JP2016141169A - 車両制動制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】自車両前方の障害物との衝突回避を図りつつ、後続車両の運転者が自車両の衝突回避に対応する挙動に追従して適切な運転操作を行うことが可能な態様で、自車両を自動的に制動させることが可能な車両制動制御装置を提供すること。
【解決手段】車両前方の障害物を検出すると共に、前記車両から前記障害物までの距離、及び前記車両に対する前記障害物の相対速度を検出する障害物検出部と、前記距離及び前記相対速度に基づき、自動的に前記車両の制動力を発生させる制動制御部と、所定の上限減速量から前記制動力の発生開始の時点に対する前記車両の車速の減速量を減じた値が所定閾値以下である場合、前記制動力の発生を抑制する制動抑制部を備え、前記上限減速量は、前記発生開始からの経過時間に応じて変化するように設定されることを特徴とする。
【選択図】図5

Description

本発明は、車両前方の障害物との衝突を回避するための車両制動制御装置に関する。
従来、自車両前方の障害物を検知し、障害物との衝突が予測された場合に自車両を自動的に制動させる自動制動装置が知られている(例えば、特許文献1)。このように、障害物との衝突が予測された場合に自車両を自動的に制動させることで、自車両前方の障害物との衝突を回避することが可能となる。
特開2012−121534号公報
しかしながら、自車両の自動制動に対応して後続車両も制動や車線変更等を行う必要がある。そのため、自車両の自動制動の態様によっては、後続車両の運転者が自車両の自動制動に追従して適切な運転操作を行うことができないおそれがある。
そこで、上記課題に鑑み、自車両前方の障害物との衝突回避を図りつつ、後続車両の運転者が自車両の衝突回避に対応する挙動に追従して適切な運転操作を行うことが可能な態様で、自車両を自動的に制動させることが可能な車両制動制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、一実施形態において、車両制動制御装置は、
車両前方の障害物を検出すると共に、前記車両から前記障害物までの距離、及び前記車両に対する前記障害物の相対速度を検出する障害物検出部と、
前記距離及び前記相対速度に基づき、自動的に前記車両の制動力を発生させる制動制御部と、
前記制動力の発生開始の時点からの前記車両の車速の減速量を所定の上限減速量から減じた値が所定閾値以下である場合、前記制動力を弱める制動抑制部を備え、
前記上限減速量は、
少なくとも前記発生開始から所定の第1時間が経過した後において、前記発生開始からの経過時間の増加に伴い、増加するように設定されることを特徴とする。
本実施の形態によれば、自車両前方の障害物との衝突回避を図りつつ、後続車両の運転者が自車両の衝突回避に対応する挙動に追従して適切な運転操作を行うことが可能な態様で、自車両を自動的に制動させることが可能な車両制動制御装置を提供することができる。
制動制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 制動制御装置(PCS−ECU)による運転支援の態様を説明する図である。 制動制御装置(PCS−ECU)による警報作動処理の一例を概念的に示すフローチャートである。 制動制御装置(PCS−ECU)による自動制動処理の一例を概念的に示すフローチャートである。 制動制御装置(PCS−ECU)による自動制動抑制処理の一例を概念的に示すフローチャートである。 上限減速量とAEB継続時間との関係を説明する図である。 AEB作動による時間経過に対する車速変化の一例を示す図である。 AEB作動による時間経過に対する車速変化の他の例を示す図である。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
[第1の実施形態]
図1は、本実施形態に係る制動制御装置1の構成の一例を示すブロック図である。以下、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」及び「下」の方向に関する記載は、車両100の前、後、左、右、上及び下を意味するものとして使用する。
制動制御装置1は、車両100に搭載され、車両100の障害物への衝突を回避するため、自動的に車両100の制動力を発生させる運転支援等を実行する。
なお、車両100は、エンジンのみを駆動力源とする車両や電動車両(ハイブリッド車、レンジエクステンダ車、電気自動車(モータのみを駆動力源とする車両))等、任意の車両であってよい。
本実施形態に係る制動制御装置1は、障害物検出部10、車速センサ20、衝突検出部30、PCS(Pre−Crash Safety)−ECU(Electric Control Unit)40、警報ブザー50、メータECU60、メータ70、ブレーキECU80、ブレーキアクチュエータ90等を含んで構成される。
障害物検出部10は、車両100前方の障害物(先行車両、歩行者、路上固定物等)を検出すると共に、車両100から障害物までの距離(以下、単に「障害物までの距離」と称する)、及び車両100に対する障害物の相対速度(以下、単に「障害物の相対速度」と称する)等を検出する。障害物検出部10は、レーダセンサ11、カメラセンサ12を含む。
レーダセンサ11は、車両100前方に検出波(電波、光波等)を送信すると共に、当該検出波に対応する反射波を受信することで、車両100前方の障害物を検出する既知の障害物検出手段であり、例えば、ミリ波レーダ、レーザレーダ等である。レーダセンサ11は、例えば、車両100のフロントバンパやフロントグリル内の左右方向における中央付近に搭載され、車両100前方に向かう所定軸(光軸)を中心に左右方向及び上下方向の所定角度範囲に向けて検出波を送信する。
カメラセンサ12は、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)等の撮像素子を用いて車両100前方を撮像すると共に、撮像画像に対して所定の画像処理を行うことで、車両100前方の障害物を検出する既知の障害物検出手段である。カメラセンサ12は、例えば、車室内のフロントウィンドウ上部の左右方向における中央付近に搭載され、車両100前方に向かう所定の撮像方向を中心に左右方向及び上下方向の所定角度範囲を撮像することができる。
