JP2002058107A - 車両の走行制御装置 - Google Patents

車両の走行制御装置

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JP2002058107A JP2000242006A JP2000242006A JP2002058107A JP 2002058107 A JP2002058107 A JP 2002058107A JP 2000242006 A JP2000242006 A JP 2000242006A JP 2000242006 A JP2000242006 A JP 2000242006A JP 2002058107 A JP2002058107 A JP 2002058107A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】減速時に後輪モータにより後輪の回生制動を行
なう回生制動手段を備えたものであって、後輪のスリッ
プが推定(予測または判定も含む)された時、上記回生制
御手段による後輪の回生制動度合を非推定時よりも減少
させることで、スリップの非発生時である通常の減速時
は、後輪モータによる回生エネルギの回収を最大限に増
大させると共に、スリップ発生時またはスリップ発生の
可能性が大きい時は、後輪のスリップを抑制することが
できる車両の走行制御装置の提供を目的する。 【解決手段】車両の後輪3をモータ駆動する後輪駆動手
段2と、減速時には上記モータ2によって後輪13の回
生制動を行なう回生制動手段20と、減速時には車両の
前輪9に制動力を与える前輪制動手段20とを備えた車
両の走行制御装置であって、上記後輪13のスリップ状
態を推定する推定手段20と、上記推定手段20により
後輪13のスリップが推定された時、上記回生制動手段
20による後輪13の回生制動度合を非推定時より減少
させる制動制御手段20とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、制動時(減速時)
に車輪のスリップを推定すると制動力(ブレーキ力)を弱
めることで車輪のスリップを抑制するような車両の走行
制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、上述例の車両の走行制御装置とし
ては、例えば特開平8−98313号公報、特開平8−
98314号公報および特開2000−108873号
公報に記載されたものがある。
【0003】上述の特開平8−98313号公報および
特開平8−98314号公報に記載のものは、電動エネ
ルギによって車両を駆動する電動車両の制動装置であっ
て、電動モータで駆動される前輪(駆動輪)と、従動輪と
しての後輪とを備えると共に、各車輪には油圧制動のた
めのホイールシリンダを配設し、上記電動モータの回生
制動から油圧ABS(アンチスキッドブレーキシステム)
制御へ移行する場合に、徐々に回生制動を弱くし、回生
制動力がゼロまたはゼロに近似する値になった時、油圧
制動に切替えを行なうことで、この切替えに伴なう車速
変化の急変を防止するものである。
【0004】また、特開2000−108873号公報
に記載のものは、バッテリの電力により駆動力を発生す
るモータと、内燃機関としてのエンジンとを併用して前
輪を走行駆動走行するハイブリッド自動車であって、制
動時に車輪のスリップ率が所定値を超えると、この車輪
の制動圧を減圧して該車輪のロックを抑制するスリップ
抑制手段と、減速時に上述のモータを介して電気エネル
ギを回収してバッテリを充電するエネルギ回収手段とを
備え、スリップ抑制手段によるABS作動時には上記モ
ータの回生制動力を大きくするものである。
【0005】しかしながら、上述の何れの従来技術にお
いても、後輪側での回生と前輪制動とに関する技術思想
は開示されていない。ところで、車両の後輪をモータ駆
動する4WD車を構成し、減速時には油圧ブレーキに対
して応答性が高い上記モータによって後輪の回生制動を
行なうと共に、回生エネルギを回収すべく構成した場
合、本来、減速時には回生エネルギを充分に回収したい
にもかかわらず、減速時の上記回生制動は後輪に対して
負のトルク(逆トルク)を与えるために、制動ブレーキが
大きくなるので、特に低μ路等においては後輪がスリッ
プしやすくなり、仮に、後輪がスリップすると、車両後
部が左右に振れるような挙動が生じて、走行安全性が悪
くなる問題点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、減速時に
後輪モータにより後輪の回生制動を行なう回生制動手段
を備えたものであって、後輪のスリップが推定(予測ま
たは判定も含む)された時、上記回生制御手段による後
輪の回生制動度合を非推定時よりも減少させることで、
スリップの非発生時である通常の減速時は、後輪モータ
による回生エネルギの回収を最大限に増大させると共
に、スリップ発生時またはスリップ発生の可能性が大き
い時は、前輪のスリップよりも、車両の挙動に対して影
響の大きい、後輪のスリップを抑制することができる車
両の走行制御装置の提供を目的する。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明による車両の走
行制御装置は、車両の後輪をモータ駆動する後輪駆動手
段と、減速時には上記モータによって後輪の回生制動を
行なう回生制動手段と、減速時には車両の前輪に制動力
を与える前輪制動手段とを備えた車両の走行制御装置で
あって、上記後輪のスリップ状態を推定する推定手段
と、上記推定手段により後輪のスリップが推定された
時、上記回生制動手段による後輪の回生制動度合を非推
定時より減少させる制動制御手段とを備えたものであ
る。
【0008】上記構成の前輪制動手段は、エンジンブレ
ーキまたは前輪モータの回生あるいは油圧ブレーキによ
り構成することができ、後輪のスリップ状態を推定する
推定手段は、低いμ路を予測または検出する手段あるい
は実スリップ率を検出する手段を含む。
【0009】上記構成により、スリップの非推定時(非
予測時または非判定時)としての通常の減速時には、上
記回生制動手段が後輪を駆動するモータによって回生制
動を行なうので、この後輪モータによる回生エネルギの
回収を最大限に増大させることができる。
【0010】しかも、上記推定手段がモータ駆動による
後輪のスリップ状態を推定(予測または判定)すると、上
