JP2015174484A - 無段変速機付きハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】無段変速機付きハイブリッド車両において、車両走行中に、走行用のモータでエンジンを始動する際のモータによる走行用駆動力の低下を抑制する。
【解決手段】エンジン１と、エンジンと駆動輪８との間に設けられた無段変速機３と、無段変速機とエンジンとの間に設けられたモータ２と、エンジンとモータとの間に設けられたクラッチ４と、モータの駆動力を、無段変速機を介して駆動輪に伝達する第１の駆動力伝達経路ＰＴ１と、モータの駆動力を、無段変速機を介さずに駆動輪に伝達する第２の駆動力伝達経路ＰＴ２と、これらの伝達経路を切り替える切替機構５，６と、モータのみで走行しているＥＶモードから、エンジン及びモータで走行するＨＥＶモードに切り替えるときに、第２の駆動力伝達経路から第１の駆動力伝達経路に切り替え、クラッチを締結してから、無段変速機の変速比をロー側からハイ側に変更し、モータでエンジンをクランキングする。
【選択図】図１

Description

本発明は、無段変速機を備えたハイブリッド車両に関するものである。

エンジンと変速機との間に設けられた走行用のモータと、モータと変速機との間に設けられたポンプと、を有するハイブリッド車両において、走行用のモータをエンジン始動時にクランキング用のモータとして使用する技術が開発されている（特許文献１参照）。
なお、特許文献１には、このように走行用のモータをエンジン始動時にクランキング用のモータとして使用するハイブリッド車両において、液圧ポンプ（オイルポンプ）をエンジン停止時においても補助的なモータを利用しないで走行用のモータによって駆動する技術が記載されている。

特開２００５−１１２３５１号公報

ところで、上記のハイブリッド車両において、モータの駆動力のみで走行するＥＶモードから、エンジンとモータとの駆動力で走行するＨＥＶモードに移行する際には、走行に使用しているモータでエンジンを始動するので、車両走行のためのモータの駆動力がエンジン始動に使われる駆動力分だけ減少し、走行に必要な駆動力が得られない場合が想定される。

一方、ハイブリッド車両において、エンジンを用いるＨＥＶモードの際には燃費や車両の走行性能上から変速段の切り替え（変速比の変更）が有効であるが、ＥＶモードの際には変速比の変更は必ずしも有効でない。このような観点から、ＨＥＶモードとＥＶモードとで変速機の使用態様を変更することも、車両の性能向上の観点から好ましい。
さらに、このように変速機の使用態様を変更するものにおいても、エンジン停止時には常に走行用のモータによってオイルポンプを駆動する構成を採用できることが好ましい。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、走行に使用しているモータでエンジンを始動するハイブリッド車両において、車両走行中に、モータでエンジンを始動する際のモータによる走行用駆動力の低下を抑制することができるようにした、無段変速機付きハイブリッド車両を提供することを第１の目的とする。
また、ＨＥＶモードとＥＶモードとで変速機の使用態様を変更して車両の性能向上を図りつつ、駆動力伝達経路を変更してもエンジン停止時に走行用のモータによってオイルポンプを駆動できるようにすることを目的に加えることができる。

（１）上記の目的を達成するために、本発明の無段変速機付きハイブリッド車両は、駆動輪を駆動するエンジンと、前記エンジンと前記駆動輪との間に設けられた無段変速機と、前記無段変速機と前記エンジンとの間に設けられたモータと、前記エンジンと前記モータとの間に設けられたクラッチと、前記モータの駆動力を、前記無段変速機を介して前記駆動輪に伝達する第１の駆動力伝達経路と、前記モータの駆動力を、前記無段変速機を介さずに前記駆動輪に伝達する第２の駆動力伝達経路と、前記モータの駆動力の伝達経路を、前記第１の駆動力伝達経路と前記第２の駆動力伝達経路とで切り替える切替機構と、前記エンジンを停止して前記モータの駆動力のみで走行しているＥＶモードから、前記エンジン及び前記モータの駆動力で走行するＨＥＶモードに切り替えるときに、前記伝達経路を、前記第２の駆動力伝達経路から前記第１の駆動力伝達経路に切り替えて、前記クラッチを締結してから、前記無段変速機の変速比をロー側からハイ側に変速し、前記モータで前記エンジンをクランキングする制御手段とをそなえていることを特徴としている。

（２）前記モータから前記駆動輪までにおいて、前記無段変速機の変速比が最ローにある場合の前記第１の駆動力伝達経路の減速比と、前記第２の駆動力伝達経路の固定減速比とが、同一であることが好ましい。

（３）前記切替機構は、ドグクラッチであって、前記ドグクラッチは、前記無段変速機の変速比が最ローの場合に、前記第１の駆動力伝達経路の回転と、前記第２の駆動力伝達経路の回転とが同期している位置に設けられていることが好ましい。

（４）オイルポンプを有し、前記オイルポンプは、前記第１の駆動力伝達経路と前記第２の駆動力伝達経路とが分岐する前の共通の伝達経路に接続されていることが好ましい。
（５）前記オイルポンプは、可変容量型オイルポンプであることが好ましい。

（１）本発明の無段変速機付きハイブリッド車両によれば、ＥＶモードからＨＥＶモードに切り替えるときに、モータから駆動輪への駆動力の伝達達経路を、第２の駆動力伝達経路から第１の駆動力伝達経路に切り替えて、エンジンとモータとの間のクラッチを締結してから、無段変速機の変速比をロー側からハイ側に変速し、モータでエンジンをクランキングする。

車両の走行中に、変速比をロー側からハイ側に変速すると、無段変速機のイナーシャエネルギーがモータによるエンジンのクランキングをアシストするので、その分、エンジンの始動に消費するモータの駆動力を小さくでき、車両の走行に用いるモータの駆動力を増大することができる。

また、ＥＶモードでは、無段変速機を介さずに駆動輪に伝達する第２の駆動力伝達経路を用いて、モータの駆動力を駆動輪に伝達するので、いわゆる直結に近い状態となって、モータの駆動力を効率よく駆動輪に伝達することができる。ＨＥＶモードでは、無段変速機を介して駆動輪に伝達する第１の駆動力伝達経路を用いて、エンジン及びモータの駆動力を駆動輪に伝達するので、エンジンの出力効率の良い回転域を利用することができる。

