(57)【要約】  電動パワーステアリング装置において、ＣＰＵの異常を監視すると共に、ＣＰＵの異常時にモータを駆動する駆動信号を制御する監視制御手段を有し、監視制御手段にはモータの駆動を停止させる第１制御モードと、ＣＰＵの駆動信号に代わる駆動信号を制限する暫定駆動信号でモータを継続制御する第２制御モードがあり、監視制御手段がＣＰＵの異常を検出すると、監視制御手段は、第２制御モードを選択してＣＰＵの駆動信号に代わる暫定駆動信号でモータを継続制御し、第２制御モードでの制御後に、第１制御モードを選択してモータの駆動を停止させる。
2013061391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者により操舵ハンドルに加えられる操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、ステアリング系に動力を与え、運転者による操舵力を補助するモータと、
前記操舵トルクセンサの検出した操舵トルクに応じて前記モータを駆動する駆動信号を出力するＣＰＵとを備える電動パワーステアリング装置において、
前記ＣＰＵの異常を監視すると共に、前記ＣＰＵの異常時に前記モータを駆動する駆動信号を制御する監視制御手段を有し、
前記監視制御手段には前記モータの駆動を停止させる第１制御モードと、前記ＣＰＵの駆動信号に代わる駆動信号を制限する暫定駆動信号で前記モータを継続制御する第２制御モードがあり、
前記監視制御手段が前記ＣＰＵの異常を検出すると、
前記監視制御手段は、前記第２制御モードを選択して前記ＣＰＵの駆動信号に代わる暫定駆動信号で前記モータを継続制御し、前記第２制御モードでの制御後に、前記第１制御モードを選択して前記モータの駆動を停止させるようにしたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記監視制御手段は第２制御モードを選択している時間が所定の時間よりも長くなった場合に、第１制御モードを選択して前記モータの駆動を停止させることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記監視制御手段は第２制御モードを選択しているときに前記暫定駆動信号が所定の値よりも小さくなった場合に、第１制御モードを選択して前記モータの駆動を停止させることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記暫定駆動信号は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号が、前記操舵ハンドルに加えられる前記操舵トルクの方向に対して、逆方向に前記モータを駆動する場合に、前記モータの駆動を抑制するように前記モータの駆動信号を制限するものであることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記暫定駆動信号は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号に対して前記駆動信号を低減するように制限を加えるものであることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記ＣＰＵにはインターロック手段が接続され、
前記インターロック手段は、前記操舵トルクと前記ＣＰＵが出力する前記駆動信号との関係による駆動許可範囲と駆動禁止範囲を有し、前記操舵トルクと前記駆動信号が駆動許可範囲内にあるときは前記駆動信号をそのまま伝達し、駆動禁止範囲内にあるときは前記駆動信号に制限を加え駆動禁止範囲外になるように制限し、
前記監視制御手段は、前記第２制御モードを選択して前記ＣＰＵの駆動信号に代わる暫定駆動信号で前記モータを継続制御するときは、前記インターロック手段で駆動禁止範囲外になるように制限された暫定駆動信号で前記モータを継続制御するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記ＣＰＵには駆動信号制限手段が接続され、前記駆動信号制限手段は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号を、前記監視制御手段の第２制御モード選択時の信号により制限して、前記暫定駆動信号を得ることを特徴とする請求項５記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記駆動信号制限手段は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号を、前記監視制御手段の第２制御モード選択時の信号により時間の経過と共に徐々に低下させて、前記暫定駆動信号を得ることを特徴とする請求７記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記駆動信号制限手段は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号を、前記監視制御手段の第２制御モード選択時の信号により車速センサの車速信号の変化に伴い徐々に低下させて、前記暫定駆動信号を得ることを特徴とする請求７記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記駆動信号制限手段は、前記ＣＰＵから出力されり前記モータの駆動信号を、前記監視制御手段の第２制御モード選択時の信号により前記操舵トルクの変化に伴い徐々に低下させて、前記暫定駆動信号を得ることを特徴とする請求７記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
前記操舵トルクセンサの検出した操舵トルクに応じて前記モータを駆動する駆動信号を出力する前記ＣＰＵと共に、
前記操舵トルクに応じて前記モータを駆動する駆動信号を出力する駆動信号生成手段を設け、
