JP4620672B2 - プロセスをコントロールするための、特に走行安定性をコントロールするための方法 - Google Patents

Description

本発明は、プロセスのコントロールの必要性と調整パラメータの値が、コントロール変数の実測値と基準値の比較から決定されるコントロール偏差に依存して決定され、調整パラメータの値によりプロセスがコントロールされる、プロセスをコントロールするための方法に関する。

この方法は、特に車両のための走行安定性のコントロールを行なうために適している。

走行安定性コントロールの概念の下では、予設定可能な個々のホイールブレーキの圧力又は制動力によって車両の走行特性に影響を与えるための、エンジンマネージメントに介入するための、運転者によって調整される操舵角に付加的操舵角を重ね合わせるための、そしてホイールのダンパ又は車軸のスタビライザに介入するための複数の原理が調和している。この場合、ドライブダイナミックコントロールの実施形態としては、特に、ブレーキ行程中の個々のホイールのロックを防止するブレーキスリップコントロール（ＡＢＳ）、駆動輪の回転を遮断するアンチスリップコントロール（ＡＳＲ）もしくはトラクションコントロール（ＴＳＣ）、フロントアクスルとリヤアクスルの制動力間の比率をコントロールするための電子ブレーキブースト装置（ＥＢＶ）、車両のその長手方向軸周りの傾倒を防止するための傾倒コントロール（ＡＲＰ）、及び車両を安定化させるためのヨーモーメントコントロール（ＥＳＰ）を挙げることができる。

加えて基準ヨーレートの摩擦値に依存した制限を有する走行安定性コントローラは、例えば特許文献１に記載されている（ここでは全範囲の参照を指摘したい）。図示されたコントロール回路は、油圧式、電気油圧式又は電気機械式のブレーキ装置を備えている４輪の自動車に関する。油圧式のブレーキ装置では、運転者によりペダル操作されるマスタシリンダによってブレーキ圧が構成されるのに対し、電気油圧式及び電気機械式のブレーキ装置は、検知された運転者ブレーキ要求に依存した制動力が構成される。以下では、油圧式のブレーキ装置を引き合いに出す。

走行力学上の状態を検出するために、コントローラでは、各ホイールのための回転数センサ、ヨーレートセンサ、横Ｇセンサ、及びブレーキペダルによって発生されるブレーキ圧を検出するための圧力センサが設けられている。

通常、複数のセンサから成るセンサクラスタを使用する場合、コントローラのための代替モードが実現されるので、センサの一部が故障した場合は、それぞれ、故障したセンサの測定値を入力値として必要とするコントロール部の構成要素だけが遮断される。

ドライブダイナミックコントロールを実施するためのセンサクラスタは、例えば特許文献２にも記載されている。

センサの機能は、分析の冗長度に基づいた妥当性テストによって監視することができる。この場合、通常、信号を基にして、同じ物理量の複数のセンサ値が決定され、互いに比較される。

センサを保護するために、同様に従来技術から装置が公知である。そして、特許文献３（ここでは同様に全範囲を含めるべきである）には、外乱に対して電子機能ユニットを保護するための装置が開示されており、この装置の場合、機能ユニットは、妨害信号に対して異なった感度を有する部分ユニットに分類されている。これら部分ユニットのために、異なったシールドが設けられており、この場合、シールドの少なくとも２つは、個々のシールドよりも高い効率を有するシールドとなるように補足されている。

これにより、センサの故障の発生を検知すること、もしくは十分に回避することが可能である。代替モードは、更に、調整パラメータの安全性に臨界的な値が生じ得る誤ったコントロールが何ら行なわれないために寄与する。

それにもかかわらず、多くの場合、センサが故障した場合にコントロール機能を維持することが望ましい。これは、特に車両の安全性を向上させるために使用される走行安定性コントロールに当て嵌まる。

更に、技術的なコントロールシステムを効果的に市場に導入した後、センサを削減するという要望もしばしば生じる。しかしながら、システムの機能性は、センサが欠如している場合でも、十分に保証されたままでなければならない。
独国特許出願公開第１９５ １５ ０５９号明細書 独国特許出願公開第１９８ １１ ５４７号明細書 独国特許出願公開第１９９ ２１ ６９２号明細書

従って、本発明の基本にある課題は、コントロール変数の値を示すセンサの信号が何ら存在しない場合でも、プロセスのコントロールを確実かつ安全に実施することができるようにすることにある。

本発明によれば、この課題は、特許請求項１に記載の方法によって解決される。

この場合、本発明では、プロセスのコントロールの必要性と調整パラメータの値が、コントロール変数の実測値と基準値の比較から決定されるコントロール偏差に依存して決定され、調整パラメータの値によりプロセスがコントロールされる、プロセスをコントロールするための方法が、コントロール変数の実測値が、第１のプロセスモデルによって決定され、第１のプロセスモデルにおけるプロセスのコントロールの必要性が、別の複数のプロセスモデルによって決定されるコントロール変数の値に基づいて決定されかつ論理結合によって互いに結合されるプロセスのコントロールの必要性によって、付加的にチェックされ、多数の別のプロセスモデルにおいてプロセスのコントロールの必要性がある場合にだけ、第１のプロセスモデルにおけるプロセスのコントロールの必要性が確定され、プロセスをコントロールするためのコントロール介入が行なわれ、この場合、全ての別のプロセスモデルにおいてプロセスのコントロールの必要性がある場合にだけ、基準値と第１のプロセスモデルにより決定された実測値間のコントロール偏差に基づいて無制限のコントロール介入が行なわれ、全てではない別のプロセスモデルにおいてプロセスのコントロールの必要性がある場合は、無制限のコントロール介入と比べて短縮された継続時間の間又は無制限のコントロール介入と比べて低減された強さで、コントロール介入が行なわれるように実施される。