述の制動制御手段は上記回生制動手段による後輪の回生
制動の度合を非推定時に対して減少させるので、スリッ
プ推定時には後輪のスリップを抑制して、走行安定性を
確保することができる。
【0011】この発明の一実施態様においては、上記前
輪は前輪モータに連結されると共に、該前輪モータは後
輪モータより小容量に設定されたものである。上記構成
の前輪モータは発電機(例えば最大出力10KW程度のも
の)やエンジンに直結されたエンジンスタータまたは電
動モータにより構成することができる。また上記構成の
車両は電気自動車(いわゆるEV)やハイブリッド車を含
む。上記構成により、主に後輪から後輪モータを回生駆
動させる場合に有効となる。
【0012】この発明の一実施態様においては、上記前
輪はエンジンのみに連結された者である。上記構成は、
前輪モータを含まない構成を意味する。上記構成によ
り、主に後輪から後輪モータを回生駆動させる場合に有
効となる。
【0013】この発明の一実施態様においては、上記制
動制御手段は、スリップ状態の推定時に上記前輪制動手
段による前輪の制動度合を増大させるものである。上記
構成により、減速時において上述の推定手段で後輪のス
リップ状態が推定(予測または判定)された時、上記制動
制御手段は車両の前輪に対して制動力を与える前輪制動
手段による前輪の制動度合を増大させる。この結果、ス
リップ推定時には後輪側の回生制動の度合が減少される
が、この場合に、前輪での制動を行なうことができ、減
速時における車両の制動性を維持することができる。
【0014】この発明の一実施態様においては、上記前
輪モータにはエンジンが連結されると共に、前輪モータ
と前輪との締結状態を切換える切換手段を備え、上記制
動制御手段はスリップ状態の非推定時には、減速中の少
なくとも所定期間中に上記切換手段による締結をしゃ断
する一方、スリップ状態の推定時には少なくとも上記所
定期間中において切換手段による締結を実行するもので
ある。
【0015】上記構成の所定期間とは、減速要求が比較
的高い減速初期に特定することができる。上記構成によ
り、特に車速が中又は小における通常の減速時に相当す
るスリップ状態の非推定時においては切換手段にて前輪
モータと前輪との締結がしゃ断されているので、後輪か
ら後輪モータのみを回生駆動させることができ、このよ
うな条件下でスリップが予測または判定されると、少な
くとも上記所定期間中において切換手段で前輪モータと
前輪とが締結されるので、前輪入力により切換手段を介
してエンジンをかけて、エンジンブレーキをきかせ、エ
ンジンに連結された前輪モータで回生制動を行なうこと
ができる。この結果、前輪モータの回生駆動により発生
した回生エネルギの回収ができ、車両の制動性とエネル
ギ回収性とを向上させることができる。
【0016】この発明の一実施態様においては、上記推
定手段による後輪のスリップ検出時には、スリップの増
減に応じて車両の前後振動を抑制すべく、上記回生制動
手段による制動度合の増減制御時期と、上記前輪制動手
段による制動度合の増減制御時期とを所定時間異ならせ
るように構成したものである。
【0017】上記構成により、推定手段が後輪のスリッ
プを検出した時、後輪側の回生制動手段による制動度合
の増減制御時期と前輪側の制動手段による制動度合の増
減制御時期とが所定時間異なるようなブレーキ制御が実
行される。この結果、スリップ抑制制御による車両の前
後振動を、前輪と後輪との制動制御によって抑止するこ
とができる。
【0018】
【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面は車両の走行制御装置を示すが、この実施
例では車両の走行制御装置をハイブリッド車に適用した
例を示すので、まず図1を参照して、ハイブリッド車の
機械的構成について説明する。
【0019】[ハイブリッド車の機械的構成]このハイブ
リッド車はバッテリ1から供給される電力により駆動さ
れる後輪モータ2(電動モータのことで以下単に後輪モ
ータと略記する)と、ガソリン等の燃料の爆発力により
駆動されるエンジン3とを併用して走行し、後述する車
両の走行状態に応じて、後輪モータ2のみによる走行、
エンジン3のみによる走行、または、これら両者2,3
による走行が実現される。
【0020】エンジン3はトルクコンバータ4を介して
切換手段としてのクラッチ5の締結により無段変速機6
(いわゆるCVT)に駆動力を伝達する。無段変速機6
は、エンジン3から入力された駆動力を走行状態に応じ
て(または運転者の操作により)所定のトルクおよび回転
数に変換して、ギヤトレイン7およびフロントディファ
レンシャル8を介して前輪9,9に伝達する。また、エ
ンジン3はバッテリ1を充電するために発電機10(前
輪モータ)を駆動する。ここで、上記無段変速機に代え
て自動変速機(いわゆるAT)を用いてもよいことは勿論
である。
【0021】後輪モータ2はバッテリ1から供給される
電力により駆動され、ギヤ11およびリヤディファレン
シャル12を介して後輪13,13に駆動力を伝達す
る。エンジン3は直噴型ガソリンエンジンあるいは吸気
バルブの開弁タイミングを遅延させる高熱費タイプのも
のが搭載され、後輪モータ2は例えば最大出力20KWの
IPM同期式モータ(交流モータ)が使用され、発電機1
0は例えば最大出力10KWのものが使用され、バッテリ
1は例えば最大30KWのニッケル水素電池が搭載され
る。
【0022】発電機10は、通常の場合はエンジン始動
時にバッテリ1から電力が供給されてエンジン3をクラ
ンキングさせる。この発電機10として最大出力10KW
のものを使用すると、従前のオルタネータ(最大出力5K
W程度)と異なり、排ガス規制および燃費向上を目的とし
てアイドルストップさせた後に、早期にエンジン3を始
動して、エンジン回転数を早く立ち上げることができ
る。
【0023】また、この実施例では、上述の後輪モータ
2のみの駆動時には後輪13,13が駆動輪となり、前
輪9,9が従動輪となる一方、上述のエンジン3のみの
駆動時には前輪9,9が駆動輪となり、後輪13,13
が従動輪となる。
【0024】一方、制御手段としての統括制御ECU2
0(以下単にECUと略記する)はCPU、ROM14、
RAM15(図2参照)、インタフェース回路およびイン
バータ回路等を含み、エンジン3のスロットル開度TV
Oや点火時期や燃料噴射量等をコントロールすると共
に、後輪モータ2の出力トルクや回転数Nm等をエンジ
