用于产生车辆紧急制动信号的方法和设备及用于导入车辆紧急制动过程的方法技术领域
本发明涉及用于产生用于车辆的紧急制动信号的方法、用于产生
用于车辆的紧急制动信号的设备、用于导入车辆的紧急制动过程的方
法以及相应的计算机程序产品。
背景技术
根据联邦统计局的统计，估计每年在具有人员伤亡的事故中例如
以制动失灵为原因的占1.2％至1.9％。那么，例如制动设施的技术缺陷
或者误操作可导致突然的制动失灵，尤其是在较长的斜坡或类似的路
段上。也可能是驾驶员无法工作，例如由于癫痫发作、昏厥、心肌梗
死、未预料到的药物相互作用或者疏忽大意。
DE102009036348A1公开了一种用于对车辆进行制动力控制的
方法，借助于确定出驾驶员期望的对车辆的额定减速并且随后根据该
(期望的)额定减速来自动影响发动机和/或变速器，具有如下目的，
即，改变车辆上的有效拖曳力矩从而实现(期望的)额定减速。在此，
可将发动机和行车制动器的制动作用彼此协调，从而为行车制动器卸
载掉发动机制动作用的份额。
发明内容
在这样的背景下，本发明提出了根据独立权利要求的用于产生用
于车辆的紧急制动信号的改进的方法、用于产生用于车辆的紧急制动
信号的改进的设备、用于导入车辆的紧急制动过程的改进的方法以及
改进的计算机程序产品。有利的配置方案由从属权利要求以及下面的
描述中得到。
根据本发明的实施方式，可以提供特别是用于支持车辆紧急状况
下的紧急制动的策略，例如在驾驶员无法工作的情况下或者在具有变
速器(不具有直接手动干预的可能性)的车辆中主制动装置失灵的情
况下。在此，可以例如给实施为内燃机或者电动机的驱动单元供应能
量以进行制动，其中，通过识别车辆紧急状况的策略进行激活。在此，
尤其可以规定车辆的驱动装置并不或者不仅用于再生(Regeneration)，
而是在车辆紧急状况下保持用于制动的能量。
在商用车辆领域中，对行车制动器的补充是常见的，尤其是通过
持续制动设施例如排气门、减速器或类似装置。在载人车辆领域中，
其中，通常没有职业驾驶员坐在方向盘旁，并且在定期的且规律的维
护和不定期的且马虎的维护之间的差距可以很大，通常缺少这种有益
的附加制动装置。根据本发明的实施方式，尤其可以提供与持续制动
设备作用相当的策略或者机制，该策略或者机制可以在车辆紧急状况
下安全且可靠地实现制动。在此，可以有利地导致或者支持紧急制动，
其中，就这种做法的成本和效用而言可以接受的是车辆组件(即发动
机、变速器和传动系)超过其性能规格地运行，其中，对身体和生命
的危险的避免当然抵偿了对车辆组件例如发动机和变速器的损害。
因此，有利的是，根据本发明的实施方式，即使当车辆的驾驶员
或者主制动设备无法工作时，也安全且可靠地导致或者至少支持车辆
的紧急制动。因此，尤其是可以在由于缺少制动作用而导致对车辆失
控的情况下提高驾驶安全性并且将事故的风险最小化。在此，可以首
先安全且可靠地识别车辆紧急状态，并且以此为基础导入合适的防止
危险的操作。
此外，车辆驾驶员和车辆乘客可以尤其在自动变速器情况下在制
动失灵的危险状态中被给予更多的监视以实现紧急制动。因此，尽管
开发了可靠的系统但是在新技术的框架内车辆的驾驶员还通常可获得
闭锁功能。例如可以规定自动化变速器也允许在运行挡位中直接的手
动干预，由此，即使在此发动机将会超速，也可提高发动机制动作用
以便至少支持紧急制动。当然，在这样的情况下对车辆各个组件的损
害只是小的弊端。例如在同步的手动挡变速器的情况下，通常不设置
避免超过转速的挡位变换的闭锁。
用于产生用于车辆的紧急制动信号的有利的方法，其中该车辆具
有主制动装置和驱动装置，特征在于，该方法具有在应用至少一个读
入的传感器信号的情况下识别车辆紧急状况的步骤，该紧急状况代表
主制动装置的降低的或受阻的制动作用，并且具有依赖于识别的车辆
紧急状况生成紧急制动信号的步骤，其中借助紧急制动信号可驱控车
