JP2001227636A - 無段変速機の制御装置 - Google Patents
無段変速機の制御装置Info
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Abstract
を向上させ、手動変速機に近い走行感覚を向上させる。 【解決手段】 人為的操作に基づいて入力回転数の目標
値NINT を制約することの可能な無段変速機の制御装置
において、前記人為的操作に基づいて前記入力回転数の
目標値NINT の下限値NINTLを設定するとともに車速も
しくは車速に関連する値に応じてその下限値を変化させ
る手段を備えている。
Description
に変化させることのできる無段変速機の制御装置に関
し、特に手動操作によって変速比を設定可能な無段変速
機の制御装置に関するものである。
やトロイダル式の無段変速機が知られている。前者の無
段変速機は、溝幅を変更できる入力プーリと出力プーリ
とにベルトを巻き掛け、これらのプーリの溝幅を互いに
反対方向に変化させることにより、ベルトの巻き掛け半
径を連続的に、すなわち無段階に変化させ、その結果、
入力回転数と出力回転数との比率すなわち変速比を連続
的に変化させるように構成されている。また後者のトロ
イダル式の無段変速機は、対向面をトロイダル面とした
一対のディスクの間に、回転面を傾斜させることのでき
るパワーローラを挟み込み、パワーローラが傾動するこ
とによって、入力ディスクとパワーローラとの接触半径
および出力ディスクとパワーローラとの接触半径が互い
に反対方向に増減し、その結果、各ディスクの回転数の
比率すなわち変速比が連続的に変化するように構成され
ている。
連結した車両では、駆動力の要求量や車速などの走行状
態に基づいて変速比を大小に変化させることにより、エ
ンジン回転数を無段階に制御することができる。このよ
うな特性を有効に利用して、例えばエンジンを常時最適
運転点で運転するように制御することが試みられてい
る。
は、燃費が優れることに限られず、加速性能や制動性能
などが優れていること、運転者の意図を可及的に忠実に
反映することなどもあり、その点では、単に燃費が優れ
るように変速比を制御するだけでは車両の制御としては
不十分である。このような不都合を解消するために、シ
フトレバーなどを手動操作することにより、変速比を予
め定めた値にステップ的に変化させ、変速比を運転者が
適宜に選択できるように構成した無段変速機が開発され
ている。この種のいわゆる手動変速モードの可能な無段
変速機では、手動操作によって選択した変速比が維持さ
れるので、車速が増大してもアップシフトが生じないこ
とにより駆動力が大きくなる反面、アクセルペダルを踏
み込むなどの出力の増大操作をおこなっても、エンジン
回転数が車速と変速比とによって決まる回転数に維持さ
れ、エンジン回転数(エンジン出力)が増大しないの
で、加速応答性が悪くなる不都合があった。
択することに替えて、無段変速機の入力回転数(すなわ
ちエンジン回転数)の最小値を手動操作によって選択す
るように構成した装置が、特開平6−81939号公報
に記載されている。すなわちこの公報に記載された装置
は、シフトレバーのストロークに応じて最小入力回転数
を設定し、エンジン回転数がその設定された最小値以上
となる範囲で変速比を走行状態に応じて制御するように
構成されている。より具体的には、上記の公報に記載さ
れた装置は、設定最小回転数と出力プーリ回転数とから
設定トルク比を算出する一方、アクセル開度に対して最
良燃費となるように設定されたテーブル回転数を読み出
し、その値と出力プーリ回転数とに基づいてテーブルト
ルク比を求め、これらのトルク比のうちの大きい方を目
標トルク比とし、実際のトルク比がその目標トルク比と
なるように変速比を制御するように構成されている。し
たがってアクセルペダルが踏み込まれていないなど出力
要求量が小さい場合には、テーブル回転数が小さい値で
あることによりテーブルトルク比が小さく、その結果、
設定トルク比の方が大きくなるので、この設定トルク比
を目標トルク比として変速比が制御され、シフトレバー
によって選択した駆動トルクが得られる。
報に記載された装置では、最小回転数をシフトレバーの
ストロークに応じて設定しているので、車両の走行状態
に応じた制御をおこなうことができない。例えば、比較
的低車速の場合、その時点の入力回転数が小さいから、
最小回転数が小さくても、走行状態の変化に伴って入力
回転数が低下すると直ちに入力回転数の低下が規制さ
れ、手動による変速操作をおこなっている走行感覚を得
ることができる。しかしながら、その最小回転数を高車
速時にも維持すると、入力回転数(エンジン回転数)が
高いから、アクセル開度などの走行状態が変化すること
に伴う入力回転数の低下幅あるいは相対的な変化幅が大
きくなり、変速比の変化が規制されにくいので、手動に
よって変速操作をおこなっている走行感覚を得にくくな
る可能性がある。
れたものであり、無段変速機の入力回転数の下限値を規
定して手動変速的に変速制御をおこなうことが可能であ
って、かつ手動による変速操作をおこなっている走行感
覚を得やすい制御装置を提供することを目的とするもの
である。
的を達成するために、請求項1の発明は、人為的操作に
基づいて入力回転数の目標値を制約することの可能な無
段変速機の制御装置において、前記人為的操作に基づい
て前記入力回転数の目標値の下限値を設定するとともに
車速もしくは車速に関連する値に応じてその下限値を変
化させる手段を有することを特徴とする制御装置であ
る。
によって入力回転数の下限値を設定した場合、その下限
値は固定されずに車速に応じて変化する。そのため、低
車速の場合および高車速の場合のいずれであっても、入
力回転数が走行状態に基づいて変化した場合にその下限
値が人為的な操作で設定された値に規制され、変速比の
低下が規制されている感覚を運転者に与えることができ
る。すなわち手動操作によって変速比が設定されて走行
しているいわゆる手動変速機的な走行感覚を得ることが
でき、また同時に充分な駆動力を確保することができ
る。
づいて入力回転数の目標値を制約することの可能な無段
変速機の制御装置において、車速もしくは車速に関連す
る値と要求駆動量とに基づいて入力回転数の目標値を設
定するとともに実入力回転数がその目標値に一致するよ
うに変速比を制御し、かつ前記要求駆動量が予め定めた
所定値以下の範囲にある場合に、前記入力回転数の目標
