JP4378922B2 - 4輪駆動車用入力信号監視装置、及び4輪駆動車の駆動力配分制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、4輪駆動車用入力信号監視装置、及び4輪駆動車用入力信号監視装置を備えた4輪駆動車の駆動力配分制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、車両に搭載される制御装置においては、各種の入力信号に基づいて車両に搭載されたアクチュエータを制御するようにされている。
【0003】
例えば、4輪駆動車の駆動力配分装置は、変速機からの駆動力を前輪あるいは後輪のどちらか一方へ直接伝達し、可変トルククラッチ機構を介して他方の前輪あるいは後輪にも駆動力を分配して伝達する。この機構による伝達トルクを調整することによって前後各輪への駆動力配分を調整する。前記可変トルククラッチ機構には、電磁式のものが知られており、電磁式の可変トルククラッチ機構は、駆動力配分制御装置(ECU)にて制御される。
【0004】
すなわち、前記電磁ソレノイドへの電流値を前記ECUにて制御することにより、クラッチプレート間の摩擦接触力を可変制御してその締結力を制御し、これにより前記伝達トルクを制御するようにしている。
【0005】
詳説すると前記ECUは、電流指令値を生成し、同電流指令値と電磁ソレノイドに流れる実電流(検出電流)の偏差を解消するデューティ比をPI制御(比例及び積分制御)及びPWM制御にて演算する。そして、ECUはデューティ比に応じた制御信号を駆動回路に出力して電磁ソレノイドを制御する。
【0006】
ところで、従来から、上記のような制御装置には、入力信号監視装置を備えており、入力信号が異常となった場合、異常時処理を行い、この異常時処理を継続するか、又は、入力信号が正常に復帰した場合には、通常の制御になるように復帰処理を行うようにしている。
【0007】
なお、入力信号の異常の原因は、種々のものがある。例えば、バッテリ能力の低下、クランキング時の電源低下等により入力信号の出力元である他の制御装置や、各種センサの動作の不安定(故障ではない)となることに起因して、受け取る入力信号が異常値になる。或いは、通信を用いた入力信号の場合は、信号が送出されてこないなどのことがある。
【0008】
そして、例えば入力信号がスロットル信号である場合、このスロットル信号が異常となったときには、ECUは、スロットル信号異常フラグをオンに設定する。
【0009】
そして、図4に示す制御フローチャートを定期的にECUは実行し、S100で、スロットル信号異常フラグがオンになっているか否かを判定し、異常フラグがオンの場合には、S110でスロットル信号が正常に復帰したか否かを判定する。そして、スロットル信号が正常に復帰している場合には、S120でスロットル信号異常フラグをクリアするようにしている。
【0010】
すなわち、スロットル信号が正常に復帰している場合には、スロットル信号が正常になった時点で、すぐにスロットル信号異常フラグをクリアにするようにしている。このスロットル信号異常フラグのクリアにより、ECUは、スロットル信号異常フラグのリセット状態(フラグが0)に基づいて通常の制御に復帰する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、4輪駆動車の駆動力配分制御装置の場合、スロットル信号異常時は、車両がスピンなどしないように従動輪へのトルク配分が、少なくなるように制御を行う。従って、車両の停止条件なしに、スロットル信号が正常に復帰した場合、従動輪へのトルク配分が急激に高くなるため、例えば、雪道などの低μ路走行時においては、車両がスピンすることが考えられるように、車両挙動に影響が出る。
【0014】
従って、従来の入力信号監視装置においては、入力信号が異常となって、異常時処理がなされた後、正常に復帰した場合、車両の走行状態を考慮しないで、通常制御に復帰させた場合には、不具合が生ずる虞がある。
【0015】
本発明の目的は、監視対象の入力信号が異常となった後、異常時処理を行い、その後、前記入力信号が正常に戻った場合、走行状態に応じて、復帰処理を行うことにより、前記入力信号の正常復帰後の制御により、不具合が生じないようにした4輪駆動車用入力信号監視装置を提供することにある。
【0016】
又、監視対象の入力信号が異常となった後、異常時処理を行い、その後、前記入力信号が正常に戻った場合、走行状態に応じて、復帰処理を行うことにより、前記入力信号の正常復帰後の制御により、車両挙動に影響がないようにした4輪駆動車の駆動力配分制御装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、車両のスロットル信号、及び車輪速信号の監視対象の入力信号が正常時、又は正常復帰時には、従動輪へのトルク配分を、正常時の制御則に従って、駆動力の割合を制御し、前記入力信号の少なくともいずれか1の信号が異常時には、従動輪へのトルク配分が少なくなるようにする4輪駆動車の駆動力配分制御装置に備えられる4輪駆動車用入力信号監視装置であって、前記車両のスロットル信号、車輪速信号のうち、少なくともいずれか1つの信号が異常か否かを監視する監視手段と、前記監視手段が異常判定を行った際に、前記入力信号に関して異常フラグ設定の異常時処理を行う異常時処理手段と、車両の走行状態を判定する走行状態判定手段と、前記入力信号が正常に復帰した際に、走行状態判定手段の判定結果に応じて前記異常時処理手段の異常時処理を解除して前記異常フラグのクリアを行う復帰処理を行う復帰処理手段と、を備え、前記走行状態判定手段は、車両が停止したか否かを判定するものであり、前記復帰処理手段は、前記入力信号が正常に復帰した際に、走行状態判定手段が車両が停止したと判定したとき、復帰処理を行うことを特徴とする4輪駆動車用入力信号監視装置を要旨とするものである。
【0021】
請求項2の発明は、駆動源から駆動力伝達系を介して複数の車輪へそれぞれ伝達される駆動力の割合を調節する駆動力配分装置を備えた4輪駆動車の駆動力配分制御装置において、請求項1に記載の4輪駆動車用入力信号監視装置を備え、前記入力信号の少なくともいずれか1の信号が異常時には、従動輪へのトルク配分が少なくなるように駆動力の割合を制御し、正常時、又は正常復帰時には、従動輪へのトルク配分を、正常時の制御則に従って駆動力の割合を制御することを特徴とする4輪駆動車の駆動力配分制御装置を要旨とするものである。
