DE102007021257A1 - Kurvenfahrtsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Kurvenfahrtsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Antriebsmomentsteuerungsmechanismus (15) zum Einstellen des Antriebsmoments eines linken Rades und eines rechten Rades bereitgestellt. Die Vorrichtung weist auf: eine Einrichtung (43) zum Berechnen eines maximalen Giermomentwertes mit einer Einrichtung (44) zum Schätzen der Griffigkeitskapazität eines außenseitigen Rades, d.h. einer Haftreibungskapazität zwischen dem außenseitigen Rad und einer Straßenoberfläche, und der Griffigkeitskapazität eines innenseitigen Rades, d.h. einer Haftreibungskapazität zwischen dem innenseitigen Rad und der Straßenoberfläche, und eine Einrichtung (45) zum Berechnen eines Drehmomenteinstellungsgrenzwertes, der einen durch den Antriebsmomentsteuerungsmechanismus (15) erhaltenen Drehmomenteinstellungsgrad anzeigt, derart, dass der Einstellungsgrad die Griffigkeitskapazität nicht überschreitet. Die Einrichtung (43) zum Berechnen des maximalen Giermomentwertes setzt den maximalen Giermomentwert, der ein mögliches Giermoment anzeigt, das geschätzt wird, wenn das Antriebsmoment zusammen mit dem durch die Einrichtung (45) zum Berechnen eines Drehmomenteinstellungsgrenzwertes berechneten Drehmomenteinstellungsgrenzwert eingestellt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kurvenfahrtsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug, durch die das Antriebsmoment zwischen einem innenseitigen Rad und einem außenseitigen Rad eingestellt wird.
  • Es sind Techniken zum Verbessern der Sicherheit von Fahrzeugen durch Erzielen einer Fahrzeugstabilität während Kurvenfahrtmanövern vorgeschlagen worden. Beispielsweise ist im folgenden verwandten Dokument 1 die Erzeugung eines Giermoments eines Fahrzeugs basierend auf der Gierrate des Fahrzeugs durch Steuern der Antriebsmomentdifferenz zwischen linken und rechten Rädern durch Steuern der Bewegung des Fahrzeugs beschrieben. [Verwandtes Dokument 1: Offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. H09-86378]
  • In der Realität ist es jedoch schwierig, ein geeignetes Giermoment für ein Fahrzeug zu erzeugen, auch wenn die Antriebsmomentdifferenz zwischen den linken und rechten Rädern verändert wird, weil die Kapazität der Traktions- oder Bremskraft (d.h. die Haftreibung zwischen dem Rad und der Straßenoberfläche) begrenzt ist. Diese Kapazität wird auch als Griffigkeitskapazität bezeichnet.
  • Insbesondere kann gemäß der Technik des verwandten Dokuments 1 zum Verhindern eines Übersteuerungszustands das Antriebsmoment über die Griffigkeitskapazität des innenseitigen Rades hinausgehend erhöht werden. In diesem Fall ist es aufgrund des Schlupfes des innenseitigen Rades für ein Fahrzeug schwierig, geradeaus zu fahren, so dass, anstatt dass die Antriebsmomentdifferenz zwischen den linken und rechten Rädern eingestellt wird, um einen Übersteuerungszustand zu vermeiden, der Grad der Übersteuerung zunimmt.
  • Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kurvenfahrtsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, durch die das Kurvenfahrtverhalten und die Funktionsfähigkeit oder Steuerbarkeit des Fahrzeugs verbessert werden.
  • Zu diesem Zweck wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Kurvenfahrtsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt, mit: einer Einrichtung zum Berechnen eines erforderlichen Giermomentwertes, der das für eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs erforderliche Giermoment anzeigt; einer Einrichtung zum Berechnen eines maximalen Giermomentwertes, der ein maximales Giermoment anzeigt, das durch einen Antriebsmomentsteuerungsmechanismus durch Einstellen des Drehmoments des linken und des rechten Rades erzeugt wird; einer Einrichtung zum Setzen eines Soll-Giermomentwertes, der ein Soll-Giermoment anzeigt, derart, dass, wenn der erforderliche Giermomentwert den maximalen Giermomentwert nicht überschreitet, der erforderliche Giermomentwert direkt als Soll-Giermomentwert gesetzt wird, und wenn der erforderliche Giermomentwert den maximalen Giermomentwert überschreitet, der erforderliche Giermomentwert auf den maximalen Giermomentwert als Soll-Giermomentwert begrenzt wird; und einer Antriebsmomentsteuerung zum Steuern des Antriebsmomentsteuerungsmechanismus, um ein dem Soll-Giermomentwert entsprechendes Giermoment zu erzeugen; wobei die Einrichtung zum Berechnen eines maximalen Giermomentwertes aufweist: eine Einrichtung zum Schätzen einer Griffigkeitskapazität eines außenseitigen Rades, d.h. einer Haftreibungskapazität zwischen dem außenseitigen Rad und einer Straßenoberfläche, und der Griffigkeitskapazität eines innenseitigen Rades, d.h. einer Haftreibungskapazität zwischen dem innenseitigen Rad und einer Straßenoberfläche, und eine Einrichtung zum Berechnen eines Drehmomenteinstellungsgrenzwertes, der einen Antriebsmomenteinstellungsgrad des linken und des rechten Rades anzeigt, der durch den Antriebsmomentsteuerungsmechanismus bereitgestellt wird, so dass der Antriebsmomenteinstellungsgrad die Griffigkeitskapazität des außenseitigen Rades und die Griffigkeitskapazität des innenseitigen Rades nicht überschreitet, wobei die Einrichtung zum Berechnen des maximalen Giermomentwertes den maximalen Giermomentwert setzt, der ein mögliches Giermoment anzeigt, das geschätzt wird, wenn das Antriebsmoment des außenseitigen Rades und des innenseitigen Rades durch die Antriebsmomentsteuerung unter Verwendung des durch die Einrichtung zum Berechnen eines Drehmomenteinstellungsgrenzwertes berechneten Drehmomenteinstellungsgrenzwertes eingestellt wird.
  • Erfindungsgemäß können das Kurvenfahrtverhalten und die Funktionsfähigkeit oder Steuerbarkeit eines Fahrzeugs durch Erzeugen eines geeigneten Giermoments derart, dass das Antriebsmoment des innenseitigen Rades die Griffigkeitskapazität des innenseitigen Rades nicht überschreitet, und das Antriebsmoment des außenseitigen Rades die Griffigkeitskapazität des außenseitigen Rades nicht überschreitet, verbessert werden, indem ein Schlupf der Räder verhindert wird.
  • Außerdem können das Kurvenfahrtverhalten und die Funktionsfähigkeit oder Steuerbarkeit des Fahrzeugs durch Erzeugen eines Giermoments verbessert werden, das einem Brems-Giermomentwert entspricht, der einen über einen maximalen Giermomentwert hinausgehenden Giermomentwert in einem erforderlichen Giermomentwert anzeigt.
  • Außerdem kann ein Schlupf des innenseitigen Rades, der aufgrund eines dem innenseitigen Rad zugeführten übermäßigen Antriebsmoments erzeugt wird, vermieden werden, indem der Drehmomenteinstellungsgrenzwert des innenseitigen Rabei einer Zunahme einer erfassten Seitenbeschleunigung vermindert wird. Dadurch wird ein Übersteuerungszustand unterdrückt.
  • Darüber hinaus kann ein Übersteuerungszustand durch Vermeiden eines Schlupfzustands des innenseitigen Rades unterdrückt werden, der aufgrund einer Übertragung eines übermäßigen Antriebsmoments auf des innenseitige Rad infolge einer Verminderung des Drehmomenteinstellungsgrenzwertes des innenseitigen Rades bei einer Zunahme der erfassten Längsbeschleunigung verursacht wird, wenn das Fahrzeug beschleunigt.
  • Außerdem kann ein Übersteuerungszustand unterdrückt und eine übermäßige Verminderung des maximalen Giermomentwertes vermieden werden, die durch eine Zunahme des Drehmomenteinstellungsgrenzwertes für das innenseitige Rad bei einer Zunahme des Absolutwertes der Längsbeschleunigung verursacht wird, wenn das Fahrzeug verzögert. Dadurch kann ein Übersteuerungszustand ausreichend unterdrückt werden.
  • Darüber hinaus kann ein Schlupfzustand des innenseitigen Rades zuverlässig vermieden werden, indem ein Drehmomenteinstellungsgrenzwert derart gesetzt wird, dass die Summe aus einem Basis-Antriebsmomentwert und einem Antriebsmomenteinstellungswert die Griffigkeitskapazität nicht überschreitet. Dadurch kann ein Übersteuerungszustand zuverlässig unterdrückt werden.
