FR2827249A1 - Dispositif de commande de direction - Google Patents
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Abstract
Dispositif de commande de la direction comprenant une source d'alimentation (1), un moteur (3) relié au système de direction, un circuit d'entraînement du moteur (2, 4) qui convertit une tension de la source d'alimentation en une tension prédéterminée et qui applique la tension sur le moteur, et des moyens de commande (8) destinés à commander le circuit d'entraînement du moteur (2, 4), dans lequel les moyens de commande (8) commandent le circuit d'entraînement du moteur (2, 4) de manière à augmenter la tension de la source d'alimentation (1) lorsque la vitesse de rotation du moteur (3) est égale ou supérieure à une valeur prédéterminée, moyennant quoi un couple suffisant de sortie du moteur peut être obtenu dans des conditions de conduite variées grâce à l'utilisation d'un convertisseur (2), une efficacité est améliorée en supprimant une fréquence de fonctionnement du convertisseur (2) et un traitement sûr est mis en place lorsque le convertisseur est en panne.
Description
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DISPOSITIF DE COMMANDE DE DIRECTION
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un dispositif de commande de la direction destiné à un usage dans des automobiles ou autres.
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un dispositif de commande de la direction destiné à un usage dans des automobiles ou autres.
ETUDE DE L'ARRIERE-PLAN
Dans une technique conventionnelle, un dispositif de direction assistée électrique décrit dans la publication de brevet japonais non examinée JP-A-7- 76280 est connu, dans lequel est visée une amélioration de l'efficacité de la conversion de l'effort. La Figure 5 est un schéma de principe illustrant une configuration d'un dispositif conventionnel. Dans le dispositif conventionnel de direction assistée électrique, lorsque la vitesse d'un véhicule est faible, on considère que la charge sur le moteur est élevée, moyennant quoi une tension de la source d'alimentation est augmentée et le moteur est entraîné par la tension augmentée.
Dans une technique conventionnelle, un dispositif de direction assistée électrique décrit dans la publication de brevet japonais non examinée JP-A-7- 76280 est connu, dans lequel est visée une amélioration de l'efficacité de la conversion de l'effort. La Figure 5 est un schéma de principe illustrant une configuration d'un dispositif conventionnel. Dans le dispositif conventionnel de direction assistée électrique, lorsque la vitesse d'un véhicule est faible, on considère que la charge sur le moteur est élevée, moyennant quoi une tension de la source d'alimentation est augmentée et le moteur est entraîné par la tension augmentée.
Cependant, comme le dispositif conventionnel est conçu comme décrit ci-dessus, la source d'alimentation est augmentée lorsque la vitesse d'un véhicule est faible, moyennant quoi une fréquence de fonctionnement du convertisseur est accrue. Par conséquent, il existe un risque sérieux que l'efficacité soit réduite par une perte dans le convertisseur, que la consommation de carburant d'un véhicule soit affectée par une décharge
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excessive d'une batterie ou une augmentation de la puissance produite, et qu'un effet d'un système de direction assistée électrique, destiné à l'origine à améliorer la consommation de carburant par son rendement élevé, ne puisse pas être obtenu.
En outre, dans le dispositif conventionnel, on ne prend pas en compte le risque de panne du convertisseur.
RESUME DE L'INVENTION
Un objet de la présente invention est de résoudre les problèmes susmentionnés, inhérents à la technique conventionnelle, et de proposer un dispositif de commande de la direction qui génère un couple de sortie suffisant d'un moteur dans des conditions de conduite variées, supprime une fréquence de fonctionnement d'un convertisseur et améliore une efficacité dans l'utilisation d'un convertisseur. Un autre objet de la présente invention est de permettre un traitement sûr lorsque le convertisseur est en panne.
Un objet de la présente invention est de résoudre les problèmes susmentionnés, inhérents à la technique conventionnelle, et de proposer un dispositif de commande de la direction qui génère un couple de sortie suffisant d'un moteur dans des conditions de conduite variées, supprime une fréquence de fonctionnement d'un convertisseur et améliore une efficacité dans l'utilisation d'un convertisseur. Un autre objet de la présente invention est de permettre un traitement sûr lorsque le convertisseur est en panne.
Selon un premier aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé qui comprend : une source d'alimentation ; un moteur relié à un système de direction ; un circuit d'entraînement du moteur qui convertit une tension de source d'alimentation en une tension prédéterminée et qui applique la tension convertie au moteur ; et des moyens destinés à commander le circuit d'entraînement du moteur, dans lequel les moyens de commande commandent le circuit d'entraînement du moteur de manière à augmenter la tension de la source
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d'alimentation lorsqu'une vitesse de rotation du moteur est égale ou supérieure à une valeur prédéterminée.
Selon un deuxième aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé, dans lequel les moyens de commande activent la vitesse de rotation du moteur en se basant sur un courant électrique et une tension imposée du moteur.
Selon un troisième aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé qui comprend : une source d'alimentation ; un moteur relié à un système de direction ; un circuit d'entraînement du moteur qui convertit une tension de source d'alimentation en une tension prédéterminée et qui applique la tension convertie au moteur ; et des moyens destinés à commander le circuit d'entraînement du moteur, dans lequel les moyens de commande commandent le circuit d'entraînement du moteur en commandant un courant électrique du moteur, de sorte qu'il corresponde à une valeur cible prédéterminée, et en augmentant la tension de la source d'alimentation lorsque le courant électrique du moteur est inférieur à la valeur cible, de manière à entraîner le moteur.
