Technik-Report

Traktionskontrolle

Es gibt im Englischen einen Ausdruck dafür: „the hungry cat“; frei übersetzt: das gierige Raubtier, sprungbereit, aggressiv, mit scharfen Klauen und Zähnen. Wenn es beißt, gibt’s Schwierigkeiten, besteht Gefahr, könnte Blut fließen – na gut, lieber ein paar Schritte zurück. „The hungry cat“ umschreibt, wenn der Motor zu böse agiert, schon auf zahme Drehs am Gasgriff wie angestochen lossprintet, wie ein zorniges Viech am Hinterrad reißt – und dort bisweilen unerwünschten Schlupf verursacht. Schon bei Serienbikes um 100 PS schwer beherrschbar, fatal, wenn richtig viele Pferde ausbrechen. Die eines MotoGP-Bikes etwa, die einer aktuellen 1000er oder die der neuen Ducati 1098R: Mit Renntüten lässt die Duc gewaltige 183 Pferde von der Kurbelwelle und knetet schon ab 3500/min mit über 100 Newtonmetern Drehmoment.

Selbst begnadete Piloten reißt’s immer wieder von solchen Ungetümen – was die 1098R mit DTC, „Ducati Traction Control“, verhindern will. Läutet die Technik den Rückzug des Highsiders aus der Sportbikewelt ein, wie das schon seit geraumer Zeit im Rennsport geschieht? Erlebnis Beschleunigung, ein Genuss ohne Reue? Auch bei der Duc wählt zwar eigentlich die rechte Hand den Zug am Hinterrad: Gas geben, Kraft bekommen. Ist das aber wirklich so einfach? Nicht ganz, denn zwischen Befehl am Gasgriff und Gehorsam am Hinterrad entscheiden Zünd- und Einspritzzeitpunkte, Verbrennungsverläufe und Ladungswechsel, wie viele PS in welcher Form dort ankommen. Alles prima, solange nicht Übermut und Power den Grip überfordern: Traktion, Traktion, Traktion, Wheelspin, oooooh, Patsch. Und das gern per Highsider – von den Prellungen hat man lange was.

Kurventanz

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Casey Stoner nutzt elektronische Regelungen wie eine TC kurvenausgangs weltmeisterlich.

Aber halt: Warum nicht beobachten, was der Fahrer treibt und bei zu viel Euphorie in die richtige Richtung nachhelfen? Wo ansetzen? Prinzipiell gilt’s ja, per dynamischer Radlastverteilung möglichst große Auflagefläche und damit fetten Grip am Reifen einzustellen. Nach der gewöhnlichen Haftreibung beim Abrollen setzt dort zunächst die effektive Welt des sanften, kontrollierten Schlupfs im Grenzbereich ein – mehr oder weniger breit, je nach Gummigüte und dem Potenzial von Fahrer, Fahrwerk und Unterbau des Reifens. Wird dieser Bereich überschritten, ziehen Pilot und Motor also zu stark, dann geht’s dahin: Haft- wird zu endgültiger Gleitreibung, der Reifen leistet zu wenig Widerstand gegen die Querbeschleunigung, das Leistungsvieh reißt ihn aus der Spur, Autsch!

Optimal für Sicherheit oder schnelle Runden wäre, möglichst nah an, aber nie über der Grenze zum Autsch zu fahren – normalerweise eine Frage von Feeling und Fahrtalent. Seit aber Spritzufuhr und Zündzeitpunkt per Motormanagement geregelt werden, kann man Einfluss nehmen: Willkommen Traktionskontrolle, kurz: TC. Schon lange feiert die Elektronik beachtliche Fortschritte, brachte uns Schaltautomat und ABS, meisterte die Abgasproblematik, wobei Zünd-/Einspritzanlagen allmählich fast alle Vergaser verdrängten. Und Schlupfregelungen? Zuerst in der Formel 1, dann ESP fürs Serienauto. Nur beim Einspurfahrzeug Motorrad und seiner Schräglagenproblematik ließ sich das unkontrollierte Durchdrehen des Antriebsrades bisher nicht wirklich verhindern.

