Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Bremssystem für Fahrzeuge sowie ein Verfahren zum Steuern eines Bremssystems für Fahrzeuge.

Bremssysteme für Fahrzeuge sind hinlänglich bekannt. DE 102004099469 A1 beschreibt ein elektronisch gesteuertes elektromechanisches Bremssteue rungssystem für ein Nutzfahrzeug. Das Fahrzeug weist eine Vorderachse mit zwei Rädern, eine Flinterachse mit zwei Rädern und eine Betriebsbremse zum Abbremsen der Räder auf. Jedem der vier Räder ist ein Bremsaggregat zur Bremsbetätigung zugeordnet. Die Bremsaggregate sind elektrisch ansteuerbar. Ferner ist eine erste zentrale Steuereinrichtung vorgesehen zur Steuerung der Bremsaggregate. Des Weiteren ist eine zweite zentrale Steuereinrichtung als redundante Steuereinrichtung zur ersten Steuereinrichtung vorgesehen. Jeder Achse ist ein Achsmodulator zugeordnet, der aus einem Achsbremsbefehl von der zentralen Steuereinheit einen Radbremsbefehl für jedes Rad auf der ihm zugeordneten Achse ermittelt. In den zentralen Steuereinheiten erfolgt eine dy namische Anpassung der Bremsbefehle zur Fahrzeugstabilisierung.

Zur Verbesserung von Fahrzeugbremssystemen wird ein Bremssystem mit ei ner reduzierten Komplexität gewünscht.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Brems system für Fahrzeuge mit einer reduzierten Komplexität vorzusehen. Es ist ins besondere eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Brems system für Fahrzeuge mit reduzierten Kosten vorzusehen. Diese Aufgabe wird durch ein elektrisches Fahrzeugbremssystem nach An spruch 1 sowie durch ein Verfahren zum Steuern eines elektrischen Fahrzeug bremssystems nach Anspruch 11 gelöst.

Somit wird ein elektrisches Bremssystem für Fahrzeuge vorgesehen, die einen Bremswertgeber, mindestens eine erste Achse mit mindestens zwei Rädern und eine zweite Achse mit mindestens zwei Rädern aufweist. Ein erster Achs- modulator ist der ersten Achse zugeordnet. Ein zweiter Achsmodulator ist der zweiten Achse zugeordnet. Ferner ist eine einzige zentrale Steuereinheit vorge sehen, die in Abhängigkeit von einem Bremssignal von dem Bremswertgeber oder in Abhängigkeit von einerweiteren Bremsanforderung (z. B. von Fahreras sistenzsystemen) über Datenverbindung der zentralen Steuereinheit mitgeteil tem Bremssignal ein erstes Bremssignal für den ersten Achsmodulator und ein zweites Bremssignal für den zweiten Achsmodulator erzeugt und auszugibt. Der erste und zweite Achsmodulator sind jeweils dazu ausgestaltet, die Räder der ersten und zweiten Achse in Abhängigkeit von dem ersten und zweiten Brems signal von der zentralen Steuereinheit zu verzögern.

Damit wird ein elektrisches Fahrzeugbremssystem bzw. ein Bremssystem für Fahrzeuge mit lediglich einer einzigen zentralen Steuereinheit (Zentralmodul) vorgesehen. Jeder Achse des Fahrzeugs wird ein Achsmodulator zugeordnet, welches jeweils ein Bremssignal von der zentralen Steuereinheit empfängt und eine entsprechende Verzögerung auf die Räder der jeweiligen Achse initiiert.

Der Achsmodulator weist mindestens einen Bremsmodulator für jedes der mit der Achse verbundenen Räder auf. Der Bremsmodulator wirkt auf den Brems aktuator, so dass die Räder abgebremst werden.

Die zentrale Steuereinheit erhält ein Bremssignal von einem Bremswertgeber oder von einem dazu berechtigten System des Fahrzeugs. Die zentrale Steuer einheit wandelt das empfangene Bremssignal in Bremssignale für den ersten und zweiten Achsmodulator um, um das Fahrzeug verzögern bzw. abbremsen zu können. Der Achsmodulator empfängt das jeweilige Bremssignal von der zentralen Steuereinheit und wandelt das Bremssignal mittels der Bremsmodula toren in ein Signal für die Bremsaktuatoren um.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist jeder Achsmodulator eine Achssteuereinheit und mindestens zwei Bremsmodulatoren Die Bremsmodula toren erzeugen jeweils Bremsmodulatorsignale zur Steuerung der Bremsaktua toren und geben diese an die Bremsaktuatoren aus, welche direkt an dem je weiligen Rad vorgesehen sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform empfangen die Achsmodulatoren das Bremssignal von dem Bremswertgeber als Eingangssignal zusätzlich zu dem ersten oder zweiten Bremssignal von der zentralen Steuereinheit. Die Achsmodulatoren verwenden das Bremssignal von dem Bremswertgeber als Eingangssignal zur Erzeugung der Bremsmodulatorsignale, wenn ein Fehler in oder an der zentralen Steuereinheit auftritt.

