DE4042092A1 - Uebersetzungsverhaeltnis-steuersystem fuer ein stufenlos variables getriebe - Google Patents
Uebersetzungsverhaeltnis-steuersystem fuer ein stufenlos variables getriebeInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Übersetzungsver
hältnis-Steuersystem für ein stufenlos variables keilriemenge
triebenes automatisches Getriebe mit einem Antiblockier-Bremssy
stem, insbesondere auf ein System zur Steuerung des Überset
zungsverhältnisses während und nach dem Betrieb des Anti
blockier-Bremssystems.
Es ist allgemein bekannt geworden, ein Antiblockier-Bremssystem
(weiterhin ABS genannt) für ein Kraftfahrzeug vorzusehen, um ein
Blockieren der Räder zu vermeiden, wenn das Kraftfahrzeug auf
einer Fahrbahn mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten abge
bremst wird. Damit wird die Richtungsstabilität und die Manö
vrierfähigkeit des Kraftfahrzeugs verbessert. Das ABS steuert
elektronisch den Druck der Bremsflüssigkeit und die Radgeschwin
digkeit, um ein Blockieren der Räder zu verhindern. Da in einem
Kraftfahrzeug mit einem kontinuierlich variablen keilriemenge
triebenen Getriebe, in dem das Übersetzungsverhältnis und der
Leitungsdruck präzise in bezug auf die Radgeschwindigkeit und
andere Faktoren gesteuert werden, wird die Steuerung des Getrie
bes stark durch den Betrieb des ABS beeinflußt. Daher ist es
wünschenswert, sowohl das ABS als auch das Getriebe zu steuern,
wenn das ABS betätigt wird. Insbesondere ist es vorteilhaft das
Übersetzungsverhältnis während der Betätigung des ABS zu steu
ern, wenn die Radgeschwindigkeit plötzlich absinkt und fluktu
iert. Im Steuersystem des stufenlos variablen Getriebes wird die
Übersetzung in Übereinstimmung mit einer sich erhöhenden Kraft
fahrzeuggeschwindigkeit (Geschwindigkeit der Räder wird als
Kraftfahrzeuggeschwindigkeit angesehen) erhöht und abgesenkt mit
abfallender Kraftfahrzeuggeschwindigkeit. Deshalb wird die Über
setzung rasch erniedrigt, wenn das Kraftfahrzeug schnell abge
bremst wird. Wenn der Druck der Bremsflüssigkeit in dem ABS re
duziert wird und die Radgeschwindigkeit sich erhöht, wird die
Übersetzung erhöht. Somit fluktuiert das Übersetzungsverhältnis
während des Betriebes des ABS. Derartige Fluktuationen des Über
setzungsverhältnisses verursachen Vibrationen des Kraftfahrzeugs
und verkürzen die Lebensdauer des Keilriemens des Getriebes.
Mehr noch, die Pseudo-Kraftfahrzeuggeschwindigkeit, die von der
Geschwindigkeit der Räder abhängt, koinzidiert nicht mit der
tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit, so daß das ABS nicht be
stimmungsgemäß arbeitet. Somit ist es vorteilhaft das Transmis
sionsverhältnis zu steuern, ungeachtet der Radgeschwindigkeit
während des Betriebes des ABS.
Die japanische Patentschrift 53 24 687 offenbart ein Steuersy
stem des Übersetzungsverhältnisses während des Betriebes des
ABS. In diesem System wird die Übersetzungsverhältnis-Änderungs
geschwindigkeit erniedrigt, wenn eine Schlupfrate der antreiben
den Räder auf einer Fahrbahn kleiner als ein vorbestimmter Wert
ist, um somit einen Schlupf der Räder zu verhindern. Dieses
System bezieht sich auf die Steuerung der Antriebskraft beim
Beschleunigen des Kraftfahrzeugs, um damit einen Schlupf der
Räder zu verhindern, aber löst nicht die oben beschriebenen
Probleme.
Es gibt noch weiter Probleme bezüglich des Übersetzungsverhält
nisses in bezug auf den Betrieb des ABS. Das ABS wird generell
betrieben, wenn ein Blockieren der Räder beim Betätigen des
Bremspedals unmittelbar bevorsteht. Ein derartiger Rad-Blockie
rungszustand tritt häufig bei einem kleinen Übersetzungsverhält
nis in einem hohen Maschinengeschwindigkeitsbereich auf. Deshalb
ist es notwendig, das Übersetzungsverhältnis mit einem kleinen
Wert bei einem hohen Geschwindigkeitsgang zu wechseln. Zusätz
lich kann dort eine große Differenz zwischen dem tatsächlichen
Übersetzungsverhältnis und dem gewünschten Übersetzungsverhält
nis gleichzeitig auftreten, wenn der Betrieb des ABS gestoppt
wird. Daher können Störungen auftreten, wenn das Übersetzungs
verhältnis rasch zu einem gewünschten Verhältnis verändert wird.
Somit ist es wünschenswert, das Übersetzungsverhältnis nach dem
Betrieb des ABS übergangslos zu wechseln.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Überset
zungsverhältnis-Steuersystem für ein stufenlos variables Ge
triebe bereitzustellen, in dem ein Übersetzungsverhältnis ange
messen während und nach dem Betrieb des ABS gesteuert wird.
