DE60037967T2 - Verfahren und Gerät zur Berechnung der Ansteuerung einer hydraulischen FDR/ESP Unterbaugruppe zur Reduzierung hydraulischer Geräusche - Google Patents

Verfahren und Gerät zur Berechnung der Ansteuerung einer hydraulischen FDR/ESP Unterbaugruppe zur Reduzierung hydraulischer Geräusche Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Berechnen der Betätigungssteuerung des Hydraulikuntersystems eines Bremssystems zum Reduzieren von Lärm in Verbindung mit der Hydraulik.
  • Aus EP 0 908 364 A2 ist ein Verfahren zum Steuern eines ABS-Systems bekannt, das das Ventil zyklisch in eine nahezu geschlossene Position zurückstellt und dann den Strom reduziert, um das Ventil in eine teilweise offene Position zurückzustellen. Aus WO 96/05992 und WO 94/10016 sind Verfahren zum Steuern eines ABS-Systems zum teilweise Öffnen eines Magnetventils durch PWM bekannt. Keines der angegebenen Dokumente des Stands der Technik beschreibt die Art und Weise, auf die der PWM-Strom bestimmt wird.
  • Die Hydraulik eines Bremssystems besteht aus einer Anzahl von Pumpen und Ventilen, die jedem Rad des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind und alle durch einen Bremskreis gesteuert sind. Sachgemäße Betätigung der Pumpen und Ventile steuert die Bremskraft und den Bremsgrad zum Anhalten des Kraftfahrzeugs. Eine Ansaugpumpe und eine Rücksaugpumpe erzeugen einen Bremsdruck, der durch den Bremskreis über eine Rücksaugpumpe und eine Pilotpumpe gesteuert ist. Der Druck wird mithilfe eines Auslassventils und eines Einlassventils auf einzelne Radbremsen übertragen.
  • Die Steuerung dieser Hydraulik durch den Bremskreis erfolgt über elektronische Signalgebung auf der Grundlage zugeordneter und/oder berechneter Werte. Zuordnung und/oder Berechnung dieser Werte hängt von derartigen Faktoren wie den Kennzeichen ab, die den Pumpen und Ventilen eigen sind. Daher kann, auch während der Bremskreis die Ventile und Pumpen steuert, der Zustand des Bremskreises selbst als eine Funktion der Ventile (d. h., ob sie geöffnet oder geschlossen sind und in welchem Grad) und als eine Funktion der Pumpen (d. h., ob die Pumpe unter Druck steht oder nicht) bestimmt werden.
  • Als eine Funktion der Signalgebung durch den Bremskreis führt die Betätigung der Ventile und Pumpen zu Vibrations- und Übertragungslärm. Beispielsweise spezifiziert eine herkömmliche Antriebssteuerung in einem FDR- oder ABS-Bremssystem ein Maximalstrom-(Vbatt/RSolenoid) oder Minimalstrom-(0,07) Signal, das in Intervallen von 1 Millisekunde umgeschaltet wird. Die mit dem Betrieb der Ventile und Pumpen verbundenen Druckgradienten erzeugen wesentlichen Lärm während der Schlupfsteuerung. Das Gleichgewicht von Druck-, Feder- und Solenoidkräften führt zu einem teilweise offenen (oder teilweise geschlossenen) Magnetventil (d. h., es ist weder vollständig offen, wie für ein Minimalstromsignal, noch ist es vollständig geschlossen, wie für ein Maximalstromsignal). Derartige teilweise Öffnung/Schließung reduziert die Druckgradienten derart, dass der Hydrauliklärm des Bremssystems reduziert ist. Die Antriebssteuerungsberechnungen müssen daher jedoch verhältnismäßig präzise sein.
  • Dementsprechend sind ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine Berechnung einer Betätigungssteuerung eines Hydraulikuntersystems in einem Bremssystem zum weiteren Reduzieren von Lärm vorgelegt. Bei einem FDR/ESP-Hydraulikuntersystem wird eine für einen gewünschten Druckaufbau erforderliche Ventilbetriebszeit als eine Funktion der Vorverdichtung und des geschätzten Pumpendrucks aus dem bekannten Verhalten der Kennzeichenkurve für Pumpendruck gegenüber dem verschobenen Bremsflüssigkeitsvolumen bestimmt. Dies zeigt an, wie lange die für den Bremszylinder zuständigen Zylinder geöffnet werden müssen. Von besonderem Interesse ist hier nur die für das Einlassventil berechnete positive Ventilantriebszeit, mit der der Druckaufbau gesteuert wird.
  • Zum Reduzieren der Lärmerzeugung innerhalb der Schlupfsteuerung sollte das Einlassventil nicht vollständig geöffnet werden, sondern es wird vielmehr zu einem definierbaren Prozentsatz geöffnet. Zu diesem Zweck wird eine Pulsbreitenmodulations-(PWD-)Spannung über ein Leistungsstellglied abgegeben, die zum Konfigurieren eines definierten Stromsignalpegels benutzt wird. Dieser Stromsignalpegel entspricht dem Kraftgleichgewicht über dem Ventilkörper. Ferner wird der PWM-Antrieb zum Erzielen dieses Gleichgewichtszustands mit der geringstmöglichen Verzögerung zum Betreiben eines kleineren PWM-Werts für eine definierte Zeit umgeschaltet; dies erfolgt zum Reduzieren des Magnetventilstroms auf den gewünschten Pegel so schnell und präzise wie möglich.
