DE4403160A1 - Schlupfsteuersystem für ein Fahrzeug - Google Patents

Schlupfsteuersystem für ein Fahrzeug

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DE4403160A1
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DE4403160A
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Tetsuhiro Yamashita
Koji Hirai
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Mazda Motor Corp
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Mazda Motor Corp
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Description

Die Erfindung betrifft ein Schlupfsteuersystem für ein Fahrzeug und betrifft insbesondere ein Schlupfsteuersystem für ein Fahrzeug, wobei die Schlupf­ steuerung während der Kurvenfahrt ausgeführt wird unter Berücksichtigung der Differenz der Rotationsgeschwindigkeiten des inneren Antriebsrades und des äußeren Antriebsrades.
Es ist ein Traktionssteuersystem in die Praxis umgesetzt worden, welches den Schlupfbetrag der Antriebsräder erfaßt und die Motorleistung und/oder die Anwendung von Bremskräften an die Räder derart steuert, daß der Schlupfbe­ trag der Antriebsräder auf einen Zielwert konvergiert, wodurch eine Ver­ schlechterung der Beschleunigung des Fahrzeugs aufgrund eines übermäßigen Antriebsdrehmomentes vermieden wird, welches auf die Antriebsräder über­ tragen wird. Viele Fahrzeuge sind mit einem Traktionssteuersystem als auch einem Antiblockiersystem ausgestattet. Siehe z. B. die japanische nicht geprüfte Patentveröffentlichung Nr. 1(1989)-197160.
Wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, wird die Radgeschwindigkeit des äuße­ ren Antriebsrades größer als jene des inneren Antriebsrades und demgemäß wird der auftretende bzw. offensichtliche bzw. scheinbare Schlupfbetrag des äußeren Antriebsrades größer. Es ist nicht von Vorzug, daß die Schlupf­ steuerung auf der Grundlage des großen scheinbaren Schlupfbetrages ausge­ führt wird.
In der japanischen nicht geprüften Patentveröffentlichung Nr. 62(1987)- 60937 ist ein Traktionssteuersystem offenbart, bei welchem der erfaßte Schlupfbetrag korrigiert wird unter Berücksichtigung der Differenz in den Rotationsgeschwindigkeiten zwischen dem inneren Antriebsrad und dem äußeren Antriebsrad während der Kurvenfahrt.
Wenn der erfaßte Schlupfbetrag korrigiert wird unter Berücksichtigung der Differenz der Rotationsgeschwindigkeiten zwischen dem inneren Antriebsrad und dem äußeren Antriebsrad wird zuerst ein idealer Kurvenradius berechnet auf der Grundlage des durch einen Lenkwinkelsensor erfaßten Lenkwinkels und der erfaßte Schlupfbetrag wird auf der Basis des idealen Kurvenradius korrigiert. Da jedoch das tatsächliche Lenkverhalten bzw. Kurvenfahrverhal­ ten des Fahrzeugs sich etwas hinter der Änderung in dem erfaßten Lenkwin­ kel befindet bzw. gegenüber dieser etwas verzögert ist, tritt ein Problem dahingehend auf, daß die Korrektur des erfaßten Schlupfbetrages vorzeitig bzw. verfrüht gegenüber dem tatsächlichen Verhalten des Fahrzeugs bewirkt werden kann.
In Anbetracht der vorstehenden Beobachtungen und Beschrei­ bungen ist es die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schlupf­ steuersystem für ein Fahrzeug anzugeben, bei welchem die Korrektur des erfaßten Schlupfbetrages zeitgerecht zu dem tatsächlichen Verhalten des Fahrzeugs bewirkt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Schlupfsteuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Da bei dem Schlupfsteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung die Schlupfbeträge der Antriebsräder, welche während der Kurvenfahrt erfaßt werden, auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und des aktuellen Kurvenradius bestimmt werden, kann die Korrektur des erfaßten oder schein­ baren Schlupfbetrages zeitgerecht zu dem tatsächlichen Verhalten des Fahr­ zeugs bewirkt werden, wodurch die Verläßlichkeit und die Genauigkeit der Schlupfsteuerung verbessert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Schlupfsteuersystem weiterhin versehen mit einer Querbeschleunigungs- Berechnungseinrichtung, welche einen idealen Kurvenradius auf der Grundlage des durch einen Lenkwinkelsensor erfaßten Lenkwinkels berechnet, welche die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage der durch die Radgeschwin­ digkeits-Erfassungseinrichtung erfaßten Radgeschwindigkeiten berechnet und welche die Querbeschleunigung des Fahrzeugs auf der Grundlage des idealen Kurvenradius und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, welche so berech­ net sind, und einer querbeschleunigungsbasierten Korrektureinrichtung, welche einen Korrekturkoeffizienten auf der Grundlage der durch die Querbe­ schleunigungs-Berechnungseinrichtung berechneten Querbeschleunigung berechnet und den Schwellenwert und den Zielwert für die Traktionssteue­ rung mit dem Korrekturkoeffizienten korrigiert, wenn bestimmt wird, daß die Untersteuerungsneigung des Fahrzeugs hoch ist, und zwar gemäß dem Zustand der Fahrbahnoberfläche und dem Fahrzustand des Fahrzeugs.