障害物検出部10は、レーダセンサ11とカメラセンサ12の特性(強み)を考慮して、両者により検出される障害物までの距離及び障害物の相対速度等を統合(フュージョン)した障害物情報(障害物までの距離及び障害物の相対速度等)を生成する。障害物検出部10は、1対1で接続される通信線(じか線)や車載LAN等を通じてPCS−ECU40と通信可能に接続され、生成される障害物情報は、PCS−ECU40に送信される。
また、障害物検出部10は、車両100の前方に障害物を検出しない場合、障害物情報を送信しない、或いは、障害物が検出されていない旨を示す障害物情報を送信する。
なお、障害物検出部10は、複数の障害物を検出した場合、車両100からの距離が最も近い障害物(即ち、衝突を回避するための運転支援の対象として最も緊急度が高い障害物)に関する障害物情報をPCS−ECU40に送信してよい。
また、障害物検出部10における機能の一部は、障害物検出部10の外部(例えば、PCS−ECU40)により実行されてよい。例えば、障害物検出部10は、障害物の検出(レーダセンサ11による検出波の送信及び反射波の受信、カメラセンサ12による車両100前方の撮像等)のみを実行し、障害物までの距離及び障害物の相対速度等の検出(算出)等の処理機能は、PCS−ECU40により実行されてもよい。
車速センサ20は、車両100の車速を検出する既知の車速検出手段である。車速センサ20は、じか線や車載LAN等を通じてPCS−ECU40と通信可能に接続され、検出される車速に対応する信号(車速信号)は、PCS−ECU40に送信される。
衝突検出部30は、車両100前方の障害物との衝突を検出する衝突検出手段である。衝突検出部30は、例えば、車両100の急激な加速度の変化を検出する加速度センサ、車両100の前部の歪みを検出する歪センサ、車両100のフロントバンパ内に設けられる圧力チャンバ内の急激な圧力変化を検出する圧力センサ等を含む。そして、当該センサからの出力信号に応じて、障害物との衝突の発生を検出する。衝突検出部30は、じか線や車載LAN等を通じてPCS−ECU40と通信可能に接続され、障害物との衝突の発生を検出した場合、障害物との衝突の発生に対応する信号(衝突信号)がPCS−ECU40に送信される。
なお、衝突検出部30の機能の一部は、衝突検出部30の外部(例えば、PCS−ECU40)により実行されてもよい。例えば、衝突検出部30は、加速度センサ、歪センサ、圧力センサ等によるセンサ機能に特化し、障害物との衝突発生の検出(判定)は、衝突検出部30から送信される各センサ(加速度センサ、歪センサ、圧力センサ等)の検出信号に基づきPCS−ECU40により実行されてもよい。
PCS−ECU40は、制動制御装置1における主たる制御処理を実行する電子制御ユニットである。PCS−ECU40は、例えば、マイクロコンピュータ等により構成され、ROMに格納される各種プログラムをCPU上で実行することで以下に示す各種制御処理を実行してよい。
なお、PCS−ECU40は、じか線や車載LAN等を通じて警報ブザー50、メータECU60、ブレーキECU80等と通信可能に接続される。
PCS−ECU40は、障害物検出部10により障害物が検出されている状況で、車両100前方の障害物に衝突するまでの時間(予測時間)であるTTC(Time To Collision:衝突時間)を算出する。具体的には、障害物検出部10から受信した障害物情報(障害物までの距離D、障害物の相対速度Vr)に基づき、TTC(=D/Vr)を算出する。
なお、TTCは、障害物の相対速度の変化率、即ち、車両100に対する障害物の相対加速度(以下、単に「障害物の相対加速度」と称する)や後述する自動制動により発生する車両100の制動力に基づく減速度等を考慮して算出されてもよい。
また、PCS−ECU40は、算出したTTCに基づき、障害物検出部10により検出されている障害物と車両100との衝突を回避する運転支援を実行する。以下、PCS−ECU40により実行される運転支援の概要について図2を用いて説明する。
図2は、制動制御装置1(PCS−ECU40)による運転支援の態様を説明する図である。図2(a)は、後述する警報作動により運転者がブレーキ操作を行う場合の運転支援の態様を時系列で説明する図であり、図2(b)は、警報作動によっても運転者がブレーキ操作を行わない場合の運転支援の態様を時系列で説明する図である。図2(c)は、図2(b)における後述する運転支援(予備制動、自動制動、及びブレーキ保持)により発生する制動力(減速度)を模式的に表す図である。図2(d)は、各運転支援の作動期間を表す図であり、図2(a)、(b)に対応する。
なお、図2(a)、(b)に示す障害物としての他車両200は、停車している。
図2(a)、(b)に示すように、PCS−ECU40は、算出したTTCに基づき、障害物(他車両200)との衝突の可能性があると判断すると、車両100の運転者への警報を開始する。具体的には、警報ブザー50への作動信号の出力を開始すると共に、メータECU60への警報表示要求の出力を開始する。これにより、警報ブザー50が吹鳴する共に、メータECU60がメータ70に障害物との衝突の可能性がある旨の警告を表示させるため、車両100の運転者に障害物との衝突の可能性があることを認識させることができる。
警報作動により運転者が衝突の可能性がある旨を認識してブレーキ操作を行うと、図2(a)に示すように、PBA(Pre−crash Brake Assist)が作動開始する。即ち、PCS−ECU40は、運転者のブレーキ操作に対応する制動力にアシスト分の制動力を付加することで、障害物(他車両200)との衝突回避に必要な制動力を発生させる運転支援(PBA)を実行する。具体的には、ブレーキECU80にアシスト要求を送信することにより、ブレーキECU80がブレーキアクチュエータ90を制御して運転者のブレーキ操作に対応する制動力にアシスト分の制動力を付加した衝突回避に必要な制動力を車両100に発生させる。
一方、警報作動によっても運転者がブレーキ操作を行わない場合、図2(b)に示すように、PCS−ECU40は、算出したTTCに基づき、予備制動を開始させる。即ち、PCS−ECU40は、車両100がほとんど減速しない程度の制動力を発生させつつ、車両100の後端部に設けられるストップランプ(不図示)を点灯させる。具体的には、ブレーキECU80に予備制動要求を送信することにより、ブレーキECU80がブレーキアクチュエータ90とストップランプ(を駆動するリレー)を制御して車両100に制動力を発生させると共にストップランプを点灯させる。これにより、車両100後方の車両(後続車両)の運転者に後述する自動制動が実行される旨を予め認知させることができる。