  • Die Merkmale sowie andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in denen gleiche oder ähnliche Teile oder Komponenten durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet sind; es zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm zum schematischen Darstellen der Gesamtstruktur einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 einen Graph zum schematischen Darstellen eines Giermomenteinstellungskennfeldes für die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ein Blockdiagramm zum schematischen Darstellen eines Steuerungsverfahrens in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ein schematisches Diagramm zum Darstellen einer Bewegung des Fahrzeugs in einem Übersteuerungs- oder Untersteuerungszustand in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ein schematisches Diagramm zum Darstellen einer Bewegung des Fahrzeugs in einem Übersteuerungszustand in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 6 ein Ablaufdiagramm zum schematischen Darstellen der Steuerung in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 7 einen Graph zum schematischen Darstellen einer Weise zum Verwenden des Giermomenteinstellungskennfeldes für die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in 1 dargestellt ist, ist ein Motor 2 auf einem Fahrzeug 1 montiert. Das vom Motor 2 ausgegebene Drehmoment wird über ein Getriebe 3 und einen Zwischengetriebemechanismus 4 einem Mitteldifferential 5 zugeführt. Das Mitteldifferential 5 weist einen später beschriebenen Vorder-/Hinterrad-Begrenzungsmechanismus 19 auf.
  • Das Ausgangsdrehmoment des Mitteldifferentials 5 wird über ein vorderes Differential 6 und Wellen 7L bzw. 7R individuell zu einem rechten Vorderrad 8R und einem linken Vorderrad 8L übertragen. Das vom Differential 5 ausgegebene Drehmoment wird über einen vorderen Hypoidgetriebemechanismus 9, eine Kardan- oder Antriebswelle 10, einen hinteren Hypoidgetriebemechanismus 11, ein hinteres Differential 12 und Wellen 13R bzw. 13L individuell zu einem rechten Hinterrad 14R und einem linken Hinterrad 14L übertragen. Das hintere Differential 12 weist einen später beschriebenen Begrenzungsmechanismus (Antriebsmomentsteuerungsmechanismus) 15 für das rechte/linke Rad auf.
  • Das als Differential des Drehmomenterfassungstyps bezeichnete vordere Differential 6 kann die Drehzahldifferenz zwischen dem rechten und dem linken Rad 8R und 8L entsprechend dem vom Motor 2 zugeführten Drehmoment begrenzen.
  • Das Mitteldifferential 5 weist Differentialritzel 5A und 5B und Seitenräder 5C und 5D auf, die mit den Ritzels 5A bzw. 5B kämmen. Das von den Differentialritzels 5A und 5B zugeführte Drehmoment wird auf die Hinterräder 14 übertragen. Außerdem ermöglicht das Mitteldifferential 5 eine Drehbewegung der Vorderräder 8 mit einer von der Drehzahl der Hinterräder 14 verschiedenen Drehzahl, so dass ein geeignetes Kurvenfahrtverhalten des Fahrzeugs 1 gewährleistet wird.
  • Das Mitteldifferential 5 weist außerdem einen Vorder-/Hinterrad-Begrenzungsmechanismus 19 auf, der den Drehzahldifferenzbegrenzungsgrad zwischen den Vorderrädern 8 und den Hinterrädern 14 verändern und das Ausgangsdrehmoment des Motors 2 auf die Vorderräder 8 und die Hinterräder 14 variabel verteilen kann.
  • Der Vorder-/Hinterrad-Begrenzungsmechanismus 19 ist eine hydraulische Mehrscheibenkupplung, die den Drehzahldifferenzbegrenzungsgrad zwischen den Vorderädern 8 und den Hinterrädern 14 in Antwort auf einen von einer (nicht dargestellten) Antriebsöldruckeinheit zugeführten geänderten Öldruck verändern kann. Dadurch wird das verteilte Drehmoment den Vorderrädern 8 und den Hinterrädern 14 variabel zugeführt.
  • Der von der Antriebsöldruckeinheit an den Vorder-/Hinterrad-Begrenzungsmechanismus 19, der durch die Mitteldifferentialsteuerung 32 gesteuert wird, ausgegebene Öldruck wird später beschrieben.
  • Wie vorstehend erwähnt wurde, kann durch den Vorder-/Hinterrad-Begrenzungsmechanismus 19 die Traktion des Fahrzeugs 1 durch Begrenzen der verschiedenen Drehzahlen zwischen den Vorderrädern 8 und den Hinterrädern 14 verbessert werden, und außerdem kann das Kurvenfahrtverhalten des Fahrzeugs 1 verbessert werden, indem die verschiedenen Drehzahlen zwischen den Vorderrädern 8 und den Hinterrädern 14 nicht begrenzt werden.
  • Die Hinterräder 14R bzw. 14L sind mit dem hinteren Differential 12 verbunden, das den Begrenzungsmechanismus 15 für das rechte/linke Rad zum Ändern der Differenz des zu den Hinterrädern 14R bzw. 14L übertragenen Antriebsmoments aufweist.
  • Ein hinterer linker Drehzahlsensor (Einrichtung zum Erfassen der Drehzahl eines außenseitigen Rades oder Einrichtung zum Erfassen der Drehzahl eines innenseitigen Rades; nicht dargestellt) ist am linken Hinterrad 14L angeordnet. Ein hinterer rechter Drehzahlsensor (Einrichtung zum Erfassen der Drehzahl eines außenseitigen Rades oder Einrichtung zum Erfassen der Drehzahl eines innenseitigen Rades; nicht dargestellt) ist am rechten Hinterrad 14R angeordnet.
  • Wie in 4 dargestellt ist, wird in der vorliegenden Ausführungsform prinzipiell vorausgesetzt, dass das linke Hinterrad 14L das innenseitige Rad und das rechte Hinterrad 14R das außenseitige Rad ist, weil das Fahrzeug 1 eine Linkskurve fährt.
  • Das hintere Differential 12 weist ein Gehäuse 12A auf. Ein mit dem Ritzel 10A auf der Kardanwelle 10 kämmendes Planrad 16 ist um das Gehäuse 12A herum ausgebildet, und ein Planetengetriebemechanismus 12B ist im Inneren des Gehäuses 12A angeordnet. Der Planetengetriebemechanismus 12B dient zum Bereitstellen der Drehzahldifferenz zwischen den Hinterrädern 14R bzw. 14L.
  • D.h., der Planetengetriebemechanismus 12B ermöglicht eine Übertragung des vom Motor 2 über die Kardanwelle 10 und das Ritzel 10A zum Planrad 16 ausgegebenen Antriebsmoments zu den Hinterrädern 14R bzw. 14L, während die verschiedenen Drehzahlen zwischen dem rechten Hinterrad 14R und dem linken hinterrad 14L nicht begrenzt werden.
  • Der Begrenzungsmechanismus 15 für das rechte/linke Rad weist einen Drehzahländerungsmechanismus 15A und einen Drehmomentübertragungsmechanismus 15B auf, der sein Ausgangsdrehmoment ändern kann. Der Begrenzungsmechanismus 15 für das rechte/linke Rad dient zum Verändern der Drehmomentdifferenz zwischen dem rechten Rad 14R und dem linken Rad 14L gemäß den Fahrt- oder Antriebszuständen des Fahrzeugs 1 basierend auf Signalen von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 40.
  • Der Drehzahländerungsmechanismus 15A ändert die Drehzahl des linken Hinterrades 14L und gibt das Drehmoment an den Drehmomentübertragungsmechanismus 15B aus.
  • Der Drehmomentübertragungsmechanismus 15B ist eine Mehrscheiben-Nasskupplung, die eine Einstellung des Ausgangsdrehmoments basierend auf dem von der Antriebsöldruckeinheit zugeführten Öldruck ermöglicht.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, kann das auf die Räder 14R bzw. 14L verteilte Drehmoment unter Verwendung einer Technik individuell geändert werden, durch die die Drehzahl des rechten Hinterrades 14R durch den Drehzahländerungsmechanismus 15A geändert wird, und durch die das Ausgangsdrehmoment unter Verwendung des Drehmomentübertragungsmechanismus 15B eingestellt wird. Daher wird das einem der Räder 14R bzw. 14L zugeführte Antriebsmoment durch Vermindern oder Erhöhen des anderen Antriebsmoments erhöht oder vermindert.
  • Der Planetengetriebemechanismus 12B, der Drehzahländerungsmechanismus 15A und der Drehmomentübertragungsmechanismus 15B sind bekannt, so dass diese Komponenten in Verbindung mit der vorliegenden Ausführungsform nicht näher beschrieben werden.
  • Der dem Begrenzungsmechanismus 15 für des rechte/linke Rad von der Antriebsöldruckeinheit zugeführte Öldruck wird durch eine Steuerung 31 für das hintere Differential gesteuert. Die Steuerung 31 für das hintere Differential und ihre Steuerungsverarbeitung werden später beschrieben. Die Antriebsöldruckeinheit (nicht dargestellt) weist einen nicht dargestellten Druckspeicher, eine Motorpumpe zum Verdichten des Öls im Druckspeicher und einen Drucksensor zum Erfassen des durch das Verdichten durch die Motorpumpe erhaltenen Öldrucks auf. Die Antriebsöldruckeinheit weist ferner ein solenoidgesteuertes Ventil zum Einstellen des durch die Motorpumpe erzeugten Öldrucks im Druckspeicher und ein Druckrichtungsventil zum selektiven Zuführen des Öldrucks von einem (nicht dargestellten) Ölraum im Begrenzungsmechanismus 15 für das rechte/linke Rad oder einem anderen Ölraum (nicht dargestellt) im Vorder-/Hinterrad-Begrenzungsmechanismus 19 auf.
