CN104512276B - 车辆的制驱动力控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆的制驱动力控制装置，在对多个运动进行控制时产生制驱动力的车轮发生滑移的情况下，优先确保车辆的行驶稳定性。电子控制单元确定各车轮中具有作为最大值的滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)的滑移轮。而且，单元以使滑移轮中的驱动力成为消除滑移状态的方向的方式增减并确定对车身的车辆上下方向上的运动即侧倾运动及俯仰运动进行控制的目标侧倾力矩KmxMx及目标俯仰力矩KmyMy。由此，单元以同时实现分别对车辆前后左右方向上的运动即车辆Ve的前后运动及车身Bo的横摆运动进行控制的目标前后驱动力Fx及目标横摆力矩Mz和增减后的力KmxMx、KmyMy的方式进行分配地执行驱动力分配控制。

Description

车辆的制驱动力控制装置
技术领域
本发明涉及分开控制由车辆的各轮产生的驱动力或制动力的车辆的制驱动力控制装置。
背景技术
作为电动汽车的一方式，近年来，开发了在车轮的轮毂内部或轮毂附近配置电动机(电机)而利用该电动机直接驱动车轮的所谓内轮毂电机方式的车辆。在该内轮毂电机方式的车辆中，通过分开对设于各车轮(驱动轮)的电动机进行旋转控制，即分开对各电动机进行动力运转控制或再生控制，可以根据行驶状态而适宜控制车辆的驱动力及制动力。而且，提案了利用能够这样在各驱动轮中分开控制驱动力及制动力的情况而控制在车辆及车身中产生的运动(举动)的控制装置。
例如，下述专利文献1中公开有可以同时控制在车辆中产生的多个举动(运动)的车辆的制驱动力控制装置。在该以往的车辆的制驱动力控制装置中，基于驾驶员产生的驾驶操作状态及车辆的运动状态等运算目标前后驱动力、目标侧倾力矩、目标俯仰力矩及目标横摆力矩。而且，在该以往的车辆的制驱动力控制装置中，以同时实现这些运算出的目标前后驱动力、目标侧倾力矩、目标俯仰力矩及目标横摆力矩的方式进行分配，运算并产生在各车轮(各驱动轮)中产生的驱动力或制动力。
这样，在上述以往的车辆的制驱动力控制装置中，通过在各车轮(各驱动轮)中产生以同时实现目标前后驱动力、目标侧倾力矩、目标俯仰力矩及目标横摆力矩的方式分配的驱动力或制动力，可以使车辆恰当地行驶，并且可以使由于驱动力或制动力而在各悬架机构中产生的反力作用于车身，而能够例如同时控制侧倾举动、俯仰举动及横摆举动。由此，根据上述以往的车辆的制驱动力控制装置，例如与分别独立地控制侧倾举动、俯仰举动及横摆举动的情况相比，可以有效地防止各举动的控制相互产生影响，且可以一边抑制车身的举动变化，一边使车辆恰当地行驶而良好地确保乘坐感觉。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012－86712号公报
另外，在上述以往的车辆的制驱动力控制装置中，通过全部车轮(全部驱动轮)产生以同时实现目标前后驱动力、目标侧倾力矩、目标俯仰力矩及目标横摆力矩的方式分配的驱动力或制动力，可以一边同时控制侧倾举动(侧倾运动)、俯仰举动(俯仰运动)及横摆举动(横摆运动)，一边使车辆加速或减速而恰当地行驶。因此，在例如全部车轮(全部驱动轮)中的至少1个轮产生滑移的情况下，在产生滑移的车轮中不能产生上述那样分配的驱动力或制动力，其结果是，有时难以同时实现目标前后驱动力、目标侧倾力矩、目标俯仰力矩及目标横摆力矩。因此，在该情况下，车身的姿态紊乱，乘坐感觉恶化，并且有可能在车辆中产生非意图的加减速或偏向。
发明内容
本发明是为了应对上述问题而研发的，其目的在于，提供一种车辆的制驱动力控制装置，在控制车辆的多个运动时产生制驱动力的车轮中产生滑移的情况下，优先确保车辆的行驶稳定性。
用于实现所述目的的本发明的车辆的制驱动力控制装置具备：制驱动力产生机构，使车辆的各车轮分别独立地产生驱动力或制动力；悬架机构，将在车辆的簧下配置的所述各车轮分别与在车辆的簧上配置的车身连结；以及控制部，控制所述制驱动力产生机构而使所述各车轮分别产生独立的驱动力或制动力。
而且，所述控制部构成为，运算用于对车辆前后左右方向上的运动和所述车身的车辆上下方向上的运动进行控制的多个目标运动状态量，以实现所述多个目标运动状态量的方式向所述各车轮进行分配而运算所述制驱动力产生机构使所述各车轮分别独立地产生的驱动力或制动力。
本发明的车辆的制驱动力控制装置的特征之一在于，所述控制部构成为，在通过所述制驱动力产生机构而产生所述驱动力或所述制动力的所述各车轮中检测到规定的滑移状态的情况下，仅使所述多个目标运动状态量中用于对所述车身的车辆上下方向上的运动进行控制的目标运动状态量增减。
在此，所述车辆前后左右方向上的运动是用于使车辆行驶的前后运动及横摆运动，所述车身的车辆上下方向上的运动可以设为侧倾运动及俯仰运动或起伏运动。另外，所述控制部可以使用基于车辆的所述各车轮和所述悬架机构的配置以实现所述多个目标运动状态量的方式在几何学上确定的分配，运算所述制驱动力产生机构使所述各车轮分别独立地产生的所述驱动力或所述制动力。另外，可以使所述制驱动力产生机构为在车辆的所述各车轮分别组装的电动机，在该情况下，所述控制部可以对应于以实现所述多个目标运动状态量的方式向所述各车轮进行分配而运算出的所述驱动力或所述制动力，运算所述电动机产生的驱动转矩或制动转矩。另外，所述制驱动力产生机构可以构成为能够在车辆的左右前轮和左右后轮分别独立地产生驱动力或制动力，在该情况下，所述控制部可以以实现所述多个目标运动状态量的方式向所述左右前轮及所述左右后轮进行分配而运算所述制驱动力产生机构使所述左右前轮和所述左右后轮分别独立地产生的所述驱动力或所述制动力。
