Ein solches elektrisches Steuersystem ist am Beispiel eines elektrischen Bremssystems für Kraftfahrzeuge aus der DE- A 196 34 567 (US-Patent 5,952,799) bekannt. Das dort be- schriebene Steuersystem weist ein Steuermodul zur Ermittlung des Fahrerwunsches und Steuermodule zur Einstellung der Bremskraft an den Fahrzeugrädern auf, wobei ein solches Steuermodul vorzugsweise eine Gruppe von Radbremsen, achs- weise oder diagonal zusammengefaßt, betätigt. Zur Verbindung des den Fahrerwunsch erfassenden Steuermoduls mit den Steu- ermodulen zur Bremskrafteinstellung ist wenigstens ein Kom- munikationssystem (Bussystem) vorgesehen. Um zumindest eine teilweise Funktionsfähigkeit des Bremssystems im Fehlerfall sicherstellen zu können, sind weitere, von dem Kommunikati- onssystem unabhängige Kommunikationsverbindungen zwischen dem Steuermodul zur Fahrerwunscherfassung und den Steuermo- dulen zur Bremskrafteinstellung vorgesehen.

Die Leistungselektronik zur Ansteuerung der die Radbremsen betätigenden Aktoren (z. B. Elektromotoren) ist baulich in die Steuermodule zur Einstellung der Bremskraft integriert.

Dadurch ist die Übertragung getakteter Ströme vom Steuerge- rät zu den Bremsaktuatoren notwendig, die zu erheblichen EMV-Problemen (EMV = elektromagnetische Verträglichkeit) führen kann. Aus diesem Grund wird in der DE-A 198 26 131 angegeben, daß Steuermodule mit integrierter Leistungselek- tronik jeweils nur einen Bremsaktuator ansteuern und somit räumlich nahe am Aktuator angeordnet sind. Dies wirkt sich jedoch nachteilig auf die Anzahl der Steuermodule und, da jedes Steuermodul wenigstens einen Mikrocomputer aufweist, auch auf die Anzahl der Mikrocomputer im gesamten Steuersy- stem aus.

Vorteile der Erfindung Durch die hardwareseitige Trennung der Steuer-und Regel- funktionen einerseits und der aktuatorspezifischen Ansteuer- und Auswertefunktionen andererseits wird der oben beschrie- bene Zielkonflikt geringer elektromagnetischer Störungen und verhältnismäßig kleiner Steuermodul-und/oder Mikrocompu- teranzahl gelöst.

Vorteilhaft insbesondere mit Blick auf die elektromagneti- sche Störstrahlung ist es, wenn die Regelalgorithmen und Überwachungsfunktionen jedes Bremskreises in Bremskreis- Steuermodulen (Bremsmodulen) ausgeführt werden, während die aktuatorspezifischen Ansteuer-und Auswertefunktionen von baulich in die Aktuatoren integrierten, lokalen Elektroni- keinheiten (Rad-bzw. Achsmodule) ausgeführt sind.

Durch, die Verwendung eines eigenen Kommunikationssystems zwischen dem jeweiligen Bremskreissteuer-und den zugeordne- ten Achs-bzw. Radmodulen wird eine eindeutig spezifizierte

Schnittstelle zwischen diesen Elementen vorgegeben. In vor- teilhafter Weise läßt dies die spezielle Konfiguration der Hardwarekomponenten des Achs-bzw. Radmoduls z. B. für den verwendeten Aktuatormotortyp zu, während andererseits das Bremsmodul einheitlich für verschiedene Aktuatorkonzepte verwendet werden kann.

In vorteilhafter Weise sind die Bremsmodule mit einem weite- ren Kommunikationssystem, beispielsweise einem übergeordne- ten Fahrzeuginfrastrukturbus, mit den oder dem Modul zur Fahrerwunscherfassung und/oder Stabilitätsregelung verbun- den. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind an dieses Kommunikationssystem weitere elektronische Systeme wie bei- spielsweise Steer-by-Wire-, Shift-by-Wire-, Drive-by- Wire-Systeme, usw. angebunden.