図2(b)に示すように、運転者のブレーキ操作がない状況で、PCS−ECU40は、予備制動中、算出したTTCに基づき、障害物(他車両200)との衝突の可能性が高いと判断すると、AEB(Automatic Emergency Braking)の作動を開始させる。即ち、PCS−ECU40は、運転者のブレーキ操作に関わらず、自動的に車両100の制動力を発生させる運転支援(AEB)を実行する。具体的には、ブレーキECU80に自動制動要求を出力することにより、ブレーキECU80がブレーキアクチュエータ90を制御して自動的に車両100の制動力を発生させる。AEBの作動開始により車両100に発生する制動力は、例えば、図2(c)に示すように、AEB作動開始から段階的に(図中では2段階で)増加して、障害物(他車両200)との衝突回避のための制動力(最大値)に到達する。
AEB作動により車両100が他車両200に衝突することなく停車すると、図2(c)、(d)に示すように、PCS−ECU40は、一定の期間、車両100の停車を維持するための制動力を保持する運転支援(ブレーキ保持)を実行する。具体的には、ブレーキ保持要求を送信することにより、ブレーキECU80がブレーキアクチュエータ90を制御して停車を維持する制動力を発生させる。
図2(d)に示すように、PCS−ECU40により実行される警報、PBA、AEBは、基本的に、車両100が停車するまで作動する。
このように、PCS−ECU40は、算出したTTC等に基づき、車両100と障害物の衝突回避のための運転支援(警報、PBA、予備制動、AEB、ブレーキ保持)を実行する。
以下、警報作動によっても運転者のブレーキ操作が行われない場合(図2(b)の場合)における運転支援(警報、予備制動、AEB、ブレーキ保持)を中心に説明を行う。
ここで、図3、4を用いて、PCS−ECU40による上記運転支援に関する制御処理の詳細について説明を行う。
まず、図3は、制動制御装置1(PCS−ECU40)による警報を作動させる処理(警報作動処理)の一例を概念的に示すフローチャートである。当該フローチャートは、障害物検出部10により車両100前方の障害物(複数の障害物が検出される場合、車両100から最も近い障害物)が検出された場合に実行開始されると共に、障害物が継続して検出される期間において、繰り返し実行される。また、当該フローチャートの実行中において、衝突検出部30により障害物との衝突が検出された場合、PCS−ECU40は、当該フローチャートを終了させると共に、車両100が停車するまで自動的に車両100の制動力を発生させる状態を継続させる。
ステップS101にて、PCS−ECU40は、障害物検出部10から受信する障害物情報(障害物までの距離及び障害物の相対速度等)に基づき、TTCを算出する。
ステップS102にて、PCS−ECU40は、障害物検出部10により検出された障害物と衝突する可能性があるか否かを判定する。具体的には、算出したTTCが所定時間Ton_th1以下であるか否かを判定する。PCS−ECU40は、TTCが所定時間Ton_th1以下でない場合、ステップS101に戻ってステップS101〜102の処理を繰り返し、TTCが所定時間Ton_th1以下である場合、ステップS103に進む。
なお、所定時間Ton_th1は、障害物との衝突の可能性があると判断可能な値として、予め実験やコンピュータシミュレーション等に基づき、適宜決定される。
ステップS103にて、PCS−ECU40は、警報を作動開始させる。即ち、PCS−ECU40は、警報ブザー50に作動信号を送信すると共に、メータECU60に警報表示要求を送信する。これにより、警報ブザー50が吹鳴すると共に、メータ70に警告が表示される。
ステップS104にて、PCS−ECU40は、障害物検出部10から受信する障害物情報(障害物までの距離及び障害物の相対速度等)に基づき、TTCを算出する。
ステップS105にて、PCS−ECU40は、障害物との衝突の可能性がある状況が継続しているか否かを判定する。即ち、PCS−ECU40は、算出したTTCが所定時間Toff_th1以下であるか否かを判定する。PCS−ECU40は、TTCが所定時間Toff_th1以下である場合、障害物との衝突の可能性がある状況が継続していると判断して、ステップS106に進む。一方、PCS−ECU40は、TTCが所定時間Toff_th1以下でない場合、障害物との衝突の可能性はない(衝突は回避された)と判断し、ステップS107に進む。
なお、所定時間Toff_th1は、所定時間Ton_th1と同等の値に設定されてよく、好ましくは、所定時間Ton_th1より大きい値に設定されるとよい。所定時間Toff_th1を所定時間Ton_th1より大きい値に設定することにより、警報の作動と解除が頻繁に繰り返されるハンチングを防止することができる。
ステップS106にて、PCS−ECU40は、車速センサ20から受信する車速信号に基づき、車両100が停車したか否かを判定する。PCS−ECU40は、車両100が停車していない場合、ステップS104に戻って、ステップS104〜S106の処理を繰り返し、車両100が停車している場合、ステップS107に進む。
ステップS107にて、PCS−ECU40は、警報を作動解除する。即ち、PCS−ECU40は、警報ブザー50に作動解除信号を送信すると共に、メータECU60に警報表示解除要求を送信する。これにより、警報ブザー50の吹鳴が停止すると共に、メータ70の警告表示が解除される。
続いて、図4は、制動制御装置1(PCS−ECU40)による予備制動及びブレーキ保持の作動部分を含むAEBを作動させる処理(自動制動処理)の一例を概念的に示すフローチャートである。当該フローチャートは、障害物検出部10により車両100前方の障害物(複数の障害物が検出される場合、車両100から最も近い障害物)が検出された場合に実行開始されると共に、障害物が継続して検出される期間において、繰り返し実行される。また、当該フローチャートの実行中において、衝突検出部30により障害物との衝突が検出された場合、PCS−ECU40は、当該フローチャートを終了させると共に、車両100が停車するまで自動的に車両100の制動力を発生させる状態を継続させる。
ステップS201にて、PCS−ECU40は、障害物検出部10から受信する障害物情報(障害物までの距離及び障害物の相対速度等)に基づき、TTCを算出する。
ステップS202にて、PCS−ECU40は、障害物検出部10により検出された障害物と衝突する可能性が高いと判定される可能性がある程度高まっているか否かを判定する。具体的には、算出したTTCが所定時間Ton_th2以下であるか否かを判定する。PCS−ECU40は、TTCが所定時間Ton_th2以下でない場合、ステップS201に戻ってステップS201〜202の処理を繰り返し、TTCが所定時間Ton_th1以下である場合、ステップS203に進む。