辆的主制动装置、驱动装置、附加制动装置和/或至少一个另外的车载
装置，以便导致或支持车辆的紧急制动过程。
在此，车辆可以理解为公路相关车辆、用于人员运输和/或货物运
输的车辆例如载人车辆，载货车辆或者其他商用车。主制动装置可以
具有车辆的行车制动器。驱动装置可以包括车辆的发动机、发动机控
制装置、发动机的阀控制装置、变速器、变速器控制装置、差速器和/
或传动系。发动机可以是内燃机、电动机、混合发动机或者其他发动
机。变速器可以是手动变速器、部分自动变速器或者自动变速器。附
加制动装置可以是减速器、排气门或类似装置。至少一个另外的车载
装置可以例如具有空调设施、用于发电机余热利用的装置或类似装置，
其中，该另外的车载装置通过发动机功率供应能量。车辆紧急状况可
以代表如下状态，其中主制动装置的制动作用由于主制动装置或者车
辆驾驶员的无法工作或者部分无法工作而受限或者受抑制。紧急制动
信号代表用于对车辆紧急状况做出反应的信息。作为对借助紧急制动
信号进行驱控的响应，车辆的主制动装置、驱动装置、附加制动装置
以及附加或者替选的至少一个另外的车载装置如下地执行运行或者功
能，即，以便导致或者支持车辆的紧急制动过程。
根据实施方式，可以在应用至少一个读入的传感器信号的情况下
在识别步骤中将主制动装置的失灵识别为车辆紧急状况，该传感器信
号代表车辆的制动器滑差、液力制动回路系统压力、发动机转速、挡
位选择装置上的操纵过程的至少一个特性以及附加或者替选的来自车
辆驾驶员辅助系统的信息。主制动装置的失灵可以是部分的或者完全
的。在此，挡位选择装置可以设有至少一个传感器，该传感器构造用
于检测操作过程中的加速和/或接触。挡位选择装置(尤其是换挡杆或
者换挡杆)上的操纵过程的至少一个特性可以包括操纵力、操纵速度、
切换频率和/或操纵过程的合理性，尤其是就发动机转速、制动器滑差、
液力制动回路系统压力和/或来自驾驶员辅助系统的信息而言。这样的
实施方式提供了如下的优点：可以将制动器失灵识别为车辆紧急状况，
其中，该识别可以按照传感器信号或者传感器信号的组合以高的有效
性可靠地并且精确地进行。
尤其是，也可以识别如下状态，在其中例如车辆的防抱死系统
(ABS)在松软的表层上、例如在有雪的车道、沙子、石子或类似物上
导致制动距离的不期望的延长。因此，可以在必要的情况下对抗这种
情形，其中，在此从临界坡度起车辆非人为地加速，尽管驾驶员进行
了全制动。
在此，可以在依赖于识别到主制动装置失灵地在生成步骤中生成
如下紧急制动信号，借助该紧急制动信号可驱控车辆的驱动装置、附
加制动装置以及附加或者替选的至少一个另外的车载装置，以便导致
或支持紧急制动过程。这样的实施方式提供了如下的优点：即使在制
动失灵的情况下也可以将车辆在可导入的紧急制动过程范围中安全地
制动、减速或停止。由此可以将由制动失灵导致严重事故的危险最小
化。在部分制动失灵的情况下也可以借助紧急制动信号驱控驾驶员辅
助系统，尤其是行驶动力学调节系统或者电子稳定系统(ESP)，以便
例如可运转地控制其余的制动回路。
在识别步骤中也可以在应用从车辆的内室照相机、方向盘上的接
触传感器、挡位选择装置上的接触传感器以及附加或者替选的驾驶员
辅助系统中读入的至少一个传感器信号的情况下将车辆驾驶员的无法
工作识别为车辆紧急状况。在此，该至少一个传感器信号也可以代表
由车辆的副驾驶对挡位选择装置的操纵和/或对手刹或停车制动器的操
纵。内室照相机可以构造为用于在采集的图像数据中识别驾驶员的以
及在必要的情况下副驾驶的表明驾驶员无法工作的行为模式。方向盘
和/或挡位选择装置上的接触传感器可以构造为用于识别由驾驶员或者
必要的情况下由副驾驶进行的操纵。这样的实施方式提供如下的优点：
可以将驾驶员无法工作识别为车辆紧急状况，其中，该识别可以按照
传感器信号或者传感器信号的组合以高有效性可靠地并且精确地进
行。