Durch die Aufteilung der Datenkommunikation auf verschiedene Kommunikationssysteme verringert sich ferner das Datenauf- kommen in den einzelnen Kommunikationssystemen, so daß kür- zere Taktzyklen realisiert werden können. Dies wirkt sich insbesondere auf verteilte Regler und die dort erreichbare Regelgenauigkeit und/oder-dynamik vorteilhaft aus.

Besonders vorteilhaft ist, daß sich durch die genannte Auf- teilung und Verbindung bei mehreren Steuersystemen im Fahr- zeug Synergien zwischen den einzelnen Systemen ergeben, da diese Ressourcen gemeinsam nutzen. So kann beispielsweise das fehlertolerant aufgebaute Steuermodul zur Erfassung des Fahrerbremswunsches auch die Erfassung und Auswertung des Lenkwunsches, der Fahrstufenauswahl des Getriebes, des Lei- stungswunsches der Antriebseinheit, etc. mit übernehmen.

Ferner erleichtert die Vernetzung verschiedener Teilsysteme die Realisierung neuer Fahrzeugfunktionen, z. B. einer Fahr-

dynamikregelung mit kombiniertem Brems-und Lenkeingriff, eine Stop-and-Go Fahrfunktion usw.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be- schreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.

Zeichnung Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Übersichtschaltbild eines Brake-by-Wire- Systems, bei welchem die oben genannten Grundsätze reali- siert sind.

Beschreibung für Ausführungsbeispiele Das in der Figur dargestellte Brake-by-Wire-System ist ein Zweikreis-Bremssystem, wobei sich jeder Bremskreis aus we- nigstens einem Bremsmodul 1 und 2 und wenigstens einem elek- trisch angesteuerten Bremsaktuator 3,4,5,6 zusammensetzt.

In der Figur ist als bevorzugtes Ausführungsbeispiel eine Lösung dargestellt, in welchem jedem Rad ein solches Radmo- dul zugeordnet ist. In anderen Ausführungsbeispielen sind die Aktuatoren zur Steuerung der Radbremsen an einer Achse in einem Radmodul zusammengefaßt, so daß in diesem Fall bei einem vierrädrigen, zweiachsigen Fahrzeug lediglich zwei Radmodule (sogenannte Achsmodule) vorhanden sind. Jedes Rad- bzw. Achsmodul umfaßt einen (im Falle der Achsmodule zwei) Bremsaktuatoren 3a, 4a, 5a, 6a, die im bevorzugten Ausfüh- rungsbeispiel einer elektromechanischen Bremsanlage als Elektromotoren mit Übersetzungsgetriebe ausgestaltet sind.

Ferner weisen die Rad-bzw. Achsmodule Sensorik 3b, 4b, 5b, 6b, die die am Rad und/oder an der Radbremse zu messenden Größen erfassen, beispielsweise Drehzahl, Geschwindigkeit,

Bremskraft, Bremsmoment, etc. Darüber hinaus umfaßt jedes Rad-bzw. Achsmodul eine lokale Elektronikeinheit 3c, 4c, 5c, 6c, welche unter anderem die Ansteuerelektronik für den Bremsaktuator, insbesondere die Endstufe, umfasst.

Über Kommunikationssysteme 7 bzw. 8 sind die Rad-bzw. Achs- module mit den Bremsmodulen 1 bzw. 2 je nach Bremskreiszuge- hörigkeit verbunden. Über die Kommunikationssysteme 7 bzw. 8 übermitteln die Radmodule die erfaßten Sensorsignale, wäh- rend zu den Radmodulen Ansteuersignale von den Bremsmodulen geführt werden. Im Rahmen der Endstufen (3c bis 6c) setzen die Rad-bzw. Achsmodule die Ansteuersignale der Bremsmodule in Ansteuerströme für den Aktuator der Radbremse um. Im be- vorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Aktua- tor um einen elektronisch kommutierten Motor. Aufgrund der beschriebenen spezifizierten Schnittstelle und der räumli- chen Zuordnung der Ansteuerelektronik zum Aktuator können speziell auf den jeweiligen Motor konfigurierte Hardwarekom- ponenten zum Einsatz kommen, ohne daß dadurch Hardwareände- rungen in den Bremsmodulen notwendig werden.