前記監視制御手段が前記ＣＰＵの異常を検出すると、前記監視制御手段の第２制御モード選択時の信号により、前記モータを駆動する駆動信号として、前記駆動信号生成手段が出力する駆動信号を選択し、暫定駆動信号とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、運転者の操舵トルクに基づいてモータを駆動制御し、モータが発生する動力により運転者の操舵トルクを軽減する電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置は、操舵トルク信号，車速などの情報に応じて、モータを駆動して、運転者の操舵力を軽減する機能を実現するものである。モータを制御するメインＣＰＵ（Central  Processing  Unit）に異常が発生した場合は、安全性を確保するためにモータの出力を制限する必要がある。一方、メインＣＰＵの異常の有無に関係なく、モータの出力を制限する方法としては、（操舵）トルク信号とモータ駆動電流信号の関係に対して出力を禁止する範囲を定め、この出力禁止範囲にある場合に、モータ出力を禁止するいわゆるインターロック手段による方法がある。又は、モータを制御するメインＣＰＵを監視するサブＣＰＵを設け、サブＣＰＵがメインＣＰＵの異常を検出した場合に、モータ通電を停止する方法があった。【０００３】
さらには、モータ駆動を停止すると、ハンドルを回転させることが困難となり、車両の走行自体ができない可能性もあるので、故障の内容に応じてできる限り継続制御を行うものもあった。例えばメイントルク信号が異常な場合に、サブトルク信号を用いて制御を継続させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２８５４９０号明細書
【特許文献２】特開２００３−２６０２４号公報
【特許文献３】特開２００５−２７１８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のシステムにおいては、トルク信号とモータ駆動電流信号の関係に対して出力を禁止する範囲を定め、この出力禁止範囲にある場合に、モータ出力を禁止するいわゆるインターロック手段による方法であった。インターロック手段はモータの出力を制限するが、ＣＰＵ異常の判定は行わないため、運転者がイグニションキーをオフするまでＣＰＵが異常な状態でモータの駆動を継続していた。【０００６】
特許文献２のシステムにおいては、メインＣＰＵを監視するサブＣＰＵを設け、メインＣＰＵが異常な時にモータ駆動を停止するものであった。そのためメインＣＰＵの異常発生時には継続制御はできず、パワーステアリング機能が喪失し、運転者は自力で操舵しなければならなかった。また、特許文献３では、故障の内容に応じて、代替制御をできる限り継続するものであるが、ＣＰＵ異常の場合は代替制御不可能であり、特許文献２と同様に自力で操舵しなければならなかった。【０００７】
この発明はかかる問題を解決するためになされたもので、ＣＰＵの異常が発生するとこれを検出して、モータの駆動出力を制限し、最低限のパワーステアリング機能を確保し、前記駆動出力の制限後にモータ駆動を停止できる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の電動パワーステアリング装置は、運転者により操舵ハンドルに加えられる操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、ステアリング系に動力を与え、運転者による操舵力を補助するモータと、前記操舵トルクセンサの検出した操舵トルクに応じて前記モータを駆動する駆動信号を出力するＣＰＵとを備える電動パワーステアリング装置において、前記ＣＰＵの異常を監視すると共に、前記ＣＰＵの異常時に前記モータを駆動する駆動信号を制御する監視制御手段を有し、前記監視制御手段には前記モータの駆動を停止させる第１制御モードと、前記ＣＰＵの駆動信号に代わる駆動信号を制限する暫定駆動信号で前記モータを継続制御する第２制御モードがあり、前記監視制御手段が前記ＣＰＵの異常を検出すると、前記監視制御手段は、前記第２制御モードを選択して前記ＣＰＵの駆動信号に代わる暫定駆動信号で前記モータを継続制御し、前記第２制御モードでの制御後に、前記第１制御モードを選択して前記モータの駆動を停止させるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係わる電動パワーステアリング装置よれば、ＣＰＵの異常が発生するとこれを検出して、モータの駆動出力を制限し、最低限のパワーステアリング機能を確保し、前記駆動出力の制限後にモータ駆動を停止できる。そのため、ＣＰＵの異常が発生しても、最低限のパワーステアリング機能を確保した後に、モータ駆動を停止できる。この発明の上記以外の目的、特徴、観点及び効果は、図面を参照する以下のこの発明の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１における電動パワーステアリング装置を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１におけるインターロック機能図である。
【図３】実施の形態１におけるサブCPUの動作を説明するフローチャートである。
【図４】実施の形態２における電動パワーステアリング装置を示すブロック図である。
【図５】実施の形態２における暫定駆動信号のタイムチャートである。
【図６】実施の形態３における電動パワーステアリング装置を示すブロック図である。
【図７】実施の形態３における暫定駆動信号の導出を説明するタイムチャートである。
【図８】実施の形態４における電動パワーステアリング装置を示すブロック図である。
【図９】実施の形態４における暫定駆動信号の導出を説明するタイムチャートである。
【図１０】実施の形態５における電動パワーステアリング装置を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態５における第２の駆動信号生成手段の出力特性図である。
【図１２】実施の形態５における駆動信号切替え手段の動作を示す図である。
【図１３】実施の形態５における他の電動パワーステアリング装置を示すブロック図で、第２の駆動信号生成手段をサブＣＰＵに内蔵したものである。
【図１４】実施の形態６における電動パワーステアリング装置を示すブロック図で、他の監視制御回路を示す。
【図１５】実施の形態６における通信監視回路を示すブロック図である。
【図１６】実施の形態６におけるタイマ回路を示すブロック図である。