（２）無段変速機の変速比が最ローにある場合の第１の駆動力伝達経路の減速比と、第２の駆動力伝達経路の固定減速比とが同一であれば、無段変速機の変速比を最ローとすることにより、第１の駆動力伝達経路と第２の駆動力伝達経路とで常に回転が同期している部分が存在し、この同期している部分に切替機構を設ければ、伝達経路の切り替えの際に回転同期のための機構や制御を使用することなく、伝達経路の切り替えを速やか且つ容易に行なうことができる。

（３）回転同期のための機構や制御が不要であれば、切替機構に、シンプルなドグクラッチを適用しても何ら支障がなく、その構成を簡素なものにすることができる。

（４）オイルポンプが共通の伝達経路に接続されているので、第１の駆動力伝達経路で駆動力が伝達されても第２の駆動力伝達経路で駆動力が伝達されてもオイルポンプを駆動することができる。これにより、エンジンの作動停止に関わらず、補助的なモータを利用しないでオイルポンプを駆動することができ、要求される個所へのオイルの供給を常時行うことができる。

（５）オイルポンプが可変容量型オイルポンプであれば、オイル要求に応じてポンプを作動させて、エネルギー効率よく必要なオイルの供給を行なうことができる。

本発明の一実施形態にかかる無段変速機付きハイブリッド車の駆動系の模式的な構成図である。 本発明の一実施形態にかかる無段変速機付きハイブリッド車のエンジンに対する動力伝達系統の各軸位置を示すエンジンの端面図である。 本発明の一実施形態にかかる無段変速機付きハイブリッド車のＥＶ走行にかかる無段変速機の変速比制御を説明するグラフである。 本発明の一実施形態にかかる無段変速機付きハイブリッド車のＥＶモードでの走行にかかるフローチャートである。 本発明の一実施形態にかかる無段変速機付きハイブリッド車のＨＥＶモードでの走行にかかるフローチャートである。 本発明の一実施形態にかかる無段変速機付きハイブリッド車の停止から発進にかけての各関連パラメータの変遷を示すタイムチャートである。 本発明の一実施形態にかかる無段変速機付きハイブリッド車の駆動走行時（力行時）における各関連パラメータの変遷を示すタイムチャートである。 本発明の一実施形態にかかる無段変速機付きハイブリッド車の制動時（減速時）における各関連パラメータの変遷を示すタイムチャートである。

以下、図面を参照して本実施形態にかかる無段変速機付きハイブリッド車を説明する。
なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。また、以下の説明において、無段変速機の「変速比」は、当該無段変速機の入力回転速度を出力回転速度で割って得られる値である。また、「最ロー変速比」は当該無段変速機の最大変速比、「最ハイ変速比」は当該無段変速機の最小変速比である。

〔構成〕
図１，図２に示すように、この無段変速機付きハイブリッド車の駆動系は、エンジン１と、無段変速機３と、無段変速機３とエンジン１との間に設けられたモータ（モータジェネレータ）２と、エンジン１とモータ２との間に設けられた第１クラッチ（摩擦クラッチ）４と、無段変速機３と駆動輪８に駆動力を配分する差動機構７との間に設けられた第２クラッチ（摩擦クラッチ）５とをそなえている。また、モータ２と差動機構７との間には、第３クラッチ（ドグクラッチ）６が介装されている。なお、第１クラッチ４及び第２クラッチ５は開放と締結の他に滑り係合可能な摩擦クラッチである。また、各クラッチ４，５，６は図示しない油圧制御バルブを通じた油圧制御によって接続（締結や係合）及び切り離し（開放）を制御される。

詳細に説明すると、エンジン１の出力軸１１にはダンパー内蔵リングギヤ１２が装着され、このダンパー内蔵リングギヤ１２に隣接して出力軸１１の端部とモータ２の回転軸２１の一端との間に第１クラッチ４が装備されている。

モータ２の回転軸２１の他端にはギヤ２２が装備され、無段変速機３のプライマリ軸（第１回転軸）３１ａにはギヤ３１ｅが装備され、これらのギヤ２２，３１ｅは、直接または間接的に噛み合って第１ギヤ機構２３が構成されている。この第１ギヤ機構２３を通じて、モータ２の回転軸２１から無段変速機３のプライマリ軸３１ａに駆動力が伝達される。

また、モータ２の回転軸２１には、モータ２の本体とギヤ２２との間にギヤ２４が装備され、このギヤ２４には、オイルポンプ９の回転軸９ａに装備されたギヤ９ｂが直接または間接的に噛み合って第２ギヤ機構２５が構成されている。この第２ギヤ機構２５を通じて、モータ２の回転軸２１からオイルポンプ９の回転軸９ａに駆動力が伝達されて、オイルポンプ９が作動する。オイルポンプ９から吐出された作動油は、無段変速機３や各クラッチ４，５，６の制御や潤滑、冷却のために用いられる。

無段変速機３は、プライマリ軸３１ａに固定された固定プーリ３１ｂと、プライマリ軸３１ａに軸方向移動可能に装備された可動プーリ３１ｃとにより構成されたプライマリプーリ３１と、プライマリ軸３１ａと平行に装備されたセカンダリ軸（第２回転軸）３２ａに固定された固定プーリ３２ｂと、セカンダリ軸３２ａに軸方向移動可能に装備された可動プーリ３２ｃとにより構成されたセカンダリプーリ３２と、プライマリプーリ３１とセカンダリプーリ３２とに架け渡されたベルト（又はチェーン）３３とから構成された、ベルト式無段変速機である。

無段変速機３は、各可動プーリ３１ｃ，３２ｃに隣接した油室３１ｄ，３２ｄ内の作動油の油圧を変更しながら作動油量を調整して、各可動プーリ３１ｃ，３２ｃを移動させることにより、変速比ｉｐが調整される。この変速比調整の際には、各油室３１ｄ，３２ｄには、オイルポンプ９により加圧された作動油が図示しない油圧制御バルブを介して適宜供給される。