Selon un quatrième aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé qui comprend : une source d'alimentation ; un moteur relié à un système de direction ; un circuit d'entraînement du moteur qui convertit une tension de source d'alimentation en une tension prédéterminée et qui applique la tension convertie au moteur ; et des moyens destinés à commander le circuit d'entraînement du moteur, dans lequel les moyens de commande
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commandent le circuit d'entraînement du moteur en commandant un courant électrique du moteur, de sorte qu'il corresponde à une valeur cible prédéterminée, et en augmentant la tension de la source d'alimentation lorsqu'une tension imposée appliquée au moteur excède une valeur prédéterminée, de manière à entraîner le moteur.
Selon un cinquième aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé, dans lequel le circuit d'entraînement du moteur est commandé pour augmenter la tension de la source d'alimentation de manière à entraîner le moteur lorsqu'une condition de référence nécessaire à l'augmentation de la tension de la source d'alimentation est satisfaite pendant une durée prédéterminée au moins.
Selon un sixième aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé, dans lequel le moteur utilise un champ magnétique par le biais d'un aimant permanent.
Selon un septième aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé, dans lequel le circuit d'entraînement du moteur comprend au moins un premier convertisseur relié à la source d'alimentation et un circuit en pont relié au moteur.
Selon un huitième aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé qui comprend en outre : un second convertisseur qui augmente une tension de sortie à partir du premier
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convertisseur afin d'entraîner des éléments de commutation qui forment le circuit en pont.
Selon un neuvième aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé, dans lequel les éléments de commutation d'un côté de la source d'alimentation parmi les éléments de commutation qui forment le circuit en pont, sont entraînés par le second convertisseur.
Selon un dixième aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé, dans lequel les moyens de commande pilotent au moins une tension d'entrée dans le premier convertisseur.
Selon un onzième aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé, dans lequel les moyens de commande pilotent au moins une tension de sortie du premier convertisseur.
Selon un douzième aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé, dans lequel les moyens de commande commandent une tension de sortie du premier convertisseur de sorte qu'elle corresponde à une valeur cible prédéterminée.
Selon un treizième aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé, dans lequel les moyens de commande vérifient que la tension augmentée est égale ou inférieure à une valeur prédéterminée.
Selon un quatorzième aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé, dans lequel les moyens de commande interrompent une première opération d'augmentation de
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la tension lorsque le premier convertisseur est jugé anormal.
Selon un quinzième aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé, dans lequel les moyens de commande interrompent une application d'un courant au moteur lorsque le premier convertisseur est jugé anormal.
Selon un seizième aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé, dans lequel la source d'alimentation est reliée au circuit d'entraînement du moteur par le biais de moyens de commutation, et les moyens de commande ouvrent un point de contact des moyens de commutation lorsque le premier convertisseur est jugé anormal.
Selon un dix-septième aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé, dans lequel un facteur de marche d'entraînement des éléments de commutation du circuit en pont est égal à 100% lorsque le premier convertisseur est utilisé pour augmenter la tension.
Selon un dix-huitième aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé, dans lequel les bornes des diodes qui forment le premier convertisseur sont court-circuitées lorsque le premier convertisseur n'est pas utilisé pour augmenter la tension.
Selon un dix-neuvième aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé, dans lequel les diodes qui forment le premier convertisseur sont des diodes parasites d'un MOSFET.
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Selon un vingtième aspect de la présente invention, un dispositif de commande de la direction est proposé, dans lequel les moyens de commande commandent le courant électrique du moteur de sorte qu'il corresponde à une valeur cible prédéterminée en entraînant au moins un des premiers convertisseurs et le circuit en pont par impulsion.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Pour une meilleure compréhension de la présente invention et des avantages qu'elle présente, la présente invention va maintenant être décrite plus en détails en référence aux dessins annexés sur lesquels :
La Figure 1 est un schéma de principe représentant de manière schématique un dispositif de commande de la direction selon le mode de réalisation N 1 de la présente invention ;
La Figure 2 est un organigramme représentant une opération du dispositif de commande de la direction selon le mode de réalisation N 1 de la présente invention ;
La Figure 3 est un graphique illustrant les caractéristiques d'un moteur du dispositif de commande de la direction selon le mode de réalisation N 1 de la présente invention ;
La Figure 4 est un schéma de principe représentant de manière schématique un circuit d'entraînement de moteur du dispositif de commande de la direction selon le mode de réalisation N 1 de la présente invention ; et
Pour une meilleure compréhension de la présente invention et des avantages qu'elle présente, la présente invention va maintenant être décrite plus en détails en référence aux dessins annexés sur lesquels :
La Figure 1 est un schéma de principe représentant de manière schématique un dispositif de commande de la direction selon le mode de réalisation N 1 de la présente invention ;
La Figure 2 est un organigramme représentant une opération du dispositif de commande de la direction selon le mode de réalisation N 1 de la présente invention ;
La Figure 3 est un graphique illustrant les caractéristiques d'un moteur du dispositif de commande de la direction selon le mode de réalisation N 1 de la présente invention ;
La Figure 4 est un schéma de principe représentant de manière schématique un circuit d'entraînement de moteur du dispositif de commande de la direction selon le mode de réalisation N 1 de la présente invention ; et
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La Figure 5 est un schéma de principe représentant de manière schématique un dispositif de commande de la direction conventionnel.
DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES
Divers modes de réalisation préférés de la présente invention vont maintenant être expliqués plus en détails en référence aux figures 1 à 4 sur lesquelles les mêmes numéros de référence sont utilisés pour désigner des parties identiques ou similaires qui ne seront pas décrites plus avant.