  • Die vorliegende Erfindung mit ihren Merkmalen und Vorteilen wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen offensichtlicher.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Schaubild eines „gewöhnlichen" Bremszylinderdruckanstiegs mit LMV-EV während eines ABS-Steuerzyklus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ein Schaubild eines Steuerungszyklus, bei dem die Ventilsteuerungszeit deutlich länger und das Ventil am Ende des Zyklus weiterhin in einer offenen Position ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ein Schaubild eines Steuerungszyklus, der dem in 2 dargestellten Zyklus folgt, bei dem sich das Ventil nach dem Druckanstieg nicht schließen konnte, wobei der Strom erhöht und der Druckgradient gesteuert wird, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4A, 4B, 4C, 4D, 4E, 4F, 4G, 4H, 4I, 4J, 4K, 4L, 4M, 4N, 4O und 4P ein Ablaufdiagramm zum Reduzieren von Lärm aus der Hydraulik eines Bremssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine schematische Darstellung eines Bremssteuerkreises gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 1 bis 5 stellen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Berechnen eines Pulsbreitenmodulatorwerts zur Ausgabe in einer Endstufe, Berechnen einer erforderlichen Betriebszeit eines Einlassventils eines Bremszylinders und Bestimmen eines Stromreduzierungszeitsignals und Pulsbreitenmodulatorwerts innerhalb des Stromreduzierungszeitsignals dar.
  • Unter Bezugnahme auf 1, 2 und 3 sind Schaubilder von voneinander abweichenden Zylinderzyklen gezeigt, bei denen ein Druckgradient eines Radbremszylinders erhöht/gesteuert wird. In 1 ist ein Schaubild 1 eines „gewöhnlichen" Druckanstiegs des Bremszylinders unter Nutzung von LMV-EV während der ABS-Steuerung gezeigt. Dies ist der Fall, wo nur ein geringer Druckanstieg in dem Bremszylinder benötigt ist. Bei diesem Steuerungszyklus wird der Magnetstrom i während der Stromreduzierungszeit, die bei tn beginnt, von einem Wert von iMax auf den Stromwert reduziert, der durch die PWM-Spannung gegeben ist (d. h. i(PWM Voltage)). Diese Stromreduzierung erfordert abhängig von dem Druckunterschied über dem Ventil mehrere Millisekunden. In der vorliegenden Erfindung wird dieser Stromreduzierungszeitwert „stromab" für den linearen Annäherungswert und „deltaT" für den nichtlinearen Annäherungswert genannt. An diesem Punkt sollte der Strom für die Ventilöffnungszeit konstant sein, ein „toffen" genannter Wert, während der Radbremszylinderdruck von PREZ(Ti) auf PREZ(n + 1) erhöht wird. Bei dem gewünschten Druckanstieg wird der Strom zurück auf iMax erhöht. Da die Stromregelungszeit des Ventils kurz genug ist und das LMV imstande ist, den Ventilhub zum Reduzieren des Druckgradienten zu reduzieren, ist der Druckanstieg hinreichend verlängert.
  • In 2 ist jedoch ein Schaubild 2 einer alternativen Situation, bei der ein größerer Bremszylinderdruckanstieg benötigt ist und daher die Ventilsteuerungszeit deutlich länger ist, gezeigt. In diesem Fall bleibt das Ventil am Ende des Steuerungszyklus offen, und, da es unmöglich ist, den Strom nach dem Druckanstieg während des derzeitigen Steuerungszyklus zu erhöhen, muss die Steuerung auf dieses Vorkommnis im nächsten Steuerungszyklus prüfen. Dies ist der in Schaubild 3 von 3 gezeigte Fall. Es ist natürlich zu beachten, dass es möglich ist, dass es erforderlich ist, dass das Ventil (abhängig von Bremszylinderdruckanforderungen) während mehr als einem vollen Steuerungszyklus offen bleibt. Ferner versteht es sich, dass eine andere Variation der LMV-Steuerung ist, den Strom i in einer so genannten Emulation einer normalen EV-Steuerung auf Null zu reduzieren. Die Steuerung muss dementsprechend auf jeden dieser Fälle prüfen und muss dann die korrekte Ventilöffnungszeit berechnen. Es ist natürlich zu beachten, dass jeder Steuerungszyklus effektiv 20 Millisekunden beträgt, d. h. die Zeit von tn bis tn+1 20 Millisekunden beträgt.
  • Dementsprechend beginnt unter Bezugnahme auf 4A, 4B, 4C, 4D, 4E, 4F, 4G, 4H, 4I, 4J, 4K, 4L, 4M, 4N, 4O und 4P die Betätigungssteuerungsberechnung eines Hydraulikuntersystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bei den Schritten 10, 15 und 20 mit dem Einstellen eines Bits für die Reduzierungszeit des Stroms i, dem Einstellen eines Bits für die Verstärkung des Stroms i (Stromanstieg nach Druckanstieg) bzw. dem Bestimmen einer Variablen „dpVent", die der Differentialdruck über dem Ventil ist (d. h. die Antriebskraft des Druckanstiegs). In einem anfänglichen Fall werden beide der Bits (d. h. Boole'sche Variablen SAZ_b und SAH_b) für die Stromreduzierungszeit und die Stromverstärkung auf WAHR eingestellt (d. h. eine Stromreduzierungszeit und eine Stromverstärkung sind in dem vorliegenden Steuerungszyklus benötigt/ermöglicht). Ferner ist die Variable „dpVent" gleich der Berechnung eines Messsignals für den anfänglichen Antriebsdruck (d. h. pVor) minus jenes des geschätzten Drucks in dem spezifischen Radbremszylinder, der gesteuert werden soll (d. h. pRad).
  • Fortführend wird, wenn bei Schritt 25 von 4A eine erste Betätigungsvorrichtung und ein erster Bremskreis oder eine zweite Betätigungsvorrichtung oder ein zweiter Bremskreis und das Messsignal für den anfänglichen Antriebsdruck (d. h. pVor) gleich oder kleiner als der geschätzte Druck in dem spezifischen Radbremszylinder (d. h. pRad), der gesteuert werden soll, ist, bei Schritt 26 die Variable dpVent gleich einem angenommenen Druckunterschied über dem Einlassventil mit aktiven Druckmodulationen (d. h. P_dpVentAktiv) eingestellt. Dies ist normalerweise gleich dem Druck von 2 Bar. Ob der Druckanstieg aktiv ist oder nicht, wie bei Schritt 25 bestimmt, wird die Berechnung der vorliegenden Erfindung im nächsten Schritt fortgesetzt.
