CN110126808B - 一种爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制方法及***。该方法包括：获取车轮爆胎情况；将爆胎车轮的驱动电机的电机转矩信号调节为零；获取当前的车速；判断当前的车速是否小于安全车速，如果否，确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号；根据第一电机转矩信号调节对应驱动电机的转矩，使车速降低至安全车速；如果是，获取当前车辆参数；根据车辆参数和车轮爆胎情况，确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号；根据第二电机转矩信号调节对应驱动电机的转矩。本发明可以提高分布式驱动电动汽车的控制精度和控制效率。

Description

一种爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制方法及***

技术领域

本发明涉及车辆控制领域，特别是涉及一种爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制方法及***。

背景技术

车辆爆胎是由于轮胎某一局部的机械强度受到严重削弱，导致胎压失去平衡导致突然***的紧急故障。爆胎后汽车将发生剧烈失稳车轮滑转甚至翻转事故。而且一旦车辆的前轴车轮发生爆胎时其爆胎的车轮与未爆胎的车轮将会对车辆的转向***造成很大的影响，甚至会造成车辆无法转向等严重危险情况。因此车辆一旦出现爆胎工况后其不仅会威胁自身的安全，而且失控的车辆可能会对正常行驶的车辆造成严重的危害。

分布式驱动电动汽车是指在车辆上装备两台或以上驱动电机，每个驱动电机经过一定的途径将动力传递到对应的驱动轮。因此目前分布式驱动电动汽车主要包括两种构型：双电机驱动构型和四电机驱动构型，而本发明的控制方法主要针对四轮毂电机驱动构型。

目前已有的爆胎后车辆控制策略主要工作原理如下：首先以惯性传感器进行轮胎的滚动阻力系数检测，当检测到其滚动阻力系数超常时其通过汽车电子稳定控制***(ESC***)对该汽车车轮进行地面制动力控制，该装置通过制动控制装置封闭制动回路对其余的未爆胎的车轮进行相应的制动力的控制。以左前轮爆胎为例，该方法首先由横摆角速度传感器和加速度传感器等传感器计算得到左前车轮的滚阻系数过大问题，然后将右前车轮也施加上与爆胎车轮相等滚动的地面制动力，并且将后轴的车轮也施加相应的制动力使得车辆得以停止下来。

传统的爆胎状态下车辆控制策略存在以下问题：1.根据惯性传感器检测出爆胎车轮存在延迟以及检测准确度的问题；2.使用了一系列的制动泵与阀门等装置从而产生相应的车轮制动力，增加了硬件装置，使得控制过程更加复杂，效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制方法及***，以提高分布式驱动电动汽车的控制精度和控制效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制方法，包括：

获取分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况；

将爆胎车轮对应的驱动电机的电机转矩信号调节为零；

获取所述分布式驱动电动汽车当前的车速；

判断所述当前的车速是否小于安全车速，得到第一判断结果；

当所述第一判断结果表示当前的车速不小于安全车速时，根据所述车轮爆胎情况确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号；所述第一电机转矩信号为设定的电制动转矩控制信号或与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩；

根据所述第一电机转矩信号调节对应驱动电机的转矩，使车速降低至安全车速；

当所述第一判断结果表示当前的车速小于安全车速时，获取当前车辆参数；所述车辆参数包括车辆方向盘转角和实际车辆横摆角速度；

根据所述车辆参数和所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况，确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号；所述第二电机转矩信号为与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩或计算得到的转矩信号；

根据所述第二电机转矩信号调节对应驱动电机的转矩。

可选的，所述获取分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况，之前还包括：

获取分布式驱动电动汽车的轮胎胎压数值；

判断所述轮胎胎压数值是否在设定阈值范围内；所述设定阈值范围为一个大气压向数值左右两侧延伸的误差区间；

如果是，确定所述轮胎胎压数值对应的车轮爆胎；

如果否，确定所述轮胎胎压数值对应的车轮未爆胎。

可选的，所述根据所述车轮爆胎情况确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号，具体包括：

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为爆胎车轮同轴的驱动电机的第一电机转矩信号；将设定的电制动转矩控制信号确定为其余未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为同轴双车轮爆胎时，将设定的电制动转矩控制信号确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为异侧异轴双车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为爆胎车轮同轴的驱动电机的第一电机转矩信号；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为三车轮爆胎或同侧双车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号。

可选的，所述根据所述车辆参数和所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况，确定未爆胎车轮对应电机的第二电机转矩信号，具体包括：

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为爆胎车轮同轴的驱动电机的第二电机转矩信号；将计算得到的转矩信号确定为其余未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为同轴双车轮爆胎或异侧异轴双车轮爆胎时，将计算得到的转矩信号确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为三车轮爆胎或同侧双车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号。