Divers modes de réalisation préférés de la présente invention vont maintenant être expliqués plus en détails en référence aux figures 1 à 4 sur lesquelles les mêmes numéros de référence sont utilisés pour désigner des parties identiques ou similaires qui ne seront pas décrites plus avant.
MODE DE RÉALISATION N 1
La Figure 1 représente un mode de réalisation de la présente invention. Le numéro de référence 1 désigne une batterie ; et le numéro de référence 2 désigne un premier convertisseur destiné à augmenter une tension de la batterie 1 et comprenant une bobine d'arrêt 21, un premier élément de commutation 22, un second élément de commutation 23 et un condensateur 24. Le numéro de référence 3 désigne un moteur relié à un système de direction (non représenté), le moteur étant un moteur à courant continu qui utilise un champ magnétique par le biais d'un aimant permanent. Le numéro de référence 4 désigne un circuit en pont destiné à entraîner le moteur 3 de manière réversible. Le numéro de référence 5 désigne un circuit de détection de courant de moteur destiné à détecter un courant électrique du moteur 3 ; le numéro de référence 6 désigne un relais destiné à permettre ou à empêcher la fourniture d'un courant électrique au premier convertisseur 2 ou au circuit en
La Figure 1 représente un mode de réalisation de la présente invention. Le numéro de référence 1 désigne une batterie ; et le numéro de référence 2 désigne un premier convertisseur destiné à augmenter une tension de la batterie 1 et comprenant une bobine d'arrêt 21, un premier élément de commutation 22, un second élément de commutation 23 et un condensateur 24. Le numéro de référence 3 désigne un moteur relié à un système de direction (non représenté), le moteur étant un moteur à courant continu qui utilise un champ magnétique par le biais d'un aimant permanent. Le numéro de référence 4 désigne un circuit en pont destiné à entraîner le moteur 3 de manière réversible. Le numéro de référence 5 désigne un circuit de détection de courant de moteur destiné à détecter un courant électrique du moteur 3 ; le numéro de référence 6 désigne un relais destiné à permettre ou à empêcher la fourniture d'un courant électrique au premier convertisseur 2 ou au circuit en
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pont 4 ; etle numéro de référence 7 désigne un circuit d'interface destiné à relier les divers circuits mentionnés ci-dessus à un micro-contrôleur 8.
Le moteur 3 est commandé de manière appropriée par le micro-contrôleur 8 en fonction des conditions de conduite du conducteur. Un fonctionnement du microcontrôleur 8 va être décrit ci-dessous en référence à l'organigramme de la Figure 2. Sur la Figure 2, un programme est stocké dans une mémoire morte (non représentée), intégrée au micro-contrôleur 8 et lue périodiquement par un programme plus important.
A l'étape SI, un courant électrique du moteur est soumis à une commande rétroactive basée sur un courant électrique cible du moteur, défini par un couple de direction, une vitesse du véhicule, etc., de telle sorte que le courant électrique cible soit en concordance avec un courant électrique de détection par le circuit de détection de courant du moteur 5 selon, par exemple, un algorithme tel qu'une commande PI.
Comme cette commande rétroactive est connue dans une technique conventionnelle, elle ne sera pas décrite plus avant.
A l'étape S2, si l'on compare une tension d'entrée Vi du premier convertisseur 2 à une tension de sortie Vo du premier convertisseur 2, il est possible de déceler un fonctionnement anormal du premier convertisseur 2. Par exemple, si Vo est inférieure à Vi, ceci indique un court-circuit du premier élément de commutation 22 et une panne moyennant laquelle l'élément de commutation 23 n'est pas activé.
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Lorsque le fonctionnement du premier convertisseur 2 est normal, l'étape S3 est accomplie pour déterminer si la vitesse de direction est élevée ou non. On utilise pour cela une déviation de la commande rétroactive du courant du moteur. Si l'on peut établir que (valeur cible - valeur de détection) > valeur d'appréciation, on considère que la vitesse de direction est élevée.
Le procédé selon lequel on détermine si une vitesse est élevée ou non, est décrit en détails plus avant dans le texte. Sur la Figure 3, une relation entre une vitesse de rotation et un courant électrique dans le cas où une tension d'alimentation électrique est constante et où le courant du moteur à courant continu qui utilise un champ magnétique par le biais d'un aimant permanent est soumis à une commande rétroactive de sorte qu'il corresponde à une valeur constante 10 est représentée. Comme une force contre- électromotrice en provenance du moteur est proportionnelle à la vitesse de rotation, lorsque la vitesse de rotation excède N1, une tension imposée au moteur est saturée à une tension sensiblement identique à la tension d'alimentation électrique, et le courant électrique du moteur est réduit au fur et à mesure que la vitesse de rotation augmente. Par conséquent, lorsque la déviation décrite ci-dessus entre la valeur cible et la valeur de détection est égale ou inférieure à une valeur de jugement prédéterminée, la vitesse de rotation du moteur est égale à N1 ou plus, moyennant quoi la vitesse de direction est jugée élevée.
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La relation mise en évidence sur la Figure 3 est déterminée par une caractéristique du moteur. Un moteur ayant une petite constante de couple, produit une vitesse de rotation plus élevée au ralenti, et un moteur ayant une grande constante de couple, produit une vitesse de rotation NO moins élevée au ralenti . En outre, pour obtenir un couple de sortie identique, le moteur ayant une petite constante de couple nécessite beaucoup de courant électrique, et le moteur ayant une grande constante de couple nécessite moins de courant électrique.
