JP6390952B2 - Vehicle control device - Google Patents

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Description

本開示は、NOx吸蔵型の触媒を備えた車両の制御装置に係る。   The present disclosure relates to a vehicle control device including a NOx occlusion type catalyst.

従来の車両の制御装置には、例えば排気ガスに含まれる有害な排気成分の一つである窒素酸化物(NOx)を浄化するために、NOx吸蔵還元型の触媒を内燃機関の排気通路に配置し、所定の条件が成立した際に触媒に吸蔵したNOx成分を還元するためのNOxパージ制御(リッチスパイク制御)を実行するものがある(特許文献1参照)。この特許文献1に記載の車両の制御装置は、ナビゲーションシステムから得られる自車の現在位置や走行履歴に基いて、内燃機関の停止位置が近いかどうかを予測し、停止時期が近くなると、停止に先だってNOxパージを実行し、NOx触媒の再生処理を行う。   In a conventional vehicle control device, for example, a NOx occlusion reduction type catalyst is arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine in order to purify nitrogen oxide (NOx) which is one of harmful exhaust components contained in exhaust gas. In some cases, NOx purge control (rich spike control) is performed to reduce the NOx component stored in the catalyst when a predetermined condition is satisfied (see Patent Document 1). The vehicle control device described in Patent Document 1 predicts whether or not the stop position of the internal combustion engine is close based on the current position and travel history of the host vehicle obtained from the navigation system, and stops when the stop time approaches. Prior to this, a NOx purge is executed to regenerate the NOx catalyst.

国際公開WO2010/055573号パンフレットInternational Publication WO2010 / 055573 Pamphlet

この従来の車両の制御装置では、内燃機関の停止時期に先だって、NOx吸蔵還元型の触媒に残留しているNOx成分を還元するためのNOxパージを実行する。しかしながら、NOx成分は、車両の加速時に多量に発生するため、内燃機関の停止時期に先だってのみ、NOxパージを実行するだけでは、車両の加速時に発生したNOx成分を排気浄化装置で吸蔵しきれなくなり、NOx成分が排出される虞が生じる。   In this conventional vehicle control device, a NOx purge for reducing NOx components remaining in the NOx occlusion reduction type catalyst is executed prior to the stop timing of the internal combustion engine. However, since a large amount of NOx component is generated during acceleration of the vehicle, the NOx component generated during acceleration of the vehicle cannot be stored in the exhaust purification device only by executing the NOx purge only before the stop timing of the internal combustion engine. , NOx components may be discharged.

一方、近年、NOx成分の排出規制がより強化される傾向にある。このため、これまで以上にNOx成分の浄化性能を高めた車両の提供が望まれている。   On the other hand, in recent years, NOx component emission regulations tend to be strengthened. For this reason, provision of the vehicle which improved the purification performance of the NOx component more than before is desired.

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも幾つかの実施形態は、車両の加速時に多量に発生するNOx成分を吸蔵可能にし、NOx成分の浄化性能を向上することのできる車両の制御装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, at least some embodiments of the present invention provide a vehicle control device that can occlude a large amount of NOx components that are generated during acceleration of the vehicle and can improve the purification performance of the NOx components. The purpose is to do.

本発明の少なくとも一つの実施形態に係わる内燃機関の排気浄化装置は、排気ガス中のNOx成分を吸蔵するNOxトラップ触媒を備えた車両の制御装置であって、前記NOxトラップ触媒に吸蔵されたNOx成分を還元するためのNOxパージ制御を実施するNOxパージ制御手段と、前記車両の周辺情報を取得する情報取得手段と、前記情報取得手段により得られた周辺情報に基づいて前記車両が加速可能な状態にあるか否かを判断する加速可否状態判断手段と、前記NOxトラップ触媒に吸蔵されたNOx成分の量を求める吸蔵量演算手段と、を有し、前記NOxパージ制御手段は、前記加速可否状態判断手段により前記車両が加速可能な状態以外であると判断された場合、前記吸蔵量演算手段により求められたNOxトラップ成分の量が第1の閾値以上であるときに前記NOxパージ制御を実施し、前記加速可否状態判断手段により前記車両が加速可能な状態にあると判断された場合、前記吸蔵量演算手段により求められたNOxトラップ成分の量が前記第1の閾値よりも小さい第2の閾値以上であるときに、前記車両が加速を開始する前に前記NOxパージ制御を実施するように構成される。 An exhaust emission control device for an internal combustion engine according to at least one embodiment of the present invention is a control device for a vehicle including a NOx trap catalyst for storing NOx components in exhaust gas, the NOx stored in the NOx trap catalyst. The vehicle can be accelerated based on NOx purge control means for performing NOx purge control for reducing components, information acquisition means for acquiring peripheral information of the vehicle, and peripheral information obtained by the information acquisition means has an acceleration permission state determining means for determining whether or not the state, the storage amount calculating means for calculating the amount of NOx stored components to the NOx trap catalyst, and the NOx purge control means, the acceleration permission When it is determined by the state determination means that the vehicle is not in an accelerating state, the NOx trap component determined by the storage amount calculation means NOx but the NOx purge control is performed when at least the first threshold value, when the vehicle is determined to be in possible acceleration state by the acceleration permission condition determining unit, which is determined by the storage amount calculation means when the amount of the trapped component is smaller second threshold or more than the first threshold value, configured such that the vehicle is performing the NOx purge control before starting the acceleration.

上記車両の制御装置によれば、車両が加速可能な状態にあると判断されるとき、即ち、車両の加速が予見されるときには、車両が加速する前にNOxトラップ触媒に対してNOxパージが行われるので、車両の加速に先立ってNOxトラップ触媒に吸蔵可能な吸蔵量を回復することができ、加速時に大量に排出されるNOxを吸蔵しやすくなり、排ガス性能を向上することができる。よって、NOx成分の浄化性能を向上可能な車両の制御装置を実現できる。   According to the vehicle control apparatus, when it is determined that the vehicle is in an accelerating state, that is, when acceleration of the vehicle is predicted, the NOx purge is performed on the NOx trap catalyst before the vehicle accelerates. Therefore, the occlusion amount that can be occluded in the NOx trap catalyst prior to the acceleration of the vehicle can be recovered, and it becomes easier to occlude NOx that is exhausted in large quantities during acceleration, and the exhaust gas performance can be improved. Therefore, a vehicle control device that can improve the purification performance of the NOx component can be realized.