【0024】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、4輪駆動車用入力信号監視装置を備えた4輪駆動車の駆動力配分制御装置に具体化した第1実施形態を図1〜図3を参照して説明する。
【0025】
図1に示すように、4輪駆動車11は、駆動源を構成するエンジン12及びトランスアクスル13を備えている。トランスアクスル13はトランスミッション及びトランスファ等を有している。トランスアクスル13には一対のフロントアクスル14, 14及びプロペラシャフト15が連結されている。両フロントアクスル14, 14にはそれぞれ前輪16, 16が連結されている。プロペラシャフト15には駆動力配分装置としての駆動力伝達装置(カップリング)17が連結されており、同駆動力伝達装置17にはドライブピニオンシャフト(図示略)を介してリヤディファレンシャル18が連結されている。リヤディファレンシャル18には一対のリヤアクスル19,19を介して後輪20,20が連結されている。
【0026】
エンジン12の駆動力はトランスアクスル13及び両フロントアクスル14, 14を介して両前輪16, 16に伝達される。また、プロペラシャフト15とドライブピニオンシャフトとが駆動力伝達装置17によりトルク伝達可能に連結された場合、エンジン12の駆動力はプロペラシャフト15、ドライブピニオンシャフト、リヤディファレンシャル18及び両リヤアクスル19,19を介して両後輪20,20に伝達される。
【0027】
トランスアクスル13、両フロントアクスル14,14、プロペラシャフト15、ドライブピニオンシャフト、駆動力伝達装置17、リヤディファレンシャル18及び両リヤアクスル19,19により駆動力伝達系が構成されている。
【0028】
(駆動力伝達装置)
駆動力伝達装置17は湿式多板式の電磁クラッチ機構21を備えており、同電磁クラッチ機構21は互いに摩擦係合又は離間する複数のクラッチ板(図示略)を有している。電磁クラッチ機構21に内蔵された電磁ソレノイド(図示略)に対して所定の電流を供給すると、各クラッチ板は互いに摩擦係合し、前輪16,16と後輪20,20との間においてトルク(駆動力)の伝達が行われる。電磁クラッチ機構21への電流の供給を遮断すると各クラッチ板は互いに離間し、前輪16,16と後輪20,20との間におけるトルクの伝達も遮断される。
【0029】
各クラッチ板の摩擦係合力は電磁ソレノイド(図示略)へ供給する電流の量(電流の強さ)に応じて増減する。この電磁ソレノイド(図示略)への電流供給量を制御することにより前輪16,16と後輪20,20との間の伝達トルク、即ち前輪16と後輪20との間の拘束力を任意に調整可能となっている。各クラッチ板の摩擦係合力が増大すると前輪16,16と後輪20,20との間の伝達トルクも増大する。逆に、各クラッチ板の摩擦係合力が減少すると前輪16,16と後輪20,20との間の伝達トルクも減少する。
【0030】
電磁ソレノイド(図示略)への電流の供給、遮断及び電流供給量の調整は駆動力配分用の電子制御装置(以下、「駆動力配分制御装置31(4WD−ECU)」という。)から制御指令が電磁クラッチ機構21の電磁ソレノイド(図示略)に出力されることにより行われる。即ち、駆動力配分制御装置31は、電磁クラッチ機構21における各クラッチ板の摩擦係合力を制御することによって、四輪駆動状態又は二輪駆動状態のいずれかを選択すると共に、四輪駆動状態において前輪16,16と後輪20,20との間の駆動力配分率(トルク配分率)を制御する。
【0031】
(電気的構成)
次に、4輪駆動車11の駆動力配分制御装置31の電気的構成を図1に従って説明する。
【0032】
図1に示すように、4輪駆動車11の駆動力配分制御装置31はCPU(中央演算処理装置)、RAM(書込み読出し専用メモリ)、記憶手段を構成するROM(読出し専用メモリ)32a及び入出力インターフェイス等を備えたマイクロコンピュータ(以下、マイコン32という)を中心として構成されている。
【0033】
マイコン32は、監視手段、異常時処理手段、復帰処理手段、及び走行状態判定手段に相当する。
ROM32aにはマイコン32が実行する各種の制御プログラム、各種のデータ及び各種の特性マップ等が格納されている。各種の特性マップはそれぞれ車両モデルによる実験データ及び周知の理論計算等によって予め求められたものである。RAMはROM32aに書き込まれた各種の制御プログラムを展開して駆動力配分制御装置31のCPUが各種の演算処理(例えば前記電磁ソレノイドを通電制御するための演算処理)を実行するためのデータ作業領域である。
【0034】
マイコン32には、車輪速センサ33、スロットル開度検出手段を構成するスロットル開度センサ34、操舵角センサ35,ヨーレートセンサ36,前後加速度センサ(以下、前後Gセンサ37という),ブレーキペダルセンサ38がそれぞれ入出力インターフェイス(図示略)を介して接続されている。又、マイコン32には、エンジン制御装置(図示略)、AT制御装置39(オートマッチックトランスミッション制御装置)がそれぞれ入出力インターフェイス(図示略)を介して接続されている。
【0035】
車輪速センサ33は左右の前輪16,16及び左右の後輪20,20にそれぞれ設けられており、この合計4つの車輪速センサ33は前輪16,16及び後輪20,20の車輪速(車輪の単位時間当たりの回転数、即ち回転速度)を各別に検出し、これらの検出結果(車輪速信号)を入力信号としてマイコン32へ送る。
【0036】
スロットル開度センサ34はスロットルバルブ(図示略)に接続されており、このスロットルバルブの開度(スロットル開度θ)、即ち運転者のアクセルペダル(図示略)の踏込操作量を検出する。スロットル開度センサ34は検出結果(スロットル信号)を入力信号としてマイコン32へ送る。
【0037】
操舵角センサ35は、車両の操舵系を操作する図示しないステアリングホイールに接続されたステアリングコラムに設けられ、ステアリングホイールの操作量である操舵角度を検出し、検出信号(操舵角度)を入力信号としてマイコン32へ送る。
【0038】
ヨーレートセンサ36は車両に働くヨーレートを検出し、その検出結果を入力信号としてマイコン32に送る。又、前後Gセンサ37は車両に働く前後加速度を検出し、その検出信号である前後加速度信号(以下、前後G信号という)を入力信号としてマイコン32に送る。
【0039】
さらに、ブレーキペダルセンサ38は、図示しないブレーキペダルに設けられており、ブレーキの操作量に応じたブレーキ作動信号を入力信号としてマイコン32に送る。
【0040】
AT制御装置39からのギア位置を示すシフトポジション信号を入力信号としてマイコン32に送る。