Comme décrit, lorsque la vitesse de direction est élevée, en d'autres termes, lorsqu'un conducteur modifie sa direction rapidement, le couple de sortie du moteur est réduit par un décrément du courant électrique du moteur, moyennant quoi une force de direction par le conducteur est augmentée. Afin de supprimer une influence de ce phénomène, un moteur ayant une petite constante de couple et qui produit une vitesse de rotation plus élevée NO peut être utilisé.
Toutefois, dans ce cas, il faudra plus de courant électrique pour obtenir le même couple de sortie du moteur, moyennant quoi l'efficacité sera détériorée.
En conséquence, on utilise le moteur ayant la plus grande constante de couple et qui produit la vitesse de rotation NO la moins élevée au ralenti, c'est à dire que lorsque la vitesse de direction est faible, il est nécessaire d'obtenir un couple de sortie plus important en utilisant moins de courant électrique et que, lorsque la vitesse de direction est élevée, il est nécessaire d'empêcher une baisse du courant du moteur
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provoquée par une force contre-électromotrice en augmentant la tension de la source d'alimentation. Bien que l'efficacité soit réduite en raison d'une perte dans le convertisseur utilisé pour augmenter la tension de la source d'alimentation, la vitesse de direction est élevée lorsque le conducteur tourne rapidement le volant comme décrit précédemment. Dans des conditions de conduite réelles, une fréquence de direction rapide est faible et, par conséquent, une fréquence de fonctionnement du convertisseur est faible, moyennant quoi une efficacité est améliorée par rapport à la moyenne dans des conditions de conduite normales.
Afin d'atteindre les objectifs décrits ci-dessus, aux étapes S4 à S7, le premier convertisseur 2 est utilisé lorsque la vitesse de direction est jugée élevée à l'étape S3. Tout d'abord, à l'étape S4, le relais 6 est activé. Ensuite, le premier élément de commutation 22 est piloté par impulsion à l'étape S5 et le second élément de commutation 23 est désactivé à l'étape S6. L' élément de commutation est un MOSFET par lequel une diode parasite qui apparaît en raison de sa structure opère un redressement, le premier convertisseur 2 est utilisé comme un hacheur de surtension et la tension augmentée est stockée dans le condensateur 24. La tension augmentée est utilisée pour entraîner le moteur 3 via le circuit en pont 4 pour annuler la force contre-électromotrice au moyen de la tension augmentée, moyennant quoi la déviation du courant du moteur avoisine 0.
Ensuite, le circuit en pont 4 est activé à l'étape S7. Comme décrit ci-dessous, lorsque la vitesse de
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direction est égale ou inférieure à une valeur prédéterminée, le courant électrique du moteur est soumis à une commande rétroactive par le fait d'un entraînement dit PWM (à modulation d'impulsions en durée). Cependant, lorsque la vitesse de direction est jugée élevée à l'étape S3, le courant du moteur n'atteint pas la valeur cible même si le circuit en pont 4 est entraîné à un facteur de marche de 100%. Dans ce cas, le circuit en pont 4 est entraîné à un facteur de marche de 100%. En conséquence, il est possible de ramener la perte de commutation du circuit en pont 4 à zéro et d'améliorer en outre l'efficacité.
Par la suite, les étapes S8 à S11 forment un procédé selon lequel la vitesse de direction est considérée comme basse à l'étape S3. Comme décrit cidessus, le courant électrique du moteur est soumis à une commande rétroactive par le fait de l'entraînement PWM du circuit en pont 4.
Tout d'abord, un relais 6 est activé à l'étape S8.
Ensuite, à l'étape S9, le premier élément de commutation 22 est désactivé et le second élément de commutation 23 est activé à l'étape S10, moyennant quoi une perte dans l'élément de commutation 23 est supprimée. Finalement, à l'étape S11, le circuit en pont 4 est entraîné par PWM à un facteur de marche prédéterminé. Les opérations ci-dessus ont pour effet que, même si la tension n'est pas augmentée, la commande rétroactive du courant du moteur est atteinte tout en supprimant une perte du premier convertisseur 2.
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Enfin, les étapes S12 à S15 sont accomplies dans un cas où le premier convertisseur 2 est jugé défectueux à l'étape S2 . Tout d'abord, le relais 6 est désactivé à l'étape S12, moyennant quoi il est possible d'empêcher un incendie ou tout autre problème de se produire dans un cas tel que l'élément de commutation 22 est rendu défectueux par un court-circuit. Ensuite, à l'étape S13, le premier élément de commutation 22 est désactivé et le second élément de commutation 23 est désactivé à l'étape S14, moyennant quoi le moteur 3 est arrêté en toute sécurité. Enfin, à l'étape S15, le circuit en pont 4 est désactivé.
Un circuit d'entraînement du circuit en pont 4 va ensuite être décrit. La Figure 4 illustre une configuration du circuit d'entraînement du circuit en pont 4. Les numéros de référence identiques à ceux de la Figure 1 désignent les mêmes parties et la description correspondante de ces parties identiques ne sera pas répétée. Les numéros de référence 71 à 73 désignent des parties du circuit d'interface 7, dans lequel le numéro de référence 71 désigne un circuit d'entraînement de l'élément de commutation sur un côté source d'alimentation destiné à l'entraînement d'un MOSFET sur le côté source d'alimentation, pour former le circuit en pont 4 ; le numéro de référence 72 désigne un circuit d'entraînement de l'élément de commutation sur un côté masse destiné à l'entraînement d'un MOSFET sur le côté masse ; et le numéro de référence 73 désigne un second convertisseur, constituant une source d'alimentation du circuit d'entraînement 71 de l'élément de commutation sur le
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côté source d'alimentation. Bien que la Figure 4 illustre seulement un circuit d'entraînement pour un bras unique du circuit en pont 4, un circuit d'entraînement pour un autre bras est implanté de manière similaire par rapport au premier.
