CN113108749A - 双电机混合动力系统的相位角标定方法、装置及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双电机混合动力系统的相位角标定方法、装置及车辆,该方法包括:获取驱动电机及启动发电电机的标定关联信号,标定关联信号包括控制模块和诊断工具发出的信号;利用整车控制器判断标定关联信号是否满足预设标定条件;若标定关联信号满足驱动电机标定条件,则驱动电机控制器控制驱动电机运行,并对驱动电机的旋变零位相位角进行标定,确定驱动电机的第一初始相位角;若标定关联信号满足启动发电电机标定条件,则启动发电电机控制器对启动发电电机的旋变零位相位角进行标定,确定启动发电电机的第二初始相位角。本发明利用诊断工具和控制模块控制两个动力源运行,在实车上对双电机的相位角进行标定,可提高标定效率和准确性。
Description
技术领域
本发明涉及电机标定技术领域,尤其涉及一种双电机混合动力系统的相位角标定方法、装置及车辆。
背景技术
永磁同步电机控制通常采用旋转变压器测量电机的转速、旋转角度以及旋转方向等数据,在电机装机完成后,旋转变压器与电机转子的相对位置是随机的,因此,需要对电机的旋变零位相位角进行标定,以确保转子磁场与定子磁场同步,如果初始相位角设置不准确,会导致永磁同步电机无法输出合适的转矩和转速,影响电机输出性能和整车驾驶性能。
在现有技术中,通常在电机测试台架上,采用编码器对电机的初始相位角进行标定,通过检测电机的电压和电流,检测饱和特性曲线励磁电流和定子磁通或,测电机的磁极位置等多个相关参数,确定电机的初始相位角,其存在以下问题,其一,现有的标定方法通过电机测试台架进行,需要对每台电机分别进行初始相位角测试,并将初始相位角数据对应写入不同的电机控制器中,操作步骤繁琐,人为干预易出错;其二,现有的标定方法兼容性较差,在对与发动机同轴连接的ISG电机进行初始相位角标定时,电机测试台架无法模拟发动机状态,从而无法对双电机系统进行标定。
发明内容
本发明提供一种双电机混合动力系统的相位角标定方法,解决了现有的初始相位角标定方法操作复杂、兼容性差的问题,有利于提高相位角标定的效率和精度。
第一方面,本发明实施例提供了一种双电机混合动力系统的相位角标定方法,所述混合动力系统包括动力电池、驱动电机、发动机、启动发电电机、第一离合器、第二离合器、变速箱和驱动桥,所述驱动电机通过所述第一离合器与所述变速箱连接,所述发动机与所述启动发电电机同轴连接,所述发动机的输出轴通过所述第二离合器与所述变速箱连接,所述相位角标定方法包括以下步骤:获取所述驱动电机及所述启动发电电机的标定关联信号,所述标定关联信号包括控制模块和诊断工具发出的信号,所述控制模块包括整车控制器、发动机控制器、驱动电机控制器、启动发电电机控制器、电池管理系统和变速箱控制器;判断所述标定关联信号是否满足预设标定条件;若所述标定关联信号满足驱动电机标定条件,则所述驱动电机控制器控制所述驱动电机运行,并对所述驱动电机的旋变零位相位角进行标定,确定所述驱动电机的第一初始相位角;若所述标定关联信号满足启动发电电机标定条件,则所述启动发电电机控制器控制所述启动发电电机运行,并对启动发电电机的旋变零位相位角进行标定,确定所述启动发电电机的第二初始相位角。
可选地,所述双电机混合动力系统的相位角标定方法还包括以下步骤:若所述驱动电机标定失败,则所述驱动电机控制器获取驱动电机标定诊断信息,并将所述驱动电机标定诊断信息发送给所述诊断工具;若所述启动发电电机标定失败,则所述启动发电电机控制器获取启动发电电机标定诊断信息,并将所述启动发电电机标定诊断信息发送给所述诊断工具。
可选地,获取所述驱动电机的标定关联信号,包括以下步骤:获取所述诊断工具对所述驱动电机控制器发送的第一标定请求信号;获取所述驱动电机控制器对所述变速箱控制器及所述整车控制器发送的第一标定状态信号;获取所述变速箱控制器对所述第一标定状态信号进行响应产生的第一档位控制信号;获取所述整车控制器对所述第一标定状态信号进行响应产生的第一模式切换信号;获取所述电池管理系统对所述驱动电机控制器发送的第一高压继电器状态信号;将所述第一标定请求信号、所述第一标定状态信号、所述第一档位控制信号、所述第一模式切换信号及所述第一高压继电器状态信号确定为所述驱动电机的标定关联信号。
可选地,所述驱动电机标定条件包括:所述第一标定状态信号置位为1,且第一档位控制信号为换挡器位于空档档位,且所述第一高压继电器状态信号为高压继电器闭合。
可选地,获取所述启动发电电机的标定关联信号,包括以下步骤:获取所述诊断工具对所述启动发电电机控制器发送的第二标定请求信号;获取所述启动发电电机控制器对所述变速箱控制器及所述整车控制器发送的第二标定状态信号;获取所述变速箱控制器对所述第二标定状态信号进行响应产生的第二档位控制信号;获取所述整车控制器对所述第二标定状态信号进行响应产生的第二模式切换信号;获取所述电池管理系统对所述驱动电机控制器发送的第二高压继电器状态信号;将所述第二标定请求信号、所述第二标定状态信号、所述第二档位控制信号、所述第二模式切换信号及所述第二高压继电器状态信号确定为所述启动发电电机的标定关联信号。
可选地,所述启动发电电机标定条件包括:所述第二标定状态信号置位为1,且第二档位控制信号为换挡器位于空档档位,且所述第二高压继电器状态信号为高压继电器闭合。
可选地,所述驱动电机控制器对所述驱动电机的旋变零位相位角进行标定,包括以下步骤:获取所述标定关联信号满足驱动电机标定条件时,所述整车控制器发出的第一标定启动信号;根据所述第一标定启动信号控制所述驱动电机启动相位角标定,并对所述整车控制器发送第一标定启动响应信号,以使所述整车控制器在收到所述第一标定启动响应信号之后控制所述动力电池输出供电电压,并对所述驱动电机输出第一转速控制信号;根据所述第一转速控制信号控制所述驱动电机运行,并对所述驱动电机的第一实时电流参数进行采样,根据采样结果确定所述第一初始相位角。