値を、その要求駆動量に関わらず、予め定めた低回転数
に設定し、かつ要求駆動量が前記所定値を超えるに従っ
て前記目標値を前記予め定めた低回点数から次第に増大
させる手段を有することを特徴とする制御装置である。
る前記予め定めた低回転数を、機構上可能な最小回転数
もしくはその最小回転数に近い回転数に設定する手段を
有することを特徴とする制御装置である。
の発明では、要求駆動量を前記所定値以下の範囲で増減
しても、入力回転数の目標値が予め定めた低回転数に維
持され、その結果、その要求駆動量の範囲では、要求駆
動量を増大させた場合に、無段変速機の入力側に連結さ
れている動力源の回転数に替えてトルクが増大する。そ
のため、要求駆動量が上記の所定の範囲内にある場合に
は、要求駆動量の増大に伴って駆動トルクが増大し、し
かも変速やそれに伴う回転部材の回転変動が発生しない
ことにより慣性力が原因となる駆動力発生のタイムラグ
がないので、加速応答性が良好になる。さらに、要求駆
動量がある程度増大すれば、入力回転数の目標値を増大
させるので、入力トルクを増大させることによる駆動力
の増大の限界を超えて駆動力を増大させることができ、
ひいては運転者の意図に即した走行をおこうなことが可
能になる。
基づいて入力回転数の目標値を制約することの可能な無
段変速機の制御装置において、変速比を低下させるアッ
プシフト操作もしくは増大させるダウンシフト操作がお
こなわれた場合に、前記入力回転数の目標値を、一時的
に、前記アップシフト操作の場合には低下させ、ダウン
シフト操作の場合には増大させ、かつその後、前記一時
的な低下もしくは増大の前の制御値に復帰させる目標値
変更手段を有することを特徴とする制御装置である。
ップシフト操作もしくはダウンシフト操作をおこなった
場合に、一時的に入力回転数が変化する。そのため、手
動による変速操作を、入力回転数の変化に伴う振動や音
などの変化として体感することができる。
明において、前記入力回転数の目標値の下限値を規制す
る手段を更に有し、かつ前記目標値変更手段が、前記入
力回転数の目標値が機構上可能な上限値にある状態でア
ップシフト操作された場合に前記入力回転数の目標値を
一時的に低下させ、もしくは前記入力回転数の目標値が
機構上可能な下限値にある状態でダウンシフト操作され
た場合に前記入力回転数の目標値を一時的に増大させる
手段を含むことを特徴とする制御装置である。
数の目標値の下限値が規制され、また入力回転数が機構
上可能な上限値に設定されることがあり、その状態でア
ップシフト操作された場合、要求駆動量や出力回転数も
しくはこれに関連する車速などの走行状態から求まる入
力回転数の目標値がその上限値を超えていれば、アップ
シフト操作で入力回転数が上限値以下に低下しないこと
になるが、上記の手段を設けていることにより、前記目
標値を低下させることが可能になる。また、同様に目標
値が機構上の下限値に固定されている場合にダウンシフ
トされた場合であって、上記の手段を設けてあることに
より、入力回転数を一時的に増大させることが可能にな
る。また、請求項4の発明と同様に、手動変速操作に応
答して変速が生じたことを体感することができる。
くは5の発明において、前記目標値変更手段によって前
記入力回転数の目標値を一時的に低下もしくは増大させ
る際の前記目標値の変化割合に対してその目標値を復帰
させる際の前記目標値の変化割合を小さくする手段を更
に有していることを特徴とする制御装置である。
数の目標値を一時的に変化させた場合、その後の復帰を
徐々におこなうことになり、そのため、手動での変速操
作を体感できるうえに、その後のショックや振動を防止
することができる。
入力回転数の目標値を制約することの可能な無段変速機
の制御装置において、前記人為的操作に基づく前記入力
回転数の目標値の変化割合を予め定めた変化割合に規制
する手段を有することを特徴とする制御装置である。
において、前記入力回転数の目標値の下限値を規制する
手段を更に有するとともに、車速もしくは車速に関連す
る値と要求駆動量とに基づいて前記入力回転数の目標値
を設定し、かつ実入力回転数がその目標値に一致するよ
うに変速比を制御するように構成されていることを特徴
とする制御装置である。
の発明では、手動操作によって入力回転数の目標値を変
更し、それに伴って変速が生じる場合、変速比が所定値
以下の割合でゆっくり変化するので、ショックが防止さ
れる。
し8のいずれかの発明において、前記変速比を、機構上
定まる変速比幅の範囲内で、車速もしくは車速に関連す
る値と要求駆動量とに基づいて設定する自動変速モード
を選択する選択手段を更に備えていることを特徴とする
制御装置である。
まる変速比幅すなわちいわゆるフルレンジで自動変速を
おこなうモードを設定することができるので、燃費を重
視した走行と駆動性能もしくは変速比の設定の自由度を
重視した走行とを選択することが可能になって利便性が
向上する。
て説明する。先ずこの発明が対象とする車両の動力伝達
系統の一例を説明すると、図2において、動力源1が変
速機構2に連結され、その変速機構2の出力軸3がディ
ファレンシャル4を介して左右の駆動輪5に連結されて
いる。ここで、動力源1は、ガソリンエンジンやディー
ゼルエンジンなどの内燃機関あるいはモータなどの電動
機、さらにはこれら内燃機関と電動機とを組み合わせた
装置など、車両に使用可能な種々の動力源を含む。以下
の説明では、動力源1として、燃料をシリンダの内部に
直接噴射し、その噴射量およびタイミングを制御するこ
とにより均質燃焼や成層燃焼の可能ないわゆる直噴ガソ
リンエンジンを採用した例を説明する。
に構成されており、その制御のためのマイクロコンピュ
ータを主体とする電子制御装置(E−ECU)6が設け
られている。この制御装置6は、少なくともエンジン1
の出力を制御するように構成されており、その制御のた
めのデータとして出力軸回転数(エンジン回転数)NE
とアクセル開度θなどの要求駆動量とが入力されてい
る。
力の増大・減少のための信号であり、運転者が操作する
アクセルペダルなどの加減速操作装置7の操作量信号や
その操作量を電気的に処理して得た信号を採用すること
ができ、またそれ以外に、電子スロットルバルブを備え
たエンジン1の場合には、その電子スロットルバルブの
開度制御信号や、車速を設定車速に維持するためのクル
ーズコントロールシステム(図示せず)などからの要求
駆動量信号を含む。
歯車変速機構9と、無段変速機(CVT)10とから構
