Wie Motorsport-ABS funktioniert — Bosch Motorsport ABS M5 Erklärt

By Andrius KontrimasMotorsportingenieur – Renningenieur in den GT3-, LMP3- und 24H-Serien. Gründer von XTRA Motorsport.

Motorsport-ABS ist ein Antiblockiersystem, das speziell für Rennwagen und nicht für Straßenfahrzeuge entwickelt wurde. Es regelt jedes Rad einzeln, genau an der Haftungsgrenze. In der Praxis ermöglicht dies dem Fahrer, stark und spät zu bremsen, die Bremsen dann sanft zu lösen und in die Kurve einzulenken – sogenanntes Trail-Braking –, während die Reifen noch belastet sind, ohne dass die Räder blockieren. Anders als das ABS in Serienfahrzeugen ist es fahrzeugspezifisch konfiguriert: Reifenumfang, Radstand, Spurweite sowie Fahrzeug- und Radgewichte werden eingegeben, damit das System weiß, was es regelt. Das Referenzsystem im professionellen Motorsport ist das … Bosch Motorsport ABS M5Dieser Artikel erklärt die Funktionsweise von ABS im Motorsport, warum ein serienmäßiges ABS-System nach dem Umbau eines Rennwagens seine Funktion verliert und was man an einem solchen System konfiguriert. Bosch Motorsport ABS M5.

Wenn Sie sich noch nicht entschieden haben, ob Sie ein solches Gerät einbauen möchten und welches Set Sie kaufen sollen, finden Sie die Produktdetails auf der Website. Bosch Motorsport ABS-Kategorieseite. Dieser Artikel befasst sich mit der Technik – was das System leistet und warum.

Wichtige Erkenntnisse

• ABS verhindert Rad sperren, bremst nicht. Bosch Motorsport M5 arbeitet mit zwei Signalen an jedem Rad – seinen Verzögerung (wie schnell sich seine Geschwindigkeit ändert) und seine slip — um den Reifen im optimalen Haftungsbereich zu halten. Der optimale Schlupf bei Motorsport-Slicks ist geringer als die oft für Straßenreifen angegebenen 10–20 %.
• Ein blockierter Reifen hat nur sehr wenig Grip. für Richtung – damit es schlimmer wird und Das Fahrzeug kann nicht lenken. ABS ist dafür da, zu verhindern, dass alle vier Reifen blockieren.
• Die Produktion von ABS ist ein Sicherheit System, abgestimmt auf Straßenreifen; Motorsport-ABS ist ein Leistung Das System ist auf Slicks und deutlich höhere Verzögerungswerte abgestimmt. Reduziert man das Gewicht, montiert Slicks, größere Bremsscheiben und steifere Federn, passt die Kalibrierung des Seriensystems nicht mehr – es greift dann zu früh ein und reduziert den gewünschten Bremsdruck.
• Das Bosch Motorsport ABS M5 ist vollständig konfigurierbar: Fahrzeugmasse, Spurweite, Radstand, Radumfang und Sensorinkremente werden alle eingegeben in RaceABSDie Interventionsstufe wird über einen vom Fahrer zugänglichen 12-Positionen-Schalter ausgewählt.
• Der größte Gewinn ist BremsvertrauenMit ABS kann der Fahrer beim ersten Bremsvorgang den maximalen Bremsdruck erreichen, ohne Angst vor einem Blockieren der Räder haben zu müssen – was das Bremsverhalten eines Amateur- oder Gentleman-Fahrers dem eines Profis deutlich annähert.
• ABS im Motorsport ist kein Ersatz für gute Bremsen, gute Reifen oder fahrerisches Können und verstößt nicht gegen die Gesetze der Physik. Es sorgt dafür, dass ein gut konstruiertes Auto beim Bremsen konstant und reproduzierbar reagiert – und genau das ist die Grundlage für bessere Rundenzeiten und vermiedene Unfälle.