Erfindungsgemäß ist daher ein System zur Steuerung des Überset
zungsverhältnisses eines stufenlos variablen keilriemengetriebe
nen Getriebes vorgesehen, das mit einer Verbrennungskraftma
schine in einem Kraftfahrzeug verbunden ist, mit einer Antriebs-
Keilriemenscheibe mit einer hydraulisch versetzbaren Scheibe und
einem primären Hydraulikzylinder zur Bewegung der Scheibe, einer
angetriebenen Keilriemenscheibe mit einer hydraulisch versetzba
ren Scheibe und einem sekundären hydraulischen Zylinder zur Be
wegung dieser Scheibe, ein Keilriemen, der mit beiden Keilrie
menscheiben im Eingriff steht, einem Hydraulikkreislauf zur Öl
versorgung von einer Pumpe zu den Zylindern, einem Übersetzungs
verhältnis-Steuerventil zur Steuerung eines Primärdrucks, der
auf die primären Zylinder wirkt, ein Leitungsdruck-Steuerventil
zur Steuerung eines Sekundärdrucks, der auf den Sekundärzylinder
einwirkt, einem Drosselklappen-Positionssensor zur Erzeugung
eines Drosselklappenöffnungsgrad-Signals, Geschwindigkeitssenso
ren zur Aufnahme der Geschwindigkeit der antreibenden und
getriebenen Keilriemenscheiben und der Verbrennungskraftmaschine
entsprechend und zur Erzeugung entsprechender Geschwindigkeits
signale, aktuelle Übersetzungsverhältnis-Berechnungseinrichtun
gen, die auf das Antriebs-Keilriemengeschwindigkeitssignal und
das sekundäre Keilriemen-Geschwindigkeitssignal ansprechen, um
ein tatsächliches Übersetzungsverhältnis zu errechnen und um ein
tatsächliches Übersetzungsverhältnis-Signal zu erzeugen, Ein
richtungen zur Berechnung des gewünschten Übersetzungsverhält
nisses, die auf das Antriebs-Keilriemenscheiben-Geschwindig
keitssignal und das Drosselklappenöffnungsgrad-Signal anspre
chen, um ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis zu berechnen und
um ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis-Signal zu erzeugen,
Ventil-Betriebseinrichtungen, die auf das tatsächliche Überset
zungsverhältnis-Signal und das gewünschte Übersetzungsverhält
nis-Signal ansprechen, um das Übersetzungsverhältnis-Steuerven
til zu betreiben, um somit das Übersetzungsverhältnis auf das
gewünschte Übersetzungsverhältnis zu steuern und einem Anti
blockier-Bremssystem.
Das System umfaßt ABS-Betriebsaufnahmeeinrichtungen zur Aufnahme
eines Ausgangssignals des Antiblockier-Bremssystems und zur Er
zeugung eines ABS-Signals, Speichereinrichtungen zur Ablage
einer Vielzahl von gewünschten ABS-Übersetzungsverhältnissen
während des Betriebes des Antiblockier-Bremssystems, Auswahlein
richtungen, die auf das ABS-Signal ansprechen, um ein ge
wünschtes ABS-Übersetzungsverhältnis von den Speichereinrichtun
gen anstatt von dem gewünschten Übersetzungsverhältnis zu erhal
ten und um das gewünschte ABS-Übersetzungsverhältnis auf die
Ventil-Betriebseinrichtungen anzuwenden, und die gewünschten
ABS-Übersetzungsverhältnisse derart angeordnet sind, daß das
tatsächliche Übersetzungsverhältnis zu dem gewünschten ABS-
Übersetzungsverhältnis langsam gesteuert wird.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, in dem System fer
ner Durchgangs-Steuereinrichtungen vorzusehen, die auf das Ver
schwinden des ABS-Signals ansprechen, um das tatsächliche Über
setzungsverhältnis zu dem gewünschten Übersetzungsverhältnis
langsam zurückzuführen.
Weiter Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
von der nachfolgenden Beschreibung mit bezug auf die begleiten
den Zeichnungen verständlich. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines stufenlos variablen
keilriemengetriebenen Getriebes, auf das die vorliegende
Erfindung Anwendung findet, und einen hydraulischen
Steuerkreislauf dieses Getriebes;
Fig. 2a und 2b ein Blockdiagramm der Steuereinheit der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 3 eine graphische Darstellung, die den Zusammenhang zwi
schen der Antriebs-Keilriemenscheibengeschwindigkeit und
der angetriebenen Keilriemenscheibengeschwindigkeit
zeigt;
Fig. 4a bis 4e Charakteristika eines Bremssystems und Übersetzungs
verhältnisse einer ersten Ausführungsform und einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit
bezug auf den Betrieb des ABS;
Fig. 5a und 5b ein Blockdiagramm einer Steuereinheit einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 6a und 6b graphische Darstellungen, die die Charakteristika einer
Übersetzungsverhältnis-Rückführungsgeschwindigkeit
darstellen.
In Fig. 1 wird ein erfindungsgemäßes stufenlos variables keil
riemengetriebenes automatisches Getriebe für ein Kraftfahrzeug
gezeigt. Dieses umfaßt eine automatische Kupplung 2 zur Kraft
übertragung der Verbrennungskraftmaschine 1 auf ein keilriemen
getriebenes stufenlos variables Getriebe 4 mittels eines Aus
wahlmechanismus 3.
Das keilriemengetriebene Getriebe 4 weist eine Hauptwelle 5 und
eine Ausgangswelle 6 auf, die parallel zur Hauptwelle 5 angeord
net ist. Die Antriebs-Keilriemenscheibe (primäre Antriebs
scheibe) 7 und eine getriebene Keilriemenscheibe 8 sind auf der
Hauptwelle 5 bzw. der Ausgangswelle 6 entsprechend angeordnet.
Eine feste konische Scheibe 7a der Antriebs-Keilriemenscheibe 7
ist integral mit der Hauptwelle 5 und einer axial beweglichen
konischen Scheibe 7b, die axial verschiebbar ist, auf der Haupt
welle 5 angebracht. Die bewegliche konische Scheibe 7b gleitet
ebenfalls in einem Zylinder 9, der auf der Hauptwelle 5 ausge
bildet ist, um so eine Servo-Einrichtung bereitzustellen.