Wenn die Querbeschleunigung des Fahrzeugs auf der Grundlage des tatsächli­ chen Lenkradius berechnet wird, wird die Querbeschleunigung klein, wenn die Untersteuerungstendenz des Fahrzeugs hoch ist, und demgemäß können der Schwellenwert und der Zielwert nicht hinreichend klein sein. Ein derartiges Problem kann gelöst werden durch Berechnen der Querbeschleunigung auf der Grundlage des idealen Kurvenradius, wenn die Untersteuerungstendenz des Fahrzeugs hoch ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Be­ zugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines mit einem Schlupfsteuersy­ stem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehenen Fahrzeugs;
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm zum Darstellen bzw. Erläutern des Pro­ gramms der Schlupfsteuerung;
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm zum Erläutern des Programms von Schritt S3 des in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramms;
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm zum Erläutern des Programms von Schritt S5 des in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramms;
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm zum Erläutern des Programms von Schritt S9 des in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramms;
Fig. 6 ist ein Flußdiagramms zum Erläutern des Programms von Schritt S134 des in Fig. 5 gezeigten Flußdiagramms;
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm zum Erläutern des Programms von Schritt S135 des in Fig. 5 gezeigten Flußdiagramms;
Fig. 8 ist ein Graph bzw. eine Karte, die die Beziehung zwischen dem Steuerpegel und dem Betrag der Verzögerung des Zündzeitpunk­ tes zeigt;
Fig. 9 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen der Motordreh­ zahl und dem Verzögerungsbetrag des Zündzeitpunktes zeigt;
Fig. 10 ist eine Ansicht zum Darstellen der Kraftstoffunterbrechungs- Hemmungszone; und
Fig. 11 ist ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des gesamten Schlupfsteuervorganges.
In Fig. 1 ist ein Fahrzeug 1 versehen mit einem Schlupfsteuersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und hat ein linkes und ein rechtes Vorderrad 2a und 2b und ein linkes und ein rechtes Hinterrad 3a bzw. 3b. Die Antriebsdrehmomentabgabe von einem V-6 Motor 4 wird an das linke und rechte Vorderrad 2a bzw. 2b über ein automatisches Getriebe 5, ein Differential 6 und eine linke bzw. rechte Antriebswelle 7a und 7b übertragen. Das heißt, bei dem Fahrzeug 1 sind die Vorderräder 2a und 2b die Antriebs­ räder und die Hinterräder 3a und 3b sind die angetriebenen Räder.
Eine Steuereinrichtung 8 bewirkt die Kraftstoffeinspritzsteuerung und Zünd­ zeitpunktsteuerung des Motors 4 und die Schlupfsteuerung (Traktionssteue­ rung) des Fahrzeugs 1. Die Steuereinrichtung 8 hat einen Motorsteuerab­ schnitt zum Bewirken der Kraftstoffeinspritzsteuerung und der Zündzeitpunkt­ steuerung und einen Schlupfsteuerabschnitt zum Bewirken der Schlupfsteue­ rung. Erfassungssignale von Raddrehzahlsensoren bzw. Radgeschwindigkeits­ sensoren 9a bis 9d, welche jeweils die Drehzahlen der Räder 2a, 2b, 3a und 3b erfassen, von einem Lenkwinkelsensor 10, welcher den Lenkwinkel des Lenkrades erfaßt, von einem Motordrehzahlsensor 11 und von Bremssenso­ ren, welche jeweils die Bremszustände an den Rädern 2a, 2b, 3a und 3b erfassen, werden in die Steuereinrichtung 8 eingegeben.
Die Steuereinrichtung 8 umfaßt eine Eingangschnittstelle zum Empfangen der Erfassungssignale von den oben beschriebenen Sensoren,- ein Paar von Mikro­ computern mit CPU, ROM und RAM, eine Ausgangsschnittstelle, Antriebs- bzw. Treiberschaltungen für eine Zündeinrichtung und Kraftstoffeinspritzventi­ le und dergleichen. In dem ROM des Mikrocomputers für den Motorsteu­ erabschnitt sind Steuerprogramme für die Kraftstoffeinspritzsteuerung und die Zündzeitpunktsteuerung und Tabellen und Kennlinien hierfür gespeichert. In dem ROM des Mikrocomputers für den Schlupfsteuerabschnitt sind Steuer­ programme für die Schlupfsteuerung und Tabellen und Kennfelder hierfür gespeichert. In dem RAM sind verschiedene Speicher, flüchtige bzw. zeitwei­ se arbeitende bzw. weiche Zähler (engl. "soft counters") und dergleichen vorgesehen.
Die Schlupfsteuerung, welche durch den Schlupfsteuerabschnitt der Steuer­ einrichtung 8 bewirkt wird, wird nachstehend kurz beschrieben. Der Schlupf­ steuerabschnitt berechnet zuerst den aktuellen Kurvenradius Rr, den Lenkwin­ kelbasierten Kurvenradius Ri (später zu beschreiben), die Fahrzeuggeschwin­ digkeit V (Geschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie) und den Reibungskoeffi­ zienten µ der Fahrbahnoberfläche auf der Grundlage der Erfassungssignale von den oben beschriebenen Sensoren. Der Schlupfsteuerabschnitt berechnet die Querbeschleunigung G und berechnet auf der Grundlage der Querbe­ schleunigung G einen Korrekturkoeffizienten k zum Korrigieren eines Schwel­ lenwertes zum Bestimmen von Schlupf und einen Zielsteuerwert T, und zwar derart, daß sie vermindert werden, wenn die Querbeschleunigung G ansteigt.
Dann berechnet der Schlupfsteuerabschnitt das Schlupfmaß bzw. den Schlu­ pfbetrag, bewirkt die Ermittlung bzw. Bestimmung des Schlupfes, setzt den Zielsteuerwert T und berechnet einen Steuerpegel FC zum Steuern der Motor­ leistung und gibt ein Steuersignal für die Schlupfsteuerung an den Motor­ steuerabschnitt aus.
Die Schlupfsteuerung ist bei dieser Ausführungsform dadurch gekennzeich­ net, daß der erfaßte Schlupfbetrag während der Kurvenfahrt korrigiert wird durch einen radgeschwindigkeitsdifferenzbasierten Korrekturwert, welcher bestimmt wird auf der Grundlage des tatsächlichen Kurvenradius und der Fahrzeuggeschwindigkeit, so daß die Korrektur des erfaßten Schlupfbetrages zeitgerecht bezüglich dem tatsächlichen Verhalten des Fahrzeugs bewirkt werden kann.
Die durch den Schlupfsteuerabschnitt durchgeführte Schlupfsteuerung (Trak­ tionssteuerung) wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 11 beschrieben.