可选地,所述启动发电电机控制器对所述启动发电电机的旋变零位相位角进行标定,包括以下步骤:获取所述标定关联信号满足启动发电电机标定条件时,所述整车控制器发出的第二标定启动信号,所述整车控制器还用于在所述标定关联信号满足启动发电电机标定条件时,对所述发动机控制器发送发动机启动信号,以使所述发动机启动并带动所述启动发电电机运转;获取所述整车控制器对所述发动机控制器发送的预设发动机转速,并获取所述发动机启动之后所述启动发电电机的电机转速;根据所述第二标定启动信号、所述电机转速及所述预设发动机转速控制所述启动发电电机启动相位角标定,并对所述整车控制器发送第二标定启动响应信号;在所述电机转速达到所述预设发动机转速时,对所述启动发电电机的第二实时电流参数进行采样,根据采样结果确定所述第二初始相位角。
第二方面,本发明实施例还提供了一种双电机混合动力系统的相位角标定装置,所述混合动力系统包括动力电池、驱动电机、发动机、启动发电电机、第一离合器、第二离合器、变速箱和驱动桥,所述驱动电机通过所述第一离合器与所述变速箱连接,所述发动机与所述启动发电电机同轴连接,所述发动机的输出轴通过所述第二离合器与所述变速箱连接,所述相位角标定装置包括:控制模块和诊断工具,所述控制模块包括整车控制器、发动机控制器、驱动电机控制器、启动发电电机控制器、电池管理系统和变速箱控制器;所述整车控制器,用于获取所述驱动电机及所述启动发电电机的标定关联信号,并判断所述标定关联信号是否满足预设标定条件,所述标定关联信号包括控制模块和诊断工具发出的信号;所述驱动电机控制器,用于在所述标定关联信号满足驱动电机标定条件时,控制所述驱动电机对旋变零位相位角进行标定,确定所述驱动电机的第一初始相位角;所述启动发电电机控制器,用于在所述标定关联信号满足驱动电机标定条件时,控制所述启动发电电机对旋变零位相位角进行标定,确定所述启动发电电机的第二初始相位角。
第三方面,本发明实施例还提供了一种车辆,包括上述双电机混合动力系统的相位角标定装置。
本发明实施例提供的车辆,设置双电机混合动力系统的相位角标定装置,该装置用于执行双电机混合动力系统的相位角标定方法,该方法通过整车控制器获取驱动电机和启动发电电机的标定关联信号,并判断标定关联信号是否满足预设标定条件;若标定关联信号满足驱动电机标定条件,则驱动电机控制器控制驱动电机运行,并对驱动电机的旋变零位相位角进行标定,确定驱动电机的第一初始相位角;若标定关联信号满足启动发电电机标定条件,则启动发电电机控制器控制启动发电电机运行,并对启动发电电机的旋变零位相位角进行标定,确定启动发电电机的第二初始相位角,解决了现有的初始相位角标定方法操作复杂、兼容性差的问题,在实车上对双电机的相位角进行标定,有利于提高初始相位角标定的效率和准确性,改善电机扭矩及转速控制精度,提升电机的输出性能,提升整车驾驶性能。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种双电机混合动力系统的相位角标定方法的流程图;
图2是相关技术中的双电机混合动力系统的结构示意图。;
图3是本发明实施例一提供的另一种双电机混合动力系统的相位角标定方法的流程图;
图4是本发明实施例一提供的一种驱动电机的相位角标定方法的流程图;
图5是本发明实施例一提供的一种启动发电电机的相位角标定方法的流程图;
图6是本发明实施例一提供的一种双电机混合动力系统的相位角标定方法的流程图;
图7是本发明实施例一提供的另一种双电机混合动力系统的相位角标定方法的流程图;
图8是本发明实施例二提供的一种双电机混合动力系统的相位角标定装置的结构示意图;
图9是本发明实施例三提供的一种车辆的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种双电机混合动力系统的相位角标定方法的流程图,本实施例可适用于在车辆出厂检测或者售后更换双电机系统时,对双电机混合动力系统的初始相位角进行标定的应用场景,该方法可以由车载控制模块和诊断工具来执行,其中,车载控制模块包括整车控制器、发动机控制器、驱动电机控制器、启动发电电机控制器、电池管理系统和变速箱控制器,诊断工具可为手持式诊断仪或者配置有诊断软件程序的诊断盒子。
图2是相关技术中的双电机混合动力系统的结构示意图。
如图2所示,该混合动力系统100包括动力电池10、驱动电机M1、发动机20、启动发电电机M2、第一离合器C1、第二离合器C2、变速箱AT和驱动桥30,驱动电机M1通过第一离合器C1与变速箱AT连接,驱动电机M1用于在电动模式下通过驱动桥30将动力传输至驱动轮驱动车辆运行,或者,在车辆减速制动时回收能量;发动机20与启动发电电机M2同轴连接,发动机20的输出轴通过第二离合器C2与变速箱AT连接,启动发电电机M2用于在发动机启动时驱动所述发动机启动,将整车动力通过驱动桥30传输至驱动轮驱动车辆运行,或者,在整车输出扭矩需求降低时运行于发电状态。
其中,启动发电电机M2可为ISG(Integrated Starter Generator)电机。
结合图1和图2所示,该双电机混合动力系统的相位角标定方法具体包括如下步骤:
步骤S1:获取驱动电机及启动发电电机的标定关联信号,标定关联信号包括控制模块和诊断工具发出的信号。
其中,驱动电机的标定关联信号可包括诊断工具、整车控制器、驱动电机控制器、电池管理系统和变速箱控制器发出的指令及检测信号,该指令及检测信号可作为驱动电机初始相位角标定的触发条件,启动发电电机的标定关联信号可包括诊断工具、整车控制器、发动机控制器、启动发电电机控制器、电池管理系统和变速箱控制器发出的指令及检测信号,该指令及检测信号可作为启动发电电机初始相位角标定的触发条件。
步骤S2:判断标定关联信号是否满足预设标定条件,预设标定条件包括驱动电机标定条件和启动发电电机标定条件。
步骤S3:若标定关联信号满足驱动电机标定条件,则驱动电机控制器控制驱动电机运行,并对驱动电机的旋变零位相位角进行标定,确定驱动电机的第一初始相位角。