可选的，所述根据所述车辆参数和所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况，确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号，之前还包括：

根据车辆设定车速和车辆实际车速确定车辆总转矩；所述车辆设定车速为设定的车辆爆胎状态下的行驶车速；

根据车辆方向盘转角确定车辆前轮转角；

根据所述车辆前轮转角和当前车辆的速度，基于二自由度模型确定车辆当前状态下的期望横摆角速度；

根据实际车辆横摆角速度和所述期望横摆角速度，确定广义附加横摆力矩；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎时，利用公式

计算得到转矩信号

其中，λ₁为左前车轮驱动电机的爆胎系数，λ₂为右前车轮驱动电机的爆胎系数，λ₃为左后车轮驱动电机的爆胎系数，λ₄为右后车轮驱动电机的爆胎系数，爆胎车轮的驱动电机对应的爆胎系数取值为0，未爆胎车轮的驱动电机对应的爆胎系数取值为1；B_f为前轮距，B_r为后轮距，R₀为车轮滚动半径，T₁为左前车轮驱动电机的转矩信号，T₂为右前车轮驱动电机的转矩信号，T₃为左后车轮驱动电机的转矩信号，T₄为右后车轮驱动电机的转矩信号，T_exp为车辆总转矩，ΔM为广义附加横摆力矩；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为同轴双车轮爆胎或异侧异轴双车轮爆胎时，利用公式

计算得到转矩信号

可选的，所述根据所述第二电机转矩信号调节对应驱动电机的转矩，之前还包括：

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎、同轴双车轮爆胎或异侧异轴双车轮爆胎时，获取油门踏板的开度；

判断所述油门踏板的开度是否为零；

如果是，返回获取分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况步骤；

如果否，根据所述第二电机转矩信号调节对应驱动电机的转矩。

本发明还提供一种爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制***，包括：

车轮爆胎情况获取模块，用于获取分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况；

电机转矩信号调节模块，用于将爆胎车轮对应的驱动电机的电机转矩信号调节为零；

车速获取模块，用于获取所述分布式驱动电动汽车当前的车速；

第一判断模块，用于判断所述当前的车速是否小于安全车速，得到第一判断结果；

第一电机转矩信号确定模块，用于当所述第一判断结果表示当前的车速不小于安全车速时，根据所述车轮爆胎情况确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号；所述第一电机转矩信号为设定的电制动转矩控制信号或与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩；

转矩调节模块，用于根据所述第一电机转矩信号调节对应驱动电机的转矩，使车速降低至安全车速；

车辆参数获取模块，用于当所述第一判断结果表示当前的车速小于安全车速时，获取当前车辆参数；所述车辆参数包括车辆方向盘转角和实际车辆横摆角速度；

第二电机转矩信号确定模块，用于根据所述车辆参数和所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况，确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号；所述第二电机转矩信号为与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩或计算得到的转矩信号；

所述转矩调节模块，还用于根据所述第二电机转矩信号调节对应驱动电机的转矩。

可选的，所述第一电机转矩信号确定模块具体包括：

第一确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为爆胎车轮同轴的驱动电机的第一电机转矩信号；将设定的电制动转矩控制信号确定为其余未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号；

第二确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为同轴双车轮爆胎时，将设定的电制动转矩控制信号确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号；

第三确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为异侧异轴双车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为爆胎车轮同轴的驱动电机的第一电机转矩信号；

第四确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为三车轮爆胎或同侧双车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号。

可选的，所述第二电机转矩信号确定模块具体包括：

第五确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为爆胎车轮同轴的驱动电机的第二电机转矩信号；将计算得到的转矩信号确定为其余未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号；

第六确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为同轴双车轮爆胎或异侧异轴双车轮爆胎时，将计算得到的转矩信号确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号；

第七确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为三车轮爆胎或同侧双车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号。

可选的，还包括：

车辆总转矩确定模块，用于在根据所述车辆参数和所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况，确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号之前，根据车辆设定车速和车辆实际车速确定车辆总转矩；所述车辆设定车速为设定的车辆爆胎状态下的行驶车速；