【図１７】実施の形態６における図１６のタイマ回路の動作を説明する波形図である。
【図１８】実施の形態６におけるトルク信号監視回路を示すブロック図である。
【図１９】実施の形態６における図１８のトルク信号監視回路の動作を説明する波形図である。
【図２０】実施の形態６における駆動回路制御回路を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明における電動パワーステアリング装置を示すブロック図である。電動パワーステアリング装置の制御ユニット１には、車に搭載された車速センサ５、操舵トルクセンサ６、モータ７が接続されている。車速センサ５は、車両の速度を検出して車速信号を出力する。操舵トルクセンサ６は運転者により操舵ハンドルに加えられる操舵トルクを検出して操舵トルク信号を出力する。前記モータ７は車両のステアリング（操舵装置）系に動力を与え、運転者による操舵力を補助する。制御ユニット１は、メインＣＰＵ（メインマイコン）２，サブＣＰＵ（サブマイコン）３，モータ７の駆動回路４，及びインターロック手段８から主に構成されている。メインＣＰＵ２には、車速センサ５からの車速信号及び操舵トルクセンサ６からの操舵トルク信号が入力され、これら情報に応じてモータ７を駆動する目標駆動電流を算出し、駆動電流信号（駆動信号）を出力すると共に、実駆動電流が目標駆動電流と一致するように制御するものである。
【００１２】
モータ７を駆動するための駆動電流信号はライン２１に出力され、インターロック手段８に伝達される。インターロック手段８は、例えば、図２のように、操舵トルク信号と駆動電流信号との関係による駆動許可範囲と駆動禁止範囲を有し、ライン３１から入力された（操舵）トルク信号とメインＣＰＵからの駆動電流信号が駆動許可範囲内にあるときに、駆動電流信号をそのまま駆動回路４に伝達し、駆動禁止範囲内にあるときは駆動電流信号に制限を加え（例えばモータの駆動を抑制又は停止し）、駆動禁止範囲外になるようにする。つまり、インターロック手段８の特性は、モータ７の駆動電流信号が、操舵ハンドルに加えられる操舵トルク信号の方向に対して、逆方向にモータ７を駆動する場合に、モータ７の駆動を抑制するようにモータ７の駆動電流信号を制限するものである。
【００１３】
インターロック手段８は、通常時と（メインＣＰＵの）異常時で、同じ駆動許可範囲と駆動禁止範囲を有し、駆動電流信号を制御するが、異常時は、駆動禁止範囲内に入る確率が多くなり、駆動電流信号に制限を加え、駆動禁止範囲外になるようにする。そのため、インターロック手段８より出力される駆動電流信号は、メインＣＰＵ２が異常になった場合、モータ７への駆動出力が駆動禁止範囲外に制限され、暫定駆動電流信号となる。この場合、暫定駆動信号は、モータ７の駆動信号が、操舵ハンドルに加えられる操舵トルク信号の方向に対して、逆方向にモータ７を駆動する場合に、モータ７の駆動を抑制するようにモータ７の駆動信号を制限するものである。
【００１４】
駆動回路４は入力された駆動電流信号に従い、Ｈブリッジ回路のスイッチング素子を駆動して、モータ７を正転、逆転させる。また、駆動回路４はモータに流れる電流を測定し、実駆動電流として、ライン２２を介してメインＣＰＵ２とインターロック手段８に伝達する。一方、メインＣＰＵ２とサブＣＰＵ３はライン２３を介し継続的に通信を行い、両ＣＰＵは互いの動作が正常か否か相互監視を行う。サブＣＰＵ３は監視制御手段であり、メインＣＰＵ２の異常を監視すると共に、メインＣＰＵ２の異常時にモータ７を駆動する駆動電流信号を制御する。サブＣＰＵ３には、モータ７の駆動を停止させるように制御する第１制御モードと、メインＣＰＵの駆動電流信号に代わる暫定駆動電流信号でモータ７を継続制御する第２制御モードがある。
【００１５】
サブＣＰＵ３はメインＣＰＵ２の異常を検出すると、第２制御モードを選択し、ライン２４を経由して駆動回路４を制御し、メインＣＰＵの駆動電流信号に代わるインターロック手段８より出力される暫定駆動電流信号の通過を許可し、モータ７を継続制御する。その後、サブＣＰＵ３は、所定の条件が成立した場合、例えば、トルク信号が中立になりモータの駆動が停止した場合、つまり、操舵トルクセンサ６のトルク信号がゼロになったことをライン３２経由で受信したとき、第１制御モードを選択し、ライン２４を介して駆動回路４を停止させ、モータ７の駆動を停止するように動作する。前記所定の条件が成立した場合は、例えば、サブＣＰＵ３がメインＣＰＵ２の異常を検出してから、所定時間経過後、又は車速が所定値以下になったときでもよい。
【００１６】
サブＣＰＵ３の動作を図３のフローチャートで説明する。フローチャートにおいて、エラーフラグＥＦ，制御モードＣＭ，駆動制御ＤＣを変数として用いる。エラーフラグＥＦはサブＣＰＵ３がメインＣＰＵ２の異常を検出したかどうかを意味し、０のときは検出していない状態、１のときは検出した状態である。制御モードＣＭはサブＣＰＵ３の制御モードを意味し、０のときはメインＣＰＵ２の異常を検出していない状態、１のときは駆動回路４を停止させる第１制御モード、２のときはメインＣＰＵ２の異常を検出した第２制御モードである。駆動制御ＤＣはサブＣＰＵ３が出力する駆動回路４の制御信号の状態を意味する。
【００１７】
図３において、ステップＳ１は変数の初期化処理で、起動時に１回のみ実行される。ここで、エラーフラグＥＦを０、制御モードＣＭを０、駆動制御ＤＣを駆動許可に設定する。ステップＳ１の実行後、ステップＳ２に遷移する。ステップＳ２はメインＣＰＵ２からの受信データの有無をチェックしており、受信データありの場合はステップＳ３に分岐し、受信データなしの場合はステップＳ５に分岐する。ステップＳ３はメインＣＰＵ２から受信したデータをサブＣＰＵ３に内蔵されたＲＡＭに格納する受信処理を行う。ステップＳ３の実行後、ステップＳ４に遷移する。
【００１８】
ステップＳ４はステップＳ３にてＲＡＭに格納されたデータを、予めサブＣＰＵ３に内蔵されたＲＯＭに保持されている所定のデータと比較し、一致する場合は受信データ不整合なしとしてステップＳ１１に分岐し、一致しない場合は受信データ不整合ありとしてステップＳ６に分岐する。なお、サブＣＰＵ３に内蔵されたＲＯＭに保持されている所定データの内容は、メインＣＰＵ２が正常時にサブＣＰＵ３が受信するデータと同一とする。ステップＳ５では、前回のメインＣＰＵ２からの受信が発生してからの経過時間を計測し、経過時間が１秒間以上継続した場合にステップＳ６に分岐し、経過時間が１秒間未満の場合はステップＳ１１に分岐する。