Die feste konische Scheibe 8a der Antriebs-Keilriemenscheibe 8
ist auf der Ausgangswelle 6 gegenüber der beweglichen konischen
Scheibe 7b und der beweglichen konischen Scheibe 8b ausgebildet,
die gleitend auf der Welle 6 gegenüber der Scheibe 7a angebracht
ist. Die bewegliche konische Scheibe 8b weist einen zylindri
schen Teil auf, der gleitend mit einem Zylinder 10 auf der Aus
gangswelle 6 in Eingriff steht, um die Servo-Einrichtung zu bil
den. Ein Keilriemen 11 steht im Eingriff mit der Antriebs-Keil
riemenscheibe 7 und der angetriebenen Keilriemenscheibe 8. Der
Zylinder 9 der Antriebs-Keilriemenscheibe 7 weist einen Druck
aufnahme-Bereich auf, der weiter als der Zylinder 10 der ange
triebenen Keilriemenscheibe 8 ist. Somit ist der Betriebsdurch
messer des Keilriemens 11 über die Keilriemenscheibe 7, 8 in Ab
hängigkeit von den Betriebsbedingungen variabel.
Auf der Ausgangswelle 6 ist ein Zahnrad 12a befestigt, das mit
einem zwischengeschalteten Untersetzungsrad 12 auf der Zwischen
welle 13 in Eingriff steht. Ein zwischengeschaltetes Zahnrad 14a
auf der Welle 13 steht mit einem letzten Untersetzungszahnrad 14
in Eingriff. Eine Rotation des letzten Untersetzungszahnrades 14
wird auf die Achsen 17 der Antriebsräder 16 des Kraftfahrzeugs
mittels eines Differentials 15 übertragen.
Im folgenden wird der hydraulische Kreislauf beschrieben. Das
Öl, das sich in einem Behälter 30 befindet, wird mittels einer
Ölpumpe 20 durch eine Druckleitungs-Passage 21 zu einem Lei
tungsdruck-Steuerventil 22 geleitet. Die Ölpumpe 20 ist ferner
mit dem Zylinder 10 der angetriebenen Keilriemenscheibe 8 durch
eine Passage 21b verbunden. Das Leitungsdruck-Steuerventil 22
ist mit einem Übersetzungsverhältnis-Steuerventil 23 durch eine
Passage 21a verbunden. Der Zylinder 9 der antreibenden Keilrie
menscheibe 7 wird mit druckbelastetem Öl durch die Passage 21,
das Leitungsdruck-Steuerventil 22, die Passage 21a, das Überset
zungsverhältnis-Steuerventil 23 und eine Passage 24 beliefert.
Eine Leitung 25 ist zwischen dem Leitungsdruck-Steuerventil 22
und einem elektromagnetisch arbeitenden Ein-Aus-Ventil 27 ge
schaltet. Eine Leitung 26 ist zwischen dem Übersetzungsverhält
nis-Steuerventil 23 und einem elektromagnetisch arbeitenden Ein-
Aus-Ventil 28 geschaltet. Das elektromagnetisch arbeitende Ven
til 27 ist mit der Pumpe 20 mittels einer Passage 21c über eine
Öffnung 30 verbunden, und das Ventil 28 ist mit der Passage 21a
durch eine Passage 21d mit einer Öffnung 30a verbunden.
Das elektromagnetisch arbeitende Ventil 27 ist so ausgelegt, daß
es auf Steuersignale der Steuereinheit 40 anspricht um Steuer
druck in Form von Impulsen zu erzeugen. Der Steuerdruck wird
dann zu dem Leitungsdruck-Steuerventil 22 geleitet. Das Lei
tungsdruck-Steuerventil 22 ist mit einem Sensor-Schuh 29 mittels
eines Federrückhalters verbunden. Der Sensor-Schuh 29 steht mit
der beweglichen Scheibe 7b der Antriebs-Keilriemenscheibe 7 in
Eingriff, um so das tatsächliche Übersetzungsverhältnis i aufzu
nehmen. Somit wird der Leitungsdruck PL in Übereinstimmung mit
dem Übersetzungsverhältnis i und einem Maschinen-Drehmoment Te
gesteuert.
Das elektromagnetisch arbeitende Ventil 28 wird ebenfalls durch
die Steuersignale betrieben und erzeugt eine Druckminderung, die
zu dem Übersetzungsverhältnis-Steuerventil 23 geleitet wird, um
eine Spindel des Ventils 23 zu einer Ölbelieferungs-Position und
einer Ölablauf-Position, entsprechend dem Steuerverhältnis zu
bewegen. Somit wird die Durchflußrate Q des gelieferten oder des
abgeflossenen Öls zum bzw. vom Zylinder 9 der Antriebs-Keilrie
menscheibe 7 gesteuert, um ein Optimum des Übersetzungsverhält
nisses i zu erzielen.
Im folgenden wird ein Bremssystem mit einem ABS beschrieben. Das
Bremspedal 31 ist mit einem Hauptbremszylinder 32 zur Erzeugung
eines Bremsflüssigkeitsdruckes in Übereinstimmung mit der Kraft,
die auf das Bremspedal einwirkt, verbunden. Der Hauptbremszylin
der 32 ist mit einem Paar von Modulatoren 34 des ABS mittels
einer Leitung 33a verbunden. Eine Leitung 33b, ausgehend von je
dem Modulator 34, ist mit einer Bremseinrichtung 35 jeden An
triebsrades 16 verbunden. Der Modulator 34 ist ferner mit einer
Bremseinrichtung der Antriebsräder (nicht gezeigt) mittels eines
Verhältnis-Ventils 36 zur Einstellung des Druckes zu den An
triebsrädern verbunden. Der Modulator 34 hat verschiedene elek
tromagnetische Ventile zur Reduzierung des Druckes, bzw. Erhö
hung und Aufrechterhaltung des Druckes, um damit den Bremsflüs
sigkeitsdruck zu steuern, wenn das Antiblockier-Bremssystem in
Übereinstimmung mit einem Signal von der Steuereinheit 40 betä
tigt wird.
In den Fig. 2a und 2b ist das System so angeordnet, um das
Übersetzungsverhältnis i, den Leitungsdruck PL und den ABS-Modu
lator zu steuern. In dem System sind ein Maschinengeschwindig
keits-Sensor 43, ein Antriebskeilriemenscheiben-Geschwindig
keitssensor 41, ein angetriebener Keilriemen-Geschwindigkeits
sensor 42 und ein Drosselklappen-Positionssensor 44 vorgesehen.
