KR100331623B1 - 자동 변속기의 1속 정차시 중립 슬립 변속 제어방법 - Google Patents

자동 변속기의 1속 정차시 중립 슬립 변속 제어방법 Download PDF

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Abstract

전진 주행중 1속 변속 상태에서의 정차시 자동변속기를 중립으로 제어함으로써, 토크 컨버터의 부하를 경감시켜 소음 및 진동을 저감시키고, 이에 따른 승차감 향상은 물론 정차중 연비를 개선할 수 있도록 하는 자동변속기의 1속 정차시 중립 슬립 변속 제어방법을 제공할 목적으로;
차량의 주행 과정에서 차속이 일정 기준의 저속 구간 이하인가를 판단하는 단계와; TCU에서 현재의 구배가 기준값 이상인가를 판단하는 단계와; 스로틀 개도각이 0%인가를 판단하는 단계와; 차량의 변속 상태가 "D", "D2" 레인지 1속인가를 판단하는 단계와; 유온이 기준값 이상인가를 판단하는 단계와; 엔진 RPM이 일정 기준 범위내인가를 판단하는 단계와; 자동 변속기의 출력 회전수가 0 RPM인가를 판단하는 단계와; 터어빈의 회전수가 0 RPM인가를 판단하는 단계와; 브레이크 스위치로부터 브레이크가 현재 온 상태인가를 판단하는 단계와; 중립 제어를 실시하는 단계를 순차적으로 거치면서 변속 제어가 이루어지는 자동변속기의 1속 정차시 중립 슬립 변속 제어방법을 제공한다.

Description

자동 변속기의 1속 정차시 중립 슬립 변속 제어방법{NEUTRAL SLIP SHIFT CONTROL METHOD WHILE STOPPING IN A FIRST SPEED}
본 발명은 차량용 자동 변속기의 1속 정차시 중립 슬립 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전진 주행중 1속 변속 상태에서의 정차시 자동변속기를 중립으로 제어함으로써, 토크 컨버터의 부하를 경감시켜 소음 및 진동을 저감시키고, 정차중 연비를 개선할 수 있도록 하는 자동변속기의 1속 정차시 중립 슬립 제어방법에 관한 것이다.
예컨데, 자동차에 적용되는 자동 변속기는 자동차의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도율 및 제반 검출 조건에 따라 변속 제어장치가 다수의 솔레노이드 밸브를 제어하여 유압을 제어함으로써, 목표 변속단의 변속 기어가 동작되어 자동으로 변속이 이루어지게 하는 것이다.
즉, 운전자가 셀렉트 레버를 원하는 변속단으로 레인지 변환하면, 매뉴얼 밸브의 포트 변환이 이루어지면서 오일펌프로부터 공급되는 유압을 솔레노이드 밸브의 듀티 제어에 따라 변속기어 메카니즘의 여러 작동 요소를 선택적으로 작동시켜 변속이 이루어지도록 한다.
이와 같은 작동 원리에 따라 동작되는 자동 변속기는, 각 해당 목표 변속단으로의 변속이 실행되는 경우 작동 상태에서 작동 해제되는 마찰요소와, 작동 해제 상태에서 작동 상태로 변환되는 마찰요소를 보유하게 되는데, 이들 마찰요소의 작동 해제 및 작동 시작 타이밍에 따라 자동변속기의 변속 성능이 결정되므로 최근에는 보다 나은 변속 성능 향상을 위한 변속 제어방법의 연구가 활발하게 진행되고 있다.
그리고 자동 변속기 탑재 차량을 운행함에 있어서는 신호 대기중과 같이 짧은 시간동안 정차하는 경우 대개의 운전자들은 브레이크 페달만 밟아 차량을 정지시킬 뿐 셀렉트 레버를 "N" 레인지로 변환시키지 않고 있다.
또한, 일반 자동차 메이커에서도 신호 대기등과 같이 짧은 시간동안 차량을 정차시키는 경우에는 굳이 셀렉트 레버를 "N" 레인지로 변환시킬 필요가 없다고 운전자들에게 인식시키고 있는 실정이다.