In dem in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramm wird die Schlupfsteuerung in Antwort auf das Starten des Motors 4 eingeleitet und der Schlupfsteuer­ abschnitt liest zuerst die Erfassungssignale wie jenes, welches den Lenkwin­ kel R repräsentiert, aus den oben beschriebenen Sensoren (Schritt S1). Dann berechnet der Schlupfsteuerabschnitt im Schritt S2 den tatsächlichen Kurven­ radius Rr, den lenkwinkelbasierten Kurvenradius Ri, die Fahrzeuggeschwindig­ keit V und den Reibungskoeffizienten µ der Fahrbahnoberfläche auf der Grundlage der Erfassungssignale. Der tatsächliche Kurvenradius Rr wird berechnet gemäß der folgenden Formel (1) auf der Grundlage der Raddrehzah­ len bzw. Radgeschwindigkeiten V1 und V2 der angetriebenen Räder 3a und 3b, wie sie durch die Raddrehzahlsensoren 9c und 9d erfaßt sind:
Rr = Min (V1, V2)×Td÷ | V1-V2 | +0,5 Td . . . (1)
wobei Td die Spurweite des Fahrzeugs wiedergibt, z. B. 1,7 m.
Der lenkwinkelbasierte Kurvenradius Ri entspricht im wesentlichem dem Radius des Kreises, auf welchem sich das Fahrzeug bewegt, wenn die Lenk­ tendenz bzw. Steuerungstendenz neutral ist, und wird erhalten durch lineare Interpolation aus der folgenden Tabelle 1 auf der Grundlage des absoluten Wertes des erfaßten Lenkwinkels R.
Tabelle 1
Die Fahrzeuggeschwindigkeit V wird ermittelt aus der größeren der Radge­ schwindigkeiten V1 und V2 der angetriebenen Räder 3a und 3b, welche durch die Radgeschwindigkeitssensoren 9c und 9d erfaßt werden.
Der Reibungskoeffizient µ der Fahrbahnoberfläche wird berechnet auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Fahrzeugkarosserie-Be­ schleunigung Vg.
Bei der Berechnung des Reibungskoeffizienten µ der Fahrbahnoberfläche werden ein 100 msec-Zähler und ein 500 msec-Zähler bzw. Zählerzeitgeber verwendet. Bis zum Ablauf von 500 msec nach der Einleitung der Schlupf­ steuerung, wird, wenn die Fahrzeugkarosserie-Beschleunigung Vg nicht hinreichend groß ist, die Fahrzeugkarosserie-Beschleunigung Vg alle 100 msec auf der Grundlage der Veränderung der Fahrzeuggeschwindigkeit V in den 100 msec gemäß der folgenden Formel (2) berechnet. Nach dem Ablauf von 500 msec nach Einleitung der Schlupfsteuerung wird, wenn die Fahr­ zeugkarosserie-Beschleunigung Vg hinreichend groß geworden ist, die Fahr­ zeugkarosserie-Beschleunigung Vg alle 100 msec auf der Grundlage der Veränderung der Fahrzeuggeschwindigkeit V in jeweils 500 msec gemäß der folgenden Formel (3) berechnet. In den Formeln (2) und (3) stellt V(k) die vorliegende Fahrzeuggeschwindigkeit, V(k-100) die Fahrzeuggeschwindigkeit vor 100 msec und V(k-500) die Fahrzeuggeschwindigkeit vor 500 msec dar, wobei K1 und K2 jeweils vorbestimmte Konstanten darstellen.
Vg=K1×{V(k)-V(k-100)} . . . (2)
Vg=K2×{V(k)-V(k-500)} . . . (3).
Der Reibungskoeffizient µ der Fährbahnoberfläche wird durch dreidimensiona­ le Interpolation gemäß der in der folgenden Tabelle 2 gezeigten Reibungs­ koeffizienten-Tabelle auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der so erhaltenen Fahrzeugkarosserie-Beschleunigung Vg berechnet.
Tabelle 2
Dann werden im Schritt S3 die Querbeschleunigung G und der querbeschleu­ nigungsbasierte Korrekturkoeffizient K berechnet. Dieses Programm wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 nachstehend beschrieben.
Die Querbeschleunigung G wird ermittelt gemäß dem Kurvenradius und der Fahrzeuggeschwindigkeit V. In dieser Ausführungsform werden der tatsächli­ che Kurvenradius Rr und der lenkwinkelbasierte Kurvenradius Ri selektiv als der Kurvenradius verwendet. Daß heißt, der Grad der Tendenz des Fahrzeugs, von der durch den lenkwinkelbasierten Kurvenradius Ri definierten Linie abzuweichen, wird auf der Grundlage des Fahrbahnoberflächenzustandes und des Fahrzustandes ermittelt, und wenn der Grad der Tendenz hoch ist, wird der lenkwinkelbasierte Kurvenradius Ri verwendet. Wenn dagegen der Ten­ denzgrad niedrig ist, wird der tatsächliche Kurvenradius Rr verwendet.
Der Schlupfsteuerabschnitt ermittelt, ob der absolute Wert des Lenkwinkels R nicht kleiner ist als ein vorbestimmter Wert Ro, und zwar im Schritt S41 (Fig. 3), ermittelt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht niedriger ist als ein vorbestimmter Wert Vo (Schritt S42), und ermittelt, ob der Reibungs­ koeffizient µ der Fahrbahnoberfläche nicht größer ist als ein vorbestimmter Wert µo (Schritt S43). Wenn ermittelt wird, daß der absolute Wert des Lenkwinkels R nicht kleiner ist als der vorbestimmte Wert Ro, die Fahrzeug­ geschwindigkeit V nicht niedriger ist als der vorbestimmte Wert Vo und der Reibungskoeffizient µ der Fahrbahnoberfläche nicht größer ist als der vor­ bestimmte Wert µo, wird die Querbeschleunigung G auf der Grundlage des lenkwinkelbasierten Kurvenradius Ri berechnet (Schritt S44). Im anderen Fall wird die Querbeschleunigung G auf der Grundlage des tatsächlichen Kurvenra­ dius Rr berechnet (Schritt S45). Dann berechnet der Schlupfsteuerabschnitt den querbeschleunigungsbasierten Korrekturkoeffizienten k auf der Grundlage der im Schritt S44 oder im Schritt S45 berechneten Querbeschleunigung G (Schritt S46).