  • Wenn bei Schritt 27 die Variable dpVent größer als der Minimalventildruckunterschied zur Steuerung ist (d. h. P_dpVentilMin, normalerweise gleich dem Druck von 1 Bar) und ein Eingangssignal der Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil (d. h. uVentHiRes, berechnet aus der Druckvolumenkennzeichenkurve pVKen, der Quadratwurzel des effektiven Druckunterschieds dpVent und der gewünschten Druckänderung des Radbremszylinders dpRBZ sowie einer Umwandlungskonstanten) größer als Null ist, wird bei Schritt 28 die Variable LMV_b gleich WAHR eingestellt. Dies zeigt an, ob die LMV-Steuerung aktiv ist oder nicht. Wenn nicht, wird die Variable LMV_b im Wesentlichen auf FALSCH eingestellt, und die Berechnung wird bei Schritt 203 von 4P fortgesetzt, der weiter unten detailliert beschrieben ist. Auf diese Art und Weise bestimmt die vorliegende Erfindung, ob ein Druckanstieg notwendig ist, da, wenn ein niedriger Druckunterschied über das Ventil vorliegt oder die Steuerungszeit des Ventils (d. h. Antriebszeit) Null ist, kein Druckanstieg besteht und daher kein Erfordernis für LMV-Steuerung. Schließlich versteht es sich natürlich, das die Eingangssignalvariable der Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil (d. h. uVentHiRes) durch Dividieren der gewünschten Druckänderung in dem Radbremszylinder durch die Druckvolumenkennzeichenkurve wiederum dividiert durch die Quadratwurzel des effektiven Druckunterschieds insgesamt multipliziert mit der Umwandlungskonstante berechnet wird. Ferner versteht es sich natürlich, dass diese Berechnung außerdem in Terme aufgeteilt werden kann, die die Berechnung von Volumenstromäquivalenten ermöglichen.
  • Unter Fortsetzung der Berechnung wird, wenn bei Schritt 29 von 4B die Vorderachse gleich WAHR eingestellt ist (d. h. die Räder der Vorderachse die Achse ist, auf die Bremszylinderdruck ausgeübt werden soll), und wenn bei Schritt 30 der geschätzte Druck in dem Radbremszylinder (d. h. pRadPre_sw) niedriger als ein Radeinstellungspunktdruckschwellenwert für das Einlassventil der Vorderachse für einen Ventilhub P_xSollMinVA (d. h. P_LMVpRadPreMinVA, normalerweise gleich einem Druck von 40 Bar) ist, dann bei Schritt 31 ein Einstellungspunkt (d. h. xSoll) gleich dem Ventilhub für ein Einlassventil der Vorderachse für einen kleinen Radbremszylindereinstellungspunktdruck eingestellt. Beispielsweise ist der Einstellungspunktventilhub für ein Einlassventil einer Vorderachse für einen kleinen Radbremszylinder gleich 0,1. In diesem Falle, mit einem kleinen Wert von pRadPre_sw, ist das Fahrzeugrad auf einer Oberfläche mit geringer Reibung, weswegen geringer Lärm erwünscht ist. Dementsprechend wird eine hohe LMV-Steuerwirkung benötigt, und daher wird ein niedriger gewünschter Ventilhub eingestellt. Wenn Obiges jedoch nicht wahr ist und wenn bei Schritt 32 der geschätzte Druck in dem Radbremszylinder (d. h. pRadPre_sw) größer als der Radeinstellungspunktdruckschwellenwert für das Einlassventil der Vorderachse für eine Ventilhubvariable xSollMaxVa (d. h. P_LMVpRadPreMaxVA, normalerweise gleich einem Druck von 45 Bar) ist, dann ist bei Schritt 33 der Einstellungspunkt (d. h. xSoll) gleich einem Einstellungspunktventilhub für ein Einlassventil der Vorderachse für einen hohen Radbremszylindereinstellungspunktdruck. Beispielsweise ist dieser Einstellungspunktwert üblicherweise gleich 0,4. Dies ist dementsprechend der alternative Fall, wo mit einem hohen Wert von pRadPre_sw das Fahrzeugrad auf einer Oberfläche mit hoher Reibung ist, und es daher erheblich ist, einen zuverlässigen Zylinderdruckanstieg aufzuweisen (oder der Fahrer könnte die Kontrolle über das Kraftfahrzeug verlieren). Dementsprechend wird eine geringe LMV-Steuerwirkung benötigt und daher ein hoher gewünschter Ventilhub eingestellt. Zwischen den zwei Alternativen einer Oberfläche mit geringer Reibung und mit hoher Reibung kann eine lineare Interpolation eingerichtet werden, und somit ist wiederum, wenn jedoch keines des Obigen wahr ist, bei Schritt 34 der Einstellungspunktwert (d. h. xSoll) gleich dem Einstellungspunktventilhub für das Einlassventil der Vorderachse eines kleinen Radbremszylinders plus der Summe des Einstellungspunktventilhubs für das Einlassventil der Vorderachse für den großen Radbremszylinder minus dem Einstellungspunktventilhub für das Einlassventil einer Vorderachse für einen kleinen Radbremszylinder mal der Variablen pRadPre minus dem Radeinstellungspunktdruckschwellenwert für das Einlassventil der Vorderachse für den Ventilhub, insgesamt dividiert durch den Radeinstellungspunktdruckschwellenwert für das Einlassventil der Vorderachse für den Ventilhub minus dem Radeinstellungspunktdruckschwellenwert für das Einlassventil der Vorderachse für den Ventilhub.
