JP4254619B2 - Fault diagnosis device - Google Patents
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Description
本発明は、燃料をエンジンに供給する出力発生装置(燃料噴射系など)や、エンジンの出力トルクを吸収する出力吸収装置(エアコン、パワーステアリング、オルタネータなど)の故障診断装置に関する。
なお、本発明では、フィードフォワードをF/Fと称し、フィードバックをF/Bと称するものである。
The present invention relates to a failure diagnosis device for an output generator (such as a fuel injection system) that supplies fuel to an engine and an output absorber (such as an air conditioner, power steering, and alternator) that absorbs engine output torque.
In the present invention, feed forward is referred to as F / F, and feedback is referred to as F / B.
(従来の技術)
自動車などの車両は、複雑に電子制御化されており、システムに異常が発生した場合に、その原因究明に高度な知識と判断が要求される。このため、近年では、電子制御システム自体に故障診断の自己診断機能を備え、異常が発生した場合には、運転者に故障箇所を知らせたり、故障箇所を特定できる故障情報として記憶し、メンテナンスを容易にする技術が知られている。
(Conventional technology)
Vehicles such as automobiles are complicatedly electronically controlled, and when an abnormality occurs in the system, advanced knowledge and judgment are required to investigate the cause. For this reason, in recent years, the electronic control system itself has a self-diagnosis function for fault diagnosis. When an abnormality occurs, the driver is informed of the fault location or stored as fault information for identifying the fault location for maintenance. Techniques to facilitate are known.
従来の故障箇所の特定手段としては、断線による故障診断、異常を検出するセンサの検出値による故障診断(例えば、触媒加熱など)、入力信号に対する出力値をセンサで検出し、出力値が目標値にならない場合に故障を診断する故障診断(スロットル異常など)などが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、従来の故障診断装置は、全ての故障箇所を特定できるものではなく、故障箇所を特定することが困難な場合がある。従って、従来にない新しい故障診断装置の開発が要求されている。
However, the conventional failure diagnosis apparatus cannot identify all failure locations, and it may be difficult to identify failure locations. Accordingly, there is a demand for the development of a new failure diagnosis apparatus that has not existed before.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、第1の目的は、F/B量の変化状態から故障したインジェクタを特定する故障診断装置の提供にあり、第2の目的は、F/B量の変化状態から特定の出力吸収装置の故障を判定する故障診断装置の提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and a first object is to provide a failure diagnosis device that identifies a failed injector from a change state of the F / B amount, and a second object is to The present invention provides a failure diagnosis device that determines a failure of a specific output absorbing device from the change state of the F / B amount.
[請求項1の手段]
請求項1の手段を採用する故障診断装置は、エンジンがアイドリング状態で、且つF/B算出手段が出力トルク(または噴射量)を変更するF/B量を算出する場合に、複数のインジェクタを順に強制停止させて、複数のインジェクタを順に強制停止した際におけるF/B量の変化状態から、複数の気筒のうち、燃焼が停止した気筒を特定するものである。
このように、請求項1の手段を採用する故障診断装置は、F/B量の変化状態から燃焼が停止した気筒を特定することができる。
[Means of claim 1]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a failure diagnosis apparatus comprising: a plurality of injectors when the engine is in an idling state and the F / B calculating unit calculates the F / B amount for changing the output torque (or injection amount). The cylinder in which combustion is stopped is specified from the change state of the F / B amount when the plurality of injectors are forcibly stopped in order and the plurality of injectors are forcibly stopped in order.
Thus, the failure diagnosis apparatus employing the means of
[請求項2の手段]
請求項2の手段を採用する故障診断装置のエンジンはディーゼルエンジンであるため、故障特定手段は、燃焼しない気筒を特定すると、その気筒のインジェクタが故障していると判断する。
このように、請求項2の手段を採用する故障診断装置は、F/B量の変化状態から故障したインジェクタを特定することができる。
[Means of claim 2]
Since the engine of the failure diagnosing apparatus adopting the means of
Thus, the failure diagnosis apparatus employing the means of
[請求項3の手段]
請求項3の手段を採用する故障診断装置は、エンジンがアイドリング状態で、且つF/B算出手段が出力トルク(または噴射量)を変更するF/B量を算出する場合に、特定の出力吸収装置が作動または停止した場合におけるF/B量の変化状態から、特定の出力吸収装置の故障を判定するものである。
このように、請求項3の手段を採用する故障診断装置は、F/B量の変化状態から特定の出力吸収装置の故障を判定することができる。
[Means of claim 3]
According to a third aspect of the present invention, the failure diagnosis apparatus adopts a specific output absorption when the engine is idling and the F / B calculation means calculates the F / B amount for changing the output torque (or injection amount). The failure of a specific output absorbing device is determined from the change state of the F / B amount when the device is activated or stopped.
As described above, the failure diagnosis device adopting the means of
[請求項4の手段]
請求項4の手段を採用する故障診断装置は、故障特定手段の特定した故障箇所を、特定できる故障情報として故障情報記憶手段に記憶する。
このように設けることにより、メンテナンス時に故障情報記憶手段から故障情報を読み込むことによって、故障の発生箇所を容易に特定することができ、メンテナンス性を向上させることができる。
[Means of claim 4]
The failure diagnosis apparatus adopting the means of
By providing in this way, by reading the failure information from the failure information storage means at the time of maintenance, the location where the failure has occurred can be easily identified, and the maintainability can be improved.
最良の形態1の車両は、複数気筒のエンジンの各気筒毎に燃料を噴射する複数のインジェクタを備える出力発生装置を搭載する。
この車両は、少なくともアイドリング時に作動し、運転状態に応じたエンジンの出力トルクまたは噴射量をF/Fにより算出するF/F算出手段と、アイドリング時に作動し、目標のアイドリング回転数と、実際のエンジン回転数とに回転差がある場合、その回転差を無くすF/B量を算出し、このF/B量によってF/F算出手段で算出した出力トルクまたは噴射量を補正するF/B算出手段と、エンジンがアイドリング状態で、且つF/B算出手段が出力トルクまたは噴射量を変更するF/B量を算出する場合、複数のインジェクタを順に強制停止させて、複数のインジェクタを順に強制停止した際におけるF/B量の変化状態から、複数の気筒のうちにおいて燃焼しない気筒を特定する故障特定手段とからなる故障診断装置を備える。
The vehicle of the
This vehicle operates at least at idling, and calculates F / F calculation means for calculating engine output torque or injection amount according to the driving state by F / F, and operates at idling, and the target idling speed and actual When there is a rotational difference with the engine speed, an F / B amount that eliminates the rotational difference is calculated, and an F / B calculation that corrects the output torque or injection amount calculated by the F / F calculating means based on the F / B amount. And when the engine is idling and the F / B calculating means calculates the F / B amount for changing the output torque or the injection amount, the plurality of injectors are forcibly stopped in order, and the plurality of injectors are forcibly stopped in order. A failure diagnosis device comprising failure identification means for identifying a cylinder that does not burn out of a plurality of cylinders based on a change state of the F / B amount at the time of operation.