これにより、本発明は、故障が生じた場合又はセンサ信号が欠如している場合でもコントロール機能を維持する方法を提供する。この場合、この方法は、特に、残りのセンサの異常によって惹起されてしまう誤ったコントロール介入が回避されるという利点を有する。

この場合、本発明の基本思想は、コントロール変数の実測値を示す信号が、適当なモデルで再構成され、コントロールの必要が、別のモデルによりチェックされることであり、これら別のモデルは、コントロール変数の値を定量的に再構成するためには、確かに第１のモデルよりも適していないが、しかしながら、これら別のモデルのそれぞれは、測定値における誤差と比べて誤差を生じにくい。

従って、本発明による方法の特に好ましい実施形態では、別のプロセスモデルが、それぞれ、第１のプロセスモデルを構成するために使用される測定された変数の内の別々の変数から構成される。これにより、別のプロセスモデルが、少なくとも１つの測定された変数に依存せずに構成され、従って、部分モデルのそれぞれが、少なくとも１つの測定誤差に影響を受けないままであることが保証されている。

この場合、コントロール変数の値は、好ましくは少なくとも２つの別のプロセスモデルによって決定される。これにより、少なくとも２つの値から構成された分析の冗長度が、コントロールの必要性の非常に保証された評価をするために考慮されるコントロール変数の値のためにある。

別のプロセスモデルは、−これらのプロセスモデルが、一般的に第１のプロセスモデルよりも少ない変数によって構成されるので−第１のモデルよりも複雑でなく、従って、コントロール変数の測定信号をこのモデルのように精密に再構成することはできない。しかしながら、本発明は、別のモデルによりコントロール介入の必要性をチェックするという可能性を提供する。

本発明では、多数の別のプロセスモデルにおいてプロセスのコントロールの必要性がある場合にだけ、第１のプロセスモデルにおけるプロセスのコントロールの必要性が確定され、プロセスをコントロールするためのコントロール介入が行なわれる。

この場合、このコントロール介入は、調整パラメータの値が、単独で第１のプロセスモデルにより決定されたコントロール変数の実測値と基準値間のコントロール偏差から決定されるように行なうことができる。このようなコントロール介入は、以下では無制限のコントロール介入と呼ばれる。

おそらく間違って判断されたコントロールの必要性の評価を少なく保つために、全ての別のプロセスモデルにおいてプロセスのコントロールの必要性がある場合にだけ、無制限のコントロール介入が行なわれることが有利である。

全てのプロセスモデルにおいてではなく、多数のプロセスモデルにおいて、コントロールの必要性がある場合、無制限の介入と比べて短縮された継続時間の間又は無制限の介入と比べて低減された強さで、コントロール介入が行なわれる。このようなコントロール介入は、以下では制限されたコントロール介入と呼ばれる。

更に、多くのコントロールシステムでは、個々の測定値により、又は測定信号の時間変化により、プロセス全体の状況を決定する可能性がある。これにより、これらのコントロールシステムは、個々の測定信号の品質を状況に依存して判断する体勢にある。更に、多くのコントロールシステムでは、アクチュエータの制御が測定信号に影響を与える構成もある。

コントロールシステム自体のアクチュエータが制御されるので、ここでも、測定信号の品質の判断は、コントロールシステムによって可能である。即ち、説明したコントロールシステムでは、種々のプロセスモデルの信頼性の状況に依存した判断を行なうことができる。

一定のプロセスモデルが、ある状況で特に確実であると分かった場合、このモデルによるプロセスのコントロールが、品質的にこれまでに説明した本発明による方法の実施形態に応じて行なわれるばかりでなく、定量的にこのモデルで決定されたコントロール変数の値に依存して行なわれることが有利である。

従って、本方法の別の好ましい実施形態では、コントロールが必要な場合にコントローラによって構成される調整パラメータの値は、別のプロセスモデルにより決定されたコントロール変数の少なくとも１つの値に依存して修正される。

本発明による方法は、根本的な変更をすることなく、スタンドアロンシステムでも、既存のシステムのエマージェンシ機能内でも行なうことができるという利点を含んでいる。

本方法を適用することによって、十分標準システムの機能に基づくエマージェンシロジックを実現することが可能である。

本発明の更なる利点及び有効な発展構成は、下位の請求項と、後続の図１に図示した本発明の形成とから分かる。

本発明は、プロセスをコントロールするための有利な方法を提供する。本発明では、コントロール変数の実測値が、１つのモデルで決定され、コントロール変数の値のための分析の冗長度がプロセス測定変数又はプロセス指令変数から構成されることによって、マルチプロセスモデルによりチェックされ、そして実測値が、評価及び冗長度の論理結合により評価される。

