Das erste Motorrad mit ABS System

1988 präsentierte BMW das erste Serienmotorrad mit ABS. Seitdem hat sich die Technik zwar weiterentwickelt, aber immer noch müssen viele Modelle ohne den Blockierverhinderer auskommen.

MOTORRAD trat bereits vor Jahren vehement für ein breit gefächertes Angebot an ABS-Maschinen ein. Und in der Zwischenzeit ist Fakt, dass bei den Neuzulassungen in Deutschland rund die Hälfte der Motorräder mit einem ABS ausgerüstet ist. Warum aber ist gerade bei Motorrädern ein Antiblockiersystem so wichtig?

Die fahrphysikalischen Grundlagen

Machen wir uns zunächst noch einmal klar, weshalb ein blockiertes Rad so gefährlich und unbeherrschbar ist. Denn ganz hemdsärmelig betrachtet ist es doch völlig wurscht, ob ein Reifen blockiert über den Asphalt rubbelt oder ob die Räder an der Rutschgrenze entlangrollen.

Auf den ersten Blick verspricht das voll blockierte Rad sogar eine bessere Verzögerung, weil es sich mit dem scheinbar größten Widerstand gegen die Fahrgeschwindigkeit stemmt. Aber genau hier liegt der wunde Punkt einer Blockierbremsung: Sobald die Paarung Reifengummi/Asphalt von der Haftreibung in eine Gleitreibung übergeht, sinkt der Reibungskoeffizient. Diesen Effekt kennt jeder, der eine schwere Last über den Boden schleifen will: Rutscht das Teil erst einmal, geht es plötzlich viel leichter.

Am meisten Kraft kann ein Reifen dann übertragen, wenn der Schlupf recht gering ist. Ein gebremster Reifen mit beispielsweise fünf Prozent Schlupf legt an seinem Umfang bei einem Meter Fahrstrecke nur 95 Zentimeter zurück. Durch dieses permanente Reiben gräbt sich der Gummi regelrecht in die Oberflächenrauigkeiten der Straße ein, erst dadurch ist eine optimale Haftung möglich.

Das größte Problem bei dieser Gratwanderung ist der Mensch, der diesen schmalen Grenzbereich zwischen möglichst effizienter Verzögerung und blockierendem Vorderrad per Hand- und Fußkraft ohne jegliche objektive Sensorik beherrschen muss. Besonders kniffelig wird das in Notsituationen, in denen der Schreck eine fein kontrollierte Bremsung fast unmöglich macht. Blockiert das Rad tatsächlich, kann es praktisch keinerlei Seitenkräfte, also Lenkbewegungen übertragen. Was dazu führt, dass das Motorrad seine Stabilität verliert, zumal die stabilisierenden Kreiselkräfte des sich drehenden Vorderrads fehlen.

Historie des ABS

Aufgrund oben genannter physikalischer Gesetzmäßigkeiten wurden schon in den 1930er Jahren Patente für blockierfreie Bremsen eingereicht. Mitte der 70er hielt der Blockierverhinderer im Automobilsektor Einzug, allen voran das Bosch-ABS in Mercedes-Modellen.

Fünf Jahre später preschte BMW mit einer dramatisch inszenierten Kampagne vor und bereitete den Weg, dem sich die Japaner nur zögerlich anschlossen. Obwohl damals noch zehn Kilogramm schwer und fast 2000 Mark teuer, orderte der Großteil der Kundschaft die K-Modelle mit ABS. Erst 1991 rüstete Honda den Tourendampfer ST 1100 mit ABS aus.

Leichter, billiger sowie mit hohen Rechnerkapazitäten ausgestattet, profitieren inzwischen auch viele Mittelklassemodelle von der aktiven Bremshilfe. Nur zwei Motorradgattungen sind bislang von diesem Sicherheitsfortschritt weitgehend ausgenommen: Supersportmaschinen und Chopper/Cruiser. Wobei gerade bei diesen beiden Gattungen konstruktive Eigenheiten den Bremsvorgang zum diffizilen Balanceakt machen. Allein deshalb stellt sich die Frage, warum die Industrie ausgerechnet bei diesen Motorrädern auf ABS bislang verzichtet hat.