成されている。その流体伝動機構8は、要は、オイルな
どの流体を介して入力側の部材と出力側の部材との間で
トルクを伝達するように構成された装置であって、一例
として、一般の車両に採用されているトルクコンバータ
を挙げることができる。また、この流体伝動機構8は、
直結クラッチ11を備えている。すなわち直結クラッチ
11は、入力側の部材と出力側の部材とを摩擦板などの
機械的手段で直接連結するように構成されたクラッチで
あって、緩衝をおこなうためのコイルスプリングなどの
弾性体からなるダンパー12を備えている。
1の出力部材に連結され、また流体伝動機構8の出力部
材が歯車変速機構9の入力部材に連結されている。この
歯車変速機構9は、複数の歯車を有し、それらの歯車に
よって形成されるトルクの伝達経路を変更することによ
り、入力部材と出力部材との回転数の比率すなわち変速
比を適宜に変更し、また出力部材を入力部材に対して反
対方向に回転させるように構成されている。この歯車変
速機構9として、例えば、シングルピニオン型遊星歯車
機構やダブルピニオン型遊星歯車機構もしくはラビニョ
型遊星歯車機構を用いた機構、あるいは常時噛み合って
いる複数対のギヤ対を同期連結機構(シンクロナイザ
ー)によって選択的に出力部材や入力部材に連結するよ
うに構成された機構などを採用することができる。
する無段変速機10で設定できる変速比の幅が小さいこ
と、および無段変速機10ではその出力側の部材を入力
側の部材に対して反対方向に回転させるいわゆる後進機
能がないことを補うために設けられている。したがって
無段変速機10で設定可能な変速比が、車両に対する要
求を満たす場合には、歯車変速機構9として後進機能の
みを備えた機構を採用してもよい。
入力側の部材の回転数と出力側の部材の回転数との比率
すなわち変速比を無段階に(連続的に)変化させること
のできる機構であり、前述したベルト式無段変速機やト
ロイダル式無段変速機などを採用することができる。
1の係合・解放ならびに滑りを伴う半係合の各状態の制
御および歯車変速機構9での変速比の制御ならびに無段
変速機10での変速比の制御は、基本的には、車両の走
行状態に基づいて制御されるようになっている。その制
御のためにマイクロコンピュータを主体として構成され
た電子制御装置(T−ECU)13が設けられている。
ン用の電子制御装置6とデータ通信可能に連結される一
方、制御のためにデータとして車速αや変速機構2の出
力回転数No などのデータが入力されている。また、変
速機構2を停止状態(パーキング)、後進状態(リバー
ス)、中立状態(ニュートラル)、車両の走行状態に応
じて変速比を自動的に設定する自動前進状態(ドライ
ブ:D)すなわち自動変速モード、変速状態を手動操作
で設定する手動状態(マニュアル:M)すなわち手動変
速モードの各状態を選択するシフト装置14が設けられ
ており、このシフト装置14が電子制御装置13に電気
的に連結されている。また、シフト装置14によって手
動状態を選択した場合には、複数の変速状態すなわちレ
ンジを設定することができるように構成されており、そ
のレンジを選択するレンジ選択機構15が設けられてい
る。このレンジ選択機構15はオン・オフスイッチやポ
テンショメータなどによって構成することができ、段階
的に設定されているレンジあるいは連続的に設定されて
いるレンジを手動操作に基づいて選択するようになって
いる。なお、このレンジ選択機構15は、シフト装置1
4に付設されていてもよく、あるいはシフト装置14と
は別に、ステアリングホイールや適宜のスティックある
いはインストルメントパネルなどに設けられていてもよ
い。
駆動量に基づいて上記のエンジン1および無段変速機1
0の両方を制御するように構成されている。その制御例
を図3にブロック図で示してある。この制御は例えば前
記シフト装置14によって自動変速モードを選択した場
合に実行される制御であり、先ず第1のステップS1に
おいて要求駆動量の一例であるアクセル開度θと車速α
とに基づいて目標駆動力Fが求められる。なお、車速α
は、これと一対一の関係にある他の適宜の回転部材の回
転数、例えば変速機構2の出力軸回転数No で代用して
もよい。
く目標駆動力Fの決定は、予め用意したマップに基づい
ておこなう。具体的には、アクセル開度θをパラメータ
として車速αと駆動力Fとの関係をマップとして予め定
めておく。その場合、対象とする車両の特性を反映する
ように駆動力Fを定める。
Fと現在の車速αとに基づいて目標出力Pが求められ
る。すなわち目標出力Pは、目標駆動力Fと車速αとの
積として演算される。第3のステップS3では、その目
標出力Pに基づいてエンジン1の目標回転数あるいは無
段変速機10の入力回転数の目標値(目標入力回転数)
NINT が求められる。定常走行状態では、エンジン1の
燃費が良好になる最適運転ラインに即して制御されるか
ら、目標出力Pに達した時点での運転状態は最適運転ラ
イン上の運転状態となる。すなわち目標出力Pに達した
時点では、エンジン1は、最良燃費曲線に基づく状態に
制御されるから、目標入力回転数NINT は、最良燃費曲
線に基づいて出力と回転数とを定めた目標エンジン回転
数テーブル(線図)を利用して求められる。そして、こ
の目標入力回転数NINT と検出された実際の入力回転数
もしくはエンジン回転数とに基づいて無段変速機10に
よる変速比が制御される。
1を制御するために、上記の目標出力Pと現在のエンジ
ン回転数NE とに基づいて目標エンジントルクTo が求
められる。これは、例えば目標出力Pを現在のエンジン
回転数NE で割り算することにより実行される。なお、
エンジン回転数NE に替えてエンジン1の出力軸の角速
度を採用することもできる。そして、このようにして求
められた目標エンジントルクTo となるようにエンジン
1が制御される。具体的には、前述した電子制御装置6
によって燃料噴射量あるいは電子スロットルバルブの開
度が制御される。
は、シフト装置14によって手動変速モードを選択する
ことができる。この手動変速モードが選択された場合に
は、手動変速モードでの各レンジに応じて、目標入力回
転数NINT もしくは目標エンジン回転数NETの下限値
(最小回転数)を規制するように構成されている。図4
は、車速αに対する目標入力回転数NINT (目標エンジ
ン回転数NET)を、要求駆動量であるアクセル開度θを
パラメータとして示す図であり、γmaxの線は無段変速
機10の機構上決まる最大変速比に基づく回転数を示