  • Die Steuerung 31 für das hintere Differential ist eine elektrische Steuereinheit mit einer nicht dargestellten Schnittstelle, Speichern und einer CPU. Die Steuerung 31 für das hintere Differential dient zum individuellen Einstellen des Antriebsmoments für die Hinterräder 14R und 14L durch die Öldruckeinheit derart, dass die Steuerung 31 ein Drehmo mentverteilungssignal an die Antriebsöldruckeinheit überträgt, wobei das Signal den der Antriebsmomentdifferenz zwischen den Hinterrädern 14R und 14L entsprechenden Öldruck und darüber hinaus das Ziel des Öldrucks anzeigt, woraufhin die Steuerung 31 die Öldruckeinheit aktiviert, um die Öldruckzufuhr zum Begrenzungsmechanismus 15 für das rechte/linke Rad zu steuern.
  • Beispielsweise steuert, wie in 4 dargestellt ist, wenn das Fahrzeug 1 vorwärts fährt und eine Linkskurve durchfährt, die Steuerung 31 für das hintere Differential die Antriebsöldruckeinheit derart, dass der Öldruck dem Begrenzungsmechanismus 15 für das rechte/linke Rad des hinteren Differentials 12 von der Antriebsöldruckeinheit zugeführt wird.
  • Wenn das dem linken Hinterrad (innenseitigen Rad) 14L zugeführte Antriebsmoment abnimmt, wird das Antriebsmoment des rechten Hinterrades erhöht so dass die Drehzahl des rechten Hinterrades 14R zunimmt.
  • Dadurch kann das Auftreten eines durch die Erzeugung eines Giermoments im Gegenuhrzeigersinn (linksdrehend) verursachten Untersteuerungszustands verhindert werden.
  • Andererseits wird, wenn das dem linken Hinterrad 14L zugeführte Antriebsmoment zunimmt, das Antriebsmoment des rechten Hinterrades 14R vermindert, so dass die Drehzahl des rechten Hinterrades 14R abnimmt.
  • Dadurch kann das Auftreten eines durch die Erzeugung eines Giermoments im Uhrzeigersinn (rechtsdrehend) verursachten Übersteuerungszustands verhindert werden.
  • Wenn die Richtung des Giermoments dem Gegenuhrzeigersinn (linksdrehend) entspricht, ist der Giermomentwert positiv. Ähnlicherweise ist, wenn die Richtung des Giermoments dem Uhrzeigersinn (rechtsdrehend) entspricht, das Giermoment negativ.
  • Die Steuerung 32 für das Mitteldifferential, die eine elektronische Steuereinheit ist, überträgt ein eine Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern anzeigendes Signal, das einer Soll-Drehzahldifferenz zwischen den Vorderrädern 8 und den Hinterrädern 14 entspricht, an die Antriebsöldruckeinheit, so dass die Steuerung für das Mitteldifferential den Begrenzungsgrad für die unterschiedlichen Drehzahlen zwischen den Vorderrädern 8 und den Hinterrädern 14 steuert. Die Antriebsöldruckeinheit ändert den dem Vorder-/Hinterrad-Begrenzungsmechanismus 19 des Mitteldifferentials 5 zugeführten Öldruck.
  • Jedes der Räder 8R, 8L, 14R und 14L weist Bremsen 21R, 21L, 22R bzw. 22L auf. Die Bremsen 21R, 21L, 22R und 22L sind mit einer Bremsöldruckeinheit (nicht dargestellt) verbunden, die den Bremsen 21R, 21L, 22R bzw. 22L den Öldruck individuell zuführt.
  • Außerdem weist das Fahrzeug 1 eine Bremsensteuerung 33 auf. Die Bremsensteuerung 33 ist eine elektrische Steuereinheit mit einer nicht dargestellten Schnittstelle, Speichern und einer CPU.
  • Die Bremsensteuerung 33 überträgt ein Bremsdrucksignal, das einem Bremsöldruck-Sollwert entspricht, der für die einzelnen Bremsen 21R, 21L, 22R bzw. 22L individuell erhöht oder vermindert werden soll, an die Bremsöldruckeinheit, so dass die Bremsöldruckeinheit den den Bremsen 21R, 21L, 22R bzw. 22L zugeführten Öldruck ändert.
  • Die Bremsöldruckeinheit weist eine Motorpumpe und solenoidgesteuerte Ventile für ein Bremsöldrucksystem auf, und die Einheit führt den Öldruck in Antwort auf Befehle von der Bremsensteuerung den einzelnen Bremsen 21R, 21L, 22R und 22L zu.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, werden die Steuerung 31 für das hintere Differential (Antriebsmomentsteuerung), die Steuerung 32 für das Mitteldifferential und die Bremsensteuerung 33 durch die ECU 40 individuell gesteuert.
  • Das Fahrzeug 1 weist nicht dargestellte Sensoren auf, z.B. einen Lenkwinkelsensor, einen Längsbeschleunigungssensor, einen Seitenbeschleunigungssensor, einen Gierratensensor, Radgeschwindigkeitssensoren und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor.
  • Der Lenkwinkelsensor erfasst den Winkel δSW eines durch einen Fahrer betätigten (nicht dargestellten) Lenkrades.
  • Der Längsbeschleunigungssensor erfasst eine Längsbeschleunigung GX des Fahrzeugs 1 in einer Längsrichtung. Der Seitenbeschleunigungssensor erfasst eine Beschleunigung des Fahrzeugs 1 in einer Querrichtung.
  • Der Gierratessensor erfasst eine Beschleunigung in einer Drehrichtung (d.h. eine Gierrate) des Fahrzeugs 1.
  • Das Fahrzeug 1 weist eine ECU 40 auf. Die ECU 40 ist eine elektrische Steuereinheit mit einer nicht dargestellten Schnittstelle, Speichern und einer CPU, der die Erfassungsergebnisse der Radgeschwindigkeitssensoren, des Lenkwinkelsensors, des Längsbeschleunigungssensors, des Seitenbeschleunigungssensors und des Gierratensensors zugeführt werden.
  • Die ECU 40 weist im (nicht dargestellten) Speicher gespeicherte Programmdateien auf, z.B. einen Soll-Gierratenberechner 41 (Einrichtung zum Berechnen einer Soll-Gierrate), einen Berechner 42 zum Berechnen eines erforderlichen Giermomentwertes (Einrichtung zum Berechnen eines erforderlichen Giermomentwertes), einen Maximal-Giermomentwertberechner 43 (Einrichtung zum Berechnen eines maximalen Giermomentwertes), einen Soll-Giermomentwertberechner 46 (Einrichtung zum Berechnen eines Soll-Giermomentwertes), eine Einrichtung 47 zum Einstellen des Antriebsmoments des linken/rechten Rades, einen Bremsgiermomentwertberechner 48 (Einrichtung zum Berechnen eines Bremsgiermomentwertes) und eine Bremskrafteinstellungseinrichtung 49.
  • Der Maximal-Giermomentwertberechner 43 weist einen Radgriffigkeitskapazitätsschätzer (Radgriffigkeitskapazitätsschätzeinrichtung) 44 und einen Drehmomenteinstellungsgrenzwertberechner 45 (Einrichtung zum Berechnen eines Drehmomenteinstellungsgrenzwertes) als Unterprogramme auf.
  • Im Speicher der ECU 40 sind ein Drehmomentdifferenzkennfeld (nicht dargestellt) und ein Giermomenteinstellungskennfeld 50 gespeichert, die durch die Einrichtung 47 zum Einstellen des Antriebsmoments des linken/rechten Rades und die Bremskrafteinstellungseinrichtung 49 verwendet werden.
  • Der Soll-Gierratenberechner 41 berechnet eine theoretische Soll-Gierrate YT basierend auf dem durch den Lenkwinkelsensor erfassten Lenkwinkel Usw und der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit vB.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist die Betätigungsrichtung, wenn das Lenkrad verwendet wird, um das Fahrzeug 1 nach links zu drehen, als positiv definiert. Die Betätigungsrichtung, wenn das Lenkrad verwendet wird, um das Fahrzeug 1 nach rechts zu drehen, ist als negativ definiert. Außerdem ist die Gierrate im Gegenuhrzeigersinn als positiv, und die Gierrate im Uhrzeigersinn als negativ definiert.
  • Der Berechner 42 zum Berechnen eines erforderlichen Giermomentwertes berechnet einen erforderlichen Giermomentwert YMADD, der das für eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs 1 erforderliche Giermoment anzeigt, durch Ausführen einer rückgekoppelten Steuerung basierend auf einer Ist-Gierrate YR, d.h. durch Einstellen der durch den Soll-Gierratenberechner 41 erhaltenen Soll-Gierrate YT unter Bezug auf die durch den Gierratensensor erfasste Ist-Gierrate YR. Das Giermoment im Gegenuhrzeigersinn ist als positiv, und das Giermoment im Uhrzeigersinn als negativ definiert.