据此，控制部在产生基于制驱动力产生机构(例如，电动机)的驱动力或制动力的各车轮中检测到成为规定的滑移状态的车轮的情况下，可以仅使多个目标运动状态量中用于控制车身的车辆上下方向上的运动的目标运动状态量增减。即，控制部在检测到成为规定的滑移状态的车轮的情况下，为了消除与该滑移状态的产生相伴的影响，可以只增减控制车身的车辆上下方向上的运动、具体而言与乘坐感觉的舒适性密切关联的侧倾运动及俯仰运动(或起伏运动)的目标运动状态量。
由此，控制部在检测到成为规定的滑移状态的车轮的情况下，可以防止对车辆前后左右方向上的运动、具体而言与行驶稳定性密切关联的用于使车辆行驶的前后运动及横摆运动造成影响，即不增减控制车辆前后左右方向上的运动的目标运动状态量而继续控制。因此，在例如同时控制车辆前后左右方向上的运动和车身的车辆上下方向上的运动的状况下，在检测到规定的滑移状态的产生的情况下，控制部可以优先继续车辆前后左右方向上的运动的控制，从而可以良好地确保车辆的行驶稳定性或操作稳定性。
另外，在本发明的车辆的制驱动力控制装置中，所述控制部可以根据表示所述滑移状态的滑移状态量及由处于所述滑移状态的滑移轮产生的所述驱动力或所述制动力的大小，来确定用于增减对所述车身的车辆上下方向上的运动进行控制用的目标运动状态量的增益。在此，所述控制部可以根据所述滑移轮中的所述驱动力或所述制动力抑制所述滑移状态的方向来确定所述增益的增加或减少。而且，所述增益的大小可以随着所述滑移状态量的增加而增加。
据此，控制部能够使用可根据滑移状态量及滑移轮中的驱动力或制动力的大小而确定的增益，来增减控制车身的车辆上下方向上的运动、具体而言与行驶稳定性不直接关联而与乘坐感觉的舒适性密切关联的侧倾运动及俯仰运动(或起伏运动)的目标运动状态量。这样，通过根据滑移轮中的滑移状态量及驱动力或制动力的大小而确定增益，可以恰当地反映滑移状态并增减控制车身的车辆上下方向上的运动的目标运动状态量。由此，可以更恰当地消除与滑移轮的产生相伴的影响，控制部可以优先继续车辆前后左右方向上的运动的控制，并良好地确保车辆的行驶稳定性或操作稳定性。
另外，控制部可以根据滑移轮中的驱动力或制动力抑制(消除)滑移状态的方向来确定增益的增加或减少，还可以以随着滑移状态量的增加而增加的方式确定增益的大小。由此，控制部可以以具有与滑移轮中的滑移状态量相应的大小而抑制(消除)滑移状态的方式确定增益，并使用所确定的增益来增减控制车身的车辆上下方向上的运动的目标运动状态量。因此，控制部虽然因滑移轮的产生而暂时性地优先进行车辆前后左右方向上的运动的控制，但可以使滑移状态迅速消除，因此，可以提前恢复成对车辆前后左右方向上的运动和车身的车辆上下方向上的运动这两运动进行控制的状态。即，控制部可以将规定的滑移状态的产生(滑移轮的产生)对车身的车辆上下方向上的运动的影响抑制为最小限度，其结果，可以提前恢复成可确保车辆的行驶稳定性及乘坐感觉的舒适性这两者的状态。
附图说明
图1是概略性地表示可应用本发明的车辆的制驱动力控制装置的车辆结构的概略图；
图2是用于说明在图1的车辆中车辆前后方向的驱动力差产生时输入车身的上下力的图；
图3是表示在图1的电子控制单元中执行的运动控制程序的流程图。
标号说明
11，12…前轮、13，14…后轮、15，16，17，18…悬架机构、19，20，21，22…电动机(内轮毂电机)、23…逆变器、24…蓄电装置、25，26，27，28…制动机构、29…制动促动器、30…电子控制单元、31…操作状态检测传感器、32…运动状态检测传感器、33…干扰检测传感器、Ve…车辆、Bo…车身
具体实施方式
以下，使用附图详细说明本发明的实施方式。图1概略性地表示搭载本实施方式的车辆的制驱动力控制装置的车辆Ve的结构。
车辆Ve具备左右前轮11、12及左右后轮13、14。而且，左右前轮11、12相互或分别独立地经由悬架机构15、16支承于作为车辆Ve的簧上的车身Bo。另外，左右后轮13、14相互或分别独立地经由悬架机构17、18支承于车辆Ve的车身Bo。
在此，悬架机构15～18的结构与本发明无直接关系，因此，省略其详细的说明，但可以采用例如由内置有减震器的撑杆、螺旋弹簧及悬架臂等构成的撑杆式悬架、或由螺旋弹簧、减震器及上下悬架臂等构成的双横臂式悬架等公知的悬架。
在左右前轮11、12的轮毂内部分别组装有电动机19、20，在左右后轮13、14的轮毂内部分别组装有电动机21、22，以可向左右前轮11、12及左右后轮13、14传递旋转力的方式与左右前轮11、12及左右后轮13、14连结。即，电动机19～22是所谓的内轮毂电机19～22，与左右前轮11、12及左右后轮13、14一起配置于车辆Ve的簧下。而且，通过分别独立地控制各内轮毂电机19～22的旋转，可以分别独立地控制使左右前轮11、12及左右后轮13、14产生的驱动力及制动力。
这些各内轮毂电机19～22例如由交流同步电机构成，经由逆变器23将蓄电池或电容器等蓄电装置24的直流电力转换成交流电力，并将该交流电力供给到各内轮毂电机19～22中，由此，驱动(即动力运转)各内轮毂电机19～22，而向左右前轮11、12及左右后轮13、14施加驱动转矩。另外，各内轮毂电机19～22也可以利用左右前轮11、12及左右后轮13、14的旋转能量进行再生制动。即，在各内轮毂电机19～22的再生·发电时，左右前轮11、12及左右后轮13、14的旋转(运动)能量由各内轮毂电机19～22转换成电能，此时产生的电力经由逆变器23积蓄于蓄电装置24中。此时，向左右前轮11、12及左右后轮13、14施加基于再生·发电力的制动转矩。因此，各内轮毂电机19～22、逆变器23及蓄电装置24构成本发明的制驱动力产生机构。
