JP5826277B2 - 運転者の動作に基づく車両のブレーキ制御 - Google Patents

Description

[0001]本発明は、車両のブレーキシステムに関する。より詳細には、本発明の実施形態は、自動認識および分類システムならびに運転者からの特定の嗜好データ入力に基づいて車両の制動力を制御するシステムおよび方法に関する。

[0002]最新の車両では、運転者が運転者の嗜好に基づいて車両の種々の構成要素および特定の車両動作を制御することが可能である。この目的のため、大部分の最新の車両は、一般に、様々な車両構成要素およびシステムに電気的に接続される電子制御ユニット（ＥＣＵ）または類似の装置（複数可）を含む。例えば、メモリ座席は、ＥＣＵおよび運転者の手動入力を含み、運転者依存的嗜好制御を使用して座席の位置を制御する。１つまたは複数のＥＣＵが、車両のブレーキシステムに接続され、コンピュータ実行可能プログラムを介した動作命令を実行することによって、ブレーキシステム内の複数のブレーキを制御してもよい。

[0003]ブレーキシステムは１つまたは複数のＥＣＵによって制御されるが、大部分の車両は、運転者の動作および運転者からの特定の制動力の好みに基づいて車両の制動力を制御する運転者依存的ブレーキシステムを提供しない。

[0004]既存の車両ブレーキシステムは、車両を運転する異なった運転者の制動嗜好を自動的に認識および分類することができない。さらに、運転者は、車両制動装置の具体的な柔軟な設定および機能を選択することができない。一般的に、これらの制動機能は、車両の製造工程で定義される。例えば、予め決められた踏力での倍力出力を自動的に選択するブレーキ倍力装置圧制御システムが装備された車両は、運転者が特定の倍力出力を選択することを許可しない。運転者は、選択スイッチを使用することによって、穏やかなもしくは激しい制動のようないくつかの限られたブレーキ選択肢、または、予め決められた制動力率を選択できるだけである。加えて、現在の車両のユーザインタフェースは、運転者が車両アクセサリシステムに関連する嗜好を入力することを許可するだけである。これらのアクセサリシステムは、運転者の座席位置、オーディオシステムの嗜好、および、自動前照灯オン／オフシステム、運転者がユーザインタフェースから選択可能な嗜好設定を含む。個々の運転者間で制動動作および好みの間の有意な差があるため、運転者の制動スタイルを自動的に認識し、運転者から彼または彼女の好みに対応する特定の入力を受信し、これらの特性に基づいて車両ブレーキシステムを調整する、車両のブレーキ踏力を制御する改善されたシステムおよび方法の必要性が存在する。本発明は、とりわけ、分類された運転者または運転パターンクラス、運転者嗜好データ、および、運転者によって入力された運転者識別データの少なくとも１つに基づいて運転者依存的制動力を決定するために制御アルゴリズムを実行することによって車両の制動力を制御するための方法およびシステムを提供する。

[0005]本発明は、車両の制動力を制御するためのシステムを提供する。システムは、制御装置および制御装置と電子通信する複数のセンサを含む電子制御ユニットを含む。センサの各々は、センサデータを制御装置に送信する。ユーザインタフェースおよび運転者認識システムは制御装置と電子通信し、コンピュータ読み取り可能メモリは制御装置によって実行される命令を格納する。命令は、制御装置に、運転者認識システムから受信された運転者識別データ、ユーザインタフェースから受信された運転者嗜好データ、および、センサから受信されたセンサデータを評価させる。命令は、さらに、制御装置に、運転者または運転パターンクラスを分類および選択させ、選択された運転者または運転パターンクラス、運転者嗜好データ、および、運転者識別データの少なくとも１つに基づいて運転者依存的制動力を決定するために制御アルゴリズムを実行させ、運転者依存的制動力に基づいて車両の制動力を調整させる。

[0006]本発明の他の態様は、詳細な説明および添付図面の検討により明らかになるであろう。

[0007]本発明による車両の制動力を制御するためのシステムが装備された車両を示す。 [0008]本発明による車両の制動力を制御するためのブレーキシステムを示す。 [0009]車両の制動力を制御するためのシステムの概略図である。 [0010]車両の制動力を制御するためのシステムの電子制御ユニットの概略図である。 [0011]本発明による車両の制動力を制御するためのシステムによって使用されるデータを格納するデータフレームを示す。 [0012]車両の制動力を制御するためのシステムによって実行される制御プロセスを示すブロック図である。 [0013]車両の制動力を制御するためのシステムによって実行される代わりの制御プロセスを示すブロック図である。 [0014]帰還閉ループを使用して車両の制動力を制御するためのブレーキシステムの動作を示すブロック図である。 [0015]車両の制動力を制御するためのシステムによって選択される運転者依存的探索表を示す。

[0016]本発明の任意の実施形態が詳細に説明される前に、本発明は、以下の説明に記載されたまたは以下の図面に示された構成要素の構成および配置の詳細にその用途が限定されないことが理解されるべきである。本発明は、他の実施形態が可能であり、種々の方法で実施または実行されることが可能である。

[0017]図１は、車両１０の制動力を制御するためのシステム５を示す。システム５は、制御装置２０を有する電子制御ユニット（ＥＣＵ）１５を含む。制御装置２０は、適切なＩ／Ｏ装置もしくはチップを有するプログラム可能なマイクロプロセッサ、マイクロ制御装置、または、同様の装置の形態をとることができる。以下により詳細に説明するように、制御装置は、オペレーティングシステム（図示せず）の助けを借りてコンピュータ実行可能プログラム（すなわちソフトウェア）を実行する。代わりに、制御装置は、本明細書に記載された機能がハードウェア構成要素によって実行されるように、ハードウェアを含む。例えば、制御装置２０は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、専用構成要素等によって実現されてもよい。