  • In der vorliegenden Ausführungsform tritt ein "Übersteuerungszustand" während einer Linkskurvenfahrt auf, wenn die Ist-Gierrate YR größer ist als die Soll-Gierrate YT, oder bei einer Rechtskurvenfahrt, wenn die Ist-Gierrate YR kleiner ist als die Soll-Gierrate YT, weil die tatsächliche Bewegung des Fahrzeugs 1 in einer Gierrichtung über die durch den Fahrer beabsichtigte Bewegung hinausgeht. Ein "Untersteuerungszustand" tritt während einer Linkskurvenfahrt auf, wenn die Ist-Gierrate YR kleiner ist als die Soll-Gierrate YT, oder während einer Rechtskurvenfahrt, wenn die Ist-Gierrate YR größer ist als die Soll-Gierrate YT, weil die tatsächliche Bewegung des Fahrzeugs 1 in einer Gierrichtung der durch den Fahrer beabsichtigten Bewegung nicht ausreichend entspricht.
  • Der Maximal-Giermomentwertberechner 43 berechnet einen Giermomentgrenzwert, der einen maximalen Giermomentwert darstellt, das durch die durch den Begrenzungsmechanismus 15 für das rechte/linke Rad ausgeführte Verarbeitung zum Einstellen des Antriebsmoments des innenseitigen Rades und des außenseitigen Rades erzeugt wird. Der Maximal-Giermomentwertberechner 43 weist das Radgriffigkeitskapazitätsschätzprogramm 44 und den Drehmomenteinstellungsgrenzwertberechner 45 auf.
  • Der Radgriffigkeitskapazitätsschätzer 44 schätzt die Griffigkeitskapazität GRout eines außenseitigen Rades, d.h. die Haftreibungskapazität zwischen dem außenseitigen Rad und einer Straßenoberfläche, und die Griffigkeitskapazität GRIN eines innenseitigen Rades, d.h. die Haftreibungskapazität zwischen dem innenseitigen Rad und der Straßenoberfläche, basierend auf der durch den Längsbeschleunigungssensor erfassten Längsbeschleunigung GX und der durch den Seitenbeschleunigungssensor erfassten Seitenbeschleunigung GY.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist, wenn das Fahrzeug 1 in Vorwärtsrichtung beschleunigt, die Längsbeschleunigung GX als positiv definiert. Wenn das Fahrzeug 1 rückwärts beschleunigt, ist die Längsbeschleunigung GX als negativ definiert. Wenn das Fahrzeug 1 eine Linkskurvenfahrt ausführt, ist die Seitenbeschleunigung GY als positiv definiert. Wenn das Fahrzeug 1 eine Rechtskurvenfahrt ausführt, ist die Seitenbeschleunigung GY als negativ definiert.
  • Die Griffigkeitskapazität GRIN des innenseitigen Rades und die Griffigkeitskapazität GROUT des außenseitigen Rades werden basierend auf Parametern des Fahrzeugs 1, z.B. des Gewichts, der Gewichtsverteilung, der Höhe des Schwerpunkts, der Radbasis, der Spurweite, der Verteilung der Steifigkeit als Funktion der Fahrzeugrollbewegung an der Vorderseite und der Rückseite, der Höhe des Rollmittelpunkts an der Vorderseite und der Rückseite und einem Reibungskoeffizienten zwischen den Rädern 8L, 8R, 14L und 14R und der Straßenoberfläche erhalten.
  • D.h., gemäß der Erhöhung des Absolutwertes der Seitenbeschleunigung GY, nimmt die Gewichtsbewegung im Fahrzeug 1 in der Seitenrichtung zu. Daher wird gemäß der Erhöhung des Absolutwertes der Seitenbeschleunigung GY die Griffigkeitskapazität GROUT des außenseitigen Rades erhöht und die Griffigkeitskapazität GRIN des innenseitigen Rades vermindert.
  • Außerdem nimmt, wenn das Fahrzeug 1 beschleunigt, die Last der Hinterräder 14L und 14R aufgrund der Bewegung des Schwerpunkts des Fahrzeugs 1 in der Längsrichtung gemäß der Erhöhung des Absolutwertes der Längsbeschleunigung GX zu. In diesem Fall nehmen daher die Griffigkeitskapazität GROUT des außenseitigen Rades und die Griffigkeitskapazität GRIN des innenseitigen Rades gemäß der Erhöhung des Absolutwertes der Längsbeschleunigung GX zu.
  • Wenn das Fahrzeug 1 verzögert, nimmt die Last der Hinterräder 14L und 14R aufgrund der Bewegung des Gewichtsmittelpunktes des Fahrzeugs 1 in der Längsrichtung gemäß der Erhöhung des Absolutwertes der Längsbeschleunigung GX ab. In diesem Fall nehmen daher die Griffigkeitskapazität GROUT des außenseitigen Rades und die Griffigkeitskapazität GRIN des innenseitigen Rades gemäß der Erhöhung des Absolutwertes der Längsbeschleunigung GX ab.
  • Der Drehmomenteinstellungsgrenzwertberechner 45 berechnet einen Drehmomenteinstellungsgrenzwert TMAX, der einen Antriebsmomenteinstellungsgrad des linken Hinterrades 14L und des rechten Hinterrades 14R anzeigt, so dass der Antriebsmomenteinstellungsgrad die Griffigkeitskapazität GROUT des außenseitigen Rades und die Griffigkeitskapazität GRIN des innenseitigen Rades nicht überschreitet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Einstellungsrad des Antriebsmoments zum Erzeugen eines Giermoments für das Fahrzeug 1 im Gegenuhrzeigersinn als positiv definiert, während der Antriebsmomenteinstellungsgrad zum Erzeugen eines Giermoments für das Fahrzeug 1 im Uhrzeigersinn als negativ definiert ist.
  • D.h., wenn das negative Antriebsmoment dem linken Hinterrad 14L und das positive Antriebsmoment dem rechten Hinterrad 14R zugeführt werden, ist der Antriebsmomenteinstel lungsgrad positiv, während, wenn das positive Antriebsmoment dem linken Hinterrad 14L und das negative Antriebsmoment dem rechten Hinterrad 14R zugeführt werden, der Antriebsmomenteinstellungsgrad negativ ist. Alternativ können an Stelle des Drehmomenteinstellungsgrenzwertes TMAX ein Drehmomenteinstellungsgrenzwert Tin-MAX für das innenseitige Rad und ein Drehmomenteinstellungsgrenzwert Tout-MAX für das außenseitige Rad verwendet werden.
  • Außerdem schätzt der Maximal-Giermomentwertberechner 43 einen maximalen Giermomentwert YMAYC-MAX, der ein mögliches Giermoment anzeigt, das für das Fahrzeug 1 erzeugt wird, wenn das Antriebsmoment des innenseitigen Rades und des außenseitigen Rades entsprechend dem Drehmomenteinstellungsgrenzwert TMAX eingestellt werden, der durch den Drehmomenteinstellungsgrenzwertberechner 45 erhalten wird. Außerdem setzt der Maximal-Giermomentwertberechner 43 den maximalen Giermomentwert YMAYC-MAX auf dem Giermomenteinstellungskennfeld 50 bezüglich der Längsbeschleunigung GY. Das Giermomenteinstellungskennfeld 50 wird später beschrieben.
  • Der Soll-Giermomentwertberechner 46 setzt einen Soll-Giermomentwert YMAYC, der ein Soll-Giermoment anzeigt, derart, dass, wenn der erforderliche Giermomentwert YMADD größer oder gleich dem maximalen negativen Giermomentwert YMAYC-MAX-R ist, und der erforderliche Giermomentwert YMADD kleiner oder gleich dem maximalen positiven Giermoment YMAYC-MAX-L ist, d.h., wenn die nachstehende Formel (1) erfüllt ist, der erforderliche Giermomentwert YMADD direkt als Soll-Giermomentwert YMAYC gesetzt wird. YMAYC-MAX-R ≤ YMADD ≤ YMAYC-MAX-L (1)
  • Wenn der erforderliche Giermomentwert YMADD größer ist als der maximale positive Giermomentwert YMAYC-MAX-L, d.h., wenn die nachstehende Formel (2) erfüllt ist, setzt der Soll-Giermomentwertberechner 46 den Soll-Giermomentwert YMAYC durch Begrenzen des erforderlichen Giermomentwertes YMADD am positiven maximalen Giermomentwert YMAYC-MAX-L. YMADD > YMAYC-MAX-L (2)
  • Wenn der erforderliche Giermomentwert YMADD kleiner ist als der negative maximale Giermomentwert YMAYC-MAX-L, d.h., wenn die folgende Formel (3) erfüllt ist, setzt der Soll-Giermomentwertberechner 46 den Soll-Giermomentwert YMAYC durch Begrenzen des erforderlichen Giermomentwertes YMADD am negativen maximalen Giermomentwert YMAYC-MAX-R. YMADD < YMAYC-MAX-R (3)
  • Die Steuerung zum Setzen des Soll-Giermomentwertes YMAYC durch den Soll-Giermomentwertberechner 46 wird als "Begrenzungssteuerung" bezeichnet.