Was ABS im Motorsport ist – und was es nicht ist.

Ein Motorsport-ABS-Steuergerät ist ein eigenständiges, konfigurierbares Antiblockiersystem, das für den Einbau in Rennwagen und deren individuelle Abstimmung entwickelt wurde. Es handelt sich nicht um das ABS-Modul eines Serienfahrzeugs und ist auch nicht mit diesem austauschbar. Die Hardware ist abgedichtet und vibrationsfest, wird an einen Motorsport-Kabelbaum angeschlossen und nicht an den werkseitigen Kabelbaum. Die Steuerlogik ist über Software für den Ingenieur zugänglich und nicht vom Hersteller gesperrt.

Die Unterscheidung ist wichtig, da die beiden Systeme auf unterschiedliche Ziele ausgerichtet sind. Serienmäßiges ABS ist ein Sicherheit Zunächst zum System: Es wird im Werk einmalig kalibriert, um einem ungeübten Fahrer bei einer Notbremsung die Kontrolle zu ermöglichen. Und hier liegt der entscheidende Hinweis darauf, warum dadurch Leistungseinbußen entstehen – dieselbe Kalibrierung muss auch die Sicherheit des Fahrzeugs mit Sommerreifen gewährleisten. und Winterreifen, abgefahren oder neu, leicht beladen oder voll mit Passagieren und Gepäck. Der Hersteller kann die Haftung nicht auf einen bestimmten Reifen abstimmen, sondern wählt eine konservative Abstimmung für den ungünstigsten Fall für alle Reifen. Dies dient der Sicherheit, nicht der Reifenperformance. Motorsport-ABS ist ein Leistung Das System ist auf einen bestimmten Satz Motorsportreifen und die deutlich höhere Verzögerung eines Rennwagens abgestimmt, um den kürzestmöglichen Bremsweg bei gleichzeitiger Lenkbarkeit zu gewährleisten. Ein Serienfahrzeug ist ebenfalls auf eine feste Spezifikation abgestimmt, die sich über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs kaum ändert. Ein Motorsportfahrzeug hingegen muss mit einem Fahrzeug funktionieren, das vom Team ständig weiterentwickelt wird – Reifenmischung, Bremsanlage, Gewicht, Aerodynamik – und auf unterschiedlichen Untergründen, von trockenen Rennstrecken bis hin zu nassen, steilen Bergrennen. Diese Flexibilität ist der entscheidende Vorteil.

So funktioniert ABS: Es regelt die Radverzögerung und den Schlupf.

Die Aufgabe eines ABS-Systems besteht darin, ein Blockieren der Räder beim Bremsen zu verhindern. Dies geschieht durch die Überwachung zweier Faktoren an jedem Rad: der Raddrehzahl und der Bremskraft. Verzögerung — wie schnell seine Rotationsgeschwindigkeit abnimmt — und seine slipDie Differenz zwischen der Raddrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit ist der Schlupf. Verzögerung ist ein Frühwarnzeichen: Ein Rad, das deutlich schneller abbremst, als das Fahrzeug physikalisch möglich ist, blockiert bald, oft bevor sich der Schlupf vollständig aufgebaut hat. Der Schlupf ist das Maß für die Belastung jedes einzelnen Reifens im stationären Zustand.

Gleitbewegungen lassen sich am einfachsten als Kurve vorstellen:

• At 0 % Schlupf Das Rad rollt frei und trägt keine Bremslast.
• At 100 % Schlupf Das Rad ist vollständig blockiert und rutscht.
• Die optimale Bremsleistung liegt dazwischen – und wo genau, hängt vom Reifen ab. Straßenreifen erreichen ihren Maximalwert bei etwa 10–20 % Schlupf; Rennreifen bei einem höheren Schlupf. senken, wobei veröffentlichte Daten von Rennreifen die maximale Längshaftung eines Slicks in der Nähe eines Schlupfverhältnisses von 0.05–0.15 (5–15 %)Ein Motorsport-ABS hat also ein engeres, niedrigeres Schlupffenster als ein Straßen-ABS.