Die Querbeschleunigung G wird auf der Grundlage des Kurvenradius R (der lenkwinkelbasierte Kurvenradius Ri oder der tatsächliche Kurvenradius Rr) und der Fahrzeuggeschwindigkeit V gemäß der folgenden Formel (4) berechnet.
G=V×V×(1/R)×(1/127) . . . (4).
Im Schritt S46 wird der querbeschleunigungsbasierte Korrekturkoeffizient k berechnet gemäß einer Korrekturkoeffizienten-Tabelle (Tabelle 3).
Tabelle 3
Dann setzt der Schlupfsteuerabschnitt im Schritt S4 (Fig. 2) den Schwellen­ wert zur Bestimmung des Schlupfes. Der Schwellenwert zur Bestimmung des Schlupfes wird eingestellt bzw. gesetzt auf das Produkt eines Basisschwellen­ wertes und des querbeschleunigungsbasierten Korrekturkoeffizienten k. Der Basisschwellenwert wird berechnet durch dreidimensionale Interpolation gemäß einer Tabelle für einen ersten Basisschwellenwert, gezeigt in Tabelle 4, oder einer Tabelle für einen zweiten Basisschwellenwert, gezeigt in Tabelle 5, und zwar auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Reibungskoeffizienten µ der Fahrbahnoberfläche. Die Tabelle für den ersten Basisschwellenwert dient zum Ermitteln, ob die Schlupfsteuerung einzuleiten ist, und die Tabelle für den zweiten Basisschwellenwert dient zum Ermitteln, ob die Schlupfsteuerung fortzusetzen ist.
Tabelle 4
Tabelle 5
Dann berechnet der Schlupftsteuerabschnitt im Schritt S5 das Schlupfmaß bzw. den Schlupfbetrag.
In diesem Schritt werden die aufgetretenen bzw. scheinbaren Schlupfbeträge SL und SR des linken Vorderrades 2a und des rechten Vorderrades 2b (die Antriebsräder) berechnet durch Subtrahieren der Fahrzeuggeschwindigkeit V von den Radgeschwindigkeiten Vha und Vhb der jeweiligen Vorderräder (Schritt S51 in Fig. 4). Dann wird bestimmt, ob das Fahrzeug eine Kurve fährt, und zwar auf der Grundlage des erfaßten Lenkwinkels R (Schritt S52). Wenn bestimmt wird, daß das Fahrzeug eine Kurve fährt, werden die schein­ baren Schlupfbeträge SL und SR korrigiert unter Berücksichtigung der Diffe­ renz zwischen den Rotationsgeschwindigkeiten des inneren Antriebsrades und des äußeren Antriebsrades, und zwar auf die folgende Weise (Schritt S53). Das heißt, wenn das Fahrzeug eine Linkskurve fährt, wird SL korrigiert auf (SL + k1) und SR wird korrigiert auf (SR-k2) und, wenn das Fahrzeug eine Rechts­ kurve fährt, wird SL korrigiert auf (SL-k2) und SR wird korrigiert auf (SR + k1).
Der Wert k1 ist ein Schlupfkorrekturwert, welcher bestimmt wird gemäß einer k1-Tabelle (Tabelle 6) und zwar auf der Grundlage des tatsächlichen Kurven­ radius Rr und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, und der Wert k2 ist ein Schlupfkorrekturwert, welcher bestimmt wird gemäß einer k2-Tabelle (Tabelle 7) auf der Grundlage des tatsächlichen Kurvenradius Rr und der Fahrzeug­ geschwindigkeit V. Da die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht den Mittelwert der Radgeschwindigkeiten V1 und V2 der angetriebenen Räder (der Hinter­ räder) darstellt sondern die höhere der Radgeschwindigkeiten der angetriebe­ nen Räder, unterscheiden sich die Schlupfkorrekturwerte k1 und k2 für das innere und das äußere Antriebsrad voneinander. Da die Schlupfkorrekturwer­ te k1 und k2 eingestellt werden auf der Grundlage des tatsächlichen Kurven­ radius Rr und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, kann der Schlupfbetrag bzw. die Schlupfbetragssteuerung zeitgerecht bezüglich dem tatsächlichen Verhal­ ten des Fahrzeugs bewirkt werden.
Tabelle 6
(k1-Tabelle)
Tabelle 7
(k2-Tabelle)
Nach der Korrektur der Schlupfbeträge SL und SR in dem Fall, in welchem das Fahrzeug eine Kurve fährt, oder, wenn das Fahrzeug keine Kurve fährt, wird der Mittelwert SAv der Schlupfbeträge SL und SR im Schritt S53 berechnet und ein maximaler Schlupf SHi wird als der größere der Schlupfbeträge SL und SR im Schritt S55 bestimmt.
Im Schritt S6 führt der Schlupfsteuerabschnitt die Ermittlung bzw. Bestim­ mung des Schlupfes durch. Der Schlupfsteuerabschnitt ermittelt, daß die Schlupfsteuerung notwendig ist, wenn die folgende Formel (5) erfüllt ist, und setzt das Schlupfflag SFL auf 1.
SHiSchwellenwert zur Ermittlung des Schlupfes . . . (5).
Wenn ermittelt worden ist, daß die Schlupfsteuerung nicht bewirkt wird (Steuerflag CFL ist 0), und zwar im Schritt 134, welcher in Fig. 5 gezeigt ist (später zu beschreiben), wird der Schwellenwert, welcher ermittelt wird aus der in Tabelle 4 gezeigten Tabelle für den ersten Basisschwellenwert zum Bestimmen der Einleitung der Schlupfsteuerung, als der Schwellenwert zur Ermittlung des Schlupfes verwendet. Wenn ermittelt worden ist, daß die Schlupfsteuerung bewirkt wird (Flag CFL = 1) im Schritt 134, wird der Schwellenwert, welcher aus der in Tabelle 5 gezeigten Tabelle für den zwei­ ten Basisschwellenwert zum Ermitteln der Fortsetzung der Schlupfsteuerung ermittelt wird, als der Schwellenwert zur Ermittlung des Schlupfes verwendet.