Chopper und Supersportler im Praxistest

Um das Problem beider Motorradtypen transparent zu machen, testete MOTORRAD das Bremsverhalten an drei unterschiedlichen Maschinen. Als Vertreter der Cruiser-Fraktion rollt die Suzuki M 1800 R an den Start, mit den gewaltigen Bremsen eines Supersportlers, aber ohne ABS, 348 Kilogramm schwer und mit tiefem Schwerpunkt. Als zweite Testmaschine tritt die BMW HP2, der erste Supersportler mit ABS, in den Ring. Supergriffige Metzeler K3-Rennsportreifen auf den Felgen, kaum 200 Kilogramm schwer und von 320er-Bremsscheiben gestoppt, bringt der Sport-Boxer alles mit, was auf den ersten Blick für einen rekordverdächtig kurzen Bremsweg notwendig ist. Als Referenz in Sachen Gutmütigkeit und verlässliche ABS-Funktion ist Hondas CBF 1000 mit von der Partie.

Die erste Standardprüfung: Vollbremsung aus 100 km/h auf trockenem, griffigem Asphalt. Eine Herausforderung, die für die routinierten Piloten eher harmloser Natur ist, weil solche Messungen tagtäglich anstehen. Allerdings nicht mit der Suzuki M 1800 R. Der im Lauf der Jahre verinnerlichte Prozess, ein Motorrad mit sanft steigendem Druck überwiegend über die Vorderradbremse zu stoppen, schlägt bei ihr fehl. Das Vorderrad zieht sofort meterlange schwarze Streifen, keilt, schräg eingeschlagen, aus der Spur und bringt die Massen in Wallung. Erst nach einem Dutzend Messfahrten findet der Testfahrer die richtige Balance zwischen Vorder- und Hinterradbremse, denn Letzterer kommt bei hecklastigen, niedrigen Choppern/Cruisern eine viel bedeutendere Rolle als bei anderen Motorradgattungen zu.

Hat man diese Eigenart verinnerlicht, lassen sich auch mit dem Cruiser erstaunlich gute Bremswege von rund 41,5 Metern (9,3 m/s²) realisieren. Wohlgemerkt: nachdem sich Profis auf abgesperrtem Testgelände allmählich an die Grenzen herantasteten. Wie soll das der Freizeit-Pilot in einer Schrecksituation managen? Es bleibt die latente Gefahr, das Vorderrad blitzartig zu überbremsen und somit in akute Sturzgefahr zu geraten.

Der Grund: Durch die Kombination von langem Radstand und extrem tiefem, hecklastigem Schwerpunkt wird das Vorderrad auch bei maximaler Verzögerung nur mit etwa 85 Prozent des Gesamtgewichts auf den Asphalt gepresst. Dementsprechend kann vorn auch nur 85 Prozent der Bremskraft übertragen werden. Ein Stoppie ist unmöglich, bei höherer Bremskraft rutscht zwangsläufig das Vorderrad weg. Somit muss das Hinterrad die restlichen 15 Prozent der Achslast und damit der Bremskraft übertragen.

Unabhängig von der Motorradgattung ist in Notsituationen der schnelle Aufbau der Bremskraft eine schwierige, aber entscheidende Phase des Bremsvorgangs. Denn die dynamische Radlastveränderung hinkt der Bremskraft zunächst ein wenig hinterher. Wenn man in einer Paniksituation aus voller Fahrt brutal die Bremse reinhaut, blockiert das Vorderrad augenblicklich. Erst wenn die Gabel als Folge der veränderten dynamischen Radlastverteilung eintaucht, ist die maximale Bremskraft übertragbar. Eine weitere Stärke der Blockierverhinderer ist ihr Verhalten bei Reibwertsprüngen, also dem abrupten Wechsel der Oberflächenbeschaffenheit der Fahrbahn.