BMW hilft seit 2007 mit ASC, einem zuverlässigen Schlupfminderer, auch wenn die Bayern die Vorteile ihres System nicht beim Beschleunigen aus Schräglage sehen. Ducati hingegen propagiert mit DTC jetzt ganz offen eine echte Traktionskontrolle, einen Schnellermacher. Sorgloses Gasaufziehen aus voller Schräglage – geht das? Nicht jeder wird das ausprobieren, denn derzeit gibt’s DTC nur in der exklusiven 1098R für brutale 35 000 Euro. PS bekommt die 1098R leihweise – wenn auch leider nur für ein paar Testtage. Testfahrer Arne Tode zog mit nach Mireval, um die acht Stufen der DTC zu probieren. Zuvor verkabelte PS die Königin der Ducs mit einem nagelneuen GPS-Kitsystem von 2D-Datarecording. Zeichnete Zündsignale, Vorder- und Hinterradspeed, Drehzahl und Gasgriffstellung sowie die gefahrenen Längs- und Querbeschleunigungen auf. Und als interessantes Abfallprodukt die erreichte Schräglage.

Matrixed

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Das Zusammenspiel aus Aufzeichnungen und Fahrerkommentaren lässt eine sichere Analyse der Messdaten zu.

Bemerkenswert schon, dass außer dem GPS keine Sensoren gebraucht wurden: Die Elektro-Matrix der 1098R sammelt fleißig eigene Daten. Je ein Hallsensor ermittelt die vordere und hintere Raddrehzahl, die das DTC dann vergleicht. In der DTC-Box integriert, misst ein Gyro dreidimensional (über die Änderung der Winkelgeschwindigkeits) den Neigungszustand. Drehzahl, Drosselklappenstellung und der eingelegte Gang – ohnehin vom Motormanagement benutzt – tun ihr Übriges. Und genau am Motormanagement greift DTC an: Errechnet aus den Sensorsignalen den Fahrzustand – und lässt Zündungen ausfallen.

Wobei ein grundsätzliches Problem auftaucht: DTC funktioniert nur zusammen mit offenen Renntüten ohne Kat. Im Serientrimm würde nämlich durch die kontrolliert erzeugten Fehlzündungen unverbrannter Kraftstoff in den Auspuff gelangen. Die Einspritzanlage lagert den Kraftstoff vor, reagiert nicht schnell genug auf die TC-Notfallsignale. Diesen Sprit würden die heiß verbrannten „Nachfolger“ entzünden und den Kat sowie das Sammlerrohr davor verglühen – Hitzestau. Vorsichtiger, nimmt BMWs ASC bei ähnlicher Sensorik entweder den Zündwinkel zurück oder spritzt bei größerem Bedarf erst gar keinen Sprit ein. Das geht auch mit Kat, kappt aber nicht ganz so viele Pferde. DTC greift härter ein und bleibt deshalb dem Renntrimm und damit dem Rennstreckenbetrieb vorbehalten. Dazu gibt Ducati der 1098R acht Wirkungslevel von DTC mit. Der Fahrer entscheidet – via Mode-Schalter der linken Armatur auf den Bildschirmseiten des Dashboards – ob und wie stark DTC in die Leistungsentfaltung eingreift. Immerhin ziehen die 183 Pferde an einer vollgetankt nur 190,5 kg schweren Kutsche.

Von Level zu Level

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Mit DTC sorglos durch die Kurven? Vorsicht, das können immer noch der Grip am Vorderrad oder zu große Schräglage vereiteln.

Zudem beschleunigt die 1098R dank leichter Räder zwar rasant, aber die huschen bei Gripverlust auch flinker aus der Bahn als träge, schwerere Radkreisel. Schließlich stellt die herrliche R-Duc 1198 Kubik gegen superleichte Titanpleuel und Schmiedekolben, sprich: kleine Schwungmasse. Die Zähne dieser Katze sind besonders spitz. PS-Testfahrer Arne Tode, WM-erfahren und nach zwei Auftaktsiegen einer der Favoriten um die Supersport-IDM, sollte damit locker klarkommen. Der Versuch: Arne rollt sich ein, hetzt um den Kurs von Mireval, fährt dabei von Level zu Level immer heißere DTC-Programme. Es geht los, sanfteste Stufe, Level 8. Wheelie aus der Boxengasse, nix regelt, das geht also schon mal, obwohl die Vorderradgeschwindigkeit dabei stark gegenüber der hinteren abfällt, wie die 2D-Daten später belegen.