步骤S4:若标定关联信号满足启动发电电机标定条件,则启动发电电机控制器控制启动发电电机运行,并对启动发电电机的旋变零位相位角进行标定,确定启动发电电机的第二初始相位角。
其中,旋变零位相位角是指旋变变压器安装位置与转子实际磁极方向之间的相位角,可通过检测流经电机绕组的电流值对初始相位角进行标定,具体步骤将在后续说明书中进行说明。
本实施例中,在对驱动电机的旋变零位相位角进行标定之前,利用变速箱控制器控制第一离合器C1断开驱动电机M1与驱动桥之间的连接,在对启动发电电机的旋变零位相位角进行标定之前,利用变速箱控制器控制第二离合器C2断开启动发电电机M2与驱动桥之间的连接,由于启动发电电机M2与发动机同轴连接,在对启动发电电机M2的初始相位角进行自学习时,需要启动发动机,通过控制发动机运转带动启动发电电机M2运行,为启动发电电机M2的相位角标定创造条件。
具体地,在车辆下线或者更换双电机系统之后,车辆驱动行驶之前,对双电机混合动力系统的初始相位角进行标定,在对双电机混合动力系统进行标定时,将诊断工具与驱动电机控制器及启动发电电机控制器通讯连接,利用诊断工具下发双电机系统的初始相位角标定请求指令,利用整车控制器获取驱动电机及启动发电电机的标定关联信号,并判断标定关联信号是否满足驱动电机标定条件及启动发电电机标定条件。
若标定关联信号满足驱动电机标定条件,即驱动电机的初始相位角标定准备判断完成且允许进行驱动电机的相位角标定,则整车控制器将驱动电机的第一模式切换信号M1ModeReq置为a1ofstZer,将第一模式切换信号M1ModeReq=a1ofstZer发送至驱动电机控制器,并控制动力电池对驱动电机供电,以使驱动电机控制器控制驱动电机M1启动运行,驱动电机控制器调用相位角标定控制程序,通过检测流经驱动电机M1绕组的电流值,对驱动电机M1的旋变零位相位角进行标定,将符合要求的电流值对应的相位角作为第一初始相位角存储到相位角标定控制程序,完成驱动电机M1的初始相位角标定,并将标定结果反馈给诊断工具和整车控制器。
若标定关联信号满足启动发电电机标定条件,即启动发电电机的初始相位角标定准备判断完成且允许进行启动发电电机的相位角标定,则整车控制器将启动发电电机的模式切换信号M2ModeReq置为a2ofstZer,并将启动发电电机的模式切换信号M2ModeReq=a2ofstZer发送至启动发电电机控制器,同时,整车控制器控制发动机控制器起动发动机,发动机带动启动发电电机M2运行,启动发电电机控制器调用相位角标定控制程序,通过检测流经启动发电电机M2绕组的电流值,对启动发电电机M2的旋变零位相位角进行标定,将符合要求的电流值对应的相位角作为第二初始相位角存储到相位角标定控制程序,完成启动发电电机M2的初始相位角标定,并将标定结果反馈给诊断工具和整车控制器,解决了现有的初始相位角标定方法操作复杂、兼容性差的问题,在实车上对双电机的相位角进行标定,有利于提高初始相位角标定的效率和准确性,改善电机扭矩及转速控制精度,提升电机的输出性能,提升整车驾驶性能。
需要说明的是,若驱动电机M1和启动发电电机M2的初始相位角的标定未完成或者标定出错,则在高压上电驱动车辆行驶时,电机无法进入扭矩控制模式,将标定失败信息反馈到整车控制器和诊断工具,上报故障码,仪表动力系统故障灯点亮,警示操作人员进行故障排查。
可选地,上述步骤S1包括:获取驱动电机的标定关联信号,具体步骤如下:获取诊断工具对驱动电机控制器发送的第一标定请求信号M1SelfLrn;获取驱动电机控制器对变速箱控制器及整车控制器发送的第一标定状态信号M1ofstReq;获取变速箱控制器对第一标定状态信号M1ofstReq进行响应产生的第一档位控制信号ShiterPos1;获取整车控制器对第一标定状态信号M1ofstReq进行响应产生的第一模式切换信号M1ModeReq;获取电池管理系统对驱动电机控制器发送的第一高压继电器状态信号Mainrelay1;将第一标定请求信号M1SelfLrn、第一标定状态信号M1ofstReq、第一档位控制信号ShiterPos1、第一模式切换信号M1ModeReq及第一高压继电器状态信号Mainrelay1确定为驱动电机的标定关联信号。
具体地,在对驱动电机进行标定之前,需要将驱动电机控制器与诊断工具进行连接,在驱动电机控制器接收到诊断工具发送的第一标定请求信号M1SelfLrn=1时,驱动电机控制器将驱动电机M1的第一标定状态信号M1ofstReq置为1,并将第一标定状态信号M1ofstReq=1发送至CAN网络,变速箱控制器及整车控制器通过CAN网络接收第一标定状态信号M1ofstReq=1,若变速箱控制器接收到第一标定状态信号M1ofstReq=1,则变速箱控制器控制第一离合器C1断开,并对换挡器发送第一档位控制信号ShiterPos1,以将车辆的换挡器置于空档档位;若整车控制器接收到第一标定状态信号M1ofstReq=1,则整车控制器对驱动电机控制器发送第一模式切换信号M1ModeReq,以使驱动电机控制器将驱动电机切换至待机模式,此时,驱动电机M1的第一模式切换信号M1ModeReq被置为standby,为驱动电机M1的初始相位角标定做准备。
可选地,上述步骤S1还包括:获取启动发电电机的标定关联信号,具体步骤如下:获取诊断工具对启动发电电机控制器发送的第二标定请求信号M2SelfLrn;获取启动发电电机控制器对变速箱控制器及整车控制器发送的第二标定状态信号M2ofstReq;获取变速箱控制器对第二标定状态信号M2ofstReq进行响应产生的第二档位控制信号ShiterPos2;获取整车控制器对第二标定状态信号M2ofstReq进行响应产生的第二模式切换信号M2ModeReq;获取电池管理系统对驱动电机控制器发送的第二高压继电器状态信号Mainrelay2;将第二标定请求信号M2SelfLrn、第二标定状态信号M2ofstReq、第二档位控制信号ShiterPos2、第二模式切换信号M2ModeReq及第二高压继电器状态信号Mainrelay2确定为启动发电电机M2的标定关联信号。