本方法は、特に有利に車両のために走行安定性コントロールを実施するために適している。この場合、本発明による方法の実施形態のための例として、以下で、ヨーレートセンサの信号なしで行なわれるドライブダイナミックコントロールを説明する。しかしながらまた、根本的な変更をしないで、本方法は、他のセンサが欠如している場合にも適用することができる。

相応の代替信号の構成を可能にする任意のコントロールシステムへの伝送は、同様に問題なく可能である。このため、それぞれのシステムでは、種々のプロセスモデルもしくはコントロールすべきプロセスのための種々の部分モデルに基づいて存在する分析の冗長度を決定すべきであり、個々のモデルは、その信頼性に関して評価すべきである。その場合には、これらのモデルを評価した後、１つのモデル−このモデルで、コントロール介入の基本にあるコントロール変数の実測値が決定される−が決定され、複数のモデル−これらのモデルにより、コントロールの必要性が、これらのモデルで決定されたコントロールの必要性の論理結合によってチェックされる−が決定されるべきである。

以下で説明する車両のためのドライブダイナミックコントロールの枠内での本発明による方法の実施は、一方で、スタンドアロンソリューションとして実現することができる。これにより、ヨーレートセンサがない場合でもヨーモーメントコントロールを行なうことが可能である。

他方で、ヨーモーメントコントロールは、エマージェンシ機能として、例えば特許文献１に記載されているようなドライブダイナミックコントロールをするための既存のシステムに統合されてもよい。

本発明による方法により実施可能なヨーレートセンサのないドライブダイナミックコントロールは、電子安定化プログラム（ＥＳＰ）を実行するための公知のコントロールシステムに存在する機能及びセンサを使用する。これらの機能及びセンサは、特許文献１から読み取ることができる。この刊行物は、その内容の全てに関係がある。

更に、特許文献３及び特許文献２によるセンサクラスタ接続を適用することができる。

本質的かつ相応のセンサによって測定されるこのようなシステムの入力値は、操舵角δ、ヨーレートψ´、横Ｇａ_ＬＡＴ、及びホイール速度ｖ_ＦＬ，ｖ_ＦＲ，ｖ_ＲＬ，ｖ_ＲＲである。この場合、ホイール速度の内、ｖ_ＦＬは左前輪の速度を、ｖ_ＦＲは右前輪の速度を、ｖ_ＲＬは左後輪の速度を、そしてｖ_ＲＲは右後輪の速度を示す。

ＥＳＰコントロールの好ましい実施形態では、測定されたヨーレートψ´の実測値と、測定された操舵角δ，ホイール速度ｖ_ＦＬ，ｖ_ＦＲ，ｖ_ＲＬ及びｖ_ＲＲの値並びに車両の基準モデル内の車両パラメータｐにより決定された基準値間のコントロール偏差が決定される。このコントロール偏差から、各ホイールのためのブレーキ圧とエンジンマネージメントへの介入とが決定され、これらは、補償を行なうヨーモーメントを生じさせ、このヨーモーメントは、車両のヨーレートψ´をその基準値に補正する。

更に、存在する摩擦値に依存して物理的に可能なヨーレートのための閾値も構成する基準ヨーレートが決定される。この閾値を超過することは、コントロールによって同様に防止される。

加えて、ＥＳＰシステムは、通常は、システムのアクチュエータの現在の状態を検出するセンサを有する。そして、車両が油圧ブレーキ装置を備えている場合、典型的なＥＳＰシステムは、例えばマスタブレーキシリンダ内のブレーキ圧を検出するための圧力センサを含んでいる。更に、他のＥＳＰシステムは、個々のホイールブレーキ内のブレーキ圧を検出するための圧力センサも備えている。

本発明の説明すべき形成では、ヨーレート信号の欠如を前提とする。

ヨーレートψ´は、本発明による方法に応じて、１つのプロセスモデルで、残りのセンサによってその値が測定される変数によって再構成される。

変数δ、ａ_ＬＡＴ、ｖ_ＦＬ、ｖ_ＦＲ、ｖ_ＲＬ、ｖ_ＲＲ及びｐによって構成されるこのモデルでは、ヨーレートψ´の実測値ψ´_ＥＳＴが、式

ψ´_EST＝ψ´_EST（δ，ａ_LAT，ｖ_FL，ｖ_FR，ｖ_RL，ｖ_RR；ｐ）

の相関関係によって既存のセンサの測定値から得られ、同様にこれらの変数の値により決定される基準値と比較される。

前輪駆動の車両の場合、代替信号ψ´は、この場合、

ψ´_EST＝ｃ₁（ｖ_RR−ｖ_RL）−ｃ₂・ａ_LAT・ｖ_REF

の関係から決定することができ、この場合、ｃ_１及びｃ_２は車両パラメータであり、ｖ_ＲＥＦは、変数ｖ_ＦＬ，ｖ_ＦＲ，ｖ_ＲＬ及びｖ_ＲＲから構成される車両の基準速度を示す。