Mit mächtigem Bass verschwindet die Duc aus dem Sichtfeld, dann schwillt der Klang ab, Stille. Gespanntes Warten, bis der Sound allmählich aufersteht. MOOOOO-brappbrapp...MOOOOOO-brabra-brapp. Aha, da regelt was im Geschlängel Richtung Start/Ziel. Dem Klang am Drehzahlbegrenzer nicht unähnlich, nur viel sanfter, so scheint die Duc mit hörbar gedämpftem Schaum auf die Gerade zu ziehen, dort allmählich Schräglage zu verlieren, um dann wild und offenbar frei loszurennen. Arne kommt rein, Laptop dran, Daten auslesen, dem Fahrer lauschen: „Sehr sanft, aber das regelt schon in Schräglage, ganz ohne Gas.“ Wie das? Beim Abwinkeln schrumpft der Abrollradius, da der Reifen über die Flanke in Schräglage schwenkt. Dieses Verhalten wirkt am breiten, hohen Hinterreifen natürlich stärker als am relativ schmächtigen Vorderreifen, weshalb beim Umlegen die Raddrehzahlen an Vorder- und Hinterrad, rein mechanisch, unterschiedlich stark steigen: Hinten dreht’s schneller als vorn, was jeder Pilot in Schräglage hört, denn der Motor dreht unter der so verkürzten Übersetzung höher. Im Level 8 und 7 genügt dem DTC dieser Unterschied, um die Leistung zu beschneiden: Sogar die Schräglage wird leicht limitiert, weil DTC bereits vor dem Kurvenscheitel Schwung rausnimmt – und es so quasi unmöglich macht, am Kurvenausgang übers Hinterrad stürzen.

Nie wieder Highsider?

Grafik: Ducati

Je ein Sensor schickt die Umdrehungen von Vorder- und Hinterrad an die DTC-Box unterm Höcker.

Wie geht das? Steigt die Drehzahl zu schnell, lässt DTC Zündpulse aus, so dass der vordere Zylinder, bei Ducati der Referenzzylinder, jeden fünften Lasttakt übergeht. So fehlt bei zwei Zylindern jeder 10. Arbeitsschlag, was den Rhythmus der Leistungsabgabe fühlbar sanft unterbricht – und die Pferde so zügelt, dass nichts mehr schief geht. Je niedriger der DTC-Level, desto weniger regelt das System: Die prinzipielle Abschaltung bleibt gleich, nur die Regelzeit geht zurück: Schon ab Level 6 kann Arne hemmungslos in knapp 60 Grad Schräglage pfeffern, erfährt allerdings ab etwa 10 Prozent Drosselklappenöffnung sanfte Aussetzer. „Sehr sicher, erstaunlich sanft, schon gut“, lobt er. Jeder Schritt weiter verschiebt den Bereich nach schnell, lässt auch größeren Schlupf zu, in Level 3 reagiert’s in der Referenzkurve erst bei 45 Prozent Drosselklappenöffnung, da drückt dann schon was. Begleitend sinken die Sektionszeiten, das funktioniert prima. Fährt man mit DTC schneller als ohne? Zündaussetzer der unerwünschten Art beenden leider den Test – später findet sich eine lockere Schraube am DTC-Steuergerät, und das reagiert wegen des Gyros (mit langem „o“, nichts zum Essen) außerordentlich empfindlich auf Positionsänderungen. Aufpassen, ihr solventen Ducati-Fahrer!