なお、所定時間Ton_th2は、予め実験やコンピュータシミュレーション等に基づき、所定時間Ton_th1より小さい値として適宜設定される。
ステップS203にて、PCS−ECU40は、予備制動を開始させる。即ち、PCS−ECU40は、ブレーキECU80に予備制動要求を送信する。これにより、ブレーキECU80からの制御指令に応じて、ブレーキアクチュエータ90及びストップランプ(不図示)が作動し、ほとんど減速しない程度の制動力が発生すると共に、ストップランプが点灯する。
ステップS204にて、PCS−ECU40は、障害物検出部10から受信する障害物情報(障害物までの距離及び障害物の相対速度等)に基づき、TTCを算出する。
ステップS205にて、PCS−ECU40は、障害物と衝突する可能性が高いと判定される可能性がある程度高まっている状況が継続しているか否かを判定する。即ち、PCS−ECU40は、算出したTTCが所定時間Toff_th2以下であるか否かを判定する。PCS−ECU40は、TTCが所定時間Toff_th2以下である場合、障害物と衝突する可能性が高いと判定される可能性がある程度高まっている状況が継続していると判断して、ステップS206に進む。一方、PCS−ECU40は、TTCが所定時間Toff_th2以下でない場合、障害物と衝突する可能性が高いと判定される可能性がある程度高まっている状況ではないと判断し、ステップS213に進み、予備制動を解除する。即ち、PCS−ECU40は、ブレーキECU80に予備制動解除要求を送信する。
なお、所定時間Toff_th2は、所定時間Ton_th2と同等の値に設定されてよく、好ましくは、所定時間Ton_th2より大きい値に設定されるとよい。所定時間Toff_th2を所定時間Ton_th2より大きい値に設定することにより、予備制動の作動と解除が頻繁に繰り返されるハンチングを防止することができる。
ステップS206にて、PCS−ECU40は、障害物検出部10により検出された障害物と衝突する可能性が高いか否かを判定する。具体的には、算出したTTCが所定時間Ton_th3以下であるか否かを判定する。PCS−ECU40は、TTCが所定時間Ton_th3以下でない場合、ステップS204に戻ってステップS204〜206の処理を繰り返し、TTCが所定時間Ton_th3以下である場合、ステップS207に進む。
ステップS207にて、PCS−ECU40は、AEBを作動開始させる。即ち、PCS−ECU40は、ブレーキECU80に自動制動要求を送信する。これにより、ブレーキECU80からの制御指令に応じて、ブレーキアクチュエータ90が作動し、自動制動が実行される(自動的に車両100の制動力が発生する)。
ステップS208にて、PCS−ECU40は、障害物検出部10から受信する障害物情報(障害物までの距離及び障害物の相対速度等)に基づき、TTCを算出する。
ステップS209にて、PCS−ECU40は、障害物と衝突する可能性が高い状況が継続しているか否かを判定する。即ち、PCS−ECU40は、算出したTTCが所定時間Toff_th3以下であるか否かを判定する。PCS−ECU40は、TTCが所定時間Toff_th3以下である場合、障害物と衝突する可能性が高い状況が継続していると判断して、ステップS210に進む。一方、PCS−ECU40は、TTCが所定時間Toff_th2以下でない場合、障害物と衝突する可能性が高くないと判断し、ステップS212に進む。
なお、所定時間Toff_th3は、所定時間Ton_th3と同等の値に設定されてよく、好ましくは、所定時間Ton_th3より大きい値に設定されるとよい。所定時間Toff_th3を所定時間Ton_th3より大きい値に設定することにより、AEBの作動と解除が頻繁に繰り返されるハンチングを防止することができる。
ステップS210にて、PCS−ECU40は、車速センサ20から受信する車速信号に基づき、車両100が停車したか否かを判定する。PCS−ECU40は、車両100が停車していない場合、ステップS208に戻ってステップS208〜S210の処理を繰り返し、車両100が停車している場合、ステップS211に進む。
ステップS211にて、PCS−ECU40は、ブレーキ保持を実行する。即ち、PCS−ECU40は、ブレーキECU80にブレーキ保持要求を送信する。これにより、ブレーキECU80からの制御指令に応じて、ブレーキアクチュエータ90が作動し、車両100の停車を維持する制動力を一定時間保持する。
ステップS212にて、PCS−ECU40は、AEBの作動を解除する。即ち、PCS−ECU40は、ブレーキECU80に自動制動解除要求を送信する。これにより、ブレーキECU80からの制御指令に応じて、ブレーキアクチュエータ90が作動し、運転者の操作に関わらず自動的に車両100の制動力が発生する状況が解除される。
なお、PCS−ECU40は、TTCに限らず、車両100と前方の障害物との相対位置関係(障害物までの距離D及び障害物の相対速度Vr等)に基づき、障害物との衝突の可能性の有無、及び衝突の可能性がある場合における可能性の高低を判定してよい。即ち、PCS−ECU40は、TTCに限らず、車両100と前方の障害物との相対位置関係(障害物までの距離D及び障害物の相対速度Vr等)に基づき、自動制動等の障害物との衝突を回避する運転支援に関する制御処理を実行してよい。例えば、PCS−ECU40は、障害物までの距離D及び障害物までの相対速度Vrに基づき、運転操作(ステアリング操作及びブレーキ操作等)により障害物との衝突回避が可能か否かを判断する。そして、PCS−ECU40は、運転操作により障害物との衝突回避が可能でないと判断すると、自動的に車両100の制動力を発生させる制御処理を実行してよい。より具体的には、障害物の相対速度Vrが現状のままで継続する前提で、障害物までの距離Dが0になるまでに、現状のステアリング操作による車両100の左右方向の移動によって、障害物との衝突が回避可能であるかを判断してよい。また、同様の前提で、障害物までの距離Dが0になるまでに、現状のブレーキ操作によって、障害物との衝突が回避可能であるか(相対速度Vrが0以下になるように減速可能であるか)を判断してよい。