其中,在进行初始相位角标定时,第二档位控制信号ShiterPos2与第一档位控制信号ShiterPos1相同,例如,ShiterPos2=ShiterPos1=N,第二高压继电器状态信号与第一高压继电器状态信号相同,例如,Mainrelay2=Mainrelay1=1。
具体地,在对启动发电电机M2的初始相位角进行标定之前,需要将启动发电电机控制器与诊断工具进行连接,在启动发电电机控制器接收到诊断工具发送的第二标定请求信号M2SelfLrn=1时,启动发电电机控制器将启动发电电机M2的第二标定状态信号M2ofstReq置为1,并将第二标定状态信号M2ofstReq=1发送至CAN网络,变速箱控制器及整车控制器通过CAN网络接收第二标定状态信号M2ofstReq=1,若变速箱控制器接收到第二标定状态信号M2ofstReq=1,则变速箱控制器控制第二离合器C2断开,并对换挡器发送第二档位控制信号ShiterPos2,以将车辆的换挡器置于空档档位;若整车控制器接收到第二标定状态信号M2ofstReq=1,则整车控制器对启动发电电机控制器发送第二模式切换信号M2ModeReq,以使启动发电电机控制器将启动发电电机M2切换至待机模式,此时,启动发电电机M2的第二模式切换信号M2ModeReq被置为standby,为启动发电电机M2的初始相位角标定做准备。
可选地,上述步骤S2包括:判断标定关联信号是否满足驱动电机标定条件,其中,驱动电机标定条件包括:第一标定状态信号M1ofstReq置为1,且第一档位控制信号ShiterPos1为空档档位,即控制换挡器位于空档档位,且第一高压继电器状态信号Mainrelay1为高压继电器闭合。
具体地,可利用整车控制器获取驱动电机控制器、变速箱控制器及电池管理系统发出的标定关联信号,并对标定关联信号的参数值进行分析判断,若驱动电机控制器发出的第一标定状态信号M1ofstReq=1,且变速箱控制器发出的第一档位控制信号ShiterPos1=N,且电池管理系统发出的第一高压继电器状态信号Mainrelay1=1,则整车控制器判定标定关联信号满足驱动电机标定条件,整车控制器将第一模式切换信号M1ModeReq置为a1ofstZer,并将第一标定完成信号M1ofstCnd=1及第一模式切换信号M1ModeReq=a1ofstZer发送至驱动电机控制器,以使驱动电机控制器控制驱动电机M1进行初始相位角标定。
可选地,上述步骤S2还包括:判断标定关联信号是否满足启动发电电机标定条件,其中,启动发电电机标定条件包括:第二标定状态信号M2ofstReq置位为1,且第二档位控制信号ShiterPos2为换挡器位于空档档位,且第二高压继电器状态信号Mainrelay2为高压继电器闭合。
具体地,可利用整车控制器获取启动发电电机控制器、变速箱控制器及电池管理系统发出的标定关联信号,并对标定关联信号的参数值进行分析判断,若启动发电电机控制器发出的第二标定状态信号M2ofstReq=1,且变速箱控制器发出的第二档位控制信号ShiterPos2=N,且电池管理系统发出的第二高压继电器状态信号Mainrelay2=1,则整车控制器判定标定关联信号满足启动发电电机标定条件,整车控制器将第二模式切换信号M2ModeReq置为a2ofstZer,并将第二标定完成信号M2ofstCnd=1及第二模式切换信号M2ModeReq=a2ofstZer发送至启动发电电机控制器,以使启动发电电机控制器控制启动发电电机M2进行初始相位角标定。
图3是本发明实施例一提供的另一种双电机混合动力系统的相位角标定方法的流程图。
可选地,如图3所示,双电机混合动力系统的相位角标定方法还包括以下步骤:
步骤S5:若驱动电机的初始相位角标定失败,则驱动电机控制器获取驱动电机标定诊断信息,并将驱动电机标定诊断信息发送给诊断工具。
步骤S6:若启动发电电机的初始相位角标定失败,则启动发电电机控制器获取启动发电电机标定诊断信息,并将启动发电电机标定诊断信息发送给诊断工具。
图4是本发明实施例一提供的一种驱动电机的相位角标定方法的流程图,该方法可由驱动电机控制器执行。
结合参考图4所示,在驱动电机控制器控制驱动电机M1启动运行,并对驱动电机M1的初始相位角进行标定时,驱动电机控制器对标定过程中的故障进行诊断,具体包括以下步骤:
步骤S501:判断接收到的标定关联信号是否满足驱动电机标定条件。
若标定关联信号满足驱动电机标定条件,则执行步骤S502;否则,执行步骤S503。
步骤S502:判断驱动电机M1内部是否无故障。
步骤S503:上报第一驱动故障代码。
若驱动电机M1内部无故障,则执行步骤S504;否则,执行步骤S505。
步骤S504:获取整车控制器发送的第一模式切换信号M1ModeReq请求。
步骤S505:上报第二驱动故障代码。
步骤S506:判断第一模式切换信号M1ModeReq的信号值是否正常。
步骤S507:上报第三驱动故障代码。
若第一模式切换信号M1ModeReq的信号值正常,则执行步骤S3;否则,执行步骤S5,即言,若上述任一条件不满足,则驱动电机控制器判定驱动电机M1的初始相位角标定失败,若驱动电机的初始相位角标定失败,则驱动电机控制器将引起标定失败的故障确定为驱动电机标定诊断信息,并将驱动电机标定诊断信息发送给诊断工具,警示操作人员进行检查排除车辆故障。
示例性地,若驱动电机标定诊断信息为驱动电机控制器接收不到整车控制器发送的模式切换信号M1ModeReq请求,则操作人员可检查是否发生CAN通信故障;若驱动电机标定诊断信息为标定关联信号不满足驱动电机标定条件,则操作人员可检查是否发生换挡器、高压继电器及CAN通信故障。
图5是本发明实施例一提供的一种启动发电电机的相位角标定方法的流程图,该方法可由启动发电电机控制器执行。