マイコン32は、各種の前記入力信号に基づき、予め決められた制御則に従って演算処理を行い、その演算処理結果である制御指令を電磁クラッチ機構21の電磁ソレノイド(図示略)に出力する。
【0041】
マイコン32は、車両用入力信号監視装置に相当する。
なお、本実施形態では、前記各種の入力信号のうち、車両用入力信号監視装置が監視対象としている入力信号は、スロットル信号である。
【0042】
(第1実施形態の作用)
さて、上記のように構成された駆動力配分制御装置31の作用を図2及び図3を参照して説明する。
【0043】
(1.スロットル信号異常判定)
図2(a)のフローチャートは、スロットル信号が異常か否かを判定するスロットル信号異常判定の制御プログラムであり、マイコン32が所定の周期で実行する。
【0044】
S10において、スロットル信号が異常か否かを判定する。すなわち、スロットル信号が、あり得ない異常値(予め設定された許容値範囲外の値)であったり、信号が送出されてこない等の異常な状態かを判定する。異常でない場合にはこのフローチャートを一旦終了する。異常である場合には、S20において、スロットル信号異常フラグをオンに設定し、このフローチャートを一旦終了する。
【0045】
S20は監視対象の入力信号に関しての異常時処理に相当する。
(2.スロットル信号異常時制御又は正常時制御)
図2(b)のフローチャートはスロットル信号異常時制御及び正常時制御の制御プログラムであり、マイコン32が所定の周期で実行する。
【0046】
S30ではスロットル信号異常フラグがオンに設定されているか否かを判定する。オンに設定されていなければ、S50において、正常時制御、すなわち、入力したスロットル信号及び他の入力信号に基づいて、予め決められた制御則に従って演算処理を行い、その演算処理結果である制御指令を電磁クラッチ機構21の電磁ソレノイド(図示略)に出力し、このフローチャートを一旦終了する。
【0047】
S30において、スロットル信号異常フラグがオンに設定されている場合には、S40において、異常時制御、すなわち、2輪駆動にするための制御則に従って演算処理を行い、その演算処理結果である制御指令を電磁クラッチ機構21の電磁ソレノイド(図示略)に出力し、このフローチャートを一旦終了する。
【0048】
(3.復帰処理)
図3のフローチャートはスロットル信号異常フラグに関する復帰処理の制御プログラムであり、マイコン32が所定の周期で実行する。
【0049】
S60は、スロットル信号異常フラグがオンに設定されているか否かを判定し、オンに設定されていなければ、このフローチャートを一旦終了する。
スロットル信号異常フラグがオンに設定されていれば、S70において、スロットル信号が正常の値になっているか否かを判定する。このフローチャートを実行した時において、スロットル信号が入力されていなかったり、或いは最新に入力したスロットル信号が予め設定された許容値の範囲外であれば、異常であるとして、このフローチャートを一旦終了する。
【0050】
又、S70において、このフローチャートを実行した時において、スロットル信号が入力されており、かつ最新に入力したスロットル信号が予め設定された許容値の範囲内であれば、正常であるとして、S80に移行する。
【0051】
S80では、車両が停止しているか否かを、車輪速信号に基づいて判定する。4つの車輪速センサ33の車輪速信号が0であれば、車両が停止しているものとし、いずれの車輪速信号が0でなければ、車両が停止していないものとしてこのフローチャートを一旦終了する。
【0052】
S80において、車両が停止していると判定した場合には、S90において、スロットル信号異常フラグをクリアし、このフローチャートを一旦終了する。
S90は復帰処理に相当する。
【0053】
従って、第1実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1) 第1実施形態での車両用入力信号監視装置では、マイコン32(監視手段、異常時処理手段、復帰処理手段)は、監視対象のスロットル信号(入力信号)が異常か否かを監視し、異常判定を行った際に、スロットル信号に関して異常時処理(S20)を行うようにした。
【0054】
そして、マイコン32(走行状態判定手段)は、車両の走行状態を判定するようにし、走行状態が停止している場合、スロットル信号が正常に復帰した際に、異常時処理を解除し、復帰処理(S90)を行うようにした。
【0055】
この結果、スロットル信号が正常に戻った際、走行状態に応じて、すなわち、第1実施形態では、車両の停止状態で、監視対象のスロットル信号に関して復帰処理を行うため、車両挙動に影響が出ることがない。
【0056】
すなわち、スロットル信号異常時には、前記異常時制御(S40)では、車両がスピンなどしないように従動輪(後輪)へのトルク配分が、少なくなるように制御を行う。このため、車両の停止条件なしに、スロットル信号が正常に復帰した場合には、従動輪(後輪)へのトルク配分が急激に高くなるため、例えば、雪道などの低μ路走行時においては、車両がスピンすることが考えられるように車両挙動に影響が出る。
【0057】
それに対して、第1実施形態では、このようなことはなくなる。
(2) 第1実施形態では、4輪駆動車の駆動力配分制御装置において、上記(1)の車両用入力信号監視装置を備えており、車両用入力信号監視装置は監視対象としてスロットル信号としている。
【0058】
この結果、4輪駆動車の駆動力配分制御装置において、スロットル信号が異常となり、後に正常に戻った際に、上記(1)の作用効果を奏する。
(第2実施形態)
次に車両用入力信号監視装置を備えた4輪駆動車の駆動力配分制御装置に具体化した第2実施形態を図5〜図7を参照して説明する。
【0059】
なお、第1実施形態とはハード構成が同じであり、マイコン32が実行する制御プログラムが一部異なるため、同一構成については、同一符号を付して、その説明を省略する。
【0060】
第2実施形態においても、マイコン32は、車両用入力信号監視装置に相当する。
なお、本実施形態では、車両用入力信号監視装置が監視対象としている入力信号は、スロットル信号、4輪の各車輪速信号、操舵角信号、ヨーレート信号、前後G信号、シフトポジション信号、ブレーキ作動信号である。
【0061】
(第2実施形態の作用)
さて、上記のように構成された駆動力配分制御装置31の作用を説明する。
なお、第2実施形態において、以下で説明する各フローチャートでは、説明の便宜上、入力信号が多いため、説明の便宜上、入力信号xの表現を使用する。
【0062】