Die Ausgangssignale NP und NS der Sensoren 41, 42 sind dem tat
sächlichen Übersetzungsverhältnis-Rechner 45 zugeführt, um ein
tatsächliches Übersetzungsverhältnis i in Übereinstimmung mit
i=NP/NS zu erzeugen. Das Ausgangssignal NS und das Ausgangssi
gnal R, das den Öffnungsgrad der Drosselklappe des Drosselklap
pen-Positionssensors 44 wiedergibt, werden zu einer gewünschten
Übersetzungsverhältnis-Tabelle 46 geführt. Ein gewünschtes Über
setzungsverhältnis id wird aus der Tabelle 46 in Übereinstimmung
mit den Signalen NS und R hergeleitet. Die gewünschten Überset
zungsverhältnisse id werden in Abhängigkeit von einem gewünsch
ten Übersetzungsverhältnis-Änderungsmuster ermittelt.
Das gewünschte Übersetzungsverhältnis id wird durch eine Aus
wahlsektion 68 zu einem gewünschten Übersetzungsverhältnis-Ände
rungsgeschwindigkeits-Rechner 47 geführt, der eine gewünschte
Übersetzungsverhältnis-Änderungsgeschwindigkeit did/dt erzeugt.
Die Geschwindigkeit, di/dt stellt eine Änderung des gewünschten
Übersetzungsverhältnisses id während eines vorbestimmten Zeit
intervalls Δt dar. Das tatsächliche Übersetzungsverhältnis i,
das gewünschte Übersetzungsverhältnis id, die gewünschte Über
setzungsverhältnis-Änderungsgeschwindigkeit did/dt und Koeffizi
enten K1 und K2, die aus einer Koeffizientensatz-Sektion 48
erhalten werden, werden einem Übersetzungsverhältnis-Änderungs
geschwindigkeits-Rechner 49 zugeführt, um eine Übersetzungsver
hältnis-Änderungsgeschwindigkeit did/dt aus folgender Formel zu
errechnen
di/dt = K1(id-i) + K2×did/dt.
In dieser Formel ist K1(id-i) eine Steuerungserhöhung, abhängig
von der Differenz zwischen dem gewünschten Übersetzungsverhält
nis id und dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis i, und
did/dt ist ein Phasenfortschreitungs-Korrekturfaktor zur Elimi
nierung einer Verzögerung während des Betriebes des Systems.
Nämlich, die gewünschte Übersetzungsverhältnis-Änderungsge
schwindigkeit did/dt, die abhängig vom System ist, wird zu der
Steuerungserhöhung als ein Phasenfortschreitungsfaktor addiert.
Somit wird eine Vor-Steuerung ausgeführt, um die Verzögerung zu
korrigieren, wodurch eine Verbesserung der Konvergenz erzielt
wird.
Die Geschwindigkeit di/dt und das tatsächliche Verhältnis i wer
den der Steuerverhältnis-Tabelle 50 zugeführt, um ein Steuerver
hältnis D in Übereinstimmung mit D=f(di/dt, i) herzuleiten,
unter Verwendung einer Tabelle für die Herauf- und Herabsetzung
des Getriebes.
Das Steuerverhältnis D wird zu einem höheren Wert als 50% für
die Heraufsetzung des Getriebes gesetzt und zu einem kleineren
Wert als 50% für die Herabsetzung. Beim Hochfahren des Getriebes
ist das Steuerverhältnis D eine abfallende Funktion abhängig vom
tatsächlichen Übersetzungsverhältnis i und eine ansteigende
Funktion abhängig von der Übersetzungs-Änderungsgeschwindigkeit
|di/dt|. Im Gegensatz dazu ist beim Herunterfahren des Getriebes
das Steuerverhältnis D bestimmt als eine ansteigende Funktion
des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses i und eine ab
fallende Funktion der Übersetzungs-Änderungsgeschwindigkeit
di/dt. Das Steuerverhältnis D wird dem elektromagnetisch arbei
tenden Ein-Aus-Ventil 28 über einen Treiber 51 zugeführt.
Weiterhin wird das Drosselklappen-Positionssignal R und das Ma
schinengeschwindigkeits-Signal Ne einem Maschinendrehmoment-
Rechner 52 zugeführt, so daß das Maschinendrehmoment Te aufgrund
der Drosselklappenposition R und der Maschinengeschwindigkeit Ne
berechnet wird.
Andererseits wird das tatsächliche Übersetzungsverhältnis i vom
Rechner 45 zu einer notwendigen Leitungsdrucktabelle 53 geführt,
um einen notwendigen Leitungsdruck PLU pro Einheitsdrehmoment
herzuleiten. Der notwendige Leitungsdruck PLU und das Eingangs
drehmoment Te werden dem gewünschten Leitungsdruck-Rechner 54
zugeführt, in dem ein gewünschter Leitungsdruck PL mit Hilfe von
PL=PLU×Te errechnet wird. Der gewünschte Leitungsdruck PL wird
einer Steuerverhältnis-Tabelle 55 zugeführt, um ein Steuerver
hältnis DL gemäß dem gewünschten Leitungsdruck PL herzuleiten.
Das Steuerverhältnis DL wird einem Treiber 56 zugeführt, der das
elektromagnetisch arbeitende Ein-Aus-Ventil 27 mit dem Steuer
verhältnis betreibt.
Zur Steuerung des ABS wird ein Kraftfahrzeug-Geschwindigkeits
rechner 62 von einem Vorderrad-Geschwindigkeits-NF vom Vorder
rad-Geschwindigkeitssensor 60 und einem Hinterrad-Geschwindig
keits-NR vom Hinterrad-Geschwindigkeitssensor 61 gespeist. Die
Fahrzeuggeschwindigkeit V wird als Mittelwert der Radgeschwin
digkeiten NF und NR errechnet. Eine Radblockier-Bestimmungssek
tion 63 wird mit der Radgeschwindigkeit NF und NR zur Aufnahme
des Blockierens der Räder in Betrieb gesetzt. Die Räder können
blockiert werden, wenn die Bremsverzögerung dN/dt der Radge
schwindigkeit NF oder NR extrem groß ist. Ein Blockierungs-Si
gnal von der Bestimmungssektion 63 und der Fahrzeuggeschwindig
keit V werden der hydraulischen Drucksteuereinheit 64 zur Kon
trolle des Modulators 34 durch eine Ausgangssteuereinheit 65 zu
geführt.