最良の形態2の車両は、エンジンの出力トルクを吸収する特定の出力吸収装置と、燃料をエンジンに供給する出力発生装置とを搭載する。
この車両は、少なくともアイドリング時に作動し、特定の出力吸収装置の吸収トルクを加味してエンジンの出力トルクまたは噴射量を算出するF/F算出手段と、アイドリング時に作動し、目標のアイドリング回転数と、実際のエンジン回転数とに回転差がある場合、その回転差を無くすF/B量を算出し、このF/B量によってF/F算出手段で算出した出力トルクまたは噴射量を補正するF/B算出手段と、エンジンがアイドリング状態で、且つF/B算出手段が出力トルクまたは噴射量を変更するF/B量を算出する場合、特定の出力吸収装置が作動または停止した場合におけるF/B量の変化状態から、特定の出力吸収装置の故障を判定する故障特定手段とからなる故障診断装置を備える。
The vehicle of the
This vehicle operates at least at idling, and calculates F / F calculation means for calculating engine output torque or injection amount in consideration of absorption torque of a specific output absorbing device, and operates at idling to set a target idling rotational speed. When there is a rotational difference with the actual engine speed, an F / B amount that eliminates the rotational difference is calculated, and the output torque or injection amount calculated by the F / F calculating means is corrected by this F / B amount. / B calculation means and when the engine is idling and the F / B calculation means calculates the F / B amount for changing the output torque or the injection amount, the F / B when the specific output absorber is activated or stopped A failure diagnosing device comprising failure specifying means for determining a failure of a specific output absorbing device from a change state of the B amount is provided.
実施例1を図1〜図9を参照して説明する。なお、図1は故障診断装置を備えた車両(自動車)のシステム構成図である。
自動車は、エンジン1、複数の出力吸収装置2(この実施例ではエアコン2a、パワステ装置2b、オルタネータ2c)、出力発生装置3(燃料噴射装置)、およびECU4(エンジン・コントロール・ユニットの略:制御装置)を搭載する。
この実施例に示すエンジン1は、燃料(軽油)の高圧圧縮によって気筒内で燃焼が開始され、燃料の燃焼によって出力トルクを発生するディーゼルエンジンであり、吸入・圧縮・爆発・排気の各工程を連続して行う気筒を複数備える。なお、この実施例では、4気筒エンジンを例に示すが、他の気筒数のエンジンであっても良い。
A first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a system configuration diagram of a vehicle (automobile) provided with a failure diagnosis apparatus.
The automobile includes an
The
(出力吸収装置2の説明)
複数の出力吸収装置2の一例として、図1に示すように、この実施例ではエアコン2a(空気調和装置)、パワステ装置2b、オルタネータ2cを例示する。
エアコン2aは、車室内に向かう空気流を発生させるブロワを備えた周知の空調ダクトと、冷媒圧縮機(コンプレッサ)、冷媒凝縮器(コンデンサ)、冷媒膨張弁、冷媒蒸発器(エバポレータ)等からなる周知の冷凍サイクル等とで構成されるものであり、空調ダクト内に配置された冷媒蒸発器の内部で冷媒が蒸発する際に、空調ダクト内を通過する空気から熱を奪うことで、冷媒蒸発器を通過する空気(車室に向かう空気)が除湿、冷却されるものである。
冷媒圧縮機は、エンジン1の出力トルクを吸収して冷媒の吸入・圧縮・吐出の作動を行うものであり、エアコン2aは、冷媒圧縮機の作動時(エンジン1の回転トルクを冷媒圧縮機に伝える電磁クラッチのオン時)に、エアコン作動信号XACをECU4に出力するように設けられている。
(Description of output absorbing device 2)
As an example of the plurality of
The
The refrigerant compressor absorbs the output torque of the
パワステ装置2bは、ステアリングホイールの回転操作に対して操舵アシスト力を付与する油圧シリンダ、この油圧シリンダにステアリングホイールの回転操作に応じた油圧を給排するコントロールバルブ、エンジン1によって駆動されるオイルポンプ、車速の増加に応じてコントロールバルブへ供給される油圧を減少(バイパス)させるアシスト制御弁などからなる周知のものである。
オイルポンプは、エンジン1の出力トルクを吸収してパワステ油圧を算出するものであり、パワステ装置2bは、所定速度以下の作動時に、パワステ信号XPWSをECU4に出力するように設けられている。
The
The oil pump absorbs the output torque of the
オルタネータ2cは、発電コイル、励磁コイル、この励磁コイルの通電量を制御するレギュレータからなる周知の発電手段であり、レギュレータは車両に搭載された電気負荷(ヘッドライト、電磁クラッチ、ブロワ類等)の作動状態およびバッテリ電圧に応じた励磁電流を励磁コイルに与えるものである。
このオルタネータ2cは、エンジン1の出力トルクを吸収して電力を発生するものであり、オルタネータ2cの作動時に、オルタネータ信号XALをECU4に出力するように設けられている。
The
The
(出力発生装置3の説明)
出力発生装置3の一例を、図7、図8を参照して説明する。
出力発生装置3は、エンジン1の各気筒に燃料を供給する燃料噴射装置であり、この実施例ではコモンレール式燃料噴射装置を例示する。
コモンレール式燃料噴射装置は、図7に示されるように、コモンレール5、インジェクタ6、サプライポンプ7等から構成され、インジェクタ6の開閉時期およびサプライポンプ7の吐出圧(コモンレール圧)がECU4によって制御される。
(Description of output generator 3)
An example of the
The
As shown in FIG. 7, the common rail fuel injection device includes a
コモンレール5は、インジェクタ6に供給する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器であり、燃料噴射圧に相当するコモンレール圧が蓄圧されるように燃料配管(高圧燃料流路)8を介して高圧燃料を圧送するサプライポンプ7の吐出口と接続されている。