無段変速機３のセカンダリ軸３２ａは、第２クラッチ５を介して変速機出力軸３５と接続される。変速機出力軸３５には、ギヤ３５ａが装備され、このギヤ３５ａは、差動機構７の入力ギヤ７１と直接または間接的に噛み合って、第３ギヤ機構３６を構成している。これにより、第２クラッチ５が接続されると（この場合、ドグクラッチ６は切り離されている）、モータ２の回転軸２１から、無段変速機３，第２クラッチ５，変速機出力軸３５及び第３ギヤ機構３６を介して差動機構７に駆動力が伝達される。このように、モータ２の駆動力を、無段変速機３を介して駆動輪８に伝達する駆動力の伝達経路を第１の駆動力伝達経路ＰＴ１とする。

ドグクラッチ６は、駆動側部材６１を備えた入力ギヤ６２が被駆動側部材６３を備えた出力軸６４に回転自在に装備され、駆動側部材６１と被駆動側部材６３とが係合すると、出力軸６４は入力ギヤ６２と一体に回転する。

ドグクラッチ６の入力ギヤ６２は、モータ２の回転軸２１の他端のギヤ２２と直接または間接的に噛み合って第４ギヤ機構２６を構成している。この第４ギヤ機構２６を通じて、モータ２の回転軸２１からドグクラッチ６の駆動側部材６１に駆動力が伝達される。また、ドグクラッチ６の出力軸６４にはギヤ６５が装備され、このギヤ６５は、変速機出力軸３５のギヤ３５ａと噛み合って第５ギヤ機構２７を構成している。第２クラッチ５が切り離されてドグクラッチ６が接続されると、モータ２の回転軸２１から、第４ギヤ機構２６，ドグクラッチ６，出力軸６４，第５ギヤ機構２７及び第３ギヤ機構３６を介して差動機構７に駆動力が伝達される。このように、モータ２の駆動力を、無段変速機３を介さず駆動輪８に直接伝達する駆動力の伝達経路を第２の駆動力伝達経路ＰＴ２とする。

なお、第２クラッチ５を接続（オン）してドグクラッチ６を開放すれば、モータ２と駆動輪８との間の駆動力の伝達経路は、第１の駆動力伝達経路ＰＴ１となり、第２クラッチ５を切り離し（オフ）してドグクラッチ６を締結すれば、モータ２と駆動輪との間の駆動力の伝達経路は、第２の駆動力伝達経路ＰＴ２となるので、第２クラッチ５及びドグクラッチ６は、モータ２と駆動輪８との間の駆動力の伝達経路を切り替える切替機構を構成する。また、オイルポンプ９は、モータ２の回転軸２１に第２ギヤ機構２５を介して接続されるため、駆動力の伝達経路が、第１の駆動力伝達経路ＰＴ１であっても第２の駆動力伝達経路ＰＴ２であっても駆動することができる。

また、モータ２から駆動輪８までにおける減速比は、第２の駆動力伝達経路ＰＴ２では、各ギヤの歯数等の機械的な設定から固定減速比となり、第１の駆動力伝達経路ＰＴ１では、無段変速機３の変速比ｉｐに応じた可変の減速比となるが、ここでは、第２の駆動力伝達経路ＰＴ２の固定減速比が、無段変速機３が最ローとなった時の第１の駆動力伝達経路ＰＴ１の減速比と同一になるように設定されている。

この無段変速機付きハイブリッド車は、制御手段である統合ＥＣＵ１００によって運転モードを切り替えられるようになっている。この統合ＥＣＵ１００は、運転モードの切り替えにあたって、エンジン１，モータ２，無段変速機３，及び各クラッチ４，５，６等を制御する。また、エンジン１，モータ２及び無段変速機３の各制御は、エンジンＥＣＵ１０１，モータＥＣＵ１０２及び変速機ＥＣＵ１０３を介して行なう。なお、各ＥＣＵ１００〜１０３は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵでの演算結果等が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート、時間をカウント（計測）するタイマー等を備えたコンピュータにより構成される。

運転モードには、車両の駆動運転に関して、モータ２の駆動力のみによって車両を走行させるＥＶ走行（モータＥＶ走行）を行なうＥＶモードと、エンジン１の機動力とモータ２の駆動力とによって車両を走行させるＨＥＶ走行を行なうＨＥＶモードと、エンジン１の駆動力のみによって車両を走行させるエンジン走行を行なうエンジンモードとがある。

また、運転モードには、車両の制動運転に関して、モータ２を発電機として作動させ発電負荷によってエンジンブレーキ相当の制動力を発生させて車両を制動させる回生走行（モータ回生走行）を行なう回生ブレーキモードと、エンジン１を作動させエンジンブレーキによる制動力を発生させて車両を制動させるエンジンブレーキ走行を行なうエンジンブレーキモードとがある。

例えば、アクセルオンでブレーキオフの駆動運転中であれば、バッテリの充電状態（以下、単にＳＯＣと言う）が下限値ＳＯＣ_ｍｉｎよりも大きいことを前提に、車両の発進時には、第１クラッチ４を切り離し、ＥＶモードを選択してＥＶ走行をする。また、発進後の走行時には、ドライバの出力要求が基準値以上であれば、ＨＥＶモードを選択し、ドライバの出力要求が基準値未満であれば、ＥＶモードを選択する。また、ＳＯＣが下限値ＳＯＣ_ｍｉｎ以下なら、エンジンモードを選択してエンジン走行をする。

下記の表１に示すように、ＥＶ走行では、第１クラッチ（ＣＬ１）４及び第２クラッチ（ＣＬ２）５を切り離し、ドグクラッチ（ＤＯＧ）６を結合させ、エンジン（ＥＮＧ）１を停止、モータ（Ｍ／Ｇ）２を作動させる。無段変速機（ＣＶＴ）３の変速比ｉｐは、車速Ｖ_ｓｐが所定車速Ｖ_ｓｐ０未満の低中車速域では最ローに固定し、車速Ｖ_ｓｐが所定車速Ｖ_ｓｐ０以上の高車速域では図示しない変速マップのＥＶ変速線に沿って切り替える。

また、表１に示すように、ＨＥＶ走行では、第１クラッチ（ＣＬ１）４及び第２クラッチ（ＣＬ２）５を結合させ、ドグクラッチ（ＤＯＧ）６を切り離し、エンジン（ＥＮＧ）１及びモータ（Ｍ／Ｇ）２を作動させる。無段変速機（ＣＶＴ）３の変速比ｉｐは、図示しない変速マップの通常の変速線に沿って切り替える。