车辆前轮转角确定模块，用于根据车辆方向盘转角确定车辆前轮转角；

期望横摆角速度确定模块，用于根据所述车辆前轮转角和当前车辆的速度，基于二自由度模型确定车辆当前状态下的期望横摆角速度；

广义附加横摆力矩确定模块，用于根据实际车辆横摆角速度和所述期望横摆角速度，确定广义附加横摆力矩；

第一转矩信号计算模块，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎时，利用公式

计算得到转矩信号

其中，λ₁为左前车轮驱动电机的爆胎系数，λ₂为右前车轮驱动电机的爆胎系数，λ₃为左后车轮驱动电机的爆胎系数，λ₄为右后车轮驱动电机的爆胎系数，爆胎车轮的驱动电机对应的爆胎系数取值为0，未爆胎车轮的驱动电机对应的爆胎系数取值为1；B_f为前轮距，B_r为后轮距，R₀为车轮滚动半径，T₁为左前车轮驱动电机的转矩信号，T₂为右前车轮驱动电机的转矩信号，T₃为左后车轮驱动电机的转矩信号，T₄为右后车轮驱动电机的转矩信号，T_exp为车辆总转矩，ΔM为广义附加横摆力矩；

第二转矩信号计算模块，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为同轴双车轮爆胎或异侧异轴双车轮爆胎时，利用公式

计算得到转矩信号

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明针对使用四轮毂/轮边电机驱动的分布式电动汽车出现车轮爆胎的故障工况时，利用相应的胎压传感器检测爆胎车轮后，根据爆胎情况直接通过驱动电机施加电制动转矩，从而保证将车辆的车速降低到安全车速以下的过程中车辆的稳定性，此外在车辆车速降低到安全车速以下的时候利用四轮毂电机分布式驱动车辆的冗余驱动特性保证了车辆具有一定的驱动特性，进而提高了分布式驱动电动汽车的控制精度和控制效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制方法的流程示意图；

图2为本发明爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制***的结构示意图；

图3为二自由度模型的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明的技术方案所应用到的硬件部件为：胎压传感器、横摆角速度传感器、方向盘转角传感器、整车控制器、各电机的电机控制器。

上述硬件设备间的关系为：胎压传感器安装于轮胎内部通过无线传输的方式将轮胎的胎压传递给整车控制器；车辆方向盘转角传感器安装在车辆方向盘上其通过Can线将方向盘转角信号传给整车控制器；车辆横摆角速度传感器安装在车辆质心位置附近通过Can线将横摆角速度值传递给整车控制器；整车控制器安装于前舱接收上述传感器信息，并且爆胎控制策略中的转矩分配控制部分集成于该整车控制器，最后进行车辆驱动电机转矩控制信号的发出，并且该整车控制器提供相应的车辆车速信息；电机控制器接收整车控制器转矩控制信号指令然后执行相应的电机转矩控制。

图1为本发明爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制方法的流程示意图。

如图1所示，包括以下步骤：

步骤100：获取分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况。出现车轮爆胎时，根据爆胎车轮位置与数量，车轮爆胎情况可以分为以下六大类爆胎情况。

1)单车轮爆胎

此时四个车轮有一个出现爆胎，其爆胎形式有如下四种：左前车轮爆胎、右前车轮爆胎、左后车轮爆胎和右后车轮爆胎。

2)同轴双车轮爆胎

此时四个车轮有两个出现爆胎，且爆胎车轮分别位于车辆的前轴的左右车轮或后轮的左右车轮。

3)异侧异轴双车轮爆胎

此时四个车轮有两个出现爆胎，两个爆胎车轮分别位于车辆两侧，且不同轴。

4)同侧双车轮爆胎

此时四个车轮有两个出现爆胎，且两个爆胎车轮位于车辆同侧。

5)三车轮爆胎

此时四个车轮有三个出现爆胎。

6)四车轮爆胎

此时四个车轮有四个出现爆胎。

本发明通过各车轮的胎压传感器发送的各轮胎胎压数值判断轮胎是否爆胎，一旦传感器检测的胎压数值在设定阈值范围内，此时确定该车轮爆胎。设定阈值范围为一个大气压向数值左右两侧延伸的误差区间[Pa-δ,Pa+δ]，δ为允许的误差值。

步骤200：将爆胎车轮对应的驱动电机的电机转矩信号调节为零。

步骤300：获取分布式驱动电动汽车当前的车速。当前车速的测量模块为整车控制器内部原有的模块，一般该模块通过对车轮轮速进行转化得出相应的车辆整车车速。

步骤400：判断当前的车速是否小于安全车速；如果否，执行步骤500；如果是，执行步骤700。本发明中的安全车速为预先设定的车速，该安全车速是一个较低的值能够保证车辆不会发生较大的安全问题，例如，可以设定安全车速为10km/h，以保证在爆胎状态下车辆安全行驶。

步骤500：根据车轮爆胎情况确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号。第一电机转矩信号为设定的电制动转矩控制信号或与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩。当车速不小于安全车速时，首先根据爆胎情况进行减速使得车辆车速降低到安全车速。