이에 따라 차량의 주행 중 일시 정차시에는 1속 변속단의 제어 상태에서 제동장치에 의하여 강제적으로 자동 변속기내의 파워 트레인을 정지시키고 있기 때문에 엔진의 회전력은 결국 토크 컨버터 내에서의 슬립 작동으로 수용된다.
그러나 상기와 같이 엔진의 회전력을 토크 컨버터 내에서의 슬립 작동으로 정차 상태를 유지하는 경우에는 토크 컨버터 내에는 큰 부하가 걸릴 수 밖에 없으며, 이에 따라 소음 및 진동이 발생되어 정차시 승차감이 떨어짐은 물론 연료 소비율이 증가되어 불필요하게 연료를 낭비하게 된다는 문제점을 내포하고 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 전진 주행중 1속 변속 상태에서의 정차시 자동변속기를 중립으로 제어함으로써, 토크 컨버터의 부하를 경감시켜 소음 및 진동을 저감시키고, 이에 따른 승차감 향상은 물론 정차중 연비를 개선할 수 있도록 하는 자동변속기의 1속 정차시 중립 슬립 제어방법을 제공하려는 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 변속 제어장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 듀티 패턴도.
도 3은 본 발명에 의한 제1 실시예의 작동 흐름도.
도 4는 본 발명에 의한 제2 실시예의 작동 흐름도이다.
이를 실현하기 위하여 본 발명은, 차량의 주행 과정에서 차속이 일정 기준의 저속 구간 이하인가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 조건을 만족하면, TCU에서 현재의 구배가 기준값 이상인가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 조건을 만족하면, 스로틀 개도각이 0%인가를 판단하는 제3단계와; 상기 제3 단계의 조건을 만족하면, 차량의 변속 상태가 "D", "D2" 레인지 1속인가를 판단하는 제 4단계와; 상기 제4 단계의 조건을 만족하면, 유온이 기준값 이상인가를 판단하는 제 5단계와; 상기 제5 단계의 조건을 만족하면, 엔진 RPM이 일정 기준 범위내인가를 판단하는 제 6단계와; 상기 제6 단계의 조건을 만족하면, 자동 변속기의 출력 회전수가 0 RPM인가를 판단하는 제7 단계와; 상기 제7 단계의 조건을 만족하면, 터어빈의 회전수가 0 RPM인가를 판단하는 제 8단계와; 상기 제8 단계의 조건을 만족하면, 브레이크 스위치로부터 브레이크가 현재 온 상태인가를 판단하는 제9 단계와; 상기 제9 단계의 조건을 만족하면, 중립 제어를 실시하면서 제3 단계 이전으로 리턴되는 과정을 반복적으로 실시하는 제10 단계로 이루어지며,
상기 제 1단계에서 차속이 일정 기준의 저속 구간 이상이라고 판단되면 현 변속 상태를 유지하며, 상기 제 2단계에서 구배가 기준값 이하라고 판단되면, 다시 구배가 0% 이하인가를 판단하여, 그 이하이면 현 변속 상태를 유지하고, 아니면 상기 제2 단계 이전으로 리턴되고,
상기 제3 단계로부터 제9 단계까지 어느 한 조건이라도 만족하지 않으면 N-D 제어가 이루어지는 자동 변속기의 1속 정차시 중립 슬립 변속 제어방법을 제공한다.
이하, 상기의 목적을 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제어방법이 적용되는 변속 제어장치의 구성도로서, 차량 상태 검출수단(2)을 형성하는 구배 센서(4), 스로틀 포지션 센서(6), 차속센서(8), 인히비터 스위치(10), 유온센서(12), 엔진 RPM센서(14), 펄스 제너레이터 A, B(16)(18), 브레이크 스위치(20)로부터 변속에 필요한 각각의 정보가 트랜스밋션 제어유닛(이하, TCU라고 약칭함)에 입력되면, 이의 TCU에서는 이를 기 입력되어진 데이터와 비교 분석하여 자동 변속기내의 각종 변속 관련 솔레노이드 밸브로 이루어지는 변속 구동수단(22)을 제어하여 변속을 행함과 동시에 엔진 제어수단(24)과정보를 공유하게 된다.