Demnach wird das Bremssignal von dem Bremswertgeber nicht nur an die zent rale Steuereinheit, sondern auch an jeden der Achsmodulatoren ausgegeben. Dadurch, dass die Achsmodulatoren das Bremssignal von dem Bremswertge ber empfangen, können die Achsmodulatoren auch bei Ausfall der zentralen Steuereinheit oder bei einem Fehler in der Leitung zwischen der zentralen Steuereinheit und den jeweiligen Achsmodulatoren ein redundantes Bremsen ermöglichen. Damit kann die Sicherheit des erfindungsgemäßen Bremssystems auch bei Reduzierung der Komplexität des Bremssystems und der damit ein hergehenden Reduzierung der Kosten gewährleistet werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eine Achsmodulatorsignalleitung zwischen mindestens zwei Achsmodulatoren vor gesehen. Diese dient der Kommunikation zwischen den Achsmodulatoren, ins besondere wenn ein Fehler in oder an der zentralen Steuereinheit vorhanden ist. Damit kann ein Ausgleich der Achsbremskräfte, der die Fahrzeugstabilität und die Bremsleistung verbessern kann, auch bei Ausfall der zentralen Steuer einheit erfolgen. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einem Bremswertgeber, mindestens einer ersten Achse mit mindestens zwei Rädern, einer zweiten Achse mit mindestens zwei Rädern, und mindestens ei nem oben beschriebenen elektrischen Bremssystem.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Masse des Fahrzeugs auf die erste und zweite Achse im Wesentlichen gleichmäßig verteilt. Alternativ dazu kann die Masse des Fahrzeugs auch ungleichmäßig auf die Achsen verteilt sein.

Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Steuern eines elektrischen Bremssystems für Fahrzeuge, die einen Bremswertgeber, mindestens eine ers te Achse mit mindestens zwei Rädern und eine zweite Achse mit mindestens zwei Rädern aufweist. Ein erster Achsmodulator ist der ersten Achse zugeord net und mindestens ein zweiter Achsmodulator ist der zweiten Achse zugeord net. Ein erstes Bremssignal wird für den ersten Achsmodulator und ein zweites Bremssignal wird für den zweiten Achsmodulator in Abhängigkeit von einem Bremssignal von dem Bremswertgeber durch eine einzige zentrale Steuerein heit erzeugt. Die Räder der ersten und zweiten Achse werden in Abhängigkeit von dem ersten und zweiten Bremssignal von der zentralen Steuereinheit ein gebremst.

Während im Stand der Technik zwei zentrale und redundante zentrale Steuer einheiten in Form von Zentralmodulen des Bremssystems vorgesehen sind, kommt das erfindungsgemäße Bremssystem mit lediglich einer einzigen zentra len Steuereinheit aus. Die zentrale Steuereinheit fungiert als Zentralmodul des Bremssystems und dient zur Steuerung und Überwachung des elektrisch gere gelten Bremssystems. Eine Sollverzögerung des Fahrzeugs wird aus einem Signal des Bremswertgebers ermittelt. Beispielsweise kann die Sollverzögerung zusammen mit den jeweiligen Radgeschwindigkeiten der Räder des Fahrzeugs als Eingangssignal für eine elektronische Regelung verwendet werden. Bei ei nem elektronisch geregelten pneumatischen Bremssystem ermittelt diese Re gelung Drucksollwerte für das Bremssystem an der Vorderachse und an der Hinterachse. Für das elektrische Bremssystem ermittelt die Regelung elektri sche Sollwerte, für die Ansteuerung der elektrischen Bremsaktuatoren. Die Sollwerte werden mit Istwerten verglichen und eine vorhandene Differenz kann ausgeregelt werden. Die zentrale Steuereinheit ist mit den Achsmodulen ver bunden und tauscht Daten und insbesondere das jeweilige Bremssignal für die jeweiligen Achsmodulatoren aus.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird für jede Achse ein Achsmodulator vorgesehen. Der Achsmodulator stellt eine Achs-Steuereinheit dar. Der Achsmodulator kann optional pneumatische Druckregelkanäle aufwei sen.