具体包括以下情况：

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为爆胎车轮同轴的驱动电机的第一电机转矩信号；将设定的电制动转矩控制信号确定为其余未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为同轴双车轮爆胎时，将设定的电制动转矩控制信号确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为异侧异轴双车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为爆胎车轮同轴的驱动电机的第一电机转矩信号；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为三车轮爆胎或同侧双车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号。

步骤600：根据第一电机转矩信号调节对应驱动电机的转矩，使车速降低至安全车速。

步骤700：获取当前车辆参数。车辆参数包括车辆方向盘转角和实际车辆横摆角速度。

步骤800：根据车辆参数和分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况，确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号。第二电机转矩信号为与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩或计算得到的转矩信号。具体如下：

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为爆胎车轮同轴的驱动电机的第二电机转矩信号；将计算得到的转矩信号确定为其余未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为同轴双车轮爆胎或异侧异轴双车轮爆胎时，将计算得到的转矩信号确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为三车轮爆胎或同侧双车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号。

其中，转矩信号计算过程如下：

根据车辆设定车速和车辆实际车速确定车辆总转矩；所述车辆设定车速为设定的车辆爆胎状态下的行驶车速；

根据车辆方向盘转角确定车辆前轮转角；

根据所述车辆前轮转角和当前车辆的速度，基于二自由度模型确定车辆当前状态下的期望横摆角速度；

根据实际车辆横摆角速度和所述期望横摆角速度，确定广义附加横摆力矩；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎时，利用公式

计算得到转矩信号

其中，λ₁为左前车轮驱动电机的爆胎系数，λ₂为右前车轮驱动电机的爆胎系数，λ₃为左后车轮驱动电机的爆胎系数，λ₄为右后车轮驱动电机的爆胎系数，爆胎车轮的驱动电机对应的爆胎系数取值为0，未爆胎车轮的驱动电机对应的爆胎系数取值为1；B_f为前轮距，B_r为后轮距，R₀为车轮滚动半径，T₁为左前车轮驱动电机的转矩信号，T₂为右前车轮驱动电机的转矩信号，T₃为左后车轮驱动电机的转矩信号，T₄为右后车轮驱动电机的转矩信号，T_exp为车辆总转矩，ΔM为广义附加横摆力矩；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为同轴双车轮爆胎或异侧异轴双车轮爆胎时，利用公式

计算得到转矩信号

步骤900：根据第二电机转矩信号调节对应驱动电机的转矩。

图2为本发明爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制***的结构示意图。如图2所示，所述控制***包括以下结构：

车轮爆胎情况获取模块201，用于获取分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况；

电机转矩信号调节模块202，用于将爆胎车轮对应的驱动电机的电机转矩信号调节为零；

车速获取模块203，用于获取所述分布式驱动电动汽车当前的车速；

第一判断模块204，用于判断所述当前的车速是否小于安全车速，得到第一判断结果；

第一电机转矩信号确定模块205，用于当所述第一判断结果表示当前的车速不小于安全车速时，根据所述车轮爆胎情况确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号；所述第一电机转矩信号为设定的电制动转矩控制信号或与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩；

转矩调节模块206，用于根据所述第一电机转矩信号调节对应驱动电机的转矩，使车速降低至安全车速；

车辆参数获取模块207，用于当所述第一判断结果表示当前的车速小于安全车速时，获取当前车辆参数；所述车辆参数包括车辆方向盘转角和实际车辆横摆角速度；

第二电机转矩信号确定模块208，用于根据所述车辆参数和所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况，确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号；所述第二电机转矩信号为与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩或计算得到的转矩信号；

所述转矩调节模块，206还用于根据所述第二电机转矩信号调节对应驱动电机的转矩。

其中，所述第一电机转矩信号确定模块205具体包括：

第一确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为爆胎车轮同轴的驱动电机的第一电机转矩信号；将设定的电制动转矩控制信号确定为其余未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号；

第二确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为同轴双车轮爆胎时，将设定的电制动转矩控制信号确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号；

第三确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为异侧异轴双车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为爆胎车轮同轴的驱动电机的第一电机转矩信号；

第四确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为三车轮爆胎或同侧双车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号。

所述第二电机转矩信号确定模块208具体包括：

第五确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为爆胎车轮同轴的驱动电机的第二电机转矩信号；将计算得到的转矩信号确定为其余未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号；

第六确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为同轴双车轮爆胎或异侧异轴双车轮爆胎时，将计算得到的转矩信号确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号；

第七确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为三车轮爆胎或同侧双车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号。