ン3のトルク変動や無段変速機6の変速ショックを吸収
するようにコントロールする。また、ECU20は、エ
ンジン3の作動時に発電機10にて発電された電気をバ
ッテリ1に充電させたり、バッテリ1で後輪モータ2を
駆動するように制御する。
【0025】この実施例のハイブリッド自動車にはAB
S(アンチスキッド・ブレーキ・システム)が搭載されて
いる。ABSは、前輪9,9および後輪13,13に配
設されたホイールシリンダに対してブレーキ液圧を供給
することで、液圧ブレーキ動作を行うブレーキ装置1
6,17,18,19と、各ブレーキ装置16〜19へ
のブレーキ液圧を制御するブレーキ制御CPU30を備
える。
【0026】ブレーキ制御CPU30は、ECU20が
ドライバのブレーキ操作時(減速時)に、各車輪のスリッ
プ率から車輪がロックしそうな状態か否かを検出し、こ
の状態を検出すると車輪の制動力(ブレーキ力)を弱めて
車輪のロックを抑制しながら目標値にコントロールす
る。
【0027】[ハイブリッド車の電気的構成]図2は、こ
の実施例のハイブリッド車の電気的構成を示すブロック
図である。図2に示すように、ECU20には、車速を
検出する車速センサ21からの信号、エンジン3の回転
数Neを検出するエンジン回転数センサ22からの信
号、エンジン3に供給される電圧を検出する電圧センサ
23からの信号、エンジン3のスロットルバルブの開度
を検出するスロットルセンサ24からの信号いわゆるT
VO、ガソリン残量センサ25からの信号、バッテリ1
の蓄電残量を検出する蓄電残量センサ26からの信号、
セレクトレバーによるシフトレンジを検出するシフトレ
ンジセンサ27からの信号、ドライバによるアクセルペ
ダルの踏込量を検出するためのアクセルストロークセン
サ28からの信号、スタートスイッチ29からの信号等
を入力してエンジン3に対してスロットル開度TVOや
点火時期や燃料噴射量の制御等を行うと共に、後輪モー
タ2への電力供給量の制御等を行う。また、ECU20
は、上記各種センサ信号から車両の運転状態に関するデ
ータ、車速、エンジン回転数Ne、電圧、ガソリン残
量、バッテリの蓄電残量、シフトレンジ、電力供給系等
をLCD等で構成された表示部31を介して表示させ
る。
【0028】ブレーキ制御CPU30はプログラム記憶
手段としてのROM32、データ記憶手段としてのRA
M33を有し、このCPU30はECU20と双方向で
通信可能に接続され、車輪速センサ34からの車輪速信
号を入力して、各車輪速から推定演算される車体速VB
と現在の車輪速から各車輪のスリップ量(率)を演算し、
駆動輪と従動輪の車輪速変化量(率)から駆動輪がスリッ
プしそうな状態か否かを検出し、この状態を検出すると
エンジン3または後輪モータ2の出力トルクを低下させ
るか、あるいは目標スリップ率に収束するように制動圧
をコントロールして駆動輪の加減速時のスリップを抑制
する。
【0029】なお、姿勢制御装置を搭載する場合には、
ヨーレートセンサ35、横方向加速度センサ36、ステ
アリング蛇角センサ37から各信号を入力すべく構成し
てもよい。
【0030】[基本運転モード]上述のECU20(制御
手段)は車速Vやアクセル開度αまたはバッテリ充電量
BC等に基づいて次の各種の基本運転モードを設定す
る。
【0031】[始動時]車両の始動時には、バッテリ1の
電力を後輪モータ2に供給して、この後輪モータ2を駆
動して、後輪13,13を走行させる。
【0032】[要求トルクが小さい時または車速が小さ
い時]要求トルクが小さい時または車速が小さい時に
は、バッテリ1の電力を後輪モータ2に供給して、この
後輪モータ2を駆動して、後輪13,13を走行させ
る。
【0033】[要求トルクが大きい時または車速が大き
い時]要求トルクが大きい時または車速が大きい時に
は、まずバッテリ1の電力を発電機10に供給し、この
発電機10をモータ駆動させて、図1に示すプーリとベ
ルトまたはスプロケットとチェーン等の動力伝達手段3
8を介してエンジン3をスタート(クランキング)させ、
エンジン3のスタート後(完爆後)においてはエンジン出
力で前輪9、9を走行させる。
【0034】この場合,バッテリ1から後輪モータ2に
も電力を供給して,後輪モータ2を比較的小さいトルク
で駆動して,この後輪モータ2の出力で後輪13,13
を走行させてもよい。つまり前輪9,9の走行時に後輪
13,13を引き摺らないようにすることが望ましい。
【0035】[減速時で、かつ車速が大きい時]減速時
で、かつ車速が大きい時(例えば40km/hをしきい値と
して車速の大小を判定)には、後輪13,13からの車
輪入力で後輪モータ2を回生駆動し、この回生エネルギ
をバッテリ1に供給し、かつ高回転時には負のトルクが
小さいというモータの特性を考慮して、エンジンブレー
キをきかせて、発電機10を回生駆動し、この回生エネ
ルギをバッテリ1に供給する。
【0036】[減速時で、かつ車速が中または小の時]減
速時で、かつ車速がしきい値(例えば40km/h)以下の時
には、後輪13,13からの車輪入力で後輪モータ2を
回生駆動し、この回生エネルギをバッテリ1に供給す
る。
【0037】[バッテリ充電量が小さくエンジン運転中
の時]バッテリ1の充電量が小さく、かつエンジン運転
中の時には、動力伝達手段38を介して発電機10を回
生駆動し、この回生エネルギをバッテリ1に供給する。
【0038】[バッテリ充電量が小さくエンジン停止中
の時]バッテリ1の充電量が小さく、かつエンジン停止
中(車両停車中)の時には、クラッチ5のOFF条件下に
おいてバッテリ1から発電機10に電力を供給し、この
発電機10をモータ駆動させて、エンジン3をクランキ
ングし、エンジン3のスタート後にはエンジン3の出力
で動力伝達手段38を介して発電機10を回生駆動し
て、この回生エネルギをバッテリ1に供給する。以上
が、ECU20により設定される基本運転モードの説明
である。
【0039】しかも、上述のECU20は、減速時には
後輪モータ2によって後輪の回生制動を行なう回生制動
手段(図3に示すフローチャートのステップS4と、ス
テップS7のYES判定参照)と、減速時には車両の前
輪9,9に制動力を与える前輪制動手段(図3に示すフ
ローチャートのステップS16参照)と、後輪13,1
3のスリップ状態を推定(予測または判定)する推定手段
(図3に示すフローチャートのステップS9,S10参
照)と、この推定手段により後輪13,13のスリップ