[0018]システム５は、複数のセンサ２５、特定のデータを入力するために運転者によって使用されるユーザインタフェース３０、および、車両１０のブレーキを制御するブレーキシステム４０も含む。センサ２５は、ブレーキシステム４０の種々の構成要素（例えば、ブレーキペダル、能動ブレーキ倍力装置）に、または、車両の車輪に配置され、車両１０の現在の動作状態を検知し、制御装置２０に報告するために使用される。これらのセンサ２５は、アナログデータまたはデジタルデータを含む定義済みデータ構造としてセンサ測定データを送信する。これらのセンサ２５は、ブレーキ踏力センサ、ブレーキペダル位置センサ、ブレーキペダル感触センサ、車輪速センサ等を含む。典型的には、センサ２５は、制御装置２０に接続される制御装置領域ネットワーク（ＣＡＭ）バス２７のようなネットワークに接続される。ＣＡＭバス２７は他の車両システムに接続される。

[0019]ユーザインタフェース３０は、運転者選択スイッチ３５を含む。後続の段落でより詳細に説明されるように、ユーザインタフェース３０は、種々の運転者嗜好データを入力するために運転者によって使用される。この運転者嗜好データは、車両の制動力および車両のブレーキシステムの他の特性に関する特定の嗜好情報を含む。ユーザインタフェース３０は、車両１０から独立した構成要素であってもよく、または、主要なオーディオビデオシステムまたは環境制御システムのような他の車両構成要素に組み込まれてもよい。例えば、運転者は、彼または彼女自身のブレーキ嗜好データを設定するために、特定のアプリケーションソフトウェアを有するパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）を使用することができる。加えて、運転者選択スイッチ３５は、特定の運転者が車両に入り、車両１０を運転することをＥＣＵに通知するために、運転者によって使用される。システム５は、次に、この運転者に関連付けられた特定の制動力をブレーキシステム４０に適用する。

[0020]種々の実施形態では、ＥＣＵ１５の制御装置２０は、センサ２４から受信された信号を受信し、処理する。制御装置２０は、ユーザインタフェース３０からの運転者嗜好データおよび運転者認識システムからの運転者識別データも受信する。制御装置は、受信されたデータを処理し、ＥＣＵ１５内のメモリ５０に格納する。センサデータに基づいて、制御装置は、車両の制動曲線を決定する。さらに、格納されたデータを使用して、制御装置２０は、運転者依存的制動力を決定するため、および、車両１０のブレーキシステム４０の動作を制御するために、制御プログラムまたはアルゴリズムを実行する。このように、車両１０の制動力は、運転者の動作ならびに特定の運転者の選択および嗜好によって決定される制動曲線に基づいて制御される。

[0021]図１に示すブレーキシステム４０は、車両１０のブレーキを制御するために使用される。ブレーキシステム４０はＥＣＵ１５によって動作され、ＥＣＵ１５はＣＡＮ通信バス２７を介して他の車両システムに接続される。図２に示す油圧ブレーキシステムの全体的な構造は、とりわけ、ブレーキペダル４１、能動ブレーキ倍力装置４２、いくつかの圧力センサ２５、圧力流体貯蔵ユニット、圧力流体ポンプ、個々の圧力弁、油圧調整器４４、および、制御装置によって制御される少なくとも２つの摩擦ブレーキ４６を含む（ブレーキシステムのすべての要素が示されるわけではない）。ブレーキシステム４０は、さらに親シリンダ４５を含む。車両の制動力を制御するためのシステム５は、ブレーキペダル４１の圧力を測定するためにセンサ２５Ａを使用し、ブレーキ倍力装置４２に入力される圧力を特定するためにセンサ２５Ｂを使用し、親シリンダ４５に入力される圧力を測定するためにセンサ２５Ｃを使用する。ブレーキペダル４１は、運転者によって（彼または彼女の足で）押し付けられ、運転者によって加えられる力は、連結機構４３を介してブレーキ倍力装置４２に（少なくとも部分的に）（この場合）機械的に伝達される。能動ブレーキ倍力装置４２は、切迫したブレーキペダルの接触を検出したときに運転者の制動力を増幅し、親シリンダ４５に圧力を加える。このように、ブレーキ倍力装置４２は、親シリンダ４５への「補助」または追加の油圧を発生する。油圧ブレーキ制御システムでは、圧力流体ポンプが流体圧力源として使用される。必要ならば、ブレーキシステム４０の効率を向上させ、ブレーキペダル操作の広い範囲を提供するために、複数の形式のブレーキ倍力装置４２が一体に組み合わされてもよい。

[0022]一般的に、システム５は、種々のブレーキ倍力装置によって運転者依存的制動制御を達成し、示された例に限定されない。一般的に、ブレーキ倍力装置４２は、親シリンダ４５に加えられるブレーキペダル力の増幅（または増大）を提供する。適切な制動力倍力装置４２の例は、真空倍力装置、電子油圧式ブレーキ倍力装置、油圧式ブレーキ倍力装置、電気機械式ブレーキ倍力装置、ＨＰＳ（ドイツ、シュトゥットガルトのＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ ＧｍｂＨから入手可能）、ｉＢｏｏｓｔｅｒ（ドイツ、シュトゥットガルトのＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ ＧｍｂＨから入手可能）、電気真空ポンプ（ドイツ、リップシュタットのＨｅｌｌａ ＫＧ Ｈｕｅｃｋ＆Ｃｏ．から入手可能）、集積された電子制御ユニット（ＨＢ−Ｃｉ）（Ａｄｖｉｃｓ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇから入手可能）を有する油圧式ブレーキ倍力装置、または、ＴＲＷ能動油圧式倍力（ＡＨＢ）制動システムを含む。本発明が実施されうるブレーキシステムは、電気式ブレーキシステム、油圧式ブレーキシステム等を含む。