Comme illustré sur la Figure 4, le circuit en pont 4 est formé par un MOSFET à canal N. Le MOSFET du côté source d'alimentation est pourvu d'un potentiel d'alimentation égal à la tension de sortie Vo du premier convertisseur 2, dans lequel il est nécessaire d'appliquer une tension supérieure à la valeur Vo à une grille. En conséquence, la tension de sortie du premier convertisseur 2 est appliquée au second convertisseur 73 pour augmenter la valeur Vo et elle est fournie comme source d'alimentation pour le circuit d'entraînement 71 de l'élément de commutation sur le côté source d'alimentation. D'un autre côté, comme la source du MOSFET du côté masse a un potentiel de masse, la batterie 1 est prévue pour servir de source d'alimentation au circuit d'entraînement 72 de l'élément de commutation du côté masse.
En construisant le circuit d'entraînement du circuit en pont 4 comme décrit ci-dessus, il est possible d'activer et de désactiver le MOSFET pour fournir suffisamment de stabilité au circuit en pont 4.
En outre, comme le second convertisseur est relié au MOSFET du côté source d'alimentation, il n'est pas nécessaire de placer un convertisseur inutile du côté masse, moyennant quoi on peut parvenir à construire un système ayant un rendement élevé.
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Comme décrit ci-dessus, le dispositif de commande de la direction selon le présent mode de réalisation génère un couple de sortie du moteur suffisant même si la vitesse de direction est élevée et que son efficacité est élevée. Bien que le nombre d'éléments soit réduit et que la perte au moment d'arrêter l'alimentation de secours soit réduite en utilisant la diode parasite du MOSFET comme diode de rectification et en activant et en désactivant le MOSFET en réponse au démarrage ou à l'arrêt de la surtension, le convertisseur n'est pas limité à cette configuration de circuit et d'autres configurations peuvent produire les effets susmentionnés.
En outre, bien que la surtension soit immédiatement démarrée lorsque la déviation du courant du moteur devient égale ou supérieure à la valeur prédéterminée du mode de réalisation précédemment décrit, la surtension peut être démarrée par le premier convertisseur 2 si la condition ci-dessus continue de se réaliser durant un laps de temps prédéterminé.
Conformément à ce qui précède, il est possible d'empêcher le pompage au moment d'apprécier la nécessité d'une surtension.
En outre, bien que la surtension soit démarrée par le premier convertisseur 2 lorsqu'il est établi que (valeur cible - valeur détectée) > valeur de décision, et que la surtension soit arrêtée par le premier convertisseur 2 lorsqu'il est établi que (valeur cible - valeur détectée) # valeur de décision, une configuration dont une hystérésis est donnée par rapport à une condition de référence, et une seconde
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valeur de décision inférieure à la valeur de décision ci-dessus c'est-à-dire (valeur cible - valeur détectée) ou plus est adoptée comme une condition d'arrêt de la surtension par le premier convertisseur 2, peut être utilisée. Conformément à ce qui précède, il est possible d'empêcher le pompage au moment d'apprécier la nécessité d'une surtension.
En outre, bien que le facteur de marche PWM du circuit en pont 4 soit de 100% au moment du démarrage de la surtension par le premier convertisseur 2, l'entraînement PWM peut être poursuivi en réponse au résultat d'une opération de la commande rétroactive de courant SI. En conséquence, il est possible de commander le courant du moteur avec une grande précision lorsque la vitesse de direction est élevée.
En outre, la valeur de décision servant à considérer la vitesse de direction à l'étape S3 peut être modifiée en réponse à la tension de source d'alimentation, au courant électrique du moteur, etc.
De plus, comme on l'a vu à partir de la Figure 3, N1 augmente au fur et à mesure que Il diminue et le courant du moteur n'est pas inférieur à la valeur cible lorsque la vitesse de direction est encore supérieure.
En d'autres termes, au fur et à mesure que la charge est élevée sur le moteur et que le courant électrique du moteur est important, le courant électrique du moteur est inférieur à la valeur cible lorsque la vitesse de direction est encore inférieure, moyennant quoi un manque de couple de sortie du moteur est encore plus apparent lors d'un entraînement à basse vitesse.
Si l'on s'en tient à cela, une configuration pour
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laquelle on peut considérer ou non que la surtension est nécessaire en se basant sur l'évaluation de la vitesse de rotation, peut être adoptée uniquement dans le cas d'un entraînement à basse vitesse. Dans ces conditions, il est possible de supprimer le fonctionnement du convertisseur lorsque celui-ci devient inutile durant l'entraînement, la perte étant en outre réduite et un système plus efficace pouvant être construit.
En outre, bien que l'entraînement du moteur soit arrêté lorsque le premier convertisseur 2 est jugé défectueux à l'étape S2 dans le mode de réalisation cidessus, une configuration dont seule l'opération de surtension est interrompue mais dont le moteur continue d'être entraîné peut être adoptée. De plus, lorsque le convertisseur ne fonctionne pas correctement, il peut être possible d'avertir le conducteur par un voyant d'avertissement ou un dispositif similaire.
En outre, bien qu'aucun capteur de détection de l'angle de direction et de la vitesse de rotation du moteur ne soit utilisé, et bien que l'on considère que la vitesse de rotation du moteur est élevée ou non en se basant sur l'écart entre la valeur cible et le courant du moteur, de manière à démontrer les effets tels qu'une compacité du système et une réduction des coûts en plus des effets sus-mentionnés d'amélioration de l'efficacité du système dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, une structure sur laquelle des capteurs du type ci-dessus mentionné sont installés afin de déterminer si la surtension est ou non nécessaire en se basant sur la vitesse de rotation
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obtenue à partir de ces capteurs, peut être adoptée uniquement dans le but d'améliorer l'efficacité du système, qui est en fait l'objectif principal visé par la présente invention.