Solche Versuche dienen dazu, die Regelqualität des ABS oder, im Fall der ABS-losen Suzuki, des Fahrers zu überprüfen. Wobei selbst die Profitester bei solchen Aufgaben klein beigegeben und hinten voll bremsen, vorn dagegen nur halbherzig, ohne tatsächlich die griffigen zehn Meter Asphalt zwischen den glatten Sandstreifen mit der Vorderradbremse optimal zu nutzen. Was dem Menschen nur mit viel Übung und einer gesunden Portion Mut gelingt, kann ein gutes ABS mit Lässigkeit und perfekter Bremsbalance erledigen.

Auf der Anlaufstrecke zackig beschleunigt, einen Gang nach dem anderen durchgetreten, beim markierten Messpunkt voll in die Eisen - und den Salto nach vorn im letzten Moment durch Lösen der Vorderradbremse verhindert. ABS hin oder her, solche Kapriolen sind es, die den Einsatz bei Supersportmaschinen weiterhin in Frage stellen. Obwohl die BMW HP2 Sport eine sogenannte "Überschlagserkennung" im elektronischen Rechenzentrum hinterlegt hat, lässt sich das weit abgehobene Hinterrad nahezu beliebig reproduzieren.

Was nichts daran ändert, dass der Boxer mit aktiviertem ABS nach nur 39,4 Metern (9,8 m/s²) zum Stehen kommt - solange das Hinterrad am Boden bleibt. Ein Umstand, der bei Sportmotorrädern, bedingt durch den kurzen Radstand und einen relativ hoch angesiedelten Schwerpunkt, zwangsläufig die Grenzen der Bremsverzögerung bei trockener Strecke steckt.

Die Überschlagsproblematik verschärft sich beim Bremsversuch mit Reibwertsprung noch. Kaum hat das ABS auf den Sand reagiert und ein blockierendes Vorderrad verhindert, packen die Bremsbeläge nach Durchfahren der Sandpassage dermaßen zu, dass es das Hinterrad regelrecht vom Boden reißt.

Als letzten Punkt der Messfahrten lotete MOTORRAD aus, wie weit das fein regelnde und nicht zu aggressiv abgestimmte ABS der Honda CBF 1000 Bremsungen in Schräglage wegsteckt. Obwohl die Antiblockiersysteme von allen Herstellern als nur bedingt schräglagentauglich deklariert werden, griff der Testfahrer in der Kreisbahn mit 46 Meter Durchmesser bei einer Schräglage von zirka 35 Grad abrupt in die Vorderradbremse. Mit dem Ergebnis, dass das Rad laut Datarecording in einen maximalen Schlupf von etwa 20 Prozent geriet, damit meilenweit von einer Blockade entfernt einen Sturz wirkungsvoll verhinderte.

Umso heftiger kämpfte der Fahrer gegen eine harte Lenkreaktion, die die Gabel um fast zehn Grad zur Kurveninnenseite verdrehte, wodurch sich die Honda massiv aus der Schräglage aufstellte. Was jedoch nicht dem ABS, sondern der konstruktiven Auslegung von Lenkkopfwinkel, Nachlauf und Reifenbreite zuzuschreiben ist, die jedes Motorrad in ähnlicher Form aufweist.

Die Weiterentwicklung der ABS-Technik

Das Problem bei der Erkennung kritischer Fahrzustände liegt darin, dass der erfasste Ist-Zustand trotz schnellster Rechner nicht mehr rechtzeitig die notwendige Steuerung des Bremsdrucks zulässt. Um in jeder Situation sämtliche Roll- und Nickbewegungen zu erfassen, bräuchte der Bordcomputer einen Kreisel (Gyro). Derzeit arbeitet die "Überschlagserkennung" der ABS-Rechner mit einer simplen Plausibilitätsabfrage: Aus aktueller Verzögerung und dem Schlupfabgleich der beiden Räder wird errechnet, ob das Hinterrad gerade abhebt.