し、またγmin の線は無段変速機10の機構上決まる最
小変速比に基づく回転数を示している。さらに、アクセ
ル開度θが“0”で目標入力回転数NINT が一定値とな
っているのは、エンジン1がアイドリング状態であるこ
とを示している。
プに基づいて目標入力回転数NINTが決定され、実際の
入力回転数がその目標入力回転数NINT となるように無
段変速機10の変速比が制御される。したがって例えば
図4におけるA点(θ=10%)で示される運転状態か
らアクセルペダルが踏み込まれてB点で示される運転状
態(θ=20%)に変化すると、それに応じて目標入力
回転数NINT が大きくなり、実際の入力回転数がその目
標入力回転数NINT となるように変速比が増大させられ
る。変速比の増大およびエンジン出力の増大によって車
速αが次第に増大し、それに合わせて目標入力回転数N
INT が、アクセル開度θ=20%の線に沿って増大させ
られ、駆動力と走行抵抗とがバランスするC点で示され
る運転状態となる。
いて説明すると、上記のC点で示される走行状態からア
クセルペダルが完全に戻され、アクセル開度θが0%に
低下した場合、その時点の車速αでの機構上定まる下限
回転数が目標入力回転数とされる。これは図4でD点で
示される。なお、その下限回転数は、エンジン1のアイ
ドリング回転数に基づいて定まる回転数あるいは無段変
速機10で設定可能な最小変速比(最も高速側の変速
比)によって規定される回転数である。
た機構上定まる下限回転数より高い回転数に、目標入力
回転数NINT の下限値が設定される。その例を図1に示
してある。この図1は、手動変速モードで採用されるマ
ップを示しており、ここに示す例では、上記の図4に示
す自動変速モードにおけるマップに、各レンジ毎の最小
回転数を設定し、目標入力回転数NINT の下限値を制約
するようになっている。
10は、R1 からR5 までの5つのレンジを選択できる
ように構成されている。これらのレンジのうちR1 レン
ジが最も低速側のレンジであり、これに対してR5 レン
ジが最も高速側のレンジである。したがってR5 レンジ
では、上述したアイドリング回転数で決まる最小回転数
および無段変速機10の機構上決まる最も小さい変速比
(γmin )に応じた回転数を、目標入力回転数NINT の
最小回転数となるようにマップが設定されている。そし
て、図1に示すように、R4 レンジ、R3 レンジ、R2
レンジ、R1 レンジの順に、目標入力回転数の最小値が
次第に大きくなるようにマップが設定されている。な
お、各レンジR1 ,R2 ,R3 ,R4 ,R5 における最
小回転数は、車速ごとに最適となる回転数に設定されて
いる。そしてまた、目標入力回転数の最小値は車速αに
応じて変化する値として設定されている。言い換えれ
ば、各レンジでの目標入力回転数の最小値は車速αが増
大するに従って大きくなるようになっている。手動変速
機に近い変速感覚とするためである。
御マップに、目標入力回転数NINTの下限値をレンジ毎
に設定した手動変速モード用のマップに基づく目標入力
回転数NINT の制御、すなわち手動変速モードでの無段
変速機10の制御について次に説明する。図5はその制
御例を説明するためのフローチャートであり、先ずステ
ップS11において基本目標入力回転数NINB が算出さ
れる。これは、前述した図3に示すステップS1ないし
ステップS3の過程を経て求められ、結局は、上記の図
4の制御マップに基づいて算出される。次に、手動変速
モードが選択されているか否かが判断される(ステップ
S12)。この判断は、前述したシフト装置14からの
出力信号およびレンジ選択機構15からの出力信号に基
づいて判断することができる。
場合には、その時点で選択されている目標入力回転数の
下限値(下限ガード値)NINTL が算出される(ステッ
プS13)。すなわち図1の制御マップにおいて、その
時点の車速αの線と各レンジの下限値を示すR5 ないし
R1 の線との交点として示される値が、目標入力回転数
の下限ガード値NINTL とされる。
ジでの目標入力回転数の下限ガード値NINTL とステッ
プS11で算出された基本目標入力回転数NINB とが比
較される(ステップS14)。このステップS14にお
いて、基本入力回転数NINBが上記の下限ガード値NINT
L以上であることが判断された場合、すなわちステップ
S14で肯定的に判断された場合、その基本目標入力回
転数NINB が無段変速機10の入力回転数(もしくはエ
ンジン回転数)の目標値NINT として採用される(ステ
ップS15)。これに対して基本入力回転数NINB が上
記の下限ガード値NINTL 未満であることが判断された
場合、すなわちステップS14で否定的に判断された場
合、その下限ガード値NINTLが無段変速機10の入力回
転数(もしくはエンジン回転数)の目標値NINT として
採用される(ステップS16)。
た場合には、自動変速モードが選択されていることにな
り、また上記の基本目標入力回転数NINB が自動変速モ
ードでのマップに基づいて算出されたものであるから、
ステップS15に進んで基本目標入力回転数NINB が無
段変速機10の入力回転数(もしくはエンジン回転数)
の目標値NINT として採用される。
照して説明すると、アクセル開度θが10%であるA点
の運転状態の場合、基本目標入力回転数NINB がR3 レ
ンジの下限ガード値を示す線より上側でかつR2 レンジ
の下限ガード値を示す線より下側に位置する。したがっ
てその場合、R3 レンジが選択されていれば、R3 レン
ジにおけるその時点の車速での下限ガード値NINTL3 が
基本目標入力回転数NINB より小さい値であるから、基
本目標入力回転数NINB が目標入力回転数NINT として
採用され、実際の入力回転数がその目標入力回転数NIN
T となるように無段変速機10の変速比が制御される。
これに対してR2 レンジが選択されていれば、R2 レン
ジにおけるその時点の車速での下限ガード値NINTL2 が
基本目標入力回転数NINB より大きい値であるから、R
2 レンジでの下限ガード値NINTL2 が目標入力回転数N
INT として採用され、実際の入力回転数がその目標入力
回転数NINT となるように無段変速機10の変速比が制
御される。
数の目標値の下限値が、選択されたレンジに応じて規制
され、アクセル開度θで代表される要求駆動量などに基
づいて求められる基本目標入力回転数がその下限値より