また、前記NOxパージ制御手段は、前記加速可否状態判断手段により前記車両が加速可能な状態以外であると判断された場合、前記吸蔵量演算手段により求められたNOxトラップ成分の量が第1の閾値以上であるときに前記NOxパージ制御を実施し、前記加速可否状態判断手段により前記車両が加速可能な状態にあると判断された場合、前記吸蔵量演算手段により求められたNOxトラップ成分の量が前記第1の閾値よりも小さい第2の閾値以上であるときに、前記車両が加速を開始する前に前記NOxパージ制御を実施するように構成されるので、この場合には、車両が加速可能な状態であるときのパージ制御がそれ以外のとき(通常時)よりも実施されやすくなるため、加速を予見した際のパージ制御が実行されやすくなる。したがって、車両の加速に先立ってNOxトラップ触媒に吸蔵可能な吸蔵量をより確実に回復することができ、車両の排ガス性能を向上することができる。 The NOx purge control means determines that the NOx trap component amount obtained by the occlusion amount computing means is a first value when the acceleration enable / disable state determination means determines that the vehicle is in a state other than the acceleration possible state. When the NOx purge control is performed when the value is equal to or greater than the threshold value, and the acceleration availability determination means determines that the vehicle is in an accelerating state, the amount of NOx trap components determined by the occlusion amount calculation means Is configured to perform the NOx purge control before the vehicle starts accelerating when the vehicle is greater than or equal to a second threshold value that is less than the first threshold value. Since the purge control when it is in a possible state is easier to perform than at other times (normal time), the purge control when the acceleration is predicted is easily performed. Therefore, the amount of occlusion that can be occluded in the NOx trap catalyst prior to acceleration of the vehicle can be more reliably recovered, and the exhaust gas performance of the vehicle can be improved.

また、幾つかの実施形態では、前記加速可否状態判断手段により前記車両が加速可能な状態にあると判断された際に、前記情報取得手段により得られた前記車両の周辺情報に基づいて前記車両が加速状態に移行した場合の加速度合いを予測する予測手段を有し、前記第2の閾値は、前記予測手段により予測される前記加速度合いに応じて変更されるように構成される。   In some embodiments, the vehicle is determined based on the surrounding information of the vehicle obtained by the information acquisition unit when the acceleration determination unit determines that the vehicle is in an accelerating state. The second threshold value is configured to be changed according to the acceleration degree predicted by the prediction means.

この場合には、車両加速時のNOx排出量は加速度や加速の継続時間等、即ち加速度合いにより異なるため、加速度合いを予測し、加速前にパージ制御を実施するための判定閾値(第2の閾値)を予測される加速度合いに応じて変更することで、加速前のパージ制御をより適切に実施することができる。   In this case, the NOx emission amount at the time of vehicle acceleration differs depending on the acceleration, the duration of acceleration, or the like, that is, the degree of acceleration. Therefore, the judgment threshold (second value) for predicting the degree of acceleration and performing the purge control before acceleration. By changing (threshold value) according to the predicted degree of acceleration, purge control before acceleration can be performed more appropriately.

また、幾つかの実施形態では、前記情報取得手段は、前記車両と該車両の前方を走行する前車との間の車間距離を前記周辺情報として取得し、前記加速可否状態判断手段は、前記車間距離が所定値以上であるときに、前記車両が加速可能な状態にあると判断するように構成される。   In some embodiments, the information acquisition unit acquires an inter-vehicle distance between the vehicle and a preceding vehicle traveling in front of the vehicle as the peripheral information, and the acceleration propriety state determination unit includes: When the inter-vehicle distance is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the vehicle is in an accelerating state.

この場合、車両が加速可能な状態にあるか否かを確実に判断することができ、加速前のパージ制御を適切に実施することができる。   In this case, it is possible to reliably determine whether or not the vehicle is in an accelerating state, and the purge control before acceleration can be appropriately performed.

また、幾つかの実施形態では、前記情報取得手段は、前記車両の走行地点の制限速度を前記周辺情報として取得するとともに、前記車両の走行速度を取得し、前記加速可否状態判断手段は、前記車両の走行速度が前記制限速度よりも所定以上小さいときに、前記車両が加速可能な状態にあると判断するように構成される。 In some embodiments, the information acquisition unit acquires the speed limit of the travel point of the vehicle as the peripheral information, acquires the travel speed of the vehicle, and the acceleration propriety state determination unit includes: When the traveling speed of the vehicle is smaller than the speed limit by a predetermined amount or more, it is determined that the vehicle is in an accelerating state.

この場合、車両が加速可能な状態にあるか否かを確実に判断することができ、加速前のパージ制御を適切に実施することができる。   In this case, it is possible to reliably determine whether or not the vehicle is in an accelerating state, and the purge control before acceleration can be appropriately performed.

また、幾つかの実施形態では、前記情報取得手段は、前記車両と該車両の前方を走行する前車との間の車間距離、及び、前記車両の走行地点の制限速度を前記周辺情報として取得するとともに、前記車両の走行速度を取得し、前記予測手段は、前記情報取得手段で取得された前記車間距離が大きいほど、又は、前記情報取得手段で取得された前記車両の走行速度が前記制限速度よりも小さいほど、前記加速度合いが大きいと予測するように構成される。 In some embodiments, the information acquisition unit acquires the inter-vehicle distance between the vehicle and a preceding vehicle traveling in front of the vehicle, and the speed limit of the travel point of the vehicle as the peripheral information. as well as acquires the traveling speed of the vehicle, said predicting means, as the inter-vehicle distance acquired by the information acquisition unit is large or the traveling speed of the vehicle acquired by the information acquiring means the restriction It is configured to predict that the acceleration degree is larger as it is smaller than the speed.

この場合、車間距離だけでなく制限速度と車両速度の関係も考慮に入れることで、加速した場合の加速度合いをより確実に予測することができ、より適切に加速前のパージ制御を実施することができる。   In this case, taking into account not only the inter-vehicle distance but also the relationship between the speed limit and the vehicle speed, the degree of acceleration when accelerating can be predicted more reliably, and purge control before acceleration can be performed more appropriately. Can do.