xはa,b,c,d,e,f,gのいずれかを意味している。
ここで、入力信号aはスロットル信号、入力信号bは4輪の各車輪速信号、入力信号cは操舵角信号を意味する。又、入力信号dはヨーレート信号、入力信号eは前後G信号、入力信号fはシフトポジション信号、入力信号gはブレーキ作動信号を意味する。
【0063】
(1.入力信号異常判定)
図5(a)のフローチャートは、入力信号xが異常か否かを判定する入力信号x異常判定の制御プログラムであり、マイコン32が所定の周期で実行する。
【0064】
すなわち、本実施形態では、監視対象の入力信号に応じた図5(a)の制御プログラムが用意されており、マイコン32はこれらの制御プログラムを所定周期毎にそれぞれ実行する。
【0065】
S210において、入力信号xが異常か否かを判定する。すなわち、入力信号xが、あり得ない異常値(予め設定された許容値範囲外の値)であったり、信号が送出されてこない等の異常な状態かを判定する。異常でない場合にはこのフローチャートを一旦終了する。異常である場合には、S220において、入力信号異常フラグfmをオンに設定し、このフローチャートを一旦終了する。
【0066】
なお、mは、a〜gのいずれかを意味し、前記xと対応して付与するものとする。例えば、スロットル信号であれば、入力信号aであるため、入力信号異常フラグfmは、入力信号異常フラグfaになる。他の入力信号においても同様である。
【0067】
S220は監視対象の入力信号に関しての異常時処理に相当する。
(2.入力信号異常時制御又は正常時制御)
図5(b)のフローチャートは入力信号異常時制御及び正常時制御の制御プログラムであり、マイコン32が所定の周期で実行する。
【0068】
S230では入力信号異常フラグfmのいずれかがオンに設定されているか否かを判定する。すべての入力信号異常フラグfmがオンに設定されていなければ、S250に移行する。S250では、正常時制御、すなわち、入力信号a〜入力信号gに基づいて、予め決められた制御則に従って演算処理を行い、その演算処理結果である制御指令を電磁クラッチ機構21の電磁ソレノイド(図示略)に出力し、このフローチャートを一旦終了する。
【0069】
S230において、いずれかの入力信号異常フラグfmがオンに設定されている場合には、S240に移行する。S240では、異常時制御、すなわち、2輪駆動にするための制御則に従って演算処理を行い、その演算処理結果である制御指令を電磁クラッチ機構21の電磁ソレノイド(図示略)に出力し、このフローチャートを一旦終了する。
【0070】
(3.復帰処理)
図6のフローチャートは復帰処理許可判定の制御プログラムであり、マイコン32が所定の周期で実行する。
【0071】
S310は、車輪速信号が、正常か否かを判定する。すなわち、車輪速信号が、あり得ない異常値(予め設定された許容値範囲外の値)であったり、信号が送出されてこない等の異常な状態かを判定する。異常である場合には、S360に移行し、正常である場合には、S320に移行する。
【0072】
S320、及びS330は車両の走行状態を判定するステップである。
S320では、車輪速信号が正常であるため、走行状態を判定する。このS320では4輪に関するいずれの車輪速信号も0km/hか否か、すなわち、車両停止したか否かを判定する。
【0073】
いずれの車輪速信号も0km/hの場合、車両が停止していると判定して、S340に移行する。車輪速信号が0km/hでない場合には、走行中であると判定して、S330に移行する。S330では車両が定常走行であるか否かを判定する。
【0074】
なお、定常走行とは、例えば、車両が一定速度で直進走行している場合のように、現時点から所定時間前迄の間、4輪の車輪速信号に急激な変化がない場合の走行状態をいう。従って、マイコン32は、その時々において、現時点から所定時間前迄の間、車輪速信号の履歴をRAMに記憶し、この履歴に基づいて定常走行状態か否かを判定する。
【0075】
定常走行ではないと判定した場合には、S360に移行する。又、S330において、定常走行であると判定した場合には、S350に移行する。
S340〜S360は、信号異常復帰許可フラグnをオンに設定するステップである。
【0076】
ここで、信号異常復帰許可フラグnを説明する。
本実施形態では、一旦、入力信号xに異常が認められ、後に、正常の信号に戻った場合、復帰処理が種々の走行状態に応じるように、信号異常復帰許可フラグnは、複数種類用意されている。本実施形態では、3種類の信号異常復帰許可フラグ(n=1,2,3)が用意されている。
【0077】
ここで、n=1である信号異常復帰許可フラグ1は、車両が停車状態にのみに復帰処理が行われる入力信号のための信号異常復帰許可フラグである。本実施形態では、信号異常復帰許可フラグ1は入力信号a(スロットル信号),入力信号b(4輪の各車輪速信号)のためのものである。
【0078】
n=2である信号異常復帰許可フラグ2は、停車状態又は定常走行中において復帰処理が行われる入力信号のための信号異常復帰許可フラグである。本実施形態では、信号異常復帰許可フラグ2は、入力信号c(操舵角信号)、入力信号d(ヨーレート信号)、入力信号e(前後G信号)のためのものである。
【0079】
n=3である信号異常復帰許可フラグ3は、停車状態、定常走行中、又は定常走行以外の他の走行中においても、復帰処理が行われる入力信号のための信号異常復帰許可フラグである。本実施形態では、信号異常復帰許可フラグ3は、入力信号f(シフトポジション信号)、入力信号g(ブレーキ作動信号)のためのものである。
【0080】
さて、ステップの説明に移って、S340では、信号異常復帰許可フラグ1をオンに設定する。
S340又はS330からS350に移行すると、S350では、信号異常復帰許可フラグ2をオンに設定する。
【0081】
S350又はS310からS360に移行すると、S360では、信号異常復帰許可フラグ3をオンに設定する。
このように、車両停止の場合には、信号異常復帰許可フラグ1,信号異常復帰許可フラグ2,信号異常復帰許可フラグ3のいずれもオンに設定することになる。
【0082】
又、車両が停止しておらず、定常走行中である場合には、信号異常復帰許可フラグ2及び信号異常復帰許可フラグ3をオンに設定する。
又、車両停止でもなく、定常走行でもない場合、すなわち、定常走行を含まない他の走行状態では、信号異常復帰許可フラグ3のみをオンに設定することになる。
【0083】
(入力信号復帰判定ルーチン)
次に、S370〜S430の入力信号復帰判定ルーチンについて説明する。