상기에서 차량 상태 검출수단(10)을 형성하는 구배 센서(2)는 현재 차량의 전후 기울기를 검출하고, 스로틀 포지션 센서(6)는 스로틀 밸브의 열림 정도를 검출하며, 인히비터 스위치(10)는 현재의 셀렉트 레버의 위치를 검출하고, 펄스 제너레이터 A(16)와 B(18)는 각각 터어빈의 회전수와 출력 회전수를 검출하게 된다.
그리고 상기 변속 구동수단(22)은 변속기 내부에 배치되어 있는 다수의 솔레노이드 밸브를 지칭하게 되지만, 본 발명에서는 1속의 결합측으로 작동하는 언더 클러치의 작동압을 제어하는 솔레노이드 밸브(26)만 제어하면 되는 바, 이의 솔레노이드 밸브만을 도시하고 있다.
또한, 엔진 제어수단(24)은, TCU에서 중립 제어시 이의 정보를 엔진 제어유닛(ECU)와 공유하면서 공기량 제어부(28)와 점화시기 제어부(30)를 제어하여 엔진 RPM의 변동을 억제할 수 있도록 한 것이다
이러한 구성품을 이용하여 본 발명은 소정의 조건을 갖춘 상태에서 1속 정차가 이루어지는 경우, 중립의 상태로 제어함으로써, 본 발명에서 의도하는 목적을 실현할 수 있도록 한 것이다.
즉, 도 2에서와 같이, 차량의 운행 조건이 1속으로의 중립 제어가 필요하다고 판단되면(A - B 구간), 1차적으로 신속하게 1속 변속단을 유지하고 있는 결합측 요소인 언더 클러치의 작동압을 일정기간 해제하고(B - C 구간), 2차적으로 완만하게 다시 해제한 후(C - D 구간), 듀티 연산 주기를 65msec로 하는 피이드 백 제어로서 최저의 듀티압을 유지(D - E 구간)하면서 중립 제어가 이루어지며, 이의 중립상태에서 운행 조건이 중립 해제가 필요하면 다시 N - D 제어를 위해 언더 클러치로 공급되는 유압을 결합하기 위한 듀티 제어(E - F 구간)가 이루어지도록 제어하는 것이다.
도 2에서 Ne는 엔진의 회전수, Nt는 토크 컨버터의 터어빈 회전수, No는 자동 변속기의 출력 회전수, DU는 듀티 패턴을 나타낸다.
상기와 같은 제어를 위한 본 발명의 작동 흐름을 구체적으로 살펴보면, 도 3에서와 같이, 차량의 주행 과정에서 차속이 일정의 저속 구간(30KM/H) 이하라고 판단되면(S100), TCU에서는 구배 센서(4)로부터 입력되는 신호를 비교하여 현재의 구배가 3.5%이상인가를 판단하게 된다(S110).
그리고 상기 단계(S110)에서 구배가 3.5% 이상이라고 판단되면, 스로틀 포지션 센서(6)로부터 스로틀 개도각이 0%인가를 판단하여 스로틀 개도각이 0%라고 판단되면(S120), 차량의 변속 상태가 "D", "D2" 레인지 1속인가를 판단하게 된다(S130).
상기 단계(S130)에서 변속 상태가 "D", "D2" 레인지에서의 1속이라고 판단되면, 유온이 20℃ 이상인가를 판단하여(S140), 유온이 20℃ 이상이라고 판단되면 엔진 RPM(Ne)이 350RPM 이상이고 1000RPM 이하인가를 판단하게 된다(S150).
상기 단계(S150)에서 엔진 RPM(Ne)이 350RPM 이상이고 1000RPM 이하로 판단되면, 자동 변속기의 출력 회전수(No)가 0 RPM인가를 판단한 후(S160), 터어빈의 회전수(Nt)가 0 RPM인가를 판단한다(S170).