Die Haftungskurve ist der entscheidende Faktor: Die Bremskraft steigt mit zunehmendem Schlupf bis zu diesem Maximum an, dann fällt weg Wenn der Reifen zu rutschen beginnt, befindet sich ein blockierter Reifen jenseits des Scheitelpunkts, auf der falschen Seite der Kurve, und erzeugt deutlich weniger Bremskraft als ein Reifen mit optimalem Schlupf. Schlimmer noch: Ein rutschender Reifen verliert auch seine Bremswirkung. seitlich Grip – ein blockiertes Vorderrad kann das Auto also überhaupt nicht lenken.

Die ABS-Hardware führt folgende Vorgänge kontinuierlich, dutzende Male pro Sekunde, aus:

1. A Radgeschwindigkeitssensor An jeder Ecke wird gemessen, wie schnell sich das jeweilige Rad dreht.
2. Das Steuergerät überwacht zwei Dinge pro Rad – seine slip (Radgeschwindigkeit im Verhältnis zur geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit) und deren Verzögerung (die Rate, mit der die Radgeschwindigkeit abnimmt). Sobald ein Wert den Schwellenwert unterschreitet, wird eine bevorstehende Blockierung signalisiert.
3. Wenn ein Rad die Schwelle überschreitet, wird das integrierte Hydraulikeinheit moduliert den Bremsdruck an diesem einzelnen Rad – durch Lösen und erneutes Anlegen über Magnetventile –, um die Haftung nahe am Maximum zu halten.
4. Dies ist erledigt unabhängig für jedes RadDaher darf ein Reifen auf griffigem Asphalt einen deutlich höheren Druck haben als einer auf einer aufgemalten Linie oder einer feuchten Stelle.

Das Gerät überwacht mehr als nur die Raddrehzahl. Es misst... zwei Bremsdrucksensoren – einer vorne, einer hinten — wodurch es die Berechnung ermöglichte BremsbalanceDie Bremskraftverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse wird erfasst. Anhand dieser Daten kann das System anzeigen, ob die Bremskraftverteilung optimal ist und gegebenenfalls anpassen. Bosch Motorsport MM5.10 Trägheitssensor Fügt die Quer- und Längsbeschleunigung sowie die Gier-, Nick- und Rollraten hinzu, sodass das Gerät erkennt, ob das Auto auf gerader Strecke bremst oder in eine Kurve hineinbremst – und kann entsprechend eingreifen.

Die individuelle Radsteuerung ist etwas, was ein Mensch nicht leisten kann. Ein Fahrer hat ein einziges Bremspedal, das alle vier Räder betätigt. Ohne ABS muss er die Bremskraft auf das Rad modulieren, das am ehesten blockiert – die anderen drei bremsen also unterhalb ihrer maximalen Bremskraft. ABS bietet Ihnen im Prinzip vier unabhängige Bremspedale, die schneller betätigt werden können als jeder Fuß.

Warum das serienmäßige ABS in einem modifizierten Rennwagen nicht funktioniert

Das ist die Frage, die den meisten Leuten Kopfzerbrechen bereitet, denn das ABS im Spenderfahrzeug ist oft... scheint Im Straßenverkehr funktioniert alles einwandfrei. Das Problem tritt erst auf, nachdem das Auto modifiziert wurde.