结合参考图5所示,在启动发电电机控制器控制启动发电电机M2启动运行,并对启动发电电机M2的初始相位角进行标定时,启动发电电机控制器对标定过程中的故障进行诊断,具体包括以下步骤:
步骤S601:判断标定关联信号是否满足启动发电电机标定条件。
若标定关联信号满足启动发电电机标定条件,则执行步骤S602;否则,执行步骤S603。
步骤S602:判断启动发电电机M2内部是否无故障。
步骤S603:上报第一启动故障代码。
若启动发电电机M2内部无故障,则执行步骤S604;否则,执行步骤S605。
步骤S604:获取整车控制器发送的第二模式切换信号M2ModeReq请求。
步骤S605:上报第二启动故障代码。
步骤S606:判断第二模式切换信号M2ModeReq的信号值是否正常。
步骤S607:上报第三启动故障代码。
若第二模式切换信号M2ModeReq的信号值正常,则执行步骤S608;否则,执行步骤S609。
步骤S608:判断启动发电电机M2的转速是否在预设转速范围内,其中,预设转速范围可根据整车控制器发送的预设发动机转速确定,例如,若M2SpdReq=1000rpm,则预设转速范围可为950rpm至1050rpm。
步骤S609:上报第四启动故障代码。
若启动发电电机M2的转速在预设转速范围内,则执行步骤S4;否则,执行步骤S6,即言,若上述任一条件不满足,则启动发电电机控制器判定启动发电电机M2的初始相位角标定失败,若启动发电电机M2的初始相位角标定失败,则启动发电电机控制器将引起标定失败的故障确定为启动发电电机标定诊断信息,并将启动发电电机标定诊断信息发送给诊断工具和整车控制器,警示操作人员进行检查排除车辆故障。
示例性地,若启动发电电机标定诊断信息为启动发电电机控制器接收不到整车控制器发送的模式切换信号M2ModeReq请求,则操作人员可检查是否发生CAN通信故障;若启动发电电机标定诊断信息为标定关联信号不满足启动发电电机标定条件,则操作人员可检查是否发生换挡器、高压继电器及CAN通信故障。
图6是本发明实施例一提供的一种双电机混合动力系统的相位角标定方法的流程图。
可选地,如图6所示,驱动电机控制器对驱动电机的旋变零位相位角进行标定,包括以下步骤:
步骤S401:获取标定关联信号满足驱动电机标定条件时,整车控制器发出的第一标定启动信号。
具体地,在驱动电机标定条件判断完成且允许对驱动电机的初始相位角进行标定时,整车控制器发出第一标定启动信号,其中,第一标定启动信号包括第一标定完成信号M1ofstCnd=1及第一模式切换信号M1ModeReq=a1ofstZer。
步骤S402:根据第一标定启动信号控制驱动电机启动相位角标定,并对整车控制器发送第一标定启动响应信号,以使整车控制器在收到第一标定启动响应信号之后控制动力电池输出供电电压,并对驱动电机控制器输出第一转速控制信号。
其中,第一转速控制信号包括预设驱动电机转速M1SpdReq,例如,可设置预设驱动电机转速M1SpdReq=1000rpm。
步骤S403:根据第一转速控制信号控制驱动电机运行,并对驱动电机的第一实时电流参数进行采样,根据采样结果确定第一初始相位角。
具体地,若驱动电机控制器接收到整车控制器反馈的第一标定完成信号M1ofstCnd=1及第一模式切换信号M1ModeReq=a1ofstZer,则驱动电机控制器控制驱动电机M1进入初始相位角标定过程,将第一标定启动响应信号M1Sta置为ofstZer,并将第一标定启动响应信号M1Sta=ofstZer反馈给整车控制器,以使整车控制器控制动力电池输出供电电压,并对驱动电机控制器输出第一转速控制信号,驱动电机控制器根据第一转速控制信号控制驱动电机M1运行,当驱动电机M1的转速达到预设驱动电机转速M1SpdReq时,驱动电机控制器对流经驱动电机M1的绕组的第一实时电流参数进行采样,并根据采样结果确定第一初始相位角。
可选地,根据采样结果确定第一初始相位角具体包括以下步骤:判断第一实时电流参数是否处于第一预设电流范围,若第一实时电流参数未处于第一预设电流范围,则驱动电机控制器调整第一转速控制信号,并根据调整后的第一转速控制信号控制驱动电机运行,直至第一实时电流参数达到第一预设电流范围;若第一实时电流参数处于第一预设电流范围,则驱动电机控制器将采样时刻驱动电机的相位角确定为第一初始相位角。
本实施例中,可基于大数据统计技术对特定转速下的电机电流进行记录,根据数据统计结果和预设驱动电机转速确定第一预设电流范围,当然,在保证测试精度的前提下,本领域技术人员也可通过其他技术手段获取第一预设电流范围,对此不作限制。
示例性地,若定义预设驱动电机转速M1SpdReq=1000rpm,在驱动电机M1的转速达到1000rpm之后,驱动电机控制器读取驱动电机M1的第一实时电流参数,若第一实时电流参数处于第一预设电流范围,则驱动电机控制器记录采样时刻驱动电机的相位角,并将该相位角确定为第一初始相位角;若第一实时电流参数未处于第一预设电流范围,则驱动电机控制器对第一转速控制信号中的预设驱动电机转速进行微调,例如,可设置预设驱动电机转速的调整幅度不超过±50rpm。
可选地,在驱动电机M1的初始相位角标定完成之后,驱动电机控制器控制驱动电机M1的转速降为0,并将第一标定启动响应信号M1Sta置为standby,将第一标定状态信号M1ofstReq置为0,同时将初始相位角标定成功的信息通过接口信号发送给诊断工具,整车控制器在初始相位角标定成功之后,将第一模式切换信号M1ModeReq置为standby,实现状态复位,以备下一次标定。
图7是本发明实施例一提供的另一种双电机混合动力系统的相位角标定方法的流程图。
可选地,如图7所示,启动发电电机控制器对启动发电电机的旋变零位相位角进行标定,包括以下步骤:
步骤S501:获取标定关联信号满足启动发电电机标定条件时,整车控制器发出的第二标定启动信号,整车控制器还用于在标定关联信号满足启动发电电机标定条件时,对发动机控制器发送发动机启动信号,以使发动机启动并带动启动发电电机运转。