Das Potenzial von DTC belegen die 2D-Aufzeichnungen aber deutlich, und schließlich soll der 2007er-Superstock-Champ Niccolò Canepa mit DTC in Mugello eine halbe Sekunde schneller gefahren sein als ohne. Arne? „Schade, dass wir das nicht mehr testen konnten, eine super Sache. Man muss sich allerdings überwinden, hemmungslos am Gas zu drehen.“ Ist DTC nun ein echtes MotoGP-System? In einfacher Form. Dort werden noch Federwege verglichen, Beschleunigungssensoren benutzt, Abstandslaser für die tatsächliche Schräglage – mit großer Rechnerleistung alles möglich – und sicher noch vieles mehr. Dass das Vergnügen DTC immer so exklusiv bleiben wird, darf aber bezweifelt werden: Navis, DVD-Player, Handys, sie alle starteten als Gimmicks für Superreiche, wurden fünf Jahre später Massenware fürs Volk. Viel interessanter, ob Traktionskontrolle auch mit Kat für den StVZO-Betrieb kommen wird. BMWs ASC geht schon deutlich in die Richtung – vielleicht sportlicher in der S 1000 RR? Experten tippen auf 2009. Hungry cat? Demnächst wohl hinter Gittern. Ob wir den Highsider vermissen werden?

Warum kein ABS im MotoGP?

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Mat Oxley: Racer, TT-Sieger, Motorradtester, MotoGP-Reporter und Rennsportexperte.

Die besten Gehirne entwickeln im MotoGP neueste Technologien. Traction-, Launch-, Wheelie- und Motorbremsmoment-Control – aber warum kein ABS? Am Straßenbike rettet es den Fahrer auf schlechtem Belag. Im MotoGP müsste es am äußersten Rand der Belastbarkeit des Vorderreifens Slides beim Bremsen verhindern. Fast ironisch, dass TC den Speed am Kurveneingang bedeutsamer gemacht und so die Zahl der Stürze übers Vorderrad erhöht hat – die Fahrer suchen anderswo Vorteile. Warum ohne ABS?
„Sobald jemand mit ABS schneller fährt, werden alle anderen folgen“, meint Kawasakis Race-Engineer Yoshimoto Matsuda. Auch Ducati hält ABS für machbar. „Wir könnten schon jetzt dank Beschleunigungsmessern und Gyros die Last am Vorderrad ermitteln, auch die Raddrehzahlen und den Bremsdruck. Alle Sensoren hängen am Motorrad“, so Ducati-Techniker Christhian Pupulin.
Nicht jeden überzeugt die Idee: „Das Hinterrad bringst du durch Wegnahme von Zugkraft einfacher wieder in Spur. Weniger Bremspower bei einem Vorderrad­slide hätte nicht den gleichen Effekt. Ein Frontslide stellt sich selbst ein: Je weniger Grip, desto mehr Kippmoment – und umso mehr Grip nötig, um den Rutscher einzufangen“, meint Rizla-Suzuki-Ingenieur Tom O’Kane. Ähnliches sagte man vor zehn Jahren auch über TC. Will man verhindern, dass ABS Fahrtalent unnötig macht? „Wenn du weder Front noch Heck verlieren kannst, gewinnt der, der am blindesten der Technik vertraut und das größte Risiko beim Überholen geht“, befürchtet John Hopkins. "Es wäre wie ein Videospiel – mit hohem Erlebniswert."

Interview Dirk "Mr. Knowledge" Debus

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Dirk "Mr. Knowledge" Debus

Datensammler, Berater, Kenner von Fahrern, Technikern und Bikes: Der aktive Rennfahrer Dirk Debus gründete 1987 2D-Datarecording. Im MotoGP fährt kaum ein Bike ohne die rot eloxierten Bauteile der Messschmiede aus Karlsruhe. Dirk weiss alles zu Datenerfassung und Motorrad-Elektronik, sagen darf er aber nicht viel – zu heftig konkurrieren Teams und Werke. PS konnte ihm dennoch einiges zum Thema Traction Control entlocken.

PS: Arbeitet irgendwer in MotoGP oder Superbike-WM ohne TC?
Dirk: Nein

PS: Und kleine Klassen? Wie sieht es mit Supersport oder auf nationaler Ebene aus?
Dirk: Das hängt vom Reglement und den technischen Möglichkeiten ab. Eine simple TC mit Pickups am Vorder- und Hinterrad lässt sich technisch recht leicht umsetzen, auch mit einem Supersport-Motorrad.

PS: Macht die TC jeden schneller?
Dirk: Der Fahrer muss bereit und in der Lage dazu sein, die Technik auszunutzen. Wer wie gewohnt Gas gibt, profitiert nur bedingt davon.