상기 단계(S170)에서 터어빈의 회전수(Nt)가 0 RPM으로 판단되면, 브레이크스위치(20)로부터 브레이크가 현재 온 상태인가를 판단하여(S180) 브레이크 스위치의 온 동작으로 현재 브레이크가 작동되고 있다고 판단되면 중립 제어(S190)를 실시하면서 상기 S120 단계로 리턴되는 과정을 반복적으로 실시하게 된다.
그리고 상기 S100 단계에서 차속이 일정의 저속 구간(30KM/H) 이상이라고 판단되면 현 변속 상태를 유지하며(S210), 상기 S110 단계에서 도로의 구배가 3.5 %이하라고 판단되면, 다시 구배가 0% 이하인가를 판단하여(S200), 그 이하이면 현 변속 상태를 유지하고(S210), 아니면 상기 S110 단계 이전으로 리턴하게 된다.
또한, 상기 S120 단계로부터 S180 단계까지 즉, 7개의 조건중 어느 한 조건이라도 만족하지 않으면 N-D 제어(S220)가 이루어지게 되는 것이다.
상기와 같은 변속 제어 과정으로 1속 정차시 중립 제어를 실시하면, 토크 컨버터 내의 슬립을 도 2에서와 같이, 20RPM정도로 유지할 수 있게 되는 바, 토크 컨버터의 부하를 경감시켜 소음 및 진동을 저감시키고, 정차중 연비를 개선할 수 있게 되는 것이다.
그리고 본 발명에 의한 제2 실시예는 도 4에서와 같이, 상기와 같은 변속 제어 과정중에 엔진 제어가 이루어지도록 한 것이다.
즉, 상기 중립 제어 단계(S190)후에 터어빈 회전수(Nt)와 출력 회전수(No)의 차이가 100RPM 이상인가를 판단하여(S300), 터어빈 회전수(Nt)와 출력 회전수(No)의 차이가 100RPM 이상으로 판단되면, 엔진 제어유닛(ECU)에서 공기량 제어부(28) 및 점화시기 제어부(30)를 제어하여 엔진이 중립 상태의 아이들 제어(S310)가 이루어지도록 한다.
그리고 상기 단계(S300)에서 터어빈 회전수(Nt)와 출력 회전수(No)의 차이가 100RPM 이하로 판단되면, D 레인지 아이들 제어(S320)가 이루어지도록 한다.
이는 1속 중립 제어에 따른 엔진의 RPM 변동을 억제하기 위하여 엔진 제어유닛(ECU)을 통해 엔진의 중립 아이들을 그 변속 조건에 알맞게 제어함으로써, 엔진과 자동변속기의 토탈 제어로 승차감을 보다 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
이상에서와 같이, 본 발명에 의하면, 차량의 운행 조건이 1속의 변속단에서 중립 상태로의 제어가 필요하다고 판단되면, 중립 제어를 실시함으로써, 토크 컨버터내의 슬립량을 최소화하여 소음 및 진동을 저감시키고, 이에 따른 승차감 향상은 물론 정차중 연비를 개선할 수 있게 되는 것이다.
그리고 변속 제어 과정에서 엔진의 RPM 변동을 억제하기 위하여 엔진 제어유닛(ECU)을 통해 엔진의 중립 아이들을 그 변속 조건에 알맞게 제어함으로써, 상기 효과를 극대화시킬 수 있는 발명인 것이다.