另外，在各车轮11～14和与各车轮对应的各内轮毂电机19～22之间分别设有制动机构25、26、27、28。各制动机构25～28例如是盘式制动器、鼓式制动器等公知的摩擦制动装置。而且，这些制动机构25～28与例如通过从省略图示的主液压缸压送的液压而使在各车轮11～14产生制动力的制动钳的活塞或制动片(一起省略图示)等工作的制动促动器29连接。
上述逆变器23及制动促动器29与控制各内轮毂电机19～22的旋转状态及制动机构25～28的动作状态等的电子控制单元30分别连接。因此，电子控制单元30构成本发明的控制部。
电子控制单元30以由CPU、ROM、RAM等构成的微型计算机为主要构成零件，执行包含后述的程序的各种程序。因此，向电子控制单元30中输入来自各种传感器的各信号及来自逆变器23的信号，各种传感器包含检测驾驶员进行的用于使车辆Ve行驶的操作状态的操作状态检测传感器31、检测行驶的车辆Ve的车身Bo(簧上)中产生的运动状态的运动状态检测传感器32、检测对行驶的车辆Ve作用的干扰的干扰传感器33。需要说明的是，操作状态检测传感器31、运动状态检测传感器32及干扰传感器33构成本发明的控制部。
在此，操作状态检测传感器31例如由检测驾驶员对省略图示的方向盘的操作量(转向角)的转向角传感器、检测驾驶员对省略图示的加速踏板的操作量(踏入量或角度、压力等)的加速传感器、检测驾驶员对省略图示的制动踏板的操作量(踏入量或角度、压力等)的制动传感器等构成。运动状态检测传感器32例如由检测车身Bo(簧上)的上下方向上的上下加速度的簧上上下加速度传感器、检测车身Bo的左右方向上的横向加速度的横向加速度传感器、检测车身Bo(车辆Ve)的车速的车速传感器、检测各车轮11～14的车轮速度的轮速传感器、或者检测在车身Bo(车辆Ve)中产生的横摆率的横摆率传感器、检测在车身Bo(车辆Ve)中产生的俯仰率的俯仰率传感器、检测在车身Bo(车辆Ve)中产生的侧倾率的侧倾率传感器等构成。另外，干扰检测传感器33例如由检测各悬架机构15～18的行程量的行程传感器、检测包含各车轮11～14的车辆Ve的簧下的上下方向上的上下加速度的簧下上下加速度传感器等构成。
这样，通过将上述各传感器31～33及逆变器23与电子控制单元30连接而向电子控制单元30输入各信号，电子控制单元30可以掌握并控制车辆Ve的行驶状态(前后运动)及车身Bo的运动。
具体而言，若根据车辆Ve的行驶状态的控制进行说明，则电子控制单元30可以基于从操作状态检测传感器31输入的信号，运算例如在驾驶员踏入操作加速踏板时与伴随于该操作的加速操作量相应的要求驱动力，即运算为了使车辆Ve行驶而各内轮毂电机19～22应产生的前后驱动力。另外，电子控制单元30可以基于从操作状态检测传感器31输入的信号，运算例如在驾驶员离开操作加速踏板或踏入操作制动踏板时与伴随于该操作的制动操作量相应的要求制动力，即运算为了使车辆Ve减速而各内轮毂电机19～22及制动机构25～28应合作产生的制动力。而且，电子控制单元30基于从逆变器23输入的信号、具体而言表示在动力运转控制时供给到各内轮毂电机19～22的电力量或电流值的信号、表示在再生制动时从各内轮毂电机19～22再生的电力量或电流值的信号，使各内轮毂电机19～22产生与要求驱动力对应的输出转矩(驱动转矩)，使各内轮毂电机19～22产生与要求制动力对应的输出转矩(制动转矩)。
由此，电子控制单元30可以输出经由逆变器23分别对各内轮毂电机19～22的旋转进行动力运转控制或再生控制的信号或经由制动促动器29分别对各制动机构25～28的动作进行控制的信号。因此，电子控制单元30至少基于从操作状态检测传感器31输入的信号而求得对车辆Ve要求的要求驱动力及要求制动力，并以产生该要求驱动力及要求制动力的方式输出分别对各内轮毂电机19～22的动力运转·再生状态及制动促动器29即制动机构25～28的动作进行控制的信号，从而可以控制车辆Ve的行驶状态。
另一方面，电子控制单元30可以基于从操作状态检测传感器31、运动状态检测传感器32及干扰检测传感器33输入的信号，控制车身Bo(簧上)的运动。具体而言，电子控制单元30通过恰当地控制各内轮毂电机19～22各自产生的正负的驱动力(或制动力)的分配，而使车辆Ve行驶(进行前后运动)，并且控制作为在车身Bo(簧上)上产生的运动的侧倾运动、俯仰运动及横摆运动。在此，车辆Ve的前后运动及车身Bo的横摆运动是车辆前后左右方向上的运动，是与车辆Ve的行驶稳定性密切关联的运动，车身Bo的侧倾运动及俯仰运动是车辆上下方向的运动，是与车辆Ve的乘坐感觉的舒适性密切关联的运动。以下，详细说明该车身Bo的运动控制。
电子控制单元30从操作状态检测传感器31、运动状态检测传感器32及干扰检测传感器33分别输入信号。而且，电子控制单元30基于从操作状态检测传感器31输入的信号，取得例如驾驶员进行的方向盘的转向角、与加速踏板的操作相伴的加速操作量、与制动踏板的操作相伴的制动操作量等。另外，电子控制单元30基于从运动状态检测传感器32输入的信号，取得例如车身Bo(车辆Ve)的车速、车身Bo的侧倾率、俯仰率及横摆率等。另外，电子控制单元30基于从干扰检测传感器33输入的信号，取得例如车辆Ve行驶时路面的凹凸大小或侧风对车辆Ve的影响的大小等。
接着，电子控制单元30使用上述那样取得的各种检测值，运算用于使车辆Ve行驶的多个目标运动状态量所包含的目标前后驱动力Fx，并且运算用于控制车身Bo中产生的运动的多个目标运动状态量所包含的目标侧倾力矩Mx、目标俯仰力矩My及目标横摆力矩Mz。需要说明的是，关于目标前后驱动力Fx、目标侧倾力矩Mx、目标俯仰力矩My及目标横摆力矩Mz的运算，可以采用公知的运算方法，因此，其详细的说明省略，以下，简单进行说明。