[0023]図３は、システム５の主要構成要素と、ＥＣＵ１５、ブレーキシステム４０、および、ＥＣＵ１５によって受信される入力データの種々の供給源間の接続とを概略的に示す。図３に示されるように、制御システム５のＥＣＵ１５は、ユーザインタフェース３０、運転者認識システム５１および複数のセンサ２５と電子的に通信するために、ＣＡＮバス２７を使用する。図３に示される例では、ＥＣＵ１５は、制御装置２０、ならびに、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）のような１つまたは複数のメモリモジュール５０を含む（ＥＣＵ１５の完全な構造は後に詳述される）。ＥＣＵ１５は、センサ２５からセンサデータを受信し、ユーザインタフェース３０から運転者嗜好データを受信し、運転者認識システム５１から運転者識別データを受信する。制御装置２０は、運転者依存的制動力を決定するため、および、能動ブレーキ倍力装置４２を介してブレーキシステム４０を調整するために、受信されたデータを使用する。

[0024]制御装置２０は、メモリ（例えばＲＡＭまたはＲＯＭ）内に命令として格納され、制御装置２０内のプロセッサによって実行される種々のシステムモジュール５２も含む。これらのモジュールは、運転パターン分類モジュール５３、運転者認識モジュール５４、運転者嗜好モジュール５５、運転者依存的制動力モジュール５６、およびブレーキシステム制御モジュール５７を含む。メモリ５０は、制御装置２０の内部にあってもよく、制御装置２０の外部にあってもよく、またはそれらの組み合わせであってもよい。制御装置２０は、情報（例えば、バス２７から受信された情報、または、プロセッサによって実行されたモジュールによって発生された情報）をメモリ５０に送信する。さらに、メモリ５０は、システム５の他の構成要素からデータを受信し、格納することができる。

[0025]運転者認識システム５１は、運転者の識別を検出するように構成された複数の認識センサ２６からデータを受信する。これらの運転者認識センサ２６は、データ採掘またはデータ融合技術システム内に組み込まれ、車両を運転する特定の運転者を識別するために使用される。これらのセンサは、車両システムの現在の状態を示す情報を送信するために使用されるセンサ２５とは異なる。加えて、運転者認識システム５１は、運転者識別データの形態での運転者からの直接入力を受け入れる。運転者認識システムは、車両の内部に組み込まれてもよく、または車両の外部にあってもよい有線または無線装置を介して、運転者識別データをＥＣＵ１５に送信する。一実施形態では、運転者認識システムは、ユーザインタフェース３０内に組み込まれる。他の例として、運転者認識システムは車載コンピュータに組み込まれ、データは、ユーザインタフェース３０の運転者選択スイッチ（図示せず）を介して入力されてもよい（すなわち、運転者認識システムは車両内の生体計測システムである）。さらに、ＰＤＡおよびキーフォブを含む無線装置が、運転者認識システム５１から運転者識別データを入力するために使用されてもよい。

[0026]運転者識別データは、具体的には、車両１０を運転する運転者の識別をＥＣＵ１５に送信する。運転者の識別は、一般的に、ＥＣＵ１５のメモリ５０内に格納されるブレーキ制御データに対応し、ブレーキ制御データは、この運転者に関連付けられた所望の制動力、ペダル感触、およびペダル位置を含む、特定の運転者の嗜好を示す。他の個々の運転者嗜好が、予め選択され、ＥＣＵ１５のメモリに格納されてもよい。

[0027]ユーザインタフェース３０は、制動力嗜好データ、ペダル感触嗜好データ、ペダル位置嗜好データ、および他の形式の嗜好データを含む運転者嗜好データを入力するために、運転者によって使用される。ユーザインタフェース３０によって、個々の運転者は、彼または彼女の特定の制動嗜好をＥＣＵ１５に直接伝達し、これらの嗜好にしたがってブレーキシステム４０を「プログラムする」。嗜好データは、ブレーキシステムを制御するために使用される予め決められた制動パラメータについてメモリ５０を検索するためにも使用される。ユーザインタフェース３０は、運転者が予め決められた形式にしたがって運転者嗜好データを入力するように構成される。運転者嗜好データは、異なった車両間、特に、予め決められた形式を理解するようにプログラムされたこれらの車両間で転送されてもよい。運転者は、ユーザインタフェース３０を使用して、彼ら自身の嗜好データ選択を見る、またはそれを変更する。加えて、運転者嗜好データは、特定のアプリケーションソフトウェアを使用してＰＤＡまたは個人用コンピュータに転送および管理されてもよい。さらに、車両製造業者は、運転者嗜好データを管理するユーザ指向アプリケーションソフトウェアを提供する。

[0028]後により詳細に説明されるように、モジュール５３〜５７は、制御装置２０のプロセッサによって実行され、１）運転者識別データ、運転者嗜好データ、およびセンサから受信された情報を評価し、２）運転者または運転パターンクラスを分類および選択し、３）選択された運転者または運転パターンクラス、運転者嗜好データ、および運転者識別データの少なくとも１つに基づいて運転者依存的制動力を決定するために制御アルゴリズムを実行し、４）運転者依存的制動力に基づいて車両の制動力を調整するように設計される。これらのモジュールは、例えば、コンピュータ実行可能命令、探索表、または、制御装置２０によって受信されるデータを処理する他の機構の形態で、制御装置２０のメモリ（例えばＲＡＭまたはＲＯＭ）に格納される。種々のモジュールによって実行されるデータ操作に基づいて、システム５は、運転者依存的制動力を決定し、車両１０のブレーキシステム４０を制御する。