Wenn die Radgeschwindigkeit NF oder NR des Rades kleiner als
eine Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeit Vc ist, so daß das Rad
blockiert ist, erzeugt die Steuereinheit 64 ein druckreduzieren
des Signal, um den hydraulischen Druck zu reduzieren.
Wenn die Radgeschwindigkeit wiederhergestellt ist, wird ein Si
gnal erzeugt, um den hydraulischen Druck zu erhöhen. Die Aus
gangssteuereinheit 65 verwendet ein ABS-Signal, das auf den zu
den elektromagnetischen Ventilen im Modulator 34 führenden Si
gnalen basiert. Durch wiederholte Anwendung dieses Vorganges
kann ein Blockieren der Räder verhindert werden.
Im folgenden wird nun ein System zur Steuerung des Übersetzungs
verhältnisses während des Betriebes des ABS beschrieben.
Die Steuereinheit 40 ist ferner mit einer ABS-Betriebsbestim
mungssektion 66 ausgestattet, zu der das ABS-Signal von der Aus
gangsbestimmungssektion 65 geführt ist, um zu bestimmen, ob das
ABS in Betrieb ist oder ob der Betrieb beendet ist. Ferner ist
eine gewünschte ABS-Übersetzungsverhältnis-Tabelle 67 vorgese
hen. Die gewünschte Übersetzungsverhältnis-Tabelle 46 speichert
die gewünschten Übersetzungsverhältnisse id für normale Fahrbe
dingungen, wobei hingegen die gewünschte ABS-Übersetzungsver
hältnis-Tabelle 67 eine Vielzahl von gewünschten Übersetzungs
verhältnissen id′ enthält, die für den Betrieb während und nach
dem ABS-Betrieb geeignet sind. In Übereinstimmung mit der An
triebs-Keilriemengeschwindigkeit NS und dem Drosselklappen-
Öffnungsgrad R wird ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis id;
aus der Tabelle 67 ermittelt und zu der Auswahlsektion 68 ge
führt. Wenn ein ABS-Betriebssignal von der ABS-Bestriebsbe
stimmungs-Sektion 66 zu der Auswahlsektion 68 geführt ist, wird
das gewünschte Übersetzungsverhältnis id′ für das ABS zu dem
gewünschten Übersetzungsverhältnis-Änderungsgeschwindigkeits-
Rechner 47 geführt, anstatt des Übersetzungsverhältnisses id.
Somit wird die Übersetzungsverhältnis-Änderungsgeschwindigkeit
di/dt auf der Basis der Differenz zwischen dem gewünschten
Übersetzungsverhältnis id′ und dem tatsächlichen Übersetzungs
verhältnis i errechnet.
In Fig. 3 wird das kleinste Übersetzungsverhältnis iH und das
größte Übersetzungsverhältnis iL der Tabelle 46 gezeigt. Das Ge
triebe ist derart ausgelegt, daß es von dem kleinsten Verhältnis
iH zu dem größten Verhältnis iL bei einem Minimum der Überset
zungsverhältnis-Änderungslinie lL bei einer niedrigen primären
Keilriemenscheibengeschwindigkeit heruntergefahren wird. Beim
Vergleich der Übersetzungsverhältnis-Änderungsquantität Δi′′ in
bezug auf die Absenkungs-Quantität ΔNS der Antriebs-Keilriemen
geschwindigkeit NS auf der Seite der größten Übersetzung iL mit
einer Übersetzungsverhältnis-Änderungsquantität Δi′ bezogen auf
die gleiche Geschwindigkeit NS auf der Seite des kleinsten Über
setzungsverhältnisses iH, ist die Quantität Δi′ beim kleinsten
Verhältnis iH kleiner als die Quantität Δi′′ beim größten Ver
hältnis iL. Um die Übersetzungsverhältnis-Änderungsrate zu er
niedrigen, wenn das ABS in Betrieb gewesen ist, wird das ge
wünschte Übersetzungsverhältnis bei einem Wert, wo Δi/ΔNS klein
ist, bestimmt, nämlich, bei einem Wert nahe dem kleinsten Über
setzungsverhältnis iH. Somit ändert sich die gewünschte Über
setzung id′ für die ABS-Betriebsbedingung entlang einer Minimum-
Übersetzungsverhältnis-Änderungslinie l′L, was durch eine
strichpunktierte Linie dargestellt ist. Insbesondere ist das ge
wünschte Übersetzungsverhältnis id′ bei dem kleinsten Überset
zungsverhältnis iH für eine gewisse Zeit aufrechterhalten und
danach erhöht, um graduell die Antriebs-Keilriemengeschwin
digkeit NP zu erniedrigen. Das in Tabelle 67 gespeicherte ge
wünschte Übersetzungsverhältnis id′ wird somit bestimmt.
Nach Beendigung des Betriebes des ABS kehrt das Kraftfahrzeug zu
normalen Fahrbedingungen zurück und ein ABS-Stopsignal wird zu
einer Durchgangskontroll-Sektion 69 geführt, die dafür
vorgesehen ist, um das Getriebe vor einem raschen Herunterfahren
zu schützen, wenn die Differenz zwischen dem tatsächlichen
Übersetzungsverhältnis und dem gewünschten Übersetzungsverhält
nis groß ist. Die Durchgangssteuer-Sektion 69 bestimmt einen
Übergangsbereich bis das tatsächliche Übersetzungsverhältnis i
mit dem gewünschten Verhältnis id übereinstimmt. Während des
Übergangsbereichs wird die Übergangsverhältnis-Änderungs
geschwindigkeit di/dt, die im Rechner 49 errechnet wurde, gra
duell erhöht.