Die serienmäßige ABS-Software ist auf eine bestimmte Fahrzeugkonfiguration kalibriert: bekannte Masse, bekanntes Fahrwerk, bekannte Reifen, bekannte Bremsscheiben und bekannter Hauptbremszylinder. Wenn man dieses Auto in einen Rennwagen umbaut, ändert man nahezu alle diese Eingangsgrößen:

• Entfernt man den Innenraum, wird das Auto deutlich leichter, wodurch sich die erreichbare Verzögerung erhöht.
• Mit breiteren, griffigeren Reifen und größeren Bremsscheiben erhöhen sich die verfügbare Haftung und das Bremsmoment wieder.
• Verändert man Sturz, Federraten und Dämpfung, ändert man die Größe und das Verhalten der Aufstandsfläche und wie der Reifen Unebenheiten folgt.

Das werkseitig eingebaute ABS-System hat keine Kenntnis von diesem Vorfall, und seine Kalibrierung lässt sich nicht entsprechend anpassen. Das übliche Symptom ist ein Eingriff des Steuergeräts. zu früh Das System erkennt vermeintlich ein drohendes Blockieren der Räder und reduziert den Bremsdruck drastisch, obwohl das modifizierte Fahrzeug deutlich mehr Grip hätte. Im schlimmsten Fall lässt es bei maximaler Bremsung viel Druck ab, was sich beunruhigend anfühlt und die Kurve kostet. Genau deshalb deaktivieren viele Rennwagenbauer das serienmäßige ABS und verzichten darauf – und fahren dann im Grenzbereich des Blockierens, ohne jemals das volle Bremspotenzial des Fahrzeugs auszuschöpfen.

Ein Motorsport-ABS löst dieses Problem, indem es die Parameter offenlegt. Man teilt ihm mit, wie das Auto jetzt reagiert. is.

Was macht die Bosch Motorsport ABS M5 anders

Das Bosch Motorsport ABS M5 Dieses System wird von den meisten Profiteams bevorzugt, da dem Ingenieur alle Variablen zugänglich sind, die das Werksgerät nicht erfasst. Ein solcher Umbausatz basiert auf einer Hydraulikeinheit mit integriertem Steuergerät, zwei 260-bar-Bremsdrucksensoren und einem Bosch Motorsport MM5.10 Gier-/Beschleunigungssensor, vier Radgeschwindigkeitssensoren, der 12-Positionen-Funktionsschalter und die ABS-Warnleuchte.

Der 12-stufige Funktionsschalter

Der Fahrer erhält einen Drehschalter mit zwölf Positionen, von denen jede einer anderen Stufe des ABS-Eingriffs zugeordnet ist. Dies ist die mit Abstand nützlichste Funktion im realen Fahrbetrieb:

• Bei Positionen mit hoher Griffigkeit und auf trockener Fahrbahn wird eine niedrige Schlupfschwelle für maximale Bremskraft genutzt.
• Zwischenpositionen ermöglichen moderate Eingriffe.
• Bei Situationen mit geringer Haftung (Nässe, Schotter, kalte Reifen) wird mehr Schlupf toleriert und früher eingegriffen.

Der Fahrer kann die Position während der Fahrt anpassen. Kalte Reifen in der ersten Runde, eine nasse Stelle in der Bremszone, eine ungewohnte Oberfläche auf einer Asphalt-Rallyestrecke – Eingriff verstärken. Trockene Strecke, warme Reifen, eine bekannte Kurve – Eingriff reduzieren. Bei der Kit-1-Hardware kann Position 1 sogar als vollständige ABS-Deaktivierung konfiguriert werden.

RaceABS – Eingabe Ihrer Fahrzeugparameter

Die Konfiguration erfolgt in RaceABS, die kostenlos mitgelieferte PC-Software von Bosch MotorsportDie Verbindung zwischen Laptop und ABS-Einheit erfolgt über die Bosch Motorsport MSA-BOX II USB-Schnittstelle. Zu den von Ihnen festgelegten Parametern gehören:

• Fahrzeuggewicht und Spurbreite
• Radgewichte und Radumfang
• Radabstand
• Zählwert des Raddrehzahlsensors (Anzahl der Zähne/Impulse pro Umdrehung)
• ABS-Kennfeldzuordnung pro Schalterstellung (bei Kit 1)