首先，关于各内轮毂电机19～22产生且用于使车辆Ve行驶的目标前后驱动力Fx，电子控制单元30使用例如上述那样输入的加速操作量、制动操作量及车速等各检测值，运算与这些各检测值存在预先制定的规定关系的目标前后驱动力Fx。关于目标侧倾力矩Mx，电子控制单元30使用例如上述那样输入的转向角、车速、侧倾率、路面的凹凸大小及侧风影响的大小等各检测值，使用这些各检测值来运算与这些各检测值存在预先制定的规定关系的目标侧倾力矩Mx。关于目标俯仰力矩My，电子控制单元30使用例如上述那样输入的加速操作量、制动操作量、车速、俯仰率及路面的凹凸大小等各检测值，运算与这些各检测值存在预先制定的规定关系的目标俯仰力矩My。关于目标横摆力矩Mz，电子控制单元30使用例如上述那样输入的转向角、车速、横摆率及侧风影响的大小等各检测值，运算与这些各检测值存在预先制定的规定关系的目标横摆力矩Mz。
接着，电子控制单元30将上述那样运算的目标前后驱动力Fx分配至各车轮11～14并运算产生的各驱动力。另外，电子控制单元30为了使上述那样运算的目标侧倾力矩Mx、目标俯仰力矩My及目标横摆力矩Mz在车辆Ve的重心位置产生而分配至各车轮11～14并运算产生的各驱动力。即，电子控制单元30根据使用了目标前后驱动力Fx、目标侧倾力矩Mx、目标俯仰力矩My及目标横摆力矩Mz的下述式1，运算左前轮11的左前驱动力Ffl、右前轮12的右前驱动力Ffr、左后轮13的左后驱动力Frl及右后轮14的右后驱动力Frr。
【数学式1】
...式1
其中，上述式1中的a1、a2、a3、a4、a5、a6基于车辆Ve中的各车轮11～14及悬架机构15～18的几何学上的配置而确定，例如，可以根据下述式2表示。
【数学式2】
...式2
在此，使用图1及图2对上述式1及上述式2进行具体说明。现在，如图2中概略性地所示，作为车辆Ve的各车轮11～14及悬架机构15～18的几何学上的配置，相对于轴距L，车辆Ve的重心Cg与左右前轮11、12的车轴之间的距离为Lf，车辆Ve的重心Cg与左右后轮13、14的车轴之间的距离为Lr，另外，如图1所示，将左右前轮11、12的胎面宽度设为tf，将左右后轮13、14的胎面宽度设为tr。另外，在具有这种几何学上的配置的车辆Ve中，如图2所示，将左右前轮11、12的悬架机构15、16的旋转中心Cf和左右前轮11、12的接地点连结的线与水平线之间的角度为θf(以下，称为瞬间旋转角θf。)，将左右后轮13、14的悬架机构17、18的旋转中心Cr和左右后轮13、14的接地点连结的线与水平线之间的角度为θr(以下，称为瞬间旋转角θr。)。
在该情况下，例如，如图2所示，作为在左右前轮11、12侧和左右后轮13、14侧之间产生前后方向的驱动力差△F的情况下产生的驱动力差△F的分力，换而言之，作为悬架机构15～18的反力，产生沿上下方向作用的上下力。即，这样产生的上下力在左右前轮11、12侧可以使用悬架机构15、16的瞬间旋转角θf表示为△F×tanθf，在左右后轮13、14侧可以使用悬架机构17、18的瞬间旋转角θr表示为△F×tanθr。因此，在各车轮11～14中产生驱动力差△F且使输入车身Bo的上下力△F×tanθf和上下力△F×tanθr绕车辆Ve的重心Cg进行作用的情况下，绕重心Cg产生的作用力根据上述的车辆Ve的各车轮11～14及悬架机构15～18的配置，按照上述式2而在几何学上确定。
需要说明的是，图2示出了左右后轮13、14侧分别产生的驱动力比左右前轮11、12分别产生的驱动力大的情况，其结果，示例性地示出了在左右前轮11、12侧产生的驱动力差△F相对性地作为向车辆Ve的后方作用的制动力(或负的驱动力)而产生，在左右后轮13、14侧产生的驱动力差△F相对性地作为向车辆Ve的前方作用的驱动力(或正的驱动力)而产生的状况。因此，相反，在左右前轮11、12侧分别产生的驱动力比左右后轮13、14分别产生的驱动力大的情况下，也可以说在左右前轮11、12侧产生的驱动力差△F相对性地作为向车辆Ve的前方作用的驱动力(或正的驱动力)而产生，在左右后轮13、14侧产生的驱动力差△F相对性地作为向车辆Ve的后方作用的制动力(或负的驱动力)而产生。
而且，通过使用根据这样基于几何学上的配置的上述式2而确定的上下力，可以使车身Bo绕车辆Ve的重心Cg产生上述运算的目标侧倾力矩Mx、目标俯仰力矩My及目标横摆力矩Mz。因此，通过产生使用上述式1及上述式2运算的左前轮11的左前驱动力Ffl、右前轮12的右前驱动力Ffr、左后轮13的左后驱动力Frl及右后轮14的右后驱动力Frr，可以使上述运算的目标侧倾力矩Mx、目标俯仰力矩My及目标横摆力矩Mz同时绕重心Cg产生而控制车身Bo的运动。
在此，使各车轮11～14分别产生上述运算的左前驱动力Ffl、右前驱动力Ffr、左后驱动力Frl及右后驱动力Frr时，电子控制单元30对应于左前驱动力Ffl、右前驱动力Ffr、左后驱动力Frl及右后驱动力Frr，运算各内轮毂电机19～22应产生的电机转矩。即，电子控制单元30根据下述式3，对应于左前驱动力Ffl运算内轮毂电机19产生的电机转矩Tfl，对应于右前驱动力Ffr运算内轮毂电机20产生的电机转矩Tfr，对应于左后驱动力Frl运算内轮毂电机21产生的电机转矩Trl，对应于右后驱动力Frr运算内轮毂电机22产生的电机转矩Trr。
【数学式3】
...式3
其中，如图2所示，上述式3中的r表示各车轮11～14的轮胎半径(或未图示的减速机构的齿轮比)。
而且，电子控制单元30将与运算出的电机转矩Tfl、Tfr、Trl、Trr对应的驱动信号向逆变器23输出。逆变器23控制向各内轮毂电机19～22供给的驱动电流而驱动各内轮毂电机19～22。由此，在各车轮11～14中，分别产生左前驱动力Ffl、右前驱动力Ffr、左后驱动力Frl及右后驱动力Frr。因此，可以使车辆Ve根据驾驶员进行的操作状态恰当地行驶(前后运动)，并且可以同时控制车身Bo的运动即侧倾运动、俯仰运动及横摆运动。