【００１９】
ステップＳ６では、メインＣＰＵ２との通信結果により、異常があると判定し、エラーフラグＥＦを１に設定する。ステップＳ６の実行後、ステップＳ１１に遷移する。ステップＳ１１では、エラーフラグＥＦを参照してメインＣＰＵ２の異常の判定を行っており、エラーフラグＥＦが０のときは正常であると判定して、ステップＳ２に分岐する、エラーフラグＥＦが１のときは異常であると判定して、ステップＳ１２に分岐する。ステップＳ１２では、制御モードＣＭを参照して、サブＣＰＵ３の制御モードの判定を行っており、制御モードＣＭが０のときは、今回異常を判定したとしてステップＳ１３に分岐し、制御モードＣＭが０以外の場合は、ステップＳ１４に分岐する。
【００２０】
ステップＳ１３では、制御モードＣＭを２に設定し、サブＣＰＵ３を第２制御モードにする。ステップＳ１３の実行後、ステップＳ２に遷移する。ステップＳ１４では、制御モードＣＭを参照して、制御モードＣＭが２のときはステップＳ１５に分岐し、制御モードＣＭが１のときはステップＳ２に分岐する。ステップＳ１５では、トルク信号を監視しており、トルク信号が中立であればステップＳ１６に分岐し、トルク信号が中立以外であればステップＳ２に分岐する。なお、トルク信号中立は、トルク信号が±１Ｎｍの範囲にあるときに中立であると判定する。ステップＳ１６では、制御モードＣＭを１に設定してサブＣＰＵ３を第１制御モードにし、駆動制御ＤＣを駆動禁止に設定して駆動回路４を停止させる。ステップＳ１６の実行後、ステップＳ２に遷移する。
【００２１】
従来のサブＣＰＵを用いた装置では、メインＣＰＵ２の異常を検出すると、直ちにモータ駆動を停止していたが、この発明では、サブＣＰＵ３は第２制御モードを選択し、インターロック手段８で制御された暫定駆動電流信号により安全な範囲でモータ７の駆動を継続することが可能となり、モータ７の駆動の継続後、モータ７の駆動を停止するものである。また、従来のインターロック手段を用いた装置では、インターロック手段はモータの出力を制限するが、ＣＰＵ異常の判定は行わないため、運転者がイグニションキーをオフするまでＣＰＵが異常な状態でモータの駆動を継続していたが、この発明ではサブＣＰＵ３が第２制御モードを選択した後に、所定の条件が成立した場合、第１制御モードを選択して電動パワーステアリング装置の機能を停止させることが可能となる。
【００２２】
実施の形態２．  
実施の形態１では、サブＣＰＵ３はメインＣＰＵ２の異常を検知すると、インターロック手段８で出力された駆動信号を暫定駆動信号として通過を許可しモータ７の出力を制限していたが、モータ７の駆動信号に徐々に制限を加えた後に、電動パワーステアリング装置の機能を停止させても良い。図４は実施の形態２における電動パワーステアリング装置を示すブロック図である。図において、同一符号は同一又は相当部分を示して、説明を省略する。以下、各図において、同様とする。
【００２３】
駆動信号制限手段９は、メインＣＰＵ２の異常を検出したサブＣＰＵ３の信号に従って、メインＣＰＵ２が出力するモータ７の駆動信号を制限（低減）した暫定駆動信号を出力するものである。駆動信号制限手段９は、サブＣＰＵ３がメインＣＰＵ２の異常を検出していない場合は制限を加えないが、異常を検出して第２制御モードを選択した場合は、時間とともに制限を加える。具体的には、図５に示すように、駆動信号制限手段９は、ライン２１より入力されるメインＣＰＵ２の駆動信号とライン２５から入力される駆動制限信号（サブＣＰＵ３が第２制御モードを選択したときの信号）の論理積（ＡＮＤ回路）を演算し、ライン２６に出力するもので、サブＣＰＵ３が駆動制限信号の単位時間当りのオフ状態の比率を徐々に増やしていくことにより、電動パワーステアリング装置の機能を時間の経過と共に徐々に停止させる。駆動信号制限手段９の出力が完全に停止した後（サブＣＰＵ３が異常を検出してから例えば、１０分後）、サブＣＰＵ３は第１制御モードを選択し、ライン２４を介して駆動回路４を停止させることにより、運転者に急激な操舵力の変化を与えることなく、電動パワーステアリング装置の機能を停止させることができる。
【００２４】
実施の形態３．
実施の形態２では、暫定駆動信号の制限を時間の経過に従い増やしていたが、サブＣＰＵ３に車速信号を入力して、その信号に応じて変化させても良い。図６は、実施の形態３における電動パワーステアリング装置を示すブロック図である。サブＣＰＵ３は車速センサ５に接続され、車速信号が入力される。サブＣＰＵ３は、図７に示すように、入力された車速信号が０であることを検出する毎に、駆動制限信号の単位時間当たりのオフ状態の比率を徐々に増やしていくことにより、電動パワーステアリング装置の機能を徐々に停止させる。
【００２５】
つまり、駆動信号制限手段９は、ライン２１より入力される駆動信号（図５の最上段の信号）とライン２５から入力される駆動制限信号（図７の中段の信号）の論理積を演算しライン２６に出力するもので、サブＣＰＵ３が車速信号０を検出する毎（車速信号が変化する毎）に、駆動制限信号の単位時間当たりのオフ状態の比率を徐々に増やしていくことにより、電動パワーステアリング装置の機能を徐々に停止させる。駆動信号制限手段９の出力（暫定駆動信号）が停止した後（又は、停止と見なしてよい後、例えば、車速０の検出回数が４回後）、サブＣＰＵ３は第１制御モードを選択し、ライン２４を介して駆動回路４を停止することにより、運転者に急激な操舵力の変化を与えることなく、電動パワーステアリング装置の機能を停止させることができる。また、駆動信号制限手段９の出力が所定の大きさより小さくなったときに、電動パワーステアリング装置の機能を停止させてもよい。
【００２６】
実施の形態４．
実施の形態２では、暫定駆動信号の制限を時間の経過に従い増やしていったが、サブＣＰＵ３にトルク信号を入力して、その信号に応じて変化させても良い。図８は実施の形態４における電動パワーステアリング装置を示すブロック図である。サブＣＰＵ３はトルクセンサ６に接続され、トルク信号が入力される。サブＣＰＵ３は、図９に示すように、トルク信号の方向が反転したことを検出する毎に、駆動制限信号の単位時間当たりのオフ状態の比率を徐々に増やしていくことにより、電動パワーステアリング装置の機能を徐々に停止させることを実現する。