PS: Du brauchst eine Brutal-Denke?
! Zumindest die Bereitschaft zum Umdenken und zum Ablegen von Gewohnheiten. Wie beim ABS: Nur wer wirklich auf die Bremse latscht, erzielt maximale Verzögerung.

PS: Welche Möglichkeiten stecken in einer Serienelektronik?
Dirk: Die Serie kämpft mit der Kat-Problematik. Systeme wie das von BMW oder Ducati funktionieren allerdings schon sehr sicher, das von BMW ist sogar noch etwas cleverer.

PS: Hältst du das System der 1098R für ein echtes MotoGP-System?
Dirk: Nein, die Möglichkeiten des MotoGP würden selbst deren Preis sprengen und vor allem ständige Abstimmungsarbeit, z. B. auf Reifen mit unterschiedlichen Gripniveau erfordern. Das geht in Serie nicht.

PS: Wie machen’s die ganz großen im MotoGP?
Dirk: Die Möglichkeiten sind nahezu unbegrenzt. Sie nutzen viele Tricks, um Schräglage, Antriebskraft, Zug am Hinterrad und Radgeschwindigkeiten aufeinander abzustimmen.

PS: Ein bisschen konkreter?
Dirk: (lächelt verschmitzt) Die Antwort auf solche Fragen beschäftigt ganze Heere von Technikern. Ich darf dazu nichts sagen, obwohl ich vielleicht ein bisschen weiß.

PS: Geht Ducati andere Wege als die Japaner?
Dirk: Nein, Ducati baut nur auf größerer Erfahrung auf.

PS: Und die Japaner untereinander?
Dirk: Wie gesagt: Sie versuchen, den Zustand des Motorrades zu erkennen und möglichst geschickt die Leistung auf die Ansprüche der Fahrsituation einzuregeln.

PS: Können wir denn Serienlösungen im zulassungsfähigen Sportmotorrad erwarten?
Dirk: Ich denke, wir werden so etwas 2009 sehen.

PS: Macht die TC Casey Stoner zum Weltmeister? Und warum kommen Fahrgenies wie Melandri oder
Elias nicht so gut damit zurecht?
Dirk: Die TC macht Stoner nicht zum Weltmeister, aber sie hilft ihm, nicht nicht Weltmeister zu werden. Er versteht das System besser und benutzt es hemmungslos. So gelangt er schneller ans Limit und fährt dort sicherer. Die Zehntel summieren sich zu seinem Vorsprung.

PS: Gibt es also die Generation TC, die Generation Play Station?
Dirk: Absolut, ja.

PS: Gerüchte nennen Rossi einen konservativen Fahrer, der lieber ohne TC fahren würde – zu Recht?
Dirk: Gäbe es keine Fahrhilfen, wäre Rossi vorn. Er kann wie kein Zweiter die Vor- und Nachteile eines Motorrades optimal einsetzen – hat quasi einen gigantischen Prozessor im Kopf, der ständig die vielen schwierigen Entscheidungen fällt, die das Motorradfahren am Limit fordert. Stoner ist sicher auch ein Fahrgenie, aber Rossi hat wahrscheinlich mehr Fahrgefühl als alle anderen. Allerdings kommen andere Fahrer schneller ans Limit der TC, während Rossi Schwierigkeiten damit hat, dass sein Motorrad sich nicht immer gleich verhält.

PS: Aber eigentlich wäre er doch dann der bessere Fahrer?
Dirk: Ja, unter anderen Spielregeln wahrscheinlich schon.

PS: Sollte man die Elektronik eindämmen? Kann man so etwas überhaupt kontrollieren?
Dirk: Eine philosophische Frage. Im Rennsport geht es darum, gegebene Möglichkeiten perfekt zu nutzen. Die Elektronik macht die Rennen anders, nicht uninteressanter. Sie gehört zu unserer Zeit.

PS: Und 2D? Greifen die Detektive der Dynamik in die Elektronik ein?
Dirk: Wir lauschen nur, greifen nicht ein Wenn wir auch viele Signale aufnehmen, die man benutzen könnte ...