つまり、図３に示すように、ＥＶ走行において、車速Ｖ_ｓｐが所定車速Ｖ_ｓｐ０未満の低中車速域では、変速比ｉｐを直線Ｌ１で示すように最ローに固定し、モータ２の回転数の変更によって車速を変更するが、モータ２の回転数が上限（ＭＡＸ）に達すると、直線Ｌ２で示すようにモータ２の回転数をこの上限回転数に固定し、無段変速機３の変速比ｉｐの変更によって車速を変更する。したがって、所定車速Ｖ_ｓｐ０は、変速比ｉｐを最ローの場合におけるモータ２から駆動輪８に至る減速比と、モータ２の上限回転数とによって決まる速度である。

一方、アクセルオフでブレーキオンの制動中であれば、ＳＯＣが上限値ＳＯＣ_ｍａｘ未満であることを前提に、回生ブレーキモードを選択してモータ回生走行をする。また、ＳＯＣが上限値ＳＯＣ_ｍａｘ以上であれば、エンジンブレーキモードを選択してエンジンブレーキ走行を行なう。

下記の表１に示すように、モータ回生走行では、車速Ｖ_ｓｐが所定車速Ｖ_ｓｐ１未満の低中車速域では、第１クラッチ（ＣＬ１）４及び第２クラッチ（ＣＬ２）５を切り離し、ドグクラッチ（ＤＯＧ）６を結合させ、エンジン（ＥＮＧ）１を停止、モータ（Ｍ／Ｇ）２を作動させる。無段変速機（ＣＶＴ）３の変速比ｉｐは、最ローに固定する。

また、表１に示すように、モータ回生走行で、車速Ｖ_ｓｐが所定車速Ｖ_ｓｐ１以上の高車速域では、第１クラッチ（ＣＬ１）４及び第２クラッチ（ＣＬ２）５を結合させ、ドグクラッチ（ＤＯＧ）６を切り離し、エンジン（ＥＮＧ）１を燃料カット（ＦｕｅｌＣｕｔ）状態としてエンジンブレーキ作動させ及びモータ（Ｍ／Ｇ）２を回生作動させる。無段変速機（ＣＶＴ）３の変速比ｉｐは、図示しない変速マップの通常の変速線に沿って切り替える。

また、エンジンブレーキ走行では、モータ回生走行の車速Ｖ_ｓｐが高車速域の場合と同様に、第１クラッチ（ＣＬ１）４及び第２クラッチ（ＣＬ２）５を結合させ、ドグクラッチ（ＤＯＧ）６を切り離し、エンジン（ＥＮＧ）１を燃料カット（ＦｕｅｌＣｕｔ）状態で作動させ及びモータ（Ｍ／Ｇ）２を無負荷状態とする。

そして、本ハイブリッド車両では、走行中のエンジン再始動の際に、統合ＥＣＵ１００が特有の制御を行なう。つまり、走行中に、ＥＶモードからＨＥＶモードに切り替える際には、モータ２の回転軸２１から駆動輪８に至る駆動力の伝達経路を変更すると共に、エンジン１をクランキングすることが必要になる。

ＥＶモードの低中車速域では、駆動力をモータ２の回転軸２１から無段変速機３を介さず駆動輪８に直接伝達する第２の駆動力伝達経路ＰＴ２を選択しており、ＨＥＶモードに切り替えるには、伝達経路を、駆動力をモータ２の回転軸２１から無段変速機３を介して駆動輪８に伝達する第１の駆動力伝達経路ＰＴ１に切り替える。したがって、切り離されていた第２クラッチ（ＣＬ２）５を結合させ、締結していたドグクラッチ（ＤＯＧ）６を開放する。

また、エンジン１をクランキングするには、モータ２の駆動力を利用する。そこで、切り離されていた第１クラッチ（ＣＬ１）４を結合させる。この第１クラッチ（ＣＬ１）４の結合段階から無段変速機３の変速比ｉｐをロー側からハイ側に変更する。ＥＶモードで低中速走行している場合には、無段変速機３の変速比ｉｐは最ローになっているので、無段変速機３の変速比ｉｐを通常の変速線に沿ったものに変更する。ＥＶモードで高速走行している場合には、第１の駆動力伝達経路ＰＴ１で駆動力を伝達しているため、伝達経路の切り替えは行わないが、無段変速機３の変速比ｉｐはＥＶ変速線に沿ったものになっているので、無段変速機３の変速比ｉｐを通常の変速線に沿ったものに変更する。

通常の変速線に沿った変速比ｉｐは、ＥＶ変速線に沿ったものよりもハイ側（高速側）であり、もちろん、最ローよりもハイ側（高速側）である。したがって、モードの切り替えに伴って、無段変速機３の変速比ｉｐがロー側からハイ側に変更されることになる。この変速比ｉｐのハイ側への変更は、無段変速機３のイナーシャエネルギー（イナーシャトルク）がモータ２に加えられることになる。この結果、無段変速機３のイナーシャエネルギーがモータによるエンジンのクランキングをアシストするので、その分、エンジン１の始動に消費するモータ２の駆動力を小さくでき、車両の走行に用いるモータ２の駆動力を増大することができるようになっている。

なお、オイルポンプ９は、可変容量型オイルポンプであって、統合ＥＣＵ１００によって、要求に応じた吐出量で作動油を吐出するように制御される。例えば、無段変速機３を使用しない第２の駆動力伝達経路ＰＴ２を選択している場合には、無段変速機３の可動プーリ３１ｃ，３２ｃの推力のための作動油は不要となるので作動油の要求は少なく吐出量は僅かになり、無段変速機３を使用する第１の駆動力伝達経路ＰＴ１を選択している場合には、上記推力のための作動油が必要であり作動油の要求は多いため吐出量は多くなる。

〔作用及び効果〕
本実施形態にかかる無段変速機付きハイブリッド車は、上述のように構成されているので、例えば、アクセルオンでブレーキオフの駆動走行時（力行時）における制御は、図４のフローチャートに示すように行なうことができ、アクセルオフでブレーキオンの制動時における制御は、図５のフローチャートに示すように行なうことができる。

なお、図４，図５の各処理は、車両のキースイッチオンで開始し、キースイッチオフで終了する。また、図４，図５中の「リターン」は、予め設定された所定の制御周期後に、最上流ステップに戻ることを意味し、各フローチャート内で上流側のステップに戻る場合も、上記所定の制御周期後に戻ることを意味する。