Claims (13)

  1. 차량의 주행 과정에서 차속이 일정 기준의 저속 구간 이하인가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 조건을 만족하면, TCU에서 현재의 구배가 기준값 이상인가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 조건을 만족하면, 스로틀 개도각이 0%인가를 판단하는 제3단계와; 상기 제3 단계의 조건을 만족하면, 차량의 변속 상태가 "D", "D2" 레인지 1속인가를 판단하는 제 4단계와; 상기 제4 단계의 조건을 만족하면, 유온이 기준값 이상인가를 판단하는 제 5단계와; 상기 제5 단계의 조건을 만족하면, 엔진 RPM이 일정 기준 범위내인가를 판단하는 제 6단계와; 상기 제6 단계의 조건을 만족하면, 자동 변속기의 출력 회전수가 0 RPM인가를 판단하는 제7 단계와; 상기 제7 단계의 조건을 만족하면, 터어빈의 회전수가 0 RPM인가를 판단하는 제 8단계와; 상기 제8 단계의 조건을 만족하면, 브레이크 스위치로부터 브레이크가 현재 온 상태인가를 판단하는 제9 단계와; 상기 제9 단계의 조건을 만족하면, 중립 제어를 실시하면서 제3 단계 이전으로 리턴되는 과정을 반복적으로 실시하는 제10 단계로 이루어지며,
    상기 제 1단계에서 차속이 일정 기준의 저속 구간 이상이라고 판단되면 현 변속 상태를 유지하며, 상기 제 2단계에서 구배가 기준값 이하라고 판단되면, 다시 구배가 0% 이하인가를 판단하여, 그 이하이면 현 변속 상태를 유지하고, 아니면 상기 제2 단계 이전으로 리턴되고,
    상기 제3 단계로부터 제9 단계까지 어느 한 조건이라도 만족하지 않으면 N-D제어가 이루어짐을 특징으로 하는 자동 변속기의 1속 정차시 중립 슬립 변속 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 제1 단계의 저속 구간 기준값은 30KM/H 로 함을 특징으로 하는 자동 변속기의 1속 정차시 중립 슬립 변속 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 제2 단계의 구배 기준값은 3.5%로 함을 특징으로 하는 자동 변속기의 1속 정차시 중립 슬립 변속 제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 제5 단계에서 유온의 기준값은 20℃로 함을 자동 변속기의 1속 정차시 중립 슬립 변속 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 제6단계에서 엔진 RPM의 기준값은 350RPM ∼ 1000RPM 로 함을 특징으로 함을 자동 변속기의 1속 정차시 중립 슬립 변속 제어방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 제10 단계의 중립 제어 상태에서는 터어빈 회전수와 출력 회전수의 차이가 100RPM 이상인가를 판단하여, 100RPM 이상이면, 중립 상태의 아이들 제어가 이루어지고, 100RPM 이하이면 D 레인지 아이들 제어가 이루어지도록 엔진 제어유닛에서 공기량 제어부 및 점화시기 제어부를 제어되도록 함을 특징으로 하는 자동 변속기의 1속 정차시 중립 슬립 변속 제어방법.
  7. 차량의 주행 과정에서 차속이 일정 기준의 저속 구간 이하인가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 조건을 만족하면, TCU에서 현재의 구배가 기준값 이상인가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 조건을 만족하면, 스로틀 개도각이 0%인가를 판단하는 제3단계와; 상기 제3 단계의 조건을 만족하면, 차량의 변속 상태가 "D", "D2" 레인지 1속인가를 판단하는 제 4단계와; 상기 제4 단계의 조건을 만족하면, 유온이 기준값 이상인가를 판단하는 제 5단계와; 상기 제5 단계의 조건을 만족하면, 엔진 RPM이 일정 기준 범위내인가를 판단하는 제 6단계와; 상기 제6 단계의 조건을 만족하면, 자동 변속기의 출력 회전수가 0 RPM인가를 판단하는 제7 단계와; 상기 제7 단계의 조건을 만족하면, 터어빈의 회전수가 0 RPM인가를 판단하는 제 8단계와; 상기 제8 단계의 조건을 만족하면, 브레이크 스위치로부터 브레이크가 현재 온 상태인가를 판단하는 제9 단계와; 상기 제9 단계의 조건을 만족하면, 중립 제어를 실시하면서 제3 단계 이전으로 리턴되는 과정을 반복적으로 실시하는 제10 단계로 이루어지며,
    상기 제 1단계에서 차속이 일정 기준의 저속 구간 이상이라고 판단되면 현 변속 상태를 유지하며, 상기 제 2단계에서 구배가 기준값 이하라고 판단되면, 다시 구배가 0% 이하인가를 판단하여, 그 이하이면 현 변속 상태를 유지하고, 아니면 상기 제2 단계 이전으로 리턴되고,
    상기 제3 단계로부터 제9 단계까지 어느 한 조건이라도 만족하지 않으면 N-D 제어가 이루어지며, 상기 제10 단계의 중립 제어 상태에서는 터어빈 회전수와 출력회전수의 차이가 기준값 이상인가를 판단하여, 기준값 이상이면, 중립 상태의 아이들 제어가 이루어지고, 이하이면 D 레인지 아이들 제어가 이루어지도록 엔진 제어유닛에서 공기량 제어부 및 점화시기 제어부를 제어되도록 함을 특징으로 하는 자동 변속기의 1속 정차시 중립 슬립 변속 제어방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 제1 단계의 저속 구간 기준값은 30KM/H 로 함을 특징으로 하는 자동 변속기의 1속 정차시 중립 슬립 변속 제어방법.