  • Wenn bei Schritt 29 Obiges bezüglich der Vorderachse nicht wahr ist, dann ist unter Fortsetzung der Berechnung, wenn bei Schritt 35 von 4C der geschätzte Druck in dem Radbremszylinder (d. h. pRadPre_sw) niedriger als der Radeinstellungspunkt druckschwellenwert für das Einlassventil der Hinterachse für den Ventilhub (beispielsweise normalerweise ein Druck von 40 Bar) ist, bei Schritt 36 der Einstellungspunktwert (d. h. xSoll) gleich dem Einstellungspunktventilhub für ein Einlassventil der Hinterachse für einen kleinen Radbremszylindereinstellungspunktdruck. Dies wird normalerweise z. B. auf 0,1 eingestellt. Wenn Obiges bezüglich Schritt 35 jedoch nicht wahr ist, und wenn bei Schritt 37 der geschätzte Druck in dem Radbremszylinder (d. h. pRadPre_sw) höher als der Radeinstellungspunktdruckschwellenwert für ein Einlassventil der Hinterachse für einen Ventilhub ist (z. B. normalerweise auf einen Druck von 45 Bar eingestellt), dann ist bei Schritt 38 der Einstellungspunkt (d. h. xSoll) gleich dem Einstellungspunktventilhub für ein Einlassventil der Hinterachse für einen hohen Radbremszylindereinstellungspunktdruck (z. B. normalerweise auf 0,4 eingestellt). Wiederum wird dann jedoch, wenn Obiges nicht wahr ist, bei Schritt 39 gleich dem Einstellungspunktventilhub für das Einlassventil einer Hinterachse für einen kleinen Radbremszylindereinstellungspunktdruck plus der Summe des Einstellungspunktventilhubs für das Einlassventil der Hinterachse für einen großen Radbremszylindereinstellungspunktdruck minus dem des Einstellungspunktventilhubs für das Einlassventil einer Hinterachse für einen kleinen Radbremszylindereinstellungspunktdruck mal der Variablen pRadPre minus dem Radeinstellungspunktschwellenwert für das Einlassventil einer Hinterachse für den Ventilhub, insgesamt divi diert durch den Radeinstellungspunktdruckschwellenwert für ein Einlassventil einer Hinterachse für den Ventilhub minus dem Radeinstellungspunktdruckschwellenwert für das Einlassventil der Hinterachse für den Ventilhub eingestellt. Normalerweise wird der Radeinstellungspunktdruckschwellenwert für ein Einlassventil der Hinterachse für den Ventilhub eines kleinen Radbremszylindereinstellungspunktdrucks auf einen Druck von 40 Bar eingestellt, während der Radeinstellungspunktdruckschwellenwert für ein Einlassventil der Hinterachse für den Ventilhub eines großen Radbremszylindereinstellungspunktdrucks auf 45 Bar eingestellt wird.
  • Unter Fortsetzung der Berechnung (nun zur Bestimmung der Ventilöffnungszeit für verschiedene Fälle) wird, wenn bei Schritt 40 von 4D die vorher genutzte Antriebszeit der Schlupfsteuerung in dem Rechnungszyklus (d. h. uVentRad) größer als oder gleich 20 Millisekunden ist (d. h. das Ventil war am Ende des letzten Steuerungszyklus offen (wie in 3 gezeigt)), und wenn dann bei Schritt 41 die berechnete Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil (d. h. uVentHiRes) größer als oder gleich 20 Millisekunden ist (d. h. das Ventil muss am Ende des Steuerungszyklus offen sein (wie in 2 gezeigt)), bei Schritt 42 bzw. 43 die Variable LMV_b gleich FALSCH mit der Öffnungszeit (d. h. toffen) gleich 20 Millisekunden (d. h. dem maximalen Zeitwert für den Steuerungszyklus) eingestellt. In diesem ersten Fall ist dann die LMV-Steuerung nicht aktiv und das Einlassventil sollte ohne jegliches Stromsignal (da es offen bleiben soll) verbleiben. Ferner wird, wie oben besprochen, die Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil (d. h. uVentHiRes) aus der Druckvolumenkennzeichenkurvenvariable pVKen, der Quadratwurzel des effektiven Druckunterschieds dpVent und der gewünschten Druckänderung in dem Radbremszylinder dpRbz sowie einer Umwandlungskonstanten berechnet.
  • Andererseits wird in dem alternativen Fall von Schritt 41, wo das Ventil am Ende des Steuerungszyklus nicht offen bleiben soll, bei Schritt 44 die Öffnungszeit (d. h. toffen) als 20 Millisekunden minus drei mal die elektromagnetische Zeitkonstante des Solenoids des Einlassventils berechnet (normalerweise 2,35 Millisekunden), und wenn bei Schritt 45 die Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil (d. h. uVentHiRes) größer als die berechnete Öffnungszeit ist, ist dann bei Schritt 46 die Öffnungszeit gleich 20 Millisekunden plus der elektromagnetischen Zeitkonstante des Solenoids des Einlassventils (normalerweise 2,35 Millisekunden) mal dem Wert 1 dividiert durch den Einstellungspunktwert minus 1. Ferner wird bei Schritt 47 der Wert des Bits für die Stromverstärkung (d. h. SAH_b) gleich FALSCH eingestellt (d. h. eine Stromverstärkung ist nicht benötigt). Es gibt einen Fall, in dem die Ventilöffnungszeit zu kurz ist und somit keine Stromverstärkung nach dem Druckanstieg ermöglicht ist.
  • In dem Fall, in dem keine der obigen zwei Entscheidungsschritte 41 und 45 wahr ist, wird bei Schritt 48 die Öffnungszeit (d. h. toffen) auf die der Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil (d. h. uVentHiRes) plus der elektromagnetischen Zeitkonstante des Solenoids des Einlassventils (normalerweise 2,35 Millisekunden) mal dem Wert 1 dividiert durch den Einstellungspunkt minus 1 eingestellt. Die Steuerung der Hydraulik durch den Bremskreis wird mit einem Rückstellen des Bits für die Stromreduzierungszeit durch Fortführung bei Schritt 49 fortgeführt, wo, wenn die Öffnungszeit (d. h. toffen) länger als 20 Millisekunden ist, die Öffnungszeit dann bei Schritt 50 von 4E auf 20 Millisekunden eingestellt wird, wobei ansonsten bei Schritt 51 von 4E, wenn die Öffnungszeit weniger als 0 Millisekunden ist, die Öffnungszeit auf Null eingestellt wird, oder wenn nicht, bei Schritt 53 die Stromreduzierungszeit (d. h. SAZ_b) auf FALSCH eingestellt wird (d. h. eine Stromreduzierungszeit wird nicht benötigt).