なお、インジェクタ6からのリーク燃料は、リーク配管(燃料還流路)9を経て燃料タンク10に戻される。
また、コモンレール5から燃料タンク10へのリリーフ配管(燃料還流路)11には、プレッシャリミッタ12が取り付けられている。このプレッシャリミッタ12は圧力安全弁であり、コモンレール5内の燃料圧が限界設定圧を超えた際に開弁して、コモンレール5の燃料圧を限界設定圧以下に抑える。
The
The leaked fuel from the
A pressure limiter 12 is attached to a relief pipe (fuel return path) 11 from the
インジェクタ6は、エンジン1の各気筒毎に搭載されて燃料を各気筒内に噴射供給するものであり、コモンレール5より分岐する複数の高圧燃料配管の下流端に接続されて、コモンレール5に蓄圧された高圧燃料を各気筒に噴射供給する。
インジェクタ6の具体的な一例を図8を参照して説明する。インジェクタ6は、制御室(背圧室)21の圧力を電磁弁22で制御し、制御室21の圧力によってニードル23を駆動する電磁燃料噴射弁である。電磁弁22は、電磁ソレノイド22aとバルブ(可動子)22bとから構成される。
The
A specific example of the
このインジェクタ6は、電磁弁22の電磁ソレノイド22aに噴射信号(パルス信号)が与えられると、バルブ22bがリフトアップを開始する。すると、アウトオリフィス24が開いて、インオリフィス25で減圧された制御室21の圧力が低下を開始する。
制御室21の圧力が開弁圧以下まで低下すると、ニードル23が上昇を開始する。ニードル23がノズルシート26から離座すると、ノズル室27と噴孔28とが連通し、ノズル室27に高圧供給された燃料が噴孔28から噴射する。
In the
When the pressure in the
電磁弁22の電磁ソレノイド22aに与えられている噴射信号(パルス信号)が停止すると、バルブ22bがリフトダウンを開始する。そして、バルブ22bがアウトオリフィス24を閉じると、制御室21の圧力が上昇を開始する。制御室21の圧力が閉弁圧以上まで上昇すると、ニードル23が下降を開始する。
ニードル23が下降して、ニードル23がノズルシート26に着座すると、ノズル室27と噴孔28との連通が遮断されて、噴孔28からの燃料噴射が停止する。
When the injection signal (pulse signal) applied to the
When the
サプライポンプ7は、コモンレール5へ高圧燃料を圧送する燃料ポンプであり、燃料タンク10内の燃料をサプライポンプ7へ吸引するフィードポンプと、このフィードポンプによって吸い上げられた燃料を高圧に圧縮してコモンレール5へ圧送する高圧ポンプとを搭載しており、フィードポンプおよび高圧ポンプは共通のカムシャフト13によって駆動される。なお、このカムシャフト13は、図7に示されるように、エンジン1のクランク軸14等によって回転駆動されるものである。
また、サプライポンプ7には、高圧ポンプに吸引される燃料の量を調整する吸入調量弁(図示しない)が搭載されており、この吸入調量弁がECU4によって調整されることにより、コモンレール圧が調整されるようになっている。
The
The
(ECU4の説明)
ECU4は、制御処理、演算処理を行うCPU、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置(ROM、スタンバイRAMまたはEEPROM、RAM等のメモリ)、入力回路、出力回路、電源回路等の機能を含んで構成されている周知構造のマイクロコンピュータよりなる。なお、この実施例では、ECU4と一体にEDU4a(エレクトリック・ドライブ・ユニットの略:インジェクタ駆動回路およびポンプ駆動回路:符号、図2参照)が搭載されている例を示すが、EDU4aをECU4とは別に搭載しても良い。
ECU4は、読み込まれた信号(エンジンパラメータ:乗員の運転状態、出力吸収装置2の作動状態、エンジン1の運転状態等の信号)に基づいて各種の演算処理を行うようになっている。
(Description of ECU 4)
The
The
ECU4には、図1に示すように、上述した出力吸収装置2(エアコン2a、パワステ装置2b、オルタネータ2c等)から負荷信号(エアコン作動信号XAC、パワステ信号XPWS、オルタネータ信号XAL等)が与えられる。
また、ECU4には、図7に示すように、アクセル開度を検出するアクセルセンサ15、エンジン回転数(NE)を検出する回転数センサ16、エンジン1の冷却水温(THW)を検出する水温センサ17、コモンレール圧を検出するコモンレール圧センサ18、およびその他のセンサ類19が接続されている。
As shown in FIG. 1, a load signal (air conditioner operation signal XAC, power steering signal XPWS, alternator signal XAL, etc.) is given to the
Further, as shown in FIG. 7, the
この実施例は、インジェクタ6にEDU4aのインジェクタ駆動回路からインジェクタ駆動パルスが与えられてインジェクタ6が噴射制御されるものであり、インジェクタ6にインジェクタ駆動パルスを与えるEDU4aのインジェクタ駆動回路の要部構成を図9を用いて説明する。
この実施例のインジェクタ駆動回路は、チャージ回路31、定電流回路32、各インジェクタ6の選択スイッチ(気筒スイッチ)33を備え、インジェクタ6の駆動時(選択スイッチ33のON時)に、チャージ回路31のコンデンサ34に蓄えた電気エネルギーをインジェクタ6(具体的には、電磁弁22)に与え、インジェクタ6の応答性(具体的には、インジェクタ6に搭載される電磁弁22の応答性)を向上させるようになっている。
In this embodiment, an injector drive pulse is given to the
The injector drive circuit of this embodiment includes a
チャージ回路31は、バッテリ電圧を昇圧させて高電圧を発生させる充電回路35と、この充電回路35で発生した高電圧を蓄えるコンデンサ34とを備える。
ここで、ECU4は、コンデンサ34の充電電圧をモニターするように設けられており(モニター回路は図示しない)、コンデンサ34の充電電圧が規定値(予め設定された満充電電圧)より低下すると、コンデンサ34の電圧が規定値となるようにチャージ回路31の充電回路35を作動させて、コンデンサ34の充電電圧を規定値へ上昇させるように設けられている。
定電流回路32は、所定の電流値を発生させる回路を用いても良いし、バッテリと直接接続する回路であっても良い。
The charging
Here, the
The constant
[実施例1の特徴]
ECU4は、燃料の各噴射毎に、ROMに記憶されたプログラム(マップや演算式)と、RAMに読み込まれたエンジンパラメータとに基づいて、エンジン1の「出力トルク」を算出し、その出力トルクに応じた噴射量と、噴射に適した噴射タイミングとを求めて、その噴射タイミングでインジェクタ6から燃料噴射を開始させるとともに、インジェクタ6から演算された噴射量を噴射させるように、噴射パルスの制御をEDU4aにおいて実行させるものである。
[Features of Example 1]
The
次に、出力トルクを算出する手段について説明する。
ECU4は、出力トルクを算出する手段として、F/F算出手段41と、F/B算出手段42とを備える。
Next, a means for calculating the output torque will be described.