MODE DE RÉALISATION N 2
Bien que, dans le mode de réalisation précédent, le premier convertisseur 2 est démarré et arrêté en se basant uniquement sur le résultat de l'opération de commande rétroactive du courant du moteur, il est possible de régler la tension de sortie du premier convertisseur de sorte qu'elle corresponde à une valeur prédéterminée à laquelle une commande rétroactive permet d'obtenir une tension constante. En conséquence, une tension après augmentation est stabilisée, la commande sur le moteur est en outre accrue et la sensation de direction est améliorée dans un dispositif de direction assistée.
Bien que, dans le mode de réalisation précédent, le premier convertisseur 2 est démarré et arrêté en se basant uniquement sur le résultat de l'opération de commande rétroactive du courant du moteur, il est possible de régler la tension de sortie du premier convertisseur de sorte qu'elle corresponde à une valeur prédéterminée à laquelle une commande rétroactive permet d'obtenir une tension constante. En conséquence, une tension après augmentation est stabilisée, la commande sur le moteur est en outre accrue et la sensation de direction est améliorée dans un dispositif de direction assistée.
En outre, le premier convertisseur 2 peut être entraîné de telle sorte qu'une tension Vo après augmentation soit égale ou inférieure à une valeur prédéterminée. En conséquence, il est possible de protéger plusieurs circuits qui reçoivent la tension de sortie Vo en provenance du premier convertisseur 2, contre tout risque de tension élevée.
MODE DE RÉALISATION N 3
Bien que dans le mode de réalisation précédent, on détermine si l'opération de surtension est nécessaire ou non en se basant sur la déviation du courant du moteur, on peut juger de la nécessité de l'opération de
Bien que dans le mode de réalisation précédent, on détermine si l'opération de surtension est nécessaire ou non en se basant sur la déviation du courant du moteur, on peut juger de la nécessité de l'opération de
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surtension lorsqu'une tension imposée à un moteur est égale ou supérieure à une valeur prédéterminée. En d'autres termes, la tension imposée est élevée dans le cas où une commande rétroactive du courant d'un moteur indique un facteur de marche PWM de 100% environ sous l'influence d'une force contre-électromotrice du moteur. Dans ce cas, afin de pouvoir obtenir un couple de sortie du moteur approprié, il est nécessaire d'augmenter encore plus la tension imposée. En conséquence, lorsque la tension imposée est égale ou supérieure à la valeur prédéterminée, l'opération de surtension est menée à bien. Dans ce cas, une tension est augmentée avant que la déviation du courant ne se produise, moyennant quoi il est possible d'améliorer la sensibilité au braquage.
En outre, en exerçant une force contre- électromotrice à partir de la tension imposée et d'un courant électrique du moteur, et en déterminant que la vitesse de rotation est élevée lorsque la force contre- électromotrice est égale ou supérieure à une valeur prédéterminée, la décision peut être prise avec encore plus d'acuité.
Le premier avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme le dispositif de commande de la direction comprend la source d'alimentation, le moteur relié au système de direction, le circuit d'entraînement du moteur qui convertit la tension de la source d'alimentation en la tension prédéterminée et qui applique la tension sur le moteur, et les moyens de commande destinés à commander le circuit d'entraînement
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du moteur, dans lequel les moyens de commande commandent le circuit d'entraînement du moteur de manière à augmenter la tension de la source d'alimentation lorsque le nombre de tours du moteur est égal ou supérieur à une valeur prédéterminée, il est possible d'augmenter la tension de la source d'alimentation uniquement dans le cas où le couple produit par le moteur n'est pas suffisant par l'influence d'une force contre-électromotrice générée par le nombre de tours élevé du moteur nécessitant effectivement une augmentation de la tension de la source d'alimentation et, par conséquent, l'efficacité du système dans son ensemble est améliorée en réduisant la fréquence de la surtension.
Le deuxième avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme les moyens de commande commandent le nombre de tours du moteur en se basant sur le courant électrique du moteur et la tension imposée, il est possible de déterminer si la vitesse de rotation du moteur est élevée ou non sans disposer de manière spécifique un capteur de rotation ou tout autre dispositif similaire, et de démontrer des effets tels que la compacité du système et une réduction de son coût.
Le troisième avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme le dispositif de commande de la direction comprend la source d'alimentation, le moteur relié au système de direction, le circuit d'entraînement du moteur qui convertit la tension de la
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source d'alimentation en la tension prédéterminée et qui applique la tension sur le moteur, et les moyens de commande destinés à commander le circuit d'entraînement du moteur, dans lequel les moyens de commande commandent le courant électrique du moteur de sorte qu'il corresponde à la valeur cible prédéterminée et commandent le circuit d'entraînement du moteur de manière à entraîner le moteur en augmentant la tension de la source d'alimentation lorsque le courant du moteur est inférieur à la valeur cible, il est possible d'augmenter la tension de la source d'alimentation uniquement dans le cas où le couple produit par le moteur n'est pas suffisant par l'influence d'une force contre-électromotrice générée par un nombre de tours élevé du moteur nécessitant effectivement une augmentation de la tension de la source d'alimentation et, un effet d'amélioration de l'efficacité du dispositif dans son ensemble est facile à obtenir en réduisant la fréquence de la surtension, il est possible de déterminer si la vitesse de rotation du moteur est élevée ou non sans disposer de manière spécifique un capteur de rotation ou tout autre dispositif similaire, et les effets tels que la compacité du système et une réduction de son coût peuvent être démontrés.