Der Achsmodulator kann über einen zusätzlichen Anschluss für einen redun danten pneumatischen Bremskreis verfügen.

Der Achsmodulator kann eine Steuereinheit oder ein Steuermodul aufweisen, welche eine Antiblockiersystem ABS-Steuerung der Räder ermöglichen, welche mit der Achse verbunden sind.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Bremssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Bremssystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Bremssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Ein Fahrzeug 200 (insbesondere ein Nutzfahr zeug), ist mit einem Bremssystem 100. Das Fahrzeug 200 weist einen Brems- wertgeber 210 und mindestens zwei Achsen 220, 230 jeweils mit mindestens zwei Rädern 221 , 222, 231 , 232 auf. Die Räder 221 , 222, 231 , 232 können an getriebene oder nicht angetriebene Räder darstellen. Das Bremssystem 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist als ein elektronisch geregeltes Bremssystem EBS für Fahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, ausgestaltet. Diese Nutzfahrzeuge oder Fahrzeuge weisen vorzugsweise eine ähnliche Mas senverteilung M1 , M2 auf der Vorderachse und Flinterachse auf. Die Masse M der Fahrzeuge ist somit im Wesentlichen nicht ungleichmäßig verteilt. Derartige Nutzfahrzeuge 200 können Reisebusse oder Lastkraftwagen mit Ladefläche oder Kofferaufbau darstellen.

Die zentrale Steuereinheit kann gemäß einem Aspekt der Erfindung aber auch eine ungleichmäßige Achslastverteilung berücksichtigen. Ein Ausfall der zentra len Steuereinheit hat dann jedoch zur Folge, dass eine dynamische achslastab hängige Bremskraftverteilung nicht mehr gewährleistet werden kann. Bei Fahr zeuge mit typischerweise gleicher Achslastverteilung ist der Ausfall der dynami schen achslastabhängigen Bremskraftverteilung 470 jedoch zu verkraften. Für andere Fahrzeuge mit ungleichmäßiger Lastverteilung kann eine Achsmodula- torsignalleitung 115 notwendig sein, über die die Achsmodulatoren eine Brems kraftverteilung gewährleisten zu können.

Das Bremssystem 100 weist eine (einzige) zentrale Steuereinheit 110 auf. Die zentrale Steuereinheit 110 entspricht z.B. einem Zentralmodul in einem elektro nischen Bremssystem EBS. Das Bremssystem 100 weist einen ersten und zweiten Achsmodulator 120, 130 auf. Vorzugsweise wird für jede Achse 220, 230, 240 des Fahrzeugs 200 ein Achsmodulator 120, 130, 140 vorgesehen. Die zentrale Steuereinheit 110 erhält ein Bremssignal 211 von dem Bremswertge ber 210 des Fahrzeugs 200. Optional wird das Bremssignal 211 ebenfalls direkt dem mindestens einen ersten und zweiten Achsmodulator 120, 130 zugeführt.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Bremssignal vom Bremswert geber über mehrere Signalleitungen zur Verfügung gestellt, wobei jede Signal leitung mit jeweils einem Achsmodulator verbunden ist. Alle Signalleitungen zusammen sind zudem ebenfalls mit dem zentralen Steuergerät verbunden.

Die Achsmodulatoren 120, 130 weisen jeweils eine Achssteuereinheit 121 , 131 sowie Bremsmodulatoren 122, 132 für jedes Rad auf, welches an der Achse angeordnet ist.

Der erste Achsmodulator 120 empfängt ein erstes Bremssignal 111 über die Leitung 110a und der zweite Achsmodulator 130 empfängt ein zweites Brems signal 112 über die Leitung 110b von der zentralen Steuereinheit 110.

In oder an jedem Rad 221 , 222, 231 , 232 des Fahrzeugs ist ein Bremsaktuator 123a, 123b, 133a, 133b vorgesehen, der von den jeweiligen Bremsmodulatoren 122, 132 gesteuert wird.

Für das elektronisch geregelte Bremssystem EBS wird eine Verzögerung von der zentralen Steuereinheit 110 in Abhängigkeit von dem Bremssignal 211 von dem Bremswertgeber 210 sowie in Abhängigkeit von Fahrzeugstabilitätspro grammen und/oder Fahrerassistenzsystemen ermittelt. Die Fahrzeugstabilitäts programme und/oder Fahrerassistenzsysteme können in der zentralen Steuer einheit 110 realisiert werden oder mit der zentralen Steuereinheit 110 verbun den sein. Die zentrale Steuereinheit 110 erzeugt dann ein Bremssignal 111 ,

112 für jeden der Achsmodulatoren 120, 130. Die Achsmodulatoren 120, 130 wandeln diese Bremsinformationen mittels der Bremsmodulatoren 122, 132 in Signale für die jeweiligen Bremsaktuatoren 123a, 123b, 133a, 133b um.