The
F/F算出手段41は、出力トルクをF/F制御によって算出するものであり、RAMに読み込まれたエンジンパラメータ(アクセル開度、エンジン回転数NE、冷却水温THW)や、ROMに記憶されたエンジンフリクションマップ(または数式)を基に、「基本出力」を算出する基本出力算出手段43と、各出力吸収装置2の吸収トルクを補う「補機負荷補正量」を算出する補機負荷補正手段44とを備え、基本出力に補機負荷補正量を加算した「見込出力」を算出する。
一方、F/B算出手段42は、アイドリング時にエンジン回転数NEと、所定のアイドリング回転数NEiとに回転差がある場合、その回転差を無くす「F/B量」を算出するものであり、F/F算出手段41の算出した見込出力に、F/B量を加算することにより、噴射量を算出するベースとなる出力トルク(目標出力)を求めるものである。
The F / F calculation means 41 calculates the output torque by F / F control, and stores the engine parameters (accelerator opening degree, engine speed NE, cooling water temperature THW) read into the RAM and the ROM. Based on the engine friction map (or mathematical expression), basic output calculation means 43 for calculating “basic output” and auxiliary load correction means for calculating “auxiliary load correction amount” for compensating the absorption torque of each
On the other hand, the F / B calculating means 42 calculates the “F / B amount” that eliminates the rotational difference when there is a rotational difference between the engine rotational speed NE and the predetermined idling rotational speed NEi during idling. By adding the F / B amount to the expected output calculated by the F / F calculating means 41, an output torque (target output) serving as a basis for calculating the injection amount is obtained.
次に、図2を参照して、出力トルクを算出する手段の具体例をアイドリング時の制御に基づき説明する。
基本出力算出手段43は、RAMに読み込まれたエンジン回転数NEおよび冷却水温THWと、ROMに記憶されたマップに基づいて、エンジンフリクションに応じた基本トルクを算出する。
補機負荷補正手段44は、出力吸収装置2(エアコン2a、パワステ装置2b、オルタネータ2c等)に応じて設けられるものであり、この実施例ではエアコン補正手段44a、パワステ補正手段44bおよびオルタネータ補正手段44cを備える。
Next, referring to FIG. 2, a specific example of means for calculating the output torque will be described based on control during idling.
The basic output calculation means 43 calculates a basic torque corresponding to the engine friction based on the engine speed NE and the coolant temperature THW read into the RAM and a map stored in the ROM.
The auxiliary
エアコン補正手段44aは、エアコン2aからエアコン信号XAC(上述したように、冷媒圧縮機が作動する際に、エアコン2aから出力される信号)を受けると、冷媒圧縮機の吸収するトルク分(例えば、TAC=10Nm)を基本トルクに加算するものである。 パワステ補正手段44bは、パワステ装置2bからパワステ信号XPWSを受けると、パワステ油圧を算出するオイルポンプが吸収するトルク分(例えば、TPWS=5Nm)を基本トルクに加算するものである。
オルタネータ補正手段44cは、オルタネータ2cからオルタネータ信号XALを受けると、オルタネータ2cの吸収するトルク分(例えば、TAL=5Nm)を基本トルクに加算するものである。
When the air conditioner correction means 44a receives the air conditioner signal XAC (the signal output from the
When the
F/B算出手段42は、エンジン回転数NEと、所定のアイドリング回転数NEiとの回転差を算出し、その回転差とROMに記憶された補正マップに基づいて、正または負のF/B補正量を算出し、F/F算出手段41の算出した見込出力に、F/B量を加算するものである。 The F / B calculating means 42 calculates a rotational difference between the engine rotational speed NE and a predetermined idling rotational speed NEi, and based on the rotational difference and a correction map stored in the ROM, a positive or negative F / B The correction amount is calculated, and the F / B amount is added to the expected output calculated by the F / F calculation means 41.
次に、故障箇所の特定技術について説明する。
エンジン1のアイドリング時は、エンジン回転数NEを所定のアイドリング回転数NEに保つものである。
エンジン1がアイドリングで安定している状態では、エンジン1の出力トルクと、吸収トルクとが、釣り合った状態にある。
そして、エンジン出力を発生および吸収する各装置類が正常の場合、F/F算出手段41の算出した見込出力(目標出力トルク:場合によっては経時劣化補正量を加算した出力)に基づく噴射量によるエンジン回転数NEは、所定のアイドリング回転数NEiに保たれることになり、その時のF/B量は0である。
Next, a technique for identifying a failure location will be described.
When the
When the
Then, when each device that generates and absorbs engine output is normal, it depends on the injection amount based on the expected output calculated by the F / F calculation means 41 (target output torque: output with the addition of the time-dependent deterioration correction amount in some cases). The engine speed NE is maintained at a predetermined idling speed NEi, and the F / B amount at that time is zero.
