DE10249167B4 - Kupplungssteuersystem für ein Automatikgetriebe - Google Patents
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Abstract
Kupplungssteuersystem für ein Automatikgetriebe (3), das eine elektromagnetische Pulverkupplung (2) umfasst, mit einer Steuervorrichtung (4) zum Umschalten von Schaltzuständen des Automatikgetriebes (3) auf der Basis von Signalen, die zugeführt werden von- einem Motordrehzahlsensor (15) zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit (Ne) einer Antriebsmaschine (1);- einem Bremsschalter (17) zum Erfassen eines Betätigungszustands eines Bremspedals;- einem Schalthebel (14) zum Auswählen einer Schaltposition aus einem Fahrbereich (D), einem Neutralbereich (N) und einem Rückwärtsbereich (R) durch einen Fahrer;- einem Gashebelpositionssensor (13) zum Erfassen eines Betrags, den ein Gashebel betätigt worden ist, als Öffnungsgrad (a) des Gashebels; und- einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (8) zum Erfassen einer Ausgangsdrehzahl des Automatikgetriebes (3) als Fahrzeuggeschwindigkeit (Vr) ;wobei die Steuervorrichtung (4) ein Kupplungsübertragungsdrehmoment, das durch Regelung basierend auf einer Differenz zwischen einer Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit und einer tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wird, auf der Basis einer Kennlinie des Zusammenhangs zwischen einem Kupplungsübertragungsdrehmoment und einem Kupplungserregerstrom in einen Kupplungserregerstrom umwandelt, der der elektromagnetischen Pulverkupplung (2) zugeführt wird, um ein Fahrzeug kriechen zu lassen, wobei beim Ändern der Kupplungserregerstrom-/Kupplungsübertragungsdrehmoment-Zusammenhangskennlinie in der Regelung ein Intergral ΔA zu dem Kupplungserregerstrom hinzugefügt und der der elektromagnetischen Pulverkupplung zugeführte Kriecherregerstrom erhöht wird, wenn die Kriech-Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht ist, undwobei, falls der Schalthebel (14) sich in der Schaltposition Fahrbereich (D) befindet und kein Signal vom Bremsschalter (17) und vom Gashebelpositionssensor (13) zugeführt wird, die Steuervorrichtung (4) den Kennlinienzusammenhang zwischen dem Kupplungserregerstrom und dem Kupplungsübertragungsdrehmoment derart kompensiert, dass der Kupplungsübertragungsdrehmomenwert, wenn die momentane von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (8) erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht gleich dem Kupplungsübertragungsdrehmomentwert wird, das erreicht wurde, als die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit während des vorangegangenen Kriechens die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht hatte.
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kupplungssteuersystem für ein Automatikgetriebe und insbesondere eine Technik zum Assimilieren von zeitlicher (alterungsbedingter) Änderung und Schwankung im Kupplungsübertragungsdrehmoment, hierdurch das Fahrgefühl verbessernd.
- Beschreibung des Standes der Technik
- In üblicher Weise wurde als ein Kupplungssteuerverfahren für eine Fahrzeugmaschine auf die japanische Offenlegungsschrift
JP H06 - 206 481 A - Die Einrichtung der oben erwähnten Veröffentlichung wendet ein Verfahren zum Steuern einer Nassplattenkupplung an mit Hilfe von Öldruck und ist mit einem Öldrucksensor versehen zum Durchführen einer Regelung des Kupplungssteueröldrucks mit Hilfe der Eingabe des Öldrucksensors zu einer Zeit, wenn das Fahrzeug startet. Eine Differenz zwischen einem Motordrehmoment, das vorhergesagt wird von dem Öldrucksensoreingabewert zur Zeit des Startens des Fahrzeugs und einem Motordrehmoment, das berechnet ist von einer Motordrehmomentabbildung (map bzw. Kennfeld) verwendend, wird ein Zielkupplungsanpressdruck zur Zeit des Startens kompensiert.
- Jedoch wird bei dem konventionellen Kupplungssteuersystem für ein Automatikgetriebe nur der Zielkupplungsdruck zur Zeit des Startens kompensiert, wie oben beschrieben. Daher wird beispielsweise ein Kupplungsdruck zur Zeit des Kriechens nicht kompensiert. Demnach gab es in einem Fall, in dem die Kriechkraft bedingt durch zeitliche (alterungsbedingte) Änderung und Schwankung zu gering ist oder zu stark ein Problem dahingehend, dass ein zufriedenstellendes Fahrgefühl nicht erhalten werden konnte.