[0029]図４は、ＥＣＵ１５の主要構成要素と、制御装置２０および車両システムの残りの部分間の接続とを概略的に示す。制御装置２０は、センサ２５からセンサ入力（またはセンサデータ）の形態で車両情報を受信する。さらに、制御装置２０は、ユーザインタフェース３０を介して運転者嗜好データを受信し、運転者認識システム５１から運転者識別データを受信する。制御装置２０は、運転者依存的制動力を決定するため、ならびに、運転者の嗜好、および特定の運転者の行動によって決定される車両１０の制動曲線に基づいて制動力を制御するために、種々のアプリケーションまたはモジュールを使用して、受信されたデータを処理する。

[0030]図４に示される例では、制御装置２０は、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）６０、電子処理ユニット（ＥＰＵ）６５、入力／出力インタフェース６０、ＣＡＮ制御装置６７、シリアルペリフェラルインタフェース（ＳＰＩ）主制御装置６８、ならびに、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６９および読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）７０のような１つまたは複数のメモリモジュール５０を含む。制御装置２０は、センサ２５および種々の車両システムと電子的に通信する。入力／出力インタフェース６６は、ブレーキシステム４０および運転者認識システム５１に情報を送信し、および／または、これらから情報を受信する。ＣＡＮ制御装置６７は、センサ２５からのセンサ読み出し、ならびに、ユーザインタフェース３０および運転者認識システム５１からのデータを含む情報を、ＣＡＮバス２７を介して送信および／または受信する。いくつかの実施形態では、制御装置２０は、センサデータを、ＣＡＮバス２７を介してではなく、センサ２５から直接得る。

[0031]ＣＡＮバス２７は、制御装置側に別個の入力および出力、ならびに、ＥＣＵ外部側に共通の入力および出力で設計される。ＣＡＮ制御装置６７は、ＣＡＮバス２７から受信されたデータビットを、次にプロセッサ６５によって受信されるメッセージ全体が利用可能になるまで格納する。また、プロセッサ６５は出力メッセージをＣＡＮ制御装置６７に格納し、ＣＡＮ制御装置６７はメッセージをＣＡＮバス２７に送信し、ＣＡＮバス２７は次にさらに出力メッセージを種々の車両システムに送信する。入力／出力インタフェース６６は、プロセッサ６５と通信するためにブレーキシステム４０によって使用される。ブレーキシステム４０および運転者認識システム５１は、プロセッサ６５によって制御される入力／出力インタフェース６６から制御信号を受け入れる。

[0032]制御装置２０に入力されるデータは、連続するアナログデータまたはシリアルデジタルデータであってもよく、制御領域ネットワーク（ＣＡＮ）、ＦｌｅｘＲａｙネットワーク、ローカル相互接続ネットワーク（ＬＩＮ）、汎用非同期受信送信機（ＵＡＲＴ）、または、汎用シリアルバス（ＵＳＢ）を介して通信されてもよい。例えば、制御装置２０内のＡＤＣ６０の複数のチャネルは、車両のブレーキシステムおよび車輪に取り付けられた種々のセンサ２５からアナログ信号を受信する。ＡＤＣは、アナログデータをデジタルデータに変換し、プロセッサ６５に送信する。

[0033]運転者認識システム５１からの運転者識別データは、ユーザインタフェース３０を介して入力される運転者嗜好データと共にプロセッサ６５に通信される。一実施形態では、運転者認識システム５１は、認識されないまたは無許可の運転者が車両１０を運転しようとする場合、車両を無効にするために、車両保安システム２８に接続される。さらに、運転者認識システム５１は、運転者固有の情報を共有するために、車両１０内の他の安全システム２９に接続されてもよい。システム５の識別能力および安全を高めるために、運転者認識システム５１は、顔認識、音声認識、指紋認識、および他の形式の生体認証を含むことができる。

[0034]プロセッサ６５は、入力データ（センサ測定値、運転者嗜好データ、および運転者識別データのような）を受信し、運転者依存的制動力を決定するため、および、車両１０のブレーキシステム４０を制御するために、上述された１つまたは複数のアプリケーションまたはモジュールを実行することによって情報を処理する。アプリケーションまたはモジュール（または、制御装置２０によって実行される他の命令）は、ＲＯＭ７０のようなメモリに格納される。プロセッサ６５は、予め決められたブレーキ制御データ（例えば、特定の倍力比、推定される運転者依存的制動力、ブレーキペダル感触、ブレーキペダル位置等）をＲＯＭ７０に格納し、または、プロセッサ６５によって実行されるアプリケーションもしくはモジュールによって発生される情報をＲＡＭ６９に格納する。さらに、ＲＡＭ６９は、システム５のすべての他の構成要素からデータを受信し、格納することができる。ＲＡＭ６９内および外部メモリ７４内に格納される情報は、種々のモジュールおよびアプリケーションを実行するときにプロセッサ６５によって読み出され、使用される。図４に示される実施形態ではＲＡＭ６９が使用されるが、他のメモリ装置が実装されてもよい。