具体地,在启动发电电机标定条件判断完成且允许对启动发电电机的初始相位角进行标定时,整车控制器发出第二标定启动信号,第二标定启动信号包括第二标定完成信号M2ofstCnd=1及第二模式切换信号M2ModeReq=a2ofstZer。
在对启动发电电机M2的初始相位角进行标定之前,还需要控制发动机启动,以使发动机带动启动发电电机运行。具体地,整车控制器给发动机控制器发送发动机启动信号EngStart=1指令,控制发动机控制器起动发动机,起动完成后,发动机控制器对整车控制器反馈发动机启动完成信号EngineStt=1,整车控制器在接收到发动机启动完成信号EngineStt=1之后,对发动机控制器发送转速控制模式信号EMSMode=Speed Ctrl及预设发动机转速M2SpdReq,发动机控制器控制发动机进入转速控制模式,通过控制发动机运转,将电机M2的转速拉到预设发动机转速M2SpdReq限定的转速,为启动发电电机M2的初始相位角标定创造条件。
步骤S502:获取整车控制器对发动机控制器发送的预设发动机转速,并获取发动机启动之后启动发电电机的电机转速。
步骤S503:根据第二标定启动信号、电机转速及预设发动机转速控制启动发电电机启动相位角标定,并对整车控制器发送第二标定启动响应信号M2Sta。
步骤S504:在电机转速达到预设发动机转速时,对启动发电电机的第二实时电流参数进行采样,根据采样结果确定第二初始相位角。
具体地,以预设发动机转速M2SpdReq=1000rpm为例进行如下说明:若启动发电电机控制器接收到整车控制器反馈的第二标定完成信号M2ofstCnd=1、第二模式切换信号M2ModeReq=a2ofstZer、预设发动机转速M2SpdReq=1000rpm及确电机转速满足1000rpm±50rpm,则启动发电电机控制器控制启动发电电机M2进入初始相位角标定过程,将第二标定启动响应信号M2Sta置为ofstZer,并将第二标定启动响应信号M2Sta=ofstZer反馈给整车控制器,以使整车控制器控制动力电池输出供电电压,并控制发动机持续运行于预设发动机转速。当启动发电电机M2的电机转速达到1000rpm时,启动发电电机控制器对流经启动发电电机M2的绕组的第二实时电流参数进行采样,并根据采样结果确定第二初始相位角。
可选地,根据采样结果确定第二初始相位角具体包括以下步骤:判断第二实时电流参数是否处于第二预设电流范围;若第二实时电流参数未处于第二预设电流范围,则整车控制器对预设发动机转速进行重置,并根据重置后的预设发动机转速控制发动机运行,直至第二实时电流参数达到第二预设电流范围;若第二实时电流参数处于第二预设电流范围,则驱动电机控制器将采样时刻启动发电电机的相位角确定为第二初始相位角。
本实施例中,可基于大数据统计技术对特定发动机转速带动下的启动发电电机电流进行记录,根据数据统计结果和预设发动机转速确定第二预设电流范围,当然,在保证测试精度的前提下,本领域技术人员也可通过其他技术手段获取第二预设电流范围,对此不作限制。
示例性地,若定义预设发动机转速M2SpdReq=1000rpm,在启动发电电机M2的转速达到1000rpm之后,驱动电机控制器读取启动发电电机M2的第二实时电流参数,若第二实时电流参数位于第二预设电流范围,则启动发电电机控制器记录采样时刻启动发电电机M2的相位角,并将该相位角确定为第二初始相位角;若第二实时电流参数未处于第二预设电流范围,则发动机控制器对预设发动机转速M2SpdReq进行微调,例如,可设置预设发动机转速的调整幅度不超过±50rpm。
可选地,在启动发电电机M2的初始相位角标定完成之后,发动机控制器控制发动机的转速降为0,即M2SpdReq=0,启动发电电机将第二标定启动响应信号M2Sta置为standby,并将第二标定状态信号M2ofstReq置为0,同时将初始相位角标定成功的信息通过接口信号发送给诊断工具,整车控制器在初始相位角标定成功之后,将第二模式切换信号M2ModeReq置为standby,实现状态复位,以备下一次标定。
由此,本发明实施例提供的双电机混合动力系统的相位角标定方法,将双电机混合动力系统安装在实车上,利用诊断工具、整车控制器、电机控制器、发动机控制器、电池管理系统和变速箱控制器的标定关联信号分别控制驱动电机及启动发电电机对初始相位角进行标定,解决了现有的初始相位角标定方法操作复杂、兼容性差的问题,在实车上对双电机的相位角进行标定,有利于提高初始相位角标定的效率和准确性,改善电机扭矩及转速控制精度,提升电机的输出性能,提升整车驾驶性能。
实施例二
本发明实施例二提供了一种双电机混合动力系统的相位角标定装置,本发明实施例用于执行上述实施例的双电机混合动力系统的相位角标定方法,具备执行上述双电机混合动力系统的相位角标定方法相应的功能模块和有益效果。
图8是本发明实施例二提供的一种双电机混合动力系统的相位角标定装置的结构示意图。
如图2所示,该混合动力系统100包括动力电池10、驱动电机M1、发动机20、启动发电电机M2、第一离合器C1、第二离合器C2、变速箱AT和驱动桥30,驱动电机M1通过第一离合器C1与变速箱AT连接,发动机20与启动发电电机M2同轴连接,发动机20的输出轴通过第二离合器C2与变速箱AT连接。
结合图2和图8所示,该相位角标定装置200包括:控制模块和诊断工具220,控制模块包括整车控制器201、发动机控制器202、驱动电机控制器203、启动发电电机控制器204、电池管理系统205和变速箱控制器206;整车控制器201,用于获取驱动电机及启动发电电机的标定关联信号,并判断标定关联信号是否满足预设标定条件,标定关联信号包括控制模块和诊断工具发出的信号;驱动电机控制器203,用于在标定关联信号满足驱动电机标定条件时,控制驱动电机运行,并对驱动电机的旋变零位相位角进行标定,确定驱动电机的第一初始相位角;启动发电电机控制器204,用于在标定关联信号满足启动发电电机标定条件时,控制启动发电电机运行,并对启动发电电机的旋变零位相位角进行标定,确定启动发电电机的第二初始相位角。