但是，在由于产生正负的驱动力(或制动力)而各车轮11～14中的任一车轮产生滑移状态的情况下，在产生滑移状态的车轮中，不能产生上述那样运算出的驱动力(左前驱动力Ffl、右前驱动力Ffr、左后驱动力Frl及右后驱动力Frr中的一个)。因此，在由于滑移状态的产生而至少一个车轮产生从上述运算出的驱动力(左前驱动力Ffl、右前驱动力Ffr、左后驱动力Frl及右后驱动力Frr中的一个)偏离的驱动力的情况下，不能实现上述那样运算出的车辆Ve的目标前后驱动力Fx、目标侧倾力矩Mx、目标俯仰力矩My及目标横摆力矩Mz。
即，在4个车轮11～14中分别对左前驱动力Ffl、右前驱动力Ffr、左后驱动力Frl及右后驱动力Frr进行控制的情况下，可以进行车辆Ve的前后运动、侧倾运动、俯仰运动及横摆运动的4个自由度的运动控制。在这样可以进行4个自由度的运动控制的情况下，当由于滑移状态的产生而左前驱动力Ffl、右前驱动力Ffr、左后驱动力Frl及右后驱动力Frr中的一个驱动力发生变化时，根据将上述式1变形后的下述式4可知，该变化产生影响而产生与目标前后驱动力Fx、目标侧倾力矩Mx、目标俯仰力矩My及目标横摆力矩Mz都不同的前后驱动力Fxa、侧倾力矩Mxa、俯仰力矩Mya及横摆力矩Mza。其结果，可能作为簧上的车身Bo的姿态紊乱或产生非意图的加减速或车身Bo(车辆Ve)偏向。
【数学式4】
...式4
因此，在本实施方式中，通过产生车辆前后方向上的正负的驱动力，在4个车轮11～14中的任一车轮产生滑移状态的情况下，电子控制单元30最优先确保车辆Ve的行驶稳定性。具体而言，本实施方式中，电子控制单元30在作为控制对象的车辆Ve的前后运动、侧倾运动、俯仰运动及横摆运动中，与主要影响乘坐感觉的舒适性的俯仰运动及侧倾运动相比，优先控制直接影响行驶稳定性(操作性或控制性)的前后运动及横摆运动。在此，也考虑在4个车轮11～14中的任一车轮产生滑移状态的情况下，继续控制前后运动及横摆运动，并完全中止俯仰运动及侧倾运动中的一方的控制。但是，在该情况下，至少不控制俯仰运动及侧倾运动的一方，因此，车辆Ve的运动性能降低。另外，在中止了俯仰运动及侧倾运动的一方的控制的情况下，例如在恰当维持前后运动时不能变更各车轮11～14中的前后驱动力的方向。因此，有可能由于不控制俯仰运动及侧倾运动中的一方而在再次分配前后驱动力时产生的滑移状态进一步助长。
因此，对于车辆Ve的前后运动及横摆运动，电子控制单元30基于上述那样运算出的目标前后驱动力Fx及目标横摆力矩Mz进行优先控制，对于侧倾运动及俯仰运动，电子控制单元30对于目标侧倾力矩Mx及目标俯仰力矩My乘以后述那样进行增减的控制增益来进行控制。这样，通过使用增减的控制增益，即使在产生滑移状态的情况下，也能够良好地确保车辆Ve的前后运动及横摆运动的稳定性(控制性)，并且可以最小限度地限制对侧倾运动及俯仰运动的控制的影响。以下，具体说明该控制。
在本实施方式中，电子控制单元30每经过规定的短时间，反复执行包含上述的车辆Ve的行驶状态的控制及车身Bo的运动控制(以下，汇总这些控制并称为驱动力分配控制。)的图3所示的运动控制程序。具体而言，电子控制单元30(更详细而言，CPU)在步骤S10中开始运动控制程序。
接着，电子控制单元30在步骤S11中判定是否以实现经由后述的步骤S12以后的各步骤处理而确定的目标前后驱动力Fx、滑移对应目标侧倾力矩kmxMx、滑移对应目标俯仰力矩KmyMy及目标横摆力矩Mz的方式处于驱动力分配控制的执行中。即，若电子控制单元30处于基于左前驱动力Ffl、右前驱动力Ffr、左后驱动力Frl及右后驱动力Frr进行的驱动力分配控制的执行中，则判定为“Yes”，并进入步骤S12，上述的左前驱动力Ffl、右前驱动力Ffr、左后驱动力Frl及右后驱动力Frr根据将目标前后驱动力Fx、滑移对应目标侧倾力矩kmxMx、滑移对应目标俯仰力矩KmyMy及目标横摆力矩Mz代入上述式1得到的下述式5而运算出。需要说明的是，在驱动力分配控制的执行中，电子控制单元30将与根据上述式3运算出的电机转矩Tfl、Tfr、Trl、Trr对应的驱动信号向逆变器23输出，使各车轮11～14产生左前驱动力Ffl、右前驱动力Ffr、左后驱动力Frl及右后驱动力Frr。
【数学式5】
...式5
另一方面，若不处于驱动力分配控制的执行中，则电子控制单元30判定为“No”并进入步骤S16，暂时结束本程序的执行。然后，电子控制单元30在经过规定的短时间后再次在步骤S10中开始运动控制程序的执行。
在步骤S12中，电子控制单元30根据随着上述步骤S11中的驱动力分配控制而变化的车身Bo(车辆Ve)的状态，运算目标前后驱动力Fx、目标侧倾力矩Mx、目标俯仰力矩My及目标横摆力矩Mz。即，电子控制单元30如上述那样使用由从操作状态检测传感器31、运动状态检测传感器32及干扰检测传感器33输入的各种信号表示的各检测值，运算与这些各检测值存在预先制定的规定关系的目标前后驱动力Fx、目标侧倾力矩Mx、目标俯仰力矩My及目标横摆力矩Mz。而且，电子控制单元30在运算目标前后驱动力Fx、目标侧倾力矩Mx、目标俯仰力矩My及目标横摆力矩Mz后进入步骤S13。
在步骤S13中，电子控制单元30运算表示各车轮11～14的滑移状态的作为滑移状态量的滑移比，各车轮11～14由于上述步骤S11中的驱动力分配控制而被向车辆Ve的前进方向(例如，正值的驱动力)或后退方向(例如，负值的驱动力)驱动。而且，电子控制单元30选择具有运算出的各车轮11～14各自的滑移比(绝对值)中作为最大值的滑移比(绝对值)而成为规定的滑移状态的车轮即滑移轮。以下，详细说明该步骤处理。需要说明的是，在以下的说明中，将各车轮11～14的滑移比设为滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)、将车辆Ve的车速设为车速V、将各车轮11～14的车轮速度设为车轮速度Wi(i＝fl，fr，rl，rr)而进行说明。