S370〜S430は、それぞれ入力信号a〜入力信号gに関しての復帰判定ルーチンである。なお、図6では、説明の便宜上、S390〜S420までは図示はしていない。
【0084】
S370〜S430の入力信号復帰判定ルーチンのそれぞれは各入力信号に関して図7に示すように同様の処理を行っている。
従って、以下では、図7を参照して、各ルーチンの説明をする。
【0085】
図7は、S370〜S430にてそれぞれ行われる入力信号判定復帰ルーチンのフローチャートであり、特定のルーチンではなく、一般的なルーチンの表現で示している。従って、各ステップの説明では、一般的な表現での説明をし、必要に応じて特定のルーチンの説明を行う。
【0086】
(S510)
S510では、信号異常復帰許可フラグnがオンに設定されているか否かを判定する。なお、信号異常復帰許可フラグnは、入力信号a〜gと予め関連付けされている。
【0087】
例えば、S370,S380では、信号異常復帰許可フラグnは信号異常復帰許可フラグ1である。又、S390〜S410では、信号異常復帰許可フラグnは信号異常復帰許可フラグ2である。S420,S430では、信号異常復帰許可フラグnは信号異常復帰許可フラグ3である。
【0088】
S510において、信号異常復帰許可フラグnがオンに設定されていなければ、このルーチンを終了し、オンに設定されていれば次のS520に移行する。
(S520)
S520では、入力信号異常フラグfmがオンに設定されているか否かを判定する。
【0089】
ここで、入力信号異常フラグfmは、S370では、入力信号a(スロットル信号)であるため、入力信号異常フラグfaである。S380では、入力信号b(4輪の各車輪速信号)であるため、入力信号異常フラグfbである。S390では、入力信号c(操舵角信号)であるため、入力信号異常フラグfcである。S400では、入力信号d(ヨーレート信号)であるため、入力信号異常フラグfdである。S410では、入力信号e(前後G信号)であるため、入力信号異常フラグfeである。S420では、入力信号f(シフトポジション信号)であるため、入力信号異常フラグffである。S430では、入力信号g(ブレーキ作動信号)であるため、入力信号異常フラグfgである。
【0090】
S520において、入力信号異常フラグfmがオンに設定されていなければ、このルーチンを終了し、オンに設定されていれば次のS530に移行する。
(S530)
S530では、入力信号が正常か否かを判定する。この場合、入力信号が正常か否かは、予め設定されている正常確定時間(T時間)継続して正常な入力があったか否かにより、判定している。
【0091】
S370では、入力信号a(スロットル信号)について、入力信号が正常か否かを判定する。
S380〜S430では、それぞれ入力信号b(4輪の各車輪速信号)、入力信号c(操舵角信号)、入力信号d(ヨーレート信号)、入力信号e(前後G信号)、入力信号f(シフトポジション信号)、及び入力信号g(ブレーキ作動信号)について行う。
【0092】
S530において、入力信号が正常でなければ、このルーチンを終了し、正常であればS540に移行する。
(S540)
S540では、入力信号が正常に復帰しているため、入力信号異常フラグfmをクリアし、このルーチンを終了する。
【0093】
この処理は、復帰処理である。
この結果、入力信号xにおいて、正常に復帰した場合には、走行状態に応じて入力信号異常フラグfmの復帰処理が行われる。
【0094】
上記のようにして、図6に示すS370〜S430のルーチンを処理後、S440において、信号異常復帰許可フラグ1〜3をオフにし、復帰処理許可判定のフローチャートを一旦終了する。
【0095】
従って、第2実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1) 第2実施形態での車両用入力信号監視装置では、マイコン32(監視手段、異常時処理手段、復帰処理手段)は、監視対象の入力信号xが異常か否かを監視し、異常判定を行った際に、その入力信号xに関して異常時処理(S220)を行うようにした。
【0096】
そして、マイコン32(走行状態判定手段)は、車両の走行状態を判定するようにし、走行状態が停止している場合、スロットル信号が正常に復帰した際に、前記復帰処理(S540)を行うようにした。
【0097】
この結果、入力信号xが正常に戻った際、走行状態に応じて、すなわち、第2実施形態では、車両の停止状態、定常走行、又は、定常走行を含まない他の走行中に、監視対象の入力信号xに関して復帰処理を行う。
【0098】
すなわち、入力信号異常時には、本実施形態においても、前記異常時制御(S240)では、車両がスピンなどしないように従動輪(後輪)へのトルク配分が、少なくなるように制御を行う。
【0099】
このとき、入力信号a(スロットル信号)や入力信号b(4輪の各車輪速信号)では、車両の停止条件なしにスロットル信号が正常に復帰した場合には、従動輪(後輪)へのトルク配分が急激に高くなる。このため、例えば、雪道などの低μ路走行時においては、車両がスピンすることが考えられるように車両挙動に影響が出る。
【0100】
しかし、第2実施形態では、このようなことはなくなる。
(2) 第2実施形態では、マイコン32(走行状態判定手段)は、車両が定常走行しているか否かを判定するようにした。そして、入力信号c〜eが正常に復帰した際に、マイコン32(復帰処理手段)は、車両が定常走行をしていると判定したとき、復帰処理を行うようにした。
【0101】
特に、これらの入力信号は、正常に復帰した場合に定常走行状態において復帰処理を行っても車両走行には悪影響がないため、車両挙動に影響が出ることがない。
【0102】
(3) 又、第2実施形態では、入力信号f(シフトポジション信号)、及び入力信号g(ブレーキ作動信号)では、車両の停止状態、定常走行、又は、定常走行を含まない他の走行中において、復帰処理を行うようにしている。特に、これらの入力信号では、正常に復帰した場合に定常走行をふくまない他の走行中において復帰処理を行っても車両走行には悪影響がないため、車両挙動に影響が出ることがない。
【0103】
(4) 第2実施形態においては、4輪駆動車の駆動力配分制御装置において、上記(1)〜(3)の車両用入力信号監視装置を備えており、車両用入力信号監視装置は監視対象として入力信号a〜gとしている。
【0104】
この結果、4輪駆動車の駆動力配分制御装置において、入力信号a〜gが異常となり、後に正常に戻った際に、上記(1)〜(3)のいずれかの作用効果を奏する。
【0105】
(参考例)