大きい場合には、基本目標入力回転数が、無段変速機1
0の目標入力回転数として採用される。そしてその目標
入力回転数NINT は、アクセル開度θが増大してそれに
基づいて定まる基本目標入力回転数NINB が下限ガード
値を上回るまで維持される。そのため、手動変速モード
では、基本目標入力回転数NINB が下限ガード値NINTL
より低回転数の状態では、アクセルペダルを踏み込んで
も、すなわち要求駆動量が増大しても、目標入力回転数
が増大せずに変速比が一定に維持される。すなわちエン
ジン回転数が増大させられない。すなわち、変速比が一
定に維持されて回転部材の回転変動が生じないので、回
転部材の慣性力が負のトルクとして作用することがな
く、その結果、加速応答性が向上する。さらに、アクセ
ル開度θの増大に伴って目標入力回転数NINT を増大さ
せてエンジン回転数を高くするので、エンジン出力がア
クセルペダルの踏み込みに応じて直ちに増大する。その
ため、このような場合においても加速応答性が良好にな
る。
アクセル開度θが100%の場合、基準目標入力回転数
が下限ガード値を越えているので、アクセル開度θが1
00%での目標入力回転数が自動的に設定され、手動操
作によるレンジや変速比の切り換えが不要であるから、
ドライバビリティが向上する。
側のレンジであっても、アクセルペダルを踏み込むなど
の要求駆動量の増大操作をおこなえば、それに応じた目
標入力回転数が設定されるので、発進加速に必要な駆動
力を得ることができる。
標入力回転数を設定する制御をおこなうと、要求駆動量
の増大に伴って目標入力回転数が増大するので、低車速
状態でアクセルペダルを大きく踏み込んだ場合、エンジ
ン回転数が増大する。そのため、前述したロックアップ
クラッチ11を係合させていたとしても、そのロックア
ップクラッチ11やダンパー12に特に大きな捩りトル
クが作用しない。言い換えれば、要求駆動量が増大した
場合にロックアップクラッチ11を係合したままにして
もその耐久性の低下などの可能性が殆どないので、ロッ
クアップクラッチ11を係合状態に維持でき、ロックア
ップクラッチ11の係合・解放に伴うトルク変化やショ
ックを回避できる。
は、自動変速モードで使用する制御マップに下限ガード
値を設定しただけのマップを使用して実行できる。その
ため、予め記憶しておくデータ量が少なくてよく、電子
制御装置13の全体としての容量やROMなどの記憶装
置の容量を小さくすることが可能になる。
説明すると、図5に示すステップS14,S15,S1
6の機能的手段が、請求項1の発明における下限値を設
定しかつ変更する手段に相当する。
アクセルペダルを踏み込むことによって目標入力回転数
NINT が大きくなりやすく、特に高速側のレンジではそ
の傾向が強く、手動変速モードであっても、手動変速機
で得られる加速感を得ることは困難である。以下に説明
する制御例では、手動変速機で得られ加速感に、より近
い加速感を得ることができる。
いる。この制御マップは、前述した図4の制御マップと
同様に、アクセル開度θをパラメータとして、車速αに
応じて目標入力回転数NINT を定めたものである。この
図6に示すマップにおいては、アクセル開度θが所定値
以下の範囲すなわち0%〜60%までの範囲で、目標入
力回転数NINT を機構上可能な(機構上規制される)最
低回転数に固定し、アクセル開度θがそれ以上に大きく
なった場合には、アクセル開度θに応じて目標入力回転
数NINT を増大させるようになっている。
T との関係を所定の車速αについて書き直せば、図7の
とおりである。すなわちアクセル開度θが60%以下の
範囲では、目標入力回転数NINT が下限値に固定され、
それ以上のアクセル開度θでは、アクセル開度θに応じ
て目標入力回転数NINT が増大させられる。
ードおよび手動変速モードでの基本目標入力回転数NIN
B を算出する場合に使用される。したがってこの図6の
制御マップによれば、アクセルペダルを大きく踏み込ま
ない限り、すなわちアクセル開度が60%以下では、目
標入力回転数が下限値に固定され、エンジン回転数が増
大しない。そのため、その範囲では、アクセルペダルを
踏み込んだ場合、エンジン1に対する燃料供給量が増大
するものの回転数が増加しないので、エンジントルクが
大きくなり、車両の加速力が増大する。特に回転数の変
化が特には生じないので、慣性力で抵抗力となって生じ
ることがなく、この点でも加速応答性が良好になる。
段変速機10の制御は、自動変速モードが選択されてい
る場合にも実行してもよいが、手動変速モードが選択さ
れている場合に限って実行することとしてよい。また、
手動変速モードにおいて複数のレンジを選択できるよう
に構成されている場合には、レンジ毎に目標入力回転数
の下限ガード値を設ければよい。その一例をR3 レンジ
について示せば図8のとおりであり、アクセル開度θが
75%の線と88%の線との間に、R3 レンジでの目標
入力回転数の下限ガード値が、車速αの増大に伴って大
きくなるように設定されている。その目標入力回転数の
下限ガード値とアクセル開度θとの関係を所定の車速α
について示せば、図9のとおりであり、アクセル開度θ
が75%と88%との間の所定の値に達するまでは、比
較的高い一定回転数に固定されている。
には、アクセルペダルを大きく踏み込むなどのことによ
り要求駆動量が所定値以上に増大するまで、無段変速機
10の入力回転数すなわちエンジン回転数が図8もしく
は図9に示す下限値に維持され、それに伴ってエンジン
トルクが大きくなる。その結果、アクセルペダルを踏み
込むことにより大きい加速力を得ることができるうえ
に、その際に回転変動を生じさせないので、慣性力が抵
抗力とならず、加速応答性が良好になる。また、減速時
や降坂路走行時には、車両の有する走行慣性力によって
回転させられエンジン1の回転数が高くなるので、エン
ジンブレーキ力を大きくすることができる。
用することが回避されることによりアクセルペダルの操
作に対して車両の駆動トルクが敏感に変化し、アクセル
操作に対する応答性が良好になるから、手動変速モード
を選択した場合には、加速感あるいはドライバビリティ
を手動変速機によるものと近似させることができる。
説明すると、上記の図6ないし図9に示すマップを使用
して目標入力回転数を設定する機能的手段が、請求項2
および請求項3の発明における「入力回転数の目標値
を、その要求駆動量に関わらず、予め定めた低回転数に
設定する手段」に相当する。
