DE112021001117T5

DE112021001117T5 - Elektronische Steuereinrichtung, elektrische Servolenkeinrichtung und Steuereinrichtung und Steuereinrichtung für elektrische Servolenkeinrichtung

Info

Publication number: DE112021001117T5
Application number: DE112021001117.0T
Authority: DE
Inventors: Keita Yasu; Kazuya Yamano; Atsushi Matsuoka; Makoto Goto
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2021-02-03
Publication date: 2022-12-29
Also published as: US20230050144A1; JPWO2021166648A1; JP7320122B2; WO2021166648A1; CN115135566A

Abstract

Eine Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung beinhaltet eine arithmetische Verarbeitungseinrichtung mit einer Vergleichseinheit, einer Fehlerdiagnoseeinheit und einer Treibersteuereinheit. Die Vergleichseinheit vergleicht eine Differenz zwischen einem ersten Ausgangssignal, das von einem ersten Sensor ausgegeben wird, und einem zweiten Ausgangssignal, das von einem zweiten Sensor ausgegeben wird, mit einem ersten Schwellenwert, um eine Größenbeziehung zu ermitteln, und sie vergleicht eine Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und einem dritten Ausgangssignal, das von einem dritten Sensor ausgegeben wird, mit einem zweiten Schwellenwert, um eine Größenbeziehung zu ermitteln. Auf der Grundlage eines Ergebnisses der Vergleichseinheit ermittelt die Fehlerdiagnoseeinheit einen abweichenden Sensor aus dem ersten, dem zweiten und dem dritten Sensor. Unter Anwendung von Ausgangswerten aus zwei normalen Sensoren, die aus dem ersten, dem zweiten und dem dritten Sensor nicht als abweichende Sensor ermittelt sind, erzeugt die Treibersteuereinheit ein Treibersteuersignal zur Ansteuerung eines Elektromotors.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Steuereinrichtung mit redundantem Aufbau und mit mehreren Sensoren, eine elektrische Servolenkeinrichtung, die diese elektronische Steuerung enthält, und eine Steuereinrichtung für eine elektrische Servolenkeinrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Technik zur Erkennung eines Sensorausfalls.
STAND DER TECHNIK
In der jüngeren Vergangenheit ist es Standard geworden, eine redundante Gestaltung elektrischer und elektronischer Schaltungen als Gegenmaßnahme gegen zufällige Ausfälle von Elementen einzurichten. Durch das Vorsehen von Sensoren und CPUs und durch Auswählen und Verwenden von normal arbeitenden Elementen aus mehreren montierten Elementen kann die Steuerung selbst nach einem Fehler aufrechterhalten werden (siehe beispielsweise Patentschrift 1). Im Falle eines Doppelsystems mit redundantem Aufbau werden für jedes System zwei Sensoren, insgesamt mindestens vier Sensoren, benötigt, um Ausgangssignale von Sensoren zu vergleichen.
LISTE DER REFERENZIERTEN DOKUMENTE
PATENTSCHRIFT
PATENTSCHRIFT 1: WO 2018/173561
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
PROBLEM, DAS VON DER ERFINDUNG ZU LÖSEN IST
Eine elektrische Servolenkeinrichtung mit einem Doppelsystem mit redundantem Aufbau ist so aufgebaut, dass, wenn einer der Sensoren ausfällt, nicht ermittelt wird, welcher Sensor ausgefallen ist, sondern in welchem System der Fehler auftrat, und das System auf der Fehlerseite wird angehalten. Es wird nicht erkannt, welcher Sensor ausgefallen ist, da die Untersuchung der Sensoren in Bezug auf einen Fehler beinhaltet, dass diese Sensoren paarweise in umlaufender Weise verglichen werden, wobei dies ineffizient und zeitaufwendig ist.
In einem ausfallsicheren Zustand wird daher, selbst wenn nur ein Sensor ausgefallen ist, die Funktion der CPU auf der Fehlerseite angehalten und daher werden die Verarbeitungskapazität dieser CPU und die Funktion der verbleibenden normalen Sensoren vergeudet.
Im Hinblick auf diese Situation ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Steuereinrichtung, eine elektrische Servolenkeinrichtung und eine Steuereinrichtung für eine elektrische Servolenkeinrichtung bereitzustellen, die Sensoren mit geringerer arithmetischer Verarbeitungsauslastung zur Zeit der normalen Funktion untersuchen kann und in einfacher Weise den Ort eines Fehlers im Falle eines Sensorausfalls ermitteln kann.
MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung bereitgestellt. Die elektrische Servolenkeinrichtung beinhaltet einen ersten Sensor, einen zweiten Sensor und einen dritten Sensor, die eine physikalische Größe bezüglich eines Lenkzustands erfassen, und beinhaltet einen Elektromotor, der eine Lenkkraft auf ein Lenkrad ausübt. Die Steuereinrichtung hat eine arithmetische Verarbeitungseinrichtung, und die arithmetische Verarbeitungseinrichtung weist auf: eine erste Vergleichseinheit, die eine Differenz zwischen einem ersten Ausgangssignal, das von dem ersten Sensor ausgegeben wird, und einem zweiten Ausgangssignal, das von dem zweiten Sensor ausgegeben wird, mit einem ersten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln, und eine Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und einem dritten Ausgangssignal, das von dem dritten Sensor ausgegeben wird, mit einem zweiten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln; eine erste Fehlerdiagnoseeinheit, die auf der Grundlage eines Ergebnisses der ersten Vergleichseinheit einen abweichenden bzw. fehlerhaften Sensor aus dem ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor erkennt; und eine erste Treibersteuereinheit, die ein Treibersteuersignal zur Ansteuerung des Elektromotors unter Verwendung von Ausgangswerten aus den zwei normalen Sensoren, die nicht als abweichende Sensoren aus dem ersten Sensor, dem Sensor und dem dritten Sensor erkannt werden, erzeugt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische Servolenkeinrichtung bereitgestellt, die aufweist: einen Lenkmechanismus, einen ersten Sensor, einen zweiten Sensor und einen dritten Sensor, die in dem Lenkmechanismus vorgesehen sind und eine physikalische Größe in Bezug auf einen Lenkzustand erfassen; einen Elektromotor, der eine Lenkkraft auf ein Lenkrad durch den Lenkmechanismus ausübt; und eine Steuereinrichtung, die den Elektromotor steuert. Die Steuereinrichtung weist auf: eine erste Vergleichseinheit, die eine Differenz zwischen einem ersten Ausgangssignal, das von dem ersten Sensor ausgegeben wird, der eine physikalische Größe in Bezug auf einen Lenkzustand erfasst, und einem zweiten Ausgangssignal, das von dem zweiten Sensor ausgegeben wird, der eine physikalische Größe in Bezug auf den Lenkzustand erfasst, mit einem ersten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln, und eine Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und einem dritten Ausgangssignal, das von dem dritten Sensor ausgegeben wird, der eine physikalische Größe in Bezug auf den Lenkzustand erfasst, mit einem zweiten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln; eine erste Fehlerdiagnoseeinheit, die auf der Grundlage des Ergebnisses der ersten Vergleichseinheit einen abweichenden bzw. fehlerhaften Sensor aus dem ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor erkennt; und eine erste Treibersteuereinheit, die ein Treibersteuersignal zur Ansteuerung des Elektromotors unter Anwendung von Ausgangswerten aus den zwei normalen Sensoren erzeugt, die nicht als abweichende Sensoren aus dem ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor erkannt werden.
Ferner wird gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung eine elektronische Steuereinrichtung bereitgestellt, die aufweist: eine erste Vergleichseinheit, die eine Differenz zwischen einem ersten Ausgangssignal, das von einem ersten Sensor ausgegeben wird, und einem zweiten Ausgangssignal, das von einem zweiten Sensor ausgegeben wird, mit einem ersten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln, und eine Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und einem dritten Ausgangssignal, das von einem dritten Sensor ausgegeben wird, mit einem zweiten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln; eine erste Fehlerdiagnoseeinheit, die auf der Grundlage eines Ergebnisses der ersten Vergleichseinheit einen abweichenden Sensor aus dem ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor erkennt; und eine erste Treibersteuereinheit, die ein Treibersteuersignal zur Ansteuerung des Elektromotors unter Anwendung von Ausgangswerten aus zwei normalen Sensoren erzeugt, die nicht als abweichende Sensoren aus dem ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor erkannt werden.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Erfindungsgemäß werden Diagnosen erstellt, indem Ausgangssignale zweier Paare aus Sensoren aus drei Sensoren verglichen werden, derart, dass die Sensoren mit weniger arithmetischem Verarbeitungsaufwand zum Zeitpunkt des normalen Betriebs untersucht werden können. Im Falle eines Sensorausfalls kann der Ort des Ausfalls einfacher erkannt werden, indem der ausgefallene Sensor auf der Grundlage einer Kombination dreier Zustände, d. h., „erfasst“, „nicht erfasst“ und „Abweichung bestätigt“ ermittelt wird.
Daher können eine elektronische Steuereinrichtung, eine elektrische Servolenkeinrichtung und eine Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung, in denen Sensoren mit weniger arithmetischem Verarbeitungsaufwand in einem normalen Betrieb untersucht werden können, und in denen der Ort eines Fehlers im Falle eines Sensorausfalls einfach erkannt werden kann, bereitgestellt werden.
Figurenliste

1 ist eine Blockansicht, die einen schematischen Aufbau einer elektronischen Steuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Flussdiagramm, das eine redundante Diagnoselogikanordnung in der elektronischen Steuereinrichtung der 1 zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm, das einen Logikaufbau zur Umschaltung von Sensoren zeigt, die zur Steuerung und Diagnose in der elektronischen Steuereinrichtung der 1 verwendet werden.
4 ist eine Ansicht zur Beschreibung der Umschaltung von Sensoren, wenn ein Fehler noch nicht aufgetreten ist.
5 ist eine Ansicht zur Beschreibung des Umschaltens von Sensoren, wenn ein primärer Fehler im Sensor A aufgetreten ist.
6 ist eine Ansicht zur Beschreibung des Umschaltens von Sensoren, wenn ein primärer Fehler im Sensor B aufgetreten ist.
7 ist eine Sicht zur Beschreibung des Umschaltens von Sensoren, wenn ein primärer Fehler im Sensor C aufgetreten ist.
8 ist eine Ansicht zur Beschreibung des Umschaltens von Sensoren, wenn ein primärer Fehler im Sensor D aufgetreten ist.
9 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Beziehung zwischen einem Sensor, der als fehlerhaft bestätigt ist, und einem Steuersensor vor dem Fehler, wenn ein primärer Fehler im Sensor A und ein sekundärer Fehler im Sensor B aufgetreten ist, und wenn ein primärer Fehler im Sensor B und ein sekundärer Fehler im Sensor A aufgetreten ist.
10 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Beziehung zwischen dem als fehlerhaft bestätigten Sensor und dem Steuersensor vor dem Ausfall, wenn ein primärer Fehler im Sensor A und ein sekundärer Fehler im Sensor C und wenn ein primärer Fehler im Sensor C und ein sekundärer Fehler im Sensor A aufgetreten ist.
11 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Beziehung zwischen dem als fehlerhaft bestätigten Sensor und dem Steuersensor vor dem Ausfall, wenn ein primärer Fehler im Sensor A und ein sekundärer Fehler im Sensor D und wenn ein primärer Fehler im Sensor D und ein sekundärer Fehler im Sensor A aufgetreten ist.
12 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Beziehung zwischen dem als fehlerhaft bestätigten Sensor und dem Steuersensor vor dem Ausfall, wenn ein primärer Fehler im Sensor B und ein sekundärer Fehler im Sensor C und wenn ein primärer Fehler im Sensor C und ein sekundärer Fehler im Sensor B aufgetreten ist.
13 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Beziehung zwischen dem als fehlerhaft bestätigten Sensor und dem Steuersensor vor dem Ausfall, wenn ein primärer Fehler im Sensor B und ein sekundärer Fehler im Sensor D und wenn ein primärer Fehler im Sensor D und ein sekundärer Fehler im Sensor B aufgetreten ist.
14 ist eine Ansicht zur Beschreibung einer Beziehung zwischen dem als fehlerhaft bestätigten Sensor und dem Steuersensor vor dem Ausfall, wenn ein primärer Fehler im Sensor C und ein sekundärer Fehler im Sensor D und wenn ein primärer Fehler im Sensor D und ein sekundärer Fehler im Sensor C aufgetreten ist.
15 ist ein Flussdiagramm, das ein erstes modifiziertes Beispiel der redundanten Diagnoselogik in der elektronischen Steuereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
16 ist eine Blockansicht, die ein erstes modifiziertes Beispiel der elektronischen Steuereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
17 ist eine Ansicht eines Systemaufbaus einer elektrischen Servolenkeinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
18 ist eine Blockansicht, die einen schematischen Aufbau eines Motordrehwinkelsensors und einer arithmetischen Verarbeitungseinrichtung zeigt, die aus der elektrischen Servolenkeinrichtung der 17 extrahiert sind.
19 ist eine Blockansicht, die ein spezielles Beispiel des Aufbaus des Motordrehwinkelsensors und der arithmetischen Verarbeitungseinrichtung in 18 zeigt.
20 ist ein Flussdiagramm, einer redundanten Diagnoselogik der in 19 gezeigten arithmetischen Verarbeitungseinrichtung.
21A ist eine schematische Ansicht zur Beschreibung eines zweiten modifizierten Beispiels der redundanten Diagnoselogik in der elektronischen Steuereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
21B ist eine schematische Ansicht zur Beschreibung des zweiten modifizierten Beispiels der redundanten Diagnoselogik in der elektronischen Steuereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
22 ist eine Blockansicht, die ein zweites modifiziertes Beispiel der elektronischen Steuereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Anwendung auf Drehmomentsensoren zeigt.
23 ist eine Blockansicht, die ein drittes modifiziertes Beispiel der elektronischen Steuereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei Anwendung auf Stromsensoren zeigt.
24A ist eine Ansicht zur Beschreibung redundanter Diagnosevorgänge zur Ermittlung eines Fehlers in der elektronischen Steuereinrichtung der 23.
24B ist eine Ansicht zur Beschreibung der redundanten Diagnosevorgänge zur Ermittlung eines Fehlers in der elektronischen Steuereinrichtung der 23.

Art zum Ausführen der Erfindung
Mit Verweis auf die Zeichnungen sind nachfolgend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Elektronische Steuereinrichtung
1 ist eine Blockansicht, die einen schematischen Aufbau einer elektronischen Steuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese elektronische Steuereinrichtung beinhaltet eine arithmetische Verarbeitungseinrichtung 10 mit einer CPU 1 (übergeordnete Seite) und einer CPU 2 (nachgeordnete Seite), und mechanische Sensoren A bis D von redundanten Doppelsystemen. In diesem Aufbau gibt es zwei Systeme, und ein erstes System ist aufgebaut aus der CPU 1 und zwei Sensoren (ein Hauptsensor A und ein Nebensensor B), die direkt mit der CPU 1 verdrahtet sind. Ein zweites System ist aus der CPU 2 und zwei Sensoren (einem Hauptsensor C und einem Nebensensor D) aufgebaut, die direkt mit der CPU 2 verdrahtet sind. Es wird eine Zwischen-CPU-Kommunikation zwischen der CPU 1 und der CPU 2 ausgeführt, und es können damit Sensorwerte zwischen den Systemen ausgetauscht werden.