Wenn diese Einstellungen korrekt vorgenommen werden, entspricht die Schlupfberechnung des Steuergeräts der Berechnung des realen Fahrzeugs. Dies ist der Schritt, den das werkseitige ABS nicht zulässt, und der Grund dafür, dass ein korrekt konfiguriertes M5-System dort funktioniert, wo ein Standard-ABS-System versagt. Die vollständige Parameterübersicht und die Verdrahtungsdetails sind in der [Dokumentation/Anleitung einfügen] aufgeführt. Bosch Motorsport ABS M5 Clubsport Bedienungsanleitung (PDF).

Radgeschwindigkeitssensoren und CAN-Integration

Der M5 ist serienmäßig mit vier Raddrehzahlsensoren ausgestattet – die genaue Variante (DF11I, DF11S oder DF11V) ist auf das Fahrzeug und die gewählte CAN-Bus-Geschwindigkeit (1 Mbit/s oder 500 kbit/s) abgestimmt. Das System arbeitet entweder eigenständig, was für viele ältere Fahrzeuge geeignet ist, oder über CAN mit der übrigen Fahrzeugelektronik integriert. Bei modernen Fahrzeugen tauscht es Daten mit dem Steuergerät aus. Bosch Motorsport ECU und DDU-Anzeigen: Radgeschwindigkeit, Bremsdruck und ABS-Eingriffe werden alle im Bus zur Protokollierung und Anzeige in RaceCon angezeigt.

Für High-End-Systeme ABS M5 1 Kit Es beinhaltet einen speziell für den Motorsport entwickelten Gurt und schaltet fortschrittliche Algorithmen frei – abtriebsabhängige Schlupfziele, Anpassung des Seitenverzögerungsschlupfs und Reduzierung des Schlupfs des kurveninneren Rades –, die in GT3/GT4-Hersteller- und OEM-Programmen verwendet werden. Für die meisten Teams ABS M5 Clubsport Mit seinen voreingestellten, per Schalter auswählbaren Karten ist es der richtige Ausgangspunkt – die vollständigen Hardware-Spezifikationen sind in der Bosch Motorsport ABS M5 Clubsport Datenblatt (PDF). Der vollständige Variantenvergleich, einschließlich der Porsche Cup-Kits, befindet sich auf der Bosch Motorsport ABS-Kategorieseite.

Kann Motorsport-ABS in jedes Auto eingebaut werden?

In der Praxis ja – für fast jedes Auto mit hydraulischem Bremssystem. Da das M5-System eigenständig funktioniert, ist es nicht darauf angewiesen, dass das Spenderfahrzeug ursprünglich über ABS verfügte. Genau das macht es auch für ältere und selbstgebaute Fahrzeuge geeignet. Es benötigt lediglich die in den Bremskreislauf integrierte Hydraulikeinheit, die vier Raddrehzahlsensoren mit jeweils einem passenden Impulsgeber oder einer Impulsquelle, die Bremsdruckmessung sowie den Schalter und die Warnleuchte im Cockpit. Bei neueren Fahrzeugen wird es dann an das bestehende CAN-Bus-Netzwerk angebunden; bei älteren Fahrzeugen funktioniert es eigenständig.

Eines kann es nicht: eine mangelhafte Basis retten. Motorsport-ABS ergänzt das vorhandene Bremssystem – es kann weder zu kleine Bremsscheiben, die falsche Bremsbelagmischung, abgefahrene Reifen noch einen Fahrer, der 30 Meter zu spät bremst, ausgleichen. Es optimiert jedoch die Bremsleistung eines korrekt konstruierten Fahrzeugs. wiederholbarRunde für Runde, unter sich ändernden Bedingungen.

Macht ABS Amateur- und Gentleman-Fahrer schneller?