[0035]ＲＯＭ７０に格納されるブレーキ制御データは、種々のアプリケーションおよびモジュールを実行した後にプロセッサ６５から選択されてもよい複数の探索表５８（図示せず）に組織化される。ＲＯＭ７０に含まれるこれらの探索表５８は、特定の運転者、または、運転パターン分類モジュール５３によって識別される運転者のクラスに関連付けられる。探索表５８を含む各運転者または運転パターンに関するブレーキ制御データは、システム５に、運転者または運転者のクラスの制動嗜好についての情報を提供する。ブレーキ制御データは、ブレーキ倍力装置に関する特定の倍力比または増幅度、推定される運転者依存的ブレーキペダル力、ブレーキペダル位置、特定のブレーキ倍力装置室圧、エンジン真空（または分岐管の絶対圧力）、親シリンダ圧、温度、および、ブレーキシステム４０を制御するためにシステム５によって使用される他の特性を含む。

[0036]ＳＰＩ主制御装置６８は、プロセッサ６５がＥＣＵ１５の外部メモリ７４およびシステムドライバ６２と通信するのを助ける。システムドライバ６２は、ブレーキシステム４０を制御するためにＥＣＵによって使用される種々のドライバ（例えば、操舵ドライバ、ペダル調節ドライバ、倍力装置ドライバ、モータドライバ等）を含むことができる。外部メモリ７４は、それ自体のシリアル周辺機器インタフェース（図示せず）を含み、ＳＰＩ主制御装置６８を介してプロセッサ６５と通信する。外部メモリ７４は、電気的に書き換え可能であり、運転者の行動および分類履歴（センサ２５からの入力データから決定される）、運転者によって入力される運転者識別データ、システム５によって決定される運転者優先度および履歴データ、ならびに、運転者嗜好データに基づいて形成される、複数のデータフレーム５９を格納する。

[0037]図５は、種々の運転者識別および嗜好データを含み、制御装置２０の外部メモリ７４に格納されるデータフレーム７６の例を示す。データフレーム７６は、運転者ＩＤ符号７７、運転者優先度データ７８、運転者嗜好データ７９、特定の運転者の分類履歴８０、運転履歴８１、および誤り訂正符号８２を含む、種々の副嗜好データ記録を備える。運転者ＩＤ符号７７は、運転者認識システム５１によって割り当てられるすべての運転者およびＩＤに関する特定の識別子として記録される。誤り訂正符号８２は、部分的に誤ったデータがデータムレームから読み取られるまたはデータムレームに書き込まれるとき、このデータが符号８２によって部分的に補正されうるように、アドレスビットを乗算する。運転者嗜好データ７９は、さらに、制動力嗜好データ８３、ペダル感触嗜好データ８４、およびペダル位置嗜好データ８５を含む。運転履歴８１は、特定の運転者または運転者ＩＤ符号７７に関連付けられた運転の合計時間８６および最新運転日８７を含む。

[0038]各データフレーム７６および各副嗜好データ記録は、外部メモリ７４の予め決められたメモリ位置を占める。制御装置２０内の運転者認識モジュール５４は、運転者認識システム５１から更新された運転者識別（すなわち、運転者ＩＤ符号７７、または運転者ＩＤ符号７７に関連付けられた運転者の名前）を受信する。外部メモリ内のデータフレームから提供される運転者識別に基づいて、システム５は、メモリ５０に格納されたデータから探索表５８を含むブレーキ制御データを引き出す。既存の運転者がデータフレームからの情報に基づいて認識されると、システム５は、ブレーキシステム制御モジュール５７が、このＩＤ符号に関連付けられた内部メモリからのブレーキ制御データに基づいてブレーキシステム４０を制御することを可能にする。加えて、運転者ＩＤ符号７７は、個々のブレーキ制御データに対応しなくてもよく、メモリ５０内の運転パターンクラスに対応してもよい。そのように、運転者は運転パターン分類モジュール５３によって分類され、この特定の運転パターンクラスに関連付けられた特定のブレーキ制御データが、ブレーキシステム４０を制御するために使用される。

[0039]システム５は、新たな運転者が認識されると、新たなＩＤ符号７７を形成する。新たなＩＤ符号が形成される必要があり、外部メモリ７４がいっぱいである場合、制御装置２０は、外部メモリ７４に現在格納される既存のデータフレーム７６を削除する。削除されるデータフレーム７６は、特定の運転者ＩＤ符号７７に関連付けられた運転履歴８１に基づいてシステム５によって選択される。システム５は、各々の保存された運転者ＩＤ符号７７に関する最新運転日８７および合計運転時間８６を評価する。システム５は、次に、蓄積された運転履歴データ８１に基づいて最も重要でない運転者ＩＤの選択を最適化するために、決定アルゴリズムを適用する。

[0040]図６は、運転者依存的制動力に基づいて車両のブレーキシステムを制御するシステム５の動作を示す方法または制御アルゴリズムを示す。いくつかの実施形態では、方法２００は、図４に示される制御装置２０によって実行される。システム５の種々の方法は、運転者嗜好データ、運転者識別データ、および、種々の入力センサデータに基づいて決定される運転パターンクラスに基づいて運転者依存的制動力を決定するために制御アルゴリズムを実行するように構成される。

[0041]最初に、種々のセンサデータが、センサ２５を介して複数の車両構成要素から集められ、制御装置２０に送信される（ステップ２０１）。各センサ２５からの生データは（その性質によって）時間と共に変化する。データ標本化器７１は、運転パターン分類モジュール５３によって使用される所望の特徴データをセンサデータから抽出する（ステップ２０２）。特徴データの抽出の前に、データ標本化器７１は、傾斜制限を含む内部フィルタを使用して、センサデータを物理的に可能な値の範囲に適合させる。このデータに基づいて、運転パターン分類モジュール５３は、特定の運転者または運転パターンクラスを分類および選択する（ステップ２０３）。その後、センサ２５から受信された分類データは、対応する運転者識別データと共に外部メモリ７４に格納される（ステップ２０４）。一般的に、外部メモリ７４の最適な分類データサイズは、車両の設計段階で決定される。