また、幾つかの実施形態では、前記NOxパージ制御手段は、前記NOxパージ制御の実施中に前記車両が加速状態に移行した場合、前記NOxパージ制御を中止するように構成される。   In some embodiments, the NOx purge control means is configured to stop the NOx purge control when the vehicle shifts to an acceleration state during the execution of the NOx purge control.

この場合、パージ制御の完了前であっても加速状態に移行した際にはパージ制御を終了することで、加速性能を損なうことなく加速時のNOx浄化性能を向上させることができる。   In this case, the NOx purification performance during acceleration can be improved without losing the acceleration performance by ending the purge control when shifting to the acceleration state even before the purge control is completed.

本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、車両の加速時に多量に発生するNOx成分を吸蔵可能にし、NOx成分の浄化性能を向上することができる。   According to at least some embodiments of the present invention, it is possible to occlude NOx components that are generated in large quantities during acceleration of the vehicle, and to improve the purification performance of NOx components.

本発明の幾つかの実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to some embodiments of the present invention. 本発明の幾つかの実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置のECUのブロック図である。It is a block diagram of ECU of the exhaust gas purification apparatus of the internal combustion engine which concerns on some embodiment of this invention. 本発明の幾つかの実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置において、車間距離を含む走行情報に基づいてNOxトラップ触媒を浄化するためのフローチャートである。6 is a flowchart for purifying a NOx trap catalyst based on travel information including an inter-vehicle distance in an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to some embodiments of the present invention.

以下、添付図面に従って本発明の内燃機関の排気浄化装置の実施形態について、図1〜図3を参照しながら説明する。本実施形態では、内燃機関としてディーゼルエンジン(以下、単に「エンジン」と記す。)から排出される排気ガスに含まれるNOxを処理する排気浄化装置を例にして説明する。先ず、排気浄化装置を説明する前に、エンジンとエンジンの排気系について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成部品の材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。   Hereinafter, an embodiment of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, an exhaust purification device that processes NOx contained in exhaust gas discharged from a diesel engine (hereinafter simply referred to as “engine”) as an internal combustion engine will be described as an example. First, before explaining the exhaust emission control device, the engine and the exhaust system of the engine will be explained. It should be noted that the materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples.

エンジン1には、エンジン1の燃焼室に燃料を噴出する燃料噴射装置3が接続されている。また、エンジン1には、エンジン1の回転数を検出可能なエンジン回転数センサ5及び、エンジン1に作用するトルクを検出するトルクセンサ7が設けられている。燃料噴射装置3は、後述するECU30の指令に基づいて作動して燃料を燃焼室に噴出する。また、エンジン回転数センサ5及びトルクセンサ7は、ECU30に電気的に接続されて検出信号をECU30に送る。   The engine 1 is connected to a fuel injection device 3 that injects fuel into the combustion chamber of the engine 1. Further, the engine 1 is provided with an engine speed sensor 5 that can detect the speed of the engine 1 and a torque sensor 7 that detects torque acting on the engine 1. The fuel injection device 3 operates based on a command from the ECU 30 to be described later and injects fuel into the combustion chamber. The engine speed sensor 5 and the torque sensor 7 are electrically connected to the ECU 30 and send detection signals to the ECU 30.

エンジン1の排気管10には、上流側から順に、酸化触媒13、パティキュレートフィルタ15、NOxトラップ触媒17が配設されている。酸化触媒13は、通路を形成する多孔質の壁にプラチナ(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等の触媒貴金属を担持して構成されており、排気ガス中のCO及びHCを酸化させてCO2及びH2Oに変換すると共に、排気ガス中のNOを酸化してNO2を生成する機能を有する。   In the exhaust pipe 10 of the engine 1, an oxidation catalyst 13, a particulate filter 15, and a NOx trap catalyst 17 are disposed in order from the upstream side. The oxidation catalyst 13 is configured by supporting a catalytic noble metal such as platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh) on a porous wall forming a passage, and oxidizes CO and HC in the exhaust gas. And converting it into CO2 and H2O and oxidizing NO in the exhaust gas to generate NO2.

パティキュレートフィルタ15は、例えば、ハニカム担体の通路の上流側及び下流側を交互にプラグで閉鎖したウォールフロー式のフィルタとして構成され、そのフィルタ壁に排気ガスを流通させて排気ガス中のパティキュレート(有害成分、粒子状物質)を捕集する機能を有している。   The particulate filter 15 is configured, for example, as a wall flow type filter in which the upstream side and the downstream side of the passage of the honeycomb carrier are alternately closed with plugs, and the exhaust gas is circulated through the filter wall so that the particulates in the exhaust gas. It has a function of collecting (hazardous components, particulate matter).

NOxトラップ触媒17は、例えば、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等の触媒貴金属と、バリウム(Ba)、カリウム(K)等のNOx吸着剤を担持して構成されており、リーン空燃比雰囲気(酸化雰囲気)下でNOxを吸蔵する一方、吸蔵したNOxをストイキ又はリッチ空燃比雰囲気(還元雰囲気)下で放出して、排気ガス中のHC、COとの反応により還元する機能を有している。   The NOx trap catalyst 17 is configured to carry a catalytic noble metal such as platinum (Pt), palladium (Pd), and rhodium (Rh) and a NOx adsorbent such as barium (Ba) and potassium (K). NOx is stored in a lean air-fuel ratio atmosphere (oxidizing atmosphere), while the stored NOx is released in a stoichiometric or rich air-fuel ratio atmosphere (reducing atmosphere) and reduced by reaction with HC and CO in the exhaust gas. It has a function.

NOxトラップ触媒17には、この触媒温度を検出する触媒温度センサ19が設けられている。また、NOxトラップ触媒17の上流側に接続された排気管10aには、エンジン1から排出された排気ガス中に含まれるNOx濃度を検出するNOxセンサ21が設けられている。   The NOx trap catalyst 17 is provided with a catalyst temperature sensor 19 for detecting the catalyst temperature. Further, the exhaust pipe 10 a connected to the upstream side of the NOx trap catalyst 17 is provided with a NOx sensor 21 that detects the NOx concentration contained in the exhaust gas discharged from the engine 1.