Unter Kommunikationssystem wird ein Bussystem für die digi- tale Datenübertragung verstanden (z. B. CAN oder ähnliche Bussysteme).

Anstelle der obengenannten elektromotorischen Bremsenaktua- toren werden in anderen Ausführungen Aktuatoren eingesetzt, die mittels Ventilen und/oder Pumpen Bremskraft mittels ei- nes Druckmittels (hydraulisch, pneumatisch) aufbauen.

Wie oben dargestellt, ist ein Bremsmodul eines Bremskreises mit den ihm zugeordneten Rad-oder Achsmodulen des Brems- kreises über den oben skizzierten Bremskreis-Datenbus ver- bunden (7,8). Dieser übernimmt optional auch die Spannungs- versorgung der elektrischen Komponenten der Radmodule und

der den Radmodulen zugeordneten Sensorik. Die Energieversor- gung der Aktuatoren selbst wird direkt den jeweiligen Lei- stungsendstufen zugeführt. In dem in der Figur gezeigten be- vorzugten Ausführungsbeispiel werden die Aktuatoren des er- sten Bremskreises aus dem Energiekreis E1, die des zweiten Bremskreises aus dem Energiekreis E2 mit Strom versorgt.

In den Bremsmodulen 1, 2 des jeweiligen Bremskreises, die zumindest je einen Mikrocomputer enthalten, wird die Rege- lung der zugeordneten Aktuatoren des Bremskreises, die Aus- wertung der Sensorsignale und eine Plausibilität zur Überwa- chung der Sensor-und Ansteuersignale für diesen Bremskreis ausgeführt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Bremsmodule dabei aus beiden Energiekreisen El und E2 mit Spannung versorgt, wobei im Fehlerfall eines der Energie- kreise auf den anderen umgeschaltet wird. In den Bremsmodu- len werden für die zugeordneten Radmodule bzw. Achsmodule Führungsgrößen oder Stellgrößen für die Radbremsen ermit- telt, die über dem Bremskreis-Datenbus an die Rad-bzw.

Achsmodule gesendet werden. Im bevorzugten Ausführungsbei- spiel wird die an der Radbremse aufgebrachte Zuspannkraft bzw. das Bremsmoment geregelt. Dabei werden die Regleralgo- rithmen in den Mikrocomputer der Bremsmodule gerechnet und das Reglerausgangssignal, d. h. die Stellgröße, den Rad-bzw.

Achsmodulen zugesendet. Ferner werden in den Bremsmodulen die in den Rad-bzw. Achsmodulen ermittelten Sensorsignale ausgewertet und weiterverarbeitet, wobei in den Rad-bzw.

Achsmodulen zumindest zum Teil die von den Sensoren erfaßten Signale erfaßt, digitalisiert und über den Bremskreis- Datenbus an das Bremsmodul gesendet werden. Beispiele für derartige Sensorsignale sind die Signale eines Kraftsensors im Bereich der Radbremse, eines Momentensensors zur Erfas- sung des Bremsmoments, eines Drehzahlsensors, eines Sensors, der die Reifenverformung erfaßt, etc. Werden in anderen Aus- führungsbeispielen nicht alle Sensorgrößen in den Rad-bzw.

Achsmodulen erfaßt, sind in den Bremsmodulen entsprechenden Sensorsignaleingänge vorgesehen.

Die Sensorsignale werden in den Bremsmodulen aufbereitet und gegebenenfalls auf Fehler, beispielsweise im Rahmen eines Signal-Range-Checks untersucht. Ferner wird eine Plausibili- tätsüberprüfung der ermittelten Sensorsignale und der An- steuersignale vorgenommen, wobei beispielsweise bei Ausgabe eines entsprechenden Ansteuersignals im Rahmen der zeitli- chen Randbedingungen eine entsprechende Änderung des Sensor- signals festzustellen sein muß.