後輪駆動の車両に対しては、相応に、

ψ´_EST＝ｃ₁（ｖ_FR−ｖ_FL）−ｃ₂・ａ_LAT・ｖ_REF

が適用される。

適当な信号処理によって、信号ψ´_ＥＳＴのノイズを低減することができる。同様に、個々の信号の位相変化は、適当なフィルタリングによって互いに適合される。この場合、フィルタリングは、代替信号ψ´_ＥＳＴの位相変化がヨーレートψ´の実際の位相変化にできるだけよく一致するように行なわれるべきである。ヨーレートセンサがない場合、これは、基準モデルのデータにより行なうことができる。

この方法でこのモデルで決定された代替信号ψ´_ＥＳＴが、測定されたヨーレート信号ψ´の代わりにＥＳＰコントロールアルゴリズムを実行するための手段に供給された場合、簡単な方法で、ヨーレートセンサのないドライブダイナミックコントロールを行なうことができる。

しかしながら、望まれないコントロール介入の頻発が現れるコントロールシステムの故障のし易さの程度は、計算されなければならない。この場合、故障の影響を受ける測定信号を修正するため、及び誤ったコントロール介入を回避するために、以下で説明する措置を講じることができる。

可能である限り、信号ψ´_ＥＳＴを構成するために使用される変数の異常を検知するために、付加的なステータス情報が考慮される。これにより、時間変化と異常の大きさを決定することに成功した場合、信号ψ´_ＥＳＴへのその影響を直接補償することができる。

例えば、横Ｇａ_ＬＡＴの値を示す信号が路面の傾斜によって既知の値Δａ_{ＬＡＴ，ＢＡＮＫ}だけ狂っている場合、

ψ´_EST＝ｃ₁（ｖ_FR−ｖ_FL）−ｃ₂（ａ_LAT−Δａ_LAT,BANK）・ｖ_REF

の関係によって、修正信号ψ´_ＥＳＴを決定することができる。この場合、路面の横方向の傾斜は、ホイール速度、横Ｇ、又は操舵角が、異なった測定システム及び／又は異なった物理的方法に基づくモデルで同時に決定され、傾斜したカーブにおける誤差に基づいて生じるその異なった変数が、横に傾斜したカーブを検知するために使用されることによって検知することができる。

同様に、似たような方法で、車両の負荷が変化することによってほぼ引き起こされる車両パラメータｃ_１及びｃ_２の変化は、偏差が適当なアルゴリズムによって同定することができる場合に補償することができる。

更に、コントロール自身によって惹起されるか、もしくはコントロールシステムによって影響を受けてしまう異常がしばしば生じる。この場合、これらの異常については、通常は、時間的変化の方が、その大きさよりも知られている。

例えば車両の１つ又は複数のホイールブレーキが操作された場合、ホイール回転数センサによって測定されたホイール速度ｖ_ＦＬ，ｖ_ＦＲ，ｖ_ＲＬ及びｖ_ＲＲのための値は、実際の車両特性に対応しない。

ホイール回転数センサの信号のこのような異常は、そのホイール回転数センサがコントロールシステムのための入力信号を供給する後輪のブレーキの圧力が下げられることによって積極的に除去することができる。しかしながら、後輪の圧力低下は、車両ブレーキシステムのブレーキ性能における純粋な損失もこの圧力低下と結びついているので、当然持続的に測定結果を改善するために要求することはできない。

従って、先ず、既知の異常によって影響を受けない測定信号により、一定のプロセスモデルで既知の異常のある信号により計算されたコントロール変数の実測値が場合によってはあり得るコントロール介入のために必要とされる状況であるかどうかが確定される。

即ち、車両を制動する際に、ＥＳＰシステムのためにコントロールの必要性が、操舵角δと横Ｇａ_ＬＡＴによって構成されるプロセスモデルで決定されるヨーレートψ´のための値によって生じた場合、積極的な後輪の圧力低下が行なわれる。

この場合、別のセンサ信号の評価又はモデル計算に基づいて、ホイール回転数センサの信号がいかなる異常の支配下にももはやないことを前提とすることができると直ぐ、実際のコントロールの必要性と調整パラメータの値が、ホイール速度ｖ_ＲＬ及びｖ_ＲＲを含んでいる前輪駆動の車両のためのモデルψ´_ＥＳＴ（ａ_ＬＡＴ，ｖ_ＲＬ，ｖ_ＲＲ；ｐ）により決定される。これは、例えば後輪のホイールブレーキの圧力を決定するためのモデルに依存して確定することができる。

コントロールは、圧力低下の後、まさに非制動時に相当する非異常時のように行なわれる。

有利なことに、リヤアクスルにおいて圧力低下が生じた場合には、運転者の意識的な反応がなくても、即ちペダル荷重が一定であっても、フロントアクスルにおいて若干の圧力上昇が生じるので、パーシャルブレーキングが行なわれた場合、通常はいかなる減速損失も認めることはできない。

異常の時間変化は分かっているが、上述のような積極的な影響力の行使が可能でないか、望ましくない場合には、更に、第２の代替信号を一時的に使用することによってコントロール機能を維持するという可能性がある。

第１のモデルで使用可能である全ての測定信号が既に考慮されている場合、第２の代替信号を決定するために使用されるモデルは、単に１つの部分モデルであり得る。

従って、図示したケースは、調整パラメータの値が状況に依存して別のプロセスモデルにより決定される少なくとも１つの値に依存して変更される本発明による方法の実施形態に相当する。この場合、調整パラメータの値が専ら別のプロセスにより決定される値に依存して決定される極端な場合でさえも実現される。