Es sind insgesamt vier Sensorwerte, die in eine CPU eingespeist werden: zwei von ihrem eigenen System, ein Wert, der von dem Hauptsensor des anderen Systems über eine Leitung eingespeist wird, die direkt (in einer Überkreuzform) angeschlossen ist, und ein Wert aus dem Nebensensor des anderen Systems, der über die Zwischen-CPU-Kommunikation erhalten wird. Insbesondere werden der CPU 1 des ersten Systems ein erstes Ausgangssignal Sa des Hauptsensors A und ein zweites Ausgangssignals Sb sowie auch ein drittes Ausgangssignal Sc des Hauptsensors C des zweiten Systems und, durch Zwischen-CPU-Kommunikation, ein viertes Ausgangssignal Sd des Nebensensors D des zweiten Systems zugeleitet. Das dritte Ausgangssignal Sc des Hauptsensors C und das vierte Ausgangssignal Sd des Nebensensors D sowie das erste Ausgangssignal Sa des Hauptsensors A des ersten Systems und durch Zwischen-CPU-Kommunikation, das zweite Ausgangssignal Sb des Nebensensors B des ersten Systems werden in die CPU 2 des zweiten Systems eingespeist.
Durch Vergleich dieser vier Sensorwerte erstellt jede der beiden CPUs 1, 2 eine Fehlerdiagnose für die vier Sensoren A bis D. Ein Sensor, der zur Steuerung für Normalzeiten (Steuersensor) verwendet wird, ist für die CPU 1 der Sensor A und für die CPU 2 der Sensor C (der Sensor C entspricht dem Sensor A aus Sicht der CPU 2). Der Rang der Prioritäten von Sensoren, die als der Steuersensor zu verwenden sind, ist aus Sicht der CPU 1 wie folgt: Sensor A > Sensor B > Sensor > Sensor D.
Anschließend werden auf der Grundlage des Flussdiagramms der 2 redundante Diagnosevorgänge in der elektronischen Steuereinrichtung beschrieben, die in der zuvor beschriebenen Weise aufgebaut ist.
Als eine Voraussetzung gilt, dass die redundanten Diagnoseabläufe eine Differenz zwischen Erfassungswerten zweier Sensoren mit einem Schwellenwert α vergleichen und eine Ermittlung dahingehend ausführen, ob das Ergebnis wahr oder falsch ist. In der vorliegenden Erfindung werden die folgenden Diagnosevorgänge zu allen Zeiten ausgeführt. $| A - B | > α$
$| A - C | > α$
Ein Zustand, in welchem die Formel (1) oder die Formel (2) als Ergebnis dieser beiden Diagnosen als falsch erkannt wird, wird als „kein Fehler erkannt“ bezeichnet. Ein Zustand, in welchem die Formel (1) oder die Formel (2) als wahr ermittelt wird, wird als „Fehler erkannt“ bezeichnet.
Ferner wird ein Zustand, in welchem der als fehlerhaft erkannte Zustand über eine Zeitspanne hinweg fortgesetzt wird, die größer als eine festgelegte Schwelle ist, als „Fehler bestätigt“ bezeichnet.
Im Folgenden wird ein Verarbeitungsablauf für die redundante Diagnoselogik beschrieben.
Zuerst wird ermittelt, in welchem der Paare, Sensor A-Sensor B und Sensor A-Sensor C, ein Fehler bestätigt wird durch die Diagnose gemäß Formel (1) und Formel (2) (Schritt S1). wenn ein Fehler nicht bestätigt wird, wird die Ermittlung gemäß dem Schritt S1 wiederholt.
Wenn danach ermittelt wird, dass ein Fehler in beiden Paaren, Sensor A-Sensor B und Sensor A-Sensor C, durch die Diagnosen gemäß der Formel (1) und Formel (2) bestätigt ist (Schritt S2), hat ein Element, das gemeinsam in beiden Diagnosen enthalten ist, ein Problem. Daher wird ermittelt, dass der Sensor A einen Fehler hat (Schritt S3).
Wenn ferner ein Fehler lediglich durch eine der Diagnosen gemäß Formel (1) und Formel (2) bestätigt wird, wird ermittelt, durch welche Diagnose ein Fehler bestätigt wird. Wenn ein Fehler durch die Diagnose der Formel (1) bestätigt wird (Schritt S4) und ein Fehler durch die Diagnose der Formel (2) erkannt wird (Schritt S5), dann wird ermittelt bzw. festgelegt, dass der fehlerhafte Sensor der Sensor A ist (Schritt S6).
Wenn durch die Diagnose gemäß der Formel (1) ein Fehler bestätigt wird (Schritt S4) und ein Fehler aufgrund der Diagnose gemäß Formel (2) nicht erkannt wird, dann wird ermittelt, dass der fehlerhafte Sensor der Sensor B ist (Schritt S7).
Wenn durch die Diagnose gemäß der Formel (2) ein Fehler bestätigt wird und durch die Diagnose Formel (1) ein Fehler erkannt wird (Schritt S8), dann wird damit ermittelt, dass der Sensor A fehlerhaft ist (Schritt S9). Wenn andererseits ein Fehler durch die Formel (2) bestätigt wird und ein Fehler durch die Formel (1) nicht erkannt wird, dann wird damit ermittelt, dass der fehlerhafte Sensor der Sensor C ist (Schritt S10).
Im Gegensatz zu einem konventionellen technischen Ablauf zur Diagnose bezüglich drei Sensoren (Sensor A, Sensor B und Sensor C), der das Vergleichen der Ausgangssignale der drei Sensoren untereinander beinhaltet ist, kann der vorhergehende Ablauf einen Fehler der drei Sensoren ermitteln, indem eine Kombination der Zustände „nicht erkannt“, „erkannt“ und „bestätigt“ für die beiden Diagnoseabläufe ermittelt wird. Mit der auf diese Weise reduzierten Anzahl an Diagnosen kann eine Zunahme des Umfangs der Verarbeitung, die mit einer Zunahme der Anzahl der Sensoren einhergeht, vermieden werden.
Anschließend wird ein Logikablauf für das Umschalten der Sensoren, die für Steuerung und Diagnose verwendet werden, beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf in der Sensorumschaltlogik zeigt.
Dabei ist der Sensor A der Steuersensor und die Diagnosesensoren sind der Sensor B, der Sensor C und der Sensor D, und die Reihenfolge der Priorität für die Sensoren, die zu verwenden sind, ist wie folgt: Sensor A > Sensor B > Sensor C > Sensor D.
Zunächst wird ermittelt, ob ein Sensor aus den Sensoren A, B, C, D fehlerhaft ist (Schritt S11). Wenn keiner der Sensoren einen Fehler zeigt, dann wird die Ermittlung des Schritts S11 wiederholt.
Anschließend wird ermittelt, ob Sensor A (der Sensor mit der höchsten Priorität, der zur Steuerung verwendet wird) einen Fehler hat (Schritt S12).
Wenn der Sensor A fehlerhaft ist, dann wird ermittelt, ob die Sensoren B, C, D ebenfalls fehlerhaft sind (Schritt S13). Wenn diese Sensoren nicht fehlerhaft sind (nur der Sensor A hat einen Fehler), dann wird der Steuersensor auf den Sensor B umgeschaltet, und die Diagnosevorgänge werden auf eine Kombination umgestellt, in denen der fehlerhafte Sensor ausgeschlossen ist, beispielsweise eine Kombination aus | B-C |, | B-D| (Schritt S14).
Wenn ein oder mehrere Sensoren, die nicht der Sensor A sind, einen Fehler haben, dann wird die Anzahl der fehlerhaften Sensoren ermittelt (Schritt S15). Wenn ein Sensor (insgesamt zwei) einen Fehler hat, wird ein Sensor mit einer höheren Priorität aus den normalen Sensoren als der Steuersensor geschaltet. Ferner wird eine Diagnose unter Anwendung der zwei normalen Sensoren ausgeführt (Schritt S16).
Wenn ferner zwei oder mehr Sensoren (drei oder mehr insgesamt) einen Fehler haben, ist eine Diagnose nicht möglich, da die Anzahl der normalen Sensoren eins oder kleiner ist, und das System wird angehalten (Schritt S17).
Wenn der Sensor A in Schritt S12 nicht fehlerhaft ist und einer oder mehrere der Sensoren B, C und D fehlerhaft sind, dann wird die Anzahl der fehlerhaften Sensoren ermittelt (Schritt S18). Wenn ein Sensor (insgesamt einer) einen Fehler hat, dann wird der Steuersensor umgeschaltet und die zwei Diagnosen werden unter Anwendung der drei normalen Sensoren ausgeführt (Schritt S19).
Wenn ferner zwei Sensoren aus dem Sensor B, dem Sensor C und dem Sensor D (insgesamt zwei) einen Fehler haben (Schritt S20), dann wird der Steuersensor nicht umgeschaltet und es wird eine Diagnose unter Anwendung der zwei normalen Sensoren durchgeführt (Schritt S21). Wenn andererseits drei oder mehr Sensoren (drei oder mehr insgesamt) einen Fehler haben, ist eine Diagnose nicht möglich, da die Anzahl der normalen Sensoren gleich eins oder kleiner ist, und das System wird angehalten (Schritt S22).
4 bis 14 sind jeweils Ansichten für spezielle Beschreibungen des Umschaltens der Sensoren, wie dies zuvor beschrieben ist, und es sind darin Ergebnisse der Diagnosevorgänge und Ergebnisse der arithmetischen Operationen gemäß der Formel (1) und der Formel (2) sowie Beziehungen aus einem Sensor, der als fehlerhaft bestätigt ist, einem Steuersensor vor dem Ausfall und einem Steuersensor nach dem Ausfall (nach dem Umschalten) gezeigt.
4 zeigt einen Fall, in welchem ein Fehler noch nicht aufgetreten ist. 5 zeigt einen Fall, in welchem ein primärer Fehler im Sensor A aufgetreten ist. 6 zeigt einen Fall, in welchem ein primärer Fehler im Sensor B aufgetreten ist. 7 zeigt einen Fall, in welchem ein primärer Fehler im Sensor C aufgetreten ist. 8 zeigt einen Fall, in welchem ein primärer Fehler im Sensor D aufgetreten ist.
Wenn, wie in 4 gezeigt ist, ein Fehler durch jeweils die Diagnosevorgänge auf der Grundlage der Formel (1) und der Formel (2), die zuvor beschrieben sind, nicht erkannt wird, dann ist der Steuersensor vor dem Ausfall der Sensor A und der Steuersensor nach dem Ausfall bleibt ebenfalls der Sensor A.
Wenn durch die Diagnose auf der Grundlage der Formel (1) ein Fehler bestätigt wird und ein Fehler durch die Diagnose auf der Grundlage der Formel (2) nicht erkannt wird, dann wird der Sensor B als fehlerhaft bestätigt. Der Steuersensor vor dem Ausfall bleibt der Sensor A und der Steuersensor nach dem Ausfall bleibt ebenfalls der Sensor A.
Wenn ferner ein Fehler durch die Diagnose auf der Grundlage der Formel (1) nicht erkannt wird und durch die Diagnose auf der Grundlage der Formel (2) ein Fehler bestätigt wird, dann wird der Sensor C als fehlerhaft bestätigt. Der Steuersensor vor dem Ausfall ist der Sensor A und der Steuersensor nach dem Ausfall bleibt ebenfalls der Sensor A.
Wenn ferner ein Fehler durch die Diagnose auf der Grundlage der Formel (1) bestätigt wird und die Diagnose auf der Grundlage der Formel (2) ein Fehler erkannt wird, dann wird der Sensor A als fehlerhaft bestätigt. Da der Steuersensor vor dem Ausfall der Sensor A ist, wird der Steuersensor nach dem Ausfall auf den Sensor B umgeschaltet.
Wenn in ähnlicher Weise durch die Diagnose auf der Grundlage der Formel (1) ein Fehler erkannt wird, und durch die Diagnose auf der Grundlage der Formel (2) ein Fehler bestätigt wird, und wenn durch die Diagnose auf der Grundlage der Formel (1) ein Fehler bestätigt wird und durch die Diagnose auf der Grundlage der Formel (2) ein Fehler bestätigt wird, dann wird der Sensor A als fehlerhaft bestätigt. Da der Steuersensor vor dem Ausfall der Sensor A ist, wird der Steuersensor nach dem Ausfall auf den Sensor B umgeschaltet.
Während in 4 Ermittlungsvorgänge gezeigt sind, in denen ein Fehler noch nicht aufgetreten ist, zeigen 5 bis 8 Ermittlungsvorgänge für einen sekundären Fehler, wenn ein primärer Fehler entsprechend in den Sensoren A bis D aufgetreten ist.
Wenn ferner ein primärer Fehler im Sensor A aufgetreten ist, wie in 5 gezeigt ist, und wenn ein primärer Fehler im Sensor B aufgetreten ist, wie in 6 gezeigt ist, und wenn ein primärer Fehler im Sensor C aufgetreten ist, wie in 7 gezeigt ist, wird ein fehlerhafter Sensor auf der Grundlage der Diagnosevorgänge auf Basis der Formel (1) und der Diagnose auf Basis der Formel (2) bestätigt, und der Steuersensor nach dem Fehler wird ausgehend von dem Steuersensor vor dem Fehler in der gleichen Weise wie in 4 geändert.
Der Fall, in welchem ein primärer Fehler im Sensor D aufgetreten ist, wie in 8 gezeigt ist, ist identisch zu dem Fall, in welchem ein Fehler noch nicht aufgetreten ist, wie in 4 gezeigt ist, und in diesem Falle erfolgt keine Umschaltung.
9 bis 14 betreffen Ermittlungsvorgänge für einen dritten Fehler.
9 zeigt eine Beziehung zwischen dem als fehlerhaft bestätigten Sensor und dem Steuersensor vor dem Ausfall, wenn ein primärer Fehler im Sensor A und ein sekundärer Fehler im Sensor B und wenn ein primärer Fehler im Sensor B und ein sekundärer Fehler im Sensor A aufgetreten ist. Wenn durch die Diagnose (1) auf Basis von | C-D | ein Fehler nicht erkannt wird, ist der als fehlerhaft bestätigte Sensor unbekannt und der Steuersensor vor dem Ausfall ist der Sensor C. wenn ein Fehler durch die Diagnose (1) auf Basis von |C-D| bestätigt wird, ist damit bestätigt, dass der fehlerhafte Sensor der Sensor C ist. Der Steuersensor vor dem Ausfall ist ebenfalls der Sensor C.