Ist das Kraftfahrzeug während des Betriebes im Stillstand, wird
der Zylinder 10 der angetriebenen Keilriemenscheibe 8 mit Lei
tungsdruck beaufschlagt und der primäre Zylinder 9 der Antriebs-
Keilriemenscheibe 7 wird entleert, da NP, NS, R Null sind und
das Steuerverhältnis D ebenfalls Null ist. Somit steht der Keil
riemen 11 des stufenlos variablen keilriemengetriebenen Getrie
bes mit einem maximalen Betriebsdurchmesser in Eingriff mit der
angetriebenen Scheibe 8, um das größte Übersetzungsverhältnis
bereitzustellen (Niedriggeschwindigkeits-Zustand) .
Wenn das Gaspedal betätigt wird, erhöht sich der Kupplungsstrom
progressiv mit einem Anstieg der Geschwindigkeit Ne der Verbren
nungskraftmaschine. Die automatische Kupplung 2 steht graduell
im Eingriff, um die Maschinenkraft auf die Antriebs-Keilriemen
scheibe 7 zu übertragen. Die Kraft der Maschine 1 wird auf die
Ausgangswelle 6 mit dem größten Übersetzungsverhältnis durch den
Antriebskeilriemen 11 und die Antriebs-Keilriemenscheibe 8 und
somit auf die Achsen 17 der Antriebsräder 16 durch die dazwi
schen liegende Welle 13 und das Differential 15 übertragen. So
mit wird das Kraftfahrzeug in Bewegung gesetzt. Wenn die Kraft
fahrzeuggeschwindigkeit (Ausgangssignal NS) einen vorbestimmten
Wert überschreitet, ist die Kupplung 2 völlig entkuppelt.
Wenn das Drosselklappenventil zur Beschleunigung des Kraftfahr
zeugs geöffnet ist, wird das tatsächliche Übersetzungsverhältnis
i von dem tatsächliche Übersetzungsverhältnis-Rechner 45 auf der
Basis der Antriebs-Keilriemenscheibengeschwindigkeit NP und der
angetriebenen Keilriemenscheibengeschwindigkeit NS vom Antrieb
und angetriebenen Keilriemenscheibensensor 41 bzw. 42 errechnet.
Das gewünschte Übersetzungsverhältnis id wird aus der gewünsch
ten Übersetzungsverhältnis-Tabelle 46 in Übereinstimmung mit dem
Drosselklappen-Öffnungsgrad des Drosselklappen-Positionssensors
44 und der angetriebenen Keilriemenscheibengeschwindigkeit NS
ermittelt. Die gewünschte Übersetzungsverhältnis-Änderungsge
schwindigkeit did/dt wird mit Hilfe des gewünschten Überset
zungsverhältnis-Rechners 47 auf der Basis des gewünschten Über
setzungsverhältnisses id errechnet. Somit wird die Übersetzungs
verhältnis-Änderungsgeschwindigkeit di/dt durch den Überset
zungsverhältnis-Rechner 49 in Übereinstimmung mit den tatsäch
lichen und gewünschten Übersetzungsverhältnissen und den Koeffi
zienten K1 und K2 bestimmt. Das Steuerverhältnis D wird aus der
Steuerverhältnis-Tabelle 50 in Übereinstimmung mit der Überset
zungsverhältnis-Änderungsgeschwindigkeit ±di/dt und des aktuel
len Übersetzungsverhältnisses i hergeleitet.
Ein Pulssignal wird in Übereinstimmung mit dem Steuerverhältnis
D zu dem elektromagnetisch arbeitenden Ventil 28 geführt, um das
Übersetzungsverhältnis-Steuerventil 23 in die Öllieferungs- oder
Ölentleerungsposition zu versetzen. Somit ist der Druck zu der
Antriebs-Keilriemenscheibe 7 gesteuert, wodurch das Überset
zungsverhältnis ebenfalls gesteuert wird.
Für den Fall, daß das tatsächliche Übersetzungsverhältnis i grö
ßer als das gewünschte Übersetzungsverhältnis id (id) ist,
wird das Steuerverhältnis D auf einen Wert kleiner als 50% ent
sprechend der Übersetzungsverhältnis-Änderungsgeschwindigkeit
di/dt gesetzt, und dem elektromagnetischen Ventil 28 zugeführt.
Als Ergebnis dessen wird das Übersetzungsverhältnis-Steuerventil
23 angesteuert, um die Antriebs-Keilriemenscheibe 9 für eine
längere Periode als die Entleerungsperiode zu beliefern. Somit
wird der Druck an der Antriebs-Keilriemenscheibe 9 vergrößert,
so daß das Getriebe heruntergefahren wird. Wenn andererseits das
tatsächliche Übersetzungsverhältnis i kleiner als das gewünschte
Übersetzungsverhältnis id (id<i) ist, wird das kleinere Steu
erverhältnis D als 50% dem elektromagnetischen Ventil 28 zuge
führt, so daß das Übersetzungsverhältnis-Steuerventil 23 für
eine längere Periode gehalten ist, zu entleeren. Infolgedessen
wird die Antriebs-Keilriemenscheibe 9 entleert, wodurch das Ge
triebe heruntergefahren wird. Weiterhin ändert sich das tatsäch
liche Übersetzungsverhältnis i kontinuierlich, um zu dem ge
wünschten Verhältnis id im gesamten Bereich zwischen dem größten
Übersetzungsverhältnis iL und dem kleinsten Übersetzungsverhält
nis iH zu konvergieren.