が推定(予測または判定)された時、上記回生制動手段に
よる後輪13,13の回生制動度合を非推定時より減少
させる、つまりブレーキ力を弱める制動制御手段(図3
に示すフローチャートのステップS11参照)と、を兼
ねる。
【0040】また、上述の制動制御手段は、スリップ状
態の推定時に上記前輪制動手段による前輪の制動度合を
増大させる(図7に示すタイムチャートのGTbase
参照)。さらに上述の制動制御手段は、スリップ状態の
非推定時には、減速中の少なくとも所定期間中(所定期
間とは減速要求が比較的高い減速初期を意味する)に切
換手段としてのクラッチ5による前輪9とエンジン3と
の締結をしゃ断(図7にタイムチャートで実際のクラッ
チのON,OFF状態を示すクラッチOFFの部分参
照)する一方、スリップ状態の推定時には少なくとも上
記所定期間中においてクラッチ5による前輪9とエンジ
ン3との締結を実行(図7にタイムチャートで示すクラ
ッチON、エンジンブレーキONの部分参照)する。
【0041】加えて、上述の推定手段(ステップS9,
S10参照)による後輪13のスリップ検出時には、ス
リップの増減に応じて車両の前後振動を抑制すべく、上
記回生制動手段による制動度合(図7のフィードバック
制御のMT参照)の増減制御時期と、上記前輪制動手段
による制動度合(図7のフィードバック制御中のGT参
照)の増減制御時期とを所定時間異ならせるように構成
している。
【0042】すなわち、図7に示すタイムチャートにお
いてモータの制御トルクMTの波状の波形部分における
変化の状態と、同図の発電機の制御トルクGTの波状の
波形部分における変化の状態とが互に向きが逆になるよ
うに構成されており、フィードフォワード制御からフィ
ードバック制御に移行した時、このフィードバック制御
中におけるモータの制御トルクMTと発電機の制御トル
クGTとで相反する制御を実行することで、MTの増減
制御時期とGTの増減制御時期とを所定時間異ならせた
ものである(図4に示すフローチャートのステップS3
6参照)。
【0043】このように構成したハイブリッド車の走行
制御装置の作用を、図3、図4に示す一連のフローチャ
ートを参照して、以下に詳述する。なお、以下の説明に
用いる符号の内容は次の通りである。
【0044】α…アクセル開度 Ne…エンジン回転数 Nm…モータ回転数 SL…スリップ率 SLO…制御開始のしきい値 ΔSL…スリップ率の変化率 ΔSLO…スリップ率の変化率のしきい値 SLst…初期スリップ率 ΔSLst…スリップ開始初期のスリップ率の変化率 ΔSLsto…しきい値 SLα…補正値 SLA…目標フィードバック値(目標スリップ率) SLD…スリップ率SLと目標フィードバック値SLA
との差 SLmax…極大スリップ値 SLmin…極小スリップ値 V…車速 VB…車体速 MT…後輪モータの制御トルク MT1,MT2…要求トルク(但し、MT1>MT2) MTb…後輪モータの制御トルクベース値 MTα…補正値 T1…制御開始時点からの時間を計時するカウンタ T0…制御終了値 GT…発電機の制御トルク GTbase…発電機の制御トルクベース値 RM2,IM2,DM2…後輪モータのフィードバック
ゲインで、BM2は比例ゲイン、IM2は積分ゲイン、
DM2は微分ゲイン GTF/B…発電機の制御トルクフィードバック値 PG,IG,FG…発電機のフィードバックゲインで、
PGは比例ゲイン、IGは積分ゲイン、DGは微分ゲイ
ン 但し、PG<PM2、IG<IM2、DG<DM2
【0045】この実施例ではスリップ発生時に該スリッ
プを収束させるためスリップ初期においてはフィードフ
ォワード制御を実行し、スリップ後期においてはフィー
ドバック制御を実行すべく構成している。
【0046】[スリップ初期のフィードフォワード制御]
図3に示すフローチャートのステップS1で、ECU2
0は乗員によりスタートスイッチ29がON操作される
のを待ち、スタートスイッチ29のON時にのみ次のス
テップS2に移行する。
【0047】ステップS2で、ECU20は図2に示す
各センサからの必要な各種のデータを入力する。次に、
ステップS3で、ECU20は車速Vやアクセル開度α
やバッテリ充電量BC等に基づいて前述の基本運転モー
ドを設定する。
【0048】次に、ステップS4で、ECU20は後輪
モータ2の基本制御トルクMT(詳しくは図7に示す制
御トルクベース値MTb)を演算し、次のステップS5
で、ECU20はエンジン3の基本制御トルクETを演
算する。
【0049】図5に示すようにエンジン3の基本制御ト
ルクETは車速Vとアクセル開度αから設定され、図6
に示すように後輪モータ2の基本制御トルクMTはモー
タ回転数Nmで回転させるための電力量から設定される。
【0050】次に、ステップS6で、ECU20は減速
中か否かを判定し、YES判定時(減速中の時)には次の
ステップS7に移行する一方、NO判定時にはステップ
S22にスキップする。
【0051】このステップS7で、ECU20は後輪モ
ータ2の制御トルクMTが負か否かを判定し、YES判
定時(後輪モータ2の回生中)には次のステップS8に移
行する一方、NO判定時にはステップS22にスキップ
する。
【0052】上述の後輪モータ2はバッテリ1の直流電
源をチョッパ回路、インバータ回路を用いて変換された
三相交流電源で駆動され、後輪モータ2に対する供給電
流の大きさや周波数(つまり回転数)または位相インバー
タ制御して、制御トルクMTを調整して、負のトルクお
よび回生エネルギを得るものである。
【0053】上述のステップS8で、ECU20は各車
輪速から推定演算される車体速VBと駆動輪つまり後輪
13,13の現在の車輪速から各車輪のスリップ率(量)
SLを演算すると共に、このスリップ率SLを微分した
スリップ率の変化率ΔSLを演算する。
【0054】次に、ステップS9で、ECU20は低μ
路判定を実行する。この場合、ECU20はスリップが
開始した初期の変化率ΔSLst(但し、スリップが図
8に示す所定値SLstとなったスリップ初期の変化
率)を求めると共に、予め設定された変化率のしきい値
ΔSLstoと上述の変化率ΔSLstとを比較して、
低μ路か高μ路かを判定する。
【0055】つまり、ΔSLst≦ΔSLstoの時は
低μであると判定され、ΔSLst>ΔSLstoの時
は高μであると判定される。なお、このような低μ路判
定に代えて、センサにより降雨時か否かを判定してもよ