10 zeigt eine Beziehung zwischen dem als fehlerhaft bestätigten Sensor und dem Steuersensor vor dem Ausfall, wenn ein primärer Fehler im Sensor A und ein sekundärer Fehler im Sensor C und wenn ein primärer Fehler im Sensor C und ein sekundärer Fehler im Sensor A aufgetreten ist. 11 zeigt eine Beziehung zwischen dem als fehlerhaft bestätigten Sensor und dem Steuersensor vor dem Ausfall, wenn ein primärer Fehler im Sensor A und ein sekundärer Fehler im Sensor D aufgetreten ist, und wenn ein primärer Fehler im Sensor D und ein sekundärer Fehler im Sensor A aufgetreten ist.
Wenn unter diesen Bedingungen durch die Diagnose (1) auf Basis von |B-D| oder |B-C| ein Fehler nicht erkannt wird, dann ist der als fehlerhaft bestätigte Sensor unbekannt und der Steuersensor vor dem Ausfall ist der Sensor B. Wenn ein Fehler durch die Diagnose (1) auf Basis von |B-D | oder | B-C | bestätigt wird, ist damit bestätigt, dass der fehlerhafte Sensor der Sensor B ist. Der Steuersensor vor dem Ausfall ist ebenfalls der Sensor B.
12 zeigt eine Beziehung zwischen dem als fehlerhaft bestätigten Sensor und dem Steuersensor vor dem Ausfall, wenn ein primärer Fehler im Sensor B und ein sekundärer Fehler im Sensor C aufgetreten ist, und wenn ein primärer Fehler im Sensor C und ein sekundärer Fehler im Sensor B aufgetreten ist. 13 zeigt eine Beziehung zwischen dem als fehlerhaft bestätigten Sensor und dem Steuersensor vor dem Ausfall, wenn ein primärer Fehler im Sensor B und ein sekundärer Fehler im Sensor D aufgetreten ist, und wenn ein primärer Fehler im Sensor D und ein sekundärer Fehler im Sensor B aufgetreten ist. 14 zeigt eine Beziehung zwischen dem als fehlerhaft bestätigten Sensor und dem Steuersensor vor dem Ausfall, wenn ein primärer Fehler im Sensor C und ein sekundärer Fehler im Sensor D aufgetreten ist, und wenn ein primärer Fehler im Sensor D und ein sekundärer Fehler im Sensor C aufgetreten ist.
Wenn unter diesen Bedingungen durch die Diagnose (1) auf Basis von | A-D |, | A-C | oder | A-B | ein Fehler nicht erkannt wird, dann ist der als fehlerhaft bestätigte Sensor unbekannt und der Steuersensor vor dem Ausfall ist der Sensor A. Wenn durch die Diagnose (1) auf Basis von | A-D |, | A-C | oder | A-B | ein Fehler bestätigt wird, ist damit bestätigt, dass der Fehler im Sensor A liegt. Der Steuersensor vor dem Ausfall ist ebenfalls der Sensor A.
Wie zuvor beschrieben ist, können alle Fehlermuster dadurch abgedeckt werden, dass ein primäres Fehlerermittlungsmuster (4), ein sekundäres Fehlererkennungsmuster (5 bis 8) und ein drittes Fehlerermittlungsmuster (9 bis 14) kombiniert werden.
Somit kann im Falle eines Sensorausfalls die Lage des Fehlers in einfacher Weise erkannt werden, indem der fehlerhafte Sensor auf Basis einer Kombination der drei Zustände „erkannt“, „nicht erkannt“ und „Abweichung bestätigt“ ermittelt wird. Als Folge davon ist es möglich, einen abweichenden bzw. fehlerhaften Sensor aus den Sensoren, die für die Diagnose verwendet werden, auszuschließen und dadurch die Zuverlässigkeit der Diagnose zu verbessern.
Als Nächstes werden Korrekturen beschrieben, die erforderlich sind, wenn arithmetische Operationen in den redundanten Diagnosevorgängen ausgeführt werden. Dabei beinhalten die benötigten Korrekturen eine Korrektur bezüglich einer Differenz für die Zeiten der Erfassung von Sensorwerten zwischen den CPUs und eine Korrektur bezüglich einer Verzögerung beim Senden und Empfangen von Daten unter Anwendung der Zwischen-CPU-Kommunikation.
In diesem Aufbau wird die Betonung auf die Unabhängigkeit der Doppelsysteme gelegt und diese Systeme werden nicht synchronisiert. Daher gibt es eine Verzögerung bezüglich der Zeiten für die Sensorauslese zwischen den CPUs. Um diese Zeiten in Einklang zu bringen, wird die Größe der Verzögerung gemessen.
Bei diesem Aufbau wird die Einzelflanken-Nippleübertragung (SENT) als Sensorkommunikationsverfahren verwendet. In der SENT-Kommunikation wird ein Auslösepuls von einem unabhängigen Bus zwischen der CPU 1 und der CPU 2 ausgetauscht.
Ferner werden das Senden und das Empfangen eines Pulses durch eine Aufgabe mit festgelegten Zyklen ausgeführt, und die Zeit zwischen dem Senden und dem Empfangen eines Pulses bildet die Differenz der Zeiten zwischen den CPUs. Daher sollte der Sensorwert entsprechend dem zeitlichen Betrag dieser Differenz im Zeitverlauf linear korrigiert werden.
Bei der Zwischen-CPU-Kommunikation tritt eine Verzögerung in Abhängigkeit von den Zeiten der Verarbeitung und der Menge an Kommunikation auf. Bei diesem Aufbau gibt es eine Verzögerung von ungefähr 1 bis 3 ms. Wenn daher ein empfangener Wert für die redundanten Diagnosevorgänge verwendet wird, speichert die CPU einen Sensorwert auf ihrer eigenen Seite, und wenn dieser mit dem empfangenen Wert verglichen wird, bestätigt sie durch Vergleich, ob es einen Zeitverzug bzw. Zeitversatz aufgrund der Verzögerung gibt. Wenn es eine Verzögerung gibt, dann kann die CPU in korrekter Weise die redundanten Diagnosen ausführen, indem der gespeicherte vergangene Wert als der Sensorwert auf ihrer eigenen Seite verwendet wird.
Die elektronische Steuereinrichtung, die in der zuvor beschriebenen Weise aufgebaut ist, kann die folgenden Wirkungen (a) bis (c) erzeugen:

(a) Im Gegensatz zur konventionellen Technik zur Diagnose für drei Sensoren, die das Vergleichen der Ausgangssignale der drei Sensoren miteinander beinhaltet ist, erstellt diese elektronische Steuereinrichtung eine Diagnose, indem die Ausgangssignale der zwei Sensoren verglichen werden und somit kann damit eine Untersuchung der Sensoren mit weniger arithmetischem Verarbeitungsaufwand in Zeiten des normalen Betriebs ausgeführt werden. Durch die auf diese Weise reduzierte Anzahl an Diagnosen kann somit eine Zunahme der Verarbeitungsauslastung, die mit einer Zunahme der Anzahl an Sensoren einhergeht, vermieden werden.
(b) Im Falle eines Sensorausfalls kann die Stelle des Fehlers in einfacher Weise ermittelt werden, indem der fehlerhafte Sensor auf der Grundlage einer Kombination der drei Zustände „erkannt“, „nicht erkannt“ und „Abweichung bestätigt“ ermittelt wird. Folglich ist es möglich, einen abweichenden bzw. fehlerhaften Sensor aus den Sensoren, die für die Diagnose verwendet werden, auszuschließen und dadurch die Diagnosezuverlässigkeit zu verbessern. Indem die zuvor beschriebenen Diagnosevorgänge ausgeführt werden, kann ferner auch ein Ausfall anderer Sensoren als der Ausfall des Steuersensors A ermittelt werden, und es kann ein Fehler erkannt werden, wenn lediglich ein Diagnosesensor (der Sensor B, der Sensor C oder der Sensor D) fehlerhaft ist.
(c) Wenn eine Abweichung nur eines Sensors durch die Diagnosevorgänge mit Vergleichen der Ausgangssignale zweier Sensoren erkannt wird, dann ist es möglich, eine Abweichung in nicht-korrekter Weise zu ermitteln oder nicht zu erkennen aufgrund der Tatsache, dass sie nahe an dem Schwellenwert liegen. In diesem Falle kann das Festlegen des Schwellenwerts in jedem der beiden Diagnosevorgänge auf einen jeweils anderen Wert die Erkennungsgenauigkeit in der Nähe des Diagnoseschwellenwerts verbessern.

Erstes modifiziertes Beispiel von redundanten Diagnosevorgängen
Unter Anwendung des Flussdiagramms der 15 wird anschließend ein modifiziertes Beispiel der redundanten Diagnosevorgänge beschrieben. Dieses modifizierte Beispiel soll die Erkennungsgenauigkeit der redundanten Diagnosevorgänge in der Nähe des Schwellenwerts verbessern.
Als Voraussetzung für dieses modifizierte Beispiel gilt, dass zwei Diagnosen in der gleichen Weise ausgeführt werden, wie dies zuvor beschrieben ist, und dass zwei Arten von Schwellenwerten für die Diagnosen festgelegt werden. Dies wird deshalb getan, da, wenn ein Fehler durch eine der Diagnosen bestätigt ist und die andere Diagnose in der Nähe des Schwellenwerts liegt, ein fehlerhafter Sensor in unkorrekter Weise ermittelt werden könnte. Daher wird der Schwellenwert für die andere Diagnose auf einen weniger stringenten Wert festgelegt, um damit zumindest eine Situation zu vermeiden, in der eine Abweichung nicht erkannt werden könnte.
Das Folgende sind Diagnosen, die tatsächlich durchgeführt werden. Dabei gilt α > β. $| A - B | > α$
$| A - C | > α$
$| A - B | > β$
$| A - C | > β$
Ein Zustand, in welchem die Formel (1), die Formel (2), die Formel (3) oder die Formel (4) als Ergebnis dieser Diagnosevorgänge als falsch erscheint, wird als ein „kein Fehler erkannt“ bezeichnet.
Des Weiteren wird ein Zustand, in welchem die Formel (1), die Formel (2), die Formel (3) oder die Formel (4) als wahr erscheint, als ein „Fehler erkannt“ bezeichnet. Ein Zustand, in welchem der Fehler-erkannt-Zustand für mehr als eine festgelegte Schwellenzeit fortdauert, wird als „Fehler bestätigt“ bezeichnet.
Zunächst wird ermittelt, in welchem der Paare, Sensor A-Sensor B und Sensor A-Sensor C, ein Fehler durch die Diagnosen gemäß der Formel (1) und der Formel (2) bestätigt wird (Schritt S31). Wenn ein Fehler nicht bestätigt wird, wird die Ermittlung gemäß dem Schritt S31 wiederholt.
Wenn als nächstes ein Fehler durch jeweils die Formel (1) und die Formel (2) bestätigt wird, (Schritt S32), dann hat ein Element, das in beiden Diagnosen gemeinsam auftritt, ein Problem. Daher wird ermittelt, dass der Sensor A einen Fehler hat (Schritt S33).
Wenn ein Fehler durch nur eine der Diagnosen nach Formel (1) und Formel (2) bestätigt wird, dann wird ermittelt, durch welche ein Fehler bestätigt wird (Schritt S34). Wenn ein Fehler durch die Formel (1) bestätigt wird, wird das Diagnoseergebnis der Formel (4) geprüft (Schritt S35). Wenn durch die Formel (4) ein Fehler erkannt wird, wird ermittelt, dass der fehlerhafte Sensor der Sensor A ist (Schritt S36). Wenn andererseits durch die Formel (4) ein Fehler nicht erkannt wird, wird damit ermittelt, dass der fehlerhafte Sensor der Sensor B ist (Schritt S37).
Wenn im Schritt S34 durch die Formel (2) ein Fehler bestätigt wird, dann wird das Diagnoseergebnis der Formel (3) geprüft (Schritt S38). Wenn durch die Formel (3) ein Fehler erkannt wird, wird somit ermittelt, dass der fehlerhafte Sensor der Sensor A ist (Schritt S39). Wenn ferner durch die Formel (3) ein Fehler nicht erkannt wird, dann wird ermittelt, dass der fehlerhafte Sensor der Sensor C ist (Schritt S39).
Durch das Durchführen dieser Ermittlungsvorgänge kann die Erkennungsgenauigkeit der redundanten Diagnosevorgänge, die in der Nähe des Schwellenwerts liegen, verbessert werden.
Erstes modifiziertes Beispiel der elektronischen Steuereinrichtung
16 zeigt ein erstes modifiziertes Beispiel der elektronischen Steuereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese elektronische Steuereinrichtung unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Einrichtung dahingehend, dass in 1 eine Kommunikation zwischen den CPUs 1, 2 ausgeführt wird, und dass Sensorwerte des Nebensensors B und des Nebensensors C zwischen den CPUs 1, 2 ausgetauscht werden, während andererseits in diesem modifizierten Beispiel der Nebensensor B direkt mit den CPUs 1, 2 verdrahtet ist und der Nebensensor D ebenfalls direkt mit den CPUs 1, 2 verdrahtet ist.
Ansonsten ist der Aufbau identisch zu demjenigen in 1, und die gleichen Teile werden durch die gleichen Bezugszeichen benannt und die jeweilige detaillierte Beschreibung wird weggelassen.
Ferner kann bei diesem Aufbau die elektronische Steuereinrichtung grundsätzlich die gleiche Funktion wie in dem in 1 gezeigten Aufbau ausführen und kann im Wesentlichen die gleichen Arbeitsabläufe und Wirkungen hervorrufen.
Elektrische Servolenkeinrichtung
17 zeigt ein Beispiel des Systemaufbaus einer elektrischen Servolenkeinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese elektrische Servolenkeinrichtung 11 beinhaltet einen Lenkmechanismus 12 zum Ausführen eines Lenkvorgangs auf der Grundlage einer Betätigung durch einen Fahrer und einen Lenkassistenzmechanismus 13, der den Fahrer beim Lenkvorgang unterstützt.
Der Lenkmechanismus 12 hat eine Lenksäule 15, die mit einem Lenker 14 verbunden ist, und eine Zahnstange (Drehwelle) 18, die mit Rädern (angelenkten Rädern) 16, 17 verbunden ist, und die Lenkwelle 15 und die Zahnstange 18 sind über einen Zahnstangen-Zahnrad-Mechanismus 19 miteinander verbunden.
Die Lenkwelle 15 ist aufgebaut aus einer Eingangswelle 20 als ein erstes Wellenglied, das sich zusammen mit dem Lenkrad 14 dreht, und einer Ausgangswelle 21 als ein zweites Wellenglied, das mit der Zahnstange 18 verbunden ist, wobei beide Wellen durch einen Torsionsstab (nicht gezeigt) miteinander gekoppelt sind. Die Eingangswelle 20 ist auf einer Endseite in einer axialen Richtung mit dem Lenkrad 14 und auf der anderen Endseite mit der Torsionsstange verbunden. Die Ausgangswelle 21 ist auf einer Endseite in der axialen Richtung mit der Torsionsstange und auf der anderen Endseite mit der Zahnstange 18 verbunden.