Nun wird der Steuerbetrieb des Leitungsdruckes beschreiben. Die
Pumpe 20, die durch die Verbrennungskraftmaschine 1 angetrieben
wird, pumpt das Öl zu dem Leitungsdruck-Steuerventil 22. Wenn
das Maschinen-Drehmoment Te in Übereinstimmung mit dem Drossel
klappen-Öffnungsgrad R und der Maschinengeschwindigkeit Ne in
einem niedrigen Maschinengeschwindigkeits-Bereich groß ist, wird
der gewünschte Leitungsdruck groß. Das elektromagnetisch arbei
tende Ein-Aus-Ventil 27 wird entsprechend dem gewünschten Lei
tungsdruck bei einem Steuerverhältnis DL betrieben, so daß der
Leitungsdruck PL erhöht wird. Im Hochgeschwindigkeitsbereich der
Maschine erniedrigt sich das Maschinendrehmoment Te, so daß der
Leitungsdruck PL reduziert wird. Somit wird die Kraft über das
Getriebe ohne Schlupf des Keilriemens 8 übertragen.
Wird das Bremspedal 31 während der Fahrtbedingung betätigt, er
zeugt der Hauptzylinder 32 den Bremsflüssigkeitsdruck, der zu
den Bremseinrichtungen 35 geführt wird, um die Räder abzubrem
sen. Als Ergebnis dessen wird die Fahrzeuggeschwindigkeit und
die Antriebs-Keilriemenscheibengeschwindigkeit NS herabgesetzt,
so daß die Übersetzungsverhältnis-Steuersektion 50 das Überset
zungsverhältnis-Steuerventil 23 in Betrieb setzt, um das Ge
triebe herabzufahren.
Andererseits wird durch die Radblockierungs-Bestimmungssektion
63 bestimmt, wann die Räder während einer raschen Bremsverzöge
rung der Radgeschwindigkeit NF oder NR blockiert sind. Nämlich,
dann wenn das Fahrzeug auf einer Fahrbahn mit einem niedrigen
Reibungskoeffienten abgebremst wird, verlangsamt sich die Vor
derradgeschwindigkeit NF oder die Hinterradgeschwindigkeit NR,
wie es in Fig. 4b dargestellt ist. Die Antiblockier-Steuerein
heit 55 erzeugt ein ABS-Signal, um den Druck der Bremsflüssig
keit in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen der Geschwin
digkeit NF oder NR und der Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeit Vc zu
erhöhen, aufrechtzuerhalten oder zu verzögern. Das ABS-Signal
wird durch die Ausgangssteuereinheit 65 zur Regulierung des
Druckes zu dem Modulator 34 geleitet. Somit wird der Bremsflüs
sigkeitsdruck für die Bremse 35 moduliert, wie es in Fig. 4c
dargestellt ist. Dadurch verlangsamt sich auch die Radgeschwin
digkeit NF oder NR in Übereinstimmung mit der tatsächlichen
Fahrzeuggeschwindigkeit VB, ohne daß ein Blockieren der Räder
verursacht wird.
Unterdessen bestimmt die ABS-Betriebsbestimmungssektion 66, daß
das ABS in Abhängigkeit von einem Signal, wie dem Druckminde
rungssignal, betrieben wird. Somit wählt die Auswahlsektion 68
das gewünschte ABS-Übersetzungsverhältnis id′ anstatt des ge
wünschten Übersetzungsverhältnisses id für normale Fahrbedingun
gen. Wenn das tatsächliche Übersetzungsverhältnis i gleich dem
kleinsten Übersetzungsverhältnis iH während des Bremsvorgangs
ist, wird das ABS-Übersetzungsverhältnis id′ zu dem kleinsten
Übersetzungsverhältnis iH aufrechterhalten, bis die Fahrzeugge
schwindigkeit einen niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich
erreicht (niedrige angetriebene Keilriemenscheibengeschwindig
keit NS) wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Entsprechend wird die
Übersetzungsverhältnis-Änderungsgeschwindigkeit di/dt Null oder
sehr klein während der Periode, in der die Vorderradgeschwindig
keit NF oder die Hinterradgeschwindigkeit NR fluktuiert.
Wie in Fig. 4d gezeigt ist, wird das Übersetzungsverhältnis
auf einem kleinen Wert nahe dem kleinsten Übersetzungsverhältnis
iH für eine Zeit gehalten, wodurch eine Änderung bei einer sehr
kleinen Geschwindigkeit erreicht wird. Somit wird der Einfluß
des ABS auf das Übersetzungsverhältnis reduziert. Daher nähert
sich die Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeit Vc, die von der Vorder
radgeschwindigkeit NF oder der Hinterradgeschwindigkeit NR ab
hängig ist, der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit VB.
Wenn der Betrieb des ABS gestoppt wird, wird das ABS-Signal
nicht der ABS-Betriebsbestimmungssektion 66 zugeführt, die das
ABS-Stop-Signal der Auswahlsektion 68 zuführt. Sodann wird die
normale Getriebesteuerung fortgeführt. Das ABS-Stop-Signal wird
ferner der Durchgangs-Steuersektion 69 zugeführt, in der der
Übergangszustand festgelegt wird, so daß die Übersetzungsver
hältnis-Änderungsgeschwindigkeit di/dt graduell erhöht wird. Ob
wohl zu diesem Zeitpunkt das tatsächliche Übersetzungsverhältnis
i klein ist, wird das gewünschte Übersetzungsverhältnis id auf
einen größeren Wert in Übereinstimmung mit einer niedrigen ange
triebenen Keilriemenscheibengeschwindigkeit NS gesetzt. Wie wei
ter oben mit bezug auf die Fig. 4d beschrieben wurde, wird das
Getriebe langsam herabgefahren.
Die Fig. 5a und 5b zeigen eine Steuereinheit 40a einer zwei
ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ähnlich der
Steuersektion 40 aus Fig. 2a und 2b ist. In der zweiten Ausfüh
rungsform wird die Übertragungsverhältnis-Änderungsgeschwindig
keit nach dem Betrieb des ABS in Übereinstimmung mit den Fahrbe
dingungen ohne Mangel beim Stoppen des Kraftfahrzeugs gesteuert.
Wenn das Kraftfahrzeug wieder beschleunigt wird, konvergiert das
Übersetzungsverhältnis i schnell zu dem gewünschten Überset
zungsverhältnis id für die normalen Fahrbedingungen.
