Autor

Klaus Röller
Klaus Röller

Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation, Göttingen

Klaus Röller (24 Jahre) hat an der Universität in Ulm Physik studiert. Nach einem einjährigen Praktikums-Aufenthalt in Nigeria forscht er seit August 2006 am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in der Abteilung Dynamik komplexer Fluide im Bereich der granularen Materie.

Frage:

Wie funktioniert ABS?

Antwort:

Trotz diverser Sicherheitseinrichtungen in modernen Kraftfahrzeugen lassen sich die physikalischen Gesetze – z. B. auf schneeglatten Fahrbahnen – nicht außer Kraft setzen. Allenfalls deren Wahrnehmung wird etwas verzögert. Die am weitest verbreitete und gebräuchlichste Sicherheitseinrichtung dieser Art ist das Antiblockiersystem, kurz ABS. Es soll das vollständige Blockieren der Räder bei einer Vollbremsung verhindern und sowohl das Erreichen eines möglichst kurzen Bremsweges ermöglichen als auch gleichzeitig die Lenkbarkeit des Fahrzeugs sicherstellen.

Die Übertragung der Brems- oder auch Antriebskräfte von den Rädern auf die Straße erfolgt durch Reibungskräfte zwischen Reifen und Straßenbelag. Rollt ein Rad über eine Straße, so entsteht nur wenig Reibung, und ein Bremsen wäre deshalb quasi unmöglich. Erst durch einen auftretenden Schlupf wird dies machbar. Dabei bedeuten 10 Prozent Schlupf, dass in derselben Zeit, in der das Fahrzeug eine Strecke von einem Meter zurücklegt, das Rad nur 90 Zentimeter abrollt. Analog beschreibt 0 Prozent Schlupf das frei rollende Rad und 100 Porzent Schlupf das blockierende Rad. Bei 0 Prozent Schlupf kann beinahe keine Bremswirkung übertragen werden. Bei etwa 10 Prozent Schlupf können sich die Unebenheiten der Straße und des Reifens ähnlich einem Zahnrad optimal ineinander verhaken und die Reibung wird maximal. Schließlich kann bei 100 Prozemt Schlupf das Rad über die Unebenheiten der Straße hinweg rutschen, und der Bremsweg verlängert sich wieder, womit einhergeht, dass keine Seitenführungskräfte mehr auf die Straße übertragen werden können. Das Auto lässt sich nicht mehr steuern. Das ABS versucht nun, durch gezielte Bremseingriffe den Schlupf der einzelnen Räder jeweils im optimalen Bereich zu halten, wodurch der Bremsweg minimal wird und das Auto lenkfähig bleibt.

Um dies bewerkstelligen zu können, befinden sich im PKW an allen vier Rädern Sensoren, welche die Raddrehzahl des entsprechenden Rades messen und diese dem ABS-Steuergerät mitteilen. Die Steuerung selbst erfolgt über das normale Bremssystem durch Regulierung des Bremsdrucks.

Das Steuergerät führt ständig einen Soll-Ist-Vergleich der Raddrehzahl durch. Sobald der Schlupf eine kritische Schwelle (ca. 25 Prozent) überschritten hat – das Rad droht nun zu blockieren – wird der Bremsdruck reduziert, d. h. die Bremse etwas gelöst. Falls nun der Schlupf eine kritische Schwelle (ca. 10 Prozent) unterschreitet – das Rad droht seine Bremswirkung zu verlieren – wird der Bremsdruck wieder erhöht. Dieser Vorgang wird so lange, wie nötig, etwa 12 mal pro Sekunde wiederholt. Durch ein Pulsieren des Bremspedals ist der Regelvorgang direkt zu spüren.

 
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