尤其可以在生成步骤中生成如下紧急制动信号，借助该紧急制动
信号可驱控车辆的至少一个传动装置，用以提高轮胎滑移
(Reifenschlupf)、拖曳力矩以及附加或替选的发动机制动力矩，以便
导致或支持车辆的紧急制动过程。该至少一个传动装置可以是车辆的
驱动装置的一部分。该至少一个传动装置可以是车辆的传动系的组件
和/或控制器。这样的实施方式提供如下的优点：借助这种类型的用于
传动控制的策略，即使在主制动装置无法工作的情况下也可以可靠地
导致或者至少支持车辆的紧急制动过程。
此外，可以在生成步骤中生成如下紧急制动信号，借助该紧急制
动信号可以驱控驱动装置的发动机控制装置、排气门控制装置以及附
加或替选的阀控制装置，用以提高发动机拖曳力矩以及附加或者替选
的发动机制动力矩，以便导致或支持车辆的紧急制动过程。这样的实
施方式提供了如下的优点：借助这种类型的用于发动机控制的策略，
即使在主制动装置无法工作的情况下也可以可靠地导致或者至少支持
车辆的紧急制动过程。
也可以在生成步骤中生成如下紧急制动信号，借助该紧急制动信
号可激活至少一个由车辆的发动机提供能量的用于能量吸收的车载装
置，以便支持车辆的紧急制动过程。这样的实施方式提供如下的优点：
通过对由发动机驱动的其他负载进行的这种类型的激活或接通可以提
高发动机制动作用，这是因为降低了分摊在驱动器上的发动机功率。
此外，可以在生成步骤中生成如下紧急制动信号，借助该紧急制
动信号可驱控车辆的至少一个照明装置和/或报警装置，用以激活警告
灯、车辆喇叭以及附加或者替选的行驶灯，从而支持车辆的紧急制动
过程。这样的实施方式提供如下的优点，即，可以提醒注意车辆紧急
状况并且可以警告其他行车人员，以便例如为该车辆让路或类似行为。
用于导入车辆的紧急制动过程的有利的方法，其中，该车辆具有
主制动装置和驱动装置，特征在于，该方法具有根据上述的用于进行
产生的方法的实施方式的产生用于车辆的紧急制动信号的步骤，以及
借助紧急制动信号驱控车辆的主制动装置、驱动装置、附加制动装置
和/或至少一个另外的车载装置的步骤，以便导致或支持车辆的紧急制
动过程。
结合用于导入紧急制动过程的方法，可以有利地实施用于产生紧
急制动信号的上述方法的实施方式，以便有利地导入紧急制动过程。
用于产生用于车辆的紧急制动信号的有利的设备(其中该车辆具
有主制动装置和驱动装置)具有以下特征：
用于在应用至少一个读入的传感器信号的情况下识别车辆紧急状
况的装置，该车辆紧急状况代表主制动装置的降低的或受阻的制动作
用；以及
用于依赖于识别到的车辆紧急状况生成紧急制动信号的装置，其
中，借助该紧急制动信号可驱控车辆的主制动装置、驱动装置、附加
制动装置和/或至少一个另外的车载装置，以便导致或支持车辆的紧急
制动过程。
用于产生紧急制动信号的设备可以构造为用于实施或者转化上述
的用于产生紧急制动信号的方法的步骤。尤其是该设备可以具有如下
的装置：该装置构造为用于分别实施上述方法的一个步骤。通过在设
备形式中的本发明的这些实施方式也可以有利地解决基于本发明的任
务。
用于产生紧急制动信号的设备可以是控制器或类似物的一部分。
该设备当前也可以理解为电气仪器或控制器，该仪器或控制器处理至
少一个传感器信号并依赖于此地发出紧急制动信号。该设备可以具有
接口，该接口可以以硬件和/或软件方式构造。在以硬件方式的构造方
案中，该接口可以例如是所谓的系统ASIC的一部分，该系统ASIC含
有设备的各种功能。然而也可行的是，接口是固有的集成电路，或者
至少部分地由离散的结构元件组成。在以软件方式的构造方案中，该
接口可以是软件模块，该软件模块例如存在于微处理器上在其他软件
模块旁边。
还有利的是具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码存储于
可机读的载体上例如半导体存储器、固定盘存储器或者光学存储器上，