次に、車両用入力信号監視装置を備えた電動パワーステアリング制御装置に具体化した参考例を図8〜図10を参照して説明する。
【0106】
(全体構成)
図8に示すように、電動パワーステアリング装置100は、電動パワーステアリング制御装置(以下「制御装置200」という。)及び当該制御装置200により駆動制御される電動モータ101を備えており、この電動モータ101の出力軸にはギヤ102が固定されている。
【0107】
一方、ステアリングホイール(以下、「ハンドル103」という)にはステアリングシャフト104が連結されており、同ステアリングシャフト104には減速歯車105が固定されている。この減速歯車105には前記電動モータ101のギヤ102が噛合している。
【0108】
ステアリングシャフト104にはトーションバー(ねじりばね)106が組み込まれており、当該トーションバー106にはトルクセンサ107が設けられている。トルクセンサ107は、運転者によりハンドル103が操舵されてステアリングシャフト104が回転した際のトーションバー106の捻れ量に基づいて、当該ハンドル103に作用する操舵トルクを検出する。この操舵トルク信号は制御装置200へ送られる。
【0109】
前記減速歯車105にはピニオンシャフト108を介してピニオンギヤ109が固定されている。このピニオンギヤ109はラック110と噛合しており、当該ラック110の両端にはそれぞれタイロッド111が固定されている。タイロッド111の先端部にはナックルアーム112が回動可能に連結されており、両ナックルアーム112,112間にはクロスメンバ113が回動可能に連結されている。両ナックルアーム112,112にはそれぞれ前輪114が取り付けられている。
【0110】
前後左右の各車輪にはそれぞれ車速センサ115が設けられている(図8では、一方の前輪114の車速センサ115のみ図示する)。車速センサ115は車輪速(車輪の単位時間当たりの回転数、即ち回転速度)を検出し、この検出結果(車輪速信号)を制御装置200へ送る。制御装置200は車速センサ115から送られてきた車輪速信号に基づいて車速を演算する。
【0111】
従って、車輪速信号は車速信号に相当する。
さて、運転者によりハンドル103が回動操作されると、ステアリングシャフト104が回転する。この回転はトーションバー106、ピニオンシャフト108及びピニオンギヤ109を介してラック110へ伝達され、同ラック110の軸動に変換される。
【0112】
これにより、両前輪114,114が転舵される。
このとき、制御装置200は、トルクセンサ107により検出された操舵トルク及び車速センサ115により検出された車速に基づいて、所定の操舵補助トルク(アシストトルク)を発生させるように電動モータ101を正逆駆動制御する。電動モータ101の回転はギヤ102を介して減速歯車105に伝達され、当該減速歯車105により回転数が減少されてピニオンシャフト108及びピニオンギヤ109に伝達される。ピニオンギヤ109の回転はラック110に伝達され、同ラック110の軸動に変換される。このようにして、ハンドル103の回動操作による前輪114の操舵に対してアシストトルクが付与される。
【0113】
(制御装置)
次に、制御装置200の電気的構成について説明する。
図8に示すように、制御装置200は、マイクロコンピュータ(以下、マイコン201という)及びモータ駆動装置204を備えている。マイコン201は、CPU201a(中央演算装置)、ROM202(読み出し専用メモリ)、RAM203(読み出し書き込み専用メモリ)を備えている。
【0114】
ROM202には、マイコン201が実行する基本アシスト制御プログラム及びハンドル戻し制御プログラム等の各種の制御プログラム、各種のデータ、及び各種の特性マップ等が格納されている。各種の特性マップはそれぞれ車両モデルによる実験データ及び周知の理論計算等によって予め求められたものであり、例えば車速と操舵トルクとに基づいて基本アシスト電流を求めるための基本アシストトルクマップや車速,操舵角速度,操舵絶対角に基づいてハンドル戻し指令電流を求めるためのマップがある。
【0115】
RAM203は、ROM202に書き込まれた各種の制御プログラムを展開してマイコン201が各種の演算処理を実行するためのデータ作業領域である。また、RAM203はマイコン201が各種の演算処理を行う際の各種の演算処理結果等を一時的に記憶する。
【0116】
マイコン201にはトルクセンサ107、車速センサ115及びモータ駆動装置204がそれぞれ入出力インターフェイス(図示略)を介して接続されている。マイコン201は、トルクセンサ107及び車速センサ115等から得られる各種の情報に基づいて基本アシスト制御プログラム及びハンドル戻し制御プログラム等の各種の制御プログラムを実行する。
【0117】
マイコン201は、前記基本アシストマップに基づいて、車速及び操舵トルクに対応した基本アシスト電流値を演算し、この基本アシスト電流とモータ駆動電流センサ(図示略)によって得られるモータ駆動電流(電動モータ101における実際のモータ駆動電流)との差に基づいてPI制御値を演算する。マイコン201はPI制御値に応じたPWM演算を行い、このPWM演算の結果(モータ制御信号)をモータ駆動装置204に対して、それぞれ出力する。モータ駆動装置204は、送られてきたPWM演算の結果に基づいて電動モータ101に対する基本アシスト電流の供給を行う。この結果、電動モータ101は基本アシスト電流の供給に基づいてハンドル103に対してアシストトルクを付与する。これを以下、アシスト制御という。
【0118】
マイコン201は、車両用入力信号監視装置に相当する。
(参考例の作用)
さて、上記のように構成された制御装置200の作用を図9及び図10を参照して説明する。
【0119】
なお、参考例において、以下で説明する各フローチャートでは、説明の便宜上、入力信号が複数あるため、説明の便宜上、入力信号xの表現を使用する。xはp,qのいずれかを意味している。
【0120】
ここで、入力信号pは操舵トルク信号であり、入力信号qは車輪速信号を意味する。
(1.入力信号異常判定)
図9(a)のフローチャートは、入力信号xが異常か否かを判定する入力信号x異常判定の制御プログラムであり、マイコン201が所定の周期で実行する。
【0121】
すなわち、本実施形態では、監視対象の入力信号に応じた図9(a)の制御プログラムが用意されており、マイコン201はこれらの制御プログラムを所定周期毎にそれぞれ実行する。
【0122】