首先，电子控制单元30根据使用了车速V及各车轮速度Wi(i＝fl，fr，rl，rr)的下述式6运算各车轮11～14的各滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)。
【数学式6】
…式6
接着，电子控制单元30对根据上述式6运算出的各滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)的绝对值进行比较，选择成为最大值的滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)，并且确定车轮11～14中与该选择的滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)对应的滑移轮。然后，电子控制单元30选择成为最大值的滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)，并且确定(检测出)处于规定的滑移状态的滑移轮后进入步骤S14。
在步骤S14中，电子控制单元30对上述步骤S12中运算出的目标侧倾力矩Mx及目标俯仰力矩My进行乘法运算，运算用于分别确定滑移对应目标侧倾力矩KmxMx及滑移对应目标俯仰力矩KmyMy的侧倾力矩控制增益Kmx及俯仰力矩控制增益Kmy。侧倾力矩控制增益Kmx及俯仰力矩控制增益Kmy根据使用了上述步骤S13中确定的滑移轮的滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)的下述式7及下述式8进行运算。需要说明的是，作为初始值，侧倾力矩控制增益Kmx及俯仰力矩控制增益Kmy设定成表示滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)为“0”(未产生滑移的状态)的“1”。
【数学式7】
...式7
【数学式8】
…式8
其中，上述式7、8中的Fi(i＝fl，fr，rl，rr)表示滑移轮的正负驱动力。在此，从上述式4可知，驱动力Fi(fl，fr，rl，rr)是目标前后驱动力Fx、目标侧倾力矩Mx、目标俯仰力矩My及目标横摆力矩Mz的函数。另外，上述式7中的Mx表示在上述步骤S12中运算出的目标侧倾力矩，上述式8中的My表示在上述步骤S12中运算出的目标俯仰力矩。另外，上述式7、8中的k是确定侧倾力矩控制增益Kmx及俯仰力矩控制增益Kmy产生的控制量(变化量)的增减增益，是常数或滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)的函数。需要说明的是，在将增减增益k设为滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)的函数的情况下，可以设定为增减增益k随着滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)的增大而增大。
这样，侧倾力矩控制增益Kmx及俯仰力矩控制增益Kmy使用滑移轮的滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)进行运算。因此，关于侧倾力矩控制增益Kmx及俯仰力矩控制增益Kmy的变化量(增减量)，从上述式7、8可知，相对于滑移轮的滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)的增加而增加。另外，关于是增加还是减少侧倾力矩控制增益Kmx及俯仰力矩控制增益Kmy，根据滑移轮中的驱动力Fi(i＝fl，fr，rl，rr)抑制滑移的方向(减少滑移Si(i＝fl，fr，rl，rr)的方向)来确定。
若具体示例进行说明的话，在驾驶员踏入加速踏板而车辆Ve加速的状况下，产生车身Bo的前方上升且后方下降那样的俯仰运动。在抑制该俯仰运动的情况下，使左右前轮11、12的左前驱动力Ffl及右前驱动力Ffr比左右后轮13、14的左后驱动力Frl及右后驱动力Frr相对性地增大，并且增大左后驱动力Frl及右后驱动力Frr。由此，产生悬架机构15～18的反力(上下力)，车身Bo的前方下降且后方上升，因此，控制并抑制俯仰运动。此时，在例如滑移比Sfl较大且左前轮13成为滑移轮的情况下，为了抑制该左前轮13的滑移状态，使为正值的左前驱动力Ffl(更详细而言，左前驱动力Ffl中的俯仰抑制成分)向负的方向减少。由此，若根据上述式7，则确定为俯仰力矩控制增益Kmy增加。
另一方面，在驾驶员离开加速踏板而使车辆Ve不再为加速状态的状况下，产生车身Bo的前方下降且后方上升那样的俯仰运动。在抑制该俯仰运动的情况下，使左右前轮11、12的左前驱动力Ffl及右前驱动力Ffr与左右后轮13、14的左后驱动力Frl及右后驱动力Frr相比相对地减小，并且使左后驱动力Frl及右后驱动力Frr减小。由此，悬架机构15～18的反力(上下力)产生而车身Bo的前方上升且后方下降，因此控制并抑制俯仰运动。此时，在例如滑移比Sfl较大且左前轮13成为滑移轮的情况下，为了抑制该左前轮13的滑移，使为负值的左前驱动力Ffl(更详细而言，左前驱动力Ffl中的俯仰抑制成分)向正方向增加。由此，若根据上述式7，则确定为俯仰力矩控制增益Kmy减少。
这样运算侧倾力矩控制增益Kmx及俯仰力矩控制增益Kmy后，电子控制单元30进入步骤S15。