図1に戻り、警報ブザー50は、車両100の運転者に衝突する可能性がある旨の警報を実行する警報手段である。警報ブザー50は、PCS−ECU40から受信する作動信号に応じて作動することで、所定のブザー音を吹鳴する。また、警報ブザー50は、作動中(吹鳴中)において、PCS−ECU40から作動解除信号を受信すると、作動を停止する(所定のブザー音の吹鳴を停止する)。
メータECU60は、メータ70における表示を制御する電子制御ユニットであり、例えば、マイクロコンピュータ等により構成され、ROMに格納される各種プログラムをCPU上で実行することで各種制御処理を実行してよい。メータECU60は、じか線等を通じてメータ70と通信可能に接続され、PCS−ECU40から受信する警報表示要求に応じてメータ70に制御指令を送信し、メータ70に障害物との衝突の可能性がある旨の警告を表示させる。
メータ70は、各種車両状態(車速、エンジン回転数、シフトレンジ等)や各種情報を表示することにより、車両100の運転者への通知を実行する通知手段(表示手段)である。メータ70は、メータECU60からの制御指令に応じて、障害物との衝突の可能性がある旨の警告(例えば、文字、記号、図形等、予め定められるインジケータ)を表示する。
ブレーキECU80は、車両100における制動制御を実行する(車両100のブレーキ装置の作動状態を制御する)電子制御ユニットである。ブレーキECU80は、例えば、車両100の各車輪に配置される油圧式ブレーキ装置を作動させるブレーキアクチュエータ90の制御を実行する。ブレーキECU80は、例えば、マイクロコンピュータ等により構成されてよく、ROMに格納される各種プログラムをCPU上で実行することにより各種制御処理を実行することができる。
なお、ブレーキECU80は、じか線等を通じてブレーキアクチュエータ90と通信可能に接続される。
ブレーキECU80は、通常、運転者によるブレーキ操作に応じて、ブレーキアクチュエータ90の出力(ホイルシリンダ圧)が決定されるように制御処理を実行してよい。例えば、ブレーキ操作に対応するマスタシリンダの圧力(マスタシリンダ圧)がブレーキアクチュエータの出力(ホイルシリンダ圧)となるようにしてよい。
また、ブレーキECU80は、PCS−ECU40から受信するアシスト要求に応じて、運転者によるブレーキ操作に対応する制動力にアシスト分の制動力を付加した制動力を発生させる制御処理(PBA制御)を実行する。例えば、ブレーキECU80は、ブレーキアクチュエータ90を制御することで、運転者のブレーキ操作に対応するマスタシリンダ圧に加えて、アシスト圧を発生させると共に、マスタシリンダ圧にアシスト圧を加えたホイルシリンダ圧を出力させる。具体的には、後述するブレーキアクチュエータ90に含まれる各種バルブやポンプ等を制御することで、アシスト圧を生成させると共に、マスタシリンダ圧にアシスト圧を加えたホイルシリンダ圧を出力させる。
また、ブレーキECU80は、PCS−ECU40から受信する予備制動要求又は自動制動要求に応じて、運転者のブレーキ操作に関係なく、自動的に車両100の制動力を発生させる制御処理(予備制動制御、AEB制御)を実行する。例えば、ブレーキECU80は、ブレーキアクチュエータ90を制御することで、マスタシリンダ圧とは無関係に所定の油圧を生成させると共に、当該油圧をホイルシリンダ圧として出力させる。具体的には、後述するブレーキアクチュエータ90に含まれる各種バルブやポンプ等を制御することで、所定の油圧を生成させると共に、当該油圧をホイルシリンダ圧として出力させる。また、車両100が電動車両の場合、PCS−ECU40からの自動制動要求に応じて、モータ出力(回生動作)が制御されることで、自動的に車両100の制動力を発生させてもよい。
また、ブレーキECU80は、PCS−ECU40から受信する予備制動要求に応じて、ストップランプ(不図示)を点灯させる制御処理を実行する。具体的には、ストップランプを駆動するリレーに対して駆動信号を送信することで、ストップランプを点灯させる。
なお、PCS−ECU40、メータECU60、及びブレーキECU80は、上述した機能を実現可能であれば、任意のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア及びこれらの組み合わせにより構成されてよい。また、PCS−ECU40、メータECU60、及びブレーキECU80の機能の一部又は全部は、他のECUにより実現されてもよい。例えば、ブレーキECU80の機能の一部又は全部は、PCS−ECU40により実現されてもよいし、メータECU60の機能の一部又は全部は、PCS−ECU40により実現されてもよい。
ブレーキアクチュエータ90は、車両100におけるブレーキ装置(例えば、上述した油圧式ブレーキ装置)を作動させる出力を生成する手段である。ブレーキアクチュエータ90は、例えば、高油圧を生成するポンプ(当該ポンプを駆動するモータ含む)、各種バルブ、油圧回路等を含んでよく、運転者によるブレーキ操作量と無関係に出力を高めること(例えば、ホイルシリンダ圧の昇圧)が可能であれば、任意の構成であってよい。典型的には、マスタシリンダ以外の高油圧源(比較的高い油圧を生成するポンプやアキュムレータ)を備えていればよく、ECB(Electric Control Braking system)に代表されるようなブレーキバイワイヤシステムで使用される構成が採用されてもよい。
次に、本実施形態に係る制動制御装置1による特徴的な制御処理、即ち、上述した自動制動による制動力の発生を抑制する(禁止する場合を含む)制御処理(自動制動抑制処理)について説明する。
図5は、本実施形態に係る制動制御装置1による自動制動抑制処理の一例を概念的に示すフローチャートである。当該フローチャートは、AEB(自動制動)の作動開始に応じて、実行開始される。また、当該フローチャートの実行中において、衝突検出部30により障害物との衝突が検出された場合、PCS−ECU40は、当該フローチャートを終了させる。
ステップS301にて、PCS−ECU40は、車速センサ20から受信する車速信号に基づき、AEBの作動開始時点における車両100の車速(AEB開始車速)Vsを内部メモリ等に記憶させる。また、PCS−ECU40は、内部タイマによりAEBの作動開始からの経過時間(AEB継続時間)Tcの計測を開始する。
ステップS302にて、PCS−ECU40は、車速センサ20から受信する車速信号に基づき車両100の車速Vを取得すると共に、AEB継続時間Tcを取得する。
ステップS303にて、PCS−ECU40は、AEBの作動開始からの減速量(AEB減速量)ΔV、即ち、AEB開始車速VsからステップS302で取得した車速Vを減じた値を算出する。