  • Wie in 2 dargestellt ist, ist der erforderliche Giermomentwert YMADD auf dem Giermomenteinstellungskennfeld 50 auf der vertikalen Achse und die Seitenbeschleunigung GY auf der horizontalen Achse definiert.
  • Auf dem Giermomenteinstellungskennfeld 50 ist der maximale Giermomentwert YMAYC-MAX durch das Radgriffigkeitskapazitätsschätzprogramm 44 durch Kennlinien LL1–LL5 und LR1–LR5 definiert, die einer jeweiligen Längsbeschleunigung GX entsprechen. Die Beziehung zwischen der Längsbeschleunigung GX und den Kennlinien LL1–LL5 und LR1–LR5 ist folgendermaßen.
    ± LL1, LR1: GX = –2a [G]
    ± LL2, LR2: GX = –a [G]
    ± LL3, LR3: GX = 0 [G]
    ± LL4, LR4: GX = +2a [G]
    ± LL5, LR5: GX = +2a [G]
  • Das Giermomenteinstellungskennfeld 50 weist 4 Bereiche auf, d.h. einen Linkskurvenfahrterhöhungsbereich 50LUS, einen Linkskurvenfahrtverminderungsbereich 50LOS, einen Rechtskurvenfahrtverminderungsbereich 50ROS und einen Rechtskurvenfahrterhöhungsbereich 50ROS. In der nachfolgenden Beschreibung steht positiv (> 0) und negativ (< 0) für die Richtung des Giermoments des Fahrzeugs 1.
  • Der Linkskurvenfahrterhöhungsbereich 50LUS wird zum Setzen des Soll-Giermomentwertes YMAYC (> 0) im Gegenuhrzeigersinn und eines Bremsgiermomentwertes YMASC (> 0) im Gegenuhr zeigersinn verwendet, um den erforderlichen Giermomentwert YMADD (> 0) für das Fahrzeug 1 bei einer Linkskurvenfahrt in einem Untersteuerungszustand zu erzeugen.
  • Der Linkskurvenfahrtverminderungsbereich 50LOS wird zum Setzen des Soll-Giermomentwertes YMAYC (< 0) im Uhrzeigersinn und des Bremsgiermomentwertes YMASC (< 0) im Uhrzeigersinn verwendet, um den erforderlichen Giermomentwert YMADD (< 0) für das Fahrzeug 1 bei einer Linkskurvenfahrt in einem Übersteuerungszustand zu erzeugen.
  • Der Rechtskurvenfahrtverminderungsbereich 50ROS wird zum Setzen des Soll-Giermomentwertes YMAYC (> 0) im Gegenuhrzeigersinn und des Bremsgiermomentwertes YMASC (> 0) im Gegenuhrzeigersinn verwendet, um den erforderlichen Giermomentwert YMADD (> 0) für das Fahrzeug 1 bei einer Rechtskurvenfahrt in einem Übersteuerungszustand zu erzeugen.
  • Der Rechtskurvenfahrterhöhungsbereich 50RUS zum Setzen des Soll-Giermomentwertes YMAYC (< 0) im Uhrzeigersinn und des Bremsgiermomentwertes YMASC (< 0) im Uhrzeigersinn verwendet, um den erforderlichen Giermomentwert YMADD (< 0) für das Fahrzeug 1 bei einer Rechtskurvenfahrt in einem Untersteuerungszustand zu erzeugen.
  • Ein Beispiel der Verwendung des Giermomenteinstellungskennfeldes 50 wird später unter Bezug auf 7 beschrieben.
  • Die Einrichtung 47 zum Einstellen des Antriebsmoments des linken/rechten Rades steuert den Begrenzungsmechanismus 15 für das rechte/linke Rad derart, dass ein Giermoment erzeugt wird, das dem durch den Soll-Giermomentwertberechner 46 gesetzten Soll-Giermomentwert YMAYC entspricht.
  • Der Bremsgiermomentwertberechner 48 setzt einen Überschusswert des erforderlichen Giermomentwertes YMADD, der über den maximalen Giermomentwert YMAYC-MAX hinausgeht, als Bremsgiermomentwert YMASC.
  • D.h., wenn ein Überschusswert des erforderlichen Giermomentwertes YMADD im Gegenuhrzeigersinn größer ist als der maximale Giermomentwert YMAYC-MAX-L (> 0) (d.h., wenn die folgende Formel (4) erfüllt ist), setzt das Programm 48 zum Be rechnen eines Bremsgiermomentwertes einen Überschusswert des erforderlichen Giermomentwertes YMADD als den Bremsgiermomentwert YMASC (> 0) im Gegenuhrzeigersinn. YMADD > YMAYC-MAX-L (4)
  • Wenn dagegen der Überschusswert des erforderlichen Giermomentwertes YMADD im Uhrzeigersinn kleiner ist als der maximale Giermomentwert YMAYC-MAX-R (< 0) (d.h., wenn die folgende Formel (5) erfüllt ist), setzt das Programm 48 zum Berechnen eines Bremsgiermomentwertes einen Unzulänglichkeits- oder Minderwert des erforderlichen Giermomentwertes YMADD als den Bremsgiermomentwert YMASC (< 0) im Uhrzeigersinn. YMADD < YMAYC-MAX-R (5)
  • sIn der vorliegenden Ausführungsform kann der Bremsgiermomentwertberechner 48 die Verarbeitung zum Berechnen des Bremsgiermomentwertes YMASC anstatt basierend auf den Formeln (4) und (5) basierend auf dem Giermomenteinstellungskennfeld 50 managen.
  • D.h., auf dem Giermomenteinstellungskennfeld 50 ist der maximale Giermomentwert YMAYC-MAX in 2 durch gerade Linien LL1–LL5 und LR1–LR5 definiert. Der Überschusswert des erforderlichen Giermomentwertes YMADD, der über den maximalen Giermomentwert YMAYC-MAX (d.h. über die geraden Linien LL1–LL5 und LR1–LR5) hinausgeht, entspricht dem Bremsgiermomentwert YMASC.
  • D.h., der Bremsgiermomentwertberechner 48 bestimmt den Bremsgiermomentwert YMASC derart, dass der Überschusswert des erforderlichen Giermomentwertes YMADD, der über den maximalen Giermomentwert YMAYC-MAX (gerade Linien LL1–LL5 und LR1–LR5) hinausgeht, im Giermomenteinstellungskennfeld 50 gelesen wird.
  • Die Bremskrafteinstellungseinrichtung 49 überträgt Befehle, die die einzelnen Bremskräfte der Räder 8L, 8R, 14L und 14R des Fahrzeugs 1 anzeigen, an die Bremsensteuerung 33, um ein Giermoment zu erzeugen, das dem durch das Programm 48 zum Berechnen eines Bremsgiermomentwertes gesetzten Bremsgiermomentwert YMASC entspricht. Die Beziehung zwischen dem Bremsgiermoment YMASC und der Bremskraft der Räder 8L, 8R, 14L und 14R ist im Speicher der ECU 40 gespeichert.
  • Das Prinzip der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf das in 3 dargestellte Blockdiagramm beschrieben.
  • Zunächst berechnet der Berechner 42 zum Berechnen eines erforderlichen Giermomentwertes den erforderlichen Giermomentwert YMADD (vergl. S11 in 3), woraufhin der Soll-Giermomentwertberechner 46 den Soll-Giermomentwert YMAYC bestimmt, der den Giermomentwert anzeigt, der durch den Begrenzungsmechanismus 15 für das rechte/linke Rad im erforderlichen Giermomentwert YMADD erzeugt werden sollte (vergl. S12 in 3). Außerdem berechnet der Bremsgiermomentwertberechner 48 den Bremsgiermomentwert YMASC, der einen Überlast- oder Überschusswert anzeigt, der über den Soll-Giermomentwert YMAYC im erforderlichen Giermomentwert YMADD hinausgeht (vgl. S13 in 3).
  • Daraufhin steuert die Einrichtung 47 zum Einstellen des Antriebsmoments des linken/rechten Rades den Begrenzungsmechanismus 15 für das rechte/linke Rad derart, dass ein Giermoment erzeugt wird, das dem durch den Soll-Giermomentwertberechner 46 gesetzten Soll-Giermomentwert YMAYC entspricht (vgl. S14 in 3). Außerdem steuert die Bremskrafteinstellungseinrichtung 49 die Bremskräfte der Räder 8L, 8R, 14L und 14R individuell derart, dass ein dem Bremsgiermomentwert YMASC entsprechendes Giermoment erzeugt wird (vgl. S15 in 3). Dadurch kann während einer Kurvenfahrt ein geeignetes Giermoment am Fahrzeug 1 erzeugt werden.
  • Die Funktionsweise und die Wirkung der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung werden nachstehend beschrieben, wobei vorausgesetzt wird, dass das Fahrzeug 1 vorwärts fährt und eine Linkskurvenfahrt ausführt, wie in 4 dargestellt ist.