置によれば、目標入力回転数の下限値がエンジン1のア
イドル回転数や無段変速機10の機構上の制約で所定の
値に限定され、また上限値が最大アクセル開度θ(=1
00%)によって制限される。したがって車両の走行状
態から演算される目標入力回転数がこれらの下限値もし
くは上限値を超える状態にある場合に手動で変速操作を
おこなっても、目標入力回転数は下限値もしくは上限値
に固定される。そのような場合、手動での変速操作に起
因する車両の挙動の変化がないので、搭乗者が違和感を
持つ可能性がある。また、アクセル開度θの増大に応じ
て目標入力回転数が大きくなるのに対して、レンジを高
速側に切り換えるアップシフト操作をおこなうと目標入
力回転数の下限ガード値が低下するので、要求駆動力の
増大操作とアップシフト操作とを同時におこなうと、目
標入力回転数が変化しない場合があり、このような場合
にも違和感を持つ可能性がある。そのような違和感を未
然に回避するには、以下に述べるように制御することが
好ましい。
速モードが選択されているか否かが先ず判断される(ス
テップS21)。自動変速モードが選択されていること
によりこのステップS21で否定的に判断された場合に
は、特に制御をおこなうことなくこのルーチンから抜け
る。これに対して手動変速モードが選択されていること
によりステップS21で肯定的に判断された場合には、
基本目標入力回転数NINB が算出される(ステップS2
2)。これは、前述した図5におけるステップS11と
同様にして実行される。さらに、選択されているレンジ
に応じた目標回転数の下限回転数NINTLが算出される
(ステップS23)。これは、前述した図5に示すステ
ップS13と同様にして実行される。
プS24)。これは、シフト装置14もしくはレンジ選
択機構15から出力される信号に基づいて判断される。
レンジを高速側に切り換えるアップシフト操作がおこな
われたことによってステップS24で肯定的に判断され
ると、目標入力回転数NINT として前記基準目標入力回
転数NINB から所定値ΔNを減算した値が設定される
(ステップS25)。その値が前記下限回転数NINTLと
比較され(ステップS26)、下限回転数NINTL以上で
あることによりステップS26で肯定的に判断された場
合には、そのままリターンする。すなわち前記基準目標
入力回転数NINB から所定値ΔNを減算した値が目標入
力回転数NINT として採用される。これとは反対に前記
下限回転数NINTLの方が大きいことによりステップS2
6で否定的に判断された場合には、その下限回転数NIN
TLが目標入力回転数NINT として採用される(ステップ
S27)。
ないことによりステップS24で否定的に判断された場
合には、目標入力回転数NINT を基準目標入力回転数N
INBに徐々に一致させる制御が実行される(ステップS
28)。これは、例えば NINT(i)=NINT(i-1)+K×(NINTB(i)−NINT(i-1)) の演算によって目標入力回転数NINT(i)を順次変化させ
ることにより実行される。なお、NINT(i)は今回の目標
入力回転数、NINT(i-1)は演算をおこなう直前の目標入
力回転数、Kは予め定めた係数、NINTB(i)はその時点
の基準目標入力回転数である。このようにして実行され
る目標入力回転数の変化の割合は、一例として通常の自
動変速機での第2速に相当する車速に対する変化割合で
ある。
アップシフト操作されて上記の図10に示す制御が実行
された場合のタイムチャートを図11に示してある。す
なわち目標入力回転数が下限回転数NINTLより大きい基
準目標入力回転数に設定されている状態でアップシフト
判断が成立すると、これと同時に目標入力回転数NINT
が、基準目標入力回転数NINB から所定値ΔNを減じた
値に変更される。また、下限回転数NINTLがアップシフ
ト操作で選択されたレンジに応じた値に低下させられ
る。
目標入力回転数NINT が低下し、それに伴ってエンジン
回転数が低下するから、エンジン音が変化し、またエン
ジン回転数の変化に伴って振動が変化し、さらには慣性
力が生じるので、車両の振動などの挙動の変化が体感さ
れる。すなわち、アップシフトを体感できるので、違和
感を未然に回避することができる。また、アクセルペダ
ルを最大限踏み込んでいるWOT時においても、アップ
シフト後の基準目標入力回転数NINB がその直前とは変
わらなくても目標入力回転数NINT が所定値ΔNだけ低
下させられ、その結果、変速を体感することができる。
ップシフト側に変化させた後に基準目標入力回転数NIN
B に復帰させる場合、上記の式に基づいて徐々に目標入
力回転数NINT が変化させられる。それに伴ってエンジ
ン回転数が次第に高回転側(ダウンシフト側)に変化す
るが、その変化の割合がアップシフト側への変化に対し
て緩やかであるから、アップシフト後の急激なダウンシ
フトとなることがなく、違和感が生じることがない。
は、アップシフト操作された場合の例であるが、ダウン
シフト操作されたことが検出された場合には、目標入力
回転数を一時的に上昇させ、その後に徐々に基準目標入
力回転数に低下させればよい。
明すると、図10に示すステップS25ないしステップ
S28の機能的手段が、請求項4ないし6の発明におけ
る目標値変更手段に相当する。
0を備えた車両では、手動でレンジを変更することに伴
う目標入力回転数の変化と、アクセル開度θを変更する
ことによる目標入力回転数の変化とが生じる。したがっ
てこれら二つの要因による目標入力回転数の変化が重畳
した場合には、その時点の入力回転数と基準目標入力回
転数との偏差が大きくなり、その基準目標入力回転数に
向けて無段変速機10を制御したのでは、急激な変速が
生じて過剰な加速や減速によるショックが生じる可能性
がある。そのような状況はアクセルペダルを急激に操作
した場合も同様に生じる。図12に示す制御例は、その
ような過剰な加減速を防止するように構成した例であ
る。
変速モードが選択されている状態では、目標入力回転数
の変化にガードを掛けるように構成した例であり、した
がって先ず、手動変速モードが選択されているか否かが
判断される(ステップS31)。このステップS31で
否定的に判断された場合には特に制御をおこなうことな
くこのルーチンを抜ける。また、手動変速モードが選択
されていることによりステップS31で肯定的に判断さ
れた場合には、基本目標入力回転数NINB が算出される
(ステップS32)。これは、図5におけるステップS