例えば前輪駆動の車両で、アンダステアの状況にある間に、ホイール回転数センサの信号に対する異常を示す、車両を安定化させるためのリヤアクスルの積極的な圧力上昇が行なわれる場合、式

ψ´_EST,TEMP＝(ａ_LAT／ｖ_REF）−Δψ´_EST

によって、ブレーキ介入の時間のために一時的な代替信号ψ´_{ＥＳＴ，ＴＥＭＰ}を決定することができ、この代替信号は、後輪のブレーキ介入の継続時間のためにコントロール変数の実測値を示す信号として使用することができる。その場合、調整パラメータは、ＥＳＰコントロールによって値ψ´_{ＥＳＴ，ＴＥＭＰ}とヨーレートψ´の基準値間のコントロール偏差から構成される。

この場合、前記の式における変数Δψ´_ＥＳＴは、信号ψ´_ＥＳＴの値とヨーレート信号ａ_ＬＡＴ／ｖ_ＲＥＦの値との、これら両信号間での切替えをする時点での差であり、切替えの際に信号が急変することを回避するために式に収容される。

一時的な代替信号ψ´_{ＥＳＴ，ＴＥＭＰ}は、一般的に車両特性を十分な精度で再構成しないプロセスモデルにより構成される。

従って、適当に状況を検知することによって、代替信号ψ´_{ＥＳＴ，ＴＥＭＰ}を使用することができるのかどうか、もしくは使用可能である代替信号のどれかによればコントロール変数のための許容値を決定することができるのかを確定することができる。一時的な代替信号ψ´_{ＥＳＴ，ＴＥＭＰ}の低下した精度の否定的な評価を制限するために、コントロール介入を一時的な代替信号に基づいてその継続時間の間制限して、一定の時間が継続した後、再び正確な信号ψ´_ＥＳＴを使用することができることが有利であると分かった。

更に、信号の異常はセンサの不十分さによって引き起こされ、この不十分さには、例えばノイズ及び信号のエラーを入れることができ、もしくは、この不十分さは、予知可能な環境条件の変化によって引き起こされる。このような変化のための例として、例えば路面の凹凸を挙げることができる。

１つのモデルで決定されるヨーレートの値へのこれらの異常の影響は、これらの異常の影響の大きさもその時間変化も分かっていない場合、前記の方法によって補償することができない。これら異常の影響は、コントロール技術に従った純粋な異常の影響を意味し、これらの異常によって引き起こされるコントロール介入に対する保護を、本発明による方法によって行なうことができる。

これは、ヨーレートセンサのないヨーレートコントロールを確実かつ安全に実施することを可能にする。

以下の構成に対しては、前輪駆動の車両のためのヨーレートセンサのないドライブダイナミックコントロールが前提となる。残りのセンサは、先に説明したセンサを含むべきであるが、その際、前輪速度ｖ_ＦＬ及びｖ_ＦＲを個別に表現することは省略する。

ホイール速度ｖ_ＦＬ，ｖ_ＦＲ，ｖ_ＲＬ及びｖ_ＲＲの測定に関して、その値が４つのホイール回転数センサの測定信号から構成される基準速度ｖ_ＲＥＦは、ほとんど全ての走行状況で非常に正確に決定することができ、異常の影響によって十分に影響を受けないことを示す。これとは対照的に、代替信号ψ´_ＥＳＴに含まれている速度差ｖ_ＲＲ−ｖ_ＲＬは、後輪のホイール速度ｖ_ＲＲ及びｖ_ＲＬを正確に知っていることに基づいている。従って、この差は、異常が生じ易いと判断すべきである。

従って、それぞれ、おそらく間違っている測定信号のいずれにも依存しないでいるべきであるモデルを構成するために、基準速度ｖ_ＲＥＦと差ｖ_ＲＲ−ｖ_ＲＬは、独立したプロセス変数のように取り扱われ、その際、基準速度ｖ_ＲＥＦは、モデルのそれぞれに含むことができる。

速度差ｖ_ＲＲ−ｖ_ＲＬに対し、この場では、短縮形Δｖ_Ｒ＝ｖ_ＲＲ−ｖ_ＲＬを導入する。

例えば、車両のためのヨーレート変化のような、ドライブダイナミックコントロールによってコントロールすべきプロセスは、操舵角δ、横Ｇａ_ＬＡＴ、車両基準速度ｖ_ＲＥＦ、及び後輪速度ｖ_ＲＬ及びｖ_ＲＲもしくは差Δｖ_Ｒによって構成されるモデルで再構成することができる。即ち、その値が直接的な測定にとってアプローチしにくい変数ｆは、最大のモデルで、即ち含まれている変数の数が最大のモデルで、

ｆ＝ｆ（δ，ａ_LAT，Δｖ_R）

で得られ、その際、基準速度ｖ_ＲＥＦへの依存度と車両パラメータｐへの依存度は、ここでは明確に示されていない。

この場合、代替信号ψ´_ＥＳＴは、操舵角δに依存せずに計算されるので、最大のモデルでは構成されないことが目を引く。しかしながら、ヨーレート信号ψ´のこの再構成が、大抵の走行状況でヨーレートψ´のために非常に確実な値を示すことが、経験的に示されている。