S610において、入力信号xが異常か否かを判定する。すなわち、入力信号xが、あり得ない異常値(予め設定された許容値範囲外の値)であったり、信号が送出されてこない等の異常な状態かを判定する。異常でない場合にはこのフローチャートを一旦終了する。異常である場合には、S620において、入力信号異常フラグfmをオンに設定し、このフローチャートを一旦終了する。
【0123】
なお、本参考例では、mはp,qのいずれかを意味し、前記xと対応して付与するものとする。例えば、操舵トルク信号であれば、入力信号pであるため、入力信号異常フラグfmは、入力信号異常フラグfpになる。又、車輪速信号であれば、入力信号qであるため、入力信号異常フラグfmは、入力信号異常フラグfqになる。
【0124】
S620は監視対象の入力信号に関しての異常時処理に相当する。
(2.入力信号異常時制御又は正常時制御)
図9(b)のフローチャートは入力信号異常時制御及び正常時制御の制御プログラムであり、マイコン201が所定の周期で実行する。
【0125】
S630では入力信号異常フラグfmのいずれかがオンに設定されているか否かを判定する。すべての入力信号異常フラグfmがオンに設定されていなければ、S650において、正常時制御、すなわち、入力信号p,入力信号qに基づいて、予め決められた制御則に従って演算処理を行い、その演算処理結果である制御指令をモータ駆動装置204に出力し、このフローチャートを一旦終了する。
【0126】
S630において、いずれかの入力信号異常フラグfmがオンに設定されている場合には、S640において、異常時制御を行う。この異常時制御には、例えば、アシスト力を付与するためのアシスト制御を中止するための制御等がある。異常時制御の後、このフローチャートを一旦終了する。
【0127】
(3.復帰処理)
図10のフローチャートは入力信号異常フラグに関する復帰処理の制御プログラムであり、マイコン201が所定の周期で実行する。
【0128】
すなわち、本実施形態では、監視対象の入力信号に対応した図10の制御プログラムが用意されており、マイコン201はこれらの制御プログラムを所定周期毎にそれぞれ実行する。
【0129】
S700は、入力信号異常フラグfmがオンに設定されているか否かを判定し、オンに設定されていれば、このフローチャートを一旦終了する。
入力信号異常フラグfmがオンに設定されていれば、S710において、入力信号xが正常の値になっているか否かを判定する。このフローチャートを実行した時において、入力信号xが入力されていなかったり、或いは最新に入力した入力信号xが予め設定された許容値の範囲外であれば、異常であるとして、このフローチャートを一旦終了する。
【0130】
又、S710において、このフローチャートを実行した時において、入力信号xが入力されており、かつ最新に入力した入力信号xが予め設定された許容値の範囲内であれば、正常であるとして、S720に移行する。
【0131】
S720では、車両が停止しているか否かを、車輪速信号に基づいて判定する。車輪速信号が0であれば、車両が停止しているものとし、車輪速信号が0でなければ、車両が停止していないものとしてこのフローチャートを一旦終了する。
【0132】
S720において、車両が停止していると判定した場合には、S730において、入力信号異常フラグfmをクリアし、このフローチャートを一旦終了する。
S730は復帰処理に相当する。
【0133】
従って、本参考例によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1) 本参考例での車両用入力信号監視装置ではマイコン201は、監視対象のスロットル信号が異常か否かを監視し、異常判定を行った際に、入力信号xに関して異常時処理(S620)を行うようにした。
【0134】
そして、マイコン201は、車両の走行状態を判定するようにし、走行状態が停止している場合、入力信号x(操舵トルク信号、車輪速信号)が正常に復帰した際に、異常時処理を解除し、復帰処理(S730)を行うようにした。
【0135】
この結果、入力信号x(操舵トルク信号、車輪速信号)が正常に戻った際、走行状態に応じて、すなわち、本参考例では、車両の停止状態で、監視対象の入力信号xに関して復帰処理を行うため、操安性に影響がでることはない。
【0136】
又、電動パワーステアリング制御装置の場合、走行状態に関係なく、入力信号が正常になった際に、通常の制御に戻ると、操安性に影響が出る等の問題がある。
【0137】
すなわち、入力信号異常時には、前記異常時制御(S640)では、例えば、アシスト制御を中止するように制御を行う。このため、車両の停止条件なしに、入力信号xが正常に復帰した場合には、アシスト制御がなくなるため、操安性に影響が出る。
【0138】
それに対して、本参考例では、このようなことはなくなる。
(2) 本参考例では、電動パワーステアリング制御装置において、上記(1)の車両用入力信号監視装置を備えており、車両用入力信号監視装置は監視対象として入力信号x(操舵トルク信号、車輪速信号)としている。
【0139】
この結果、電動パワーステアリング制御装置において、入力信号x(操舵トルク信号、車輪速信号)が異常となり、後に正常に戻った際に、上記(1)の作用効果を奏する。
【0140】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、下記の実施形態に具体化しても良い。
(1) 第1実施形態では、監視対象の入力信号としてスロットル信号としたが、その代わりに、監視対象の入力信号を車輪速信号としてもよい。
【0141】
この場合、第1実施形態の図2(a)のフローチャートを、車輪速信号が異常か否かを判定する車輪速信号異常判定の制御プログラムとする。そして、S10のスロットル信号異常の判定ステップを、車輪速信号異常の判定ステップに変更し、S20におけるスロットル信号異常フラグのオン設定のステップを、車輪速信号異常フラグのオン設定のステップに変更するものとする。
【0142】
さらに、図2(b)のフローチャートを、車輪速信号異常時又は正常時処理の制御プログラムに変更するものとする。そして、S30のスロットル信号異常フラグオンか否かの判定ステップを、車輪速信号異常フラグ信号異常フラグがオンか否かの判定ステップに変更するものとする。
【0143】
又、図3のフローチャートを、車輪速信号異常フラグに関する復帰処理の制御プログラムに変更するものとする。
この場合、S60のスロットル信号異常フラグがオンか否かの判定ステップを、車輪速信号異常フラグがオンか否かの判定ステップに変更にするものとする。又、S70のスロットル信号が正常か否かの判定ステップを車輪速信号が正常化否かの判定ステップに変更するものとする。