Mehr als bei fast jedem anderen System im Auto ist der erste Bremsvorgang – der abrupte Übergang von Vollgas auf maximalen Bremsdruck bei höchster Kurvengeschwindigkeit, wenn das Auto am wenigsten stabil ist – besonders schwierig. Genau bei diesem ersten Bremsvorgang blockiert ein Rad am ehesten.

Ohne ABS muss der Fahrer beim ersten Anfahren etwas zurückhaltender bremsen und einen Sicherheitsabstand einhalten, da ein blockierendes Rad den Reifen abflacht und die Kurve unbrauchbar macht. Ein Profi findet die Grenze zum Blockieren und bremst Runde für Runde knapp darunter. Ein Amateur hingegen hat – verständlicherweise – Angst vor blockierenden Rädern, bremst daher weit unterhalb der Grenze und verliert genau in dieser Anfangsphase die meiste Zeit.

ABS nimmt die Angst. Der Fahrer kann das Bremspedal beim ersten Bremsvorgang so stark wie möglich durchtreten, und das System verhindert, dass die Räder blockieren. So erreicht das Fahrzeug seine maximale Verzögerung vom ersten Meter an. Dadurch bremst ein Amateur- oder Freizeitfahrer fast so schnell wie ein Profi – und das ohne jahrelange Fahrpraxis. Es ist der größte Vorteil von ABS im Motorsport, der Rundenzeitengleichheit ermöglicht.

Ich sehe das direkt bei Autos wie dem Lamborghini Huracán Super Trofeo, der fährt Bosch Motorsport ABS ist ein Rennsystem, das hauptsächlich von Gentleman-Fahrern eingesetzt wird. Mit funktionierendem ABS können sie mit vollem Vertrauen bremsen, und die Rundenzeiten sind entsprechend gut. Fällt das System jedoch ausnahmsweise aus, verlieren dieselben Fahrer sofort dieses Vertrauen – sie können nicht mehr aggressiv bremsen – und die Rundenzeiten verschlechtern sich rapide. Die Leistung lag nie allein im Fuß des Fahrers. Das ABS ermöglicht es ihnen erst, diese Leistung abzurufen.

Lohnt sich ABS im Motorsport?

Für jedes Fahrzeug, das gemäß Reglement zugelassen ist und im Grenzbereich gefahren wird, ist der Nutzen eindeutig. Der Vorteil liegt nicht in einem einzelnen spektakulären Stopp, sondern in der Konstanz. Das System verhindert blockierende Räder, die zu Standplatten und Kollisionen mit der Mauer führen, und gibt dem Fahrer die Gewissheit, dass das Fahrzeug auch bei leichten Fehlern die Lenkung beibehält. Über einen Stint ist das wertvoller als jede einzelne Runde. Aus diesem Grund ist ABS heute in der GT3, GT4, im Porsche Cup sowie im vorderen Feld von Time Attack und Bergrennen Standard, sofern das Reglement es zulässt.

Wenn Ihr Programm dort angesiedelt ist, besteht der nächste Schritt darin, ein passendes Kit für Ihr Auto auszuwählen – dazu mehr im entsprechenden Abschnitt. Bosch Motorsport ABS-Kategorieseite. XTRA Motorsport ist ein autorisierter Bosch Motorsport Der Händler und unsere Ingenieure bestätigen bei jeder Bestellung den Sensortyp, die CAN-Geschwindigkeit und die Installationsanforderungen.

Quellen

• WF & DL Milliken, Fahrdynamik von Rennwagen, SAE International (R-146), 1995 — Längskraft in Abhängigkeit vom Schlupfverhältnis; die maximale Bremskraft tritt bei einem kleinen Schlupfverhältnis auf, das bei einem Rennreifen niedriger ist als bei einem Straßenreifen.
• Claude Rouelle, „Neuland betreten“, OptimumG / Rennwagen-Engineering2019 - optimumg.com (Weiterführende Informationen zum Bremsen im Motorsport).