-
US 4.867.287 A offenbart eine Kupplungssteuerung für eine elektromagnetische Pulverkupplung, bei der eine Kennlinie den Zusammenhang zwischen dem Kupplungserregungsstrom und dem übertragenen Drehmoment dargestellt und bei der zur Kompensation von Abweichungen der Kennlinie von einem Bezugswert ein Faktor zum Update der Kennlinie vorgeschlagen wird. Die durch Anwendung des Faktors kompensierte Kennlinie wird in einem Speicher der Steuervorrichtung abgespeichert und steht für die Nutzung auch über ein Abschalten der Zündung des Fahrzeugs hinaus zur Verfügung. Auf diese Weise kann die Kupplungssteuerung stets eine kompensierte Kennlinie verwenden, ohne auf Sensorsignale vom Brems- und Gaspedal des Fahrzeugs zurückzugreifen. -
DE 100 38 379 A1 offenbart ein Kupplungssteuerverfahren für eine Automatikgetriebeeinheit, bei dem ein fehlerhafter Betrieb der Automatikgetriebeeinheit der Kupplungseingriff beim Start schneller erfolgt als im normalen Betrieb. Zudem ist inDE 100 38 379 A1 beschrieben, dass sich der Kupplungseingriff, der zu einem Kriechen des Fahrzeugs führt, gesperrt werden kann. - ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung wurde gemacht zum Lösen des oben erwähnten Problems und es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Kupplungssteuersystem zu realisieren für ein Automatikgetriebe, in dem ein durch eine zeitliche (alterungsbedingte) Änderung und Schwankung bedingter Unterschied in der Kraft beim Kriechen eliminiert wird und ein zufriedenstellendes Gefühl beim Kriechen erhalten werden kann.
- Dieses Ziel wird gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht durch ein Kupplungssteuersystem mit den im Patentanspruch angegebenen Merkmalen.
- Figurenliste
- In den beiliegenden Zeichnungen zeigt:
-
1 ein Aufbaudiagramm einer Ausführungsform 1 dr vorliegenden Erfindung; -
2 ein Diagramm der Kennlinie des Zusammenhangs zwischen einem Kupplungserregerstrom und einem Kupplungsübertragungsdrehmoment gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung; und -
3 ein Zeitdiagramm gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Nachstehend wird die Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben. -
1 ist ein Blockschaltdiagramm, das den Entwurf der Ausführungsform1 der vorliegenden Erfindung zeigt. - In
1 ist ein mehrstufiges Synchrongetriebe3 (nachstehend als „Mehrstufengetriebe 3“ bezeichnet), das aus einem Automatiksynchrongetriebe besteht, verbunden mit einer Antriebsmaschine1 und mit einer Kurbelwelle21 über eine elektromagnetische Pulverkupplung2 . - Eine Steuereinheit
4 enthält einen Mikrocomputer mit verschiedenen Rechenfunktionen und steuert die Antriebsmaschine1 , die elektromagnetische Pulverkupplung2 und das Mehrstufengetriebe3 basierend auf unterschiedlicher Sensorinformation, die Betriebsbedingungen der Antriebsmaschine1 anzeigt. - Ein Schaltwählsteller
5 treibt das Mehrstufengetriebe3 kontrolliert von der Steuereinheit4 an. - Ein Schaltwählpositionssensor
6 erfasst momentane Schaltwählpositionen VY und VX des Mehrstufengetriebes3 und gibt diese in die Steuereinheit4 ein. - Direkt verbunden mit einer Eingangswelle
22 des Mehrstufengetriebes3 ist ein Zahnrad23 des vierten Gangs, das als ein Primärzahnrad dient. - Hinter dem Zahnrad
23 des vierten Gangs gibt es nacheinander angeordnet ein Zahnrad24 des dritten Gangs, ein Zahnrad25 des zweiten Gangs und ein Zahnrad26 des ersten Gangs, ein Zahnrad27 des fünften Gangs und ein Rückwärtszahnrad28 . - Zwischen jedem der Zahnräder
23 bis28 sind drei Sklavenzahnräder29 angeordnet. - Jedes Sklavenzahnrad
29 ist direkt mit einer Ausgangswelle30 des Mehrstufengetriebes3 verbunden und kann entlang der Richtung der Achse bewegt werden. - Außerdem bildet jedes der Zahnräder
23 bis28 einen Satz mit einem direkt mit einer parallel zur Ausgangswelle30 angeordneten Gegenwelle verbundenen Zahnrad und greift konstant in das Zahnrad der Gegenwelle31 ein. - Gemäß dem oben beschriebenen Aufbau ist die Ausgangswelle