Zähne 21a des Zahnrads, die auf einer äußeren Umfangsseite des anderen Endes der Ausgangswelle 21 ausgebildet sind, sind mit den Zahnstangenzähnen 18a, die auf einer Endseite in einer axialen Richtung (Längsrichtung) der Zahnstange 18 ausgebildet sind, im Eingriff derart, dass eine Drehbewegung der Ausgangswelle 21 durch Umwandlung in eine axiale Bewegung der Zahnstange 18 übertragen wird.
Auf einer radial äußeren Seite (Außenumfangsseite) der Lenkwelle 15 sind ein Lenkwinkelsensor 23, der einen Lenkwinkel umfasst, der ein Drehwinkel der Lenkwelle 15 ist, und ein Drehmomentsensor 24 als Einheit vorgesehen, der ein Lenkdrehmoment, das auf die Lenkwelle 15 durch den Lenkvorgang des Fahrers ausgeübt wird, erfasst. Der Lenkwinkelsensor 23 erfasst den Lenkwinkel auf der Grundlage einer Differenz im Drehwinkel zwischen einem Paar aus Zahnrädern, die sich drehen, wenn sich die Lenkwelle 15 dreht. Der Drehmomentsensor 24 erfasst ein Lenkdrehmoment auf der Grundlage von Größen von Drehabweichungen der Eingangswelle 20 und der Ausgangswelle 21 relativ zueinander.
An beiden Enden der Zahnstange 18 sind in der axialen Richtung Räder 16, 17 durch Zugsstangen 25, 26 und Achsschenkel (nicht gezeigt) befestigt. Wenn sich die Zahnstange 18 in der axialen Richtung bewegt und die Achsschenkel durch die Zugstangen 25, 26 drückt und gezogen werden, werden die Richtungen der Räder 16, 17 geändert.
Der Lenkassistenzmechanismus 13 hat einen Elektromotor (elektrischen Aktuator) 31, der eine Lenkassistenzkraft erzeugt, eine Steuereinrichtung (elektronische Steuereinheit (ECU)) 32, die die Ansteuerung des Elektromotors 31 steuert, indem sie diesem einen Steuerstrom (durch den Pfeil DI angegeben) zuführt, und einen Übertragungsmechanismus bzw. ein Getriebe 33, das die Drehung des Elektromotors 31 auf die Zahnstange 18 überträgt und die Axialbewegung der Zahnstange 18 durch eine Drehkraft des Elektromotors 31 unterstützt.
Die Steuereinrichtung 32 ist mit anderen ECU, beispielsweise einer Steuereinrichtung für die elektronische Stabilitätssteuerung (ESC) über einen Steuerungsbereichsnetzwerks-(CAN-) Bus 34 verbunden und tauscht Information durch CAN-Kommunikation aus.
Die Ansteuerung des Elektromotors 31 wird auf der Grundlage von Erfassungsergebnissen diverser Sensoren gesteuert, beispielsweise auf der Grundlage eines Ausgangssignals SS1 des Lenkwinkelsensors 23 und eines Ausgangssignals SS2 des Drehmomentsensors 24, die der Steuereinrichtung 32 über einen Sensorkabelbaum 35 zugeleitet werden, auf der Grundlage eines Ausgangssignals SS3 eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors (nicht gezeigt), das über den CAN-Bus 34 zugeleitet wird, und auf der Grundlage eines Ausgangssignals SS4 eines Motordrehwinkelsensors 36, der einen Drehwinkel des Elektromotors 31 erfasst.
Obwohl dies nicht gezeigt ist, beinhaltet der Motordrehwinkelsensor 36 in diesem Beispiel vier Sensoren. Der Motordrehwinkelsensor 36 hat einen Magneten mit N-Polen und S-Polen, die in Umfangsrichtung einer Drehachse einer Welle angeordnet sind, und hat ferner ein Substrat bzw. einen Träger. Das Substrat ist mit Abstand zu dem Magneten in der Richtung der Drehachse der Welle vorgesehen und besitzt auf Seite des Magneten eine erste Oberfläche in Richtung der Drehachse der Welle und eine zweite Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite in Bezug auf den Magneten. Ein erster Sensor und ein dritter Sensor sind auf der ersten Oberfläche des Substrats montiert, und ein zweiter Sensor und ein vierter Sensor sind auf der zweiten Oberfläche des Substrats montiert.
Der Übertragungsmechanismus 33 hat eine Geschwindigkeitsreduziereinheit, die die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 31 herabsetzt, und einen Umwandlungsmechanismus, der die Drehung der Geschwindigkeitsreduziereinheit in eine axiale Bewegung der Zahnstange 18 umwandelt. Die Geschwindigkeitsreduziereinheit ist beispielsweise aus einem Eingangsrad, das auf einer Antriebswelle des Elektromotors 31 fixiert ist, derart, dass diese sich zusammen drehen, einem Ausgangsrad, das so fixiert ist, dass es sich zusammen mit einer Mutter drehen kann, die als ein Umwandlungsmechanismus dient, und einem Riemen und einer Kette aufgebaut, die Übertragungselemente sind, die um diese Räder herumgeführt sind.
Als der Umwandlungsmechanismus kann beispielsweise ein Kugelspindelmechanismus unter Anwendung einer Mutter, die in zylindrischer Form ausgebildet ist, um die Zahnstange 18 zu umfassen, verwendet werden. Auf einem Innenumfang der Mutter ist eine mutterseitige Kugelspindelnut in Spiralform ausgebildet, und auf einem Außenumfang der Zahnstange 18 ist eine steuerwellenseitige Kugelspindelnut in Spiralform ausgebildet. Mit der auf die Zahnstange 18 angepassten Mutter wird durch die mutterseitige Kugelspindelnut und die lenkwellenseitige Kugelspindelnut eine Kugelumlaufnut gebildet.
Das Innere der Kugelumlaufnut ist mit mehreren Metallkugeln gefüllt, und wenn die Mutter sich dreht, bewegen sich die Kugeln im Innern der Kugelumlaufnut, wodurch bewirkt wird, dass die Zahnstange 18 sich relativ zu der Mutter in der axialen Richtung bewegt. Wenn der Kugelspindelmechanismus die Drehbewegung des Elektromotors 31 in eine Linearbewegung umwandelt und bewirkt, dass sich die Zahnstange 18 in der axialen Richtung bewegt, dann führen die Achsschenkel eine Zieh- und Schubbewegung über die Zugstangen 25, 26 aus und es wird eine Lenkkraft auf die Räder 16, 17 ausgeübt.
Als Reduziereinheit kann ein Schneckenrad verwendet werden, das eine Schneckenwelle aufweist, die mit einer Ausgangswelle des Elektromotors 31 derart gekoppelt ist, dass eine gemeinsame Drehung erfolgt, wobei ein Schneckenrad vorgesehen ist, das sich durch den Eingriff mit dieser Schneckenwelle dreht. Als Umwandlungsmechanismus kann ein sogenannter Zahnstangen-Zahnrad-Mechanismus verwendet werden, der aus Zahnradzähnen, die auf der Außenumfangsseite ausgebildet sind, an dem anderen Ende in der axialen Richtung der Ausgangswelle gebildet ist und sich zusammen mit einem Schneckenrad dreht, und der ferner aus Zahnstangenzähnen aufgebaut ist, die auf der anderen Endseite in der axialen Richtung der Zahnstange 18 ausgebildet sind und mit den Zahnradzähnen im Eingriff sind.
18 zeigt schematische Bauweisen des Motordrehwinkelsensors 36 und einer arithmetischen Verarbeitungseinrichtung 37, die aus der elektrischen Servolenkeinrichtung 11 der 17 herausgenommen sind. Die arithmetische Verarbeitungseinrichtung 37 repräsentiert einige der Funktionen der Steuereinrichtung 32 der 17 und beinhaltet eine übergeordnete bzw. Master-CPU 37-1 und nachgeordnete bzw. Slave-CPU 37-2. Die übergeordnete CPU 37-1 und die nachgeordnete CPU 37-2 tauschen Daten von Sensoren durch Zwischen-CPU-Kommunikation (Inter-Microcomputer-Kommunikation) aus. Der Motordrehwinkelsensor 32 beinhaltet einen übergeordneten Motordrehwinkelsensor 36A als einen ersten Sensor, einen übergeordneten Reservemotordrehwinkelsensor 36B als einen zweiten Sensor, einen nachgeordneten Motordrehwinkelsensor 36C als einen dritten Sensor und einen nachgeordneten Reservemotordrehwinkelsensor 36D als einen vierten Sensor.
Es werden ein Taktsignal MR-DATA-M und ein Chipauswahlsignal MR-CLK-M aus einem Taktanschluss CLK und einem Chipauswahlanschluss CS der übergeordneten CPU 37-1 in den Taktanschluss CLK und einen Chipauswahlanschluss CS des übergeordneten Motordrehwinkelsensors 36A eingegeben. Ein Taktsignal MR-CLK-S und ein Chipauswahlsignal MR-CS-S werden aus einem Taktanschluss CLK und einem Chipauswahlanschluss CS der nachgeordneten CPU 37-2 in einen Taktanschluss CLK und einen Chipauswahlanschluss CS des nachgeordneten Motordrehwinkelsensors 37C eingespeist.
Ein Signal MR-DATA-M, das einem Drehwinkelsensor des Elektromotors 31 entspricht, wird aus einem Datenanschluss DATA des übergeordneten Motordrehwinkelsensors 36A in einen Datenanschluss DATA der übergeordneten CPU 37-1 eingespeist. Es werden Signale IFA-M, IFB-M aus Anschlüssen IFA, IFB des übergeordneten Motordrehwinkelsensors 26 in Anschlüsse IFA, IFB der nachgeordneten CPU 37-2 eingespeist.
Ferner wird ein Signal MR-DATA-S, das einem Drehwinkel des Elektromotors 31 entspricht, aus einem Datenanschluss DATA des nachgeordneten Motordrehwinkelsensors 36C in einen Datenanschluss DATA der nachgeordneten CPU 37-2 eingespeist. Es werden Signale IFA-S, IFB-S aus Anschlüssen IFA, IFB des nachgeordneten Motordrehwinkelsensors 36C in Anschlüsse IFA, IFB der übergeordneten CPU 37-1 eingespeist.
Ferner werden Erfassungssignale MPS_COS-M, MPS_SIN-M aus Ausgangsanschlüssen OUT1-A, OUT1-B des übergeordneten Reservemotordrehwinkelsensors 36B Anschlüssen OUT1-A, OUT1-B der übergeordneten CPU 37-1 zugeleitet. Es werden Erfassungssignale MPS_COS-S, MPS_SIN-S aus Ausgangsanschlüssen OUT2-A, OUT2-B des nachgeordneten Reservemotordrehwinkelsensors 36D Anschlüssen OUT2-A, OUT2-B der nachgeordneten CPU 37-2 zugeleitet.
In diesem Falle sind die Diagnosezielobjekte der übergeordnete Motordrehwinkelsensor 36A und der nachgeordnete Motordrehwinkelsensor 36C. Als Diagnosesignale werden das MR-DATA-M, die Signale IFA-M, IFB-M, das Signal MR-DATA-S, die Signale IFA-S, IFB-S, die Erfassungssignale MPS_COS-M, MPS_SIN-M und die Erfassungssignale MPS_COS-S, MPS_SIN-S verwendet. Einige dieser Signale werden durch Zwischen-CPU-Kommunikation zwischen der übergeordneten CPU 37-1 und der nachgeordneten CPU 37-2 ausgetauscht.
19 zeigt ein spezielles Beispiel der Bauweise des Motordrehwinkelsensors und der arithmetischen Verarbeitungseinrichtung in 18. In diesem Beispiel werden digitale Sensoren als übergeordneter Motordrehwinkelsensor 36A und nachgeordneter Motordrehwinkelsensor 36C verwendet, und es werden analoge Sensoren als der übergeordnete Reservemotordrehwinkelsensor 36B und der nachgeordnete Reservemotordrehwinkelsensor 36D verwendet. Somit sind ein übergeordneter Nebenanalogsensor 36B' und ein nachgeordneter Nebenanalogsensor 36D' analoge Sensoren mit einem engeren magnetischen Erfassungsbereich als ein übergeordneter Hauptdigitalsensor 36A' und ein nachgeordneter Hauptdigitalsensor 36C'.
In 19 entspricht der übergeordnete Hauptdigitalsensor 36A' dem übergeordneten Motordrehwinkelsensor 36A in 18, und der nachgeordnete Hauptdigitalsensor 36C' entspricht dem nachgeordneten Motordrehwinkelsensor 36C. Der übergeordnete Nebenanalogsensor 36B' entspricht dem übergeordneten Reservemotordrehwinkelsensor 36B, und der nachgeordnete Nebenanalogsensor 36D' entspricht dem nachgeordneten Reservemotordrehwinkelsensor 36D.
Die CPU 37-1 beinhaltet in ihrem Aufbau eine erste Auslösesignalerzeugungseinheit 41, eine erste Auslösesignalempfangseinheit 42, eine erste Sensorwerteingangseinheit 43, eine Korrekturverarbeitungseinheit 44, eine erste Fehlerdiagnoseeinheit 45, einen Puffer (Speichereinheit) 46, eine erste Zwischen-CPU-Kommunikationseinheit 47, eine Korrekturverarbeitungseinheit 48, eine zweite Fehlerdiagnoseeinheit 49, und dergleichen.
Die CPU 37-2 hat einen Aufbau ähnlich zu demjenigen der CPU 37-1, obwohl dies nicht gezeigt ist.
Ein erstes Auslösesignal, das aus der ersten Auslösesignalerzeugungseinheit 41 ausgegeben wird, wird jeweils dem übergeordneten Hauptdigitalsensor 36A', einer zweiten Auslösesignalempfangseinheit 52 der CPU 37-2 und der Korrekturverarbeitungseinheit 44 zugeleitet. In ähnlicher Weise wird ein zweites Auslösesignal, das von einer zweiten Auslösesignalerzeugungseinheit 51 ausgegeben wird, jeweils im nachgeordneten Hauptdigitalsensor 36C', der ersten Auslösesignalempfangseinheit 42 der CPU 37-1 und einer Korrekturverarbeitungseinheit der CPU 37-2 zugeleitet.
Daten bezüglich eines Zeitpunkts und eines Sensorwerts, der von dem übergeordneten Hauptdigitalsensor 36A' ausgegeben wird, wird der ersten Sensorwerteingangseinheit 43 der CPU 37-1 und einer zweiten Sensorwerteingangseinheit der CPU 37-2 zugeleitet. Daten (analoges Signal), die aus dem übergeordneten Nebenanalogsensor 36B' ausgegeben werden, werden einem A/D-Wandler, der in der ersten Sensorwerteingangseinheit 43 der CPU 37-1 vorgesehen ist, zugeleitet und in ein digitales Signal umgewandelt.