  • Wenn Obiges bei Schritt 40 nicht wahr ist (d. h. das Ventil am Ende des letzten Steuerungszyklus nicht offen war), wird bei Schritt 54 von 4E der lineare Annäherungswert der Stromreduzierungszeit (d. h. stromab) gleich der Summenberechnung des angenommenen Maximaldruckunterschieds über das EV-Ventil (normalerweise ein Druck von 200 Bar) minus der Variablen dpVent, insgesamt dividiert durch den angenommenen Maximaldruckunterschied über das EV-Ventil (normalerweise ein Druck von 200 Bar) mal drei mal dem Wert der elektromagnetischen Zeitkonstante des Solenoids des Einlassventils eingestellt. Wenn bei Schritt 55 der lineare Annäherungswert der Stromreduzierungszeit geringer als 0 ist, wird dann bei Schritt 56 die Stromreduzierungszeit auf Null eingestellt. Bei Schritt 57 wird dann die Öffnungszeit (d. h. toffen) auf 20 Millisekunden minus 2 mal dem Wert der elektromagnetischen Zeitkonstante des Solenoids des Einlassventils minus der Stromreduzierung eingestellt. Wenn bei Schritt 58 der Einstellungspunkt für den Ventilhub (d. h. xSoll) einstellbar ist und die Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil (d. h. uVentHiRes) weniger als oder gleich der Öffnungszeit mal dem Einstellungspunktwert ist, dann ist bei Schritt 59 von 4F die Öffnungszeit (d. h. toffen) gleich der Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil (d. h. uVentHiRes) dividiert durch den Einstellungspunkt. Ferner wird bei Schritt 60, 61, 62 und 63 die Öffnungszeit auf zwischen dem Wert von 0 und dem Wert von 20 minus 2 mal der elektromagnetischen Zeitkonstante des Solenoids des Einlassventils begrenzt.
  • In dem Fall bei Schritt 58, in dem Obiges nicht wahr ist, sieht, wenn bei Schritt 64 die Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil (d. h. uVentHiRes) kürzer oder gleich der Öffnungszeit (d. h. toffen) ist, das System dann bei Schritt 65 die längstmögliche Öffnungszeit vor, d. h. die Öffnungszeit ist gleich der Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil. Daher wird bei Schritt 66, 67, 68 und 69 die Öffnungszeit auf den Zeitraum zwischen dem Wert von 0 und dem Wert von 20 Millisekunden minus 2 mal der elektromagnetischen Zeitkonstante des Solenoids des Einlassventils begrenzt.
  • Fortführend ist, wenn bei Schritt 70 von 4G die Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil (d. h. uVentHiRes) länger als die Öffnungszeit (d. h. toffen) ist, bei Schritt 71 dann die Öffnungszeit gleich 20 Millisekunden minus dem linearen Annäherungswert der Stromreduzierungszeit (d. h. stromab). Außerdem wird, wenn bei Schritt 72 die Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil (d. h. uVentHiRes) länger als die Öffnungszeit (d. h. toffen) ist, bei Schritt 73 dann die Öffnungszeit gleich der Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil eingestellt, wobei bei Schritt 74 die Variable LMV_b auf FALSCH eingestellt wird. Dies ist eine Rückstellung des Bits (d. h. die LMV-Steuerung wird ausgeschaltet). Bei Schritt 75, 76, 77 und 78 wird dann die Öffnungszeit auf einen Wert zwischen 0 und 20 Millisekunden begrenzt.
  • Fortführend wird, wenn bei Schritt 79 von 4H der Einstellungspunkt (d. h. xSoll) größer als der Maximalhub eines LMV_b-Einlassventils ist, der mit Stabilität eingestellt werden kann (normalerweise ein Wert von 0,6), oder wenn die effektive Druckunterschiedvariable dpVent geringer als der Minimaldifferentialdruck ist, der bestehen muss, um eine LMV-Einlassventilsteuerung zu gewährleisten (normalerweise ein Druck von 25 Bar), bei Schritt 80 dann der Einstellungspunkt gleich 1 eingestellt und bei Schritt 81 die Öffnungszeit (d. h. toffen) gleich der Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil (d. h. uVentHiRes) eingestellt.
  • Außerdem wird, wenn bei Schritt 82 die Öffnungszeit kürzer als 20 Millisekunden ist, bei Schritt 83 dann eine lineare Annäherung der Stromreduzierungszeit (d. h. Stromauf) gleich der Variablen dpVent dividiert durch den angenommenen Maximaldruckunterschied über das EV-Ventil (normalerweise ein Druck von 200 Bar) mal dem Wert der elektromagnetischen Zeitkonstante des Solenoids des Einlassventils eingestellt. Wenn bei Schritt 84 die lineare Annäherung der Stromreduzierungszeit (d. h. Stromauf) geringer als 0 ist (d. h. anzeigt, dass die Stromreduzierungszeit zu kurz sein wird), wird sie bei Schritt 85 dann auf 0 eingestellt. Wenn nicht, dann wird bei Schritt 86 die Öffnungszeit gleich der Öffnungszeit minus der Stromverstärkung eingestellt, und die Variable LMV_b wird gleich WAHR eingestellt. Im Falle des Obigen wird dann die Öffnungszeit bei Schritt 88, 89, 90 und 91 auf einen Wert zwischen 0 und 20 Millisekunden eingestellt.