ステップS304にて、PCS−ECU40は、例えば、内部メモリ等に記憶される所定の換算式又は所定の換算テーブルに基づき、AEB継続時間Tcに対応する上限減速量ΔVlimを取得する。上限減速量ΔVlimの詳細については、後述する。
ステップS305にて、PCS−ECU40は、AEB減速量ΔVが上限減速量ΔVlimに到達する可能性があるか否かを判定する。即ち、PCS−ECU40は、上限減速量ΔVlimからAEB減速量ΔVを減じた値が所定閾値dVth以下であるか否かを判定する。PCS−ECU40は、上限減速量ΔVlimからAEB減速量ΔVを減じた値が所定閾値dVth以下でない場合、AEB減速量ΔVが上限減速量ΔVlimに到達する可能性はないと判断し、ステップS306に進む。一方、PCS−ECU40は、上限減速量ΔVlimからAEB減速量ΔVを減じた値が所定閾値dVth以下である場合、AEB減速量ΔVが上限減速量ΔVlimに到達する可能性があると判断し、ステップS307に進む。
ステップS306にて、PCS−ECU40は、自動制動要求の出力を許可する。
ステップS307にて、PCS−ECU40は、AEB減速量ΔVが上限減速量ΔVlimに到達したかを判定する。即ち、PCS−ECU40は、AEB減速量ΔVが上限減速量ΔVlim以上であるか否かを判定する。PCS−ECU40は、AEB減速量ΔVが上限減速量ΔVlim以上でない場合、ステップS308に進み、AEB減速量ΔVが上限減速量ΔVlim以上である場合、ステップS309に進む。
ステップS308にて、PCS−ECU40は、自動制動抑制要求をブレーキECU80に送信する。即ち、PCS−ECU40は、ブレーキECU80を介して、ブレーキアクチュエータ90により自動的に発生させる車両100の制動力を弱める(小さくする)。
ステップS309にて、PCS−ECU40は、自動制動要求の出力を禁止する。
ステップS310にて、PCS−ECU40は、AEBが作動継続中であるか否か(図4に示すフローチャートにおけるAEBの作動条件を満足する状態が継続しているか否か)を判定する。PCS−ECU40は、AEBが作動継続中である場合、ステップS302に戻ってステップS302〜S310の処理を繰り返し、AEBが作動継続中でない場合、当該フローチャートによる処理を終了する。
このように、本実施形態に係る制動制御装置1は、AEB減速量ΔVから上限減速量ΔVlimを減じた値が所定閾値(≧0)以下である場合、自動制動を抑制する(禁止する場合を含む)。具体的には、上限減速量ΔVlimに到達する可能性がある場合(AEB減速量ΔVから上限減速量ΔVlimを減じた値が所定閾値dVth以下である場合)、自動制動を抑制する(自動制動により発生させる制動力を弱める)。また、本実施形態に係る制動制御装置1は、AEB減速量ΔVが上限減速量ΔVlimに到達した場合(AEB減速量ΔVから上限減速量ΔVlimを減じた値が0以下である場合)、自動制動を禁止する。
ここで、上限減速量ΔVlimについて、図6を用いて詳しく説明する。
図6は、上限減速量ΔVlimとAEB継続時間Tcとの関係を説明する図である。図6(a)は、上限減速量ΔVlimを設定する基礎となる上限減速度GlimとAEB継続時間Tcとの関係を示す図である。図6(b)は、図6(a)の関係に基づき設定される上限減速量ΔVlimとAEB継続時間Tcとの関係を示す図である。
なお、上限減速度Glimは、基本的に、後続車両の運転者が車両100の挙動(自動制動)に追従して適切な運転操作(ブレーキ操作、操舵操作)を行うことが可能な減速度(減速方向の加速度)の上限値として設定される。
図6(a)を参照するに、AEBの作動開始(Tc=0)からAEB継続時間Tcが所定時間t1に達するまでの期間(以下、第1の期間と称する)において、上限減速度Glimは、設定されない。
また、AEB継続時間Tcが所定時間t1経過後且つ所定時間t2経過前までの期間(以下、第2の期間と称する)において、上限減速度Glimは、時間経過に応じて線形的に減少する線分L1で表される。
また、AEB継続時間Tcが所定時間t1経過後の期間(以下、第3の期間と称する)において、上限減速度Glimは、時間経過によって変化しない一定の値(所定値G2)を示す線分L2で表される。
かかる上限減速度GlimとAEB継続時間Tcとの関係の設定手法についてより詳しく説明する。
まず、AEBの作動開始により車両100が減速を開始したとしても、後続車両の運転者は、瞬時に、当該減速を認知して追従する運転操作を行うことができない。そのため、運転者が車両100の自動制動による減速を認知して運転操作を開始することが可能になるまでに対応する第1の期間では、上限減速度Glimの設定がされない。
後続車両の運転者が車両100の自動制動による減速を認知可能な第2の期間において、時間経過とともに、車両100との車間距離が短くなっていく。そのため、後続車両の運転者が車両100の挙動に追従して適切な運転操作を行うためには、時間経過と共に、車両100の減速度は小さくなることが望ましい。よって、第2の期間において、上限減速度Glimは、例えば、時間経過に応じて線形的に減少する線分L1で表される。
なお、線分L1は、AEB継続時間Tcが所定時間t1のとき、上限減速度Glimが所定値G1であり、AEB継続時間Tcが所定時間t2のとき、上限減速度Glimが所定値G2(<G1)である一次直線(Glim=A・Tc+B)である。また、一次直線の傾きA(<0)は、A=(G2−G1)/(t2−t1)で表され、一次直線の切片Bは、所定値G0である。また、第2の期間における上限減速度Glimは、時間経過に応じて非線形的に減少する態様であってもよい。
一方、後続車両の運転者は、時間経過と共に、車両100の挙動に目が慣れるため、ある程度高い減速度であっても適切な運転操作を行うことが可能になる傾向がある。そのため、車両100の挙動に後続車両の運転者の目が慣れた後の期間に相当する第3の期間において、上限減速度Glimは、時間経過によっても変化しない一定の値(所定値G2)を示す線分L2で表される。
まとめると、第1の期間において、上限減速度Glimは設定されず、第2、第3の期間において、上限減速度Glimは、Glim=Min(A・Tc+G0,G2)で表される。
このように設定される上限減速度Glimに基づき、図6(b)に示す上限減速量ΔVlimとAEB継続時間Tcとの関係が設定される。