Ferner werden Daten bezüglich einer Zeit und eines Sensorwerts, die von dem nachgeordneten Hauptdigitalsensor 36C' ausgegeben werden, der zweiten Sensorwerteingangseinheit der CPU 37-2 und der ersten Sensorwerteingangseinheit 43 der CPU 37-1 zugeleitet. Daten (analoges Signal), die aus dem nachgeordneten Nebenanalogsensor 36D' ausgegeben werden, werden einem A/D-Wandler, der in der zweiten Sensorwerteingangseinheit der CPU 37-2 vorgesehen ist, zugeleitet und in ein digitales Signal umgewandelt.
Die Ausgangssignale der ersten Auslösesignalerzeugungseinheit 41, der ersten Auslösesignalempfangseinheit 42 und der ersten Sensorwerteingangseinheit 43 werden jeweils der Korrekturverarbeitungseinheit 44 zugeleitet, in der eine lineare Korrektur und Berechnung einer Verzögerungszeit ausgeführt werden. Auf der Grundlage des Ergebnisses des Korrekturvorgangs der Korrekturverarbeitungseinheit 44 führt die erste Fehlerdiagnoseeinheit 45 eine Fehlerdiagnose durch.
Die Sensorwerte des übergeordneten Hauptdigitalsensors 36A', des übergeordneten Nebenanalogsensors 36B' und des nachgeordneten Hauptdigitalsensors 36C', die jeweils der ersten Sensorwerteingangseinheit 43 zugeleitet sind, werden dem Puffer 46 zugeführt und gespeichert. Ferner wird ein zweites Ausgangssignal des übergeordneten Nebenanalogsensors 36B', das von der ersten Sensorwerteingangseinheit 43 gesendet wird, der ersten Zwischen-CPU-Kommunikationseinheit 47 über die zweite Zwischen-CPU-Kommunikationseinheit 57 der CPU 37-2 zugeleitet.
Des Weiteren werden Daten (analoges Signal), die von dem nachgeordneten Nebenanalogsensor 36D' ausgegeben werden, einem A/D-Wandler, der in der zweiten Sensorwerteingangseinheit der CPU 37-2 vorgesehen ist, zugeleitet und in ein digitales Signal umgewandelt. Anschließend wird dieses digitale Signal der zweiten Zwischen-CPU-Kommunikationseinheit 57 zugeführt, als viertes Ausgangssignal über die ersten Zwischen-CPU-Kommunikationseinheit 47 gesendet, und der Korrekturverarbeitungseinheit 48 in der CPU 37-1 zugeleitet.
Die Korrekturverarbeitungseinheit 48 führt einen Vorgang zur Berechnung einer Verzögerungszeit bzw. eines Zeitverzugs und zum Senden einer Verzögerungszeit zu dem Puffer 46, zum Empfangen entsprechender geeigneter vergangener Daten, die aus dem Puffer 46 gesendet werden, und zur Auswahl dieser vergangenen Daten aus. Auf der Grundlage des Ergebnisses des Korrekturvorgangs der Korrekturverarbeitungseinheit 48 wählt die zweite Fehlerdiagnoseeinheit 49 eine Fehlerdiagnose aus.
Es wird auch eine Fehlerdiagnose in der CPU 37-2 in der gleichen Weise wie in der CPU 37-1 ausgeführt.
20 ist ein Flussdiagramm eines redundanten Diagnoselogikablaufs der elektronischen Steuereinrichtung, die in 19 gezeigt ist. Als Voraussetzung für die redundanten Diagnosen werden die folgenden Formeln (1) bis (4) erfüllt. $| A - B | > α$
$| A - C | > α$
$| A - B | > β$
$| A - C | > β$

Dabei gilt α > β.
Ein Zustand, in welchem Formel (1), Formel (2), Formel (3) oder Formel (4) als Ergebnis dieser Diagnosen als falsch gilt, wird als „kein Fehler erkannt“ bezeichnet. Ein Zustand, in welchem Formel (1), Formel (2), Formel (3) oder Formel (4) als wahr erscheint, wird als „Fehler erkannt“ bezeichnet.
Des Weiteren wird ein Zustand, in welchem der Fehler-erkannt-Zustand für mehr als eine vorgegebene Zeitschwelle auftritt, als „Fehler bestätigt“ bezeichnet.
Zunächst wird ermittelt, ob der übergeordnete Hauptdigitalsensor 36A' (abgekürzt als Sensor A), der übergeordnete Nebenanalogsensor 36B' (abgekürzt als Sensor B) und der nachgeordnete Hauptdigitalsensor 36C' (abgekürzt als Sensor C) Sensoren auf der anderen Seite sind, d. h., ob sie Sensoren auf der nachgeordneten Seite für die übergeordnete CPU 37-1 und Sensoren auf der übergeordneten Seite für die nachgeordnete CPU 37-2 sind (Schritt S41). Wenn sie Sensoren auf der anderen Seite sind, wird eine Kommunikationsverzögerungszeit gemessen und es wird ein Änderungsbetrag eines Sensorwerts berechnet und es wird ein endgültiger Korrekturbetrag berechnet (Schritt S42).
Wenn ferner im Schritt S41 ermittelt wird, dass die Sensoren nicht auf der anderen Seite sind, wird ein Korrekturvorgang für eine Verzögerung an einem Sensorwert auf der eigenen Seite der CPU ausgeführt (Schritt S43).
Anschließend wird ermittelt, in welchem der Paare Sensor A-Sensor B und Sensor A-Sensor C durch Diagnose gemäß Formel (1) oder Formel (2) ein Fehler bestätigt ist (Schritt S44). Wenn ein Fehler nicht bestätigt wird, wird der Ermittlungsvorgang im Schritt S44 wiederholt.
Wenn danach ermittelt wird, dass ein Fehler in beiden Paaren, d. h., dem Sensor A-Sensor B, und dem Sensor A-Sensor C, durch die Diagnose gemäß Formel (1) und Formel (2) bestätigt ist (Schritt S45), dann hat ein Element, das in beiden Diagnosen gemeinsam auftritt, ein Problem. Daher wird ermittelt, dass der Sensor A einen Fehler hat (Schritt 46).
Wenn ein Fehler durch nur eine der Diagnosen gemäß Formel (1) und Formel (2) bestätigt wird, wird ermittelt, durch welche Diagnose ein Fehler bestätigt wird. Wenn ein Fehler durch die Diagnose gemäß Formel (1) bestätigt wird (Schritt S47) und ein Fehler durch die Diagnose gemäß Formel (2) erkannt wird (Schritt S48), dann wird entsprechend ermittelt bzw. festgelegt, dass der fehlerhafte Sensor der Sensor A ist (Schritt S49).
Wenn ferner ein Fehler durch die Diagnose gemäß Formel (1) bestätigt wird und ein Fehler durch die Diagnose gemäß Formel (2) nicht erkannt wird, dann wird entsprechend festgelegt, dass der fehlerhafte Sensor der Sensor B ist (Schritt S50).
Wenn durch die Diagnose gemäß Formel (2) ein Fehler bestätigt wird, und durch die Diagnose gemäß Formel (1) ein Fehler erkannt wird (Schritt S51), dann wird entsprechend ermittelt bzw. festgelegt, dass der Sensor A einen Fehler hat (Schritt S52). Wenn andererseits durch Formel (2) ein Fehler bestätigt wird und durch die Formel (1) ein Fehler nicht erkannt wird, dann wird entsprechend festgelegt, dass der fehlerhafte Sensor der Sensor C ist (Schritt S53).
Wie zuvor beschrieben ist, ist es möglich, wenn einer der mehreren Motordrehwinkelsensoren einen Fehler hat, einen Korrekturmotordrehwinkel zu ermitteln und auszugeben, indem die normal arbeitenden Sensoren durch die CPUs 37-1, 37-2 ermittelt werden.
Zweites modifiziertes Beispiel für redundante Diagnosevorgänge
21A und 21 B sind jeweils schematische Ansichten zur Beschreibung eines zweiten modifizierten Beispiels der redundanten Diagnoselogikabläufe in der elektronischen Steuereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dazu wird ein Diagnosevorgang beschrieben, der in korrekter Weise einen Fehler erkennen kann, selbst wenn der Wert einer Differenz, die sich aus dem Vergleich ergibt, sehr nahe an einem Schwellenwert Vt liegt.
In dem Falle, in welchem der Sensor A fehlerhaft ist, kann gegebenenfalls ein Fehler des Sensors C in nicht in korrekter Weise erkannt werden, wenn die Differenz zwischen dem Sensor A und dem Sensor B in der ersten Diagnose innerhalb des Schwellenwerts liegt und die Differenz zwischen dem Sensor A und dem Sensor C in der zweiten Diagnose außerhalb des Schwellenwerts liegt, wie dies in 21A gezeigt ist.
Um dieses Problem zu handhaben, werden, wie in 21B gezeigt ist, zwei Arten von Schwellenwerten Vt1, Vt2 verwendet. Wenn ein Fehler lediglich durch eine der Diagnosevorgänge erkannt wird, kann das Übersehen eines Fehlers des Sensors A vermieden werden, indem die andere Diagnose mit dem Diagnoseschwellenwert ausgeführt wird, der auf einen stringenteren Wert festgelegt wird. In 21 B wird der Schwellenwert Vt2 als der Schwellenwert für den Sensor A und Sensor C als ein stringenterer Wert als der Schwellenwert Vt1 für den Sensor A und den Sensor B festgelegt. Somit gilt, Vt1 > Vt2.
Dadurch, dass die Diagnosen auf diese Weise erstellt werden, kann ein Fehler in korrekter Weise erkannt werden, selbst wenn der Wert einer Differenz, die sich aus dem Vergleich ergibt, sehr nahe an dem Schwellenwert Vt liegt.
Zweites modifiziertes Beispiel der elektronischen Steuereinrichtung
22 ist eine Blockansicht, die ein zweites modifiziertes Beispiel der elektronischen Steuereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wenn diese auf den Drehmomentsensor 24 der elektrischen Servolenkeinrichtung, die in 17 gezeigt ist, angewendet wird. Die arithmetische Verarbeitungseinrichtung 37 repräsentiert einige der Funktionen der Steuereinrichtung 32 der 17 und beinhaltet die übergeordnete CPU 37-1 und die nachgeordnete CPU 37-2. Die übergeordnete CPU 37-1 und die nachgeordnete CPU 37-2 tauschen Daten aus den Drehmomentsensoren durch LF-AST-Kommunikation aus. Der Drehmomentsensor 24 beinhaltet einen Drehmomentsensor (Hauptsensor) 24A, einen Drehmomentsensor (Nebensensor) 24B, einen Drehmomentsensor (Hauptsensor) 24C und einen Drehmomentsensor (Nebensensor) 24D.
Die Diagnosenzielobjekte sind der Drehmomentsensor 24A und der Drehmomentsensor 24C und der Drehmoment 24B und der Drehmomentsensor 24D. Als Diagnosesignale werden verwendet ein Signal TRQ-SIG-SM, ein Signal TRQ-TRG-MS, ein Signal TRQ-SIG-MM, ein Signal TRQ-SIG-MS, ein Signal TRQ-SIG-MS, ein Signal TRQ-SIG-MM, ein Signal TRQ-SIG-MS, ein Signal TRQ-TRG-MM und ein Signal TRQ-SIG-SS. Des Weiteren werden einige dieser Signale zwischen der übergeordneten CPU 37-1 und der nachgeordneten CPU 37-2 durch LF-AST-Kommunikation ausgetauscht.
Die redundanten Diagnosevorgänge können in der gleichen Weise ausgeführt werden, auch wenn Drehmomentsensoren anstelle der Motordrehwinkelsensoren verwendet werden, wie dies zuvor beschrieben ist.
Drittes modifiziertes Beispiel der elektronischen Steuereinrichtung
23 ist eine Blockansicht, die ein drittes modifiziertes Beispiel der elektronischen Steuereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei diese auf Stromsensoren angewendet ist. Die elektronische Steuereinrichtung kann auf einen Fall angewendet werden, in welchem zwei Arten von Stromsensoren 61, 62 in einem Stromüberwachungs-IC 60 eingebaut sind, und es werden redundante Diagnosevorgänge ausgeführt, um einen Fehler dieser Stromsensoren zu ermitteln.
Es wird aus einem Anschluss eines Inspektionszielobjekts 63 ein Strom in die Stromsensoren 61, 62 über jeweils Widerstände 64 bis 67 eingeprägt und überwacht.
Kondensatoren 68 bis 71 sind Rauschunterdrückungskondensatoren, die Schwankungen der Stromwerte reduzieren.
24A und 24B sind jeweils Ansichten zur Beschreibung der redundanten Diagnosevorgänge zur Ermittlung eines Fehlers in der elektronischen Steuereinrichtung aus 23. Wie in 24A gezeigt ist, werden jeweils eine Differenz (ständig überwacht) 1, eine Differenz 2, eine Differenz (ständig überwacht) 3 und eine Differenz 4 aus Überwachungsströmen MON1, MON2-0 und MON2-1 erhalten. Wie in 24B gezeigt ist, kann eine Überwachung bezüglich einer Abweichung auf der Grundlage dieser Differenzen ausgeführt werden.
Diese redundanten Diagnosevorgänge können in der gleichen Weise auch für Stromsensoren anstelle der Motordrehwinkelsensoren oder Drehmomentsensoren ausgeführt werden.
In diesem Falle werden die technischen Gedanken, die aus dem zuvor beschriebenen Ausführungsformen hervorgehen, nachfolgend in Verbindung mit ihren Auswirkungen beschrieben.
In einer Form beinhaltet eine Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, einen ersten Sensor, einen zweiten Sensor und einen dritten Sensor, die eine physikalische Größe bezüglich eines Lenkzustands erfassen, und einen Elektromotor, der eine Lenkkraft auf ein Lenkrad ausübt. Die Steuereinrichtung besitzt eine arithmetische Verarbeitungseinrichtung. Die arithmetische Verarbeitungseinrichtung weist auf: eine erste Vergleichseinheit, die eine Differenz zwischen einem ersten Ausgangssignal, das von dem ersten Sensor ausgegeben wird, und einem zweiten Ausgangssignal, das von dem zweiten Sensor ausgegeben wird, mit einem Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln, und die eine Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und einem dritten Ausgangssignal, das aus dem dritten Sensor ausgegeben wird, mit einem zweiten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln; eine erste Fehlerdiagnoseeinheit, die auf der Grundlage eines Ergebnisses der ersten Vergleichseinheit einen abweichenden bzw. fehlerhaften Sensor aus dem ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor ermittelt; und eine erste Treibersteuereinheit, die ein Treibersteuersignal zur Ansteuerung des Elektromotors unter Anwendung von Ausgangswerten aus zwei normalen Sensoren erzeugt, die nicht als abweichende Sensoren aus dem ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor ermittelt werden. Gemäß diesem Aufbau kann ein abweichender Sensor bzw. ein nicht normal funktionierender Sensor ohne Vergleich des ersten Ausgangssignals des zweiten Sensors mit dem dritten Ausgangssignal des dritten Sensors erkannt werden. Somit kann die arithmetische Verarbeitungszeit in der Steuereinrichtung reduziert werden und eine Belastung der arithmetischen Verarbeitungseinrichtung kann entsprechend reduziert werden.