  • In Schritt 821 in 6 liest die ECU 40 die Längsbeschleunigung GX Längsbeschleunigungssensor, die Seitenbeschleunigung GY vom Seitenbeschleunigungssensor und den Lenkwinkel δSW des Lenkrades vom Lenkwinkelsensor. Außerdem liest die ECU 40 die Fahrzeuggeschwindigkeit vB vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und die Gierrate YR vom Gierratensensor.
  • Dann berechnet der Soll-Gierratenberechner 41 die Soll-Gierrate YT basierend auf dem durch den Lenkwinkelsensor erfassten Lenkwinkel δSW und der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit vB (Schritt S22). Dann berechnet der Berechner 42 zum Berechnen eines erforderlichen Giermomentwertes den erforderlichen Giermomentwert YMADD basierend auf der durch den Soll-Gierratenberechner 41 erhaltenen Soll-Gierrate YT und der durch den Gierratensensor erfassten Ist-Gierrate (Schritt S23).
  • Dann schätzt der Radgriffigkeitskapazitätsschätzer 44 die Griffigkeitskapazität GROUT, des außenseitigen Rades, d.h. die Haftreibungskapazität zwischen dem außenseitigen Rad und der Straßenoberfläche, und eine Griffigkeitskapazität GRIN des innenseitigen Rades, d.h. die Haftreibungskapazität zwischen dem innenseitigen Rad und der Straßenoberfläche, basierend auf der durch den Längsbeschleunigungssensor erfassten Längsbeschleunigung GX und der durch den Seitenbeschleunigungssensor erfassten Seitenbeschleunigung GX.
  • Dann berechnet der Drehmomenteinstellungsgrenzwertberechner 45 den Drehmomenteinstellungsgrenzwert TMAX, der den Antriebsdrehmomenteinstellungswert des linken Hinterrades 14L und des rechten Hinterrades 14R anzeigt, so dass der Einstellungswert die Griffigkeitskapazität GROUT des außenseitigen Rades und die Griffigkeitskapazität GRIN des innenseitigen Rades nicht überschreitet (Schritt S25).
  • In Schritt S26 in 6 schätzt der Maximal-Giermomentwertberechner 43 den maximalen Giermomentwert YMAYC-MAX, der das am Fahrzeug 1 erzeugte mögliche Giermoment anzeigt, wenn das Antriebsmoment des innenseitigen Rades und des außenseitigen Rades gemäß dem Drehmomenteinstellungsgrenzwert TMAX eingestellt werden. Außerdem setzt der Maximal-Giermomentwertberechner, wie in 2 dargestellt ist, den maximalen Giermomentwert YMAYC-MAX auf dem Giermomenteinstellungskennfeld 50 bezüglich der Längsbeschleunigung GX.
  • Dann setzt der Soll-Giermomentwertberechner 46 den Soll-Giermomentwert YMAYC derart, dass, wenn der erforderliche Giermomentwert YMADD den maximalen Giermomentwert YMAYC-MAX nicht überschreitet, der erforderliche Giermomentwert YMADD, direkt als Soll-Giermomentwert YMAYC gesetzt wird. Wenn der erforderliche Giermomentwert YMADD dagegen den maximalen Giermomentwert YMAYC-MAX überschreitet, setzt der Soll-Giermomentwertberechner 46 den Soll-Giermomentwert YMAYC durch Begrenzen des erforderlichen Giermomentwertes YMADD auf den maximalen Giermomentwert YMAYC-MAX (Schritt S27).
  • Dann wird der Überschusswert des erforderlichen Giermomentwertes YMADD, der über den maximalen Giermomentwert YMAYC-MAX hinausgeht, als Bremsgiermomentwert YMASC gesetzt (Schritt S28). D.h., wenn das Fahrzeug 1 eine Linkskurvenfahrt in einem Untersteuerungszustand ausführt, setzt das Programm 48 zum Berechnen eines Bremsgiermomentwertes den Bremsgiermomentwert YMASC (> 0) im Gegenuhrzeigersinn, um den Untersteuerungszustand zu unterdrücken. Wenn das Fahrzeug 1 dagegen eine Linkskurvenfahrt im Übersteuerungszustand ausführt, setzt der Bremsgiermomentwertberechner 48 den Bremsgiermomentwert YMASC (< 0) im Uhrzeigersinn, um den Übersteuerungszustand zu unterdrücken.
  • Dann steuert die Einrichtung 47 zum Einstellen des Antriebsmoments des linken/rechten Rades den Drehmomentbegrenzungsmechanismus 15 für das rechte/linke Rad durch Übertragen von Befehlen, die die Antriebsmomentdifferenz zwischen dem linken Hinterrad 14L und dem rechten Hinterrad 14R anzeigen, an die Steuerung 31 für das hintere Differential derart, dass ein dem Soll-Giermomentwert YMAYC entsprechendes Giermoment erzeugt wird (Schritt S29).
  • Dann überträgt die Bremskrafteinstellungseinrichtung 49 Befehle, die die Bremskräfte der einzelnen Räder 8L, 8R, 14L und 14R anzeigen, an die Bremsensteuerung 33, um ein dem Bremsgiermoment YMASC entsprechendes Giermoment zu erzeugen (Schritt S30).
  • Das Setzen des Drehmomenteinstellungsgrenzwertes TMAX durch den Drehmomenteinstellungsgrenzwertberechner 45 wird nachstehend unter Bezug auf die 4 und 5 beschrieben.
  • Wie in den 4 und 5 dargestellt ist, kann, wenn das Fahrzeug 1 eine Linkskurvenfahrt ausführt, die Griffigkeitskapazität des linken Hinterrades 14L, d.h. die Griffigkeitskapazität GRIN des innenseitigen Rades, schematisch als Reibungskreis FCIN dargestellt werden. Außerdem kann die Griffigkeitskapazität des rechten Hinterrades 14R, d.h. die Griffigkeitskapazität GROUT des außenseitigen Rades, schematisch als anderer Reibungskreis FCOUT dargestellt werden. Außerdem sind am innenseitigen Rad 14L das Antriebsmoment (positives Antriebsmoment) und die Bremskraft (negatives Antriebsmoment) durch Pfeile Fin_D bzw. Fin-B dargestellt. Ähnlicherweise sind am außenseitigen Rad 14R das Antriebsmoment (positives Antriebsmoment) und die Bremskraft (negatives Antriebsmoment) durch Pfeile Fout-D bzw. Fout-B dargestellt.
  • Wenn der Pfeil Fin_D oder Fin-B sich außerhalb des Reibungskreises FCin erstreckt, überschreitet das Antriebsmoment oder die Bremskraft, das/die dem innenseitigen Rad 14L zugeführt wird, die Griffigkeitskapazität GRIN des innenseitigen Rades.
  • Ähnlicherweise überschreitet, wenn der Pfeil Fout-D oder Fout-B sich außerhalb des Reibungskreises FCout erstreckt, das Antriebsmoment oder die Bremskraft, das/die dem außenseitigen Rad 14R zugeführt wird, die Griffigkeitskapazität GROUT des außenseitigen Rades.
  • D.h., wenn der Pfeil Fin_D oder Fin-B sich außerhalb des Reibungskreises FCin erstreckt, erfährt das innenseitige Rad 14L Schlupf. Ähnlicherweise erfährt, wenn der Pfeil Fout_D oder Fout-B sich außerhalb des Reibungskreises FCout erstreckt, das außenseitige Rad 14R Schlupf.
  • Gemäß dem beispielsweise im Abschnitt "Beschreibung der verwandten Technik" erläuterten Stand der Technik ist es unmöglich, ein geeignetes Giermoment zu erzeugen, weil gemäß dem Stand der Technik das Konzept der in 4 der vorliegenden Erfindung dargestellten Reibungskreise FCin und FCout nicht berücksichtigt wird.
  • In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann jedoch verhindert werden, dass das innenseitige Rad 14L und das außenseitige Rad 14R Schlupf erfahren, auch wenn die Giermomentsteuerung durch den Drehmomentbegrenzungsmechanismus 15 für das rechte/linke Rad ausgeführt wird, weil die Antriebsmomente des innenseitigen Rades 14L und des außenseitigen Rades 14 durch das Programm 45 zum Berechnen eines Drehmomenteinstellungsgrenzwertes innerhalb des Reibungskreises FCin bzw. FCout individuell gesetzt werden.
  • Dieser Sachverhalt ist in 5 verdeutlicht. Wenn das Fahrzeug 1 beschleunigt und übersteuert, zeigt der Drehmomenteinstellungswert an, dass dem linken Hinterrad 14L ein positives Giermoment und dem rechten Hinterrad 14R ein negatives Giermoment zugeführt werden sollte, um ein dem erforderlichen Giermomentwert YMADD im Uhrzeigersinn entsprechendes Giermoment zu erzeugen.
  • D.h., der Drehmomenteinstellungsgrenzwert TMAX ist in 5 durch Pfeile dargestellt, die eine Vorwärtskraft –FMAX innenseitigen Rades 14L und eine Rückwärtskraft FMAX des außenseitigen Rades 14R auf der Straße anzeigen.