く、ナビゲーション装置によりスリップしやすい道路を
走行中か否かを予測してもよい。
【0056】次にステップS10で、ECU20は先の
ステップS9の判定結果に基づいて、低μ路か否かを判
定し、YES判定時には次のステップS11に移行する
一方、NO判定時には別のステップS12に移行する。
【0057】上述のステップS11で、ECU20は減
速中かつ後輪モータ2の回生中において後輪のスリップ
状態が推定されたことに対応して、制御トルクMTを補
正する。
【0058】つまり、制御トルクベース値MTb(負の
値)に対して補正地値Mα(図6、図7参照)を加算して
ブレーキ力を弱めるような補正後の制御トルク(MT=
MTb+Mα)を求める。この補正は後輪モータ2に対
する電流の大きさや周波数または位相を制御することで
実行される。
【0059】次にステップS13で、ECU20は低μ
路判定に基づいてABS(但し、この場合のABSは従
前の油圧ブレーキによるABSと異なり、モータによる
スリップ制御を意味する)制御開始のしきい値を変更す
る。つまり予め設定された制御開始のしきい値SLOに
補正値SLα(図8参照)を加算して変更後の開始しきい
値(SLO=SLO+SLα)を求める。これは早目にス
リップを検出して走行安定性を図るために有効となる。
【0060】一方、上述のステップS12では、予め設
定された制御開始のしきい値SLOをそのまま用いるよ
うに設定する。なお、上述のステップS10では低μ路
判定を実行し、YES判定時に後輪モータ2の制御トル
クMTを補正(ステップS11参照)すべく構成したが、
これに代えて、高いμ路高速を判定して制御トルクMT
を補正するように構成してもよいが、この場合には走行
安定性向上のためにABS制御開始のしきい値SLOは
補正しないことが望ましい。
【0061】次にステップS14で、ECU20はクラ
ッチ5がONか否かを判定し、NO判定時(クラッチO
FF時)には次のステップS15に移行して、このステ
ップS15で、ECU20はクラッチ5をONにする一
方、上述のステップS14でのYES判定時(クラッチ
ON時)には別のステップS16に移行し、このステッ
プS16で、ECU20は前輪9の制動力を強めるべく
前輪モータ回生モードに設定する。つまり発電機の制御
トルクベース値GTbase(負の値で、図7のタイム
チャート参照)を設定する。
【0062】次にステップS17で、ECU20はスリ
ップ率SLが所定しきい値SLOを下回わったか否かを
判定する(図7参照)。このステップS17でスリップ率
SLが所定しきい値SLOを下回わったとYES判定さ
れると次のステップS18に移行し、NO判定(SL>
SLOと判定)されると別のステップS23(図4参照)
に移行する。
【0063】ステップS18では、スリップ率SLの変
化率ΔSLが所定しきい値ΔSLOを下回わったか否か
を判定する。ステップS18で変化率ΔSLが所定しき
い値ΔSLOを下回わったとYES判定されると次のス
テップS19に移行する。スリップ率SLの変化率ΔS
Lは、図7に示すように、スリップ率SLが所定しきい
値SLOを下回わった初期段階におけるスリップ率SL
の変化度合(傾き)を表わし、変化率ΔSLが所定しきい
値ΔSLOを下回わったならばスリップ率SLが急変し
ていると判定される。ステップS18で変化率ΔSLが
所定しきい値ΔSLOを下回わっていないとNO判定さ
れた時には、スリップ率SLの偏差が小さくなっている
ので別のステップS20に移行する。
【0064】ステップS19で、ECU20はスリップ
率SLと所定しきい値SLOとの偏差が大きいスリップ
初期と判定して、制動力を弱めて後輪13を回わすよう
に後輪モータ2の制御トルクMTを要求トルクMT1
(正の値)に設定する(図7参照)。
【0065】一方、ステップS20ではスリップ率SL
の偏差が小さくなっているので、ECU20は後輪モー
タ2の制御トルクMTを要求トルクMT2(但し、MT
2<MT1で、この実施例では負の値)に設定する(図7
参照)。次にステップS21で、ECU20はカウンタ
T1をインクリメント(カウントアップのこと)して、A
BS制御開始時点からの時間を計時する。
【0066】次にステップS22で、ECU20はエン
ジン3の制御トルクETを実現するために、スロットル
開度を調整すると共に、検出された吸入空気量に対して
空燃比A/F=14.7(理論空燃比)となるような燃料噴
射量を設定して、吸気行程から圧縮行程において各気筒
に供給し、圧縮上死点TDC付近で点火プラグにより点
火させる。また、後輪モータ2の制御トルクMTを実現
するために、インバータから後輪モータ2に供給する電
流値および周波数を調整する。さらに、無段変速機6お
よび発電機10を駆動する。
【0067】[スリップ後期のフィードバック制御]図4
に示すフローチャートのステップS23で、ECU20
はカウンタT1がゼロか否かを判定し、カウンタT1の
カウント中(NO判定時)には次のステップS24に移行
し、カウンタT1の非カウント中つまりT1=0の時
(YES判定時)には別のステップS26に移行する。
【0068】上述のステップS24で、ECU20はカ
ウンタT1が所定値T0(ABS制御終了時間に相当)を
超えたか否かを判定する。ステップS24でカウンタT
1が所定値T0を超えたとYES判定された時には、制
御を終了してステップS26に移行する。
【0069】またカウンタT1が所定値T0を超えてな
い時(NO判定)には、制御中なので、ステップS25に
移行し、このステップS25で、ECU20は制動中か
否かを判定する。
【0070】ステップS25で制動中であるとYES判
定されると、次のステップS27に移行し、非制動中で
あると判定(NO判定)されると上述のステップS26に
移行する。
【0071】ステップS26では、カウンタT1がゼ
ロ、またはカウンタT1が所定値T0を経過したこと、
あるいは非制動中であることに対応して、カウンタT1
をゼロにリセットした後に図3のステップS22に移行
する。
【0072】一方、ステップS27では、スリップ率S
Lを収束させるために、ECU20は目標スリップ率S
LA(図7参照)を設定する。次に、ステップS28で、
ECU20はスリップ率SLと目標値SLAとの差SL
Dを演算する(SLD=SL−SLA)。
【0073】次にステップS29で、ECU20は極大
スリップ値SLmax(図7参照)であるか否かを判定す
る。ステップS29で極大スリップ値SLmaxであると