ECU30は、エンジン1の運転制御をはじめとして総合的な制御を行うための制御装置であり、センサ類からの検出情報に基づき、エンジン1の作動を制御する。また、ECU30は、このようなエンジン1の運転を目的とした制御に加えて、酸化触媒13、パティキュレートフィルタ15、NOxトラップ触媒17を最適な状態で作動させるべく各種制御を行う。   The ECU 30 is a control device for performing comprehensive control including operation control of the engine 1, and controls the operation of the engine 1 based on detection information from sensors. In addition to the control for the purpose of operating the engine 1, the ECU 30 performs various controls to operate the oxidation catalyst 13, the particulate filter 15, and the NOx trap catalyst 17 in an optimal state.

図2(ブロック図)に示すように、ECU30には、前述したセンサ(エンジン回転数センサ5、トルクセンサ7、触媒温度センサ19、NOxセンサ21)の他に、レーダセンサ23、車速センサ25、加速度センサ26、ナビゲーションシステム27からの信号が入力される。そして、燃料噴射装置3等へ制御信号を出力する。レーダセンサ23は、自車と自車の前方を走行する前車との間の車間距離を測定可能なセンサであり、前方に電波を送信し、前車からの反射波を受信して車間距離を測定するものである。   As shown in FIG. 2 (block diagram), the ECU 30 includes a radar sensor 23, a vehicle speed sensor 25, in addition to the sensors described above (the engine speed sensor 5, torque sensor 7, catalyst temperature sensor 19, NOx sensor 21). Signals from the acceleration sensor 26 and the navigation system 27 are input. Then, a control signal is output to the fuel injection device 3 and the like. The radar sensor 23 is a sensor capable of measuring an inter-vehicle distance between the host vehicle and a front vehicle traveling in front of the host vehicle. The radar sensor 23 transmits a radio wave forward and receives a reflected wave from the front vehicle to receive the inter-vehicle distance. Is to measure.

ここで、エンジン1は、通常運転時に排気空燃比がリーン側に維持されているため、NOxトラップ触媒17は排気ガスに含まれるNOx成分の吸蔵作用を奏して大気中への排出を防止するが、NOxトラップ触媒17はNOx吸蔵限界を越えるとNOx成分を素通りさせてしまう。特に、NOx成分は、車両の加速時に多量に発生するため、NOxトラップ触媒17がNOx吸蔵限界に近い量のNOx成分を吸蔵した状態にあると、加速中に排出されるNOx成分を吸蔵しきれずに、多量のNOx成分を排出してしまう虞がある。そこで、このような事態を防止するため、ECU30は、車両が加速可能な状態(加速前の状態)であるか否かを予測し、加速する前にエンジン1の排気空燃比をストイキ又はリッチ化するNOxパージを行い、これによりNOx触媒に吸蔵されているNOxを還元するようにした。   Here, since the exhaust air-fuel ratio of the engine 1 is maintained on the lean side during normal operation, the NOx trap catalyst 17 has an occlusion function of NOx components contained in the exhaust gas to prevent discharge into the atmosphere. When the NOx trap catalyst 17 exceeds the NOx occlusion limit, the NOx component passes through. In particular, since a large amount of NOx component is generated during acceleration of the vehicle, if the NOx trap catalyst 17 has stored an amount of NOx component close to the NOx storage limit, the NOx component exhausted during acceleration cannot be stored. In addition, a large amount of NOx component may be discharged. Therefore, in order to prevent such a situation, the ECU 30 predicts whether or not the vehicle is in an accelerating state (state before acceleration), and makes the exhaust air / fuel ratio of the engine 1 stoichiometric or rich before accelerating. NOx purge was performed, and NOx occluded in the NOx catalyst was thereby reduced.

具体的には、ECU30は、図2に示すように、情報取得部31(情報取得手段)と加速可否状態判断部33(加速可否状態判断手段)と予測部34(予測手段)と吸蔵量演算部35(吸蔵量演算手段)と加速状態判断部36とNOxパージ制御部37(NOxパージ制御手段)と、を備えて構成されている。情報取得部31は、レーダセンサ23によって得られた前車との車間距離情報、例えば、50m、100m等の距離情報と、ナビゲーションシステム27によって認識される車両の走行地点の制限速度を周辺情報として取得する。また、情報取得部31は、車速センサ25によって得られた車両の走行速度も取得する。加速可否状態判断部33は、情報取得部31により得られた車両の周辺情報に基づいて自車が加速可能な状態にあるか否かを判断する。
例えば、加速可否状態判断部33は、レーダセンサ23によって得られた距離情報が50m未満であった場合には、自車と前車との車間距離は短く、車両が加速可能な状態ではない(車両の加速する可能性が低い)と判断する。また、車速センサ25によって得られた走行速度がナビゲーションシステム27によって認識される車両の走行地点の制限速度より大きい場合にも、車両が加速可能な状態ではないと判断する。一方、レーダセンサ23によって得られた距離情報が50m以上であり、且つ、走行速度が制限速度よりも小さい場合には、加速可否状態判断部33は車両が加速可能な状態である(車両の加速する可能性が高い)と判断する。
Specifically, as shown in FIG. 2, the ECU 30 includes an information acquisition unit 31 (information acquisition unit) , an acceleration availability state determination unit 33 (acceleration availability state determination unit) , a prediction unit 34 (prediction unit), and an occlusion amount calculation. The unit 35 (occlusion amount calculation means) , the acceleration state determination part 36, and a NOx purge control part 37 (NOx purge control means) are provided. The information acquisition unit 31 uses the distance information from the preceding vehicle obtained by the radar sensor 23, for example, distance information such as 50 m and 100 m, and the speed limit of the travel point of the vehicle recognized by the navigation system 27 as peripheral information. get. The information acquisition unit 31 also acquires the traveling speed of the vehicle obtained by the vehicle speed sensor 25. The acceleration propriety state determination unit 33 determines whether or not the host vehicle is in an acceleratorable state based on the vehicle peripheral information obtained by the information acquisition unit 31.
For example, when the distance information obtained by the radar sensor 23 is less than 50 m, the acceleration propriety state determination unit 33 has a short inter-vehicle distance between the host vehicle and the preceding vehicle and is not in a state in which the vehicle can be accelerated ( The vehicle is unlikely to accelerate). Further, even when the traveling speed obtained by the vehicle speed sensor 25 is larger than the speed limit of the traveling point of the vehicle recognized by the navigation system 27, it is determined that the vehicle is not in an accelerating state. On the other hand, when the distance information obtained by the radar sensor 23 is 50 m or more and the traveling speed is smaller than the speed limit, the acceleration availability determination unit 33 is in a state where the vehicle can be accelerated (acceleration of the vehicle). It is highly likely that