加えて、ＥＳＰコントロールは、基本的に調整パラメータのための値が、代替信号ψ´_ＥＳＴとヨーレートのための基準値間のコントロール偏差に依存して決定されるように行なわれる。この場合、基準値は、基準速度ｖ_ＲＥＦと操舵角δを基にして車両基準モデルから得られる。従って、操舵角δは、代替信号ψ´_ＥＳＴによるコントロールの枠内で同様に暗黙の内に考慮される。

基準値が操舵角δにより構成されるという事実に基づいて、操舵角δに依存しないモデルにより実測値を決定することさえ好ましい。

最大モデルの種々の部分モデルを構成することができ、これら部分モデルは、測定された全てのプロセス変数の一部をそれぞれ構成する、プロセス変数の種々の組合せによって構成される。従って、この補助モデルのそれぞれは、センサクラスタのセンサの少なくとも１つの測定値に依存せず、これによりまた、相応のセンサの異常に対しても鈍感である。

ホイール速度ｖ_ＦＬ，ｖ_ＦＲ，ｖ_ＲＬ及びｖ_ＲＲの信号に関する前記の論証に応じて、考察した実施例の補助モデルは、変数｛δ，ａ_ＬＡＴ，Δｖ_Ｒ｝の（本当の）一部である変数によって構成される。付加的に、これらのモデルは、基準速度ｖ_ＲＥＦに依存してもよい。

モデル１で、コントロール変数は、即ちこの場合ヨーレートψ´は、式

ｆ₁＝ｆ₁（δ，ａ_LAT）

の相関関係によって表される。従って、モデル１では、速度差Δｖ_Ｒの値を示す信号が省略される。

モデル２では、式

ｆ₂＝ｆ₂（ａ_LAT，Δｖ_R）

の関係がコントロール変数に当て嵌まるので、このモデルは、操舵角センサの測定信号に依存していない。

そして最後に、モデル３の場合、横Ｇａ_ＬＡＴのための測定信号が排除される。即ち、このモデルで決定されるコントロール変数については、

ｆ₃＝ｆ₃（δ，Δｖ_R）

が当て嵌まる。これらのモデルに対しては、独立して、これらのモデル内でシステム全体のためにコントロールの必要性があるかどうかが調査される。

モデル１の場合、これは、例えば操舵角δと横Ｇａ_ＬＡＴから計算された定常のヨーレートψ´_δとψ´_ａＬＡＴとの比較によって行なうことができる。即ち、この場合、ｌが車両のホイールベースを、ｅｇが車両の自己操舵勾配を示す場合のヨーレートψ´_δのための信号

ψ´_δ＝δ・ｖ_REF／（ｌ＋ｅｇ・ｖ_REF ²）

と、ある程度の閾値を超過した場合にコントロールの必要性を示すヨーレートψ´ａ_ＬＡＴのための信号

ψ´_aLAT＝ａ_LAT／ｖ_REF

との間の偏差が決定される。しかしながらまた、モデル１では、コントロールの必要性を検知するために、操舵角δによるＥＳＰコントロールにより決定されるヨーレートψ´のための基準値とψ´_ａＬＡＴの値を比較することも同様に可能である。しかしながら、基準値とψ´_δの値の比較は、一般的に好ましくない。何故なら、この場合、基準値も、可能なコントロールの必要性の基本にあるコントロール変数の実測値も、操舵角δも測定信号に依存するからである。しかしながら、一定の走行状況で、この比較は、同様に行なうことができる。更に、モデル１におけるコントロールの必要性を保護するために、複数の又は説明した全ての比較を行なうことができる。

モデル２に対しては、横Ｇａ_ＬＡＴ及びホイール速度差Δｖ_Ｒを基にして、車両のサイドスリップ角βを、式

β＝∫［ψ´_EST−ａ_LAT／ｖ_REF］ｄt

によって見積もることができる。その際、これにより決定される、操舵角δに依存していないサイドスリップ角βのための値は、コントロールの必要性を確定するために考慮することができる。これは、コントロールの必要性を確定するための、既にモデル１のために決定された信号ψ´_ａＬＡＴの代替信号ψ´_ＥＳＴとの比較に対応する。

モデル３におけるコントロールの必要性をチェックするために、ホイール速度差Δｖ_Ｒと操舵角δとから構成されるヨーレート信号は、比較することができる。即ち、例えば、信号ψ´_δと信号

ψ´_ΔvR＝ｃ₁・Δｖ_R−ｃ₂・δ・ｖ_REF ³／（ｌ＋ｅｇ・ｖ_REF ²）

の比較をおこなうことができ、これにより、両信号間の偏差がある程度の閾値を超過した場合にコントロールの必要性を確定することができる。モデル１と同様に、信号ψ´Δｖ_Ｒ又は信号ψ´_δのいずれか又は両信号を、ＥＳＰコントロールによって決定されたヨーレートψ´のための基準値と比較することも同様に可能である。