所述***还包括：

车辆总转矩确定模块，用于在根据所述车辆参数和所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况，确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号之前，根据车辆设定车速和车辆实际车速确定车辆总转矩；所述车辆设定车速为设定的车辆爆胎状态下的行驶车速；

车辆前轮转角确定模块，用于根据车辆方向盘转角确定车辆前轮转角；

期望横摆角速度确定模块，用于根据所述车辆前轮转角和当前车辆的速度，基于二自由度模型确定车辆当前状态下的期望横摆角速度；

广义附加横摆力矩确定模块，用于根据实际车辆横摆角速度和所述期望横摆角速度，确定广义附加横摆力矩；

第一转矩信号计算模块，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎时，利用公式

计算得到转矩信号

其中，λ₁为左前车轮驱动电机的爆胎系数，λ₂为右前车轮驱动电机的爆胎系数，λ₃为左后车轮驱动电机的爆胎系数，λ₄为右后车轮驱动电机的爆胎系数，爆胎车轮的驱动电机对应的爆胎系数取值为0，未爆胎车轮的驱动电机对应的爆胎系数取值为1；B_f为前轮距，B_r为后轮距，R₀为车轮滚动半径，T₁为左前车轮驱动电机的转矩信号，T₂为右前车轮驱动电机的转矩信号，T₃为左后车轮驱动电机的转矩信号，T₄为右后车轮驱动电机的转矩信号，T_exp为车辆总转矩，ΔM为广义附加横摆力矩；

第二转矩信号计算模块，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为同轴双车轮爆胎或异侧异轴双车轮爆胎时，利用公式

计算得到转矩信号

下面结合一个具体实施案例进一步说明本发明的方案。

第一步：整车控制器根据各车轮的胎压传感器发送的各轮胎胎压数值判断轮胎是否爆胎，一旦传感器检测的胎压数值为一个大气压左右时，此时判断该车轮出现了爆胎。根据上述规则整车控制器先判断是否有车轮爆胎，无爆胎时其按照正常的转矩分配。在正常行驶过程中，整车控制器会给出车辆的总转矩并通过平均分配等分配方式，确定分配给各驱动电机的转矩控制信号。即在无爆胎时，按照正常行驶下的整车控制器正常行驶策略分配给四个电机转矩控制信号进行响应，而不进入爆胎控制策略。而出现车轮爆胎时根据爆胎情况触发爆胎控制程序。

第二步：判断车辆车速是否低于安全车速。若车速低于安全车速则直接进入第三步；若车速高于安全车速则按照本步骤进行处理。

针对上述五种爆胎情况整车控制器首先整车进行减速使得车辆车速降低到安全车速，本实施案例中设定安全车速为5km/h。具体如下：

1.单车轮爆胎：该爆胎情况下，首先给爆胎车轮的电机转矩控制信号置零，其次爆胎车轮同轴的驱动电机转矩控制信号设为与爆胎车轮滚动阻力距相等大小的制动力矩；剩余的未爆胎车轮驱设置固定大小的电制动转矩控制信号从而使得其车辆车速降低到安全车速以下。并且进入到安全车速后还能实现一定的驱动能力，即可进入第四步中；

2.同轴双车轮爆胎：该爆胎情况下，首先给爆胎车轮的电机转矩控制信号置零，剩余的未爆胎车轮设置固定大小的电制动转矩控制信号从而使得其车辆车速快速降低到安全车速以下。并且进入到安全车速后该爆胎情况还能实现一定的驱动能力，即可进入第四步中；

3.异侧异轴双车轮爆胎：该爆胎情况下，首先给爆胎车轮的电机转矩控制信号置零，其次爆胎车轮同轴的驱动电机转矩控制信号设为与爆胎车轮滚动阻力距相等大小的制动力矩；从而使得其车辆车速降低到安全车速以下。并且进入到安全车速后还能实现一定的驱动能力，即可进入第四步控制中；

4.当车辆爆胎情况为三车轮爆胎、同侧双车轮爆胎时，首先给爆胎车轮的电机转矩控制信号置零，剩余的未爆胎车轮设置为与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩，从而使得其车辆车速降低到安全车速以下直至为0即车辆停止下来，完成控制过程。该爆胎情况不进入第四步控制中。

5.四车轮爆胎，首先给爆胎车轮的电机转矩控制信号置零，通过爆胎车轮增大的滚阻使得其车辆车速降低到安全车速以下直至为0即车辆停止下来，完成控制过程。该爆胎情况不进入第四步中。