さらに、加速可否状態判断部33によって車両が加速可能な状態にあると判断されると、予測部34は、情報取得部31により得られた周辺情報に基づいて、その後の車両の加速度合いを予測する。例えば、レーダセンサ23によって得られた車間距離が100m以上である場合や、制限速度と走行速度との差が20km/h以上である場合には、車両の加速度合いは大きい(長い時間加速する、もしくは、急加速する)と予測する。一方、車間距離が50m以上100m未満であり、且つ、制限速度と走行速度との差が20km/h未満であれば加速度合いは小さい(加速時間が短い、もしくは、緩やかに加速する)と予測する。尚、加速状態判断部36は、加速度センサ26によって得られた車両の加速度に基づいて車両が加速している状態であるか否かを判断する。   Further, when the acceleration availability determination unit 33 determines that the vehicle is in an accelerating state, the prediction unit 34 predicts subsequent acceleration of the vehicle based on the peripheral information obtained by the information acquisition unit 31. To do. For example, when the inter-vehicle distance obtained by the radar sensor 23 is 100 m or more, or when the difference between the speed limit and the traveling speed is 20 km / h or more, the acceleration of the vehicle is large (accelerates for a long time. Or it is predicted to accelerate rapidly). On the other hand, if the inter-vehicle distance is 50 m or more and less than 100 m and the difference between the speed limit and the traveling speed is less than 20 km / h, the acceleration is predicted to be small (acceleration time is short or accelerates slowly). . The acceleration state determination unit 36 determines whether or not the vehicle is accelerating based on the vehicle acceleration obtained by the acceleration sensor 26.

吸蔵量演算部35は、NOxトラップ触媒17(図1参照)に吸蔵されたNOx成分の吸蔵量を演算する。即ち、エンジン1のエンジン回転数に対するエンジントルクを予め測定するとともに、これらの関係に重ね合わせて排気管10に流れるエンジンアウトのNOxの量をマップとして用意し、またNOxトラップ触媒17の触媒温度に対するNOxトラップ触媒17の吸蔵率を予め測定しておき、これらの関係から吸蔵量を算出して積算することでNOx成分の吸蔵量が求められる。   The storage amount calculation unit 35 calculates the storage amount of the NOx component stored in the NOx trap catalyst 17 (see FIG. 1). That is, the engine torque with respect to the engine speed of the engine 1 is measured in advance, and the amount of engine-out NOx flowing in the exhaust pipe 10 is prepared as a map by superimposing these relationships, and the NOx trap catalyst 17 has a catalyst temperature with respect to the catalyst temperature. The storage rate of the NOx trap catalyst 17 is measured in advance, and the storage amount of the NOx component is obtained by calculating and integrating the storage amount from these relationships.

NOxパージ制御部37は、加速可否状態判断部33による判断結果と、予測部34による加速度合いの予測結果とに基づいて、NOxパージ制御を実施するための閾値NTHを設定する。より具体的には、加速可否状態判断部33により車両が加速可能な状態に無いと判断された場合は、閾値NTHは第1の閾値Nに設定され、車両が加速可能な状態にあると判断された場合は、閾値NTHは第2の閾値N(<N)設定される。第2の閾値Nは、予測部34により加速度合いが大きいと予測される場合にはaに設定され、加速度合いが小さいと予測される場合にはb(>a)に設定される。
続いて、NOxパージ制御部37は、吸蔵量演算部35により演算されたNOx成分の吸蔵量が閾値を超えているか否かを判断し、超えていると判断され、さらに所定のNOxパージ実施条件が成立していると判断されると、燃料噴射装置3によるNOxパージを行わせる。
The NOx purge control unit 37 sets a threshold value NTH for performing the NOx purge control based on the determination result by the acceleration availability determination unit 33 and the prediction result of acceleration by the prediction unit 34. More specifically, when the acceleration determination unit 33 determines that the vehicle is not in an accelerating state, the threshold value N TH is set to the first threshold value N 1 and the vehicle is in an accelerating state. Is determined, the threshold value N TH is set to the second threshold value N 2 (<N 1 ). The second threshold value N 2, if it is predicted that the acceleration degree by the prediction unit 34 is larger is set to a, if the acceleration degree is expected to be small is set to b (> a).
Subsequently, the NOx purge control unit 37 determines whether or not the storage amount of the NOx component calculated by the storage amount calculation unit 35 exceeds a threshold value, and determines that the storage amount exceeds the threshold, and further determines predetermined NOx purge execution conditions. When it is determined that is satisfied, NOx purge by the fuel injection device 3 is performed.

次に、内燃機関の排気浄化装置40の作動を、図2及び図3を参照しながら説明する。車両の走行時において、ECU30の情報取得部31は、レーダセンサ23によって検出され自車と前車との車間距離Lの周辺情報を取得し(ステップ100)、またナビゲーションシステム27によって認識される車両の走行地点の制限速度Vを周辺情報として取得する(ステップ101)。さらに、情報取得部31は、車速センサ25によって得られた車両の走行速度(車速V)の周辺情報を取得し(ステップ102)、またエンジン回転数センサ5、トルクセンサ7等からNOx成分の吸蔵量Xを演算する(ステップ103)。 Next, the operation of the exhaust gas purification device 40 for an internal combustion engine will be described with reference to FIGS. When the vehicle is traveling, the information acquisition unit 31 of the ECU 30 acquires the peripheral information of the inter-vehicle distance L detected by the radar sensor 23 (step 100), and the vehicle recognized by the navigation system 27. The speed limit VL of the travel point is acquired as peripheral information (step 101). Further, the information acquisition unit 31 acquires the peripheral information of the vehicle traveling speed (vehicle speed V) obtained by the vehicle speed sensor 25 (step 102), and stores NOx components from the engine speed sensor 5, the torque sensor 7, and the like. The amount X is calculated (step 103).