30 direkt mit einem der Zahnräder23 bis28 über ein Sklavenzahnrad29 verbunden und ist hierdurch direkt mit der Eingangswelle22 verbunden. - Demnach ist das Mehrstufengetriebe
3 ein Gegenwellenfünfganggetriebe und umfasst fünf Zahnsätze mit unterschiedlichen Zahnverhältnissen für die Vorwärtsbewegung, einen Zahnsatz für die Rückwärtsbewegung und drei Sklavenzahnräder zum Schalten des Eingriffzustands des Getriebes. - Das Zahnrad
23 des vierten Gangs an der Eingangswelle22 ist mit einem Eingangsdrehzahlsensor7 versehen zum Erfassen einer Eingangsdrehzahl Mi des Mehrstufengetriebes3 . - Die Ausgangswelle
30 ist mit einem Ausgangsdrehzahlsensor (Fahrzeuggeschwindigkeitssensor)8 versehen zum Erfassen einer Ausgangsdrehzahl des Mehrstufengetriebes3 als Fahrzeuggeschwindigkeit Vr. - Ein Luftansaugrohr
9 der Antriebsmaschine1 ist mit einem Drossel- bzw. Gasventil10 versehen, das von einem Drossel- bzw. Gassteller11 angetrieben wird. - Der Drossel- bzw. Gaspositionssensor
12 erfasst einen Öffnungsgrad θ des Drosselventils10 . - Ein Fahr- bzw. Gashebelpositionssensor
13 gibt zur Steuereinheit4 ein Signal, das proportional zu einem Betrag ist, um den ein Fahrhebel bzw. Gaspedal (in dem Diagramm nicht dargestellt) durch einen Fahrer betätigt wird als ein Öffnungsgrad α der Beschleunigungsvorrichtung. - Die Steuereinheit
4 verarbeitet das Ausgangssignal von dem Fahrhebelpositionssensor13 , errechnet einen Ziel-Drosselöffnungsrad θο entsprechend dem Öffnungsgrad α der Beschleunigungsvorrichtung und während des Durchführens einer Regelung (F/B) des Drosselöffnungsgrades θ, treibt sie das Drosselventil10 über den Drosselsteller11 an, sodass θ=θo wird. - Ein von dem Fahrer gesteuerter Schalthebel
14 gibt in die Steuereinheit4 eine Schaltposition ein (beispielsweise einen Parkbereich P, einen Rückwärtsbereich R, einen neutralen Bereich N und einen Fahrbereich D). - Der Motordrehzahlsensor
15 erfasst eine Drehzahl Ne der Antriebsmaschine1 und gibt diese in die Steuereinheit4 ein. - Das Rückwärtsgangzahnrad
28 im Mehrstufengetriebe3 ist mit einem Rückwärtsgangschalter16 versehen und ein Betriebsstatus des Rückwärtsgangs wird erfasst. - Ein Bremsschalter
17 gibt in die Steuereinheit4 ein Signal ein, das einen Bremsenbetriebszustand angibt wenn der Fahrer ein Bremspedal herunterdrückt (nicht in dem Diagramm dargestellt). - Die Steuereinheit
4 führt eine Gangschaltbestimmung basierend auf den verschiedenen Sensorsignalen aus, steuert den Schaltwählsteller5 in Übereinstimmung mit der Gangschaltbestimmung, stellt die Getriebestufe auf eine Geschwindigkeitsstufe ein, die erhalten wird entsprechend einem Schaltmuster (einer Schaltliniengrafik), die auf dem Öffnungsgrad α der Beschleunigungsvorrichtung beruht und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vr und schaltet dann automatisch die mehreren Gangstufen des Mehrstufengetriebes3 . - Als nächstes wird der Grundbetrieb entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in
1 gezeigt erläutert. - Die elektromagnetische Pulverkupplung
2 wird von einem Kupplungserregerstrom angetrieben, der proportional zu einem Kupplungsübertragungsdrehmoment ist, gesteuert von der Steuereinheit4 und steuert die Übertragung (oder das Trennen) von kinetischer Energie von der Kurbelwelle21 der Antriebsmaschine1 und der Eingangswelle22 des Mehrstufengetriebes3 . - In dem Mehrstufengetriebe
3 wird die Eingangsrotation zuerst von dem vordersten Primärzahnrad (der Eingangswelle22 ) zu der Gegenwelle31 übertragen. - Die Ausgangswelle
30 ragt aus der Vorderseite des Zahnsatzes des dritten Gangs und die Übertragungsstrecke und das Zahnverhältnis davon (das heißt, das Zahnverhältnis des Primärzahnrades x Zahnverhältnis jedes Zahnrades) variiert abhängig davon, mit welchem der Zahnräder an der Ausgangswelle30 sie verbunden ist. - Im vierten Gang sind die Eingangswelle