可选地,驱动电机控制器203还用于在驱动电机M1的初始相位角标定失败之后获取驱动电机标定诊断信息,并将驱动电机标定诊断信息发送给诊断工具220;启动发电电机控制器204还用于在启动发电电机M2的初始相位角标定失败之后获取启动发电电机标定诊断信息,并将启动发电电机标定诊断信息发送给诊断工具220。
可选地,获取驱动电机的标定关联信号,包括:获取诊断工具220对驱动电机控制器203发送的第一标定请求信号;获取驱动电机控制器203对变速箱控制器206及整车控制器201发送的第一标定状态信号;获取变速箱控制器206对第一标定状态信号进行响应产生的第一档位控制信号;获取整车控制器201对第一标定状态信号进行响应产生的第一模式切换信号;获取电池管理系统对驱动电机控制器203发送的第一高压继电器状态信号;将第一标定请求信号、第一标定状态信号、第一档位控制信号、第一模式切换信号及第一高压继电器状态信号确定为驱动电机的标定关联信号。
可选地,驱动电机标定条件包括:第一标定状态信号置位为1,且第一档位控制信号为换挡器位于空档档位,且第一高压继电器状态信号为高压继电器闭合。
可选地,获取启动发电电机的标定关联信号,包括:获取诊断工具220对启动发电电机控制器204发送的第二标定请求信号;获取启动发电电机控制器204对变速箱控制器206及整车控制器201发送的第二标定状态信号;获取变速箱控制器206对第二标定状态信号进行响应产生的第二档位控制信号;获取整车控制器201对第二标定状态信号进行响应产生的第二模式切换信号;获取电池管理系统对驱动电机控制器203发送的第二高压继电器状态信号;将第二标定请求信号、第二标定状态信号、第二档位控制信号、第二模式切换信号及第二高压继电器状态信号确定为启动发电电机的标定关联信号。
可选地,启动发电电机标定条件包括:第二标定状态信号置位为1,且第二档位控制信号为换挡器位于空档档位,且第二高压继电器状态信号为高压继电器闭合。
可选地,驱动电机控制器203用于获取标定关联信号满足驱动电机标定条件时,整车控制器201发出的第一标定启动信号,根据第一标定启动信号控制驱动电机启动相位角标定,并对整车控制器201发送第一标定启动响应信号,以使整车控制器201在收到第一标定启动响应信号之后控制动力电池输出供电电压,并对驱动电机控制器203输出第一转速控制信号,根据第一转速控制信号控制驱动电机运行,并对驱动电机的第一实时电流参数进行采样,根据采样结果确定第一初始相位角。
可选地,启动发电电机控制器204用于获取标定关联信号满足启动发电电机标定条件时,整车控制器201发出的第二标定启动信号,整车控制器201还用于在标定关联信号满足启动发电电机标定条件时,对发动机控制器202发送发动机启动信号,以使发动机启动并带动启动发电电机运转,获取整车控制器201对发动机控制器202发送的预设发动机转速,并获取发动机启动之后启动发电电机的电机转速,并根据第二标定启动信号、电机转速及预设发动机转速控制启动发电电机启动相位角标定,并对整车控制器201发送第二标定启动响应信号,以及在电机转速达到预设发动机转速时,对启动发电电机的第二实时电流参数进行采样,根据采样结果确定第二初始相位角。
本发明实施例提供的双电机混合动力系统的相位角标定装置,用于执行双电机混合动力系统的相位角标定方法,该方法通过整车控制器获取驱动电机和启动发电电机的标定关联信号,并判断标定关联信号是否满足预设标定条件;若标定关联信号满足驱动电机标定条件,则驱动电机控制器控制驱动电机运行,并对驱动电机的旋变零位相位角进行标定,确定驱动电机的第一初始相位角;若标定关联信号满足启动发电电机标定条件,则启动发电电机控制器控制启动发电电机运行,并对启动发电电机的旋变零位相位角进行标定,确定启动发电电机的第二初始相位角,解决了现有的初始相位角标定方法操作复杂、兼容性差的问题,在实车上对双电机的相位角进行标定,有利于提高初始相位角标定的效率和准确性,改善电机扭矩及转速控制精度,提升电机的输出性能,提升整车驾驶性能。
实施例三
图9是本发明实施例三提供的一种车辆的结构示意图。
如图9所示,该车辆1包括上述双电机混合动力系统的相位角标定装置200。
本发明实施例提供的车辆,设置双电机混合动力系统的相位角标定装置,该装置用于执行双电机混合动力系统的相位角标定方法,该方法通过整车控制器获取驱动电机和启动发电电机的标定关联信号,并判断标定关联信号是否满足预设标定条件;若标定关联信号满足驱动电机标定条件,则驱动电机控制器控制驱动电机运行,并对驱动电机的旋变零位相位角进行标定,确定驱动电机的第一初始相位角;若标定关联信号满足启动发电电机标定条件,则启动发电电机控制器控制启动发电电机运行,并对启动发电电机的旋变零位相位角进行标定,确定启动发电电机的第二初始相位角,解决了现有的初始相位角标定方法操作复杂、兼容性差的问题,在实车上对双电机的相位角进行标定,有利于提高初始相位角标定的效率和准确性,改善电机扭矩及转速控制精度,提升电机的输出性能,提升整车驾驶性能。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种双电机混合动力系统的相位角标定方法,所述混合动力系统包括动力电池、驱动电机、发动机、启动发电电机、第一离合器、第二离合器、变速箱和驱动桥,所述驱动电机通过所述第一离合器与所述变速箱连接,所述发动机与所述启动发电电机同轴连接,所述发动机的输出轴通过所述第二离合器与所述变速箱连接,其特征在于,所述相位角标定方法包括以下步骤:
获取所述驱动电机及所述启动发电电机的标定关联信号,所述标定关联信号包括控制模块和诊断工具发出的信号,所述控制模块包括整车控制器、发动机控制器、驱动电机控制器、启动发电电机控制器、电池管理系统和变速箱控制器;