在步骤S15中，电子控制单元30对在上述步骤S12中运算出的目标侧倾力矩Mx乘以在上述步骤S14中运算出的侧倾力矩控制增益Kmx，而运算滑移对应目标侧倾力矩KmxMx。另外，电子控制单元30对在上述步骤S12中运算出的目标俯仰力矩My乘以在上述步骤S14中运算出的俯仰力矩控制增益Kmy，而运算滑移对应目标俯仰力矩KmyMy。即，电子控制单元30只增减在上述步骤S12中运算出的目标侧倾力矩Mx及目标俯仰力矩My，将在上述步骤S12中运算出的目标前后驱动力Fx及目标横摆力矩Mz维持原样。
这样，电子控制单元30在步骤S15中运算滑移对应目标侧倾力矩KmxMx及滑移对应目标俯仰力矩KmyMy后，返回上述步骤S11。而且，电子控制单元30每隔规定的短时间反复执行运动控制程序。
从以上的说明可理解，根据上述实施方式，电子控制单元30可以在根据具有作为最大值的滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)来检测处于规定的滑移状态的滑移轮后，运算滑移对应目标侧倾力矩KmxMx及滑移对应目标俯仰力矩KmyMy，只增减与车辆Ve的行驶稳定性无直接关联的、与乘坐感觉的舒适性密切关联的目标侧倾力矩Mx及目标俯仰力矩My。由此，电子控制单元30可以防止由于滑移轮的产生而对与车辆Ve的行驶稳定性密切关联的前后运动及横摆运动造成影响，具体而言，能够不增减目标前后驱动力Fx及目标横摆力矩Mz而继续控制。因此，电子控制单元30在同时控制车辆Ve的前后运动及车身Bo的横摆运动和车身Bo的侧倾运动及俯仰运动的状况下，在检测到滑移轮的产生的情况下，可以优先继续车辆Ve的前后运动及车身Bo的横摆运动的控制，从而可以良好地确保车辆Ve的行驶稳定性或操作稳定性。
另外，电子控制单元30通过根据滑移轮的滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)及驱动力Fi(i＝fl，fr，rl，rr)的大小来运算并确定侧倾力矩控制增益Kmx及俯仰力矩控制增益Kmy，能够恰当地反映滑移状态并增减滑移对应目标侧倾力矩KmxMx及滑移对应目标俯仰力矩KmyMy。由此，可以更恰当地消除与滑移轮的产生相伴的影响，电子控制单元30可以优先继续车辆Ve的前后运动及横摆运动的控制，从而能够良好地确保车辆的行驶稳定性或操作稳定性。
另外，如上述式7、8所示，电子控制单元30可以根据滑移轮中的Fi(i＝fl，fr，rl，rr)抑制(消除)滑移状态的方向来确定侧倾力矩控制增益Kmx及俯仰力矩控制增益Kmy的增加或减少，还可以以使增减增益k随着滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)的增加而增加的方式确定侧倾力矩控制增益Kmx及俯仰力矩控制增益Kmy的大小。由此，电子控制单元30可以以具有与滑移轮的滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)相应的大小而抑制(消除)滑移状态的方式确定侧倾力矩控制增益Kmx及俯仰力矩控制增益Kmy，从而能够增减滑移对应目标侧倾力矩KmxMx及滑移对应目标俯仰力矩KmyMy。因此，虽然由于滑移轮的产生而暂时性地优先进行车辆Ve的前后运动及车身Bo的横摆运动的控制，但电子控制单元30可以使滑移状态迅速消除，因此，可以提前恢复成对车辆Ve的前后运动及车身Bo的横摆运动和车身Bo的侧倾运动及俯仰运动这两方的运动进行控制的状态。即，电子控制单元30可以将规定的滑移状态的产生(滑移轮的产生)对侧倾运动及俯仰运动的控制的影响抑制为最小限度，其结果，可以提前恢复成可确保车辆Ve的行驶稳定性及乘坐感觉的舒适性这两者的状态。
在实施本发明时，不限定于上述实施方式，只要不脱离本发明的目的，就可以进行各种变更。
例如，在上述实施方式中，电子控制单元30以按照上述式7、8来分别运算侧倾力矩控制增益Kmx及俯仰力矩控制增益Kmy这两者，且运算滑移对应目标侧倾力矩KmxMx及滑移对应目标俯仰力矩KmyMy这两者的方式实施。在该情况下，也可以根据需要，以运算侧倾力矩控制增益Kmx及俯仰力矩控制增益Kmy中的一方，并使用该运算出的增益增减并运算滑移对应目标侧倾力矩KmxMx及滑移对应目标俯仰力矩KmyMy中的一方的方式进行实施。在该情况下，使用运算出的增益将滑移对应目标侧倾力矩KmxMx及滑移对应目标俯仰力矩KmyMy中的一方代入上述式5，运算左前驱动力Ffl、右前驱动力Ffr、左后驱动力Frl及右后驱动力Frr，从而能够得到与上述实施方式相同的效果。
另外，在上述实施方式中，采用了车身的前方和后方向相互不同的方向(以不同的周期)沿上下方向位移的俯仰运动作为车身的车辆上下方向上的运动而进行实施。在该情况下，也可以采用车身的前方和后方向相同的方向(以同一周期)沿上下方向位移的起伏运动作为车身的车辆上下方向上的运动而进行实施。这样，即使在电子控制单元30控制起伏运动而代替俯仰运动的情况下，也与上述实施方式的上述式7一样，使用滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)和滑移轮的驱动力Fi(i＝fl，fr，rl，rr)运算控制增益，并使用该控制增益来增减控制车身Bo起伏运动的目标上下力，从而可以得到与上述实施方式相同的效果。
另外，在上述实施方式中，上述式7、8中的增减增益k作为常数或滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)的函数进行实施。在此，车辆Ve一边在各车轮11～14与路面之间产生滑移状态，一边行驶。因此，在设定车辆Ve进行行驶所需要的滑移比S0i(i＝fl，fr，rl，rr)的情况下，也可以以将小于该滑移比S0i(i＝fl，fr，rl，rr)的范围设定为无感带，且将成为0＜Si(i＝fl，fr，rl，rr)＜S0i(i＝fl，fr，rl，rr)的滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)作为“0”进行处理的方式实施。由此，在通常的行驶时即滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)包含于无感带的范围的情况下，滑移比Si(i＝fl，fr，rl，rr)维持成“0”，因此，从上述式7、8可知，侧倾力矩控制增益Kmx及俯仰力矩控制增益Kmy这两者作为“1”进行运算。即，在通常的行驶中，滑移对应目标侧倾力矩KmxMx及滑移对应目标俯仰力矩KmyMy这两者与目标侧倾力矩Mx及目标俯仰力矩My一致，因此，可以同时控制车辆Ve的前后运动、侧倾运动、俯仰运动及横摆运动。