Der erste bis dritte Sensor sind mechanische Sensoren zur Steuerung, beispielsweise Drehwinkelsensoren, Lenkwinkelsensoren, Drehmomentsensoren oder Stromsensoren.
In einer bevorzugten Form der Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung sind der erste Sensor, der zweite Sensor und der dritte Sensor mit der arithmetischen Verarbeitungseinrichtung verbunden und die arithmetische Verarbeitungseinrichtung hat eine Sensorwerteingangseinheit, in die das erste Ausgangssignal, das zweite Ausgangssignal und das dritte Ausgangssignal eingeführt werden.
Gemäß diesem Aufbau sind der erste bis dritte Sensor direkt mit der arithmetischen Verarbeitungseinrichtung verbunden, derart, dass Signale in einer kurzen Abtastzeit eingespeist werden können, wodurch eine Früherkennung möglich ist.
Wenn der erste Sensor und der dritte Sensor digitale Sensoren und der zweite Sensor ein analoger Sensor ist, dann können die Sensorwerteingangseinheiten des ersten Sensors und des dritten Sensors einen A/D-Wandler aufweisen.
In einer weiteren bevorzugten Form der Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung beinhaltet die elektrische Servolenkeinrichtung ferner einen vierten Sensor, der eine physikalische Größe bezüglich eines Lenkzustands erfasst. Die arithmetische Verarbeitungseinrichtung weist auf: eine zweite Vergleichseinheit, die auf der Grundlage eines Ergebnisses der ersten Fehlerdiagnoseeinheit eine Differenz zwischen Ausgangssignalen, die von den jeweiligen zwei normalen Sensoren ausgegeben werden, mit einem dritten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln, und die eine Differenz zwischen einem Ausgangssignal, das von einem der zwei normalen Sensoren ausgegeben wird, und einem vierten Ausgangssignal, das von dem vierten Sensor ausgegeben wird, mit einem vierten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln; eine zweite Fehlerdiagnoseeinheit, die auf der Grundlage eines Ergebnisses der zweiten Vergleichseinheit einen abweichenden Sensor aus den zwei normalen Sensoren und dem vierten Sensor ermittelt; und eine zweite Treibersteuereinheit, die ein Treibersteuersignal zur Ansteuerung des Elektromotors unter Anwendung von Ausgangswerten aus zwei Sensoren, die nicht als abweichende Sensoren aus den zwei normalen Sensoren und dem vierten Sensor ermittelt werden, erzeugt.
Gemäß diesem Aufbau kann eine sekundäre Fehlerdiagnose durchgeführt werden unter Anwendung von zwei Sensoren, die durch eine primäre Fehlerdiagnose als normal ermittelt wurden, und unter Anwendung des vierten Sensors. Selbst im Falle eines primären Fehlers sind somit drei Sensoren verfügbar, um eine kontinuierliche Steuerung zu ermöglichen.
Wie im Falle des ersten bis dritten Sensors ist der vierte Sensor ein mechanischer Sensor für die Steuerung beispielsweise ein Drehwinkelsensor, ein Lenkwinkelsensor, ein Drehmomentsensor oder ein Stromsensor.
In einer noch weiteren bevorzugten Form der Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung beinhaltet die arithmetische Verarbeitungseinrichtung eine erste CPU und eine zweite CPU. Der erste Sensor, der zweite Sensor und der dritte Sensor sind mit der ersten CPU verbunden und die erste CPU beinhaltet eine erste Sensorwerteingangseinheit, in die das erste Ausgangssignal, das zweite Ausgangssignal und das dritte Ausgangssignal eingeführt werden, und beinhaltet ferner eine erste Zwischen-CPU-Kommunikationseinheit zur Kommunikation mit der zweiten CPU. Der erste Sensor, der dritte Sensor und der vierte Sensor sind mit der zweiten CPU verbunden, und die zweite CPU beinhaltet eine zweite Sensorwerteingangseinheit, in die das erste Ausgangssignal, das dritte Ausgangssignal und das vierte Ausgangssignal eingespeist werden, und beinhaltet eine zweite Zwischen-CPU-Kommunikationseinheit zur Kommunikation mit der ersten CPU. Die erste CPU erfasst das vierte Ausgangssignal durch die erste Zwischen-CPU-Kommunikationseinheit und die zweite Zwischen-CPU-Kommunikationseinheit.
Gemäß dem redundanten Aufbau mit mehreren CPUs, wie dies zuvor beschrieben ist, können die mehreren CPUs Leitungen und Schnittstellen miteinander teilen, so dass die Anzahl an Leitungen und Schnittstellen minimiert werden kann.
Wie bei der ersten CPU erfasst die zweite CPU den Ausgangswert aus dem Sensor durch Zwischen-CPU-Kommunikation.
In einer anderen bevorzugten Form der Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung sind das erste Ausgangssignal und das dritte Ausgangssignal von Zeitdaten zum Zeitpunkt der Ausgabe begleitet. Die CPU beinhaltet eine Speichereinheit, die das erste Ausgangssignal, das zweite Ausgangssignal und das dritte Ausgangssignal innerhalb einer vorbestimmten Zeit speichert. Die erste CPU umfasst aus der Speichereinheit das erste Ausgangssignal, das zweite Ausgangssignal oder das dritte Ausgangssignal, das zu einem Punkt zurückdatiert, der einer vorbestimmten Zeit vor dem Erfassungszeitpunkt liegt, an welchem die erste Zwischen-CPU-Kommunikationseinheit das vierte Ausgangssignal erfasst hat, und überträgt das erfasste Ausgangssignal an die zweite Vergleichseinheit.
Bei diesem Aufbau korrigiert das Signal des vierten Sensors den Zeitverzug zwischen den Erfassungszeitpunkten in der Zwischen-CPU-Kommunikation und kann daher die Genauigkeit bei der Ermittlung der Abweichung verbessern.
Hier können beispielsweise digitale Sensoren als der erste Sensor und der dritte Sensor verwendet werden, und es können analoge Sensoren als der zweite Sensor und der vierte Sensor verwendet werden. In diesem Falle ist das Sensorsignalübertragungsverfahren für den ersten Sensor und den dritten Sensor die SENT-Kommunikation.
Die erste und die dritte Sensorwerteingangseinheit können mit einem A/D-Wandler versehen sein.
In einer anderen bevorzugten Form der Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung beinhaltet die arithmetische Verarbeitungseinrichtung eine erste CPU und eine zweite CPU. Der erste Sensor, der zweite Sensor, der dritte Sensor und der vierte Sensor sind mit der ersten CPU verbunden, und die erste CPU hat eine erste Sensorwerteingangseinheit, in die das erste Ausgangssignal, das zweite Ausgangssignal, das dritte Ausgangssignal und das vierte Ausgangssignal eingeführt werden. Der erste Sensor, der zweite Sensor, der dritte Sensor und der vierte Sensor sind mit der zweiten CPU verbunden und die zweite CPU hat eine zweite Sensorwerteingangseinheit, in die das erste Ausgangssignal, das zweite Ausgangssignal, das dritte Ausgangssignal und das vierte Ausgangssignal eingeführt werden.
Gemäß diesem Aufbau sind der erste bis vierte Sensor direkt mit der ersten CPU verbunden und der erste bis vierte Sensor sind direkt mit der zweiten CPU verbunden. Somit kann der Ausgangswert des vierten Sensorsignals in einer kurzen Abtastzeit eingeführt werden, wodurch eine Früherkennung einer Abweichung möglich ist.
In einer weiteren anderen bevorzugten Form der Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung sind der erste und der dritte Sensor digitale Sensoren mit einem IC. Die arithmetische Verarbeitungseinrichtung steuert den Elektromotor unter Anwendung des ersten Ausgangssignals, bis die erste Fehlerdiagnoseeinheit einen nicht normal arbeitenden Sensor erkennt. Die arithmetische Verarbeitungseinrichtung steuert den Elektromotor unter Anwendung des dritten Ausgangssignals, wenn der erste Sensor ein abweichender bzw. nicht normal arbeitender Sensor ist.
Wie zuvor beschrieben ist, wird zumindest der erste Sensor als der Steuersensor verwendet und der zweite Sensor und der dritte Sensor werden als Diagnosesensoren verwendet, bis ein primärer Fehler auftritt. Wenn der erste Sensor als abweichend (nach einem primären Fehler) ermittelt wird, wird der Hauptsensor auf der nachgeordneten Seite (der dritte Sensor), der ein digitaler Sensor ist, und nicht der Nebensensor auf der übergeordneten Seite (der zweite Sensor) für die Steuerung verwendet.
Da der erste und der dritte Sensor digitale Sensoren sind, kann gemäß diesem Aufbau eine höhere Fehlererkennungsabdeckung erreicht werden. Ferner kann die Verwendung eines Sensors mit hoher Fehlererkennungsabdeckung als Steuersensor eine Situation verhindern, in der die elektrische Servolenkeinrichtung unter Anwendung eines Signals eines fehlerhaften Sensors gesteuert wird, während der Fehler unerkannt bleibt. Des Weiteren kann selbst nach einem primären Fehler der dritte Sensor, der eine hohe Fehlererkennungsabdeckung hat, eingesetzt werden.
In einer weiteren bevorzugten Form der Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung beinhaltet die elektrische Servolenkeinrichtung ferner: einen Magneten, der in einer Welle des Elektromotors vorgesehen ist und N-Pole und S-Pole, die in einer Umfangsrichtung einer Drehachse der Welle angeordnet sind, aufweist; und ein Substrat, das mit Abstand zu dem Magneten in einer Richtung der Drehachse der Welle vorgesehen ist und eine erste Oberfläche auf einer Seite des Magneten in der Richtung der Drehachse der Welle und eine zweite Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite zu dem Magneten hat. Der erste Sensor, der zweite Sensor, der dritte Sensor und der vierte Sensor sind Motordrehwinkelsensoren, die einen Drehwinkel des Elektromotors erfassen. Der erste Sensor und der dritte Sensor sind auf der ersten Oberfläche vorgesehen, und der zweite Sensor und der vierte Sensor sind auf der zweiten Oberfläche vorgesehen.
Gemäß diesem Aufbau wird ein Sensor mit hoher Erkennungsgenauigkeit als der Steuersensor verwendet und ist an einer Position angeordnet, die näher an dem Motor liegt, um damit die Erfassungsgenauigkeit zu verbessern.
In einer noch weiteren bevorzugten Form der Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung sind der zweite Sensor und der vierte Sensor analoge Sensoren mit einem engeren magnetischen Erfassungsbereich als der erste Sensor und der dritte Sensor.
Gemäß diesem Aufbau kann die Erkennungsgenauigkeit verbessert werden, indem ein Sensor verwendet wird, der für den Bereich eines Magnetfeldes geeignet ist. Insbesondere sind der zweite Sensor und der vierte Sensor, die analoge Sensoren sind, auf der zweiten Oberfläche des Substrats vorgesehen. Im Vergleich mit Sensoren auf der ersten Oberfläche sind die Sensoren auf der zweiten Oberfläche an Positionen angeordnet, an denen die magnetischen Feldlinien weniger dicht sind. Wenn der magnetische Erfassungsbereich eingeengt ist, wird ein Teil, in welchem die Richtung des Magnetfeldes schräg verläuft, nicht erkannt, wodurch die Erkennungsgenauigkeit verbessert werden kann.
In einer bevorzugten Form der Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung hat die erste Fehlerdiagnoseeinheit eine Ermittlungseinheit, eine Bestätigungseinheit und eine Identifizierungseinheit. Die Ermittlungseinheit ermittelt: einen ersten Abweichung-erkannt-Zustand, in welchem der erste Sensor oder der zweite Sensor als abweichend erkannt wird, wenn eine Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und dem zweiten Ausgangssignal größer ist als der erste Schwellenwert; einen ersten keine-Abweichung-erkannt-Zustand, in welchem keine Abweichung erkannt wird, wenn die Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und dem zweiten Ausgangssignal kleiner ist als der erste Schwellenwert. Eine zweiten Abweichung-erkannt-Zustand, in welchem der erste Sensor oder der dritte Sensor als abweichend erkannt wird, wenn eine Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und dem dritten Ausgangssignal größer als der Schwellenwert ist; und einen zweiten keine-Abweichung-erkannt-Zustand, in welchem keine Abweichung erkannt wird, wenn die Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und dem dritten Ausgangssignal kleiner als der zweite Schwellenwert ist. Auf der Grundlage eines Ermittlungsergebnisses der Ermittlungseinheit bestätigt die Bestätigungseinheit: einen ersten Abweichung-bestätigt-Zustand, in welchem der erste Abweichung-erkannt-Zustand als korrekt bestätigt wird, wenn der erste Abweichung-erkannt-Zustand eine bestimmte Zeit andauert; und einen zweiten Abweichung-bestätigt-Zustand, in welchem der zweite Abweichung-erkannt-Zustand als korrekt bestätigt wird, wenn der zweite Abweichung-erkannt-Zustand für eine vorbestimmte Zeit andauert. Wenn der erste Abweichung-bestätigt-Zustand und/oder der zweite Abweichung-bestätigt-Zustand bestätigt ist, dann identifiziert bzw. erkennt die Identifizierungseinheit damit einen abweichenden bzw. nicht normal arbeitenden Sensor.
Bei diesem Aufbau erkennt die Ermittlungseinheit eine Abweichung durch Ausführen einer Fehlererkennung und die Bestätigungseinheit bestätigt eine Abweichung, wenn der Abweichung-erkannt-Zustand für eine vorbestimmte Zeit andauert. Wenn eine Abweichung in mindestens einem verglichenen Paar bestätigt ist und eine Abweichung in dem anderen Paar erkannt wird, dann ist der fehlerhafte Sensor damit ermittelt. Somit kann eine Abweichung zu einem früheren Punkt erkannt werden, bevor eine Abweichung sowohl durch den ersten Abweichung-bestätigt-Zustand und dem zweiten Abweichung-bestätigt-Zustand bestätigt ist.