YES判定された時には、ステップS30に移行し、こ
のステップS30で、ECU20はRAM15の所定エ
リアに最新の極大スリップ値SLmaxを記憶する。ま
た、ステップS29で極大スリップ値SLmaxでないと
判定(NO判定)された場合にはステップS31に移行
し、このステップS31で、ECU20は極小スリップ
値SLmin(図7参照)であるか否かを判定する。
【0074】ステップS31で極小スリップ値SLmin
であるとYES判定されると、ステップS32に移行
し、このステップS32で、ECU20はRAM15の
所定エリアに最新の極小スリップ値SLminを記憶す
る。また、ステップS31で極小スリップ値SLminで
ないと判定(NO判定)された場合には、ステップS33
に移行し、後輪モータ2の目標スリップ率SLAへのP
IDフィードバック制御に用いるフィードバック制御値
(トルク)MTを演算するための、比例ゲインPM2、積
分ゲインIM2、微分ゲインDM2を設定する。
【0075】ステップS34で、ECU20はスリップ
率SLと目標値SLAとの差SLDに応じてスリップ率
SLを目標値SLAに収束させるためのPIDフィード
バック制御に用いる後輪モータ2のフィードバック制御
値(トルク)MTを演算する。このフィードバック制御値
MTは、先のステップS33で設定された比例ゲインP
M2、積分ゲインIM2、微分ゲインDM2を設定して
次の[数1]により演算される。
【0076】[数1] MT=PM2・SLD+IM2・∫SLD+DM2・d
/dt・SLD
【0077】次に、ステップS35で、ECU20は前
輪モータ回生モードの設定(ステップS16参照)が完了
しており、かつクラッチ5がONになっているか否かを
判定し、YES判定時には次のステップS36に移行
し、NO判定時には別のステップS37に移行する。
【0078】上述のステップS37で、ECU20はク
ラッチ5をONにする一方、上述のステップS36で
は、ECU20はステップS34で求められた後輪モー
タ2のフィードバック制御値(トルク)MTに基づいて、
前輪モータとして作用するところの発電機10の制御ト
ルクGTを設定する。
【0079】この制御トルクGTは、後輪モータ2の制
御トルクMTが極大値の時はトルクGTが極小値となる
ように、また後輪モータ2の制御トルクMTが極小値の
時はトルクGTが極大値となるように設定される。この
ため、まず、次の[数2]に基づいて発電機10の制御ト
ルクフィードバック値GTF/Bを求める。
【0080】[数2] GTF/B=PG・(−SLD)+IG∫(−SLD)+D
G・d/dt・(−SLD) 但し、PGは比例ゲイン IGは積分ゲイン DGは微分ゲイン SLDはスリップ率SLと目標値SLAとの差 また前輪の制動変化をゆるやかにし、走行安定性の向上
を図るために、PG<PM2、IG<IM2、DG<D
M2に設定する。
【0081】次に上述の制御トルクフィードバック値G
F/BをGTbaseに加算して発電機10の制御ト
ルクGTを求める。つまりGT=GTbase+GT
F/Bここで、上述のフィードバックゲインをPG<P
M2、IG<IM2、DG<DM2に設定する構成に代
えて、フィードバックゲインを仮にPG=PM2、IG
=IM2、DG=DM2のように同一に設定しても、発
電機10の最大出力10KWは後輪モータ2の最大出力2
0KWよりも小さいので、制御トルクGTそれ自体は必然
的に小さくなる。
【0082】このようにして、ステップS36で発電機
10の制御トルクGTを求めると、図7にタイムチャー
トで示すように、フィードバック中における後輪モータ
2の制御トルクMTと発電機10の制御トルクGTとは
トルク変化の向きが互に逆向きになるので、スリップ抑
制制御による車両の前後振動を、トルクGTによる前輪
9の制動制御と、トルクMTによる後輪13の制動制御
とによって抑止することができる。なお図4の各ステッ
プS36,S37での処理後には図3のステップS21
に移行する。
【0083】図3、図4のフローチャートにより説明し
た走行制御のあらましを、図7に示すタイムチャートを
参照して述べると、時点t1で減速が開始され、この減
速時にはクラッチ5をOFFにすると共に、後輪モータ
2の制御トルクベース値MTb(負の値)を設定して、該
モータ2の回生駆動によりエネルギを回収する。
【0084】また時点t2で低μ路が推定されると、補
正値Mαに相当する分、後輪モータ2のブレーキ力(回
生制動力)を弱めると共に、クラッチON信号により所
定タイムラグ後の時点t3でクラッチ5を実際に接続
し、クラッチ5のONの間はエンジンブレーキにより前
輪9の制動力を強めると共に、発電機10の制御トルク
GTをベース値GTbaseに設定して、この負のトル
クにより前輪9にブレーキをかけ、かつ前輪モータとし
て作用する発電機10の回生駆動により発生した回生エ
ネルギを回収する。
【0085】さらにフィードフォワード制御においては
要求トルクMT1,MT2によりスリップを収束させる
一方、時点t4〜時点t5までのフィードバック制御に
おいては後輪モータ2の制御トルクMTと発電機10の
制御トルクGTとを、これらトルク変化の向きが互に逆
向きになるように制御して、車両の前後振動を抑制する
ものである。換言すれば上記フィードバック中における
トルクMTの極大値の時点とトルクGTの極大値の時点
とが所定時間異なると共に、トルクMTの極小値の時点
とトルクGTの極小値の時点とが所定時間異なるように
制御するものである。なお、図7のタイムチャートにお
いて、スリップが発生しなかった場合のトルクMT,G
Tの値は同図に仮想線x,yで示すようになる。
【0086】またステップS36ではエンジンブレーキ
中に発電機10の制御トルクGTの向きが後輪モータ2
の制御トルクMTの向きと逆になるようにコントロール
して、車両の前後振動を抑止すべく構成したが、この構
成に代えて、スロットル弁または外部EGR弁をコント
ロール(EGR弁を開くとポンピングロスが小さくな
り、EGRを閉じるとポンピングロスが大きくなる)す
ることによりエンジンのポンピングロスの度合を制御し
てもよく、あるいは無段変速機6の変速をコントロール
して前輪9に対する制御トルクを制御すべく構成しても
よい。
【0087】以上要するに、上記実施例の車両の走行制
御装置は、車両の後輪13をモータ駆動する後輪駆動手
段(後輪モータ2参照)と、減速時には上記モータ2によ