【００２７】
つまり、駆動信号制限手段９は、ライン２１より入力される駆動信号（図５の最上段の信号）とライン２５から入力される駆動制限信号（図９の中段の信号）の論理積を演算しライン２６に出力するもので、サブＣＰＵ３がトルク信号の方向が反転したことを検出する毎（トルク信号が変化する毎）に、駆動制限信号の単位時間当たりのオフ状態の比率を徐々に増やしていくことにより、電動パワーステアリング装置の機能を徐々に停止させる。駆動信号制限手段９の出力（暫定駆動信号）が停止した後（又は、停止と見なしてよい後、例えば、トルク信号の方向が反転した回数が２０回後）、サブＣＰＵ３は第１制御モードを選択し、ライン２４を介して駆動回路４を停止することにより、運転者に急激な操舵力の変化を与えることなく、電動パワーステアリング装置の機能を停止させることができる。
【００２８】
実施の形態５．
実施の形態１〜実施の形態４では、サブＣＰＵ３が第２制御モードを選択した後も、ライン２１を介してメインＣＰＵ２が出力する駆動信号に基づいた暫定駆動信号を使用していたが、メインＣＰＵ２から独立した手段により生成した駆動信号に基づいてモータ７を駆動しても良い。図１０は実施の形態５における電動パワーステアリング装置を示すブロック図である。第２の駆動信号生成手段１０は、図１１に示すように（操舵）トルク信号に応じて、モータ７を駆動する方向と大きさを算出し、モータ７の駆動信号として出力する。右方向に操舵した場合、操舵トルクに応じてモータ７を右方向へ駆動する信号を発生させ、左方向に操舵した場合、操舵トルクに応じてモータ７を左方向へ駆動する信号を発生させる。出力する信号の大きさは、ＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）信号のＤＵＴＹ値により設定する。
【００２９】
サブＣＰＵ３はメインＣＰＵ２の異常を検出すると、実施の形態１で示すように、第２制御モードを選択する。駆動信号切替え手段１１には、サブＣＰＵ３が第２制御モードを選択したか否かの判定結果を反映した切替え信号がライン２７を介して入力される。図１２に示すように、駆動信号切替え手段１１は、切替え信号が第２制御モード以外のときは、ライン２１を介して入力されるメインＣＰＵ２が出力する駆動信号を選択し、第２制御モードのときは、ライン２８を介して入力される第２の駆動信号生成手段１０が出力する駆動信号を選択し、ライン２９に出力する。駆動信号切替え手段１１を用いることにより、暫定駆動信号はメインＣＰＵ２のみに依存しないため、サブＣＰＵ３が第２制御モードを選択した場合に、より安定した操舵補助トルクを発生させることができる。
【００３０】
なお、図１０に示したブロック図では、第２の駆動信号生成手段１０をサブＣＰＵ３とは独立した構成で記述しているが、図１３に示すように、サブＣＰＵ３に内蔵してもよい。
【００３１】
実施の形態６．
実施の形態１〜５では、メインＣＰＵ２を監視し、メインＣＰＵ２の異常時にモータ７を駆動する駆動信号を制御する監視制御手段としてサブＣＰＵ３を用いていたが、ＣＰＵを用いなくても実現できる。図１４は実施の形態１のサブＣＰＵ３を監視制御回路４１に置き換えたものであり、監視制御回路４１は、通信監視回路４２、トルク信号監視回路４３、駆動回路制御回路４４を備える。なお、メインＣＰＵ２との通信は、受信のみを行う。
【００３２】
通信監視回路４２は、図１５に示すように、タイマ回路４２１、ＲＡＭ４２２、ＲＯＭ４２３、比較器４２４、エラー判定回路４２５、出力保持回路４２６より構成される。メインＣＰＵ２からの受信信号は、ライン２３を介してタイマ回路４２１とＲＡＭ４２２に入力される。タイマ回路４２１は、図１６に示すように、一般的なＣＲ回路４２１ａと、ライン２３から入力されるメインＣＰＵ２からの受信信号がＬからＨに変化した際にコンデンサＣ１に蓄積された電荷を放電するリセット回路４２１ｂと、コンデンサＣ１の電位が抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２により設定される所定値Ｔよりも大きくなった場合に出力をＨにする判定回路４２１ｃより構成されている。ここで、所定値Ｔは、異常な状態であることを確実に判定できる時間（例えば１秒）とする。
【００３３】
図１７に示すように、ＣＲ回路４２１ａのコンデンサＣ１の電位は、時間と共に増加するが、メインＣＰＵ２からの受信信号があった場合はリセット回路４２１ｂのトランジスタＴｒ１がＯＮして電位が低下する。しかし、メインＣＰＵ２からの受信信号がなかった場合は、コンデンサＣ１の電位が増大し続け、所定値Ｔを超えるため、判定回路４２１ｃの出力はＨとなる。したがって、判定回路４２１ｃの出力のＨを１、Ｌを０とすると、所定値Ｔに相当する過去の時点から現時点の間にメインＣＰＵ２からの受信信号があった場合はライン３３に０を出力し、受信信号がなかった場合はライン３３に１を出力するタイマ回路４２１が実現できる。
【００３４】
図１５に示すように、メインＣＰＵ２からの受信信号は、ＲＡＭ４２２に格納され保持される。また、ＲＯＭ４２３はメインＣＰＵ２が正常時に送信するデータを予め格納しているメモリである。比較器４２４はＲＡＭ４２２とＲＯＭ４２３を比較し、一致する場合に０を出力し、異なる場合に１を出力するものである。これにより、メインＣＰＵ２から送信されるデータが正常な場合は、比較器４２４の出力は０となり、メインＣＰＵ２から送信されるデータが異常な場合は、比較器４２４の出力は１となる。
【００３５】
エラー判定回路４２５はタイマ回路４２１の出力と比較器４２４の出力を論理和して出力するものである。また、出力保持回路４２６は、入力Ｓに入力される信号が０のとき出力Ｑを前回値保持とし、入力Ｓに入力される信号が１のとき出力Ｑを１に設定するＳＲフリップフロップ回路で構成されている。なお、ＳＲフリップフロップ回路の出力Ｑは、システムの起動時は０に初期化されるものとする。これにより、メインＣＰＵ２が正常なデータを定期的に送信しているときは０を出力し、メインＣＰＵ２が送信するデータが異常な場合、またはメインＣＰＵ２がデータを送信しない場合は１を出力し、以後１を出力する状態を保持する通信監視回路４２が実現される。