【0144】
この変形の実施形態では、マイコン32(監視手段、異常時処理手段、復帰処理手段)は、監視対象の車輪速信号(入力信号)が異常か否かを監視し、異常判定を行った際に、車輪速信号に関して異常時処理を行うようにした。又、マイコン32は車輪速信号が正常に復帰した後、異常時処理を解除して復帰処理を行うようにした。
【0145】
そして、マイコン32(走行状態判定手段)は、車両の走行状態を判定するようにし、走行状態が停止している場合、車輪速信号が正常に復帰した際に、前記復帰処理を行うようにした。
【0146】
従って、本実施形態の車両用入力信号監視装置、及び4輪駆動車の駆動力配分制御装置では、車輪速信号が異常となり、その後、正常に戻った際に、第1実施形態と同様に車両挙動に影響が出ることがない。
【0147】
(2) 第1実施形態では、監視対象の入力信号としてスロットル信号としたが、監視対象の入力信号を、スロットル信号及び車輪速信号としてもよい。
この場合、第1実施形態と、上記変形の実施形態に説明した制御プログラムをマイコン32はそれぞれ実行するものとする。
【0148】
こうすると、第1実施形態と上記変形の実施形態の両作用効果を奏することができる。
(3) 第1実施形態や、上記(1)、(2)の変形の実施形態の車両の停止を、車輪速信号に基づいて判定したが、車速センサを設けて、マイコン201は車速センサの検出した車速が0のときを車両が停止したと判定してもよい。
【0149】
(4) 第2実施形態では、監視対象の入力信号をスロットル信号、4輪の各車輪速信号、操舵角信号、ヨーレート信号、前後G信号、シフトポジション信号、ブレーキ作動信号とした。これに代えて、これらの内、少なくとも1つの入力信号を監視対象の入力信号として、他の信号については、復帰処理を走行状態に拘わらず、復帰処理を行うようにしてもよい。
【0150】
(5) 本参考例では、マイコン201はアシスト制御を操舵トルク信号と、車速信号に応ずるように構成したが、車輪速信号の入力を省いて、操舵トルク信号に応じてアシスト制御を行う電動パワーステアリング制御装置に具体化してもよい。
【0151】
(6) 前記実施形態では、駆動源としてのエンジン6にガソリンエンジンを用いたが、ガソリンエンジンの代わりにディーゼルエンジンを用いてもよい。
【0152】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、監視対象の入力信号が異常となった後、異常時処理を行い、その後、前記入力信号が正常に戻った場合、車両が停止状態のときに、復帰処理を行うことにより、前記入力信号の正常復帰後の制御により、不具合が生じないようにできる。
【0153】
請求項2に記載に係る駆動力配分制御装置の発明によれば、監視対象の入力信号が異常となった後、異常時処理を行い、その後、前記入力信号が正常に戻った場合、車両が停止状態のときに、復帰処理を行うことにより、前記入力信号の正常復帰後の制御により、車両挙動に影響がないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施形態の駆動力配分制御装置を備えた四輪駆動車における駆動力伝達機構を示す概略ブロック図。
【図2】 (a)はスロットル信号異常判定の制御プログラムのフローチャート、(b)は、スロットル信号異常時制御及び正常時制御の制御プログラムのフローチャート。
【図3】 スロットル信号異常フラグに関する復帰処理の制御プログラムのフローチャート。
【図4】 従来のスロットル信号異常フラグに関する復帰処理の制御プログラムのフローチャート。
【図5】 (a)は、第2実施形態の信号異常判定の制御プログラムのフローチャート、(b)は、信号異常時制御及び正常時制御の制御プログラムのフローチャート。
【図6】 第2実施形態の復帰処理許可判定の制御プログラムのフローチャート。
【図7】 第2実施形態の入力信号復帰判定の制御プログラムのフローチャート。
【図8】 参考例の電動パワーステアリング制御装置の概略電気ブロック図。
【図9】 (a)は入力信号異常判定の制御プログラムのフローチャート、(b)は、入力信号異常時制御及び正常時制御の制御プログラムのフローチャート。
【図10】 入力信号異常フラグに関する復帰処理の制御プログラムのフローチャート。
【符号の説明】
11…4輪駆動車
12…エンジン(駆動源)
17…駆動力伝達装置(駆動力配分装置)
31…駆動力配分制御装置
32…マイコン(マイクロコンピュータ:監視手段、異常時処理手段、復帰処理手段、及び走行状態判定手段)
101…電動モータ
Claims (2)
- 車両のスロットル信号、及び車輪速信号の監視対象の入力信号が正常時、又は正常復帰時には、従動輪へのトルク配分を、正常時の制御則に従って、駆動力の割合を制御し、前記入力信号の少なくともいずれか1の信号が異常時には、従動輪へのトルク配分が少なくなるようにする4輪駆動車の駆動力配分制御装置に備えられる4輪駆動車用入力信号監視装置であって、
前記車両のスロットル信号、車輪速信号のうち、少なくともいずれか1つの信号が異常か否かを監視する監視手段と、
前記監視手段が異常判定を行った際に、前記入力信号に関して異常フラグ設定の異常時処理を行う異常時処理手段と、
車両の走行状態を判定する走行状態判定手段と、前記入力信号が正常に復帰した際に、走行状態判定手段の判定結果に応じて前記異常時処理手段の異常時処理を解除して前記異常フラグのクリアを行う復帰処理を行う復帰処理手段と、を備え、
前記走行状態判定手段は、車両が停止したか否かを判定するものであり、
前記復帰処理手段は、前記入力信号が正常に復帰した際に、走行状態判定手段が車両が停止したと判定したとき、復帰処理を行うことを特徴とする4輪駆動車用入力信号監視装置。 - 駆動源から駆動力伝達系を介して複数の車輪へそれぞれ伝達される駆動力の割合を調節する駆動力配分装置を備えた4輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
請求項1に記載の4輪駆動車用入力信号監視装置を備え、
前記入力信号の少なくともいずれか1の信号が異常時には、従動輪へのトルク配分が少なくなるように駆動力の割合を制御し、正常時、又は正常復帰時には、従動輪へのトルク配分を、正常時の制御則に従って駆動力の割合を制御することを特徴とする4輪駆動車の駆動力配分制御装置。
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