[0042]運転者認識モジュール５４は、運転者認識システム５１からの運転者識別データを評価し、運転者嗜好モジュール５５は、ユーザインタフェース３０を介して受信された運転者嗜好データを評価する（ステップ２０５）。運転者嗜好モジュール５５は、制動力嗜好データ８３、ペダル感触嗜好データ８４、およびペダル位置嗜好データ８５を処理する。次のステップでは、運転者識別データは、運転者分類データおよび嗜好データと結合される（ステップ２０６）。システム５は、制御装置２０のメモリ５０に格納された複数の探索表から探索表５８を選択する（ステップ２０７）。上述されたように、探索表５８は、特定の運転者または運転パターンクラスに関する、制動曲線を含むブレーキ制御データを含み、システム５に、運転者または運転者のクラスの制動嗜好についての情報を提供する。システム５は、次に、受信されたセンサデータに基づいて、選択された探索表に格納されたブレーキ制御データから運転者依存的制動力を決定するために、運転者依存的制動力モジュール５６を使用する（ステップ２０８）。ブレーキシステム制御モジュール５７を使用して、システム５は、運転者依存的制動力に基づいて目標制動力７３を設定し（ステップ２０９）、車両１０の実際の制動力を制御するためにブレーキシステム４０を調整する（ステップ２１０）。

[0043]図６Ａは、運転者依存的制動力に基づいて車両のブレーキシステムを制御するシステム５の動作を示す、代わりの方法または制御アルゴリズム３００を示す。いくつかの実施形態では、方法３００は、図４に示される制御装置２０によって実行される。最初に、運転者認識モジュール５４は、運転者を識別する（ステップ３０２）ために、運転者認識システム５１からの運転者識別データを評価する（ステップ３０１）。次に、運転者嗜好モジュール５５は、ユーザインタフェース３０を介して受信された運転者嗜好データを評価する（ステップ３０３）。運転者嗜好モジュール５５は、制動力嗜好データ８３、ペダル感触嗜好データ８４、およびペダル位置嗜好データ８５を処理する。次のステップでは、運転者識別データは運転者嗜好データと結合される（ステップ３０４）。システム５は、次に、結合されたデータに基づいて、制御装置２０のメモリ５０に格納された複数の探索表から探索表５８を選択する（ステップ３０５）。探索表は、ブレーキ制御データおよび制動曲線を含む。システム５は、次に、選択された探索表に格納されたブレーキ制御データから運転者依存的制動力を決定する（ステップ３０６）。ブレーキシステム制御モジュール５７を使用して、システム５は、運転者依存的制動力に基づいて目標制動力７３を設定し（ステップ３０７）、車両１０の実際の制動力を制御するためにブレーキシステム４０を調整する（ステップ３０８）。

[0044]上述されるように、システム５の機能の１つは、制御装置２０のメモリ５０から特定の運転者または運転パターンクラスに関するブレーキ制御データを含む探索表５８を選択することである（方法２００のステップ２０７）。これを達成するために、制御装置２０は運転パターン分類モジュール５３を実行し、運転パターン分類モジュール５３は、ブレーキシステム４０を制御するために使用されるブレーキ制御データを含む探索表５８を選択する。この工程では、運転パターン分類モジュール５３は、センサ２５からの選択された特徴データを、制御装置２０のメモリ５０に格納された予め決められた分類規則に基づく検索インデックスとして、対応する出力クラスに変換する。

[0045]この出力クラスは、メモリ５０内の複数の探索表５８を検索するため、および、ブレーキシステム４０の能動ブレーキ倍力装置４２を調節するための目標制動力７３を含むブレーキ制御データを決定するための、運転パターン分類モジュール５３に関する検索インデックスである。システム５は、探索表５８の選択のためとは別に、またはこれと組み合わせて、複数の検索インデックスを使用することができる。システム５は、外部メモリ７４上の最新の分類データ結果を定期的に更新する。いくつかの実施形態では、目標制動力７３を計算する速度が問題ではない場合、探索表５８は、より複雑な出力を計算するために、具体的な計算式によって置き換えられる。

[0046]運転パターン分類モジュール５３によって使用される予め決められた分類規則は、パターン認識システムで典型的に使用される統計的分類アルゴリズムで動作するようにプログラムされる。これらの統計的分類アルゴリズムは、種々の訓練およびブースティング方式を含む人工知能（ＡＩ）技術を使用する。運転パターン分類モジュール５３は、統計を集め、連続的に受信されるセンサデータおよび運転者識別データに基づいて、運転者および運転者パターンクラスを分類する。運転パターン分類モジュール５３は、入力データ特性の線形結合の値に基づいて分類決定を行う線形パターン分類器である。線形分類器は、フィッシャーの線形判別、ロジスティック回帰分類器、単純ベイズ分類器、認識分類器、または、サポートベクタマシンを含む。線形分類器は、しばしば最速の分類器であるため、分類の速度が問題である場合に望ましい。運転パターン分類モジュール５３は、非線形パターン分類器であってもよい。非線形分類器を使用して実施される場合、人工神経ネットワーク、サポートベクタマシン、ｋ近傍法、混合正規分布モデル、単純ベイズ、決定木、および、ＲＢＦ分類器が使用されうる。システム５の目標は、運転者の行動に依存し、かつ、入力センサデータおよび運転者から受信される識別情報に基づいて車両１０を運転する運転者を認識する、「知的能動制動力倍力装置」を形成することである。加えて、システム５は、運転者が倍力出力の具体的なレベルを選択することを可能にする。