駆動走行時における制御では、図４に示すように、まず、アクセルオンで且つブレーキオフであるか否かが判定され（ステップＡ１０）、アクセルオンで且つブレーキオフが成立しなければリターンし、アクセルオンで且つブレーキオフが成立すれば、バッテリの充電状態ＳＯＣが下限値ＳＯＣ_ｍｉｎよりも大きいか否かを判定する（ステップＡ２０）。

ここで、ＳＯＣが下限値ＳＯＣ_ｍｉｎよりも大きいと、車両への要求馬力及び要求駆動トルクをそれぞれ上限値Ｐ０，Ｔ_ｍａｘよりも低いか否かを判定する（ステップＡ３０）。要求馬力及び要求駆動トルクは、車速Ｖ_ｓｐ及びアクセル開度から導出する。要求馬力の上限値Ｐ０及び要求駆動トルクの上限値Ｔ_ｍａｘはそれぞれモータ２の規格から決まる。

要求馬力が上限値Ｐ０よりも低く、且つ、要求駆動トルクが上限値Ｔ_ｍａｘよりも低ければ、ＥＶモードを選択する。つまり、まず、第１クラッチ（ＣＬ１）４をオフ（切り離し）して、エンジン１を停止する（ステップＡ４０）。そして、車速Ｖ_ｓｐが所定車速Ｖ_ｓｐ０未満であるか否かを判定する（ステップＡ５０）。

ここで、車速Ｖ_ｓｐが所定車速Ｖ_ｓｐ０未満でなければ、ドグクラッチ（ＤＯＧ）６を開放して（ステップＡ１１０）、モータ２の回転数Ｎ_ｍを上限値（ＭＡＸ値）Ｎ_ｍ０で一定になるように保持して無段変速機３の変速比ｉｐの制御によって車速を変更し（ステップＡ１１２）、ＥＶ走行が実施される（ステップＡ１２０）。つまり、車速Ｖ_ｓｐが所定車速Ｖ_ｓｐ０以上の高車速域なので、モータ２の回転数Ｎ_ｍを上限値（ＭＡＸ値）Ｎ_ｍ０で一定になるように保持して無段変速機３の変速比ｉｐの制御によって車速を変更しながら、モータ２の駆動力のみによって車両を走行させるＥＶ走行が実施される。

一方、車速Ｖ_ｓｐが所定車速Ｖ_ｓｐ０未満であれば、ドグクラッチ（ＤＯＧ）６が締結されているか否かを判定する（ステップＡ６０）。
ドグクラッチ６が締結されていなければ、オイルポンプ（可変容量ポンプ）９の吐出量を大として、無段変速機（ＣＶＴ）３の変速比ｉｐを最ローに指示し、第２クラッチ（ＣＬ２）５をオフ（切り離し）とする（ステップＡ７０）。その後、変速比ｉｐが略最ローになったか否か、つまり、略最ロー付近に基準変速比ｉｐ０を設定し、プライマリ軸やセカンダリ軸等の回転センサ情報等から算出される変速比ｉｐが基準変速比ｉｐ０まで低下したか否かを判定する（ステップＡ８０）。

変速比ｉｐが略最ローまで低下しなければ、次の制御周期でステップＡ７０にリターンし、変速比ｉｐが略最ローになるまで、このステップＡ７０の処理を実施する。オイルポンプ９の吐出量を大としているので、変速比ｉｐは速やかに略最ローになる。
ドグクラッチ５を用いた第２の駆動力伝達経路ＰＴ２の固定減速比が、無段変速機３が最ローとなった時の第１の駆動力伝達経路ＰＴ１の減速比と同一になるように設定されているので、変速比ｉｐが略最ローであれば、ドグクラッチ６の前後（駆動側部材６１と被駆動側部材６３）が同期回転するので、変速比ｉｐを略最ローとすることにより、ドグクラッチ６を円滑に締結させることができる。

そして、変速比ｉｐが略最ローになったら、ドグクラッチ５を締結して、オイルポンプ９の吐出量を最小とする（ステップＡ９０）。なお、ステップＡ６０でドグクラッチ６が締結されていると判定された場合も、オイルポンプ９の吐出量を最小に保持する（ステップＡ１００）。

これにより、モータ２の駆動力を、無段変速機３を介さず駆動輪８に直接伝達する第２の駆動力伝達経路ＰＴ２が選択され、ＥＶ走行が実施される（ステップＡ１２０）。つまり、モータ２の駆動力のみによって車両を走行させる。この状況のＥＶ走行では、車速Ｖ_ｓｐが所定車速Ｖ_ｓｐ０未満の低中車速域であれば、変速比ｉｐを最ローに保持して、モータ２の回転速度制御によって車速を変更する。

一方、ステップＡ３０で、要求馬力が上限値Ｐ０よりも低く且つ要求駆動トルクが上限値Ｔ_ｍａｘよりも低いという条件が満たされないと判定されれば、ＨＥＶモードを選択する。つまり、まず、ドグクラッチ６を開放して（ステップＡ１３０）、オイルポンプ９の吐出量を大として（ステップＡ１４０）、第１クラッチ（ＣＬ１）４を締結する（ステップＡ１５０）。

そして、無段変速機３の変速比ｉｐを変速線上の変速比にアップシフトさせ、このアップシフトに伴うイナーシャエネルギーをモータ２によるエンジン１のクランキングのアシスト（スタータアシスト）に用いながら、エンジン１を始動させる（ステップＡ１６０）。

このように、車速Ｖｓｐが所定車速Ｖｓｐ０より低い低中車速域では、ＥＶモードからＨＥＶモードに切り替えるときに、モータ２から駆動輪８への駆動力の伝達達経路を、第２の駆動力伝達経路ＰＴ２から第１の駆動力伝達経路ＰＴ１に切り替えて、エンジン１とモータ２との間のクラッチ４を締結してから、無段変速機３の変速比をロー側からハイ側に変速し、モータ２でエンジン１をクランキングするので、変速比ｉｐをロー側からハイ側に変速する際の無段変速機３のイナーシャエネルギーがモータ２によるエンジン１のクランキングをアシストすることになり、その分、エンジン１の始動に消費するモータ２の駆動力を小さくでき、車両の走行に用いるモータ２の駆動力の減少を抑制、即ち、駆動力を増大することができる。