第三步：车辆的车速达到安全车速时，其仍然可能有五大类爆胎情况，对于其中的同侧双车轮爆胎、三车轮爆胎与四车轮爆胎情况其仍然按照第二步中的4和5的规则进行处理，即使车辆快速停止下来。而对于剩余的单车轮爆胎与异侧双车轮爆胎(由同轴双车轮爆胎与异侧异轴双车轮爆胎组成)仍然具有一定的驱动能力，因此对于这类爆胎情况第三步的主要目标就是使车辆具有驱动能力的同时保证其横摆稳定性，因此要计算上两类爆胎情况的总驱动转矩与广义附加横摆力矩。

为了使车辆具有一定驱动能力，本发明是使得车辆能够维持匀速运行，因此车辆总转矩的大小是为了使车辆维持某设定安全运行车速下的匀速运行(该车速小于安全车速)，其车辆总转矩的得出由设定车速与整车控制器中车速模块的车辆实际车速做差通过PID控制器得出，其计算公式如下所示。

式中，T_exp为达到设定车速所需的车辆总转矩，v_xexp，v_x分别为设定车速与车辆实际纵向车速，K_p、K_i、K_d分别为PID控制算法中比例、积分和微分模块的系数，该系数为现场标定的定值。

同时为了保证车辆的横摆稳定性，需要计算其广义附加横摆力矩，其广义附加横摆力矩以期望横摆角速度为控制目标通过PID控制得出，其广义附加横摆力矩得出过程如下所示。

首先整车控制器根据方向盘转角传感器信息得出车辆方向盘转角，并通过查表模型得出车辆前轮转角。查表模型为转向***的查表模型，输入为方向盘转角通过查表模型可以得出相应的输出即车辆前轮的转角。该查表模型为离线标定出车辆转向***的转向特性，即在车辆未行驶前就标定好的方向盘转角与前轮转角间的关系。

此外车辆根据整车控制器中车速计算模块得出的车速，基于二自由度模型得出车辆当前状态下的期望横摆角速度的值，其期望横摆角速度的值的计算公式如下所示：

式中L_f和L_r分别为车辆质心到前轴和后轴的距离，v_x为车辆实际纵向车速，m为整车质量，

和

分别为前轴和后轴的轮胎侧偏刚度，此处的轮胎侧偏刚度为前轴/后轴两个轮胎的侧偏刚度之和，δ为车辆的前轮转角，γ_d为期望横摆角速度。

图3为二自由度模型的示意图。如图3所示，二自由度模型为车辆工程领域已有的稳定性控制方面的已有技术，二自由度模型能够表现出车辆线性区域的响应特性，此特性为大多数驾驶员熟悉的车辆特性。二自由度模型有侧向和横摆两个方向上的自由度，其纵向方向上的车辆车速为匀速。其为将四轮车辆模型进行简化后得出的单轮车辆模型。

其车辆受到的作用力只有前后轮胎侧向力作用，其轮胎侧向力由轮胎的侧偏角所决定，而轮胎侧偏角由车辆的横摆角速度等自身运动状态所决定。因此基于上述关系可以列算出二自由度车辆模型的动力学公式。通过对模型进行动力学分析可以最终得出公式(2)所示的车辆在一定的车速与方向盘转角状态下对应的稳态横摆角速度需求，并最终以该需求作为车辆的目标横摆角速度。

在公式(2)得出期望横摆角速度后，将期望横摆角速度与整车控制器接收到的横摆角速度传感器的车辆实际横摆角速度做差e＝γ_d-γ，后输入到PID控制算法中从而得出其广义附加横摆力矩的值。其计算公式如下所示:

至此车辆所需的总驱动转矩与广义附加横摆力矩均已得出，下面进入第四步进行上述广义力/力矩的分配。

第四步：经第三步计算出实现一定驱动能力时所需的车辆总转矩与广义驱动力矩后，其首先对驾驶员踏板开度进行判断，一旦驾驶员踏板开度为0则将所有转矩控制信号置0并进入第一步完成循环，若驾驶员踏板开度大于0则继续进行第四步。

第四步需要根据车辆属于单轮爆胎或异侧双车轮爆胎进行相应的转矩分配，其对应的转矩分配方法如下所示：

1.单车轮爆胎

对于该爆胎情况来说，其爆胎车轮的电机转矩控制指令置0，其次爆胎车轮同轴的驱动电机转矩控制信号设为与爆胎车轮滚动阻力距相等大小的制动力矩；其剩余的两个车轮的电机转矩控制信号的计算由如下公式给出

式中R₀为车轮滚动半径，B_f和B_r分别为前后轮距，λ_i为各电机的爆胎系数，T_i为分配给各电机控制器的转矩信号(i＝1,2,3,4分别表示为车辆左前，右前，左后，右后四个电机)。