Dann ermittelt im Schritt S7 der Schlupfsteuerabschnitt, ob das Steuerflag CFL 1 ist, und wenn ermittelt wird, daß das Steuerflag CFL nicht 1 ist (=0), d. h. wenn ermittelt wird, daß die Schlupfsteuerung nicht bewirkt wird, springt der Schlupfsteuerabschnitt sofort zurück. Wenn andererseits im Schritt S7 bestimmt wird, daß die Schlupfsteuerung bewirkt wird (das Steu­ erflag CFL ist 1), setzt der Schlupfsteuerabschnitt den Zielsteuerwert T im Schritt S8.
Der Zielsteuerwert T ist ein Zielwert der Schlupfbeträge der Vorderräder 2a und 2b und wird berechnet durch Multiplizieren eines Basiszielsteuerwertes mit dem querbeschleunigungsbasierten Korrekturkoeffizienten k, wie es durch durch die folgende Formel (6) gezeigt ist. Der Basiszielsteuerwert wird berech­ net durch dreidimensionale Interpolation gemäß der in Tabelle 8 gezeigten Tabelle für den Basiszielsteuerwert.
T=Basiszielsteuerwert×k . . . (6).
Tabelle 8
Dann berechnet im Schritt S9 der Schlupfsteuerabschnitt den Steuerpegel FC.
Der Steuerpegel FC wird auf einen Wert innerhalb von 0 bis 15 gesetzt durch Ermitteln eines Basissteuerpegels FCB auf der Grundlage der Abweichung EN des Mittelwertes SAv der Schlupfbeträge SL und SR von dem Zielsteuerwert T und deren Änderungsrate bzw. Änderungsgeschwindigkeit DEN und durch Korrigieren desselben unter Berücksichtigung einer Erstmalsteuerung-Korrek­ tur bzw. Anfangssteuer-Korrektur und einer Rückkopplungskorrektur, und zwar auf der Grundlage des vorhergehenden Wertes FC(K-1) des Steuerwer­ tes FC. Die Anfangssteuer-Korrektur wird bei +5 gehalten, bis die Ände­ rungsgeschwindigkeit DSAv des Mittelwertes SAv der Schlupfbeträge SL und SR sich zuerst bzw. anfangs auf 0 reduziert, und auf +2 gehalten, bis das Anfangssteuerungsflag STFL darauf folgend 0 wird. Das Programm im Schritt S9 wird in größerer Genauigkeit unter Bezugnahme auf das in Fig. 5 gezeig­ te Flußdiagramm beschrieben.
Die Abweichung EN des Mittelwertes SAv der Schlupfbeträge SL und SR von dem Zielsteuerwert T und deren Änderungsgeschwindigkeit DEN werden zuerst berechnet gemäß der folgenden Formeln (7) und (8) (Schritt S131).
EN=SAv(K)-T . . . (7)
DEN = DSAv = SAv(K)-SAv(K-1) . . . (8).
Dann wird der Basissteuerpegel FCB berechnet gemäß einer in Tabelle 9 gezeigten Tabelle für den Basissteuerpegel, und zwar auf der Grundlage der Abweichung EN und deren Änderungsgeschwindigkeit DEN (Schritt S132).
Tabelle 9
Im Schritt S133 wird der vorhergehende Steuerpegel FC(K-1) zu dem so erhaltenen Basissteuerpegel FCB hinzuaddiert (die Rückkopplungskorrektur) und im Schritt S134 wird eine Schlupfsteuerermittlung bzw. -bestimmung bewirkt. Dann wird eine Anfangsschlupfsteuerbestimmung bewirkt im Schritt S135 und ein Anfangskorrekturwert zum Erhöhen des Steuerpegels, bis die erste bzw. Anfangsschlupfbestimmung gelöscht ist, wird im Schritt S136 berechnet.
Das Programm in Schritt S134 wird in größerer Genauigkeit unter Bezugnah­ me auf das in Fig. 6 gezeigte Flußdiagramm beschrieben.
Der Schlupfsteuerabschnitt ermittelt, ob das Schlupfflag SFL1 ist und die Bremse nicht angelegt worden ist (Schritt S140). Wenn ermittelt wird, daß das Schlupfflag SFL1 ist und die Bremse nicht angelegt worden ist, wird das Steuerflag CFL auf 1 gesetzt, um anzuzeigen, daß die Schlupfsteuerung be­ wirkt wird (Schritt S141), und dann führt der Schlupfsteuerabschnitt den Schritt S135 aus. Wenn im Schritt S140 nicht ermittelt wird, daß das Schlupfflag SFL1 ist und die Bremse nicht angelegt worden ist, werden ein Zählwert t1 eines ersten Zählers, welcher in dem Schlupfsteuerabschnitt vorgesehen ist und die Dauer zählt bzw. mißt, für welche das Schlupfflag SFL auf 0 gehalten ist, und der Zählwert t2 eines zweiten Zählers im Schritt S142 ausgelesen, welcher in dem Schlupfsteuerabschnitt vorgesehen ist und die Dauer zählt bzw. mißt, für welche der Zustand FC3, DSAv0,3g fort­ gesetzt erfüllt ist. Wenn der Zählwert t1 nicht kleiner ist als 1000 msec oder wenn der Zählwert t2 nicht kleiner ist als 500 msec, wird das Steuerflag CFL auf 0 zurückgesetzt und dann führt der Schlupfsteuerabschnitt den Schritt S135 aus.
Das Programm im Schritt S135 wird nachstehend in größerer Genauigkeit unter Bezugnahme auf das in Fig. 7 gezeigte Flußdiagramm beschrieben.