【００３６】
トルク信号監視回路４３は図１８のようにウインドウコンパレータにより構成される。抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４により設定される電圧を所定値ＴｒｑＨ、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６により設定される電圧を所定値ＴｒｑＬとする。ここで、所定値ＴｒｑＨはトルク信号換算で０Ｎ・ｍよりも高い値（例えば１Ｎ・ｍ）とし、所定値ＴｒｑＬはトルク信号換算で０Ｎ・ｍよりも低い値（例えば−１Ｎ・ｍ）とすると、ライン３２を介して入力されるトルク信号が所定値ＴｒｑＨよりも小さく、所定値ＴｒｑＬよりも大きい場合は、トルク信号監視回路４３の出力はＨとなる。また、トルク信号が所定値ＴｒｑＨよりも大きい場合、またはトルク信号が所定値ＴｒｑＬよりも小さい場合は、トルク信号監視回路４３の出力はＬとなる。
【００３７】
したがって、回路の出力のＨを１、Ｌを０とすると、図１９に示すように、トルク信号が中立（所定値ＴｒｑＨと所定値ＴｒｑＬの間）にある場合はライン３４に１を出力し、トルク信号が中立から外れている場合はライン３４に０を出力するトルク信号監視回路４３が実現できる。
【００３８】
駆動回路制御回路４４は図２０のように、論理積回路４４ａと出力保持回路４４ｂより構成される。ライン３３から入力される信号とライン３４から入力される信号は論理積回路４４ａにより論理積され、出力保持回路４４ｂに出力される。出力保持回路４４ｂは、入力Ｓに入力される信号が０のとき出力Ｑを前回値保持とし、入力Ｓに入力される信号が１のとき出力Ｑを１に設定するＳＲフリップフロップ回路で構成されている。なお、ＳＲフリップフロップ回路の出力Ｑは、システムの起動時は０に初期化されるものとする。出力Ｑはライン２４を介して駆動回路４に出力される。
【００３９】
以上の構成により、メインＣＰＵ２からの受信データが異常なとき、または受信が途絶したときにその状態を第２制御モードとして保持し、トルク信号が中立になったときにライン２４を介して第１制御モードとして駆動回路４を停止させる、実施の形態１のサブＣＰＵ３と同等の機能を実現できる。
【００４０】
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年12月4日(2013.12.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者により操舵ハンドルに加えられる操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、ステアリング系に動力を与え、運転者による操舵力を補助するモータと、
前記操舵トルクセンサの検出した操舵トルクに応じて前記モータを駆動する駆動信号を出力するＣＰＵとを備える電動パワーステアリング装置において、
前記ＣＰＵの異常を監視すると共に、前記ＣＰＵの異常時に前記モータを駆動する駆動信号を制御する監視制御手段を有し、
前記監視制御手段には前記モータの駆動を停止させる第１制御モードと、前記ＣＰＵの駆動信号に代わる駆動信号を制限する暫定駆動信号で前記モータを継続制御する第２制御モードがあり、
前記監視制御手段が前記ＣＰＵの異常を検出すると、
前記監視制御手段は、前記第２制御モードを選択して前記ＣＰＵの駆動信号に代わる暫定駆動信号で前記モータを継続制御し、前記第２制御モードでの制御後に、前記第１制御モードを選択して前記モータの駆動を停止させるようにしたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記監視制御手段は第２制御モードを選択している時間が所定の時間よりも長くなった場合に、第１制御モードを選択して前記モータの駆動を停止させることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記監視制御手段は第２制御モードを選択しているときに前記暫定駆動信号が所定の値よりも小さくなった場合に、第１制御モードを選択して前記モータの駆動を停止させることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記暫定駆動信号は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号が、前記操舵ハンドルに加えられる前記操舵トルクの方向に対して、逆方向に前記モータを駆動する場合に、前記モータの駆動を抑制するように前記モータの駆動信号を制限するものであることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記暫定駆動信号は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号に対して前記駆動信号を低減するように制限を加えるものであることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記ＣＰＵにはインターロック手段が接続され、
前記インターロック手段は、前記操舵トルクと前記ＣＰＵが出力する前記駆動信号との関係による駆動許可範囲と駆動禁止範囲を有し、前記操舵トルクと前記駆動信号が駆動許可範囲内にあるときは前記駆動信号をそのまま伝達し、駆動禁止範囲内にあるときは前記駆動信号に制限を加え駆動禁止範囲外になるように制限し、