これら車両の周辺情報が取得されると、車両が加速可能な状態であるか否かの判定が行われる。具体的には、加速可否状態判断部33は、車両の周辺情報に基づいて自車が加速可能な状態にあるか否かを判断する。即ち、加速可否状態判断部33は車間距離Lが50mを超えているか否かを判断し(ステップ104)、車間距離が50mを超えていれば、制限速度Vと車速Vとの差が15Km/hを超えているか否かを判断する(ステップ106)。従って、制限速度Vと車速Vとの差が15Km/hを超えている場合には、NOxパージ制御部37は自車が加速可能な状態にあると判断して、NOxパージ制御を実施するための閾値NTHをNに設定する(ステップ107)。 When the peripheral information of these vehicles is acquired, it is determined whether or not the vehicle can be accelerated. Specifically, the acceleration availability determination unit 33 determines whether or not the host vehicle can be accelerated based on the surrounding information of the vehicle. That is, the acceleration determination unit 33 determines whether or not the inter-vehicle distance L exceeds 50 m (step 104). If the inter-vehicle distance exceeds 50 m, the difference between the speed limit V L and the vehicle speed V is 15 km. It is determined whether or not / h is exceeded (step 106). Therefore, when the difference between the speed limit V L and the vehicle speed V exceeds 15 km / h, the NOx purge control unit 37 determines that the host vehicle is in an accelerating state and performs the NOx purge control. The threshold value N TH for this is set to N 2 (step 107).

一方、車間距離Lが50mを超えていない場合、又は制限速度Vと車速Vとの差が15Km/hを超えていない場合には、NOxパージ制御部37は車両が加速可能な状態にないと判断し、NOxパージ制御を実施するための閾値NTHをNに設定する(ステップ105)。 On the other hand, when the inter-vehicle distance L does not exceed 50 m, or when the difference between the speed limit V L and the vehicle speed V does not exceed 15 Km / h, the NOx purge control unit 37 is not in a state where the vehicle can be accelerated. And the threshold value N TH for performing the NOx purge control is set to N 1 (step 105).

ステップ108〜ステップ111では、予測部34によって車両の加速度合の強弱判定が行われる。即ち、加速可否状態判断部33によって車両が加速可能な状態にあると判定されると、予測部34は、車間距離Lが100mを超えていれば(S108)、加速度合いの強弱が強いと予測して、NOxパージ制御部37はNパージ閾値NTHを最も小さいaに設定する(S111)。また、予測部34は、車間距離Lが100mを超えていないときに、制限速度Vと車速Vとの差が30Km/hを超えている場合には(S109)、加速度合いの強弱が強いと予測して、NOxパージ制御部37はNパージ閾値NTHを最も小さいaに設定する(S111)。また、ステップ109において、制限速度Vと車速Vとの差が30Km/hを超えていない場合には、予測部34は加速度合いの強弱が弱いと予測して、NOxパージ制御部37はNパージ閾値NTHをaより大きいbに設定する(S110)。 In Step 108 to Step 111, the prediction unit 34 determines whether the vehicle acceleration is strong or weak. That is, when the acceleration determination unit 33 determines that the vehicle is in an accelerating state, the prediction unit 34 predicts that the degree of acceleration is strong if the inter-vehicle distance L exceeds 100 m (S108). Then, the NOx purge control unit 37 sets the N purge threshold value NTH to the smallest a (S111). In addition, when the inter-vehicle distance L does not exceed 100 m and the difference between the speed limit V L and the vehicle speed V exceeds 30 Km / h (S109), the prediction unit 34 has a strong acceleration strength. Accordingly, the NOx purge control unit 37 sets the N purge threshold value NTH to the smallest a (S111). If the difference between the speed limit V L and the vehicle speed V does not exceed 30 Km / h in step 109, the prediction unit 34 predicts that the strength of acceleration is weak, and the NOx purge control unit 37 sets N The purge threshold value N TH is set to b larger than a (S110).

そして、ステップ112では、NOxパージ制御部37は演算されたNOx埋蔵量Xが設定したNパージ閾値NTHを超えているか否かを判定する。そして、NOx埋蔵量Xが設定したNパージ閾値NTHを超えている場合には、ステップ113〜115において、NOxパージ制御部37によってNパージを実行するためのその他の条件を満たすか否かの判定を行う。具体的には、NOxパージ制御部37は、排気ガスの排気温度(TFX)が所定温度(T)よりも高いと判断し(S113)、且つエンジン回転数センサよりエンジンがアイドリング状態でないと判断し(S114)、且つ加速状態判断部36によって車両が加速中でないと判断されると(S115)、燃料噴射装置3によるNOxパージを実行する(S116)。一方、ステップ112〜ステップ115のいずれかの条件を満たさなければ、ステップ100に戻る。 Then, in step 112, NOx purge control section 37 determines whether or not exceeds the N purge threshold N TH of NOx reserves X that is computed is set. When it exceeds the N purge threshold N TH of NOx reserves X is set in step 113 to 115, if the other conditions are satisfied or not to perform the N purged by NOx purge control section 37 Make a decision. Specifically, the NOx purge control unit 37 determines that the exhaust gas exhaust temperature (T FX ) is higher than a predetermined temperature (T A ) (S113), and the engine is not idling based on the engine speed sensor. When the determination is made (S114) and the acceleration state determination unit 36 determines that the vehicle is not accelerating (S115), the fuel injection device 3 performs a NOx purge (S116). On the other hand, if any of the conditions of step 112 to step 115 is not satisfied, the process returns to step 100.