全ての補助モデルの位相変化は、適当な信号処理により、特に適当なフィルタリングにより、システム全体の要求に適合させるべきである。

更に、個々の部分モデルにおけるコントロールの必要性の評価は、状況の検知によって補足すべきである。一定の状況での個々のモデルの品質は、路面の傾斜又はブレーキ介入のような少なくとも定量的に検出可能な異常の例で既に先行的に説明したように確定することができる。更に、車両基準モデルは、コントロールシステムに統合されており、このコントロールシステムは、状況検知装置に対して、どのモデルがある状況での車両特性を十分正確に表しているのか決定することを可能にする。

ここに示したヨーレートセンサのないヨーレートコントロールのコントロールロジックは、ヨーレートセンサを有するコントロールシステムの標準コントロールロジックに対して極僅か拡大されていなければならない。

この場合、先ず、標準コントロールロジックによって、代替ヨーレート信号ψ´_ＥＳＴとヨーレートψ´の基準値間のコントロール偏差に基づいて、コントロール介入のためのエントリ条件が満たされているかどうかが確定される。

しかしながら、コントロール介入を開始する前には、前記のような全ての補助モデルが評価される。この評価の後に初めて、無制限のコントロール介入、制限されたコントロール介入、又はおそらく一般にノーコントロール介入が行なわれるかどうかが決定される。

この場合、無制限のコントロールは、代替信号ψ´_ＥＳＴの値によっても、全ての補助モデルにおいても、コントロールの必要性がある場合にのみ許される。この場合、コントロール介入は、特にその継続時間及びその強さに関しては、ヨーレートセンサを有する従来のドライブダイナミックコントロールの場合のように行なわれる。

全てではない補助モデルでコントロールの必要性がある場合、入力信号の１つが異常であること、コントロール介入を必要とする状況がおそらく実際には何ら存在しないことを推定することができる。しかしながら、ヨーレート信号をプロセスモデル内で構成する制限された情報に基づいて、同様に、実際にいかなる信号異常もなく、従ってコントロールの必要性もないことも可能である。

従って、コントロール介入は、全てのモデルにおいてではないが、多数のモデルにおいて、コントロールの必要性がある場合に行なわれる。但し、この場合、間違ったコントロール介入−このコントロール介入に対しては、この場合、ある程度有限の確立がある−の評価を低減するために、制限されたコントロール介入が行なわれる。

この場合、コントロール介入は、コントロールの必要性を示すモデルに依存して、その継続時間及び／又はその強さが制限される。

例えば、唯一のモデルとしてのモデル１が、いかなるコントロールの必要性も示さない場合には、ブレーキ圧のために最大で１５ｂａｒまでの圧力の要求しか許されない。他方で、唯一のモデルとしてのモデル２対して、いかなるコントロールの必要性もない場合には、コントロールロジックによって３００ｍｓの最大継続時間のコントロール介入だけが許される。

最終的に少数のモデルにおいてだけコントロールの必要性がある場合は、高い確率で、測定信号の異常が前提となる。コントロール介入は、この場合、完全に抑制される。

紹介した標準ロジックと補助モデルを組み合せて考察する原理は、唯一の図（図１）で、４つの円の断面積によって示されている。この場合、円１０は、円１０内の点によって示されるシステムの状態のためにＥＳＰシステムのためのコントロールの必要性がある、代替信号ψ´_ＥＳＴをベースにしたＥＳＰシステムの標準ロジックを示す。

同様に、円２０，３０及び４０は、モデル１，２及び３におけるコントロールの必要性を示す。

種々のセグメントの異なった着色によって、図１では、どのような条件下でコントロール介入が行なわれるかが示されている。この場合、淡灰色で着色された部分は、制限されたコントロール介入を示し、濃灰色で着色された部分は、無制限のコントロール介入を示す。

このロジックにより、本発明は、間違ったコントロール介入を回避し、高い信頼性をもって必要なコントロール介入を検知及び実行することを可能にする。この場合、特に、制限されたコントロール介入を行なうことができるという可能性は、測定信号の異常が生じる確率分布を考慮する有利な妥協であると分かった。

これは、幾つかのプロセスモデルではコントロールの必要性が非常に遅く検知される及び／又は非常に早くリセットされるので、コントロール介入が制限されたコントロールサイクルがしばしば無制限のコントロールの直前又は直後に生じることを監視することによって支持される。これは、一般的にコントロールの品質を著しく縮小しないので、コントロールシステムの機能性は、完全なセンサを有するコントロールシステムの機能性と比べてほぼ同等に維持されたままである。

紹介したコントロールロジックは、信号の異常に基づいてシステム全体のためにコントロールの必要性が何ら確定されなかった場合にだけ不十分なコントロールを行なうが、しかしながら実際には、コントロールの必要性はある。

しかしながら、この場合、モデルは、測定信号のどれが異常であるのかを決定するために、状況の検知により評価することができる。これに関して、前記の例では、ホイール速度ｖ_ＦＬ，ｖ_ＦＲ，ｖ_ＲＬ及びｖ_ＲＲの異常がブレーキ介入によって検出されることが、模範的に示されている。

その際、制限された時間で、代替信号に切り替えること、即ち、ホイール回転数センサに異常があった場合には、例えば信号ψ´_{ＥＳＴ，ＴＥＭＰ}に切り替えることができる。

この場合、複数の代替信号間の切替えが可能であるこのモードは、特に、既にアクティブなコントロールサイクルを異常が生じた場合に直ちに中断する必要がないことを許す。しかしながら、他の信号に切り替えた後に信号の更なる保護がもはや何ら可能でないので、コントロールの要求の大きさ及び継続時間を制限することは有効である。