22 und die Ausgangswelle30 in einem direkt verbundenen Zustand. - In dem Mehrstufengetriebe
3 steuert der Schaltwählsteller5 für das Gangschalten das Verschieben der Sklavenzahnräder29 zur Manipulation der Gangschaltung. - In anderen Worten, in dem Mehrstufengetriebe
3 ermöglicht die Schiebesteuerung des Sklavenzahnrades29 ein Schalten zwischen einem Öffnungsbetrieb zum Freigeben der mechanischen Kopplung zwischen den Zahnrädern der momentanen Gangstufe und einem Verbindungsbetrieb zum mechanischen In-Eingriffkommen der Zahnräder der folgenden Gangstufe. - Die Steuereinheit
4 legt einen optimalen Gang entsprechend einem Schaltmuster basierend auf der Betriebsposition eines Schalthebels14 , den Öffnungsgrad α der Beschleunigungsvorrichtung, dem Zustand des heruntergedrückten Bremspedals (nicht im Diagramm dargestellt), der Drehzahl Ne und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vr und erfasst eine Schaltwählposition mit Hilfe eines Schaltwählpositionssensors6 während des Steuerns des Schaltwählstellers·5. - Der Synchronisationszustand der Sklavenzahnräder
29 wird basierend auf einem Eingangs-/Ausgangsdrehzahlzusammenhang erfasst, der erfasst wird mit Hilfe der Sensoren7 und8 . - Beim Schalten von Gängen wird der Zielöffnungsgrad θ geschlossen auf eine gegebene Öffnungsgradposition mit Hilfe des Drosselstellers
11 und der Erregerstrom der elektromagnetischen Pulverkupplung2 wird auf Null gedreht um das Mehrstufengetriebe3 abzuschalten und die Gangstufe zu schalten. - Als nächstes wird ein spezifisches Kompensationsverfahren entsprechend der Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung beschrieben unter Bezugnahme auf ein in2 gezeigtes Diagramm einer Zusammenhangskennlinie zwischen einem Kupplungserregerstrom und einem Kupplungsübertragungsdrehmoment. - In
2 zeigt eine Volllinie die Kennlinie des Zusammenhangs zwischen einem Kupplungserregerstrom und einem Kupplungsübertragungsdrehmoment zu einer Zeit, wenn die Kupplung neu ist und eine unterbrochene Linie zeigt die Kennlinie des Zusammenhangs zwischen dem Kupplungserregerstrom und dem Kupplungsübertragungsdrehmoment nach einer zeitlichen Änderung, die erhalten wir durch wiederholen der Zusammenhangskennlinie von Kupplungserregerstrom-/ Kupplungsübertragungsdrehmoment entsprechend dem Kupplungssteuersystem für ein Automatikgetriebe in Übereinstimmung mit Ausführungsform1 der vorliegenden Erfindung. - Ein Punkt „A“ auf der Volllinie in dem Diagramm kennzeichnet einen Punkt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die Kriech-Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit während des vorangegangenen Kriechens erreicht hat und ein Punkt „B“ kennzeichnet einen Punkt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die Kriech-Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit beim derzeitigen Kriechen erreicht.
- Unter der Annahme, dass das Kupplungsübertragungsdrehmoment das ist zu der Zeit, wenn die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht wird, ist ein Schnittpunkt zwischen einer durch den Punkt B verlaufenden geraden Linie, die den konstanten Kupplungserregerstrom zeigt und einer durch den Punkt A verlaufenden geraden Linie, die das konstante Kupplungsübertragungsdrehmoment zeigt, ein Punkt nach der Änderung. Mit andern Worten, eine Kompensation wird vorgenommen, um eine Kupplungserregerstrom-/ Kupplungsübertragungsdrehmoment-Zusammenhangskennlinie zu erhalten, die durch eine punktierte, durch den Punkt nach der Änderung verlaufende Linie angegeben ist.
- Zudem sind in der oben erwähnten Erläuterung die Punkte A und B auf der Volllinie als Beispiele verwendet. Jedoch kann das selbe Verfahren auch verwendet werden zum Erhalten einer erneut kompensierten Zusammenhangskennlinie für den Kupplungserregerstrom-/ Kupplungsübertragungsdrehmoment-Zusammenhang nach der zeitlichen Änderung, die durch eine unterbrochene Linie dargestellt ist.