まず、第1の期間では、上述したとおり、上限減速度Glimが設定されない、即ち、運転者が車両100の自動制動による減速を認知して運転操作を開始することができない。そのため、第1の期間において、上限減速量ΔVlimは、AEB継続時間Tcとの関係において、ある程度の減速量ΔVを許容する一定の値に設定される。即ち、上限減速量ΔVlimは、図6(b)に示すように、時間経過によっても変化しない一定の値(所定値ΔV1)を示す線分L3で表される。
第2、第3の期間では、上述したとおり、上限減速度Glim(=Min(A・Tc+G0,G2))が設定されるため、上限減速量ΔVlimは、上限減速度GlimとAEB継続時間Tcの積(ΔVlim=Glim・Tc)により設定される。
より具体的には、第2の期間において、上限減速量ΔVlimは、ΔVlim=A・Tc+G0・Tcにより設定される。即ち、図6(b)に示すように、上限減速量ΔVlimは、AEB継続時間Tcとの関係において、2次曲線L4で表される。
なお、上述したとおり、第2の期間における上限減速度Glimが時間経過に応じて非線形的に減少する態様である場合、第2の期間における上限減速量ΔVlimは、当該減少の態様に対応する2次曲線以外の曲線で表される。
また、第3の期間において、上限減速量ΔVlimは、ΔVlim=G2・Tcにより設定される。即ち、図6(b)に示すように、上限減速量ΔVlimは、AEB継続時間Tcとの関係において、線形的に増加する線分L5により表される。
なお、AEB継続時間Tcが所定時間t1であるときの上限減速量ΔVlimに対応する所定値ΔV1は、ΔV1=G1・t1である。また、AEB継続時間Tcが所定時間t2であるときの上限減速量ΔVlimに対応する所定値ΔV2は、ΔV2=G2・t2である。また、所定値ΔV1、ΔV2の関係は、ΔV1<ΔV2である。
まとめると、第1の期間において、上限減速量ΔVlimは、時間経過によっても変化しない一定の値に設定される。一方、第2、第3の期間において、上限減速量ΔVlimは、時間経過に伴い、増加するように設定される。特に、第2の期間よりも第3の期間の方が、時間経過に伴う、上限減速量ΔVlimの増加傾向(増加率)が高まるように設定される。
図7及び図8は、図6(b)に示す上限減速量ΔVlimとAEB継続時間Tcとの関係に基づき、制動制御装置1(PCS−ECU40)による自動制動抑制処理を実行する場合におけるAEB作動による時間経過に対する車速変化の具体例を示す図である。図7は、AEB作動による時間経過に対する車速変化の一例を示す図であり、自動制動の抑制(図5のステップS308、309の処理)が実行されない場合(制動制御装置1が想定通りに動作する場合)を示す。図8は、AEB作動による時間経過に対する車速変化の他の例を示す図であり、自動制動の抑制が実行される場合(制動制御装置1が想定外の動作をする場合)を示す。
なお、図8では、簡単のため、図5のステップS308における処理(自動制動抑制要求の出力)の部分を省略して説明する。また、図7、図8にて、AEBの作動開始時点を時刻0とする。また、時刻t0のとき、自動制動(AEB)による制動力(減速度)が段階的に変化している。また、時刻t3のとき、上限減速量ΔVlimと車両100のAEB開始車速Vs(=所定値V1)が同等の値になっている。即ち、時刻t3以降において、車両100は、自動制動により停車することができる。
図7に示すように、PCS−ECU40は、通常、減速量ΔVが図6(b)に示す上限減速量ΔVlimに到達しないように、即ち、上限減速量ΔVlimから減速量ΔVを減じた値が0以下にならないような減速パターンで、車両100を自動制動させる。そのため、PCS−ECU40は、AEB開始車速Vs(所定値V1)から2段階で減速度を変化させながら、時刻t3より後の時刻t4で、車両100を停車させることができる。
しかし、例えば、油圧系の異常により想定以上の制動力が発生する等、制動制御装置1が想定外の動作をすると、図8に示すように、減速量ΔVが上限減速量ΔVlimに到達してしまう場合がある(時刻t5)。この際、PCS−ECU40は、自動制動を禁止する(図5のステップS309)。その後、上限減速量ΔVlimが減速量ΔVより大きくなり、PCS−ECU40は、時刻t6で自動制動要求の出力を許可する(図5のステップS306)、即ち、自動制動が再開される。そして、時刻t3より後の時刻t7で、車両100が停車する。
このように、上限減速量ΔVlimは、AEB継続時間Tcと車両100の自動制動に追従する後続車両の運転者による運転操作との定性的な関係に基づき、後続車両の運転者が車両100の自動制動に追従して適切な運転操作を実行可能な限界値として設定される。そのため、AEB減速量ΔVから上限減速量ΔVlimを減じた値が所定閾値(≧0)以下である場合、自動制動による制動力を弱める(制動力を0にする)ことにより、後続車両の運転者は、車両100の自動制動に追従して適切な運転操作を行うことができる。
また、本実施形態に係る制動制御装置1は、そもそも、減速量ΔVが上限減速量ΔVlimに到達しないように、即ち、上限減速量ΔVlimから減速量ΔVを減じた値が0以下にならないような減速パターンで、車両100を自動制動させる。かかる点においても、後続車両の運転者は、車両100の自動制動に追従して適切な運転操作を行うことができる。
また、上限減速量ΔVlimは、AEB継続時間Tcに応じて変化(AEBの作動開始からの時間経過に伴い全体として増加)するように設定される。具体的には、AEBの作動開始から所定時間t1が経過した後において、時間経過に伴い、増加するように設定される。これにより、上述した自動制動抑制処理により自動制動が抑制されにくくなるため、車両100前方の障害物との衝突回避を適切に図ることができる。即ち、本実施形態に係る制動制御装置1は、車両100前方の障害物との衝突回避を適切に図りつつ、後続車両の運転者が車両100の衝突回避に対応する挙動に追従して適切な運転操作を行うことが可能な態様で、車両100を自動的に制動させることができる。
また、本実施形態に係る制動制御装置1は、上限減速度Glimに基づき車両100の減速度を監視するのではなく、上限減速量ΔVlimに基づき車両100の減速量ΔVを監視することにより、自動制動抑制処理を実行する。これにより、自動制動抑制処理をより精度よく実行させることが可能となる。具体的に説明すると、上述したとおり、上限減速量ΔVlimは、上限減速度Glimに基づき設定されるため、上限減速度Glim自体に基づき、車両100の減速度(図示しない既知の加速度センサにより検出される減速度)を監視することも可能である。しかしながら、加速度センサにより検出される減速度は、車両100の減速度に、車両100の自動制動に伴うノーズダイブ等の短時間の車体部分の挙動による減速度が付加されて検出されてしまう可能性が高い。よって、加速度センサにより検出される車両100の減速度は、大きな誤差を含む(実際の減速度より大きな値として検出される)ため、例えば、不要に自動制動が抑制(禁止)される等、自動制動抑制処理の精度が悪くなるおそれがある。一方、車両100の車速変化は、加速度(減速度)の積分値であるため、車両100の自動制動に伴う短時間の車体部分の挙動による影響(誤差)は、減速度に比して、小さくなる。そのため、上限減速量ΔVlimに基づき車両100の減速量ΔVを監視することにより、自動制動抑制処理をより精度よく実行させることが可能となる。