In einer weiteren bevorzugten Form der Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung gehen das erste Ausgangssignal und das vierte Ausgangssignal mit Zeitdaten an einem Zeitpunkt der Ausgabe einher. Die arithmetische Verarbeitungseinrichtung beinhaltet eine erste CPU und eine zweite CPU. Die erste CPU beinhaltet eine erste Sensorwerteingangseinheit. Die zweite CPU beinhaltet eine zweite Sensorwerteingangseinheit. Der erste Sensor, der zweite Sensor und der dritte Sensor sind mit der ersten Sensorwerteingangseinheit verbunden, und das erste Ausgangssignal, das zweite Ausgangssignal und das dritte Ausgangssignal werden der ersten Sensorwerteingangseinheit zugeleitet. Der erste Sensor und der dritte Sensor sind mit der zweiten Sensorwerteingangseinheit verbunden, und das erste Ausgangssignal und das dritte Ausgangssignal sind der zweiten Sensorwerteingangseinheit zugeleitet. Die erste CPU führt eine lineare Korrektur auf der Grundlage einer Differenz zwischen den Zeitdaten des ersten Ausgangssignals und den Zeitdaten des dritten Ausgangssignals derart aus, dass ein Wert des ersten Ausgangssignals oder ein Wert des dritten Ausgangssignals approximiert wird. Die erste CPU überträgt das erste Ausgangssignal oder das dritte Ausgangssignal, das korrigiert ist, an die erste Vergleichseinheit.
Gemäß diesem Aufbau können Signale, die zeitlich nahe beieinanderliegen, miteinander verglichen werden, wodurch eine genauere Fehlerdiagnose möglich ist.
Dabei ist das Sensorsignalübertragungsverfahren eine SENT-Kommunikation und ein Sensorausgangswert wird auf der Grundlage eines Zeitverzugs zwischen den Erfassungszeitpunkten aus den Sensorausgangswerten, die innerhalb eines fixierten Zyklus erfasst werden, linear korrigiert.
In einer noch weiteren bevorzugten Form der Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung beinhaltet die arithmetische Verarbeitungseinrichtung eine erste CPU und eine zweite CPU. Die erste CPU beinhaltet eine erste Zwischen-Microcomputer-Kommunikationseinheit und eine erste Sensorwerteingangseinheit. Die zweite CPU beinhaltet eine zweite Zwischen-Microcomputer-Kommunikationseinheit und eine zweite Sensorwerteingangseinheit. Die erste Zwischen-Microcomputer-Kommunikationseinheit tauscht Daten mit der zweiten Zwischen-Microcomputer-Kommunikationseinheit aus. Der erste Sensor, der zweite Sensor und der dritte Sensor sind mit der ersten Sensorwerteingangseinheit verbunden, und das erste Ausgangssignal, das zweite Ausgangssignal und das dritte Ausgangssignal sind der ersten Sensorwerteingangseinheit zugeleitet. Die zweite Zwischen-Microcomputer-Kommunikationseinheit überträgt einen arithmetischen Operationszyklus der zweiten CPU an die erste CPU. Der erste Sensor und der dritte Sensor sind mit der zweiten Sensorwerteingangseinheit verbunden, und das erste Ausgangssignal und das dritte Ausgangssignal sind der zweiten Sensorwerteingangseinheit zugeleitet. Die erste CPU führt eine lineare Korrektur auf der Grundlage des arithmetischen Operationszyklus der zweiten CPU, der aus der zweiten Zwischen-Microcomputer-Kommunikationseinheit erhalten wird, und eines arithmetischen Operationszyklus der ersten CPU derart aus, dass ein Wert des ersten Ausgangssignals oder ein Wert des dritten Ausgangssignals approximiert wird. Die erste CPU überträgt das erste Ausgangssignal oder das dritte Ausgangssignal, das korrigiert ist, zu der ersten Vergleichseinheit.
In diesem Aufbau werden die arithmetischen Operationszyklen der CPUs überwacht, um den Zeitverzug zwischen Erfassungszeitpunkten des ersten Ausgangssignals, des zweiten Ausgangssignals oder des dritten Ausgangssignals auf der Grundlage des Zeitverzugs zwischen den arithmetischen Operationszyklen der jeweiligen CPUs zu korrigieren. Wenn daher ein Zeitverzug zwischen den arithmetischen Operationszyklen der jeweiligen CPUs ermittelt werden kann, dann kann der Zeitverzug zwischen den Erfassungszeitpunkten erlernt werden, und das erste Ausgangssignal, das zweite Ausgangssignal oder das dritte Ausgangssignal können entsprechend korrigiert werden.
In einer noch weiteren bevorzugten Form der Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung beinhaltet die arithmetische Verarbeitungseinrichtung eine erste CPU und eine zweite CPU. Die erste CPU beinhaltet eine erste Auslösesignalerzeugungseinheit und eine erste Auslösesignalempfangseinheit. Die zweite CPU beinhaltet eine zweite Auslösesignalerzeugungseinheit. Die erste Auslösesignalerzeugungseinheit erzeugt ein erstes Auslösesignal, das den ersten Sensor veranlasst, das erste Ausgangssignal auszugeben, und die erste Auslösesignalempfangseinheit erfasst ein zweites Auslösesignal, das von der zweiten Auslösesignalerzeugungseinheit erzeugt wird. Die zweite Auslösesignalerzeugungseinheit erzeugt das zweite Auslösesignal, das bewirkt, dass der dritte Sensor das dritte Ausgangssignal in einem anderen Zyklus aus der ersten Auslösesignalerzeugungseinheit ausgibt. Die erste CPU ermittelt einen Zeitverzug zwischen arithmetischen Operationszyklen der ersten CPU und der zweiten CPU auf der Grundlage einer Differenz zwischen Erfassungszeitpunkten des ersten Auslösesignals oder des dritten Auslösesignals.
Bei diesem Aufbau wird der Zeitverzug zwischen den Erfassungszeitpunkten des ersten Ausgangssignals, des zweiten Ausgangssignals oder des dritten Ausgangssignals auf der Grundlage des Zeitverzugs zwischen den arithmetischen Operationszyklen der jeweiligen CPUs korrigiert. Der Zeitverzug zwischen den arithmetischen Operationszyklen der jeweiligen CPUs wird auf der Grundlage eines Auslösesignals des SENT ermittelt. Damit ist es möglich, den Zeitverzug zwischen den arithmetischen Operationszyklen zu erfassen, ohne in besonderer Weise die andere CPU über den Zeitpunkt der Synchronisation arithmetischer Operationen zu informieren.
In einer noch weiteren bevorzugten Form der Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung führt die erste CPU eine lineare Korrektur auf der Grundlage eines Zeitverzugs des ersten Auslösesignals oder des dritten Auslösesignals derart aus, dass ein Wert des ersten Ausgangssignals oder ein Wert des dritten Ausgangssignals approximiert wird. Die erste CPU überträgt das erste Ausgangssignal oder das dritte Ausgangssignal, das korrigiert ist, zu der ersten Vergleichseinheit.
Gemäß diesem Aufbau können die Ausgabezeitpunkte der Ausgangssignale der Sensoren in Übereinstimmung gebracht werden, indem der Zeitverzug zwischen den Ausgangssignalen, der sich aus dem Zeitverzug zwischen den arithmetischen Operationszyklen der CPUs ergibt, korrigiert wird.
In einer noch weiteren bevorzugten Form der Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung ist der erste Schwellenwert größer als der zweite Schwellenwert.
Gemäß diesem Aufbau kann der Grad an Bestimmtheit der Fehlererkennung verbessert werden.
In einer Form beinhaltet eine elektrische Servolenkeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung: einen Lenkmechanismus, einen ersten Sensor, einen zweiten Sensor und einen dritten Sensor, die in dem Lenkmechanismus vorgesehen sind und eine physikalische Größe bezüglich eines Lenkzustands erfassen; einen Elektromotor, der über den Lenkmechanismus eine Lenkkraft auf ein Lenkrad ausübt; und eine Steuereinrichtung, die den Elektromotor steuert. Die Steuereinrichtung weist auf: eine erste Vergleichseinheit, die eine Differenz zwischen einem ersten Ausgangssignal, das von dem ersten Sensor ausgegeben wird, der die physikalische Größe bezüglich des Lenkzustands erfasst, und einem zweiten Ausgangssignal, das von dem zweiten Sensor ausgegeben wird, der die physikalische Größe bezüglich des Lenkzustands erfasst, mit einem ersten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln, und der eine Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und einem dritten Ausgangssignal, das von dem dritten Sensor ausgegeben wird, der die physikalische Größe bezüglich des Lenkzustands erfasst, mit einem zweiten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln, eine erste Fehlerdiagnoseeinheit, die auf der Grundlage eines Ergebnisses der ersten Vergleichseinheit einen abweichenden Sensor bzw. nicht normal arbeitenden Sensor aus dem ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor erkennt, und eine erste Treibersteuereinheit, die ein Treibersteuersignal zur Ansteuerung des Elektromotors unter Anwendung von Ausgangswerten aus zwei normalen Sensoren, die nicht als abweichende Sensoren aus dem ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor ermittelt sind, erzeugt.
Gemäß diesem Aufbau kann ein abweichender Sensor erkannt werden, ohne dass das erste Ausgangssignal des zweiten Sensors und das dritte Ausgangssignal des dritten Sensors verglichen werden. Somit kann die arithmetische Verarbeitungszeit der Steuereinrichtung reduziert werden und die Belastung der arithmetischen Verarbeitungseinrichtung kann entsprechend reduziert werden.
Der erste bis dritte Sensor sind mechanische Sensoren zur Steuerung, beispielsweise Drehwinkelsensoren, Lenkwinkelsensoren, Drehmomentsensoren oder Stromsensoren.
In einer Form beinhaltet eine elektronische Steuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung: eine erste Vergleichseinheit, die eine Differenz zwischen einem ersten Ausgangssignal, das von einem ersten Sensor ausgegeben wird, und einem zweiten Ausgangssignal, das von einem zweiten Sensor ausgegeben wird, mit einem ersten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln, und die eine Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und einem dritten Ausgangssignal, das von einem dritten Sensor ausgegeben wird, mit einem zweiten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln; eine erste Fehlerdiagnoseeinheit, die auf der Grundlage eines Ergebnisses der ersten Vergleichseinheit einen abweichenden Sensor bzw. nicht normal arbeitenden Sensor aus dem ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor erkennt; und eine erste Treibersteuereinheit, die ein Treibersteuersignal zur Ansteuerung eines Elektromotors unter Anwendung von Ausgangswerten aus zwei normalen Sensoren, die nicht als abweichende Sensoren aus dem ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor ermittelt werden, erzeugt.
Gemäß diesem Aufbau kann ein abweichender Sensor erkannt werden, ohne dass das erste Ausgangssignal des zweiten Sensors und das dritte Ausgangssignal des dritten Sensors verglichen werden. Somit kann die arithmetische Verarbeitungszeit der Steuereinrichtung verringert werden und die Belastung der arithmetischen Verarbeitungseinrichtung kann entsprechend reduziert werden.
Der erste bis dritte Sensor sind mechanische Sensoren zur Steuerung, beispielsweise Drehwinkelsensoren, Lenkwinkelsensoren, Drehmomentsensoren oder Stromsensoren.
Wie zuvor beschrieben ist, können erfindungsgemäß eine elektrische Servolenkeinrichtung, eine Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung und eine elektronische Steuereinrichtung erhalten werden, die in einfacher Weise Sensoren zum Zeitpunkt des normalen Betriebs untersuchen und die in einfacher Weise den Ort eines Fehlers im Falle eines Sensorfehlers ermitteln können.
Die Bauweisen, die Steuerungsverfahren und dergleichen, die in den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben sind, sind nur schematisch in einem Ausmaße gezeigt, so dass die vorliegende Erfindung verstanden und umgesetzt werden kann. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern sie kann in diversen Formen umgestaltet werden, ohne von dem Schutzbereich des technischen Konzepts abzuweichen, das in den Ansprüchen beansprucht ist.
Bezugszeichenliste

1: CPU (übergeordnete Seite)
2: CPU (nachgeordnete Seite)
10: Arithmetische Verarbeitungseinrichtung
11: Elektrische Servolenkeinrichtung
12: Lenkmechanismus
13: Lenkassistenzmechanismus
31: Elektromotor
32: Steuereinrichtung (ECU)
36: Motordrehwinkelsensor
37: Arithmetische Verarbeitungseinrichtung
37-1: Übergeordnete CPU
37-2: Nachgeordnete CPU
41, 51: Auslösesignalerzeugungseinheit
42, 52: Auslösesignalempfangseinheit
43: Sensorwerteingangseinheit
44: Korrekturverarbeitungseinheit
45: Erste Fehlerdiagnoseeinheit
46: Puffer (Speichereinheit)
47, 57: Zwischen-CPU-Kommunikationseinheit
48: Korrekturverarbeitungseinheit
49: Zweite Fehlerdiagnoseeinheit
A, B, C, D: Sensor
36A, 36B, 36C, 36D: Motordrehwinkelsensor
Sa: Erstes Ausgangssignal
Sb: Zweites Ausgangssigna
Sc: Drittes Ausgangssignal
Sd: Viertes Ausgangssignal
DI: Steuerstrom

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2018173561 [0003]

Claims

Eine Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung, wobei die Servolenkeinrichtung einen ersten Sensor, einen zweiten Sensor und einen dritten Sensor, die eine physikalische Größe bezüglich eines Lenkzustands erfassen, und einen Elektromotor aufweist, der eine Lenkkraft auf ein Lenkrad ausübt, wobei die Steuereinrichtung eine arithmetische Verarbeitungsrichtung aufweist; und die arithmetische Verarbeitungsrichtung aufweist: eine erste Vergleichseinheit, die eine Differenz zwischen einem ersten Ausgangssignal, das von dem ersten Sensor ausgegeben wird, und einem zweiten Ausgangssignal, das von dem zweiten Sensor ausgegeben wird, mit einem ersten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln, und eine Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und einem dritten Ausgangssignal, das aus dem dritten Sensor ausgegeben wird, mit einem zweiten Schwellenwert vergleich, um eine Größenbeziehung zu ermitteln; eine erste Fehlerdiagnoseeinheit, die auf der Grundlage eines Ergebnisses der ersten Vergleichseinheit einen abweichenden Sensor aus dem ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor ermittelt; und eine erste Treibersteuereinheit, die ein Treibersteuersignal zur Ansteuerung des Elektromotors unter Anwendung von Ausgangswerten aus zwei normalen Sensoren, die aus dem ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor nicht als abweichende Sensoren ermittelt sind, erzeugt.
Die Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Sensor, der zweite Sensor und der dritte Sensor mit der arithmetischen Verarbeitungseinrichtung verbunden sind, und die arithmetische Verarbeitungseinrichtung eine Sensorwerteingangseinheit aufweist, der das erste Ausgangssignal, das zweite Ausgangssignal und das dritte Ausgangssignal zugeleitet sind.