  9. 청구항 7에 있어서, 제2 단계의 구배 기준값은 3.5%로 함을 특징으로 하는 자동 변속기의 1속 정차시 중립 슬립 변속 제어방법.
  10. 청구항 7에 있어서, 제5 단계에서 유온의 기준값은 20℃로 함을 자동 변속기의 1속 정차시 중립 슬립 변속 제어방법.
  11. 청구항 7에 있어서, 제6단계에서 엔진 RPM의 기준값은 350RPM ∼ 1000RPM 로 함을 특징으로 함을 자동 변속기의 1속 정차시 중립 슬립 변속 제어방법.
  12. 청구항 7에 있어서, 터어빈 회전수와 출력 회전수 차이의 기준값을 100RPM으로 함을 특징으로 하는 자동 변속기의 1속 정차시 중립 슬립 변속 제어방법.
  13. 차량의 주행 과정에서 차속이 30KM/H 이하인가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 조건을 만족하면, TCU에서 현재의 구배가 3.5% 이상인가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 조건을 만족하면, 스로틀 개도각이 0%인가를 판단하는 제3단계와; 상기 제3 단계의 조건을 만족하면, 차량의 변속 상태가 "D", "D2" 레인지 1속인가를 판단하는 제 4단계와; 상기 제4 단계의 조건을 만족하면, 유온이 20℃ 이상인가를 판단하는 제 5단계와; 상기 제5 단계의 조건을 만족하면, 엔진 RPM이 350RPM ∼ 1000RPM 범위내인가를 판단하는 제 6단계와; 상기 제6 단계의 조건을 만족하면, 자동 변속기의 출력 회전수가 0 RPM인가를 판단하는 제7 단계와; 상기 제7 단계의 조건을 만족하면, 터어빈의 회전수가 0 RPM인가를 판단하는 제 8단계와; 상기 제8 단계의 조건을 만족하면, 브레이크 스위치로부터 브레이크가 현재 온 상태인가를 판단하는 제9 단계와; 상기 제9 단계의 조건을 만족하면, 중립 제어를 실시하면서 제3 단계 이전으로 리턴되는 과정을 반복적으로 실시하는 제10 단계로 이루어지며,
    상기 제 1단계에서 차속이 30KM/H 이상이라고 판단되면 현 변속 상태를 유지하며, 상기 제 2단계에서 구배가 3.5% 이하라고 판단되면, 다시 구배가 0% 이하인가를 판단하여, 그 이하이면 현 변속 상태를 유지하고, 아니면 상기 제2 단계 이전으로 리턴되고,
    상기 제3 단계로부터 제9 단계까지 어느 한 조건이라도 만족하지 않으면 N-D 제어가 이루어지며, 상기 제10 단계의 중립 제어 상태에서는 터어빈 회전수와 출력 회전수의 차이가 100RPM 이상인가를 판단하여, 이상이면 중립 상태의 아이들 제어가 이루어지고, 이하이면 D 레인지 아이들 제어가 이루어지도록 엔진 제어유닛에서 공기량 제어부 및 점화시기 제어부를 제어되도록 함을 특징으로 하는 자동 변속기의 1속 정차시 중립 슬립 변속 제어방법.
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