判断所述标定关联信号是否满足预设标定条件,所述预设标定条件包括驱动电机标定条件和启动发电电机标定条件;
若所述标定关联信号满足驱动电机标定条件,则所述驱动电机控制器控制所述驱动电机运行,并对所述驱动电机的旋变零位相位角进行标定,确定所述驱动电机的第一初始相位角;
若所述标定关联信号满足启动发电电机标定条件,则所述启动发电电机控制器控制所述启动发电电机运行,并对所述启动发电电机的旋变零位相位角进行标定,确定所述启动发电电机的第二初始相位角。
2.根据权利要求1所述的双电机混合动力系统的相位角标定方法,其特征在于,还包括以下步骤:
若所述驱动电机标定失败,则所述驱动电机控制器获取驱动电机标定诊断信息,并将所述驱动电机标定诊断信息发送给所述诊断工具;
若所述启动发电电机标定失败,则所述启动发电电机控制器获取启动发电电机标定诊断信息,并将所述启动发电电机标定诊断信息发送给所述诊断工具。
3.根据权利要求1所述的双电机混合动力系统的相位角标定方法,其特征在于,获取所述驱动电机的标定关联信号,包括以下步骤:
获取所述诊断工具对所述驱动电机控制器发送的第一标定请求信号;
获取所述驱动电机控制器对所述变速箱控制器及所述整车控制器发送的第一标定状态信号;
获取所述变速箱控制器对所述第一标定状态信号进行响应产生的第一档位控制信号;
获取所述整车控制器对所述第一标定状态信号进行响应产生的第一模式切换信号;
获取所述电池管理系统对所述驱动电机控制器发送的第一高压继电器状态信号;
将所述第一标定请求信号、所述第一标定状态信号、所述第一档位控制信号、所述第一模式切换信号及所述第一高压继电器状态信号确定为所述驱动电机的标定关联信号。
4.根据权利要求3所述的双电机混合动力系统的相位角标定方法,其特征在于,所述驱动电机标定条件包括:所述第一标定状态信号置位为1,且第一档位控制信号为换挡器位于空档档位,且所述第一高压继电器状态信号为高压继电器闭合。
5.根据权利要求1所述的双电机混合动力系统的相位角标定方法,其特征在于,获取所述启动发电电机的标定关联信号,包括以下步骤:
获取所述诊断工具对所述启动发电电机控制器发送的第二标定请求信号;
获取所述启动发电电机控制器对所述变速箱控制器及所述整车控制器发送的第二标定状态信号;
获取所述变速箱控制器对所述第二标定状态信号进行响应产生的第二档位控制信号;
获取所述整车控制器对所述第二标定状态信号进行响应产生的第二模式切换信号;
获取所述电池管理系统对所述驱动电机控制器发送的第二高压继电器状态信号;
将所述第二标定请求信号、所述第二标定状态信号、所述第二档位控制信号、所述第二模式切换信号及所述第二高压继电器状态信号确定为所述启动发电电机的标定关联信号。
6.根据权利要求5所述的双电机混合动力系统的相位角标定方法,其特征在于,所述启动发电电机标定条件包括:所述第二标定状态信号置位为1,且第二档位控制信号为换挡器位于空档档位,且所述第二高压继电器状态信号为高压继电器闭合。
7.根据权利要求1所述的双电机混合动力系统的相位角标定方法,其特征在于,所述驱动电机控制器对所述驱动电机的旋变零位相位角进行标定,包括以下步骤:
获取所述标定关联信号满足驱动电机标定条件时,所述整车控制器发出的第一标定启动信号;
根据所述第一标定启动信号控制所述驱动电机启动相位角标定,并对所述整车控制器发送第一标定启动响应信号,以使所述整车控制器在收到所述第一标定启动响应信号之后控制所述动力电池输出供电电压,并对所述驱动电机控制器输出第一转速控制信号;
根据所述第一转速控制信号控制所述驱动电机运行,并对所述驱动电机的第一实时电流参数进行采样,根据采样结果确定所述第一初始相位角。
8.根据权利要求1所述的双电机混合动力系统的相位角标定方法,其特征在于,所述启动发电电机控制器对所述启动发电电机的旋变零位相位角进行标定,包括以下步骤:
获取所述标定关联信号满足启动发电电机标定条件时,所述整车控制器发出的第二标定启动信号,所述整车控制器还用于在所述标定关联信号满足启动发电电机标定条件时,对所述发动机控制器发送发动机启动信号,以使所述发动机启动并带动所述启动发电电机运转;
获取所述整车控制器对所述发动机控制器发送的预设发动机转速,并获取所述发动机启动之后所述启动发电电机的电机转速;
根据所述第二标定启动信号、所述电机转速及所述预设发动机转速控制所述启动发电电机启动相位角标定,并对所述整车控制器发送第二标定启动响应信号;
在所述电机转速达到所述预设发动机转速时,对所述启动发电电机的第二实时电流参数进行采样,根据采样结果确定所述第二初始相位角。
9.一种双电机混合动力系统的相位角标定装置,所述混合动力系统包括动力电池、驱动电机、发动机、启动发电电机、第一离合器、第二离合器、变速箱和驱动桥,所述驱动电机通过所述第一离合器与所述变速箱连接,所述发动机与所述启动发电电机同轴连接,所述发动机的输出轴通过所述第二离合器与所述变速箱连接,其特征在于,所述相位角标定装置包括:控制模块和诊断工具,所述控制模块包括整车控制器、发动机控制器、驱动电机控制器、启动发电电机控制器、电池管理系统和变速箱控制器;
所述整车控制器,用于获取所述驱动电机及所述启动发电电机的标定关联信号,并判断所述标定关联信号是否满足预设标定条件,所述标定关联信号包括控制模块和诊断工具发出的信号;
所述驱动电机控制器,用于在所述标定关联信号满足驱动电机标定条件时,控制所述驱动电机运行,并对所述驱动电机的旋变零位相位角进行标定,确定所述驱动电机的第一初始相位角;
所述启动发电电机控制器,用于在所述标定关联信号满足启动发电电机标定条件时,控制所述启动发电电机运行,并对所述启动发电电机的旋变零位相位角进行标定,确定所述启动发电电机的第二初始相位角。
10.一种车辆,其特征在于,包括权利要求9所述的双电机混合动力系统的相位角标定装置。
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