って後輪13の回生制動を行なう回生制動手段(ステッ
プS4,S7参照)と、減速時には車両の前輪9に制動
力を与える前輪制動手段(ステップS16参照)とを備え
た車両の走行制御装置であって、上記後輪13のスリッ
プ状態を推定する推定手段(ステップS9,S10参照)
と、上記推定手段S9,S10により後輪13のスリッ
プが推定された時、上記回生制動手段S4,S7による
後輪13の回生制動度合を非推定時より減少させる制動
制御手段(ステップS11参照)とを備えたものである。
【0088】上記構成により、スリップの非推定時(非
予測時または非判定時)としての通常の減速時には、上
記回生制動手段S4,S7が後輪13を駆動するモータ
2によって回生制動を行なうので、この後輪モータ2に
よる回生エネルギの回収を最大限に増大させることがで
きる。
【0089】しかも、上記推定手段S9,S10がモー
タ駆動による後輪13のスリップ状態を推定(予測また
は判定)すると、上述の制動制御手段S11は上記回生
制動手段S4,S7による後輪13の回生制動の度合を
非推定時に対して減少させるので(ブレーキ力を弱める
ので)、スリップ推定時には後輪13のスリップを抑制
して、走行安定性を確保することができる。
【0090】また、上記前輪9は前輪モータ(発電機1
0参照)に連結されると共に、該前輪モータは後輪モー
タ2より小容量に設定されたものである。この構成によ
り、主に後輪13から後輪モータ2を回生駆動させる場
合に有効となる。
【0091】さらに、上記制動制御手段は、スリップ状
態の推定時に上記前輪制動手段(ステップS16参照)に
よる前輪9の制動度合を増大(図7に示すトルクGT
bas の設定およびクラッチONによるエンジンブレ
ーキ参照)させるものである。この構成により、減速時
において上述の推定手段S9,S10で後輪13のスリ
ップ状態が推定(予測または判定)された時、上記制動制
御手段は車両の前輪9に対して制動力を与える前輪制動
手段S16による前輪9の制動度合を増大させる。この
結果、スリップ推定時には後輪13側の回生制動の度合
が減少されるが、この場合に、前輪9での制動を行なう
ことができ、減速時における車両の制動性を維持するこ
とができる。
【0092】しかも、上記前輪モータ(発電機10参照)
にはエンジン3が連結されると共に、前輪モータと前輪
9との締結状態を切換える切換手段(クラッチ5参照)を
備え、上記制動制御手段はスリップ状態の非推定時に
は、減速中の少なくとも所定期間(減速要求が比較的高
い減速初期参照)中に上記切換手段(クラッチ5参照)に
よる締結をしゃ断(クラッチOFF参照)する一方、スリ
ップ状態の推定時には少なくとも上記所定期間中におい
て切換手段(クラッチ5参照)による締結(クラッチON
参照)を実行するものである。
【0093】この構成により、通常の減速時に相当する
スリップ状態の非推定時においては切換手段(クラッチ
5参照)にて前輪モータ(発電機10参照)と前輪9との
締結がしゃ断されているので、後輪13から後輪モータ
2のみを回生駆動させることができ、このような条件下
でスリップが予測または判定されると、少なくとも上記
所定期間(減速要求が比較的高い減速初期参照)中におい
て切換手段(クラッチ5参照)で前輪モータ(発電機10
参照)と前輪9とが締結されるので、前輪入力(車輪から
の入力)により切換手段を介してエンジン3をかけて、
エンジンブレーキをきかせ、エンジン3に連結された前
輪モータ(発電機10参照)で回生制動を行なうことがで
きる。この結果、前輪モータ(発電機10参照)の回生駆
動により発生した回生エネルギの回収ができ、車両の制
動性とエネルギ回収性とを向上させることができる。
【0094】加えて、上記推定手段S9,S10による
後輪13のスリップ検出時には、スリップの増減に応じ
て車両の前後振動を抑制すべく、上記回生制動手段S
4,S7による制動度合(図7のフィードバック制御中
のトルクMT参照)の増減制御時期と、上記前輪制動手
段S16による制動度合(図7のフィードバック制御中
のトルクGT参照)の増減制御時期とを所定時間異なら
せるように構成したものである。換言すれば各トルクM
T,GTの向きが互に逆になるように構成したものであ
る。
【0095】この構成により、推定手段S9,S10が
後輪13のスリップを検出した時、後輪13側の回生制
動手段による制動度合の増減制御時期と前輪側の制動手
段による制動度合の増減制御時期とが所定時間異なるよ
うなブレーキ制御が実行される。この結果、スリップ抑
制制御による車両の前後振動を、前輪9と後輪13との
青銅制御によって抑止することができる。
【0096】図9は車両の走行制御装置の他の実施例を
示し、この図9に示す実施例では図1の発電機10およ
び動力伝達手段38を省略すると共に、エンジン3のフ
ライホイールに直結されたスタータモータ39を設け、
このスタータモータ39を前輪モータに設定したもので
ある。なお、図9において図1と同一の部分には同一符
号を付して、その詳しい説明を省略している。
【0097】このように構成しても、車両の後輪13を
モータ駆動する後輪駆動手段(後輪モータ2参照)と、図
3、図4で示したフローチャートの主要部を利用して、
減速時には上記モータ2によって後輪13の回生制動を
行なう回生制動手段S4,S7と、減速時には車両の前
輪9に制動力を与える前輪制動手段(エンジンブレーキ
またはブレーキ装置16,17参照)とを備えた車両の
走行制御装置において、上記後輪13のスリップ状態を
推定する推定手段S9,S10と、上記推定手段S9,
S10により後輪13のスリップが推定された時、上記
回生制動手段S4,S7による後輪13の回生制動度合
を非推定時より減少させる制動制御手段S11とを備え
た車両の走行制御装置を構成することができる。
【0098】この結果、スリップの非推定時(非予測時
または非判定時)としての通常の減速時には、上記回生
制動手段S4,S7が後輪13を駆動するモータ2によ
って回生制動を行なうので、この後輪モータ2による回
生エネルギの回収を最大限に増大させることができる。
【0099】しかも、上記推定手段S9,S10がモー
タ駆動による後輪13のスリップ状態を推定(予測また
は判定)すると、上述の制動制御手段S11は上記回生
制動手段S4,S7による後輪13の回生制動の度合を
非推定時に対して減少させるので、スリップ推定時には
後輪13のスリップを抑制して、走行安定性を確保する