[0047]運転パターン分類モジュール５３は、複数の副分類モジュール７２を含み、実行する。各副分類モジュール７２は、運転パターン分類モジュール５３によって受信される様々な形式のデータ（すなわち、認識センサ２６からの個々のデータ集合）を分類する。各副分類モジュール７２によって分類されるデータは、メモリ５０内のデータに対応する。各モジュール７２は独立した副分類結果を形成し、これらの結果の収集は、最終的な分類選択を行うために運転パターン分類モジュール５３によって分析される。

[0048]「知的ブレーキ倍力装置」は、システムが、特定の運転者の認識、および、この特定の運転者に関連付けられた予め決められた制動力設定に基づいて、ブレーキシステム４０を制御することを可能にする。加えて、システム５は、類似する運転行動を有する運転者を運転パターンクラスに分類するために、運転パターン分類モジュール５３を使用する。この運転パターンクラスを形成することによって、システム５は、運転者が類似する運転行動を有する場合、探索表５８からブレーキ制御データを選択し、運転のブレーキシステムを制御するためにこのブレーキ制御データを使用することができる。例えば、若い運転者は制動システムの活動的な動作を好み、より年上の運転者はより繊細な制動応答を好む。この特徴は、異なった運転者が車両を毎日使用する貸自動車で利用されてもよく、システム５は、すべての運転者の運転パターンクラスをすばやく決定し、そのクラスに関連付けられた格納された運転者依存的力に基づいて制動力を制御することができる。

[0049]センサからの分類データを使用し、運転パターン分類モジュール５３を実行する代わりに、システム５は、運転者嗜好データを、探索表５８の検索インデックスとして用いる。システム５は、運転者が、車両のユーザインタフェース３０を介して彼または彼女自身の嗜好データを選択することによって、ブレーキシステムのパラメータを「プログラムする」ことを可能にする。ユーザインタフェースは、車両１０内に組み込まれてもよく（すなわち、車載コンピュータまたはナビゲーションシステム）、または、制御装置２０と電子的に通信するように構成された特定のアプリケーションソフトウェアと共に車両１０の外部にあってもよい（すなわちＰＤＡ）。

[0050]さらに、運転者認識システム５１から受信され、運転者認識モジュール５４によって処理される運転者識別データは、運転者嗜好データおよび運転パターン分類履歴データと結合される。車両ユーザインタフェース３０を使用することによって、運転者は、どのデータ設定がブレーキシステム４０を制御するためにシステム５によって使用されるべきかを選択することができる。運転者は、入力された運転者嗜好データ設定と、メモリ５０に格納された自動分類データ設定との間で選択することができる。

[0051]図７は、運転者依存的ブレーキデータに基づき、閉帰還ループを使用して車両１０の制動力を制御するブレーキシステム４０の動作を概略的に示す（ブレーキシステムのすべての要素が示されるわけではない）。図２に関連して上述されたように、ブレーキシステム４０はＥＣＵ１５によって動作され、ＥＣＵ１５は、ＣＡＮ通信バス７（図示せず）を介して他の車両システムに接続される。ブレーキシステム４０では、ブレーキペダル４１は、正確なブレーキペダル位置をＥＣＵ１５に送信する。システム５が適切な目標制動力７３を決定すると、ＥＣＵ１５の制御装置２０は、この目標制動力７３を能動ブレーキ倍力装置４２に送信する。目標制動力７３を使用して、能動ブレーキ倍力装置４２は、エンジンにより高められた真空、または、電子的に制御されるモータ７５を使用して、親シリンダ４５に力を出力するために運転者からの入力ペダル力を増幅する。システム５が電気指令式ブレーキシステム内に実装される場合、親シリンダ４５は、直接制動力モータによって置き換えられる。

[0052]任意の所定の時点で、能動ブレーキ倍力装置４２は、目標制動力７３（ブレーキ倍力装置４２に入力される力）のレベルを制御装置２０に送信する。加えて、親シリンダ４５は、親シリンダによって提供される実際の制動力のレベルを倍力装置から制御装置２０に送信する。そのように、制御装置２０が、所望の目標制動力７３を制御するためにブレーキ倍力装置４２および親シリンダ４５から帰還を受ける、帰還ループが形成される。例えば、親シリンダ４５が所望の目標制動力７３を下回る実際の制動力を返す場合、制御装置２０は、目標制動力７３に達するために、ブレーキ倍力装置４２を調整し、入力ペダル力（その時点で知られている）の増幅レベルを増加する。図２で説明されるように、システム５は、ブレーキシステム４０の様々な構成要素から制動力を検出するために、種々のセンサ２５を使用する。

[0053]図８は、ブレーキ倍力装置４２を介してブレーキシステム４０の力を調整する運転者依存的探索表５８に基づく制動力増幅曲線を示す。運転者依存的増幅曲線１〜４は、ブレーキ倍力装置４２を制御する異なった探索表に基づく４つの異なった種類の増幅を示す。運転者（手動選択によって）または分類モジュール５３（自動選択によって）は、運転者の嗜好または行動に最もよく対応する、示された曲線のいずれかを選択することができる。一般的に１つの傾斜変化のみを有する従来の増幅曲線とは対照的に、知的電気的倍力装置による高度な制動力増幅は、複数の傾斜変化を有することができる。グラフでは、ｘ軸はブレーキペダルを操作することによって発生される入力制動力を表し、ｙ軸は親シリンダでの出力を表す。