前記監視制御手段は、前記第２制御モードを選択して前記ＣＰＵの駆動信号に代わる暫定駆動信号で前記モータを継続制御するときは、前記インターロック手段で駆動禁止範囲外になるように制限された暫定駆動信号で前記モータを継続制御するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記ＣＰＵには駆動信号制限手段が接続され、前記駆動信号制限手段は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号を、前記監視制御手段の第２制御モード選択時の信号により制限して、前記暫定駆動信号を得ることを特徴とする請求項５記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記駆動信号制限手段は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号を、前記監視制御手段の第２制御モード選択時の信号により時間の経過と共に徐々に低下させて、前記暫定駆動信号を得ることを特徴とする請求項７記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記駆動信号制限手段は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号を、前記監視制御手段の第２制御モード選択時の信号により車速センサの車速信号の変化に伴い徐々に低下させて、前記暫定駆動信号を得ることを特徴とする請求項７記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記駆動信号制限手段は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号を、前記監視制御手段の第２制御モード選択時の信号により前記操舵トルクの変化に伴い徐々に低下させて、前記暫定駆動信号を得ることを特徴とする請求項７記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
前記操舵トルクセンサの検出した操舵トルクに応じて前記モータを駆動する駆動信号を出力する前記ＣＰＵと共に、
前記操舵トルクに応じて前記モータを駆動する駆動信号を出力する駆動信号生成手段を設け、
前記監視制御手段が前記ＣＰＵの異常を検出すると、前記監視制御手段の第２制御モード選択時の信号により、前記モータを駆動する駆動信号として、前記駆動信号生成手段が出力する駆動信号を選択し、暫定駆動信号とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月10日(2014.10.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者により操舵ハンドルに加えられる操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、ステアリング系に動力を与え、運転者による操舵力を補助するモータと、前記操舵トルクセンサの検出した操舵トルクに応じて前記モータを駆動する駆動信号を出力するＣＰＵとを備える電動パワーステアリング装置において、
前記ＣＰＵの異常を監視すると共に、前記ＣＰＵの異常時に前記モータを駆動する駆動信号を制御する監視制御手段を有し、前記監視制御手段には前記モータの駆動を停止させる第１制御モードと、前記ＣＰＵの駆動信号に代わる駆動信号を制限する暫定駆動信号で前記モータを継続制御する第２制御モードがあり、
前記監視制御手段が前記ＣＰＵの異常を検出すると、前記監視制御手段は、前記第２制御モードを選択して前記ＣＰＵの駆動信号に代わる暫定駆動信号で前記モータを継続制御し、前記第２制御モードでの制御後に、前記第１制御モードを選択して前記モータの駆動を停止させるものであって、
前記監視制御手段は第２制御モードを選択しているときに前記暫定駆動信号が所定の値よりも小さくなった場合に、第１制御モードを選択して前記モータの駆動を停止させることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
運転者により操舵ハンドルに加えられる操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、ステアリング系に動力を与え、運転者による操舵力を補助するモータと、前記操舵トルクセンサの検出した操舵トルクに応じて前記モータを駆動する駆動信号を出力するＣＰＵとを備える電動パワーステアリング装置において、
前記ＣＰＵの異常を監視すると共に、前記ＣＰＵの異常時に前記モータを駆動する駆動信号を制御する監視制御手段を有し、前記監視制御手段には前記モータの駆動を停止させる第１制御モードと、前記ＣＰＵの駆動信号に代わる駆動信号を制限する暫定駆動信号で前記モータを継続制御する第２制御モードがあり、
前記監視制御手段が前記ＣＰＵの異常を検出すると、前記監視制御手段は、前記第２制御モードを選択して前記ＣＰＵの駆動信号に代わる暫定駆動信号で前記モータを継続制御し、前記第２制御モードでの制御後に、前記第１制御モードを選択して前記モータの駆動を停止させるものであって、
前記暫定駆動信号は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号が、前記操舵ハンドルに加えられる前記操舵トルクの方向に対して、逆方向に前記モータを駆動する場合に、前記モータの駆動を抑制するように前記モータの駆動信号を制限するものであることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
運転者により操舵ハンドルに加えられる操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、ステアリング系に動力を与え、運転者による操舵力を補助するモータと、前記操舵トルクセンサの検出した操舵トルクに応じて前記モータを駆動する駆動信号を出力するＣＰＵとを備える電動パワーステアリング装置において、
前記ＣＰＵの異常を監視すると共に、前記ＣＰＵの異常時に前記モータを駆動する駆動信号を制御する監視制御手段を有し、前記監視制御手段には前記モータの駆動を停止させる第１制御モードと、前記ＣＰＵの駆動信号に代わる駆動信号を制限する暫定駆動信号で前記モータを継続制御する第２制御モードがあり、
前記監視制御手段が前記ＣＰＵの異常を検出すると、前記監視制御手段は、前記第２制御モードを選択して前記ＣＰＵの駆動信号に代わる暫定駆動信号で前記モータを継続制御し、前記第２制御モードでの制御後に、前記第１制御モードを選択して前記モータの駆動を停止させるものであって、
前記暫定駆動信号は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号に対して前記駆動信号を低減するように制限を加えるものであり、