Über wenigstens ein weiteres Kommunikationssystem 9, welches in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Fahrzeuginfra- strukturbus darstellt, sind die Bremsmodule mit weiteren Mo- dulen zur Fahrerwunscherfassung 10 und zur Fahrdynamikrege- lung 11 verbunden. Darüber hinaus ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß an diesem Kommunikati- onssystem 9, welches aus Sicherheitsgründen auch redundant ausgeführt sein kann, weitere Module 12,13,14 angebunden sind, die weitere Steuersysteme wie Steer-by-Wire-Systeme, etc. darstellen.

Das Kommunkationssystem 9 und die Bremskreis-Datenbusse ar- beiten in einem Ausführungsbeispiel mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und/oder nach unterschiedlichen Kommunika- tionsprotokollen.

Das Modul für die Fahrerwunscherfassung 10 erfaßt über Ein- gangssignale 10a bis lOf Betätigungssignale der Feststell- bremse 15 sowie des Betriebsbremspedals 16. Auf der Basis der erfaßten Betätigungsgrößen bildet das Modul 10 den Fahrerbremswunsch, der beispielsweise als ein Brems- kraftsollwert für die Achsen des Fahrzeugs an die Bremsmodu- le 1 und 2 sowie an die Fahrdynamikregelung. 11 abgegeben

wird. Letztere moduliert bei Bedarf, beispielsweise im Rah- men eines elektronischen Stabilitätsprogramms, eines Blok- kierschutzreglers oder eines Antriebschlupfreglers, die Fah- rerwunschvorgaben zur radindividuellen Bremsvorgaben, die wiederum über das Kommunikationssystem 9 den Bremsmodulen 1 und 2 zur Einstellung übermittelt werden. Die Module 10 und 11 werden dabei ebenfalls gegebenenfalls umschaltbar von beiden Energiekreisen EI und E2 mit Energie versorgt.

Durch die Aufteilung der Datenübertragung auf zwei Kommuni- kationsebenen und somit wenigstens drei Datenbussen (z. B. einmal Fahrzeugbus, zweimal Sensorbus) reduziert sich die Anzahl der Kommunikationsteilnehmer in den einzelnen Kommu- nikationssystemen gegenüber bekannten Systemarchitekturen.

Somit sind bei insgesamt gleichem Datenaufkommen höhere Tak- traten für die einzelnen Datenbusse möglich.

An dem Fahrzeuginfrastrukturbus 9 sind in einer Ausführung weitere Systeme wie Steer-by-Wire, Active-Body-Control, Shift-by-Wire usw. angebunden sein. Durch gemeinsame Nutzung von Ressourcen können Synergien gegenüber eigenständigen Brems-oder Lenksystemen geschaffen werden. Darüber hinaus werden durch die Vernetzung der einzelnen Systeme neue Fahr- zeugfunktionen leichter realisierbar oder überhaupt erst er- möglicht.

Ein wesentliches Synergiepotential liegt hierbei in der Zu- sammenfassung von Funktionen mit hohen Sicherheit-bzw. Feh- lertoleranzanforderungen. So kann die Bremswunscherfassung, die Lenkwunscherfassung, die Auswahl der Getriebestufe, die Fahrerwunscherfassung zur Steuerung einer Antriebseinheit in einem zentralen Fahrerwunschmodul zusammengefaßt werden, welches fehlertolerant aufgebaut ist (in der Figur bei- spielsweise Modul 10). In einem Fahrdynamikmodul 11 können neben den übergeordneten Bremsregelfunktionen wie Brems-

kraftverteilung, Blockierschutzregler, Antriebschlupfregler und elektrische Stabilitätsprogramm auf Funktionen wie fahr- dynamische Lenkeingriffe, variable Lenkübersetzung und wei- tere Funktionen zur fahrzustandsabhängigen Modifikation der Sollwerte für Bremse, Lenkung, Getriebe, Motorsteuerung usw. ausgeführt werden. Ein im Fahrzeug vorhandenes Steuermodul zur Anzeige von Fahrerinformationen (Cockpitmodul) infor- miert basierend auf dem Betriebsstatussignalen der Bremsmo- dule den Fahrer über den Betriebs-und Fehlerzustand des Bremssystems.