由上述公式便可解算出剩余的两个车轮的电机转矩控制信号。

2.异侧双轮爆胎

对于该爆胎情况来说，其两个爆胎车轮的电机转矩控制指令置0，其剩余的两个车轮的电机转矩控制信号的计算由如下公式给出

式中符号对应的意义与前文中相同的符号相同。

通过上述公式(4)与公式(5)解算出相应的车轮电机转矩控制指令后，将其发送到电机控制器中执行命令后返回第一步循环执行。

本发明采用胎压传感器进行爆胎监测，可以快速准确的识别相应的车轮爆胎情况；并且利用四轮毂/轮边电机的高可控性，可以直接通过电制动转矩获得与爆胎车轮相等的滚动阻力距无需复杂的制动***；并且对于部分爆胎情况本发明还可以保证车辆具有一定的驱动能力，能够使得车辆移动到安全位置。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制方法，其特征在于，包括：

获取分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况；

将爆胎车轮对应的驱动电机的电机转矩信号调节为零；

获取所述分布式驱动电动汽车当前的车速；

判断所述当前的车速是否小于安全车速，得到第一判断结果；

当所述第一判断结果表示当前的车速不小于安全车速时，根据所述车轮爆胎情况确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号；所述第一电机转矩信号为设定的电制动转矩控制信号或与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩；

根据所述第一电机转矩信号调节对应驱动电机的转矩，使车速降低至安全车速；

当所述第一判断结果表示当前的车速小于安全车速时，获取当前车辆参数；所述车辆参数包括车辆方向盘转角和实际车辆横摆角速度；

根据所述车辆参数和所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况，确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号；所述第二电机转矩信号为与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩或计算得到的转矩信号；

根据所述第二电机转矩信号调节对应驱动电机的转矩。

2.根据权利要求1所述的爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制方法，其特征在于，所述获取分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况，之前还包括：

获取分布式驱动电动汽车的轮胎胎压数值；

判断所述轮胎胎压数值是否在设定阈值范围内；所述设定阈值范围为一个大气压向数值左右两侧延伸的误差区间；

如果是，确定所述轮胎胎压数值对应的车轮爆胎；

如果否，确定所述轮胎胎压数值对应的车轮未爆胎。

3.根据权利要求1所述的爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制方法，其特征在于，所述根据所述车轮爆胎情况确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号，具体包括：

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为爆胎车轮同轴的驱动电机的第一电机转矩信号；将设定的电制动转矩控制信号确定为其余未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为同轴双车轮爆胎时，将设定的电制动转矩控制信号确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为异侧异轴双车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为爆胎车轮同轴的驱动电机的第一电机转矩信号；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为三车轮爆胎或同侧双车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号。

4.根据权利要求1所述的爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制方法，其特征在于，所述根据所述车辆参数和所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况，确定未爆胎车轮对应电机的第二电机转矩信号，具体包括：

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为爆胎车轮同轴的驱动电机的第二电机转矩信号；将计算得到的转矩信号确定为其余未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为同轴双车轮爆胎或异侧异轴双车轮爆胎时，将计算得到的转矩信号确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为三车轮爆胎或同侧双车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号。

5.根据权利要求1所述的爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制方法，其特征在于，所述根据所述车辆参数和所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况，确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号，之前还包括：

根据车辆设定车速和车辆实际纵向车速确定车辆总转矩；所述车辆设定车速为设定的车辆爆胎状态下的行驶车速；

根据车辆方向盘转角确定车辆前轮转角；

根据所述车辆前轮转角和车辆实际纵向车速，基于二自由度模型确定车辆当前状态下的期望横摆角速度；

根据实际车辆横摆角速度和所述期望横摆角速度，确定广义附加横摆力矩；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎时，利用公式

计算得到转矩信号

其中，λ₁为左前车轮驱动电机的爆胎系数，λ₂为右前车轮驱动电机的爆胎系数，λ₃为左后车轮驱动电机的爆胎系数，λ₄为右后车轮驱动电机的爆胎系数，爆胎车轮的驱动电机对应的爆胎系数取值为0，未爆胎车轮的驱动电机对应的爆胎系数取值为1；B_f为前轮距，B_r为后轮距，R₀为车轮滚动半径，T₁为左前车轮驱动电机的转矩信号，T₂为右前车轮驱动电机的转矩信号，T₃为左后车轮驱动电机的转矩信号，T₄为右后车轮驱动电机的转矩信号，T_exp为车辆总转矩，ΔM为广义附加横摆力矩；