Die Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung nach Anspruch 1, wobei: die elektrische Servolenkeinrichtung ferner einen vierten Sensor aufweist, der eine physikalische Größe bezüglich eines Lenkzustands erfasst; und die arithmetische Verarbeitungseinrichtung aufweist: eine zweite Vergleichseinheit, die auf der Grundlage eines Ergebnisses der ersten Fehlerdiagnoseeinheit eine Differenz zwischen Ausgangssignalen, die aus den jeweiligen zwei normalen Sensoren ausgegeben werden, mit einem dritten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln, und die eine Differenz zwischen einem Ausgangssignal, das von einem der zwei normalen Sensoren ausgegeben wird, und einem vierten Ausgangssignal, das von dem vierten Sensor ausgegeben wird, mit einem vierten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln; eine zweite Fehlerdiagnoseeinheit, die auf der Grundlage eines Ergebnisses der zweiten Vergleichseinheit aus den beiden normalen Sensoren und dem vierten Sensor einen abweichenden Sensor ermittelt; und eine zweite Treibersteuereinheit, die ein Treibersteuersignal zur Ansteuerung des Elektromotors unter Anwendung von Ausgangswerten aus zwei Sensoren, die aus den zwei normalen Sensoren und dem vierten Sensor nicht als abweichende Sensoren ermittelt sind, erzeugt.
Die Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung nach Anspruch 3, wobei: die arithmetische Verarbeitungseinrichtung eine erste CPU und eine zweite CPU enthält; der erste Sensor, der zweite Sensor und der dritte Sensor mit der ersten CPU verbunden sind, und die erste CPU eine erste Sensorwerteingangseinheit, der das erste Ausgangssignal, das zweite Ausgangssignal und das dritte Ausgangssignal zugeleitet ist, und eine erste Zwischen-CPU-Kommunikationseinheit zur Kommunikation mit der zweiten CPU aufweist; der erste Sensor, der dritte Sensor und der vierte Sensor mit der zweiten CPU verbunden sind, und die zweite CPU eine zweite Sensorwerteingangseinheit, der das erste Ausgangssignal, das dritte Ausgangssignal und das vierte Ausgangssignal zugeleitet ist, und eine zweite Zwischen-CPU-Kommunikationseinheit zur Kommunikation mit der ersten CPU aufweist; und die erste CPU das vierte Ausgangssignal über die erste Zwischen-CPU-Kommunikationseinheit und die zweite Zwischen-CPU-Kommunikationseinheit erfasst.
Die Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung nach Anspruch 4, wobei: das erste Ausgangssignal und das dritte Ausgangssignal von Zeitdaten zum Zeitpunkt der Ausgabe begleitet sind; die erste CPU eine Speichereinheit aufweist, die das erste Ausgangssignal, das zweite Ausgangsignal und das dritte Ausgangssignal innerhalb einer vorbestimmten Zeit speichert; und die erste CPU das erste Ausgangssignal, das zweite Ausgangssignal oder das dritte Ausgangssignal speichert, das auf einen Zeitpunkt zurückdatiert, der eine vorbestimmte Zeit vor einem Erfassungszeitpunkt liegt, an welchem die erste Zwischen-CPU-Kommunikationseinheit das vierte Ausgangssignal erfasst hat, und das erfasste Ausgangssignal zu der zweiten Vergleichseinheit überträgt.
Die Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung nach Anspruch 3, wobei: die arithmetische Verarbeitungseinrichtung eine erste CPU und eine zweite CPU aufweist; der erste Sensor, der zweite Sensor, der dritte Sensor und der vierte Sensor mit der ersten CPU verbunden sind, und die erste CPU eine erste Sensorwerteingangseinheit, der das erste Ausgangssignal, das zweite Ausgangssignal, das dritte Ausgangssignal und das vierte Ausgangssignal zugeleitet ist, aufweist; und der erste Sensor, der zweite Sensor, der dritte Sensor und der vierte Sensor mit der zweiten CPU verbunden sind, und die zweite CPU eine zweite Sensorwerteingangseinheit aufweist, der das erste Ausgangssignal, das zweite Ausgangssignal, das dritte Ausgangssignal und das vierte Ausgangssignal zugeleitet ist.
Die Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung nach Anspruch 3, wobei: der erste Sensor und der dritte Sensor digitale Sensoren mit einem IC sind; die arithmetische Verarbeitungseinrichtung den Elektromotor unter Anwendung des ersten Ausgangssignals steuert, bis die erste Fehlerdiagnoseeinheit einen abweichenden Sensor ermittelt; und die arithmetische Verarbeitungseinrichtung den Elektromotor unter Anwendung des dritten Ausgangssignals steuert, wenn der erste Sensor ein abweichender Sensor ist.
Die Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung nach Anspruch 7, wobei: die elektrische Servolenkeinrichtung ferner aufweist: einen Magneten, der in einer Welle des Elektromotors vorgesehen ist und N-Pole und S-Pole hat, die in einer Umfangsrichtung einer Drehachse der Welle angeordnet sind; und ein Substrat, das mit Abstand zu dem Magneten in einer Richtung der Drehachse der Welle vorgesehen ist und eine erste Oberfläche auf einer Seite des Magneten in der Richtung der Drehachse der Welle und eine zweite Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite zu dem Magneten hat; der erste Sensor, der zweite Sensor, der dritte Sensor und der vierte Sensor Motordrehwinkelsensoren sind, die einen Drehwinkel des Elektromotors erfassen; der erste Sensor und der dritte Sensor auf der ersten Oberfläche vorgesehen sind; und der zweite Sensor und der vierte Sensor auf der zweiten Oberfläche vorgesehen sind.
Die Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung nach Anspruch 3, wobei der zweite Sensor und der vierte Sensor analoge Sensoren mit einem engeren magnetischen Erfassungsbereich als der erste und der dritte Sensor sind.
Die Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung nach Anspruch 1, wobei: die erste Fehlerdiagnoseeinheit eine Ermittlungseinheit, eine Bestätigungseinheit und eine Identifizierungseinheit aufweist; die Ermittlungseinheit ermittelt: einen ersten Abweichung-erkannt-Zustand, in welchem der erste Sensor oder der zweite Sensor als abweichend erkannt wird, wenn eine Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und dem zweiten Ausgangssignal größer als der erste Schwellenwert ist; einen ersten keine-Abweichung-erkannt-Zustand, in welchem keine Abweichung erkannt wird, wenn die Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und dem zweiten Ausgangssignal kleiner als der erste Schwellenwert ist; einen zweiten Abweichung-erkannt-Zustand, in welchem der erste Sensor oder der zweite Sensor als abweichend erkannt wird, wenn eine Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und dem dritten Ausgangssignal größer ist als der zweite Schwellenwert; und einen zweiten keine-Abweichung-erkannt-Zustand, in welchem keine Abweichung erkannt wird, wenn die Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und dem dritten Ausgangssignal kleiner als der zweite Schwellenwert ist; auf der Grundlage eines Ermittlungsergebnisses der Ermittlungseinheit die Bestätigungseinheit bestätigt: einen ersten Abweichung-bestätigt-Zustand, in welchem der erste Abweichung-erkannt-Zustand als korrekt bestätigt wird, wenn der erste Abweichung-erkannt-Zustand für eine vorbestimmte Zeit andauert; und ein zweiter Abweichung-bestätig-Zustand, in welchem der zweite Abweichung-erkannt-Zustand als korrekt bestätigt wird, wenn der zweite Abweichung-erkannt-Zustand für eine vorbestimmte Zeit andauert; und wenn der erste Abweichung-bestätigt-Zustand und/oder der zweite Abweichung-bestätigt-Zustand bestätigt ist, die Identifizierungseinheit einen abweichenden Sensor identifiziert.
Die Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung nach Anspruch 1, wobei: das erste Ausgangssignal und das dritte Ausgangssignal von Zeitdaten zum Zeitpunkt der Ausgabe begleitet sind; die arithmetische Verarbeitungseinrichtung eine erste CPU und eine zweite CPU enthält; die erste CPU eine erste Sensorwerteingangseinheit enthält; die zweite CPU eine zweite Sensorwerteingangseinheit enthält; der erste Sensor, der zweite Sensor und der dritte Sensor mit der ersten Sensorwerteingangseinheit verbunden sind, und das erste Ausgangssignal, das zweite Ausgangssignal und das dritte Ausgangssignal der ersten Sensorwerteingangseinheit zugeleitet sind; der erste Sensor und der dritte Sensor mit der zweiten Sensorwerteingangseinheit verbunden sind, und das erste Ausgangssignal und das dritte Ausgangssignal der zweiten Sensorwerteingangseinheit zugeleitet sind; die erste CPU eine lineare Korrektur auf der Grundlage einer Differenz zwischen den Zeitdaten des ersten Ausgangssignals und den Zeitdaten des dritten Ausgangssignals derart ausführt, dass ein Wert des ersten Ausgangssignals oder ein Wert des dritten Ausgangssignals approximiert wird; und die erste CPU das erste Ausgangssignal oder das dritte Ausgangssignal, das korrigiert ist, zu der ersten Vergleichseinheit überträgt.
Die Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung nach Anspruch 1, wobei: die arithmetische Verarbeitungseinrichtung eine erste CPU und eine zweite CPU enthält; die erste CPU eine erste Zwischen-Microcomputer-Kommunikationseinheit und eine erste Sensorwerteingangseinheit enthält; die zweite CPU eine zweite Zwischen-Microcomputer-Kommunikationseinheit und eine zweite Sensorwerteingangseinheit enthält; die erste Zwischen-Microcomputer-Kommunikationseinheit Daten mit der zweiten Zwischen-Microcomputer-Kommunikationseinheit austauscht; der erste Sensor, der zweite Sensor und der dritte Sensor mit der ersten Sensorwerteingangseinheit verbunden sind, und das erste Ausgangssignal, das zweite Ausgangssignal und das dritte Ausgangssignal der ersten Sensorwerteingangseinheit zugeleitet sind; die zweite Zwischen-Micorcomputer-Kommunikationseinheit einen arithmetischen Operationszyklus der zweiten CPU an die erste CPU übermittelt; der erste Sensor und der dritte Sensor mit der zweiten Sensorwerteingangseinheit verbunden sind, und das erste Ausgangssignal und das dritte Ausgangssignal der zweiten Sensorwerteingangseinheit zugeleitet sind; die erste CPU eine lineare Korrektur auf der Grundlage des arithmetischen Operationszyklus der zweiten CPU, der aus der zweiten Zwischen-Microcomputer-Kommunikationseinheit erfasst wird, und auf der Grundlage eines arithmetischen Operationszyklus der ersten CPU derart ausführt, dass ein Wert des ersten Ausgangssignals oder ein Wert des dritten Ausgangssignals approximiert wird; und die erste CPU das erste Ausgangssignal oder das dritte Ausgangssignal, das korrigiert ist, zu der ersten Vergleichseinheit überträgt.
Die Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung nach Anspruch 1, wobei: die arithmetische Verarbeitungseinrichtung eine erste CPU und eine zweite CPU enthält; die erste CPU eine erste Auslösesignalerzeugungseinheit und eine erste Auslösesignalempfangseinheit enthält; die zweite CPU eine zweite Auslösesignalerzeugungseinheit enthält; die erste Auslösesignalerzeugungseinheit ein erstes Auslösesignal erzeugt, das bewirkt, dass der erste Sensor das erste Sensorsignal ausgibt, und die erste Auslösesignalempfangseinheit ein zweites Auslösesignal, das von der zweiten Auslösesignalerzeugungseinheit erzeugt ist, erfasst; die zweite Auslösesignalerzeugungseinheit das zweite Auslösesignal erzeugt, das bewirkt, dass der dritte Sensor das dritte Sensorsignal in einem anderen Zyklus aus der ersten Auslösesignalerzeugungseinheit ausgibt; und die erste CPU einen Zeitverzug zwischen den arithmetischen Operationszyklen der ersten CPU und der zweiten CPU auf der Grundlage einer Differenz zwischen Erfassungszeitpunkten des ersten Auslösesignals oder des dritten Auslösesignals ermittelt.
Die Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung nach Anspruch 13, wobei: die erste CPU eine lineare Korrektur auf der Grundlage eines Zeitverzugs des ersten Auslösesignals oder des dritten Auslösesignals derart ausführt, dass ein Wert des ersten Ausgangssignals oder ein Wert des dritten Ausgangssignals approximiert wird; und die erste CPU das erste Ausgangssignal oder das dritte Ausgangssignal, das korrigiert ist, zu der ersten Vergleichseinheit überträgt.
Die Steuereinrichtung einer elektrischen Servolenkeinrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Schwellenwert größer als der zweite Schwellenwert ist.
Eine elektrische Servolenkeinrichtung, mit: einem Lenkmechanismus; einem ersten Sensor, einem zweiten Sensor und einem dritten Sensor, die in dem Lenkmechanismus vorgesehen sind und eine physikalische Größe bezüglich eines Lenkzustands erfassen; einem Elektromotor, der über den Lenkmechanismus eine Lenkkraft auf ein Lenkrad ausübt; und einer Steuereinrichtung, die den Elektromotor steuert, wobei: die Steuereinrichtung aufweist: eine erste Vergleichseinheit, die eine Differenz zwischen einem ersten Ausgangssignal, das von dem ersten Sensor ausgegeben wird, der eine physikalische Größe bezüglich eines Lenkzustands erfasst, und einem zweiten Ausgangssignal, das von dem zweiten Sensor ausgegeben wird, der eine physikalische Größe bezüglich des Lenkzustands erfasst, mit einem ersten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln, und die eine Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und einem dritten Ausgangssignal, das aus dem dritten Sensor ausgegeben wird, der eine physikalische Größe bezüglich des Lenkzustands erfasst, mit einem zweiten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln; eine erste Fehlerdiagnoseeinheit, die auf der Grundlage eines Ergebnisses der ersten Vergleichseinheit einen abweichenden Sensor aus dem ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor ermittelt; und eine erste Treibersteuereinheit, die ein Treibersteuersignal zur Ansteuerung des Elektromotors unter Anwendung von Ausgangswerten aus zwei normalen Sensoren, die aus dem ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor nicht als abweichende Sensoren ermittelt sind, erzeugt.
Eine elektronische Steuereinrichtung, mit: einer ersten Vergleichseinheit, die eine Differenz zwischen einem ersten Ausgangssignal, das von einem ersten Sensor ausgegeben wird, und einem zweiten Ausgangssignal, das von einem zweiten Sensor ausgegeben wird, mit einem ersten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln, und die eine Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und einem dritten Ausgangssignal, das von einem dritten Sensor ausgegeben wird, mit einem zweiten Schwellenwert vergleicht, um eine Größenbeziehung zu ermitteln; einer ersten Fehlerdiagnoseeinheit, die auf der Grundlage eines Ergebnisses der ersten Vergleichseinheit einen abweichenden Sensor aus dem ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor ermittelt; und einer ersten Treibersteuereinheit, die ein Treibersteuersignal zur Ansteuerung des Elektromotors unter Anwendung von Ausgangswerten aus zwei normalen Sensoren, die aus dem ersten Sensor, dem zweiten Sensor und dem dritten Sensor als nicht abweichende Sensoren ermittelt sind, erzeugt.