しかし、エンジン出力を発生する出力発生装置3(例えば、インジェクタ6等)、またはエンジン出力を吸収する出力吸収装置2(エアコン2a、パワステ装置2b、オルタネータ2c等)が故障した場合、F/F算出手段41の算出した見込出力に基づく噴射量によるエンジン回転数NEは、所定のアイドリング回転数NEiから変動することになり、F/B算出手段42の算出するF/B量によってエンジン回転数NEを所定のアイドリング回転数NEiに保つ制御を実施する。
However, if the
具体的には、エンジン1の複数の気筒のうちの1気筒が燃焼しない時、即ちこの実施例ではエンジン1がディーゼルエンジンであるため、インジェクタ6のいずれかが無噴射の場合、見込出力のみではエンジン出力が不足し、エンジン回転数NEが所定のアイドリング回転数NEiより低下してしまう。なお、エンジン1がガソリンエンジンの場合は、インジェクタ6の故障の他に、点火系の故障が考えられる。
燃焼しない気筒が生じると、F/B算出手段42は、エンジン1の出力トルクの不足分を補うため、エンジン1の出力トルクを増加させる正側のF/B量を算出して、その値を見込出力に加算補正する。この結果、エンジン回転数NEが所定のアイドリング回転数NEiに保たれる。
即ち、インジェクタ6のいずれかに無噴射異常が生じると、正側のF/B量が大きくなる。
Specifically, when one of the plurality of cylinders of the
When a cylinder that does not burn is generated, the F / B calculating means 42 calculates the positive F / B amount that increases the output torque of the
That is, when a non-injection abnormality occurs in any of the
一方、複数の出力吸収装置2(エアコン2a、パワステ装置2b、オルタネータ2c等)のいずれかが故障して、故障した出力吸収装置2がエンジン1の出力トルクを吸収しない場合、見込出力のみではエンジン出力が過剰になり、エンジン回転数NEが所定のアイドリング回転数NEiより高くなってしまう。
そこで、F/B算出手段42は、エンジン1の出力トルクの過剰分を補うため、エンジン1の出力トルクを減少させる負側のF/B量を算出して、その値を見込出力に加算補正する。この結果、エンジン回転数NEが所定のアイドリング回転数NEiに保たれる。
即ち、複数の出力吸収装置2のいずれかが故障してエンジン1の出力トルクを吸収しない場合、負側のF/B量が大きくなる。
On the other hand, if any of the plurality of output absorbing devices 2 (
Therefore, the F / B calculating means 42 calculates the negative F / B amount for decreasing the output torque of the
That is, when any of the plurality of
本実施例の故障診断装置は、アイドリング時においてF/B量が0でない場合に、F/B算出手段42で算出したF/B量に基づいて、故障したインジェクタ6、あるいは故障した出力発生装置3を特定する故障特定手段45を備える。
この故障特定手段45は、アイドリング時においてF/B量が0でない場合、まずインジェクタ6の故障箇所を自己診断する。そして、故障したインジェクタ6が特定できない場合は、故障した出力発生装置3を特定する自己診断を行う。
The failure diagnosis apparatus according to the present embodiment is based on the F / B amount calculated by the F / B calculation means 42 when the F / B amount is not 0 at the time of idling. 3 is provided with a failure specifying means 45 for specifying 3.
If the F / B amount is not 0 at the time of idling, the failure specifying means 45 first self-diagnose the failure location of the
(故障したインジェクタ6の特定方法)
図3を参照して、故障したインジェクタ6を特定する方法を説明する。
図3では、第3気筒のインジェクタ6が停止した場合における故障特定方法を説明する。
正常時は、図3(a)に示すように、エンジン1がアイドリングで安定している状態であり、エンジン1の出力トルクa1と吸収トルクa2とが釣り合った状態にあり、F/F算出手段41の算出した見込出力に基づく噴射量によるエンジン回転数NEは、所定のアイドリング回転数NEiに保たれることになり、F/B量は0となる。
(Method for identifying failed injector 6)
With reference to FIG. 3, a method for identifying the failed
In FIG. 3, a failure identification method when the
At normal time, as shown in FIG. 3A, the
第3気筒のインジェクタ6が停止した状態では、4気筒のうちの1気筒が出力を発生しない状態になるため、図3(b)に示すように、第3気筒の出力トルクの不足分を補うため、エンジン1の出力トルクを増加させる正側のF/B量a3を算出し、その値を見込出力に加算する。この結果、エンジン回転数NEが所定のアイドリング回転数NEiに保たれる。
In a state where the
故障特定手段45は、F/B量が0から他の値に変化する際に故障箇所の特定制御を開始する。
故障特定手段45は、各インジェクタ6を順に強制停止させる。この強制停止時は、1気筒噴射しないため、残りの気筒のインジェクタ6でエンジン回転数NEを所定のアイドリング回転数NEiに保つのに必要なトルクを実現できるように、各インジェクタ6の噴射量を算出するものである。
強制停止インジェクタ6と、故障インジェクタ6が一致しない場合、正側のF/B量がさらに大きくなる。例えば、図3(c)に示すように、正常な第1気筒のインジェクタ6を停止させた場合、故障している第3気筒の出力トルクの不足分と、強制停止した第1気筒の出力トルクの不足分を補ってエンジン1の出力トルクを増加するため、さらに大きな正側のF/B量a4を算出し、その値を見込出力に加算する。この結果、エンジン回転数NEが所定のアイドリング回転数NEiに保たれる。
The
The failure identifying means 45 forcibly stops the
If the forced
強制停止インジェクタ6と、故障インジェクタ6が一致する場合、噴射を実行する正常なインジェクタ6でエンジン回転数NEを所定のアイドリング回転数NEiに保つのに必要なトルクを実現できるように、各インジェクタ6の噴射量が算出されているため、図3(d)に示すように、F/B量が0になる。
このように、各インジェクタ6を順に強制停止させ、F/B量が0になる気筒を特定することで、故障したインジェクタ6を特定する。
When the forced
In this way, each of the
(故障した出力吸収装置2の特定方法)
図4を参照して、どの出力吸収装置2が故障しているかを特定する方法を説明する。
図4では、複数の出力吸収装置2のうち、オルタネータ2cが故障してオルタネータ2cが無負荷になった場合における故障特定方法を説明する。
オルタネータ2cが正常で作動している時は、図4(a)に示すように、見込トルクには、基本トルクb1にオルタネータ2cの作動に応じたオルタ補正トルクb2(オルタ要求トルク)が加味されて、見込出力(b1+b2:エンジン1の出力トルク)と吸収トルク(エンジンフリクションによって吸収される基本吸収トルクb3+オルタネータ2cの吸収トルクb4)とが釣り合った状態にあり、F/F算出手段41の算出した見込出力に基づく噴射量によるエンジン回転数NEは、所定のアイドリング回転数NEiに保たれることになり、F/B量は0となる。
(Identification method of failed output absorber 2)
With reference to FIG. 4, a method for identifying which
FIG. 4 illustrates a failure identification method when the
When the
オルタネータ2cが故障してオルタネータ2cが無負荷になった状態では、見込出力にオルタ補正トルクb2(オルタ要求トルク)が加味されているため、図4(b)に示すように、過剰なオルタ補正トルクb2を減らすため、エンジン1の出力トルクを低下させる負側のF/B量−b2を算出し、その負の値を見込出力に加算する。この結果、エンジン回転数NEが所定のアイドリング回転数NEiに保たれる。
In a state where the
故障特定手段45は、F/B量が0から他の値に変化する際に故障箇所の特定制御を開始する。
故障特定手段45は、オルタネータ2cの作動が停止した時、オルタネータ信号XALが停止されると、図4(c)に示すように、見込トルクにオルタ補正トルクb2が加味されなくなるとともに、過剰分を減らすための負側のF/B量−b2が無くなり、結果的にF/B量が0になる。
このように、オルタネータ2cの作動が停止した時に、F/B量が0になることで、オルタネータ2cの異常を判定することができる。即ち、停止した際にF/B量が0になる出力吸収装置2を特定することで、故障した出力吸収装置2を特定する。
The
When the alternator signal XAL is stopped when the operation of the
As described above, when the operation of the
(制御フローチャート)
故障診断装置による故障特定制御の一例を、図5、図6を参照して説明する。
アイドリング時になると、故障診断制御を開始する(スタート)。
まず、ステップS1において、エンジン回転数NEと、所定のアイドリング回転数NEiとの回転差(DELNE)が0であるか否かの判断を行う。
ステップS1の判断結果がNOの場合、エンジン1が安定した状態ではないと判断し、故障判定を実施することなく、リターンする。
(Control flowchart)
An example of failure identification control by the failure diagnosis apparatus will be described with reference to FIGS.