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为同轴双车轮爆胎或异侧异轴双车轮爆胎时，利用公式

计算得到转矩信号

6.根据权利要求1所述的爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制方法，其特征在于，所述根据所述第二电机转矩信号调节对应驱动电机的转矩，之前还包括：

当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎、同轴双车轮爆胎或异侧异轴双车轮爆胎时，获取油门踏板的开度；

判断所述油门踏板的开度是否为零；

如果是，返回获取分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况步骤；

如果否，根据所述第二电机转矩信号调节对应驱动电机的转矩。

7.一种爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制***，其特征在于，包括：

车轮爆胎情况获取模块，用于获取分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况；

电机转矩信号调节模块，用于将爆胎车轮对应的驱动电机的电机转矩信号调节为零；

车速获取模块，用于获取所述分布式驱动电动汽车当前的车速；

第一判断模块，用于判断所述当前的车速是否小于安全车速，得到第一判断结果；

第一电机转矩信号确定模块，用于当所述第一判断结果表示当前的车速不小于安全车速时，根据所述车轮爆胎情况确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号；所述第一电机转矩信号为设定的电制动转矩控制信号或与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩；

转矩调节模块，用于根据所述第一电机转矩信号调节对应驱动电机的转矩，使车速降低至安全车速；

车辆参数获取模块，用于当所述第一判断结果表示当前的车速小于安全车速时，获取当前车辆参数；所述车辆参数包括车辆方向盘转角和实际车辆横摆角速度；

第二电机转矩信号确定模块，用于根据所述车辆参数和所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况，确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号；所述第二电机转矩信号为与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩或计算得到的转矩信号；

所述转矩调节模块，还用于根据所述第二电机转矩信号调节对应驱动电机的转矩。

8.根据权利要求7所述的爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制***，其特征在于，所述第一电机转矩信号确定模块具体包括：

第一确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为爆胎车轮同轴的驱动电机的第一电机转矩信号；将设定的电制动转矩控制信号确定为其余未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号；

第二确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为同轴双车轮爆胎时，将设定的电制动转矩控制信号确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号；

第三确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为异侧异轴双车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为爆胎车轮同轴的驱动电机的第一电机转矩信号；

第四确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为三车轮爆胎或同侧双车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第一电机转矩信号。

9.根据权利要求7所述的爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制***，其特征在于，所述第二电机转矩信号确定模块具体包括：

第五确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为爆胎车轮同轴的驱动电机的第二电机转矩信号；将计算得到的转矩信号确定为其余未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号；

第六确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为同轴双车轮爆胎或异侧异轴双车轮爆胎时，将计算得到的转矩信号确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号；

第七确定单元，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为三车轮爆胎或同侧双车轮爆胎时，将与爆胎车轮滚动阻力距大小相等的制动力矩确定为所有未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号。

10.根据权利要求7所述的爆胎状态下分布式驱动电动汽车的控制***，其特征在于，还包括：

车辆总转矩确定模块，用于在根据所述车辆参数和所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况，确定未爆胎车轮对应的驱动电机的第二电机转矩信号之前，根据车辆设定车速和车辆实际纵向车速确定车辆总转矩；所述车辆设定车速为设定的车辆爆胎状态下的行驶车速；

车辆前轮转角确定模块，用于根据车辆方向盘转角确定车辆前轮转角；

期望横摆角速度确定模块，用于根据所述车辆前轮转角和车辆实际纵向车速，基于二自由度模型确定车辆当前状态下的期望横摆角速度；

广义附加横摆力矩确定模块，用于根据实际车辆横摆角速度和所述期望横摆角速度，确定广义附加横摆力矩；

第一转矩信号计算模块，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为单车轮爆胎时，利用公式

计算得到转矩信号

其中，λ₁为左前车轮驱动电机的爆胎系数，λ₂为右前车轮驱动电机的爆胎系数，λ₃为左后车轮驱动电机的爆胎系数，λ₄为右后车轮驱动电机的爆胎系数，爆胎车轮的驱动电机对应的爆胎系数取值为0，未爆胎车轮的驱动电机对应的爆胎系数取值为1；B_f为前轮距，B_r为后轮距，R₀为车轮滚动半径，T₁为左前车轮驱动电机的转矩信号，T₂为右前车轮驱动电机的转矩信号，T₃为左后车轮驱动电机的转矩信号，T₄为右后车轮驱动电机的转矩信号，T_exp为车辆总转矩，ΔM为广义附加横摆力矩；

第二转矩信号计算模块，用于当所述分布式驱动电动汽车的车轮爆胎情况为同轴双车轮爆胎或异侧异轴双车轮爆胎时，利用公式

计算得到转矩信号

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