[0054]図８に示されるように、第１の増幅曲線は、より保守的な運転行動を表し、所望のしきい値より上の特定の位置から始まり、この位置では、適用される制動力は予め決められた最小値より大きい。第１の曲線の傾斜は、ブレーキペダルからの入力との関係で増加される。これは、ブレーキシステムが、第１の曲線（探索表から抽出された）のより大きい傾斜に基づいてより高い親シリンダ圧を発生することを意味し、これは能動倍力装置４２のより大きい倍力効果を導く。ブレーキ倍力装置４２は、出力が予め決められた値に達するまで、ペダル力を増幅する。

[0055]第２の曲線は、探索表が複数の傾斜を含む状況を示し、表している曲線（すなわち増幅）は、予め決められた最大出力値に近づくにつれて小さくなる。増幅曲線３および４は、異なった探索表５８に基づく制動力増幅の異なったレベルの追加の例を表す。複数の傾斜変化を有することは、特定の運転者の行動に基づいて緊急時に漸進的なペダル感触を与える。受動倍力装置との比較では、能動ブレーキ倍力装置４２は、車両のブレーキシステムの動作範囲により急峻な増幅曲線を提供する。

[0056]本発明の特徴および利点は、以下の特許請求の範囲に記載される。

Claims (18)

1. 車両の制動力を制御するシステムであって、前記システムは、
   制御装置を含む電子制御ユニットと、
   前記制御装置と電子通信し、各々がセンサデータを前記制御装置に送信する、複数のセンサと、
   前記制御装置と電子通信するユーザインタフェースおよび運転者認識システムと、
   命令を格納するコンピュータ読み取り可能メモリと
   を備え、前記命令は、前記制御装置によって実行されると、前記制御装置に、
   前記運転者認識システムから受信された運転者識別データ、および、前記ユーザインタフェースから受信された、ブレーキペダルパラメータを含む運転者嗜好データを評価させ、
   前記センサから受信された前記センサデータを評価させ、
   運転者または運転パターンクラスを分類および選択させ、
   前記選択された運転者または運転パターンクラス、前記運転者嗜好データ、および前記運転者識別データの少なくとも１つに基づいて運転者依存的制動力を決定するために制御アルゴリズムを実行させ、
   前記運転者依存的制動力に基づいて前記車両の前記制動力を調整させる、システム。
2. 前記制御装置によって実行されると前記車両の制動力を調整する知的能動制動力倍力装置を含むブレーキシステムをさらに備えた、請求項１に記載のシステム。
3. 前記コンピュータ読み取り可能メモリは、前記制御装置によって実行されると前記センサから受信された前記センサデータを評価し、前記センサデータおよび前記運転者識別データに基づいて前記運転者または前記運転パターンクラスを分類する、運転パターン分類モジュールからの命令をさらに格納する、請求項１に記載のシステム。
4. 前記運転パターン分類モジュールは、パターン認識システムで使用される統計的分類アルゴリズムで動作する予め決められた分類規則に基づいて前記運転者または走行中のブレーキ制御データを含む前記運転パターンクラスを分類する、請求項３に記載のシステム。
5. 前記運転パターン分類モジュールは線形パターン分類器である、請求項３に記載のシステム。
6. 前記運転パターン分類モジュールは非線形パターン分類器である、請求項３に記載のシステム。
7. 前記運転パターン分類モジュールは、前記制御装置によって実行されると独立した副分類結果を形成する複数の副分類モジュールを含み、前記運転パターン分類モジュールは、最終的な分類選択を行うためにこれらの結果を分析する、請求項３に記載のシステム。
8. 前記コンピュータ読み取り可能メモリは、前記制御装置によって実行されると、制動力嗜好データ、ペダル感触嗜好データ、およびペダル位置嗜好データを含む前記運転者嗜好データを評価する、運転者嗜好モジュールからの命令をさらに格納する、請求項１に記載のシステム。
9. 前記運転者嗜好データは、予め決められた形式を受け入れ、車両間で移転可能である、請求項８に記載のシステム。
10. 前記コンピュータ読み取り可能メモリは、前記制御装置によって実行されると、前記制御装置のメモリに格納された予め決められたブレーキ制御データから前記運転者依存的制動力を決定する、運転者依存的制動力モジュールからの命令をさらに格納する、請求項１に記載のシステム。
11. 前記ブレーキ制御データは、運転者依存的制動力、特定の倍力比、ブレーキペダル感触、およびブレーキペダル位置を含む、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記運転者依存的制動力モジュールは、前記メモリに格納され、前記受信されたセンサデータに基づいて選択されるブレーキ制御データに基づいて前記運転者依存的制動力を決定する、請求項１０に記載のシステム。
13. 前記コンピュータ読み取り可能メモリは、前記制御装置によって実行されると、前記運転者依存的制動力に基づいて目標制動力を設定することによって前記車両の前記制動力を調整する、ブレーキシステム制御モジュールからの命令をさらに格納する、請求項１に記載のシステム。
14. 前記ユーザインタフェースは運転者選択スイッチを含む、請求項１に記載のシステム。
15. 前記ユーザインタフェースは前記運転者認識システムを含む、請求項１に記載のシステム。
16. 前記運転者認識システムは、ＰＤＡ、キーフォブ、または生体計測システムを含む、請求項１に記載のシステム。
17. 前記制動力倍力装置は電気機械式制動力倍力装置を含む、請求項２に記載のシステム。
18. 前記制動力倍力装置は油圧式制動力倍力装置を含む、請求項２に記載のシステム。

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