Andere Systeme lösen das Problem noch einfacher, indem die Maximalverzögerung begrenzt wird. Als Lösung dafür geht man den Weg, dass bereits während des Aufbaus des Bremsdrucks am Vorderrad eine Kennlinie hinterlegt ist, deren Überschreitung signalisiert, dass sich das Fahrzeug nach vorn überschlagen kann.

Dazu könnten sich Infrarot-Sensoren gesellen, die an Vorder- und Hinterrad die jeweiligen Gummitemperaturen erfassen und dem System vor jeder Bremsung wichtige Informationen liefern. Schließlich hat die Haftfähigkeit eines Reifens, die immens von der Temperatur abhängt, grundlegenden Einfluss auf den Bremsweg und damit auf den maximal möglichen Bremsdruck im System.

Ein großes Problem beim Zweirad ist die dynamische Radlastverteilung, welche sich nicht durch das ABS selbst, sondern nur durch clevere, blitzschnell durchgeführte Geometrieänderungen beeinflussen lässt. Eine Möglichkeit, den Gesamtschwerpunkt vor der Bremsung abzusenken und damit mehr Last aufs Hinterrad zu bekommen, wäre eine hydraulisch oder elektronisch angesteuerte Niveauregulierung am Heck.

Honda geht beim Sport-ABS der neuen CBR 600 RR einen raffinierten Weg: Dort wird über eine Verbundsteuerung zunächst kurz die Hinterradbremse betätigt und so die Federung vorgespannt, um die Überschlagsneigung zu mindern.

Diese, aus der Automobilbranche stammende Technik, verhindert das Blockieren der Räder bei starken Bremsungen und trägt so dazu bei, die Manövrierfähigkeit zu erhalten und einem womöglichen Überschlagen vorzubeugen. Mittlerweile wird dieses System dank seiner hohen Wirksamkeit auch auf Motorräder übertragen, was denkbar sinnvoll ist, da ein Überschlag gerade für Fahrer eben jener Fahrzeuge fatale Folgen haben kann.

Der erste Serien-Hersteller von AB-Systemen für Motorräder war die FTE automotive Gruppe mit Hauptsitz in Ebern in Unterfranken, die damals noch als Tochterunternehmen der Firma FAG Kugelfischer angehörte. Das ABS für Motorräder feierte im Jahr 1988 sein Debüt. Es wurde nämlich bei den BMW K-100 Modellen als optionale Ausstattung angeboten und kostete rund 2000 DM Aufpreis.

Als erstes Yamaha-Motorrad von die FJ 1200 im Jahr 1991 mit dem proprietären ABS der Japaner ausgestattet, das sich durch ein weniger starkes Bremsnicken als das FTE-System auszeichnete. In den folgenden Jahren kamen zunehmend immer mehr Motorrad-Modelle unterschiedlicher Hersteller mit ABS auf den Markt.

So brachte Honda die 1992 ST 1100 Pan European mit AB-System auf den Markt. Seit 1993 war ABS gegen Aufpreis für die neuen 4-Ventil-Boxern von BMW optional erhältlich.

Die Funktionsweise eines modernen ABS basiert auf einem denkbar einfachen Prinzip. Durch den Einsatz eines performanten Induktionsgebers, der an einer Loch- bzw. Zahnscheibe montiert ist, wird an jedem Rad die Raddrehzahl gemessen. Falls eine drohende Radblockade vom System erkannt wird, senkt das ABS automatisch den Bremsdruck so lange, bis die Räder wieder rollen. Die Senkung des Bremsdrucks wird durch eine Volumenvergrößerung erreicht, die direkt im Modulator vollzogen wird. Die Veränderungen des hydraulischen Drucks werden durch Kolben oder Ventile erreicht.