11と同様にして実行される。
の目標入力回転数NINT(i-1)との偏差ΔNINT が求めら
れる(ステップS33)。その偏差ΔNINT がダウンシ
フト用ガード値ΔGSDより大きいか否かが判断される
(ステップS34)。このステップS34で肯定的に判
断された場合には、その時点の目標入力回転数と次に設
定する目標入力回転数との偏差としてそのダウンシフト
用ガード値ΔGSDが採用される(ステップS35)。し
たがって目標入力回転数がこのダウンシフト用ガード値
ΔGSDだけ増大させられる。以降、同様にして、ダウン
シフト用ガード値ΔGSDを限度として目標入力回転数が
目標値まで順次増大させられる。すなわち、手動操作に
よるダウンシフトの場合、目標入力回転数の変化割合の
上限がこのガード値ΔGSDに制限され、入力回転数(エ
ンジン回転数)が相対的にゆっくり上昇させられる。
ガード値ΔGSD以下であることによりステップS34で
否定判断された場合には、その偏差ΔNINT がアップシ
フト用ガード値ΔGSUより小さいか否かが判断される
(ステップS36)。このステップS36で肯定的に判
断された場合には、その時点の目標入力回転数と次に設
定する目標入力回転数との偏差としてそのアップシフト
用ガード値ΔGSUが採用される(ステップS37)。し
たがって目標入力回転数がこのアップシフト用ガード値
ΔGSUだけ低下させられる。以降、同様にして、アップ
シフト用ガード値ΔGSUを限度として目標入力回転数が
目標値まで順次低下させられる。すなわち、手動操作に
よるアップシフトの場合、目標入力回転数の変化割合の
上限がこのガード値ΔGSUに制限され、入力回転数(エ
ンジン回転数)が相対的にゆっくり低下させられる。
た場合は、基本目標入力回転数NINB(i) と直前の目標
入力回転数NINT(i-1)との偏差ΔNINT が各ガード値の
間にあって許容できる程度のものであることになり、し
たがってこの場合は、直ちに基本目標入力回転数NINB
に向けて入力回転数(エンジン回転数)が変化するよう
に無段変速機10が制御される。
タイムチャートを図13に示してある。すなわちt1 時
点にアクセルペダルが踏み込まれてアクセル開度θが増
大し、その直後のt2 時点に手動によるレンジの切り換
え(ダウンシフト操作もしくはアップシフト操作)がお
こなわれ、その結果、基準目標入力回転数NINB がそれ
ぞれの操作量に応じて求められる。その基準目標入力回
転数NINB とその直前に設定されている目標回転数との
偏差が、前記の各ガード値GSD ,GSU を越えている場
合には、次に設定する目標入力回転数NINT はそれらの
ガード値GSD,GSU に基づいて定まる値に規制され
る。したがって目標入力回転数NINT は、図13に太い
実線もしくは太い一点鎖線で示すように変化する。な
お、これらのガード値GSD ,GSU は、固定値であって
もよいが、要求駆動量の変化割合(例えばアクセルペダ
ルの踏み込み速度)に応じて大きくなる値としてもよ
い。
モードでアクセルペダルを踏み込み、あるいはアクセル
ペダルを戻した場合、目標入力回転数(エンジン回転
数)が上記のガード値GSD ,GSU を越えて変化するこ
とがなく、そのため、駆動力の変化が緩やかになる。特
に、ガード値GSD ,GSU をアクセル開度θの変化速度
に応じたものとすれば、ゆっくり加減速操作することに
より、駆動力の変化がそれに応じてゆっくり生じる。そ
の結果、車両の駆動力が運転者の意図以上に急変するこ
とが防止され、車両のコントロール性が良好になり、ま
た乗り心地の悪化などが回避される。さらに、上記の図
12に示す制御例では、目標入力回転数の変化量変速
量)を規制するから、目標入力回転数の変化量を直接設
定し、その値に向けて制御するのと比較して、制御ミス
や制御量の誤差の増大などが生じる可能性が少なく、容
易かつ安定した制御をおこなうことができる。
説明すると、図12に示すステップS35,S37の機
能的手段が、請求項7および請求項8の発明における
「入力回転数の目標値の変化割合を規制する手段」に相
当する。また、前述したシフト装置14が請求項9の発
明における選択手段に相当する。
ドと手動変速モードとを選択することができる無段変速
機において手動変速モードが選択されている場合の制御
として説明したが、この発明は上記の具体例に限定され
ないのであって、自動変速モードを備えていない無段変
速機の変速制御装置にも適用することができる。
よれば、手動操作によって入力回転数の下限値を設定し
た場合、その下限値は固定されずに車速に応じて変化す
るので、低車速の場合および高車速の場合のいずれであ
っても、入力回転数が走行状態に基づいて変化した場合
にその下限値が人為的な操作で設定された値に規制さ
れ、変速比の低下が規制されている感覚を運転者に与え
ることができる。すなわち手動操作によって変速比が設
定されて走行しているいわゆる手動変速機的な走行感覚
を得ることができ、また同時に充分な駆動力を確保する
ことができる。
明によれば、要求駆動量を前記所定値以下の範囲で増減
しても、入力回転数の目標値が予め定めた低回転数に維
持され、その結果、その要求駆動量の範囲では、要求駆
動量を増大させた場合に、無段変速機の入力側に連結さ
れている動力源の回転数に替えてトルクが増大する。そ
のため、要求駆動量が上記の所定の範囲内にある場合に
は、要求駆動量の増大に伴って駆動トルクが増大し、し
かも変速やそれに伴う回転部材の回転変動が発生しない
ことにより慣性力が原因となる駆動力発生のタイムラグ
がないので、加速応答性が良好になり、さらに、要求駆
動量がある程度増大すれば、入力回転数の目標値を増大
させるので、入力トルクを増大させることによる駆動力
の増大の限界を超えて駆動力を増大させることができ、
ひいては運転者の意図に即した走行をおこうなことが可
能になる。
アップシフト操作もしくはダウンシフト操作をおこなっ
た場合に、一時的に入力回転数が変化するので、手動に
よる変速操作を、入力回転数の変化に伴う振動や音など
の変化として体感することができ、ドライバビリティを
向上させることができる。
転数の目標値の下限値が規制され、また入力回転数が機
構上可能な上限値に設定されることがあり、その状態で
アップシフト操作された場合、要求駆動量や出力回転数
もしくはこれに関連する車速などの走行状態から求まる
入力回転数の目標値がその上限値を超えていれば、アッ