并且，当该程序在计算机或设备上执行程序时，用于实施上述方法的
实施方式。
附图说明
参照附图示例性地详细阐述本发明。其中：
图1示出具有根据本发明实施例的用于产生紧急制动信号的设备
的辆车；
图2示出根据本发明实施例的用于产生紧急制动信号的方法的流
程图；
图3示出根据本发明实施例的用于导入紧急制动过程的方法的流
程图。
在以下对本发明的优选实施例的描述中，对于在不同的图中示出
的并且具有类似作用的元件使用相同或相似的附图标记，其中，省略
了对这些元件的重复说明。
具体实施方式
图1示出辆车100，该车辆具有根据本发明的实施例的用于产生
紧急制动信号的设备110。在车辆100中示出了具有识别装置112以及
生成装置114的设备110、制动设施传感器120、发动机转速传感器130、
操纵传感器140、挡位选择装置150或者换挡杆或换挡杆、主制动装置
160或者行车制动器或制动设施、附加制动装置170、发动机180以及
变速器190。
设备100具有识别装置112和生成装置114。制动设施传感器120、
发动机转速传感器130和操纵传感器140通过至少一个通信接口例如
电缆、通过无线电或类似方式与设备100连接。操纵传感器140布置
在挡位选择装置150区域中或者借助通信接口与挡位选择装置连接。
此外，主制动装置160、附加制动装置170、发动机180和变速器190
借助至少一个另外的通信接口例如电缆、通过无线电或类似方式与设
备100连接。此外，借助各自的通信接口，制动设施传感器120与主
制动装置160连接，发动机转速传感器130与发动机180连接，并且
挡位选择装置150与变速器190连接。发动机180和变速器190在此
代表车辆100的驱动装置。
制动设施传感器120构造为用于检测主制动装置160的运行状态
并且提供传感器信号，该传感器信号代表主制动装置160的运行状态。
发动机转速传感器130构造为用于检测发动机180的发动机转速并提
供传感器信号以代表发动机180的发动机转速。操纵传感器140构造
为用于检测挡位选择装置150的操纵过程的至少一个特性并提供传感
器信号，该传感器信号代表挡位选择装置150的操纵过程的至少一个
特性。
设备110构造为用于产生用于车辆的紧急制动信号。在此，设备
110构造为用于从制动设施传感器120、发动机转速传感器130以及附
加或替选的操纵传感器140中读入至少一个传感器信号。在此，设备
110的识别装置112构造为用于在应用至少一个读入的传感器信号的情
况下识别车辆紧急状况，该紧急状况代表主制动装置160的降低或受
阻的制动作用。设备110的生成装置114构造为用于依赖于识别的车
辆紧急状况生成紧急制动信号。在此，借助紧急制动信号可以驱控车
辆的主制动装置160、驱动装置180、190、附加制动装置170以及附
加或替选的至少一个另外的车载装置(图1未示出)，以便导致或支
持车辆100的紧急制动过程。此外，设备100构造为用于发出用于驱
控主制动装置160、附加制动装置170、发动机180以及附加或替选的
变速器190的紧急制动信号。
根据一个实施例，识别装置112构造为用于在应用从车辆100的
内室照相机、方向盘上的接触传感器、挡位选择装置150上的操纵传
感器140或接触传感器以及附加或替选的驾驶员辅助系统中读入的至
少一个传感器信号的情况下将车辆100的驾驶员无法工作识别为车辆
紧急状况。识别装置112根据一个实施例构造为用于即使借助副驾驶
对车辆100的手刹的操纵仍然将车辆100的驾驶员无法工作识别为车
辆紧急状况。识别装置112还构造为用于借助接触传感器以及必要时
的车辆内室监控器将如下情形识别为车辆紧急状况，在该情形中驾驶
员无法工作并且副驾驶无法够到手刹或行车制动器。操纵传感器140
例如还构造为用于识别出手放置在挡位选择装置150上，以便特别是
能够将由驾驶员进行的操纵与由副驾驶进行的操纵区分开。