Le quatrième avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme le dispositif de commande de la direction comprend la source d'alimentation, le moteur relié au système de direction, le circuit d'entraînement du moteur qui convertit la tension de la
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source d'alimentation en la tension prédéterminée et qui applique la tension sur le moteur, et les moyens de commande destinés à commander le circuit d'entraînement du moteur, dans lequel les moyens de commande commandent le courant électrique du moteur de sorte qu'il corresponde à une valeur cible prédéterminée et commandent le circuit d'entraînement du moteur de manière à entraîner le moteur en augmentant la tension de la source d'alimentation lorsque la tension imposée au moteur est égale ou supérieure à la valeur prédéterminée, il est possible d'augmenter la tension de la source d'alimentation uniquement dans le cas où le couple produit par le moteur n'est pas suffisant par l'influence d'une force contre-électromotrice générée par le nombre de tours élevé du moteur nécessitant effectivement une augmentation de la tension de la source d'alimentation, l'effet selon lequel l'efficacité du dispositif dans son ensemble en réduisant une fréquence de la surtension peut être démontré, il est possible de déterminer si la vitesse de rotation du moteur est élevée ou non sans disposer de manière spécifique un capteur de rotation ou tout autre dispositif similaire, les effets tels que la compacité du système et la réduction de son coût peuvent être démontrés et, de plus, comme la tension est augmentée avant qu'une déviation de courant ne soit générée, il est possible d'améliorer encore plus la sensibilité de braquage.
Le cinquième avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme le circuit d'entraînement du moteur est
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commandé de sorte à entraîner le moteur en augmentant la tension de la source d'alimentation dans le cas où une condition de référence définie pour l'augmentation de la tension de la source d'alimentation continue d'être réalisée pendant le laps de temps prédéterminé ou plus, il est possible de démontrer que l'effet du pompage, au moment de déterminer si oui ou non la tension est augmentée, peut être évité.
Le sixième avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme le moteur utilise un champ magnétique par le biais d'un aimant permanent, il est possible d'obtenir un couple de sortie élevé en utilisant moins de courant électrique dans le cas où la vitesse de direction est basse et de démontrer un effet d'amélioration de l'efficacité du dispositif dans son ensemble.
Le septième avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme le circuit d'entraînement du moteur est formé par au moins le premier convertisseur relié à la tension de la source d'alimentation et par le circuit en pont relié au moteur, il est possible de démontrer un effet selon lequel le dispositif de commande de la direction qui tourne vers l'avant et vers l'arrière peut être facilement construit.
Le huitième avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme le second convertisseur destiné à augmenter encore plus la tension de sortie à partir du premier convertisseur afin d'entraîner les éléments de
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commutation formant le circuit en pont est implanté, il est possible de démontrer un effet de l'activation et de la désactivation de l'élément de commutation qui forme le circuit en pont avec une stabilité suffisante.
Le neuvième avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme, parmi les éléments de commutation qui forment le circuit en pont, seul l'élément de commutation situé du côté de la source d'alimentation est entraîné par le second convertisseur, il est possible de démontrer un effet selon lequel le système pourvu d'une efficacité accrue est construit sans qu'il soit nécessaire d'implanter un convertisseur inutile sur le côté masse.
Le dixième avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme les moyens de commande pilotent au moins la tension d'entrée du premier convertisseur, il est possible de démontrer qu'une panne du premier convertisseur peut être détectée et qu'une action corrective appropriée telle que l'arrêt du premier convertisseur peut être menée à bien lorsque la panne se produit.
Le onzième avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme les moyens de commande pilotent au moins la tension de sortie du premier convertisseur, il est possible de démontrer qu'une panne du premier convertisseur peut être détectée et qu'une action corrective appropriée telle que l'arrêt du premier
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convertisseur peut être menée à bien lorsque la panne se produit.
Le douzième avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme les moyens de commande commandent la tension de sortie du premier convertisseur de sorte qu'elle corresponde à la valeur cible prédéterminée, il est possible de démontrer un effet selon lequel la tension après augmentation est stabilisée, que la capacité du moteur à être commandé est accrue et que la sensibilité de braquage du dispositif de commande de la direction est améliorée.
Le treizième avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme les moyens de commande commandent la tension augmentée de telle sorte qu'elle soit égale ou inférieure à la valeur prédéterminée, il est possible d'empêcher que le premier convertisseur ne génère une tension élevée inutile et de protéger le circuit en pont ainsi que d'autres composants qui reçoivent la tension de sortie en provenance du premier convertisseur, contre tout risque de tension élevée.
Le quatorzième avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme les moyens de commande interrompent la première opération de surtension lorsque le premier convertisseur est jugé anormal, il est possible d'empêcher préventivement que les éléments qui composent le premier convertisseur ne brûlent, ne fument, ne prennent feu, ou ne subissent d'autres dommages accompagnés d'un incendie.
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Le quinzième avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme les moyens de commande interrompent une application de courant électrique au moteur lorsque le premier convertisseur est jugé anormal, il est possible de mener à bien l'opération de sécurité qui est d'interrompre la commande du système lorsqu'une panne se produit.
Le seizième avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme la source d'alimentation est reliée au circuit d'entraînement du moteur par le biais des moyens de commutation, et qu'un contact des moyens de commutation est ouvert lorsque le premier convertisseur est jugé anormal, il est possible d'empêcher préventivement tout risque d'incendie et autres problèmes similaires dans les cas où les éléments de commutation qui forment le circuit d'entraînement du moteur sont court-circuités et rendus défectueux.