ことができる。
【0100】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明の後輪駆動手段は実施例の後輪モー
タ2に対応し、以下同様に、回生制動手段は、ECU2
0制御によるステップS4,S7に対応し、前輪制動手
段は、ステップS16に対応し、推定手段は、ステップ
S9,S10に対応し、制動制御手段は、ステップS1
1に対応し、前輪モータは、発電機10またはスタータ
モータ39に対応し、切換手段は、クラッチ5に対応
し、減速中の所定期間は、減速要求が比較的高い減速初
期に対応するも、この発明は、上述の実施例の構成のみ
に限定されるものではない。
【0101】例えば、上記実施例においてはエンジン3
と後輪モータ2とを備えた4WD構成のハイブリッド車
を例示したが、これは内燃機関を一切有さないので、前
輪モータと後輪モータとで車両を走行させる電気自動車
いわゆるEVに適用してもよいことは勿論である。
【0102】
【発明の効果】この発明によれば、減速時に後輪モータ
により後輪の回生制動を行なう回生制動手段を備えたも
のにおいて、後輪のスリップが推定(予測または判定も
含む)された時、上記回生制御手段による後輪の回生制
動度合を非推定時よりも減少させることで、スリップの
非発生時である通常の減速時には、後輪モータによる回
生エネルギの回収を最大限に増大させると共に、スリッ
プ発生時またはスリップ発生の可能性が大きい時には、
後輪のスリップを抑制することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の走行制御装置を備えたハイブリッド
車の機械的構成を示すブロック図。
【図2】 同電気的構成を示すブロック図。
【図3】 ECUによるスリップ抑制制御を示すフロー
チャート。
【図4】 図3につづくフローチャート。
【図5】 車速とアクセル開度に対応したエンジンの基
本制御トルクを示す図。
【図6】 モータ回転数とモータの基本制御トルクとの
関係を示す図。
【図7】 スリップ抑制制御を示すタイムチャート。
【図8】 図7の部分拡大図。
【図9】 本発明の走行制御装置を備えたハイブリッド
車の他の実施例を示すブロック図。
【符号の説明】
2…後輪モータ 3…エンジン 5…クラッチ(切換手段) 9…前輪 10…発電機(前輪モータ) 13…後輪 39…スタータモータ(前輪モータ) S4,S7…回生制動手段 S9,S10…推定手段 S11…制動制御手段 S16…前輪制動手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B60K 41/00 301 B60K 41/00 301F 301C 41/02 41/02 41/20 41/20 B60L 11/14 ZHV B60L 11/14 ZHV B60T 8/00 E B60T 8/00 8/58 Z 8/58 B60K 9/00 E (72)発明者 高椋 健治 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 若山 敬平 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 Fターム(参考) 3D035 AA00 3D041 AA01 AA49 AB00 AC08 AC15 AC19 AC28 AD02 AD04 AD31 AD50 AD51 AE02 AE04 AE14 AE36 AE43 AF00 AF01 3D043 AA01 AA05 AB17 EA03 EA05 EA11 EA42 EA44 EB03 EB06 EB07 EB09 EB12 EE00 EE02 EE03 EE05 EE07 EE09 EE12 EF02 EF06 EF09 EF12 EF21 EF22 EF24 EF27 3D046 AA00 AA01 AA09 BB28 BB31 CC02 CC06 EE01 GG01 HH00 HH05 HH07 HH11 HH13 HH17 HH22 HH36 HH39 HH46 JJ05 JJ06 KK07 KK09 5H115 PA10 PC06 PG04 PI16 PO02 PO06 PU10 PU21 PU24 PU25 QI03 QI04 QI12 QI14 QI21 SE04

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両の後輪をモータ駆動する後輪駆動手段
    と、減速時には上記モータによって後輪の回生制動を行
    なう回生制動手段と、減速時には車両の前輪に制動力を
    与える前輪制動手段とを備えた車両の走行制御装置であ
    って、上記後輪のスリップ状態を推定する推定手段と、
    上記推定手段により後輪のスリップが推定された時、上
    記回生制動手段による後輪の回生制動度合を非推定時よ
    り減少させる制動制御手段とを備えた車両の走行制御装
    置。
  2. 【請求項2】上記前輪は前輪モータに連結されると共
    に、該前輪モータは後輪モータより小容量に設定された
    請求項1記載の車両の走行制御装置。
  3. 【請求項3】上記前輪はエンジンのみに連結された請求
    項1記載の車両の走行制御装置。
  4. 【請求項4】上記制動制御手段は、スリップ状態の推定
    時に上記前輪制動手段による前輪の制動度合を増大させ
    る請求項1記載の車両の走行制御装置。
  5. 【請求項5】上記前輪モータにはエンジンが連結される
    と共に、前輪モータと前輪との締結状態を切換える切換
    手段を備え、上記制動制御手段はスリップ状態の非推定
    時には、減速中の少なくとも所定期間中に上記切換手段
    による締結をしゃ断する一方、スリップ状態の推定時に
    は少なくとも上記所定期間中において切換手段による締
    結を実行する請求項2記載の車両の走行制御装置。
  6. 【請求項6】上記推定手段による後輪のスリップ検出時
    には、スリップの増減に応じて車両の前後振動を抑制す
    べく、上記回生制動手段による制動度合の増減制御時期
    と、上記前輪制動手段による制動度合の増減制御時期と
    を所定時間異ならせるように構成した請求項4記載の車
    両の走行制御装置。
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