When the idling time is reached, fault diagnosis control is started (start).
First, in step S1, it is determined whether or not the rotational difference (DELNE) between the engine speed NE and a predetermined idling speed NEi is zero.
If the determination result in step S1 is NO, it is determined that the
ステップS1の判断結果がYESの場合、エンジン1が安定した状態であると判断し、ステップS2へ進む。
ステップS2では、F/B量が略0であるか否かの判断を行う。
ステップS2の判断結果がYESの場合、故障によるF/B補正がないと判断し、リターンする。
ステップS2の判断結果がNOの場合、故障によるF/B補正が生じていると判断し、ステップS10の故障箇所特定ルーチン(異常部位判定ルーチン)へ進む。
If the determination result in step S1 is YES, it is determined that the
In step S2, it is determined whether or not the F / B amount is substantially zero.
If the determination result in step S2 is YES, it is determined that there is no F / B correction due to a failure, and the process returns.
If the determination result in step S2 is NO, it is determined that F / B correction due to failure has occurred, and the process proceeds to a failure location specifying routine (abnormal location determination routine) in step S10.
次に、図6を参照して、故障箇所特定ルーチンを説明する。
このルーチンへ侵入すると、ステップS11〜S15において、上述の「故障したインジェクタ6の特定方法」により、故障したインジェクタ6を特定する制御を実施する。
ステップS11では、各インジェクタ6を順に強制停止させる制御を実施し、ステップS12では、1気筒噴射しないため、残りの3気筒のインジェクタ6でエンジン回転数NEを所定のアイドリング回転数NEiに保つのに必要なトルクを実現できる各インジェクタ6の噴射量を算出する。そして、ステップS13において、全気筒のインジェクタ6の強制停止制御を実施したか否かの判断を行い、全気筒のインジェクタ6の強制停止制御が実行されるまで、ステップS11、S12を繰り返す。
Next, the failure location specifying routine will be described with reference to FIG.
When the routine is entered, in steps S11 to S15, control for specifying the failed
In step S11, the control for forcibly stopping the
ステップS13の判断結果がYESの場合、全気筒のインジェクタ6の強制停止制御を実施したと判断し、ステップS14において、特定の1気筒のインジェクタ6においてF/B量が略0であったか否かの判断を行う。
ステップS14の判断結果がYESの場合、特定のインジェクタ6に故障が生じていたと判断し、ステップS15において、インジェクタ6の強制停止を実施した際にF/B量が略0となったインジェクタ6に故障が生じていると判定する。
なお、ステップS15では、故障を特定したインジェクタ6を、故障箇所を特定できる故障情報として故障情報記憶手段(記憶装置)に記憶するとともに、図示しないモニター装置によって、車両の乗員にエンジン1に異常が生じた旨の警告を表示する制御を実施する。
If the determination result in step S13 is YES, it is determined that the forced stop control of the
If the determination result in step S14 is YES, it is determined that a failure has occurred in the
In step S15, the
ステップS14の判断結果がNOの場合、インジェクタ6には異常が生じていなかったと判断し、ステップS16〜S19において、上述の「故障した出力吸収装置2の特定方法」により、故障した出力吸収装置2を特定する制御を実施する。
ステップS16では、特定の出力吸収装置2の停止を判定する。続いて、ステップS17では、特定の出力吸収装置2が停止したことにより、F/B量が略0になったか否かの判断を行う。
ステップS17の判断結果がNOの場合、停止した出力吸収装置2に異常はなく、他の動作中の出力吸収装置2に異常があると判断し、ステップS18へ進む。
If the determination result in step S14 is NO, it is determined that no abnormality has occurred in the
In step S16, it is determined whether the specific
If the determination result in step S17 is NO, it is determined that there is no abnormality in the stopped
ステップS18では、特定の出力吸収装置2が停止したことにより、F/B量が略0になったか否かの判断が、全ての出力吸収装置2で実施されたか否かの判断を行う。
ステップS18の判断結果がNOの場合は、特定の出力吸収装置2の停止したことにより、F/B量が略0になったか否かの判断が、全ての出力吸収装置2で実施されていないと判断し、ステップS16へ戻る。
ステップS18の判断結果がYESの場合は、故障箇所を本制御で特定できない箇所であると判断し、上記の制御を停止してリターンする。
In step S <b> 18, it is determined whether or not the determination of whether or not the F / B amount has become substantially zero due to the stoppage of the specific
When the determination result of step S18 is NO, the determination as to whether or not the F / B amount has become substantially zero due to the stoppage of the specific
If the determination result in step S18 is YES, it is determined that the failure location cannot be specified by the present control, the above control is stopped, and the process returns.