  • Der Drehmomenteinstellungsgrenzwert T wird derart gesetzt, dass die Summe der Pfeile Fin-BASE und –FMAX innerhalb des Reibungskreises FCin innenseitigen Rades 14L liegt, und die Summe der Pfeile Fout-BASE und FMAX innerhalb des Reibungskreises FCout des außenseitigen Rades 14R liegt. D.h., der Drehmomenteinstellungsgrenzwert TMAX wird, wie in 5 dargestellt ist, derart gesetzt, dass die Summe der Pfeile Fin-BASE und –FMAX des Reibungskreises FCin des innenseitigen Rades 14L liegt.
  • Der Absolutwert des Drehmomenteinstellungsgrenzwertes TMAX wird gemäß einer Zunahme der Seitenbeschleunigung GY vermindert, weil der Reibungskreis FCin des innenseitigen Rades 14L gemäß einer Verminderung des Pfeils –FMAX aufgrund einer Erhöhung der Seitenbeschleunigung GY verkleinert wird. Außerdem wird der Absolutwert des Drehmomenteinstellungsgrenzwertes TMAX ebenfalls gemäß einer Zunahme der Längsbeschleunigung GX vermindert. Obwohl der Reibungskreis FCin des innenseitigen Rades 14L gemäß einer Zunahme der Längsbeschleunigung GX vergrößert oder erweitert wird, wird der Pfeil -FMAX gemäß einer Vergrößerung des Pfeils Fin-BASE aufgrund einer Zunahme der Längsbeschleunigung GX verkleinert.
  • 5 zeigt ein Fahrzeug 1 im Übersteuerungszustand. Der Drehmomenteinstellungsgrenzwert T wird jedoch durch das gleiche Konzept wie im vorstehend beschriebenen Verfahrens gesetzt, auch wenn das Fahrzeug 1 sich im Untersteuerungszustand befindet. D.h., der Drehmomenteinstellungsgrenzwert T wird derart gesetzt, dass dem linken Hinterrad 14L ein negatives Antriebsmoment und dem rechten Hinterrad 14R ein positives Antriebsmoment zugeführt wird, um ein dem erforderlichen Giermoment YMADD im Gegenuhrzeigersinn entsprechendes Giermoment zu erzeugen.
  • Außerdem zeigt 5 ein Fahrzeug 1 während einer Beschleunigung. Der Drehmomenteinstellungsgrenzwert T wird gemäß dem gleichen Konzept gesetzt wie in dem vorstehend beschriebenen Verfahren, auch wenn das Fahrzeug 1 verzögert.
  • In diesem Fall stellen die Pfeile Fin-BASE und Fout-BASE eine durch einen Bremsvorgang erzeugte Rückwärtskraft dar.
  • Wenn das Fahrzeug 1 übersteuert, nimmt, obwohl der Reibungskreis FCin des innenseitigen Rades 14L gemäß einer Zunahme der Längsbeschleunigung GX verkleinert wird, der Absolutwert des Pfeils Fin-BASE gemäß der Zunahme der Längsbeschleunigung GX wesentlich zu. Dadurch nimmt der Absolutwert des Drehmomenteinstellungsgrenzwertes TMAX gemäß der Zunahme der Längsbeschleuniguneg GX zu.
  • Nachstehend wird eine Technik zum Bestimmen des Soll-Giermomentwertes YMAYC und des Bremsgiermomentwertes YMASC unter Bezug auf das in 7 dargestellte Giermomenteinstellungskennfeld 50 beschrieben.
  • Es wird vorausgesetzt, dass das Fahrzeug 1 vorwärts fährt und eine Linkskurvenfahrt ausführt, und dass die Längsbeschleunigung GX von +2a unverändert bleibt, und dass ferner jede der Seitenbeschleunigungen GY1, GY2 und GY3 die folgende Formel (6) erfüllt. 0 < GY1 < GY2 < GY3 (6)
  • Es wird außerdem vorausgesetzt, dass das Fahrzeug 1 untersteuert und der durch den Berechner 42 zum Berechnen eines erforderlichen Giermomentwertes berechnete erforderliche Giermomentwert YMADD = YMADD-L im Gegenuhrzeigersinn ist.
  • In diesem Fall wird der maximale Giermomentwert YMAYC-MAX-L durch den Maximal-Giermomentwertberechner 43 auf dem Giermomenteinstellungskennfeld 50 als Kennlinie LL5 definiert, weil die Längsbeschleunigung GX = +2a beträgt.
  • Der Soll-Giermomentwertberechner 46 setzt den Wert zwischen null und der Kennlinie LL5 im erforderlichen Giermomentwert YMADD-L als den Soll-Giermomentwert YMAYC (vergl. YMAYC-L1, YMAYC-L2 und YMAYC-L3 in 7). Das Programm 48 zum Berechnen eines Bremsgiermomentwertes setzt den Wert, der über die Kennlinie LL5 im erforderlichen Giermomentwert YMADD-L hinausgeht, als Bremsgiermomentwert YMASC ((vgl. YMASC-L1, YMASC-L2 und YMASC-L3 in 7)
  • Andererseits beträgt unter der Voraussetzung, dass das Fahrzeug 1 eine Linkskurvenfahrt in einem Übersteuerungszustand ausführt, und der erforderliche Giermomentwert YMADD im Uhrzeigersinn YMADD-R beträgt (d.h. YMADD = YMADD-R), die Längsbeschleunigung GX = +2a, so dass der maximale Giermomentwert YMAYC-MAX-R auf dem Giermomenteinstellungskennfeld 50 durch den Maximal-Giermomentwertberechner 43 als Kennlinie LR5 definiert ist.
  • Der Soll-Giermomentwertberechner 46 setzt den Wert zwischen null und der Kennlinie LR5 im erforderlichen Giermomentwert YMADD-L als den Soll-Giermomentwert YMAYC (vgl. YMAYC-R1, YMAYC-R2 und YMAYC-R3 in 7). Der Bremsgiermomentwertberechner 48 setzt den Wert, der über die Kennlinie LR5 im erforderlichen Giermomentwert YMADD-R hinausgeht, als Bremsgiermomentwert YMASC (vergl. YMASC-R1, YMASC-L2 und YMASC-R3 in 7).
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, wird in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung der Grenzwert der Antriebsmomentdifferenz zwischen dem linken Hinterrad 14L und dem rechten Hinterrad 14R unter Betrachtung des linken Hinterrades 14L des Fahrzeugs 1 (d.h. der Griffigkeitskapazität GRIN des innenseitigen Rades) gemäß einer Zunahe der Seitenbeschleunigung GY des Fahrzeugs 1 bei einer Linkskurvenfahrt vermindert. In der vorliegenden Erfindung kann daher das Kurvenfahrtverhalten des Fahrzeugs 1 durch Erzeugen eines dem Soll-Giermomentwert YMAYC entsprechenden Giermoments verbessert und ein Schlupf des linken Hinterrades 14L des Fahrzeugs 1 verhindert werden.
  • Außerdem kann das Kurvenfahrtverhalten des Fahrzeugs 1 durch Erzeugen des Bremsgiermomentwertes YMASC, d.h. eines Minder- oder Fehlwertes zum Erreichen des erforderlichen Giermomentwertes YMADD gemäß dem Soll-Giermomentwert YMAYC durch individuelles Steuern der Bremskraft der Räder 8L, 8R, 14L und 14R des Fahrzeugs 1 verbessert werden.
  • D.h., wenn am Fahrzeug 1 durch Einstellen des Antriebsmoments zwischen dem linken Hinterrad 14L und dem rechten Hinterrad 14R ein ausreichendes Giermoment erzeugt wird, wird die Einstellung der Bremskraft der Räder 8L, 8R, 14L und 14R nicht ausgeführt. Daher kann erfindungsgemäß die durch die Bremsen 21R, 21L, 22R und 22L erzeugte Wärmemenge vermindert werden. Außerdem kann die Belastung der Räder 8L, 8R, 14L und 14R vermindert werden. Darüber hinaus können Arbeitsaufwand und Kosten zum Austauschen von Verbrauchsteilen, wie beispielsweise Bremsklötze, aufgrund der verlängerten Lebensdauer dieser Verbrauchsteile vermindert werden, weil die Belastung der Bremsen 21L, 21R, 22L und 22R durch wiederholte Aktivierung vermindert wird.
  • Außerdem kann die Anzahl der erforderlichen Bremskrafteinstellungsvorgänge für die Räder 8L, 8R, 14L und 14R vermindert werden, so dass das Beschleunigungsvermögen des Fahrzeugs 1 nicht beeinträchtigt wird.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindungen sind verschiedenartige Änderungen und Modifikationen möglich.
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann das vordere Differential 6, das ein Differential mit einer Drehmomenterfassungsfunktion ist, die Drehzahldifferenz zwischen dem rechten und dem linken Rad 8R und 8L entsprechend dem vom Motor 2 zugeführten Drehmoment mechanisch begrenzen. Es können jedoch andersartige Differentiale als vorderes Differential 6 verwendet werden.