根据一个实施例，识别装置112构造为用于在应用至少一个读入
的传感器信号的情况下将主制动装置160的失灵识别为车辆紧急状况。
该至少一个传感器信号在此代表车辆100的制动器滑差、液力制动回
路系统压力、发动机转速、对挡位选择装置150的操纵过程的至少一
个特性以及附加或者替选的来自驾驶员辅助系统(图1中未示出)的
信息。在此，生成装置114构造为用于依赖于识别到的主制动装置160
的失灵生成紧急制动信号，可以借助该紧急制动信号来驱控车辆100
的驱动装置180、190、附加制动装置170以及附加或者替选的至少一
个另外的车载装置，以便导致或支持紧急制动过程。
在此，主制动装置160的失灵例如可归因于下列原因之一：在主
制动装置160突然失灵的情况下，可能在制动液中形成汽泡，这由吸
取了过多水的吸湿性制动液、例如乙二醇醚导致，这是因为已经超过
了更换间隔或者不密封性促进了水的吸收。也可能发生所谓的制动弱
化直至制动力完全丧失，这例如由持续制动器、具有很多加速和制动
阶段的不适当的驾驶方式、带挂车但没有挂车制动器的行驶或类似原
因导致。此外，可能发生至少一个制动回路的在技术上的制动失灵，
这例如由液压回路中的泄露、爆裂的软管、在制动盘或衬片已磨损的
情况下行驶导致。
根据一个实施例，识别装置112构造为用于在利用下列征兆的一
些或全部一起出现的情况下将主制动装置160的失灵识别为车辆紧急
状况：驾驶员的强力制动，这可以在制动器滑差上或者替代地在主制
动装置160的制动回路中的液力系统压力上识别出。驾驶员在自动变
速器的情况下试图手动切换低挡、经常重复该动作、尝试切换到R和P
挡或类似动作。发动机转速已达到转速上限，由此再次的切换低挡将
导致发动机180超速。在可能的情况下，驾驶员辅助系统(例如ESP)
在车辆总线上生成的信息有关于主制动装置160的功能障碍。在此，
操纵传感器140报告驾驶员在挡位选择装置150或者换挡杆上的输入，
尤其通过对换挡杆操纵的行为观察得到支持，例如在挡位选择装置150
上的切换操作的操纵力、移动速度、切换频率和合理性方面。因此借
助操纵传感器140例如进行对操纵挡位选择装置150的速度和/或力的
测量，其中将这样的测量值用作调节紧急制动过程的参考变量。操纵
传感器140具有例如至少一个用于测量操纵力的数值的力传感器。
根据一个实施例，将生成装置114构造为用于生成如下紧急制动
信号，借助该紧急制动信号可驱控车辆100的变速器190，用以提高轮
胎滑移、拖曳力矩以及附加或者替选的发动机制动力矩，以便导致或
支持车辆100的紧急制动过程。
根据一个实施例，将生成装置114构造为用于生成如下紧急制动
信号，借助该紧急制动信号可驱控发动机180的发动机控制装置、排
气阀控制装置以及附加或者替选的阀控制装置，用以提高发动机拖曳
力矩以及附加或者替选的发动机制动力矩，以便导致或支持车辆100
的紧急制动过程。
根据一个实施例，将生成装置114构造为用于生成如下紧急制动
信号，借助该紧急制动信号可激活至少一个由车辆100的发动机180
提供能量的用于能量吸收的车载装置，以便支持车辆100的紧急制动
过程。
根据一个实施例，将生成装置114构造为用于生成如下紧急制动
信号，借助该紧急制动信号可驱控车辆100的至少一个照明装置以及
附加或者替选的报警装置，用以激活危险警告灯、车辆喇叭以及附加
或者替选的行驶灯，以便支持车辆100的紧急制动过程。
根据一个实施例，将设备110构造为用于产生紧急制动信号以及
提供驱控，通过该驱控，车辆100的传动系的控制元件可被驱控，从
而导致或支持车辆100的紧急制动过程。在此，尤其是下面描述的方
案的组合也是可形的。
如果变速器190具有变扭器离合器，那么可借助紧急制动信号切
断变扭器锁止(Wandlerüberbrückung)，以便通过发动机180的超速