一方、ステップS17の判断結果がYESの場合、ステップS19において、停止した出力吸収装置2に故障が生じていると判断する。
なお、ステップS19では、故障を特定した出力吸収装置2を、故障箇所を特定できる故障情報として故障情報記憶手段(記憶装置)に記憶するとともに、図示しないモニター装置によって、車両の乗員に特定した出力吸収装置2が故障した旨の警告を表示する制御を実施する。
On the other hand, if the decision result in the step S17 is YES, in a step S19, it is judged that a failure has occurred in the stopped
In step S19, the
(実施例1の効果)
この実施例の故障診断装置は、上述したように、エンジン1がアイドリング状態で、且つF/B量が0でない場合、まず複数のインジェクタ6を順に強制停止させて、複数のインジェクタ6を順に強制停止した際におけるF/B量の変化状態から、故障したインジェクタ6を特定するものである。具体的には、各インジェクタ6を順に強制停止させて、F/B量が0になるインジェクタ6を特定することによって、故障したインジェクタ6を特定する。
(Effect of Example 1)
As described above, when the
また、この実施例の故障診断装置は、エンジン1がアイドリング状態で、且つF/B量が0でなく、さらに、各インジェクタ6に故障がない場合は、特定の出力吸収装置2(エアコン2a、パワステ装置2b、オルタネータ2c等のいずれか)が停止した場合におけるF/B量の変化状態から、故障した出力吸収装置2を特定するものである。具体的には、特定の出力吸収装置2(エアコン2a、パワステ装置2b、オルタネータ2c等のいずれか)が停止して、F/B量が0になる出力吸収装置2を特定することによって、故障した出力吸収装置2を特定する。
Further, in the failure diagnosis apparatus of this embodiment, when the
さらに、この実施例では、故障特定手段45が特定した故障箇所を、特定できる故障情報として故障情報記憶手段に記憶するため、メンテナンス時に故障情報記憶手段から故障情報を読み込むことができる。このため、メンテナンス時に故障の発生箇所を容易に特定することができ、メンテナンス性を向上させることができる。
また、故障特定手段45が特定した故障箇所を、図示しないモニター装置によって、乗員に表示するように設けているため、故障箇所を早期になおすことができる。
Furthermore, in this embodiment, the failure location specified by the failure specifying means 45 is stored in the failure information storage means as the failure information that can be specified, so that the failure information can be read from the failure information storage means during maintenance. For this reason, it is possible to easily identify the location where a failure occurs during maintenance, and to improve maintainability.
Moreover, since the failure location specified by the failure specification means 45 is provided to be displayed to the occupant by a monitor device (not shown), the failure location can be corrected early.
[変形例]
上記の実施例の故障診断装置は、各インジェクタ6のうち、故障したインジェクタ6を特定する自己診断機能と、各出力吸収装置2のうち、故障した出力吸収装置2を特定する自己診断機能との両方の機能を同時に搭載する例を示した。
これに対し、各インジェクタ6のうち、故障したインジェクタ6のみを特定する故障診断装置としても良いし、各出力吸収装置2のうち、故障した出力吸収装置2を特定する故障診断装置としても良い。
[Modification]
The failure diagnosis apparatus of the above embodiment includes a self-diagnosis function that identifies the failed
On the other hand, it is good also as a failure diagnostic device which specifies only the failed
上記の実施例では、複数のインジェクタ6を順に強制停止させて、F/B量が0になるインジェクタ6を特定することで、故障したインジェクタ6を特定する例を示した。
これに対し、1つのインジェクタ6が停止した際におけるF/B量を予め記憶しておき、そのF/B量が発生したことによって1つのインジェクタ6が停止したことを診断するようにしても良い。
In the above-described embodiment, an example in which the malfunctioning
On the other hand, the F / B amount when one
上記の実施例では、各出力吸収装置2のうち、故障した出力吸収装置2を特定する方法として、特定の出力吸収装置2が停止した場合におけるF/B量の変化状態(F/B量=0への変化)から、故障した出力吸収装置2を特定する例を示した。
これに対し、特定の出力吸収装置2が作動した場合におけるF/B量の変化状態(作動を開始した出力吸収装置2の吸収トルクの過剰分を減らすための負側のF/B量の増加)から、故障した出力吸収装置2を特定するように設けても良い。
In the above-described embodiment, as a method of specifying the failed
On the other hand, the change state of the F / B amount when the
上記の実施例では、ROMに記憶されたプログラムと、RAMに読み込まれたエンジンパラメータとに基づいて、現運転状態に適したエンジン1の「出力トルク」を算出し、その出力トルクに基づいて「噴射量」を算出する例を示し、その出力トルクのF/B量(トルク補正値)に基づいて故障箇所を特定する例を示した。
これに対し、ROMに記憶されたプログラムと、RAMに読み込まれたエンジンパラメータとに基づいて、現運転状態に適した「噴射量」を直接的に算出するように設けるとともに、F/B算出手段42は、噴射量を補正するF/B量(噴射量補正値)を算出するように設け、そのF/B量(噴射量補正値)に基づいて故障箇所を特定するように設けても良い。
In the above embodiment, the “output torque” of the
On the other hand, an “injection amount” suitable for the current operating state is directly calculated based on the program stored in the ROM and the engine parameter read in the RAM, and F / B calculating means is provided. 42 may be provided so as to calculate an F / B amount (injection amount correction value) for correcting the injection amount, and may be provided so as to identify a failure location based on the F / B amount (injection amount correction value). .