- Als nächstes zeigt
3 ein Zeitdiagramm zum Darstellen des Zeitablaufs von einem Zustand, in dem das Fahrzeug in den Kriechzustand gestoppt wird. In3 zeigt eine (obere) Volllinie einen Fahrzustand unter Verwendung einer neuen Kupplung und eine (untere) unterbrochene Linie zeigt einen Fahrzustand unter Verwendung der Kupplung nach zeitbedingter Änderung. - Die Kupplung nach der zeitlichen Änderung hat einen geringeren Kupplungsübertragungsdrehmomentwert in Bezug auf einen identischen Kupplungserregerstrom verglichen mit der neuen Kupplung. Daher ist die Fahrzeuggeschwindigkeits-Erhöhungsrate (Beschleunigungsrate) geringer (siehe obere Volllinie und untere unterbrochene Linie, die die Fahrzeuggeschwindigkeit in
3 zeigen). Gemäß dem Kupplungssteuersystem für ein Automatikgetriebe in Übereinstimmung mit Ausführungsform1 der vorliegenden Erfindung wird beim Ändern der Kupplungserregerstrom-/ Kupplungsübertragungsdrehmoment-Zusammenhangskennlinie in der Regelung ein Integral ΔA zum Kupplungserregerstrom hinzugefügt und der der elektromagnetischen Pulverkupplung zugeführte Kriecherregerstrom erhöht, wenn die Kriech-Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht ist. - In dem Kupplungssteuersystem für ein Automatikgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Fahrzeug in dem Fall, in dem die Schaltposition der Fahrbereich ist und es kein Erfassen vom Bremsschalter und von der Fahrhebelposition gibt, zum Kriechen gebracht und die Kupplungserregerstrom-/ Kupplungsübertragungsdrehmoment-Zusammenhangskennlinie wird derart kompensiert, dass der Kupplungsübertragungsdrehmomentwert, wenn die momentane von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht, gleich dem Kupplungsübertragungsdrehmomentwert wird, das erreicht wurde, als die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit während des vorangegangenen Kriechens die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht hatte, um hierdurch einen Unterschied in der Kriechkraft bedingt durch die zeitliche Änderung der Kupplung und die Schwankung ihrer Kennlinie zu eliminieren und ein zufriedenstellendes Gefühl beim Kriechen zu erhalten.
Claims (1)
- Kupplungssteuersystem für ein Automatikgetriebe (3), das eine elektromagnetische Pulverkupplung (2) umfasst, mit einer Steuervorrichtung (4) zum Umschalten von Schaltzuständen des Automatikgetriebes (3) auf der Basis von Signalen, die zugeführt werden von - einem Motordrehzahlsensor (15) zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit (Ne) einer Antriebsmaschine (1); - einem Bremsschalter (17) zum Erfassen eines Betätigungszustands eines Bremspedals; - einem Schalthebel (14) zum Auswählen einer Schaltposition aus einem Fahrbereich (D), einem Neutralbereich (N) und einem Rückwärtsbereich (R) durch einen Fahrer; - einem Gashebelpositionssensor (13) zum Erfassen eines Betrags, den ein Gashebel betätigt worden ist, als Öffnungsgrad (a) des Gashebels; und - einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (8) zum Erfassen einer Ausgangsdrehzahl des Automatikgetriebes (3) als Fahrzeuggeschwindigkeit (Vr) ; wobei die Steuervorrichtung (4) ein Kupplungsübertragungsdrehmoment, das durch Regelung basierend auf einer Differenz zwischen einer Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit und einer tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wird, auf der Basis einer Kennlinie des Zusammenhangs zwischen einem Kupplungsübertragungsdrehmoment und einem Kupplungserregerstrom in einen Kupplungserregerstrom umwandelt, der der elektromagnetischen Pulverkupplung (2) zugeführt wird, um ein Fahrzeug kriechen zu lassen, wobei beim Ändern der Kupplungserregerstrom-/Kupplungsübertragungsdrehmoment-Zusammenhangskennlinie in der Regelung ein Intergral ΔA zu dem Kupplungserregerstrom hinzugefügt und der der elektromagnetischen Pulverkupplung zugeführte Kriecherregerstrom erhöht wird, wenn die Kriech-Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht ist, und wobei, falls der Schalthebel (14) sich in der Schaltposition Fahrbereich (D) befindet und kein Signal vom Bremsschalter (17) und vom Gashebelpositionssensor (13) zugeführt wird, die Steuervorrichtung (4) den Kennlinienzusammenhang zwischen dem Kupplungserregerstrom und dem Kupplungsübertragungsdrehmoment derart kompensiert, dass der Kupplungsübertragungsdrehmomenwert, wenn die momentane von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (8) erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht gleich dem Kupplungsübertragungsdrehmomentwert wird, das erreicht wurde, als die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit während des vorangegangenen Kriechens die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht hatte.
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