[第2の実施形態]
次いで、第2の実施形態について説明する。
本実施形態に係る制動制御装置1は、AEB継続時間Tc以外の要素に応じて、上限減速量ΔVlimを変化させる点において、第1の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、異なる部分を中心に説明する。
PCS−ECU40は、既知の自己診断機能を有し、自身及び障害物検出部10(レーダセンサ11、カメラセンサ12)等の異常検出を行うことができる。PCS−ECU40は、レーダセンサ11、カメラセンサ12の何れか一方に異常が検出された場合、上限減速量ΔVlimが減少するように設定変更を行う。例えば、AEB継続時間Tcに対する上限減速量ΔVlimの値を図6(b)に示すものから全体として減少する側に所定量オフセットさせる。
具体的に説明すると、上述したとおり、障害物検出部10は、レーダセンサ11とカメラセンサ12の検出結果をフュージョンして障害物情報(障害物までの距離、障害物の相対速度等)を生成する。そのため、その一方に異常が生じると、障害物検出部10による障害物情報の精度が低下する(例えば、本来運転支援の対象にならない路側の標識等を障害物として検出したり、障害物の距離及び障害物の相対速度の精度が悪化したりする)。即ち、不要にAEBが作動される(自動制動が実行される)可能性がある。後続車両の運転車は、車両100の前方の状況も確認しながら運転する場合も多いため、不要に車両100の自動制動が行われると、不意を突かれ、車両100の自動制動に追従して適切な運転操作が行えない可能性がある。そのため、AEB継続時間Tcに対する上限減速度Glimを全体として低下させることにより、不要に車両100の自動制動が行われる場合でも、後続車両の運転者は、車両100の自動制動に追従して適切な運転操作を行うことができる。即ち、上限減速度Glimの低下に対応して上限減速量ΔVlimを減少させることにより、不要に車両100の自動制動が行われる場合でも、後続車両の運転者は、車両100の自動制動に追従して適切な運転操作を行うことができる。
なお、PCS−ECU40は、減速量ΔVが設定変更した上限減速量ΔVlimに到達しないように、AEB作動時(自動制動時)における減速パターンも変更する。
また、上限減速量ΔVlimは、設計段階で予め考慮される要素として、PCS−ECU40の故障率に応じて設定される。即ち、PCS−ECU40の故障率が高くなるにつれて、上限減速量ΔVlimは減少するように設定されるとよい。これにより、同様の作用、効果を得ることができる。即ち、PCS−ECU40が故障すると、車両100の自動制動が不要に作動する可能性が高くなるため、PCS−ECU40の故障率の上昇に伴い上限減速量ΔVlimは減少するような態様で、上限減速量ΔVlimを設定する。これにより、不要に車両100の自動制動が行われる場合でも、後続車両の運転者は、車両100の自動制動に追従して適切な運転操作を行うことができる。
なお、PCS−ECU40の故障率は、例えば、実機を用いた実験やコンピュータシミュレーション等に基づき算出されてよい。
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
1 制動制御装置(車両制動制御装置)
10 障害物検出部
20 車速センサ
30 衝突検出部
40 PCS−ECU(制動制御部、制動抑制部)
50 警報ブザー
60 メータECU
70 メータ
80 ブレーキECU
90 ブレーキアクチュエータ
100 車両

Claims (6)

  1. 車両前方の障害物を検出すると共に、前記車両から前記障害物までの距離、及び前記車両に対する前記障害物の相対速度を検出する障害物検出部と、
    前記距離及び前記相対速度に基づき、自動的に前記車両の制動力を発生させる制動制御部と、
    前記制動力の発生開始の時点からの前記車両の車速の減速量を所定の上限減速量から減じた値が所定閾値以下である場合、前記制動力を弱める制動抑制部を備え、
    前記上限減速量は、
    少なくとも前記発生開始から所定の第1時間が経過した後において、前記発生開始からの経過時間の増加に伴い、増加するように設定されることを特徴とする、
    車両制動制御装置。
  2. 前記上限減速量は、
    前記発生開始から前記第1時間より長い所定の第2時間の経過後の期間において、
    前記発生開始から前記第1時間の経過後且つ前記第2時間の経過前の期間よりも、前記経過時間の増加に伴う増加率が上昇するように設定されることを特徴とする、
    請求項1に記載の車両制動制御装置。
  3. 前記上限減速量は、
    前記発生開始から前記第1時間が経過するまでの期間において、前記経過時間に関わらず一定に設定されることを特徴とする、
    請求項1又は2に記載の車両制動制御装置。
  4. 前記制動抑制部は、
    前記減じた値が前記所定閾値として設定される0以下である場合、前記制動力の発生を禁止することを特徴とする、
    請求項1乃至3の何れか一項に記載の車両制動制御装置。
  5. 前記制動制御部は、
    前記減じた値が0以下にならないように、前記制動力を発生させることを特徴とする、
    請求項1乃至4の何れか一項に記載の車両制動制御装置。
  6. 前記障害物検出部は、
    前記距離及び前記相対速度を検出可能な複数のセンサを有し、各前記複数のセンサによる前記距離及び前記相対速度の検出結果をフュージョンして前記距離及び前記相対速度を検出し、
    前記上限減速量は、
    前記複数のセンサの少なくとも一つに異常がある場合、減少されるように設定されることを特徴とする、
    請求項1乃至5の何れか一項に記載の車両制動制御装置。
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