Das Herzstück eines jeden AB-Systems stellt eine zentrale Steuereinheit dar, die die umfangreiche Signalverarbeitung übernimmt und in der Lage ist bis zu 3000 Impulse pro Sekunde zu verarbeiten. Moderne AB-Systeme sind mit einer Reihe unterschiedlicher Funktionen ausgestattet, die eine einwandfreie Funktion des Systems gewährleisten. So erfolgen beispielsweise beim Einschalten des ABS nach Überschreitung der festgelegten Mindestgeschwindigkeit Selbsttests. Diagnostizierte Fehler werden in einer Datenbank abgespeichert, um die Fehlersuche bei Reparatur- und Wartungsarbeiten zu erleichtern.

Die Aktivität des ABS spürst Du durch ein schwächeres Pulsieren im Hand- oder Fußbremshebel. Im Laufe der Jahre haben sich unterschiedliche AB-Systeme durchsetzen können, so dass die Systeme heutzutage je nach Hersteller unterschiedlich sind. Die hydraulische Druckregelung wird entweder mittels elektronisch geregelter Magnetventile (Ducati, BMW) oder über das sogenannte Plunger-System (Honda) geregelt.

Bei der ersten Generation des ABS für Motorräder (ABS 1) wurde die Hydraulik maximal 7 Mal pro Sekunde geregelt. Moderne Systeme besitzen jedoch eine Regulierungsfrequenz von bis zu 15 Regelvorgängen pro Sekunde, wodurch sie viel sicherer und zuverlässiger sind als ältere Systeme.

Hier eine Übersicht über verschiedene ABS-Systeme:

• Single-ABS - Bei dem Single-Antiblockiersystem handelt es sich um das erste ABS, das bei Motorrädern eingesetzt wurde.
• CBS-ABS - Das CBS-ABS wird von Honda entwickelt und kommt seit 1996 in unterschiedlichen Honda-Modellen zum Einsatz. Bei diesem System werden immer beide Räder abgebremst. Dabei spielt es keine Rolle, ob Du nur einen oder beide Bremshebel betätigst.
• Integral-ABS - Das Integral-ABS wird von BMW entwickelt und seit 2001 in zwei unterschiedlichen Versionen angeboten.

Das Antiblockiersystem, das bei modernen Motorrädern zum Einsatz kommt, ist konzipiert, um bei Geradeaus-Vollbremsungen die Stabilität des Fahrzeugs aufrecht zu erhalten. Moderne Systeme ab der 3. Generation können sogar die Fahrzeug-Stabilität bis zu einem gewissen Grad in Kurven gewährleisten.

Vorsichtig sollte man bei älteren Antiblockiersystemen sein, da diese keinen Überschlagschutz besitzen. So kann beispielsweise bei der 2. ABS-Generation insbesondere die relativ hohe Schlupfregelung von bis zu 30 Prozent negative Folgen nach sich ziehen und bei haftfähiger Fahrbahn in Extremfällen zum Überschlag führen.

Obwohl sich das ABS bei Motorrädern im Vergleich zu AB-Systemen in PKWs in Vergangenheit nie so richtig durchsetzen konnte, gehört es heutzutage jedoch zum festen Bestandteil eines jeden modernen Motorrads.

Ein Antiblockiersystem auch für Motorräder ist sehr sinnvoll, da es das Unfallrisiko erheblich senkt und für ein sichereres Fahrgefühl sorgt.

Außerdem bringt BMW als erster Hersteller im Frühjahr 1988 ein elektronisch-hydraulisches Anti-Blockier-System (ABS) für Motorräder auf den Markt.

Neben der Sicherheitselektronik halten auch Komfort- und Sportlichkeit Einzug in moderne Maschinen. Dank ABS, Traktions- wie Wheelie-Kontrolle, verschiedenen Fahrmodi und elektronisch regulierten Federelementen lassen sich nun selbst 200-PS-Granaten beherrschen.

Hier eine Tabelle mit der Akzeptanz verschiedener elektronischer Assistenzsysteme bei Motorradfahrern:

Hand aufs Herz, liebe MOTORRAD-Leser: Wer erinnert sich noch an Zeiten wild rauchender, heftig quer stehender Hinterreifen bei einer Vollbremsung? Wenn einem ein Auto die Vorfahrt nahm und Panik die Schädeldecke sprengte: „Bitte nicht das Vorderrad überbremsen und absteigen.“ Da war Balancieren am Bremshebel angesagt. Dumm nur, wenn einem dabei das blockierende Hinterrad als Schreck in die Glieder fuhr, Koordination und Konzentration kaum noch zu meistern waren.