另外，在上述实施方式中，以电子控制单元30分别独立地控制运算出的左前驱动力Ffl、右前驱动力Ffr、左后驱动力Frl及右后驱动力Frr的方式进行实施。在该情况下，可以以不对车辆Ve的前后运动造成影响，换而言之，不使车辆Ve产生无用的下限速度的方式，使在左右前轮11、12侧和左右后轮13、14侧产生的驱动力(或制动力)彼此为相反方向且使其绝对值相同而进行实施。由此，在左右前轮11、12侧和左右后轮13、14侧产生的驱动力差(或，制动力差)相互抵消，因此，可以有效地防止使车辆Ve行驶所需要的前后驱动力降低，可以期待与上述实施方式相同的效果。
另外，在上述实施方式中，以电子控制单元30分别运算左前驱动力Ffl、右前驱动力Ffr、左后驱动力Frl及右后驱动力Frr的方式进行实施。在该情况下，也可以根据需要，例如以电子控制单元30分别运算左右前轮11、12合作而产生的前轮侧的驱动力和左右后轮13、14合作而产生的后轮侧的驱动力的方式进行实施。由此也可以得到与上述实施方式同等的效果。

Claims (8)

1.一种车辆的制驱动力控制装置，具备：
制驱动力产生机构，使车辆的各车轮分别独立地产生驱动力或制动力；
悬架机构，将在车辆的簧下配置的所述各车轮分别与在车辆的簧上配置的车身连结；以及
控制部，控制所述制驱动力产生机构而使所述各车轮分别产生独立的驱动力或制动力，
所述控制部运算用于对车辆前后左右方向上的运动和所述车身的车辆上下方向上的运动进行控制的多个目标运动状态量，以实现所述多个目标运动状态量的方式向所述各车轮分配而运算所述制驱动力产生机构使所述各车轮分别独立地产生的驱动力或制动力，
其中，
所述控制部构成为，在通过所述制驱动力产生机构产生所述驱动力或所述制动力的所述各车轮检测到规定的滑移状态的情况下，仅使所述多个目标运动状态量中用于对所述车身的车辆上下方向上的运动进行控制的目标运动状态量增减。
2.如权利要求1所述的车辆的制驱动力控制装置，其中，
所述控制部构成为，根据表示所述滑移状态的滑移状态量及在处于所述滑移状态的滑移轮产生的所述驱动力或所述制动力的大小，来确定用于增减对所述车身的车辆上下方向上的运动进行控制的目标运动状态量的增益。
3.如权利要求2所述的车辆的制驱动力控制装置，其中，
所述控制部构成为，根据所述滑移轮的所述驱动力或所述制动力抑制所述滑移状态的方向来确定所述增益的增加或减少。
4.如权利要求2或3所述的车辆的制驱动力控制装置，其中，
所述增益的大小以随着所述滑移状态量的增加而增加的方式确定。
5.如权利要求1～3中任一项所述的车辆的制驱动力控制装置，其中，
所述车辆前后左右方向上的运动是用于使车辆行驶的前后运动及横摆运动，
所述车身的车辆上下方向上的运动为侧倾运动及俯仰运动或起伏运动。
6.如权利要求1～3中任一项所述的车辆的制驱动力控制装置，其中，
所述控制部构成为，使用基于车辆的所述各车轮和所述悬架机构的配置以实现所述多个目标运动状态量的方式在几何学上确定的分配，运算所述制驱动力产生机构使所述各车轮分别独立地产生的所述驱动力或所述制动力。
7.如权利要求1～3中任一项所述的车辆的制驱动力控制装置，其中，
所述制驱动力产生机构为在车辆的所述各车轮分别组装的电动机，
所述控制部构成为，对应于以实现所述多个目标运动状态量的方式向所述各车轮分配而运算出的所述驱动力或所述制动力，运算所述电动机产生的驱动转矩或制动转矩。
8.一种车辆的制驱动力控制装置，具备：
制驱动力产生机构，使车辆的各车轮分别独立地产生驱动力或制动力；
悬架机构，将在车辆的簧下配置的所述各车轮分别与在车辆的簧上配置的车身连结；以及
控制部，运算用于对车辆前后左右方向上的运动和所述车身的车辆上下方向上的运动进行控制的多个目标运动状态量，以实现所述运算出的多个目标运动状态量的方式向所述各车轮分配而使用所述运算出的多个目标运动状态量来运算所述制驱动力产生机构使所述各车轮分别独立地产生的驱动力或制动力，基于所述运算出的驱动力或制动力来控制所述制驱动力产生机构而使所述各车轮分别产生独立的驱动力或制动力，
其中，
在通过所述制驱动力产生机构产生所述驱动力或所述制动力的所述各车轮检测到规定的滑移状态的情况下，
所述控制部运算用于对车辆前后左右方向上的运动进行控制的目标运动状态量，且运算用于对所述车身的车辆上下方向上的运动进行控制的目标运动状态量，以抑制所述车轮的滑移状态的方式使所述运算出的用于对车身的车辆上下方向上的运动进行控制的目标运动状态量增减，
以实现所述运算出的用于对车辆前后左右方向上的运动进行控制的目标运动状态量以及所述增减后的用于对车身的车辆上下方向上的运动进行控制的目标运动状态量的方式向各车轮分配，使用所述运算出的用于对车辆前后左右方向上的运动进行控制的目标运动状态量以及所述增减后的用于对车身的车辆上下方向上的运动进行控制的目标运动状态量来运算所述制驱动力产生机构使所述各车轮分别独立地产生的驱动力或制动力，
基于所述运算出的驱动力或制动力来控制所述制驱动力产生机构而使所述各车轮分别产生独立的驱动力或制动力。
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