  • Fortführend wird, wenn bei Schritt 92 von 4I die Öffnungszeit kürzer als 1 Millisekunde ist, bei Schritt 93, 94 bzw. 95 dann die Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil gleich 0 eingestellt, die Variable LMV_b gleich FALSCH eingestellt, der Einstellungspunkt gleich 0 eingestellt und die Öffnungszeit selbst gleich 0 eingestellt. Wenn bei Schritt 96 die Variable LMV_b gleich WAHR eingestellt ist, wird bei Schritt 97, 98 und 99 dann eine Berechnung des Ventilhubs, der tatsächlich umgesetzt werden kann, und eine Abrundung dieser Ventilhubberechnung vorgenommen. Die Berechnung des Ventilhubs erfolgt durch Dividieren der Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil durch die Öffnungszeit. Die Abrundung erfolgt durch Benutzung der umgesetzten Zunahmen des Ventilhubs (üblicherweise 0,1) multipliziert mit dem Ventilhubwert dividiert durch die umgesetzten Zunahmen des Ventilhubs, deren Summe zu 0,92 addiert wird, während bei Schritt 100 die Öffnungszeit gleich jener der Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil divi diert durch die berechnete Ventilhubvariable, die tatsächlich umgesetzt werden kann, eingestellt wird. Wenn bei Schritt 101 der Ventilhub, der tatsächlich umgesetzt werden kann, gleich oder geringer als der maximale Hub eines LMV-EV-Ventils ist, der mit Stabilität eingestellt werden kann (normalerweise 0,6), dann wird, wenn bei Schritt 102 die Vorderachse gleich WAHR eingestellt ist, die Berechnung wie in 4J beschrieben fortgesetzt, und wenn nicht, wird die Berechnung wie in 4K beschrieben fortgesetzt. Wenn bei Schritt 101 der Ventilhub, der tatsächlich umgesetzt werden kann, jedoch nicht gleich oder geringer als der Maximalhub des LMV-EV-Ventils ist, der mit Stabilität eingestellt werden kann (normalerweise 0,6), dann wird die Berechnung wie unten bei Schritt 149 von 4L fortgesetzt.
  • Zur weiteren Steuerung der Hydraulik des Bremskreises wird die Berechnung von Arbeitszyklen bei Schritt 103 bis 176 von 4J, 4K, 4L und 4M ausgeführt. 4J und 4K zeigen die Berechnung der nicht linearen Flusskraft für den Vorder- bzw. Hinterradbremszylinder. Dementsprechend ist die Variable xVindex der Index des Einstellungspunkts des Ventilhubs. Da die Berechnung für jeden möglichen Einstellungspunkt des Ventilhubs ausgeführt werden muss, ist die Variable xVindex auf einen Prozentsatz gleich Null bis 90 eingestellt (d. h. die Variable xVindex wird von gleich 0 bis 9 bei jedem entsprechenden Schritt eingestellt). Ferner ist die Variable temp eine temporäre Registervariable zum Speichern des Parameters P_Hydx(xVindex), der dann bei Schritt 148 von 4L benutzt wird.
  • 4L und 4M zeigen die Berechnung der notwendigen Magnetkraft, die zum Ausgleichen der Druckkraft, Hydraulikkraft und der Federkrafterforderlich ist. Dies bringt die Berechnung einer notwendigen Solenoidkraft und eine Berechnung Pulsbreitenmodulationsstroms aus einer zweidimensionalen Abbildung mit sich. Da die Magnetkraft vom Strom abhängt, ist sie ein nicht lineares Kennzeichen.
  • Die Berechnung der notwendigen Solenoidkraft ist für eine LMV- und eine emulierte Schaltventilsteuerung. Die Berechnung der Solenoidkraft für das LMV wird durch Finden eines Werts für die Magnet-(oder Solenoid-)Kraft ausgeführt. Eine derartige Kraft ist gleich der effektiven Oberfläche des LMV-Einlassventils, auf die der Druck einwirkt (normalerweise gleich 0,554177 mm2), mal der Variablen dpVentil plus der Federvorspannkraft (normalerweise gleich 1,9 N) minus dieser Federvorspannkraft multipliziert mit der Federkonstanten (normalerweise gleich 1,8 N/mm) mal dem berechneten Ventilhub minus der Kennzeichenabbildung für Flusskraftschätzung (abhängig von dem berechneten Ventilhub) mal der Variablen dpVentil.
  • Die Berechnung der notwendigen Solenoidkraft für die emulierte Schaltventilsteuerung, bei der der Einstellungspunktwert gleich 1 ist, erfolgt durch Bestimmen des Werts für die Magnet-(oder Solenoid-)Kraft, die gleich der effektiven Oberfläche des LMV-Einlassventils, auf die Druck einwirkt (normalerweise 0,554177 mm2), mal der Variablen dpVentil plus der Federvorspannkraft (normalerweise gleich 1,9 N) minus der Federkonstanten (normalerweise gleich 1,8 N/mm) mal dem berechneten Ventilhub, der tatsächlich umgesetzt werden kann. Eine Begrenzung der Magnetkraft ist das Minimum von entweder der Magnetkraft und/oder 0,25 N.
  • Eine Berechnung des Pulsbreitenmodulationsstroms aus einer zweidimensionalen Abbildung wird durch den berechneten Pulsbreitenmodulationsarbeitszyklus bestimmt, der gleich dem elektrischen Strom durch den Ventilsolenoid ist, der aus (und/oder abhängig von) der Magnetkraft und der Ventilverschiebung berechnet wird. Ein derartiges Ausgangssignal wie bei Schritt 177, 178, 179 und 180 bestimmt, d. h. der berechnete Pulsbreiten modulationsarbeitszyklus, ist gleich den Grenzen einstellbarer Arbeitszyklen. Bei Schritt 181 ist dann der berechnete Pulsbreitenmodulationsarbeitszyklus während der Stromreduzierungszeit (d. h. PpcDc) gleich der Ausgangsleistung des berechneten Pulsbreitenmodulationsarbeitszyklus, und bei Schritt 182 ist die berechnete Dauer einer theoretischen idealen Stromreduzierungszeit (d. h. deltaT) gleich 0.