MOTORRAD-Chefredakteur Michael Pfeiffer schrieb schon vor Jahren: „Über ABS muss man nicht mehr diskutieren, man muss es nur haben!“ Bitte sehr: Ab 2017 dürfen EU-weit Neumaschinen über 125 Kubik nur noch mit ABS zugelassen werden.

Krönung einer Entwicklung, die 1988 mit dem ersten ABS in einem Serien-Motorrad begann, einer BMW K 100. Damals wogen die dafür notwendigen Bauteile noch elf Kilogramm. Der grundsätzliche Aufbau der Hardware ist bis heute ähnlich: zusätzliche hydraulische Leitungen zum Druckmodulator, ein Steuergerät und Lochscheiben zur Ermittlung der Raddrehzahl an den Bremsscheiben.

Doch heutige Systeme wiegen bloß noch rund 2,5 Kilogramm, bauen viel kleiner und kompakter. Vor allem regeln sie dank moderner Software und schnellerer Ventile viel besser. Auf Asphalt mit wechselnden Oberflächen (Reibwertsprünge) und bei Nässe kann ABS viel mehr als die menschliche Motorik. Erst recht, wenn Schreckmomente oder Schräglage dazukommen.

Feiner und schneller regulieren Bits und Bytes in Millisekunden den idealen Bremsdruck: stark, schwächer, wenn Blockieren droht, wieder stärker und so fort. Mittlerweile ist ABS sogar kurventauglich, hier machte die KTM 1190 Adventure 2014 mit MSC den Anfang. Die Automotive-Riesen Bosch und Conti rüsten seither mehr und mehr Maschinen mit Kurven-ABS aus.

Die Wirkung verblüfft, selbst bei 40 Grad Schräglage kann man voll in die Eisen langen und dabei den Kurvenradius beibehalten: Das System moduliert den Bremsdruck abhängig von der Schräglage. Bei Trockenheit erlaubt selbst modernes ABS ohne spezielle Kurvenfunktion Vollbremsungen bis 35 Grad Schräglage, lässt das Motorrad aber aufrichten. Das ergaben Tests in MOTORRAD 23/2015.

Aller Anfang ist quer. ABS ist die Mutter aller elektronischen Assistenzsysteme. Pionier war BMW im Jahr 1988 mit der K 100.

Kombi- oder Verbundbremssysteme helfen beim Zusammenspiel. „Vollintegral“ heißt, dass sowohl Bremshebel als auch das Pedal vorne und hinten wirken, bei teilintegraler Betätigung nur eins von beiden. Die Idee dahinter ist simpel, stets den kürzesten Bremsweg zu realisieren.

Honda verbaute in diversen Modellen verschiedenste Arten von Kombibremsen. Bestechend einfach und praxisgerecht bremsen viele BMW: Der Handhebel kneift alle drei Scheiben zu, das Pedal nur hinten - gut beim Wenden oder in Kehren. Bei Vollbremsungen auf trockenem, griffigem Asphalt kann im Extremfall das Hinterrad abheben.

Verschiedene ABS-Modi im selben Motorrad helfen bei der Anpassung an variierende Bedingungen, von Regen bis Rennstrecke. Bei Race- und Endurofunktion ist dann oft nur ABS am Vorderrad aktiv, um das Hinterrad anstellen zu können.

MOTORRAD-Fazit: Antiblockiersysteme bringen den größten Sicherheitsgewinn auf zwei Rädern und sind heute Standardausrüstung, ab 2017 sogar zwingend vorgeschrieben. Nun geht es zunehmend um noch feinere Regelgüte und mehr Kurventauglichkeit, da wird die Zukunft weitere Verbesserungen bringen.

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