Le dix-septième avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme le facteur de marche des éléments de commutation du circuit en pont est de 100% dans le cas où le premier convertisseur est utilisé pour augmenter la tension, il est possible de ramener la perte de commutation du circuit en pont à 0 et d'augmenter encore plus l'efficacité du dispositif.
Le dix-huitième avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme les bornes des diodes de redressement qui forment le premier convertisseur sont
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court-circuitées dans le cas où le premier convertisseur n'est pas utilisé pour augmenter la tension, il est possible d'empêcher la perte par les éléments qui forment le premier convertisseur.
Le dix-neuvième avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme les diodes de redressement qui forment le premier convertisseur sont les diodes parasites du MOSFET, le nombre d'éléments peut être réduit et une perte provoquée au moment de l'arrêt de la surtension peut être réduite.
Le vingtième avantage du dispositif de commande de la direction selon la présente invention réside dans le fait que, comme les moyens de commande commandent le courant du moteur de sorte qu'il corresponde à la valeur cible prédéterminée en entraînant au moins un des premiers convertisseurs et le circuit en pont par impulsion, il est possible de réaliser en permanence une commande appropriée du courant.
Bien entendu, de nombreuses modifications et variantes de la présente inventions sont possibles à la lumière des enseignements qui précèdent. Il est donc nécessaire de comprendre que l'invention peut être mise en pratique selon des modes de réalisation autres que ceux décrits ci-dessus sans sortir pour autant du domaine d'application des revendications annexées.
Claims (10)
1. Dispositif de commande de la direction comprenant : une source d'alimentation (1) ; un moteur (3) relié à un système de direction ; un circuit d'entraînement du moteur (2,4) qui convertit la tension d'une source d'alimentation (1) en une tension prédéterminée et qui applique la tension convertie sur le moteur (3) ; et des moyens (8) destinés à commander le circuit d'entraînement du moteur (3), dans lequel les moyens de commande commandent le courant électrique du moteur (3) de manière à augmenter la tension de la source d'alimentation (1) lorsqu'une vitesse de rotation du moteur est égale ou supérieure à une valeur prédéterminée, dans lequel les moyens de commande (8) ajustent la vitesse de rotation du moteur (3) en se basant sur un courant électrique du moteur et une tension imposée du moteur.
2. Dispositif de commande de la direction comprenant : une source d'alimentation (1) ; un moteur (3) relié à un système de direction ; un circuit d'entraînement du moteur (2,4) qui convertit la tension d'une source d'alimentation (1) en une tension prédéterminée et qui applique la tension convertie sur le moteur (3) ; et
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des moyens (8) destinés à commander le circuit d'entraînement du moteur (2, 4), dans lequel les moyens de commande (8) commandent le circuit d'entraînement du moteur (2,4) en commandant un courant électrique du moteur (3), de sorte qu'il corresponde à une valeur cible prédéterminée, et en augmentant la tension de la source d'alimentation (1) lorsque le courant électrique du moteur (3) est inférieur à la valeur cible, de manière à entraîner le moteur (3).
3. Dispositif de commande de la direction comprenant : une source d'alimentation (1) ; un moteur (3) relié à un système de direction ; un circuit d'entraînement du moteur (2,4) qui convertit la tension d'une source d'alimentation en une tension prédéterminée et qui applique la tension convertie sur le moteur ; et des moyens (8) destinés à commander le circuit d'entraînement du moteur, dans lequel les moyens de commande (8) commandent le circuit d'entraînement du moteur (2,4) en commandant un courant électrique du moteur (3), de sorte qu'il corresponde à une valeur cible prédéterminée, et en augmentant la tension de la source d'alimentation (1) lorsqu'une tension imposée appliquée au moteur (3) excède une valeur prédéterminée, de manière à entraîner le moteur (3).
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4. Dispositif de commande de la direction selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit d'entraînement du moteur (2,4) comprend au moins un premier convertisseur (2) relié à la source d'alimentation (1) et un circuit en pont (4) relié au moteur.
5. Dispositif de commande de la direction selon la revendication 4, comprenant en outre : un second convertisseur (73) qui augmente une tension de sortie à partir du premier convertisseur (2) afin d'entraîner des éléments de commutation (22,23) formant le circuit en pont (4).
6. Dispositif de commande de la direction selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les moyens de commande (8) commandent une tension de sortie du premier convertisseur (2) de sorte qu'elle corresponde à une valeur cible prédéterminée.
7. Dispositif de commande de la direction selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les moyens de commande (8) interrompent au moins une première opération d'augmentation de la tension du premier convertisseur (2) et une application de courant au moteur (3) lorsque le fonctionnement du premier convertisseur (2) est jugé anormal.
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8. Dispositif de commande de la direction selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la source d'alimentation (1) est reliée au circuit d'entraînement du moteur (2,4) par le biais de moyens de commutation (22, 23), et les éléments de commande (8) ouvrent un point de contact des moyens de commutation lorsque le fonctionnement du premier convertisseur (2) est jugé anormal.
9. Dispositif de commande de la direction selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce qu'un facteur de marche d'entraînement des éléments de commutation (22,23) du circuit en pont (4) est égal à 100% lorsque le premier convertisseur (2) est utilisé pour augmenter la tension.
10. Dispositif de commande de la direction selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que les bornes des diodes qui forment le premier convertisseur (2) sont courtcircuitées lorsque le premier convertisseur (2) n'est pas utilisé pour augmenter la tension.
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