前記ＣＰＵには駆動信号制限手段が接続され、前記駆動信号制限手段は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号を、前記監視制御手段の第２制御モード選択時の信号により制限して、前記暫定駆動信号を得ることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記駆動信号制限手段は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号を、前記監視制御手段の第２制御モード選択時の信号により時間の経過と共に徐々に低下させて、前記暫定駆動信号を得ることを特徴とする請求項３記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記駆動信号制限手段は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号を、前記監視制御手段の第２制御モード選択時の信号により車速センサの車速信号の変化に伴い徐々に低下させて、前記暫定駆動信号を得ることを特徴とする請求項３記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記駆動信号制限手段は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号を、前記監視制御手段の第２制御モード選択時の信号により前記操舵トルクの変化に伴い徐々に低下させて、前記暫定駆動信号を得ることを特徴とする請求項３記載の電動パワーステアリング装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明の電動パワーステアリング装置は、運転者により操舵ハンドルに加えられる操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、ステアリング系に動力を与え、運転者による操舵力を補助するモータと、前記操舵トルクセンサの検出した操舵トルクに応じて前記モータを駆動する駆動信号を出力するＣＰＵとを備える電動パワーステアリング装置において、前記ＣＰＵの異常を監視すると共に、前記ＣＰＵの異常時に前記モータを駆動する駆動信号を制御する監視制御手段を有し、前記監視制御手段には前記モータの駆動を停止させる第１制御モードと、前記ＣＰＵの駆動信号に代わる駆動信号を制限する暫定駆動信号で前記モータを継続制御する第２制御モードがあり、前記監視制御手段が前記ＣＰＵの異常を検出すると、前記監視制御手段は、前記第２制御モードを選択して前記ＣＰＵの駆動信号に代わる暫定駆動信号で前記モータを継続制御し、前記第２制御モードでの制御後に、前記第１制御モードを選択して前記モータの駆動を停止させるものであって、前記監視制御手段は第２制御モードを選択しているときに前記暫定駆動信号が所定の値よりも小さくなった場合に、第１制御モードを選択して前記モータの駆動を停止させるようにしたものである。
また、この発明の電動パワーステアリング装置は、運転者により操舵ハンドルに加えられる操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、ステアリング系に動力を与え、運転者による操舵力を補助するモータと、前記操舵トルクセンサの検出した操舵トルクに応じて前記モータを駆動する駆動信号を出力するＣＰＵとを備える電動パワーステアリング装置において、前記ＣＰＵの異常を監視すると共に、前記ＣＰＵの異常時に前記モータを駆動する駆動信号を制御する監視制御手段を有し、前記監視制御手段には前記モータの駆動を停止させる第１制御モードと、前記ＣＰＵの駆動信号に代わる駆動信号を制限する暫定駆動信号で前記モータを継続制御する第２制御モードがあり、前記監視制御手段が前記ＣＰＵの異常を検出すると、前記監視制御手段は、前記第２制御モードを選択して前記ＣＰＵの駆動信号に代わる暫定駆動信号で前記モータを継続制御し、前記第２制御モードでの制御後に、前記第１制御モードを選択して前記モータの駆動を停止させるものであって、前記暫定駆動信号は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号が、前記操舵ハンドルに加えられる前記操舵トルクの方向に対して、逆方向に前記モータを駆動する場合に、前記モータの駆動を抑制するように前記モータの駆動信号を制限するようにしたものである。
さらに、この発明の電動パワーステアリング装置は、運転者により操舵ハンドルに加えられる操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、ステアリング系に動力を与え、運転者による操舵力を補助するモータと、前記操舵トルクセンサの検出した操舵トルクに応じて前記モータを駆動する駆動信号を出力するＣＰＵとを備える電動パワーステアリング装置において、前記ＣＰＵの異常を監視すると共に、前記ＣＰＵの異常時に前記モータを駆動する駆動信号を制御する監視制御手段を有し、前記監視制御手段には前記モータの駆動を停止させる第１制御モードと、前記ＣＰＵの駆動信号に代わる駆動信号を制限する暫定駆動信号で前記モータを継続制御する第２制御モードがあり、前記監視制御手段が前記ＣＰＵの異常を検出すると、前記監視制御手段は、前記第２制御モードを選択して前記ＣＰＵの駆動信号に代わる暫定駆動信号で前記モータを継続制御し、前記第２制御モードでの制御後に、前記第１制御モードを選択して前記モータの駆動を停止させるものであって、
前記暫定駆動信号は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号に対して前記駆動信号を低減するように制限を加えるものであり、前記ＣＰＵには駆動信号制限手段が接続され、前記駆動信号制限手段は、前記ＣＰＵから出力される前記モータの駆動信号を、前記監視制御手段の第２制御モード選択時の信号により制限して、前記暫定駆動信号を得るようにしたものである。
【国際調査報告】
2013061391.tif 000023
2013061391.tif 000024
2013061391.tif 000025
2013061391.tif 000026