  • Wenn bei Schritt 183 das Bit für die Stromreduzierungszeit (d. h. SAZ_b) gleich WAHR eingestellt ist (d. h. eine Stromreduzierungszeit benötigt ist), dann ist bei Schritt 184 die berechnete Dauer der theoretischen idealen Stromreduzierungszeit (d. h. deltaT) gleich einer negativen elektromagnetischen Zeitkonstante des Solenoids des EV-Ventils (normalerweise gleich 2,35 Millisekunden) mal dem natürlichen Logarithmus des berechneten Pulsbreitenmodulationsarbeitszyklus. Bei Schritt 185, 186, 187 und 188 wird die berechnete Dauer der Stromreduzierungszeit auf einen Wert zwischen 0 und 10 Millisekunden begrenzt.
  • Unter Fortsetzung der Berechnung in 4O erfolgt dann bei Schritt 189 die adaptive Normalisierung der berechneten Dauer der Stromreduzierungszeit, wobei eine Eingliederung der Rundung der Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil in die berechnete Dauer der Stromreduzierungszeit erfolgt und die berechnete Dauer der theoretischen idealen Stromreduzierungszeit durch Addieren von 0,5 aufgerundet wird. Ein derartiges Runden ist notwendig, da die Steuerung eine standardmäßige ESP-Steuerung ist, die nur eine Ganzzahlberechnung für jeden Schritt aufweist und somit mögliche Ungenauigkeit aufweist, die zu einer großen Abweichung zwischen dem geschätzten und gemessenen Druck führen könnte.
  • Fortführend wird, wenn bei Schritt 190 das Bit für die Stromreduzierungszeit (d. h. SAZ_b) gleich WAHR einge stellt ist (d. h. eine Stromreduzierungszeit wird benötigt), bei Schritt 191 dann die Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil (d. h. uVentHiRes) gleich der Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil plus der berechneten Dauer der Stromreduzierungszeit eingestellt (d. h. somit die Stromreduzierungszeit zur Ventilöffnungszeit addierend). Wenn jedoch bei Schritt 192 der Wert des Bits, der für die Stromverstärkung eingestellt ist (d. h. SAH_b) gleich FALSCH ist (d. h. eine Stromverstärkung wird nicht benötigt), dann ist bei Schritt 193 die Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil (d. h. uVentHiRes) gleich 20 Millisekunden.
  • Wenn bei Schritt 194 der Ventilhub (d. h. xVentil) größer als der Maximalhub des LMV-Einlassventils ist, der mit Stabilität eingestellt werden kann (üblicherweise 0,6), dann wird bei Schritt 195 der berechnete Pulsbreitenmodulationsarbeitszyklus gleich der unteren Grenze des einstellbaren Arbeitszyklus (1%) eingestellt, bei Schritt 196 der berechnete Pulsbreitenmodulationsarbeitszyklus während der Stromreduzierungszeit (d. h. PpcDc) gleich der unteren Grenze des einstellbaren Arbeitszyklus (1%) eingestellt, und bei Schritt 197 das Ventil gleich 1 eingestellt, sodass die LMV-Steuerung normale EV-Steuerung emuliert. Außerdem erfolgt, wenn bei Schritt 198 der Wert des Bits für die Stromreduzierungszeit (d. h. SAZ_b) gleich FALSCH eingestellt ist (d. h. eine Stromreduzierungszeit wird nicht benötigt), bei Schritt 199 dann eine Eingliederung der Rundung der Antriebszeit für das vollständig geöffnete Ventil in die berechnete Dauer der Stromreduzierungszeit, und eine derartige Dauer der Stromreduzierungszeit ist gleich der berechneten Dauer der Stromreduzierungszeit plus 0,5.
  • Unter Rückbezug auf Schritt 96 von 4I, wenn die Variable LMV_b nicht auf WAHR eingestellt ist (d. h. die LMV-Steuerung ist nicht aktiv), und weiter bei Schritt 200 von 4P, wenn die Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil größer als 0 ist, dann ist, wenn bei Schritt 201 die vorher angewendete Antriebszeit der Rutschsteuerung in dem Rechenzyklus weniger als oder gleich 20 Millisekunden ist, bei Schritt 202 die Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil gleich der Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil plus 2,0 mal der elektromagnetischen Zeitkonstanten des Solenoids des Einlassventils (normalerweise gleich 2,35 Millisekunden).
  • Unter Rückbezug auf Schritt 27 von 4A, wenn nicht wahr, und weiter zu Schritt 203 von 4P, wenn die Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil länger als 0 ist, dann ist, wenn bei Schritt 204 die vorher angewendete Antriebszeit der Rutschsteuerung in dem Rechnungszyklus geringer als oder gleich 20 Millisekunden ist, bei Schritt 205 die Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil gleich der Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil plus 2,0 mal der elektromagnetischen Zeitkonstante des Solenoids des Einlassventils (normalerweise 2,35 Millisekunden).
  • Bei Schritt 206, 207, 208 und 209 wird die Antriebszeit für das vollständig geöffnete Einlassventil auf einen Wert begrenzt, der größer oder gleich 0, jedoch kleiner oder gleich 20 Millisekunden ist. Bei Schritt 210 endet das Verfahren.
  • Eine Gruppierung der Stromreduzierungswerte wird durch Übernehmen des Werts des angenommenen Maximaldruckunterschieds über dem Einlassventil (normalerweise gleich einem Druck von 200 Bar) minus der Variablen dpVent dividiert durch den angenommenen Maximaldruckunterschied über dem Einlassventil mal 3,0 mal der elektromagnetischen Zeitkonstante des Solenoids des Einlassventils (normalerweise gleich 2,35 Milli sekunden) erreicht. Die Stromreduzierungszeit ist nur durch die Tatsache begrenzt, dass die Stromreduzierung ein Wert sein muss, der größer als oder gleich 0 ist.