Wenn das vorliegende Steuerflag CFL(K)1 ist und zur selben Zeit das vorher­ gehende Steuerflag CFL(K-1)0 ist (Schritt S150), fährt der Schlupfsteuer­ abschnitt fort mit Schritt 136, nachdem ein Anfangsschlupfsteuerflag STFL im Schritt S151 auf 1 gesetzt ist. Im anderen Fall ermittelt der Schlupfsteuer­ abschnitt im Schritt S152, ob das vorliegende Schlupfflag SFL(K)0 ist und zur selben Zeit das vorhergehende Schlupfflag SFL(K-1)1 ist. Wenn ermittelt wird, daß das vorliegende Schlupfflag SFL(K)0 ist und zur selben Zeit das vorhergehende Schlupfflag SFL(K-1)1 ist, fährt der Schlupfsteuerabschnitt fort mit Schritt S136 nach Rücksetzen des Anfangsschlupfsteuerflags STFL auf 0 im Schritt S153. Im anderen Fall fährt der Schlupfsteuerabschnitt direkt fort mit Schritt S136.
Im Schritt S136 setzt der Schlupfsteuerabschnitt den Anfangskorrekturwert auf +2, wenn das Anfangsschlupfsteuerflag STFL1 ist und die Änderungs­ geschwindigkeit DSAv des Mittelwertes SAv der Schlupfbeträge SL und SR (Formel 8) kleiner ist als 0.
Im Schritt S137 setzt der Schlupfsteuerabschnitt einen endgültigen Steuerpe­ gel FC(k) auf einen der Pegel 0 bis 15 durch Hinzuaddieren eines Rückkopp­ lungskorrekturwertes, welcher auf dem vorhergehenden Steuerpegel FC(k-1) basiert, und des Anfangskorrekturwertes (wenn notwendig) zu dem Basis­ steuerpegel FCB.
Im Schritt S10 in Fig. 2 gibt der Schlupfsteuerabschnitt Steuersignale an den Motorsteuerabschnitt aus. Die Steuersignale umfassen solche zum Veranlassen, daß der Motorsteuerabschnitt den Zündzeitpunkt verzögert, und solche zum Veranlassen, daß derselbe die Kraftstoffzufuhr unterbricht bzw. begrenzt bzw. abschneidet.
Der Zündzeitpunkt wird um einen Betrag verzögert, der gemäß dem in Fig. 8 gezeigten Graph auf der Grundlage des Steuerpegels FC ermittelt wird. In einem Bereich hoher Motordrehzahl wird der maximale Betrag der Verzöge­ rung des Zündzeitpunktes auf der Grundlage des in Fig. 9 gezeigten Graphen begrenzt.
Die Kraftstoffunterbrechung wird bewirkt durch Auswählen von einem der in Tabelle 10 (Kraftstoffunterbrechungstabelle) gezeigten Muster Nr. 1 bis Nr. 12, und zwar auf der Grundlage des Steuerpegels FC. Wenn der Steuerpegel FC höher wird, wird eine umso höhere Musternummer ausgewählt. In Tabelle 10 zeigt "x" an, daß die Kraftstoffeinspritzung von der Einspritzeinrichtung unterbrochen ist. In dem Motordrehzahlbereich, der für jeden, in Fig. 10 gezeigten Steuerpegel FC ermittelt ist, wird die Kraftstoffunterbrechung gehemmt.
Tabelle 10
Der Betrieb des Schlupfsteuersystems kann wie folgt zusammengefaßt werden. Wie es in dem Zeitablaufdiagramm in Fig. 11 gezeigt ist, wird der Schwellenwert Sh zum Ermitteln, ob die Schlupfsteuerung einzuleiten ist, relativ hoch eingestellt gemäß der Tabelle für den ersten Basisschwellenwert, und selbst wenn die Radgeschwindigkeit der Antriebsräder aufgrund äußerer Kräfte und dergleichen ansteigt, wird die Schlupfsteuerung nicht eingeleitet, solange die Radgeschwindigkeit den Schwellenwert Sh nicht überschreitet. Wenn die Radgeschwindigkeit der Antriebsräder den Schwellenwert Sh überschreitet, wird das Schlupfflag SFL auf 1 gesetzt, und, wenn die Bremse nicht angelegt worden ist, werden das Steuerflag CFL und das Anfangs­ schlupfsteuerflag STFL auf 1 gesetzt und die Schlupfsteuerung wird eingelei­ tet.
Wenn ermittelt wird, daß der Grad der Untersteuerungsneigung während der Kurvenfahrt hoch ist, wird die Querbeschleunigung G des Fahrzeugs auf der Grundlage des lenkwinkelbasierten Kurvenradius Ri berechnet. Da der lenk­ winkelbasierte Kurvenradius Ri kleiner ist als der tatsächliche Kurvenradius Rr, wird die auf der Grundlage des lenkwinkelbasierten Kurvenradius Ri berech­ nete Querbeschleunigung G des Fahrzeugs größer und der Korrekturkoeffi­ zient k wird kleiner, was zu einem relativ niedrigen Schwellenwert Sh zum Ermitteln führt, ob die Schlupfsteuerung einzuleiten ist. Demgemäß wird die Schlupfsteuerung früher eingeleitet und das Antriebsdrehmoment der An­ triebsräder wird früher unterdrückt bzw. abgemindert, wodurch verhindert werden kann, daß die Untersteuerungsneigung übermäßig groß wird.
Wenn andererseits die Untersteuerungsneigung relativ gering ist, wird die Lateralbeschleunigung bzw. Querbeschleunigung G des Fahrzeugs auf der Grundlage des tatsächlichen Kurvenradius Rr berechnet. Demgemäß werden der Schwellenwert Sh zum Ermitteln, ob die Schlupfsteuerung einzuleiten ist, und der Zielsteuerwert T präzise korrigiert, um der tatsächlichen Querbe­ schleunigung zu entsprechen.
Wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, wird der maximale Schlupf SHi bestimmt als der größere der scheinbaren Schlupfbeträge SL und SR, und wenn der maximale Schlupf SHi den Schwellenwert Sh überschreitet, wird die Schlupf­ steuerung eingeleitet. Wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, wird die Radge­ schwindigkeit des äußeren Rades größer als die des inneren Rades und, wenn demgemäß der maximale Schlupf SHi bestimmt wird auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit des äußeren Rades, wird die Schlupfsteuerung eingelei­ tet, selbst wenn der tatsächliche Schlupfbetrag kleiner ist als der Schwellen­ wert. Um dieses Problem zu vermeiden, wird der maximale Schlupf SHi bei dieser Ausführungsform als der Wert bestimmt, der erhalten wird durch Subtrahieren des Schlupfkorrekturwertes k2 von dem scheinbaren Schlupfbe­ trag des äußeren Rades, wodurch verhindert wird, daß die Schlupfsteuerung vorzeitig eingeleitet wird.
Da weiterhin das tatsächliche Kurvenverhalten des Fahrzeugs sich etwas hinter der Veränderung in dem erfaßten Lenkwinkel befindet bzw. gegenüber diesem etwas verzögert ist, tritt ein Problem dahingehend auf, daß die Korrek­ tur des erfaßten Schlupfbetrages vorzeitig vor dem tatsächlichen Verhalten des Fahrzeugs bewirkt werden kann, wenn die Schlupfkorrekturwerte k1 und k2 bestimmt werden auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und des idealen Kurvenradius, welcher auf der Grundlage des erfaßten Lenkwinkels bestimmt wird. Da bei dieser Ausführungsform die Schlupfkorrekturwerte k1 und k2 bestimmt werden auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und des tatsächlichen Kurvenradius, kann die Korrektur des erfaßten oder schein­ baren Schlupfbetrages zeitgerecht zu dem tatsächlichen Verhalten des Fahr­ zeugs bewirkt werden.
Der mittlere Schlupfbetrag SAv wird berechnet auf der Grundlage der Schlupfbeträge der Antriebsräder und der Zielsteuerwert T wird eingestellt auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Reibungskoeffizienten p der Fahrbahnoberfläche. Dann wird der Basissteuerpegel FCB eingestellt auf der Grundlage der Differenz EN zwischen dem Zielsteuerwert T und dem mittleren Schlupfbetrag SAv und der Änderungsrate DEN der Differenz EN. Weiterhin wird der Steuerpegel FC berechnet durch Hinzuaddieren des An­ fangskorrekturwertes zu dem Basissteuerpegel FCB und der Zündzeitpunkt und die Kraftstoffzufuhr werden gemäß dem Steuerpegel gesteuert.
Wenn der maximale Schlupf SHi unter den Schwellenwert Sc zum Bestimmen fällt, ob die Schlupfsteuerung fortzusetzen ist, wird das Anfangssteuerflag STFL auf 0 zurückgesetzt, wenn die Schlupfsteuerung einmal unterbrochen ist. Der Schwellenwert Sc zur Fortsetzung wird relativ niedrig eingestellt, so daß der Schlupf sicher konvergiert.
Selbst wenn die höhere der Radgeschwindigkeiten der Antriebsräder unter den Schwellenwert Sc zur Fortsetzung fällt, wird das Steuerflag CFL solange auf 1 gehalten, bis sich der Zustand für zumindest eine Sekunde fortsetzt, und wenn die Radgeschwindigkeit des Antriebsrades erneut ansteigt als ein Ergebnis der Unterbrechung der Schlupfsteuerung und den Schwellenwert Sc zur Fortsetzung überschreitet, wird das Schlupfflag SFL erneut auf 1 gesetzt und die Schlupfsteuerung wird wieder aufgenommen.
Zu dieser Zeit wird das Anfangssteuerflag STFL nicht gesetzt und die An­ fangskorrektur des Steuerpegels wird nicht ausgeführt. Demgemäß wird der Steuerpegel FC allein auf der Grundlage des Basissteuerpegels eingestellt, welcher eingestellt wird auf der Grundlage der Differenz EN und deren Ände­ rungsrate DEN, und hiernach wird der Steuerpegel FC eingestellt durch Hin­ zuaddieren des vorhergehenden Wertes des Steuerpegels FC (Rückkopplungs­ korrektur) zu dem Basissteuerpegel.
Wenn der Schlupf der Antriebsräder auf den Zielwert auf diese Weise konver­ giert und das Schlupfflag SFL für mehr als eine Sekunde auf 0 gehalten wird, wird das Steuerflag CFL auf 0 zurückgesetzt und ein Schlupfsteuerzyklus endet. Obwohl bei dieser Ausführungsform die scheinbaren Schlupfbeträge der Antriebsräder SL und SR korrigiert werden, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt (Schritt S53 in Fig. 4), können die Radgeschwindigkeiten Vha und Vhb statt dessen auf die folgende Weise korrigiert werden.
Das heißt, wenn das Fahrzeug eine Linkskurve fährt, wird Vha korrigiert auf Vha + k1, und Vhb wird korrigiert auf Vhb-k2 wohingegen, wenn das Fahrzeug eine Rechtskurve fährt, Vha korrigiert wird auf Vha-k2 und Vhb korrigiert wird auf Vhb + k1.