Die Achsmodulatoren 120, 130 empfangen optional nicht nur das erste und zweite Bremssignal 111 , 112 von der zentralen Steuereinheit 110, sondern auch direkt das Bremssignal 211 von dem Bremswertgeber 210. Dies erfolgt, um eine Sicherheitsredundanz vorzusehen, insbesondere für den Fall, dass die zentrale Steuereinheit oder die Signalleitungen 110a, 110b gestört sind. Falls dieser Fall eingetreten ist, dann können die Achsmodulatoren 120, 130 basie rend auf dem direkt von dem Bremswertgeber 210 empfangenen Bremssignal 211 über die Bremsmodulatoren 122, 132 die jeweiligen Bremsaktuatoren 123a, 123b, 133a, 133b entsprechend ansteuern, um ein Abbremsen des Fahrzeugs zu ermöglichen.

Die Bremsaktuatoren können hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch ange trieben bzw. betätigt werden.

Wenn in einem Fehlerfall die zentrale Steuereinheit 110 und/oder die Signallei tungen 110a, 110b fehlerhaft sind, dann können die Achsmodulatoren basie rend auf dem Bremssignal 211 und optional unter Berücksichtigung von Brems kraftverteilungsparametern eine Verzögerung des Fahrzeugs initiieren.

Bei einem Fehlerfall (Defekt der zentralen Steuereinheit 110 oder der Signallei tung 110a, 110b) können die Achsmodulatoren eine Verzögerung des Fahr zeugs auch ohne die zentrale Steuereinheit 110 bewirken. Dies bedeutet dann aber auch, dass die von der zentralen Steuereinheit 110 realisierten bzw. mitbe rücksichtigten Fahrzeugstabilitätsprogramme 410 und/oder Fahrerassistenzsys teme 420 nicht mitberücksichtigt werden können.

Jeder Achsmodulator 120, 130 ist einer Achse 220, 230 des Fahrzeugs 200 zugeordnet. Vorzugsweise sind die Achsmodulatoren 120, 130 in, an oder in der Nähe der jeweiligen Achse 220, 230 vorgesehen. Jeder Achsmodulator 120, 130 weist eine Achssteuereinheit 121 ,131 zwei Bremsmodulatoren 122, 132 und elektromechanische Bremsaktuatoren 123a, 123b, 133a, 133b auf. Die Bremsmodulatoren weisen optional elektrische oder elektronische Schalteinhei ten zur Ansteuerung und zur Leistungsübertragung an die elektromechanischen Bremsaktuatoren auf.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist optional eine dritte Signal leitung 115 zwischen dem ersten und zweiten Achsmodulator 120, 130 vorge sehen. Bei einem Fehlerfall 430 (Ausfall der zentralen Steuereinheit 110) könn ten damit die Achsmodulatoren 120, 130 miteinander kommunizieren, um eine gewünschte Verzögerung des Fahrzeugs realisieren zu können. Hierbei können nicht nur Bremskraftverteilungsparameter mitberücksichtigt werden, sondern es kann auch situationsabhängig eine Bremskraftverteilung 470 mit dem Ziel der bestmöglichen Fahrzeugverzögerung bei bestmöglicher Fahrstabilität stattfin den. Insbesondere bei Fahrzeugen mit einer ungleichmäßigen Gewichtsvertei lung M1, M2 ist dies zuträglich. In einem derartigen Fehlerfall 430 können Fah rerassistenzsysteme 410 und Fahrzeugstabilitätssysteme 420 nicht mitberück sichtigt werden, da diese nur von der zentralen Steuereinheit 110 bearbeitet bzw. mitberücksichtigt werden.