このように、車両が加速可能な状態にあると判断された場合には、車両が加速を開始する前に燃料噴射装置3によるNOxパージが実施される。このため、車両が加速可能な状態にあると判断されるとき、即ち、車両の加速が予見されるときには、車両が加速する前にNOxトラップ触媒に対してNOxパージが行われるので、車両の加速に先立ってNOxトラップ触媒に吸蔵可能な吸蔵量を回復することができ、加速時に大量に排出されるNOxを吸蔵しやすくなり、排ガス性能を向上することができる。よって、NOx成分の浄化性能を向上可能な車両の制御装置を実現できる。   As described above, when it is determined that the vehicle is in an accelerating state, the NOx purge by the fuel injection device 3 is performed before the vehicle starts accelerating. For this reason, when it is determined that the vehicle can be accelerated, that is, when acceleration of the vehicle is predicted, the NOx purge is performed on the NOx trap catalyst before the vehicle accelerates. The amount of occlusion that can be occluded in the NOx trap catalyst can be recovered prior to this, and it becomes easier to occlude NOx that is exhausted in large quantities during acceleration, and the exhaust gas performance can be improved. Therefore, a vehicle control device that can improve the purification performance of the NOx component can be realized.

また、NOxパージ制御部37は、車両が加速可能な状態以外である場合には、吸蔵量演算部35により求められたNOxトラップ成分の量が閾値N以上であるときにNOxパージ制御を実施し、加速可否状態判断部33により車両が加速可能な状態にあると判断された場合には、吸蔵量演算部35により求められたNOxトラップ成分の量が閾値Nよりも小さい閾値(a、b)以上であるときに、車両が加速を開始する前にNOxパージ制御を実施する。このため、車両が加速可能な状態であるときのパージ制御がそれ以外のとき(通常時)よりも実施されやすくなるため、加速を予見した際のパージ制御が実行されやすくなる。したがって、車両の加速に先立ってNOxトラップ触媒に吸蔵可能な吸蔵量をより確実に回復することができ、車両の排ガス性能を向上することができる。
なお、NOxパージ制御を実施している際に、或いは実施すると判断した直後に、加速度センサ26により車両の加速が検出された場合には、NOxパージ制御を中止してもよい。この場合、NOxパージ制御部37は、NOxパージ制御の完了前であっても加速状態に移行した際にはパージ制御を終了することで、加速性能を損なうことなく加速時のNOx浄化性能を向上させることができる。
Further, NOx purge control section 37, when the vehicle is other than possible acceleration state, performing the NOx purge control when the amount of NOx trap component obtained by insertion amount calculation unit 35 is the threshold value N 1 or more and, if the vehicle by the acceleration permission state determination unit 33 is determined to be in possible acceleration state it is less the threshold than the amount the threshold N 1 of the NOx trap component obtained by insertion amount calculation section 35 (a, b) When this is the case, the NOx purge control is performed before the vehicle starts accelerating. For this reason, since the purge control when the vehicle is in an accelerating state is more easily performed than at other times (normal time), the purge control when the acceleration is predicted is easily performed. Therefore, the amount of occlusion that can be occluded in the NOx trap catalyst prior to acceleration of the vehicle can be more reliably recovered, and the exhaust gas performance of the vehicle can be improved.
It should be noted that the NOx purge control may be stopped when acceleration of the vehicle is detected by the acceleration sensor 26 while the NOx purge control is being performed or immediately after it is determined to be performed. In this case, the NOx purge control unit 37 improves the NOx purification performance during acceleration without losing the acceleration performance by ending the purge control when shifting to the acceleration state even before the completion of the NOx purge control. Can be made.

なお、情報取得部31は、ブレーキの作動状態を取得してもよい。この場合には、ブレーキの作動時に信号が発生するブレーキペダルセンサ(図示せず)をECU30に接続する。ブレーキが非作動状態にあれば車両が加速される度合いが大きいと考えられ、一方、ブレーキが作動状態にあれば車両が減速されるので、車両が加速される度合いは小さいと考えられる。このため、車間距離や制限速度と車両速度の差の他にブレーキ状態を加味することで、予測される加速の状態をより詳細に判断することができる。   Note that the information acquisition unit 31 may acquire the operating state of the brake. In this case, a brake pedal sensor (not shown) that generates a signal when the brake is operated is connected to the ECU 30. If the brake is in an inoperative state, the vehicle is considered to be accelerated to a greater degree. On the other hand, if the brake is in an activated state, the vehicle is decelerated, so the vehicle is considered to be less accelerated. For this reason, it is possible to determine the predicted acceleration state in more detail by taking into account the braking state in addition to the inter-vehicle distance and the difference between the speed limit and the vehicle speed.

また、情報取得部31は、周辺情報として渋滞中であるか否かを取得してもよい。この場合には、渋滞情報をナビゲーションシステム27から取得する。渋滞中であれば、加速する度合いは小さいと考えられ、渋滞中でなければ、加速する度合いは大きくなると考えられる。このため、周辺情報に、車間距離の他に渋滞状況を加味することで、予測される加速の状態をより詳細に判断することができる。   Moreover, the information acquisition part 31 may acquire whether it is in traffic jam as surrounding information. In this case, traffic jam information is acquired from the navigation system 27. If it is during a traffic jam, the degree of acceleration is considered to be small. If it is not during a traffic jam, the degree of acceleration is considered to be large. For this reason, it is possible to determine the predicted acceleration state in more detail by adding the traffic jam situation to the surrounding information in addition to the inter-vehicle distance.

このように、車両の周辺情報として、車間距離、走行地点の制限速度、渋滞情報を示したが、これらのいずれの組み合わせを周辺情報としてもよい。   As described above, the inter-vehicle distance, the traveling speed limit speed, and the traffic jam information are shown as the peripheral information of the vehicle, but any combination thereof may be used as the peripheral information.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。例えば、上述した各種実施形態を適宜組み合わせてもよいし、閾値Nを更に複数設定してもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention. For example, the various embodiments described above may be combined as appropriate, or a plurality of threshold values N 2 may be set.