この後、エンジン１の回転制御を実施して第２クラッチ（ＣＬ２）５の前後間（入出力間）を回転同期させる（ステップＡ１７０）。さらに、第２クラッチ５の前後間の回転同期が完了したか否かを判定し（ステップＡ１８０）、回転同期が完了しなければ、次の制御周期でステップＡ１７０にリターンし、第２クラッチ５の前後間の回転同期が完了するまで、このステップＡ１７０の処理を実施する。

第２クラッチ５の前後間の回転同期が完了したら、第２クラッチ５を締結する（ステップＡ１９０）。そして、オイルポンプ９の吐出量を要求に応じた最適値とする（ステップＡ２００）。これにより、モータ２の駆動力を、無段変速機３を介して駆動輪８に伝達する第１の駆動力伝達経路ＰＴ１が選択され、ＨＥＶ走行が実施される（ステップＡ２１０）。つまり、エンジン１の機動力とモータ２の駆動力とによって車両を走行させる。

また、ステップＡ２０で、バッテリの充電状態ＳＯＣが下限値ＳＯＣ_ｍｉｎよりも大きくないと判定されると、エンジンモードを選択する。つまり、まず、ドグクラッチ６を開放して（ステップＡ２２０）、オイルポンプ９を固有吐出量を大として（ステップＡ２３０）、第１クラッチ（ＣＬ１）４を締結する（ステップＡ２４０）。

そして、無段変速機３の変速比ｉｐを変速線上の変速比にアップシフトさせ、このアップシフトに伴うイナーシャエネルギーをモータ２によるエンジン１のクランキングのアシスト（スタータアシスト）に用いながら、エンジン１を始動させる（ステップＡ２５０）。

このように、車速Ｖｓｐが所定車速Ｖｓｐ０より低い低中車速域では、ＥＶモードからエンジンモードに切り替えるときにも、エンジン１やモータ２から駆動輪８への駆動力の伝達達経路を、第２の駆動力伝達経路ＰＴ２から第１の駆動力伝達経路ＰＴ１に切り替えて、エンジン１とモータ２との間のクラッチ４を締結してから、無段変速機３の変速比ｉｐをロー側からハイ側に変速し、モータ２でエンジン１をクランキングするので、変速比ｉｐをロー側からハイ側に変速する際の無段変速機３のイナーシャエネルギーがモータ２によるエンジン１のクランキングをアシストすることになり、その分、エンジン１の始動に消費するモータ２の駆動力を小さくでき、車両の走行に用いるモータ２の駆動力の減少を抑制、即ち、駆動力を増大することができる。

この後、エンジン１の回転制御を実施して第２クラッチ（ＣＬ２）５の前後間（入出力間）を回転同期させる（ステップＡ２６０）。さらに、第２クラッチ５の前後間の回転同期が完了したか否かを判定し（ステップＡ２７０）、回転同期が完了しなければ、次の制御周期でステップＡ２６０にリターンし、第２クラッチ５の前後間の回転同期が完了するまで、このステップＡ２６０の処理を実施する。

第２クラッチ５の前後間の回転同期が完了したら、第２クラッチ５を締結する（ステップＡ２８０）。そして、オイルポンプ９の吐出量を要求に応じた最適値とする（ステップＡ２９０）。これにより、モータ２の駆動力を、無段変速機３を介して駆動輪８に伝達する第１の駆動力伝達経路ＰＴ１が選択され、ＨＥＶ走行が実施される（ステップＡ３００）。つまり、エンジン１の駆動力のみによって車両を走行させる。このとき、モータ２を発電状態にして必要な電力をバッテリに充電することもできる。

制動中における制御では、図５に示すように、まず、アクセルオフで且つブレーキオンであるか否かが判定され（ステップＢ１０）、アクセルオフで且つブレーキオンが成立しなければリターンし、アクセルオフで且つブレーキオンが成立すれば、ＳＯＣが上限値ＳＯＣ_ｍａｘよりも小さいか否かを判定する（ステップＢ２０）。充電状態ＳＯＣが上限値ＳＯＣ_ｍａｘよりも小さければ、バッテリへの充電が可能であり、次に、車速Ｖ_ｓｐが所定車速Ｖ_ｓｐ１未満であるか否かを判定する（ステップＢ３０）。所定車速Ｖｓｐ１は、所定車速Ｖｓｐ０に対しヒステリシスを持たせるため、所定車速Ｖｓｐ１は、所定車速Ｖｓｐ０より低く設定されている。

車速Ｖ_ｓｐが所定車速Ｖ_ｓｐ１未満の低中車速域では、第１クラッチ（ＣＬ１）をオフ（切り離し）にし、エンジン１を停止し、第２クラッチ（ＣＬ２）をオフ（切り離し）にする（ステップＢ４０）。そして、モータ２の回転数を、ドグクラッチ６の前後（駆動側部材６１と被駆動側部材６３）が同期する回転数まで引き上げると共に、オイルポンプ（可変容量ポンプ）９の吐出量を最小とする（ステップＢ５０）。

次に、ドグクラッチ６の前後が回転同期したか否かを判定する（ステップＢ６０）。ドグクラッチ６の前後が回転同期しなければ、次の制御周期でステップＢ５０にリターンし、モータ２の回転数を制御して、ドグクラッチ６の前後を回転同期させる。これにより、ドグクラッチ６の前後は回転同期したら、ドグクラッチ６を締結し（ステップＢ７０）、モータ２を発電機として作動させ発電負荷によってエンジンブレーキ相当の制動力を発生させ車両を制動する回生走行（モータ回生走行）を行なう（ステップＢ８０）。

一方、車速Ｖ_ｓｐが所定車速Ｖ_ｓｐ１以上の高車速域では、第１クラッチ（ＣＬ１）を締結状態にし、第２クラッチ（ＣＬ２）も締結状態にする（ステップＢ２００）。そして、ドグクラッチ６の開放状態として（ステップＢ２１０）、エンジンブレーキとモータ回生とを併用して走行する（ステップＢ２２０）。エンジンブレーキは、エンジン１を燃料カット操作して実施する。