Claims (7)

1. Schlupfsteuersystem für ein Fahrzeug (1), mit
einer Traktionssteuereinrichtung zum Bewirken einer Traktionssteue­ rung, wobei der Schlupfbetrag (SL, SR) der Antriebsräder (2a, 2b) des Fahrzeugs (1) relativ zu der Fahrbahnoberfläche erfaßt wird und das auf die Fahrbahnoberfläche übertragene Drehmoment gesteuert wird, wenn der Schlupfbetrag (SL, SR) der Antriebsräder (2a, 2b) einen vorbestimmten Schwellenwert (Sh) überschreitet, so daß der Schlupf­ betrag (SL, SR) der Antriebsräder (2a, 2b) auf einen Zielwert (T) kon­ vergiert,
einer Radgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung (9a-9d), welche die Radgeschwindigkeiten (Vha, Vhb, V1, V2) der vier Räder (2a, 2b, 3a, 3b) des Fahrzeugs (1) mit Antriebsrädern (2a, 2b) und angetriebenen Rädern (3a, 3b) erfaßt,
einer Schlupfberechnungseinrichtung, welche die Schlupfbeträge (SL, SR) der Antriebsräder (2a, 2b) auf der Grundlage der durch die Radge­ schwindigkeits-Erfassungseinrichtung (9a-9d) erfaßten Radgeschwin­ digkeiten (Vha, Vhb) berechnet,
einer Korrekturwert-Berechnungseinrichtung, die, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) und den tatsächli­ chen Kurvenradius (Rr) auf der Grundlage der durch die Radgeschwin­ digkeits-Erfassungseinrichtung (9a-9d) erfaßten Radgeschwindigkeiten (V1, V2) der angetriebenen Räder (3a, 3b) berechnet und auf der Grundlage des tatsächlichen Kurvenradius (Rr) und der Fahrzeugge­ schwindigkeit (V), die so erhalten sind, Korrekturwerte (k1, k2) zum Korrigieren der Schlupfbeträge (SL, SR) des inneren und des äußeren Antriebsrades (2a, 2b) berechnet, welche durch die Schlupfberech­ nungseinrichtung berechnet sind, und zwar unter Berücksichtigung der Differenz zwischen der Radgeschwindigkeit des inneren Antriebsrades und jener des äußeren Antriebsrades während der Kurvenfahrt, und
einer Korrektureinrichtung, welche die Schlupfbeträge (SL, SR) des inneren und des äußeren Antriebsrades (2a, 2b) korrigiert, die durch die Schlupfberechnungseinrichtung berechnet sind, und zwar jeweils mit den durch die Korrekturwert-Berechnungseinrichtung berechneten Korrekturwerten (k1, k2).
2. Schlupfsteuersystem nach Anspruch 1, welches weiterhin aufweist
eine Querbeschleunigungs-Berechnungseinrichtung, die einen idealen Kurvenradius (Ri) auf der Grundlage des durch einen Lenkwinkelsensor (10) erfaßten Lenkwinkels (R) berechnet, die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) auf der Grundlage der durch die Radgeschwindigkeits-Erfassungs­ einrichtung (9a-9d) erfaßten Radgeschwindigkeiten (V1, V2) berechnet und die Querbeschleunigung (G) des Fahrzeugs (1) auf der Grundlage des idealen Kurvenradius (Ri) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) berechnet, welche so berechnet sind, und eine querbeschleunigungs­ basierte Korrektureinrichtung welche einen Korrekturkoeffizienten (k) auf der Grundlage der durch die Querbeschleunigungs-Berechnungsein­ richtung berechneten Querbeschleunigung (G) berechnet und den Schwellenwert (Sh) und den Zielwert (T) für die Traktionssteuerung mit dem Korrekturkoeffizienten (k) korrigiert, wenn sich das Fahrzeug (1) in einem vorbestimmten Fahrzustand befindet, in welchem das Fahr­ zeug (1) leicht unstabil wird.
3. Schlupfsteuersystem nach Anspruch 1, welches weiterhin aufweist eine Querbeschleunigungs-Berechnungsvorrichtung, die gemäß dem Zustand der Fahrbahnoberfläche und dem Fahrzustand des Fahrzeugs (1) einen von einem idealen Kurvenradius (Ri), welcher auf der Grund­ lage des durch einen Lenkwinkelsensor (10) erfaßten Lenkwinkels (R) berechnet ist, und einem tatsächlichen Kurvenradius (Rr) auswählt, der auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit (V1, V2) der angetriebenen Räder (3a, 3b) berechnet ist, die durch die Radgeschwindigkeits-Erfas­ sungseinrichtung (9a-9d) erfaßt sind, die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) auf der Grundlage der durch die Radgeschwindigkeits-Erfassungsein­ richtung (9a-9d) erfaßten Radgeschwindigkeiten (V1, V2) berechnet, und die Querbeschleunigung (G) des Fahrzeugs (1) auf der Grundlage des ausgewählten Kurvenradius (Rr oder Ri) und der Fahrzeug­ geschwindigkeit (V) berechnet, die so berechnet sind, wobei der Schwellenwert (Sh) und der Zielwert (T) für die Traktionssteuerung auf der Grundlage des so bestimmten Querbeschleunigung (G) bestimmt werden.
4. Schlupfsteuersystem nach Anspruch 3, wobei die Querbeschleuni­ gungs-Berechnungseinrichtung den idealen Kurvenradius (Ri) auswählt, wenn bestimmt ist, daß die Untersteuerungstendenz des Fahrzeugs (1) hoch ist, und zwar gemäß dem Zustand der Fahrbahnoberfläche und dem Fahrzustand des Fahrzeugs, und im anderen Fall den tatsächlichen Kurvenradius (Rr) auswählt.
5. Schlupfsteuersystem nach Anspruch 4, wobei die Querbeschleuni­ gungs-Berechnungseinrichtung den idealen Kurvenradius (Ri) auswählt, wenn der absolute Wert ( | R | ) des erfaßten Lenkwinkels (R) nicht kleiner ist als ein vorbestimmter Wert (Ro), die Fahrzeuggeschwindig­ keit (V) nicht geringer ist als ein vorbestimmter Wert (Vo) und der Reibungskoeffizient (µ) der Fahrbahnoberfläche nicht größer ist als ein vorbestimmter Wert (µo) (Fig. 3).
6. Schlupfsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) auf der Grundlage der höheren Radge­ schwindigkeit (V1 oder V2) des linken und rechten angetriebenen Rades (3a, 3b) berechnet wird.
7. Schlupfsteuersystem nach Anspruch 6, wobei der Korrekturwert (k2) zum Korrigieren des Schlupfbetrages des äußeren Antriebsrades größer ist als jener (k1) für das innere Antriebsrad.
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