1 エンジン
3 燃料噴射装置
5 エンジン回転数センサ
7 トルクセンサ
10 排気管
13 酸化触媒
15 パティキュレートフィルタ
17 NOxトラップ触媒
19 触媒温度センサ
21 NOxセンサ
23 レーダセンサ
25 車速センサ
26 加速度センサ
27 ナビゲーションシステム
30 ECU
31 情報取得部
33 加速可否状態判断部
34 予測部
35 吸蔵量演算
36 加速状態判断部
37 NOxパージ制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 3 Fuel-injection apparatus 5 Engine speed sensor 7 Torque sensor 10 Exhaust pipe 13 Oxidation catalyst 15 Particulate filter 17 NOx trap catalyst 19 Catalyst temperature sensor 21 NOx sensor 23 Radar sensor 25 Vehicle speed sensor 26 Acceleration sensor 27 Navigation system 30 ECU
31 Information acquisition unit 33 Acceleration availability determination unit 34 Prediction unit 35 Storage amount calculation unit 36 Acceleration state determination unit 37 NOx purge control unit

Claims (6)

排気ガス中のNOx成分を吸蔵するNOxトラップ触媒を備えた車両の制御装置であって、
前記NOxトラップ触媒に吸蔵されたNOx成分を還元するためのNOxパージ制御を実施するNOxパージ制御手段と、
前記車両の周辺情報を取得する情報取得手段と、
前記情報取得手段により得られた周辺情報に基づいて前記車両が加速可能な状態にあるか否かを判断する加速可否状態判断手段と、
前記NOxトラップ触媒に吸蔵されたNOx成分の量を求める吸蔵量演算手段と、を有し、
前記NOxパージ制御手段は、前記加速可否状態判断手段により前記車両が加速可能な状態以外であると判断された場合、前記吸蔵量演算手段により求められたNOxトラップ成分の量が第1の閾値以上であるときに前記NOxパージ制御を実施し、前記加速可否状態判断手段により前記車両が加速可能な状態にあると判断された場合、前記吸蔵量演算手段により求められたNOxトラップ成分の量が前記第1の閾値よりも小さい第2の閾値以上であるときに、前記車両が加速を開始する前に前記NOxパージ制御を実施することを特徴とする車両の制御装置。
A control apparatus for a vehicle including a NOx trap catalyst for storing NOx components in exhaust gas,
NOx purge control means for performing NOx purge control for reducing the NOx component stored in the NOx trap catalyst;
Information acquisition means for acquiring peripheral information of the vehicle;
Accelerating / non-accelerating state determining means for determining whether or not the vehicle is in an accelerating state based on the peripheral information obtained by the information acquiring means;
Storing amount calculating means for determining the amount of NOx component stored in the NOx trap catalyst ,
When the NOx purge control means determines that the vehicle is not in an accelerating state by the acceleration availability determination means, the amount of the NOx trap component obtained by the occlusion amount calculating means is greater than or equal to a first threshold value. When the NOx purge control is performed and the acceleration availability determination means determines that the vehicle is in an accelerating state, the amount of NOx trap components determined by the occlusion amount calculation means is when the first is a small second threshold value or more than the threshold, the control device for a vehicle, wherein the vehicle is performing the NOx purge control before starting the acceleration.
前記加速可否状態判断手段により前記車両が加速可能な状態にあると判断された際に、前記情報取得手段により得られた前記車両の周辺情報に基づいて前記車両が加速状態に移行した場合の加速度合いを予測する予測手段を有し、
前記第2の閾値は、前記予測手段により予測される前記加速度合いに応じて変更されることを特徴とする請求項に記載の車両の制御装置。
Acceleration when the vehicle shifts to an acceleration state based on the surrounding information of the vehicle obtained by the information acquisition unit when the acceleration determination unit determines that the vehicle is in an accelerating state Having a prediction means for predicting the degree,
The vehicle control device according to claim 1 , wherein the second threshold value is changed according to the degree of acceleration predicted by the prediction unit.
前記情報取得手段は、前記車両と該車両の前方を走行する前車との間の車間距離を前記周辺情報として取得し、
前記加速可否状態判断手段は、前記車間距離が所定値以上であるときに、前記車両が加速可能な状態にあると判断することを特徴とする請求項1又は2に記載の車両の制御装置。
The information acquisition means acquires an inter-vehicle distance between the vehicle and a preceding vehicle traveling in front of the vehicle as the peripheral information,
The acceleration permission condition determining means, when the inter-vehicle distance is equal to or greater than a predetermined value, the control apparatus for a vehicle according to claim 1 or 2 wherein the vehicle is characterized in that it is determined that it ready acceleration.
前記情報取得手段は、前記車両の走行地点の制限速度を前記周辺情報として取得するとともに、前記車両の走行速度を取得し、
前記加速可否状態判断手段は、前記車両の走行速度が前記制限速度よりも所定以上小さいときに、前記車両が加速可能な状態にあると判断することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の車両の制御装置。
The information acquisition means acquires the speed limit of the travel point of the vehicle as the peripheral information, acquires the travel speed of the vehicle,
4. The acceleration enable / disable state determining means determines that the vehicle is in an accelerating state when the traveling speed of the vehicle is smaller than the speed limit by a predetermined amount or more . control device for a vehicle according to item 1.
前記情報取得手段は、前記車両と該車両の前方を走行する前車との間の車間距離、及び、前記車両の走行地点の制限速度を前記周辺情報として取得するとともに、前記車両の走行速度を取得し、
前記予測手段は、前記情報取得手段で取得された前記車間距離が大きいほど、又は、前記情報取得手段で取得された前記車両の走行速度が前記制限速度よりも小さいほど、前記加速度合いが大きいと予測することを特徴とする請求項に記載の車両の制御装置。
The information acquisition means acquires an inter-vehicle distance between the vehicle and a preceding vehicle traveling in front of the vehicle, and a speed limit of the travel point of the vehicle as the peripheral information, and calculates the travel speed of the vehicle. Acquired,
The prediction means has a larger acceleration degree as the inter-vehicle distance acquired by the information acquisition means is larger, or the traveling speed of the vehicle acquired by the information acquisition means is smaller than the limit speed. The vehicle control device according to claim 2 , wherein prediction is performed.
前記NOxパージ制御手段は、前記NOxパージ制御の実施中に前記車両が加速状態に移行した場合、前記NOxパージ制御を中止することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の車両の制御装置。 The NOx purge control means may control, when the vehicle during performance of the NOx purge control is shifted to the accelerating state, according to any one of claims 1 to 5, characterized in that to stop the NOx purge control Vehicle control device.
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