また、ステップＢ２０において、充電状態ＳＯＣが上限値ＳＯＣ_ｍａｘ以上であれば、バッテリへの充電が可能でないので、エンジンブレーキのみを作動させる。つまり、まず、エンジン１が停止しているか否かを判定し（ステップＢ９０）、エンジン１が停止していなければ、エンジン１を燃料カット操作してエンジンブレーキ走行をする（ステップＢ１９０）。

エンジン１が停止している場合、エンジン１を始動させる必要があり、まず、モータ２を一瞬力行させて、ドグクラッチ６を開放する（ステップＢ１００）。モータ２を一瞬力行させることによりドグクラッチ６の動力伝達負荷が軽減されるので、ドグクラッチ６を円滑で速やかに開放することができる。

次に、オイルポンプ（可変容量ポンプ）９の吐出量を大にして（ステップＢ１１０）、第１クラッチ（ＣＬ１）を締結状態にする（ステップＢ１２０）。そして、無段変速機３の変速比ｉｐを変速線上の変速比にアップシフトさせ、このアップシフトに伴うイナーシャエネルギーをモータ２によるエンジン１のクランキングのアシスト（スタータアシスト）に用いながら、エンジン１を始動させる（ステップＢ１３０）。

このように、制動中において、ＥＶモードからエンジンモードに切り替えるとき、エンジン１やモータ２から駆動輪８への駆動力の伝達達経路を、第２の駆動力伝達経路ＰＴ２から第１の駆動力伝達経路ＰＴ１に切り替えて、エンジン１とモータ２との間のクラッチ４を締結してから、無段変速機３の変速比ｉｐをロー側からハイ側に変速し、モータ２でエンジン１をクランキングするので、変速比ｉｐをロー側からハイ側に変速する際の無段変速機３のイナーシャエネルギーがモータ２によるエンジン１のクランキングをアシストする。ことになり、その分、エンジン１の始動に消費するモータ２の駆動力を小さくでき、制動時の制動トルクの変動を抑制し、滑らかな制動を実現することができる。

そして、この後、エンジン１の回転制御を実施して第２クラッチ（ＣＬ２）５の前後間（入出力間）を回転同期させる（ステップＢ１４０）。さらに、第２クラッチ５の前後間の回転同期が完了したか否かを判定し（ステップＢ１５０）、回転同期が完了しなければ、次の制御周期でステップＢ１４０にリターンし、第２クラッチ５の前後間の回転同期が完了するまで、このステップＢ１４０の処理を実施する。第２クラッチ５の前後間の回転同期が完了したら第２クラッチ５を締結し（ステップＢ１６０）、可変容量ポンプ９の吐出量を最適値として（ステップＢ１７０）、エンジンブレーキ走行をする（ステップＢ１８０）。

次に、図６〜図８のタイムチャートを参照して、特徴的な走行状態における関連パラメータの変遷を説明しながら、本ハイブリッド車にかかる制御例を説明する。
まず、車両の停止からＥＶモードで発進し、その後ＥＶモードからＨＥＶモードに切り替える場合の制御を説明する。図６に示すように、時点ｔ１よりも前の車両停止状態では、車速は０、エンジン回転数は０（停止）、無段変速機３の変速比ｉｐは最ロー、第１クラッチ（ＣＬ１）４及び第２クラッチ（ＣＬ２）５は何れもオフ、ドグクラッチ（ＤＯＧ）６は開放状態、モータ回転数は０（停止）、オイルポンプ（可変容量ポンプ）９の吐出量も０である。

時点ｔ１で発進操作が行なわれると、ドグクラッチ（ＤＯＧ）６のみ締結されて、モータ２が作動し、ＥＶ走行で発進がおこなわれる。無段変速機３の変速比ｉｐは最ローを保持しており、モータ２の回転数の増加に応じて車速も増加する。モータ２が作動するとオイルポンプ９も作動するが、作動油の要求が少ない段階では、オイルポンプ９の吐出量は最小とされる。

時点ｔ２でＥＶ走行からＨＥＶモードへの切り替えが判定されると、まず、無段変速機３の変速比ｉｐが最ローから若干ハイ側になるように操作してドグクラッチ６の開放のためにこの変速比状態で待機する。その後、ドグクラッチ６が開放されてから、時点ｔ３でエンジン１の始動操作が開始される。このエンジンの始動操作は、無段変速機３の変速比ｉｐをエンジン用ＣＶＴ変速線（通常の変速線）に戻していくと共に、第１クラッチ（ＣＬ１）４を係合させていく。

第１クラッチ４の係合によって、モータ２の駆動力がエンジン１に伝えられ、エンジン１のクランキングが行われる。このとき、無段変速機３の変速比ｉｐを通常の変速線に戻していくと変速比ｉｐはハイ側にシフトするため、ハイ側へのシフトに伴って発生する無段変速機３のイナーシャエネルギーがモータ２によるエンジン１のクランキング（始動）をアシストする。

また、この際には、オイルポンプ９の吐出量は大とされて、変速比ｉｐのハイ側へのシフトに要求される作動油量を確保する。
エンジン１のクランキングが完了したら、第２クラッチ（ＣＬ２）５を係合させて、第１の駆動力伝達経路ＰＴ１を完成させることにより、ＨＥＶモードに切り替わる。また、オイルポンプ９の吐出量は要求に応じて制御される。

次に、車両がＥＶモードで走行しながら車速を上昇させていく場合の制御を説明する。図７に示すように、第１クラッチ４及び第２クラッチ５は何れもオフでドグクラッチ６のみ締結した第２の駆動力伝達経路ＰＴ２を用いてＥＶ走行している際に、車速が上昇して所定車速Ｖｓｐ０に達し、時点ｔ５でモータ２が上限回転数に達すると、まず、無段変速機３の変速比ｉｐが最ローから若干ハイ側になるように操作してドグクラッチ６の開放のためにこの変速比状態で待機する。その後、ドグクラッチ６が開放されてから、時点ｔ６で、第２クラッチ５を係合させて、モータ２を上限回転数に保持しながら、無段変速機３の変速比ｉｐをハイ側に操作して車速を上昇させる。また、オイルポンプ９の吐出量は要求に応じて制御される。