  • Der Stromverstärkungsgruppenwert wird in der elektromagnetischen Zeitkonstante des Solenoids des Einlassventils (normalerweise 2,35 Millisekunden) mal der Variablen dpVent dividiert durch den angenommenen Maximaldruckunterschied über dem Einlassventil (normalerweise gleich einem Druck von 200 Bar) berechnet. Der Stromverstärkungsgruppenwert ist nur dadurch begrenzt, dass er ein Wert sein muss, der größer als oder gleich dem Wert von 0 ist.
  • Unter Bezugnahme auf 5 ist eine schematische Darstellung eines Bremssteuerkreises gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Bremssteuerkreis 1 ist an ein Magnetventil 2 angekuppelt. Wie oben gezeigt, steuert der Bremssteuerkreis 1 die Betätigung des Ventils 2, das dadurch außerdem den Druck in einer Pumpe (nicht gezeigt) steuert.
  • Damit sind, wie aus dem Vorstehenden ersichtlich, unter Benutzung von eingelesenen Radgeschwindigkeiten das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung imstande, eine Betätigungssteuerung ohne schnelle Korrektur auszuführen. Infolgedessen sind keine Rückkcpplungswirkungen auf die darüber liegenden Strukturen zu erwarten. Daher ist die vorliegende Erfindung leicht anwendbar. Ferner wurde die Struktur der Berechnung derart gewählt, dass ein Parameter zum Variieren des notwendigen Kompromisses zwischen Lärmerzeugung und Steuerungsrobustheit benutzt werden kann. Dies macht es möglich, Kundenwünsche bezüglich der Lärmreduzierung auf eine Art und Weise umzusetzen, die leicht nachvollziehbar ist.
  • In der vorstehenden Beschreibung wurden das Verfahren und die Vorrichtung unter Bezugnahme auf einige Bei spiele beschrieben, die nicht als einschränkend zu verstehen sind. Stattdessen versteht es sich und ist zu erwarten, dass Variationen der hierin offenbarten Prinzipien des Verfahrens und der Vorrichtung vom Fachmann vorgenommen werden können, und es ist beabsichtigt, dass derartige Modifikationen, Änderungen und/oder Ersetzungen unter den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung wie in den beiliegenden Ansprüchen ausgeführt fallen. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind dementsprechend in einem veranschaulichenden statt in einem einschränkenden Sinn zu betrachten.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Betätigungssteuerung in einem Hydraulikuntersystem eines Bremssystems zum Reduzieren von Lärm in Verbindung mit der Hydraulik, zu dem ein normalerweise offenes Magnetventil gehört, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Bestimmen, ob ein gesteuerter Bremszylinderdruckanstieg eines Rads notwendig ist (Schritt 10, 191); Einstellen eines Ventilhubeinstellungspunkts (xSoll), der eine Ventilzwischenposition zum Aufnehmen des notwendigen Bremszylinderdruckanstiegs beschreibt (Schritt 31, 33, 34, 39); Bestimmen einer Ventilöffnungszeit (toffen) zum Aufnehmen des Bremszylinderdruckanstiegs (Schritt 43, 46, 48, 59, 63, 65, 67 bis 69, 71, 73, 76, 78, 81, 86, 89, 91, 95, 100); Bestimmen einer Dauer einer notwendigen Stromreduzierungszeit (stromab, deltaT) vor der Ventilöffnungszeit (Schritt 54, 56); und Bestimmen eines Stroms (tastver), der zum Betreiben des Ventilhubeinstellungspunkts und Steuern der Ventilöffnungszeit (toffen) benötigt wird (Schritt 157, 159, 161, 163, 165, 167, 169, 171, 173, 175, 176), dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens des Stroms (tastver), der zum Betreiben des Ventilhubeinstellungspunkts und der Ventilöffnungszeit benötigt wird, durch Interpolieren eines nichtlinearen Magnetkraftkennzeichens für den Ventilhub erfolgt (Schritt 157, 159, 161, 163, 165, 167, 169, 171, 173, 175, 176).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner folgende Schritte aufweisend: Bestimmen, ob die Stromreduzierungszeit notwendig ist (SAZ_b = WAHR oder FALSCH, Schritt 10), und Bestimmen, ob eine Stromerhöhung nach dem gesteuerten Bremszylinderdruckanstieg erlaubt ist (SAH_b = WAHR oder FALSCH, Schritt 15).
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, ferner aufweisend den Schritt des Bestimmens, auf welche Achse der gesteuerte Bremszylinderdruckanstieg anzuwenden ist (VORDERACHSE = WAHR oder FALSCH, Schritt 29).
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, ferner aufweisend den Schritt des Bestimmens einer Reibungsfläche, auf der sich das Rad befindet (Schritt 30, 32, 35, 37).
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, wobei der Ventilhubeinstellungspunkt (xSoll) auf einer Reibungsfläche basiert, auf der sich das Rad befindet (Schritt 31, 33, 34, 36, 38, 39).
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5, ferner aufweisend den Schritt des Bestimmens einer theoretischen idealen Stromreduzierungszeit (deltaT) (Schritt 182, 184, 186, 187).
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, ferner aufweisend den Schritt des Normalisierens der Dauer einer Stromreduzierungszeit (Schritt 189).
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, wobei der Schritt des Bestimmens einer Dauer einer Stromreduzierungszeit durch lineare Annäherung (stromab) erfolgt (Schritt 54, 56).
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, ferner aufweisend den Schritt des Bestimmens eines Hydraulikflusskraftkennzeichens (temp) für den Ventilhubeinstellungspunkt (Schritt 125, 127, 129, 131, 133, 135, 137, 139, 141, 143, 144).
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9, wobei die Ventilöffnungszeit (toffen) gleich einer Stromregelungszeit ist (Schritt 80).
  11. Vorrichtung zur Betätigungssteuerung in einem Hydraulikuntersystem eines Bremssystems, das ein normalerweise offenes Magnetventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel aufweist, mit denen eines der in einem der vorhergehenden Ansprüche beanspruchten Verfahren ausgeführt wird.
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