上記の実施例では、インジェクタ6を駆動するアクチュエータの一例として、電磁ソレノイド22aによってバルブ22bを駆動する例を示したが、磁歪素子によって駆動子を駆動するアクチュエータを用いたり、圧電素子(ピエゾ素子)によって駆動子を駆動するアクチュエータを用いるなど、他のアクチュエータを用いても良い。
上記の実施例では、電磁弁22で制御室21の圧力を制御して、その制御室21の圧力変化によってニードル23を駆動するインジェクタ6を例に示したが、アクチュエータ(電磁アクチュエータ、磁歪素子を用いたアクチュエータ、圧電素子を用いたアクチュエータ)がニードル(弁体)23を直接的に駆動するインジェクタを用いても良い。
In the above embodiment, an example in which the
In the above embodiment, the
上記の実施例では、駆動パルスによってインジェクタ6を駆動制御する例を示したが、通電開始でインジェクタ6の開弁、通電停止でインジェクタの閉弁を行う制御方法に本発明を適用しても良い。
上記の実施例では、本発明をコモンレール式燃料噴射装置に適用した例を示したが、コモンレール5を用いない燃料噴射装置に本発明を適用しても良い。
上記の実施例では、エンジン1の一例としてディーゼルエンジンを搭載する例を示し、燃焼を行わない気筒のインジェクタ6の故障を判別する例を示した。
これに対し、本発明をガソリンエンジンなど、他のエンジンの故障診断に用いても良い。例えば、ガソリンエンジンの場合、F/B量が略0から外れた場合に、複数のインジェクタ6を順に強制停止させて、F/B量の変化状態を監視し、複数のインジェクタ6を順に強制停止した際のF/B量の変化状態から、複数の気筒のうち、燃焼しない気筒を特定することができる。
In the above-described embodiment, the example in which the
In the above embodiment, the present invention is applied to the common rail fuel injection device. However, the present invention may be applied to a fuel injection device that does not use the
In the above embodiment, an example in which a diesel engine is mounted as an example of the
On the other hand, you may use this invention for the failure diagnosis of other engines, such as a gasoline engine. For example, in the case of a gasoline engine, when the F / B amount deviates from about 0, the plurality of
1 エンジン
2 出力吸収装置
2a エアコン
2b パワステ装置
2c オルタネータ
3 出力発生装置
4 ECU
6 インジェクタ
41 F/F算出手段
42 F/B算出手段
43 基本出力算出手段
44 補機負荷補正手段
44a エアコン補正手段
44b パワステ補正手段
44c オルタネータ補正手段
45 故障特定手段
1
6 Injector 41 F / F calculation means 42 F / B calculation means 43 Basic output calculation means 44 Auxiliary load correction means 44a Air conditioner correction means 44b Power steering correction means 44c Alternator correction means 45 Failure identification means
Claims (4)
(a1)少なくともアイドリング時に作動し、運転状態に応じた前記エンジンの出力トルクまたは噴射量をフィードフォワードにより算出するF/F算出手段と、
(b1)アイドリング時に作動し、目標のアイドリング回転数と、実際のエンジン回転数とに回転差がある場合、その回転差を無くすフィードバック量を算出し、このフィードバック量によって前記F/F算出手段で算出した出力トルクまたは噴射量を補正するF/B算出手段と、
(c1)前記エンジンがアイドリング状態で、且つ前記F/B算出手段が出力トルクまたは噴射量を変更するフィードバック量を算出する場合、
複数のインジェクタを順に強制停止させて、複数のインジェクタを順に強制停止した際におけるフィードバック量の変化状態から、複数の気筒のうちにおける燃焼しない気筒を特定する故障特定手段と、
を備える故障診断装置。 Provided in a vehicle equipped with an output generator comprising a plurality of injectors that inject fuel for each cylinder of a multi-cylinder engine;
(A1) F / F calculation means that operates at least during idling and calculates the output torque or the injection amount of the engine according to the operating state by feedforward;
(B1) It operates at idling, and when there is a rotational difference between the target idling rotational speed and the actual engine rotational speed, a feedback amount for eliminating the rotational difference is calculated, and the feedback amount is calculated by the F / F calculating means. F / B calculating means for correcting the calculated output torque or injection amount;
(C1) When the engine is in an idling state and the F / B calculating means calculates a feedback amount for changing the output torque or the injection amount,
A failure specifying means for specifying a cylinder that does not burn out of a plurality of cylinders from a change state of a feedback amount when the plurality of injectors are forcibly stopped in order, and the plurality of injectors are forcibly stopped in order,
A failure diagnosis apparatus comprising:
前記エンジンは、燃料の高圧圧縮によって気筒内で燃焼が開始されるディーゼルエンジンであり、
前記故障特定手段は、燃焼しない気筒を特定すると、その気筒のインジェクタが故障していると判断することを特徴とする故障診断装置。 The failure diagnosis apparatus according to claim 1,
The engine is a diesel engine in which combustion is started in a cylinder by high-pressure compression of fuel,
When the failure specifying means specifies a cylinder that does not burn, it determines that the injector of the cylinder has failed.
(a2)少なくともアイドリング時に作動し、前記特定の出力吸収装置の吸収トルクを加味して前記エンジンの出力トルクまたは噴射量を算出するF/F算出手段と、
(b2)アイドリング時に作動し、目標のアイドリング回転数と、実際のエンジン回転数とに回転差がある場合、その回転差を無くすフィードバック量を算出し、このフィードバック量によって前記F/F算出手段で算出した出力トルクまたは噴射量を補正するF/B算出手段と、
(c2)前記エンジンがアイドリング状態で、且つ前記F/B算出手段が出力トルクまたは噴射量を変更するフィードバック量を算出する場合、
特定の出力吸収装置が作動または停止した場合におけるフィードバック量の変化状態から、特定の出力吸収装置の故障を判定する故障特定手段と、
を備える故障診断装置。 Provided in a vehicle equipped with a specific output absorber that absorbs engine output torque and an output generator that supplies fuel to the engine,
(A2) F / F calculation means that operates at least during idling and calculates the output torque or the injection amount of the engine in consideration of the absorption torque of the specific output absorption device;
(B2) It operates at idling, and when there is a rotational difference between the target idling rotational speed and the actual engine rotational speed, a feedback amount that eliminates the rotational difference is calculated, and the feedback amount is calculated by the F / F calculating means. F / B calculating means for correcting the calculated output torque or injection amount;
(C2) When the engine is in an idling state and the F / B calculating means calculates the feedback amount for changing the output torque or the injection amount,
A failure specifying means for determining a failure of the specific output absorber from the change state of the feedback amount when the specific output absorber is activated or stopped; and
A failure diagnosis apparatus comprising:
前記故障特定手段の特定した故障箇所は、その故障箇所を特定できる故障情報として故障情報記憶手段に記憶されることを特徴とする故障診断装置。
In the failure diagnosis apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The failure diagnosis apparatus characterized in that the failure location identified by the failure identification means is stored in failure information storage means as failure information that can identify the failure location.
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