Die Bremsmodulatoren 122, 132 geben ein Bremsmodulationssignal 122a,

132a an die Bremsaktuatoren 123a, 123b, 133a, 133b aus, welches die Brems aktuatoren 123, 133 veranlasst, eine gewünschte Verzögerung oder ein ge wünschtes Abbremsen durchzuführen.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Bremsaktuatoren 123a, 123b, 133a, 133b elektrisch angesteuert werden. Dies ist vorteilhaft, weil in den Bremsaktuatoren sowie in dem Bremsmodulator keine weitergehende bzw. zusätzliche Intelligenz vorhanden sein muss. Dies ist insbesondere vor teilhaft im Hinblick auf die Zuverlässigkeit der Bremsmodulatoren und der Bremsaktuatoren. Insbesondere weisen diese eine geringere Anfälligkeit gegen Erschütterungen sowie Witterungseinflüsse und Temperatureinflüsse auf.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen die jeweiligen Achs- modulatoren 120, 130 optional die gesamte Elektronik auf, welche für die Be stimmung der jeweiligen Bremssignale und die Ansteuerung der Bremsaktua toren benötigt werden. Da die Achsmodulatoren 120, 130 in, an oder in der Nä he der Achse 220, 230 vorgesehen sind, sind diese den Witterungseinflüssen weniger ausgesetzt als Elektronik, welche in oder an dem Rad integriert ist.

Das Bremssystem 100 weist ferner eine Energieversorgungseinheit 150 auf. Diese Energieversorgung kann mit einer Energieversorgung des Fahrzeugs verbunden sein und weist eine vorab festgelegte Speichermöglichkeit auf, um das Bremssystem in einem Fehlerfall noch mit Energie versorgen zu können. Insbesondere kann die Energieversorgungseinheit 150 eine Mehrzahl von wie deraufladbaren Akkumulatoren 151 aufweisen.

Die Achsmodulatoren 120, 130 und insbesondere die Achssteuereinheit 121, 131 sind optional dazu geeignet, eine Antiblockiersystem ABS-Regelung unab hängig von der zentralen Steuereinheit 110 durchzuführen.

Optional kann das Bremssystem 100 eine redundante Bremseinheit 300 (z.B. ein pneumatischen Bremskreis) aufweisen, die unabhängig von der zentralen Steuereinheit 110 arbeitet und z.B. bei einem Fehler in oder an der zentralen Steuereinheit 110 zumindest eine Notbremsung ermöglicht. Dazu kann die Bremseinheit 300 über Leitungen 301 , 302, 303 mit den Achsmodulatoren 120, 130, 140 gekoppelt sein. Die Achsmodulatoren können daher über einen zu sätzlichen Anschluss für einen redundanten pneumatischen Bremskreis verfü gen. Alternativ dazu kann die Bremseinheit 300 auch direkt mit den Bremsmo dulatoren oder den Bremsaktuatoren gekoppelt sein.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Bremssystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Bremssystem gemäß dem zweiten Ausfüh rungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Bremssystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei das Fahrzeug drei Achsen 220, 230, 240 aufweist. Damit weist das Bremssystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel drei Achsmodulatoren 120, 130, 140 auf. Der Aufbau der jeweiligen Achsmodulato ren gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht dem Aufbau der Achs modulatoren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Jeder Achsmodulator empfängt somit ein Bremssignal 111 , 112, 113 von der zentralen Steuereinheit 110 sowie ein Bremssignal 211 von dem Bremswertgeber 210. Optional kann die Signalleitung 115 sich zwischen benachbarten Achsmodulatoren 120, 130, 140 erstrecken, so dass die Achsmodulatoren über die dritte Signalleitung 115 insbesondere in einem Fehlerfall miteinander kommunizieren können. Bezugszeichenliste als Bestandteil der Beschreibung

100 Bremssystem

110 zentrale Steuereinheit

111 erstes Bremssignal

112 zweites Bremssignal 110a erste Signalleitung

110b zweite Signalleitung

110c dritte Signalleitung

115 Achsmodulatorsignalleitung

120 erster Achsmodulator

121 Achssteuereinheit

122 Bremsmodulator 122a Bremsmodulatorsignal 123a Bremsaktuator

123b Bremsaktuator

130 zweiter Achsmodulator

131 Achssteuereinheit

132 Bremsmodulator 132a Bremsmodulatorsignal 133a Bremsaktuator

133b Bremsaktuator

140 dritter Achsmodulator

141 Achssteuereinheit Bremsmodulation a Bremsmodulatorsignal a Bremsaktuator b Bremsaktuator Energieversorgungseinheit wiederaufladbarer Akkumulator Fahrzeug Bremswertgeber Bremssignal erste Achse Rad Rad zweite Achse Rad Rad dritte Achse Rad Rad Bremseinheit weitere Bremsanforderung Fahrstabilitätsprogram Fahrassistenzprogram Fehler Bremskraftverteilung Notbremsanforderung 460 Bremskraftverteilungsparameter

470 Bremskraftverteilung

M Masse

M1 , M2 Masseverteilung

ABS Antiblockiersystem