和降挡实现更高的发动机制动力矩。在此，变扭器用作减速器。也可
以借助紧急制动信号接通变速器190中的其他离合器，以便通过变速
器190的叠片中的摩擦和变速器190中的张紧来产生进一步的制动作
用。此外，还可以借助紧急制动信号实现超速中的切换，尽管可能会
损害发动机180。
如果发动机180是内燃机，那么可以借助紧急制动信号驱控发动
机控制器，以便导致极端的提前点火和/或提前喷射，从而通过燃料供
给在压缩冲程中就已经建立额外的发动机制动力矩或者实现了相对变
扭器的高的差动转速。如果发动机180是具有可变的阀控制装置的发
动机，那么可以借助紧急制动信号在压缩冲程与工作冲程之间的上部
死点中实现打开排气阀以降低驱动力矩。如果发动机180不是处于空
转，那么借助紧急制动信号导致阀行程的减小，从而在极端超速的情
况下避免活塞与阀之间的碰撞。如果发动机180具有涡轮增压机，那
么可借助紧急制动信号实现对安全阀(Popp-Off)和漏气阀(Blow-By)
的控制和/或对涡轮几何形状的控制，以便增大发动机拖曳力矩。如果
发动机例如用于商用车辆，那么可借助紧急制动信号激活排气门制动
器和/或其他附加制动装置170。
如果发动机180是电动机，那么可借助紧急制动信号驱控发动机
控制器，以便使转子短路或者消耗能量，从而通过反向供电进行制动。
也可借助紧急制动信号使用闭锁式差速器和扭矩矢量分配器以建立提
高的轮胎滑移，从而降低驱动能量。此外，可以借助紧急制动信号接
通由发动机180驱动的其他负载，例如空调设备、发电机余热利用设
备和/或类似设备。此外，可借助紧急制动信号驱控行驶动力学调节系
统或者其他辅助系统，以便可运转地控制其余的制动回路。最后，也
可借助紧急制动信号驱控照明装置以通过光和必要时的报警灯警告其
他行车人员。
图2示出根据本发明实施例的用于产生用于车辆的紧急制动信号
的方法200的流程图。在此，车辆具有主制动装置和驱动装置。车辆
是图1中的车辆或者类似的车辆。方法200可结合用于产生的设备例
如图1的用于产生的设备进行实施。
方法200具有在应用至少一个读入的传感器信号的情况下识别车
辆紧急状况的步骤210，该车辆紧急状况代表主制动装置的降低的或受
阻的制动作用。方法200还具有依赖于识别的车辆紧急状况生成紧急
制动信号的步骤220。在此，如下地生成紧急制动信号，即，可以借助
紧急制动信号驱控车辆的主制动装置、驱动装置、附加制动装置以及
附加或者替选的至少一个另外的车载装置，以便导致或支持车辆的紧
急制动过程。
图3示出根据本发明实施例的用于导入车辆的紧急制动过程的方
法300的流程图。在此，车辆具有主制动装置和驱动装置。车辆是图1
中的车辆或者类似的车辆。方法200也可结合车辆例如图1的车辆进
行实施。
方法300具有产生用于车辆的紧急制动信号的步骤310。产生步
骤310包括图2的用于进行产生的方法的步骤作为部分步骤。因此，
方法300可结合图2的用于产生的方法进行实施。方法300可结合用
于产生的设备例如图1的用于产生的设备进行实施。
方法300还具有借助紧急制动信号对车辆的主制动装置、驱动装
置、附加制动装置以及附加或者替选的至少一个车载装置进行驱控的
步骤，以便导致或支持车辆的紧急制动过程。
所描述的以及在附图中示出的实施例仅是示例性选择的。不同的
实施例可以完全地或者就单个的特征彼此进行组合。也可以将一个实
施例用其他实施例的特征进行补充。所描述的方法的步骤可以重复实
施。
附图标记列表
100车辆
110用于产生紧急制动信号的设备
112识别装置
114生成装置
120制动设施传感器
130发动机转速传感器
140操纵传感器
150挡位选择装置
160主制动装置
170附加制动装置
180发动机
190变速器
200用于产生紧急制动信号的方法
210识别步骤
220生成步骤
300用于导入紧急制动过程的方法
310产生信号的步骤
320驱控步骤