wat op zich al een enorm voordeel is.

Shifting-modi

Ook bij KTM wordt de transmissie bestuurd door een Transmission Control Unit. Als het schakelmoment daar is, wordt een elektromotor geactiveerd die de scha- kelwals via een tandwiel laat draaien tot de volgende versnelling is ingeschakeld, dus op dezelfde manier als bij BMW. Het schakelen kost ongeveer 50 ms. Dat is vergelijkbaar met een traditionele transmissie met quickshifter.

Je kan de AMT van KTM volledig automatisch laten schakelen, maar je kan het ook zelf doen. Dat kan via een schakelpedaal aan de linkerkant van de motor of via de schakelflipper op de linker stuurhelft. Op die manier kan je toch nog genieten van een sportief rijgevoel. Daartoe heeft de transmissie traditionele overbrengingsverhoudingen en een gewicht dat nauwelijks hoger ligt dan bij een normale transmissie. Het AMT-systeem biedt rijders ook een breed scala aan afstelconfiguraties, waarbij de shifting-modi samenwerken met de ride-modi om individuele voorkeuren mogelijk te maken, ongeacht de toepassing.

Yamaha

Yamaha presenteert met de MT-09 Y-AMT eveneens een motor met een geautomatiseerde, handmatig te be- dienen zestrapstransmissie, oftewel een AMT. Ook hier kan de motorrijder kiezen voor een automatische of een manuele stand, maar die laatste is in dit geval ook echt manueel. Een schakelpedaal is er niet, schakelen doe je via een wipschakelaar op de linker stuurhelft. Je kan met duim en wijsvinger opschakelen via de plusschakelaar en terugschakelen met de minschakelaar. Wil je sportiever rijden, dan kan je ook kiezen voor bediening met één vinger. Dan trek je de plusschakelaar met je wijsvinger omhoog of je duwt hem omlaag. De elektronica zorgt dan dat er ontkoppeld en geschakeld wordt. Door dit systeem zijn zowel de traditionele koppelingshendel als een met de voet bediende schakelpedaal overbodig. Volgens Yamaha zou schakelen met de hand sneller gaan en minder bedenktijd vragen omdat je handen nauwer en verfijnder zijn verbonden met de hersenen dan je voeten. Zo kan je je beter op het rijden zelf concentreren: gebruik van gashendel en rem, hellingshoek, lichaamshouding, gripniveau van de banden ... Je kan je afvragen of dat allemaal waar is, en of het uitbreiden van het takenpakket van de linkerhand en het aantal knoppen op de linker stuurhelft geen averechts effect heeft. In dat geval hebben KTM en BMW het bij het juiste eind, want die hebben wel een voetpedaal.

Conventionele transmissie

Hoewel de rijder de koppeling niet meer direct mecha- nisch bedient, heeft Yamaha wel de conventionele koppe- lingsbediening op de transmissie gehandhaafd. De hevel op het koppelingshuis wordt nu echter niet door een kop- pelingskabel opengetrokken, maar door een elektromotor en een hevelsysteem. Het staafje dat het koppelingshuis ingaat, is aan het einde voorzien van een tandwiel dat de koppelingsstift maar buiten trekt als de hevel wordt bediend. Dat trekt de drukplaat los van de koppelingsplaten. Ook het conventionele schakelmechanisme is gehand-haafd: de schakelstang die de schakelwals verdraait, wordt nu alleen niet door een schakelpedaal bediend maar door een elektromotor met een hevelsysteem.

Bij stilstand en lage snelheden regelt het Y-AMT- systeem de werking van de koppeling en de versnel- lingsbak, waardoor de machine gemakkelijker te bestu- ren is bij het wegrijden, het uitvoeren van manoeuvres en in druk verkeer.

Modi

Het Yamaha-systeem kent twee automatische modi: D en D+. De D+-modus is de sportieve modus, waarin de driecilinder CP3-motor van de MT-09 hogere toerental- len langer vasthoudt voor hij op- of terugschakelt. Als alternatief biedt de D-modus een rustiger schakelgedrag dat beter geschikt is voor lage snelheden en rijden in de stad, zoals woon-werkverkeer en ontspannen ritten. Mocht de rijder het allemaal toch zelf willen bepalen, dan kan hij of zij tussen de MT- en AT-modi schakelen via een knop op de rechter stuurhelft.

Het mag duidelijk zijn dat geen van de drie merken iets zeggen over brandstofverbruik en emissies. Voor de motorwereld is dat wel een issue, maar (nog) geen verkoopargument. Het lijkt er dus op dat de huidige systemen voornamelijk zijn ontwikkeld voor meer comfort en rijgemak, en wellicht als voorbode van vergaander assistentiesystemen.