プシフト操作で入力回転数が上限値以下に低下しないこ
とになるが、前述した目標値を一時的に変化させる手段
を設けていることにより、前記目標値を低下させること
が可能になる。また、同様に目標値が機構上の下限値に
固定されている場合にダウンシフトされた場合であっ
て、上記の手段を設けてあることにより、入力回転数を
一時的に増大させることが可能になる。また、請求項4
の発明と同様に、手動変速操作に応答して変速が生じた
ことを体感することができる。
転数の目標値を一時的に変化させた場合、その後の復帰
を徐々におこなうことになり、そのため、手動での変速
操作を体感できるうえに、その後のショックや振動を防
止することができる。
発明によれば、手動操作によって入力回転数の目標値を
変更し、それに伴って変速が生じる場合、変速比が所定
値以下の割合でゆっくり変化するので、ショックを防止
し、またコントロール性を向上させることができる。
構上定まる変速比幅すなわちいわゆるフルレンジで自動
変速をおこなうモードを設定することができるので、燃
費を重視した走行と駆動性能もしくは変速比の設定の自
由度を重視した走行とを選択することが可能になって利
便性が向上する。
を決定するための制御マップの一例を示す図である。
動系統および制御系統の一例を模式的に示すブロック図
である。
クの制御手順を説明するためのブロック図である。
を決定するための制御マップの一例を示す図である。
転数の設定制御の一例を説明するためのフローチャート
である。
転数を決定するための制御マップの他の例を示す図であ
る。
開度に対する目標入力回転数のマップに書き換えた図で
ある。
下限回転数を付加したマップを示す図である。
開度に対する目標入力回転数のマップに書き換えた図で
ある。
入力回転数を一時的に変化させる制御例を説明するため
のフローチャートである。
転数およびその下限回転数の変化を示すタイムチャート
である。
例を説明するためのフローチャートである。
転数の変化を示すタイムチャートである。
7…加減速操作装置、 10…無段変速機、 13…
電子制御装置、 14…シフト装置、 15…レンジ選
択機構。
Claims (9)
- 【請求項1】 人為的操作に基づいて入力回転数の目標
値を制約することの可能な無段変速機の制御装置におい
て、 前記人為的操作に基づいて前記入力回転数の目標値の下
限値を設定するとともに車速もしくは車速に関連する値
に応じてその下限値を変化させる手段を有することを特
徴とする無段変速機の制御装置。 - 【請求項2】 人為的操作に基づいて入力回転数の目標
値を制約することの可能な無段変速機の制御装置におい
て、 車速もしくは車速に関連する値と要求駆動量とに基づい
て入力回転数の目標値を設定するとともに実入力回転数
がその目標値に一致するように変速比を制御し、かつ前
記要求駆動量が予め定めた所定値以下の範囲にある場合
に、前記入力回転数の目標値を、その要求駆動量に関わ
らず、予め定めた低回転数に設定し、かつ要求駆動量が
前記所定値を超えるに従って前記目標値を前記予め定め
た低回点数から次第に増大させる手段を有することを特
徴とする無段変速機の制御装置。 - 【請求項3】 前記予め定めた低回転数を、機構上可能
な最小回転数もしくはその最小回転数に近い回転数に設
定する手段を有することを特徴とする請求項2に記載の
無段変速機の制御装置。 - 【請求項4】 人為的操作に基づいて入力回転数の目標
値を制約することの可能な無段変速機の制御装置におい
て、 変速比を低下させるアップシフト操作もしくは増大させ
るダウンシフト操作がおこなわれた場合に、前記入力回
転数の目標値を、一時的に、前記アップシフト操作の場
合には低下させ、ダウンシフト操作の場合には増大さ
せ、かつその後、前記一時的な低下もしくは増大の前の
制御値に復帰させる目標値変更手段を有することを特徴
とする無段変速機の制御装置。 - 【請求項5】 前記入力回転数の目標値の下限値を規制
する手段を更に有し、かつ前記目標値変更手段が、前記
入力回転数の目標値が機構上可能な上限値にある状態で
アップシフト操作された場合に前記入力回転数の目標値
を一時的に低下させ、もしくは前記入力回転数の目標値
が機構上可能な下限値にある状態でダウンシフト操作さ
れた場合に前記入力回転数の目標値を一時的に増大させ
る手段を含むことを特徴とする請求項4に記載の無段変
速機の制御装置。 - 【請求項6】 前記目標値変更手段によって前記入力回
転数の目標値を一時的に低下もしくは増大させる際の前
記目標値の変化割合に対してその目標値を復帰させる際
の前記目標値の変化割合を小さくする手段を更に有して
いることを特徴とする請求項4もしくは5に記載の無段
変速機の制御装置。 - 【請求項7】 人為的操作に基づいて入力回転数の目標
値を制約することの可能な無段変速機の制御装置におい
て、 前記人為的操作に基づく前記入力回転数の目標値の変化
割合を予め定めた変化割合に規制する手段を有すること
を特徴とする無段変速機の制御装置。 - 【請求項8】 前記入力回転数の目標値の下限値を規制
する手段を更に有するとともに、車速もしくは車速に関
連する値と要求駆動量とに基づいて前記入力回転数の目
標値を設定し、かつ実入力回転数がその目標値に一致す
るように変速比を制御するように構成されていることを
特徴とする請求項7に記載の無段変速機の制御装置。 - 【請求項9】 前記変速比を、機構上定まる変速比幅の
範囲内で、車速もしくは車速に関連する値と要求駆動量
とに基づいて設定する自動変速モードを選択する選択手
段を更に備えていることを特徴とする請求項1ないし8
のいずれかに記載の無段変速機の制御装置。
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---|---|---|---|
JP2000038583A JP2001227636A (ja) | 2000-02-16 | 2000-02-16 | 無段変速機の制御装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009092242A Division JP4905493B2 (ja) | 2009-04-06 | 2009-04-06 | 無段変速機の制御装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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