  • Außerdem kann der Begrenzungsmechanismus 15 für das rechte/linke Rad nicht nur für das hintere Differential 12, sondern auch für das vordere Differential 6 verwendet werden.
  • In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das Fahrzeug 1 ein Fahrzeug mit Vierradantrieb, die vorliegende Erfindung ist jedoch auch auf ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb oder ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb anwendbar.
  • In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform steuert die Steuerung 31 den Begrenzungsmechanismus 15 für das rechte/linke Rad zum individuellen Einstellen des vom Motor 2 an die Hinterräder 14L und 14R ausgegebenen Antriebsmoments, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Konfiguration beschränkt.
  • Beispielsweise können zwei Motoren bereitgestellt werden, die mit dem rechten Rad bzw. dem linken Rad verbunden sind, und die Motordrehmomente können einzeln eingestellt werden. In diesem Fall können als Antriebsquellen Elektromotoren und/oder Verbrennungsmotoren im Fahrzeug installiert werden.
  • Außerdem kann an Stelle des Begrenzungsmechanismus 15 für das rechte/linke Rad ein Mechanismus zum Verteilen des Antriebsmoments zwischen dem linken und dem rechten Rad verwendet werden. Ein Beispiel eines derartigen Mechanismus kann Kupplungsmechanismen zum individuellen Einstellen der Kupplungsdrücke am rechten und am linken Rad aufweisen. Au ßerdem kann ein Antriebsmomentverteilungsmechanismus an den Vorder- oder Hinterädern bereitgestellt werden.
  • In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform bestimmt der Drehmomenteinstellungsgrenzwertberechner 45 ein Basis-Antriebsmoment basierend auf der durch den Längsbeschleunigungssensor erfassten Längsbeschleunigung GX, dem Gewicht des Fahrzeugs 1, der Antriebsmomentverteilung zwischen den Vorder- und Hinterrädern und der Bremskraftverteilung zwischen den Vorder- und Hinterrädern. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt.
  • In der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise die durch Differenzieren der Fahrzeuggeschwindigkeit vB erhaltene Längsbeschleunigung GX verwendet werden. Außerdem kann die Antriebsmomentverteilung für jedes Rad erhalten werden durch eine Verteilung von Ergebnissen einer Multiplikation zwischen dem Ausgangsdrehmoment vom Motor 2 und dem End-Untersetzungsverhältnis des Getriebes 3.
  • In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird grundsätzlich erläutert, dass, wenn das Fahrzeug 1 eine Linkskurvenfahrt ausführt, das linke Hinterrad 14L und das rechte Hinterrad 14R das innenseitige Rad bzw. das außenseitige Rad darstellen. Es ist jedoch klar, dass bei einer Rechtskurvenfahrt des Fahrzeugs 1 das linke Hinterrad 14L das außenseitige Rad und das rechte Hinterrad 14R das innenseitige Rad darstellen.

Claims (6)

  1. Kurvenfahrtsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Antriebsdrehmomentsteuerungsmechanismus (15) zum Einstellen des Antriebsmoments eines linken Rades und eines rechten Rades, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Einrichtung (62) zum Berechnen eines erforderlichen Giermomentwertes, der ein für eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs erforderliches Giermoment anzeigt; eine Einrichtung (43) zum Berechnen eines maximalen Giermomentwertes, der ein maximales Giermoment anzeigt, das durch den Antriebsmomentsteuerungsmechanismus (15) durch Einstellen des Antriebsmoments des linken und des rechten Rades erzeugt wird; eine Einrichtung (46) zum Setzen eines ein Soll-Giermoment anzeigenden Soll-Giermomentwertes derart, dass, wenn der erforderliche Giermomentwert den maximalen Giermomentwert nicht überschreitet, der erforderliche Giermomentwert direkt als Soll-Giermomentwert gesetzt wird, und wenn der erforderliche Giermomentwert den maximalen Giermomentwert überschreitet, der erforderliche Giermomentwert auf den maximalen Giermomentwert als Soll-Giermomentwert begrenzt wird; und eine Antriebsmomentsteuerung (31) zum Steuern des Antriebsmomentsteuerungsmechanismus (15), um ein dem Soll-Giermomentwert entsprechendes Giermoment zu erzeugen; wobei die Einrichtung (43) zum Berechnen eines maximalen Giermomentwertes aufweist: eine Einrichtung (44) zum Schätzen einer Griffigkeitskapazität eines außenseitigen Rades, d.h. einer Haftreibungskapazität zwischen dem außenseitigen Rad und einer Straßenoberfläche, und der Griffigkeitskapazität eines innenseitigen Rades, d.h. einer Haftreibungskapazität zwischen dem innenseitigen Rad und einer Straßenoberfläche; und eine Einrichtung (45) zum Berechnen eines Drehmomenteinstellungsgrenzwertes, der einen durch den Antriebsmomentsteuerungsmechanismus (15) erhaltenen Drehmomenteinstellungsgrad des linken und des rechten Rades anzeigt, derart, dass der Einstellungsgrad die Griffigkeitskapazität des außenseitigen Rades und die Griffigkeit des innenseitigen Rades nicht überschreitet; wobei die Einrichtung (43) zum Berechnen des maximalen Giermomentwertes den maximalen Giermomentwert setzt, der ein mögliches Giermoment anzeigt, das geschätzt wird, wenn das Antriebsmoment des außenseitigen Rades und des innenseitigen Rades durch die Antriebsmomentsteuerung (31) unter Verwendung des durch die Einrichtung (45) zum Berechnen eines Drehmomenteinstellungsgrenzwertes berechneten Drehmomenteinstellungsgrenzwertes eingestellt wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: einer Einrichtung (48) zum Berechnen eines Bremsgiermomentwertes, der einen über den maximalen Giermomentwert hinausgehenden Überschusswert im erforderlichen Giermoment anzeigt; und einer Einrichtung (49) zum Einstellen einer Bremskraft für jedes Rad des Fahrzeugs derart, dass ein Giermoment erzeugt wird, das dem durch die Einrichtung (48) zum Berechnen eines Bremsgiermomentwertes berechneten Bremsgiermomentwert entspricht.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit: einer Einrichtung zum Erfassen einer Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs; wobei die Einrichtung (43) zum Berechnen des maximalen Giermomentwertes den Drehmomenteinstellungsgrenzwert des innenseitigen Rades gemäß einer Zunahme der durch die Seitenbeschleunigungserfassungseinrichtung erfassten Seitenbeschleunigung vermindert.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, ferner mit: einer Einrichtung zum Erfassen einer Längsbeschleunigung des Fahrzeugs; wobei die Einrichtung (43) zum Berechnen des maximalen Giermomentwertes den Drehmomenteinstellungsgrenzwert des innenseitigen Rades gemäß einer Zunahme der durch die Längsbeschleunigungserfassungseinrichtung erfassten Längsbeschleunigung vermindert, wenn das Fahrzeug beschleunigt.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit: einer Einrichtung zum Erfassen einer Längsbeschleunigung des Fahrzeugs; wobei die Einrichtung (43) zum Berechnen des maximalen Giermomentwertes, wenn das Fahrzeug verzögert, den Drehmomenteinstellungsgrenzwert des innenseitigen Rades gemäß einer Zunahme des Absolutwertes der durch die Längsbeschleunigungserfassungseinrichtung erfassten Längsbeschleunigung erhöht.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: die Einrichtung (45) zum Berechnen eines Drehmomenteinstellungsgrenzwertes einen Basis-Antriebsmomentwert schätzt, der das Antriebsmoment des linken und des rechten Rades ohne Einstellung des Antriebsmoments durch die Antriebsmomentsteuerung (31) anzeigt; die Einrichtung (45) zum Berechnen eines Drehmomenteinstellungsgrenzwertes außerdem den Antriebsmomenteinstellungswert, der anzeigt, dass die Summe aus dem Basis-Antriebsmomentwert des innenseitigen Rades und dem Einstellungsdrehmomentwert die Griffigkeitskapazität des innenseitigen Rades in einer Verzögerungsrichtung nicht überschreitet, und dass die Summe aus dem Basis-Antriebsmomentwert des außenseitigen Rades und dem Einstellungsdrehmomentwert die Griffigkeitska pazität des außenseitigen Rades in einer Beschleunigungsrichtung nicht überschreitet, auf einen Drehmomenteinstellungswert für das innenseitige Rad setzt; und die Einrichtung (45) zum Berechnen eines Drehmomenteinstellungsgrenzwertes außerdem den Drehmomenteinstellungswert, der anzeigt, dass die Summe aus dem Basis-Antriebsmomentwert des innenseitigen Rades und dem Einstellungsdrehmomentwert die Griffigkeitskapazität des innenseitigen Rades in einer Beschleunigungsrichtung nicht überschreitet, und dass die Summe aus dem Basis-Antriebsmomentwert des außenseitigen Rades und dem Einstellungsdrehmomentwert die Griffigkeitskapazität des außenseitigen Rades in einer Verzögerungsrichtung nicht überschreitet, auf einen Drehmomenteinstellungswert für das innenseitige Rad setzt.
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