次に、車両がＨＥＶモードで走行しながら減速（制動）させていく場合の制御を説明する。図８に示すように、第１クラッチ４及び第２クラッチ５は何れもオンでドグクラッチ６のみ開放した第１の駆動力伝達経路ＰＴ１を用いてＨＥＶ走行で走行していて、車速Ｖ_ｓｐが高車速（Ｖ_ｓｐ≧Ｖ_ｓｐ１）の時点で減速（制動）が開始されると、エンジン１は燃料カットされてエンジンブレーキが車両に作用し、モータ２はモータ回生によって回生制動力が車両に作用する。この高車速時には、モータ２を上限回転数に保持し無段変速機３の変速比ｉｐを制御して車速を変更するので、減速に応じるように変速比ｉｐはロー側にシフトする。

この減速によって、時点ｔ７で車速Ｖ_ｓｐが中低車速（Ｖ_ｓｐ＜Ｖ_ｓｐ１）になると、エンジン１を停止させていくと共に、第１クラッチ４及び第２クラッチ５をオフにしていく。第１クラッチ４のオフ（切り離し）が完了した時点ｔ８で、モータ２を短時間だけ力行運転してモータ２の回転数を上昇させて、ドグクラッチ６の前後を回転同期させる。時点ｔ９でドグクラッチ６の前後が回転同期したら、モータ２の力行運転を解除し、ドグクラッチ６を締結する。

これにより、第２の駆動力伝達経路ＰＴ２による無段変速機３を利用しない直結の駆動力伝達経路で、駆動輪８とモータ２とが接続され、モータ２の回生制動量をエンジンブレーキがなくなった分だけ拡大して制動が続行される。このときには、無段変速機３は動力伝達しないので、変速比ｉｐはなりゆきで決定されるが、本構造では無段変速機３のプライマリプーリ３１側がモータ２で連れ回されるので、変速比ｉｐはなりゆきでローになる。

本無段変速機付きハイブリッド車では、このようにして各制御が行われるが、ＥＶモードからＨＥＶモードに切り替えるときに、無段変速機３の変速比をロー側からハイ側に変速し、この際の無段変速機３のイナーシャエネルギーでモータ２によるエンジン１のクランキングをアシストするので、車両の走行に用いるモータ２の駆動力の減少を抑制し、駆動力を増大することができるという特徴的な効果を得ることができる。

逆に言えば、本制御を用いない場合、エンジン１のクランキング時にも車両の走行駆動力を十分に確保できるようにするには、モータ２を出力の大きい大型のものにしなくてはならないが、本制御を用いることにより、比較的出力が小さく小型のモータ２であっても、エンジン１のクランキング時にも車両の走行駆動力を十分に確保できるので、モータ２を小型化することができるとも言える。

また、オイルポンプ９に可変容量型オイルポンプを適用しているので、オイル要求に応じた吐出量となるようにオイルポンプ９を作動させて、エネルギー効率よく必要なオイルの供給を行なうことができる効果もある。
また、オイルポンプ９は、駆動力の伝達経路が、第１の駆動力伝達経路ＰＴ１であっても第２の駆動力伝達経路ＰＴ２であっても、モータ２により駆動することができるため、必要な作動油をエンジン１に依存することなく常時供給することが可能になる。

〔その他〕
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、上記の実施形態を適宜変形したり、一部を採用したりして実施することができる。
例えば、第１の駆動力伝達経路ＰＴ１と第２の駆動力伝達経路ＰＴ２とを切り替える切替機構であって、第２の駆動力伝達経路ＰＴ２を構成しモータ２と駆動輪８側とを直結する第３クラッチ６としてドグクラッチを適用しているが、第３クラッチ６はこれに限るものではない。単板クラッチや多板クラッチでもよい。

また、オイルポンプ９に可変容量型オイルポンプを適用しているが、オイルポンプ９についてもこれに限るものではなく、固定容量型オイルポンプを適用しても良い。

１ エンジン
２ モータ（モータジェネレータ）
３ 無段変速機
４ 第１クラッチ（摩擦クラッチ）
５ 切替機構としての第２クラッチ（摩擦クラッチ）
６ 切替機構としての第３クラッチ（ドグクラッチ）
７ 差動機構
８ 駆動輪
１００ 制御手段としての統合ＥＣＵ
１０１ エンジンＥＣＵ
１０２ モータＥＣＵ
１０３ 変速機ＥＣＵ
ＰＴ１ 第１の駆動力伝達経路
ＰＴ２ 第２の駆動力伝達経路

Claims (5)

1. 駆動輪を駆動するエンジンと、
   前記エンジンと前記駆動輪との間に設けられた無段変速機と、
   前記無段変速機と前記エンジンとの間に設けられたモータと、
   前記エンジンと前記モータとの間に設けられたクラッチと、
   前記モータの駆動力を、前記無段変速機を介して前記駆動輪に伝達する第１の駆動力伝達経路と、
   前記モータの駆動力を、前記無段変速機を介さずに前記駆動輪に伝達する第２の駆動力伝達経路と、
   前記モータの駆動力の伝達経路を、前記第１の駆動力伝達経路と前記第２の駆動力伝達経路とで切り替える切替機構と、
   前記エンジンを停止して前記モータの駆動力のみで走行しているＥＶモードから、前記エンジン及び前記モータの駆動力で走行するＨＥＶモードに切り替えるときに、前記伝達経路を、前記第２の駆動力伝達経路から前記第１の駆動力伝達経路に切り替えて、前記クラッチを締結してから、前記無段変速機の変速比をロー側からハイ側に変更し、前記モータで前記エンジンをクランキングする制御手段とを
   そなえていることを特徴とする無段変速機付きハイブリッド車。
2. 前記モータから前記駆動輪までにおいて、前記無段変速機の変速比が最ローにある場合の前記第１の駆動力伝達経路の減速比と、前記第２の駆動力伝達経路の固定減速比とが、同一であることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機付きハイブリッド車。
3. 前記切替機構は、ドグクラッチであって、
   前記ドグクラッチは、前記無段変速機の変速比が最ローの場合に、前記第１の駆動力伝達経路の回転と、前記第２の駆動力伝達経路の回転とが同期している位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の無段変速機付きハイブリッド車。
4. オイルポンプを有し、
   前記オイルポンプは、前記第１の駆動力伝達経路と前記第２の駆動力伝達経路とが分岐する前の共通の伝達経路に接続されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の無段変速機付きハイブリッド車。
5. 前記オイルポンプは、可変容量型オイルポンプであることを特徴とする請求項４に記載の無段変速機付きハイブリッド車。

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