従って、本発明は、センサ信号がなかったり、誤っていたりした場合に、既存の標準コントロールロジックに導入される代替信号を構成することを可能にするので、プロセスをコントロールするための有利な方法を提供する。これが可能である場合に限り、代替信号の検出可能な異常が補償又は排除され、選択的に、別の一時的な代替信号に一時的に切り替えられる。

代替信号が構成される第１のプロセスモデル以外に、別のプロセスモデルが構成され、これら別のプロセスモデルにおいて、個々にコントロールの必要性がチェックされる。これらのモデルを評価した後、コントロールの要求が無制限に行なわれるかどうか、又は介入の強さ及び／又は継続時間が制限されるかどうか、又はコントロール介入が完全に抑制されるかどうかが決定される。従って、間違ったコントロール介入は、検出不可能な異常に基づいて効果的に防止されるか、もしくはその作用を制限される。

標準ロジックと部分モデルを組み合わせて考察する本発明による原理が図示されている図を示す。

ａ_ＬＡＴ 横Ｇ
β サイドスリップ角
ｃ_１ 車両パラメータ
ｃ_２ 車両パラメータ
δ 操舵角
ｅｇ 自己操舵勾配
ｆ_１ モデル１のコントロール変数信号のための代替信号
ｆ_２ モデル２のコントロール変数信号のための代替信号
ｆ_３ モデル３のコントロール変数信号のための代替信号
ｌ ホイールベース
ｐ 車両パラメータ
ψ´ ヨーレートもしくはヨーレート信号
ψ´_ＥＳＴ ヨーレート信号のための代替信号
ψ´_{ＥＳＴ，ＴＥＭＰ} ヨーレート信号のための一時的な代替信号
ψ´_δ 操舵角により決定されるヨーレート
ψ´_ａＬＡＴ 横Ｇにより決定されるヨーレート
Δψ´_ＥＳＴ ヨーレート信号間の差
ｖ_ＦＬ 左前輪のホイール速度
ｖ_ＦＲ 右前輪のホイール速度
ｖ_ＲＬ 左後輪のホイール速度
ｖ_ＲＲ 右後輪のホイール速度
ｖ_ＲＥＦ 基準速度
Δｖ_Ｒ ｖ_ＲＲ−ｖ_ＲＬの差

１０ その面積がコントロール変数信号のための代替信号に基づいてコントロールの必要性を示す円
２０ モデル１におけるコントロールの必要性を示す円の面積
３０ モデル２におけるコントロールの必要性を示す円の面積
４０ モデル３におけるコントロールの必要性を示す円の面積

Claims (7)

1. プロセスのコントロールの必要性と調整パラメータの値が、コントロール変数（ψ´）の実測値と基準値の比較から決定されるコントロール偏差に依存して決定され、調整パラメータの値によりプロセスがコントロールされる、プロセスをコントロールするための方法において、
   コントロール変数（ψ´）の実測値（ψ´ _ＥＳＴ ）が、第１のプロセスモデルによって決定され、第１のプロセスモデルにおけるプロセスのコントロールの必要性（１０）が、別の複数のプロセスモデルによって決定されるコントロール変数（ψ´）の値に基づいて決定されかつ論理結合によって互いに結合されるプロセスのコントロールの必要性（２０，３０，４０）によって、付加的にチェックされること、
   多数の別のプロセスモデルにおいてプロセスのコントロールの必要性（２０，３０，４０）がある場合にだけ、第１のプロセスモデルにおけるプロセスのコントロールの必要性（１０）が確定され、プロセスをコントロールするためのコントロール介入が行なわれ、この場合、
   全ての別のプロセスモデルにおいてプロセスのコントロールの必要性（２０，３０，４０）がある場合にだけ、基準値と第１のプロセスモデルにより決定された実測値（ψ´ _ＥＳＴ ）間のコントロール偏差に基づいて無制限のコントロール介入が行なわれ、
   全てではない別のプロセスモデルにおいてプロセスのコントロールの必要性（２０，３０，４０）がある場合は、無制限のコントロール介入と比べて短縮された継続時間の間又は無制限のコントロール介入と比べて低減された強さで、コントロール介入が行なわれることを特徴とする方法。
2. 別のプロセスモデルが、それぞれ、第１のプロセスモデルを構成するために使用される測定された変数（δ，ａ_ＬＡＴ，ｖ_ＲＥＦ，ｖ_ＲＬ，ｖ_ＲＲ）の内の別々の変数から構成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 別のプロセスモデルのいずれにおいてもコントロールの必要（２０，３０，４０）がない場合に、完全にコントロール介入が抑制されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 調整パラメータの値が、別のプロセスモデルにより決定されたコントロール変数の少なくとも１つの値に依存して修正されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
5. プロセスが、車両のヨーレートの変化に関係することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
6. コントロール変数が、車両のヨーレート（ψ´）に関係することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の方法。
7. 部分モデルにより決定されたコントロール変数の値を互いに結合すること及び／又は所定の限界値とこれらの値を結合することにより、走行安定性のコントロールが行なわれる走行状況が決定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法。

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