Wenn das tatsächliche Übersetzungsverhältnis i im wesentlichen
mit dem gewünschten Übersetzungsverhältnis id koinzidiert, be
stimmt die Durchgangsbestimmungs-Sektion 69a, daß das Kraftfahr
zeug nicht länger in dem Übergangszustand verbleibt. Somit wählt
die Auswahl-Sektion 71 die Übersetzungsverhältnis-Änderungsge
schwindigkeit di/dt von dem Übersetzungsverhältnis-Änderungsge
schwindigkeits-Rechner 49 aus. Die Übersetzungsverhältnis-Ände
rungsgeschwindigkeit di/dt wird der Steuerverhältnis-Tabelle 50
zugeführt, so daß das Steuersystem einen normalen Steuerungsbe
trieb wieder aufnimmt. Die anderen Konstruktionen und Arbeits
weisen der Steuereinheit 40a sind dieselben wie die der
Steuereinheit 40 der ersten Ausführungsform.
Die vorliegende Erfindung kann dahingehend modifiziert werden,
um das gewünschte ABS-Übersetzungsverhältnis id′ bei einem Über
setzungsverhältnis vor dem Start des Herabfahrens aufrechtzuer
halten.
Aus den Beschreibungen der obigen Ausführungsformen der vorlie
genden Erfindung geht hervor, daß diese auch ein Verfahren be
inhaltet.
Während des Betriebes des ABS, ist in Übereinstimmung mit der
vorliegenden Erfindung das Übersetzungsverhältnis des stufenlos
variablen Getriebes gesteuert, so daß die Änderungsrate gering
ist. Somit kann das ABS exakt unter Berücksichtigung der Bezie
hung zwischen der Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeit und der
tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert werden. Die
Übersetzungsverhältnis-Änderungsgeschwindigkeit während des Be
triebes des ABS wird von einer Tabelle hergeleitet, wodurch die
Steuerung erleichtert wird. Da das Übersetzungsverhältnis sich
nicht weit ändert, verringern sich die Vibrationen des Fahrzeugs
und die Lebensdauer des Keilriemens des Getriebes wird dadurch
erhöht. Wenn der Betrieb des ABS gestoppt wird, wird das Über
setzungsverhältnis angemessen in Übereinstimmung mit verschie
denen Fahrbedingungen herabgefahren, wodurch ein exzessiver Ma
schinenbremseffekt und Schlupf des Keilriemens verhindert wird.
Claims (4)
1. System zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses eines
Keilriemenantriebs-Getriebes, das an einer Verbrennungs
kraftmaschine in einem Kraftfahrzeug befestigt ist, ge
kennzeichnet durch
- - eine Antriebs-Keilriemenscheibe (7) mit einer hydraulisch versetzbaren Scheibe (7b) und einem primären hydrauli schen Zylinder (9) zur Bewegung der Scheibe;
- - eine angetriebene Keilriemenscheibe (8) mit einer hydrau lisch versetzbaren Scheibe (8b) und einem zweiten hydrau lischen Zylinder (10) zur Bewegung der Scheibe (8b);
- - einen Keilriemen (11), der mit beiden Keilriemenscheiben (7, 8) im Eingriff steht;
- - einem hydraulischen Kreislauf zur Belieferung von Öl von einer Pumpe (20) zu den Zylindern (9, 10);
- - ein Übersetzungsverhältnis-Steuerventil (23) zur Steue rung eines primären Druckes, mit dem der erste Zylinder (9) versorgt wird;
- - ein Leitungsdruck-Steuerventil (22) zur Steuerung eines zweiten Druckes, der zu dem zweiten Zylinder (10) führt;
- - ein Drosselklappen-Positionssensor (44) zur Erzeugung eines Drossenklappen-Öffnungsgradsignals;
- - Geschwindigkeitssensoren (41, 42, 43) zur Aufnahme der Geschwindigkeiten der Antriebs-Keilriemenscheibe (7) und der angetriebenen Keilriemenscheibe (8) und der Verbren nungskraftmaschine (1) und zur Erzeugung entsprechender Geschwindigkeitssignale;
- - Einrichtungen (45) zur Berechnung der tatsächlichen Über setzungsverhältnisse aus dem Antriebskeilriemenscheiben- Geschwindigkeitssignal und dem zweiten Keilriemenschei ben-Geschwindigkeitssignal zur Berechnung des tatsächli chen Übersetzungsverhältnisses und zur Erzeugung eines tatsächlichen Übersetzungsverhältnis-Signals;
- - Einrichtungen (46) zur Berechnung eines gewünschten Über setzungsverhältnisses aus dem Antriebskeilriemenscheiben- Geschwindigkeitssignal und dem Drosselklappen-Öffnungs grad-Signal zur Berechnung eines gewünschten Überset zungsverhältnisses und zur Erzeugung eines gewünschten Übersetzungsverhältnis-Signals;
- - Ventil-Betreibereinrichtungen, die auf das tatsächliche Übersetzungsverhältnis-Signal und das gewünschte Überset zungsverhältnis-Signal ansprechen zum Betreiben des Über setzungsverhältnis-Steuerventils (23), um damit das Über setzungsverhältnis auf das gewünschten Übersetzungsver hältnis zu steuern;
- - ein Antiblockier-Bremssystem, das folgende Einrichtungen beinhaltet:
- - ABS-Betriebsaufnahmeeinrichtungen zur Aufnahme eines Ausgangssignals des Antiblockier-Bremssystems und zur Erzeugung eines ABS-Signals;
- - Speichereinrichtungen (67) zum Speichern einer Viel zahl von gewünschten ABS-Übersetzungsverhältnissen während des Betriebes des Antiblockier-Bremssystems;
- - Auswahleinrichtungen (68), die auf das ABS-Signal an sprechen, um ein gewünschtes ABS-Übersetzungsverhält nis von den Speichereinrichtungen (67) statt des ge wünschten Übersetzungsverhältnisses zu erhalten und um das gewünschte ABS-Übersetzungsverhältnis auf die Ven til-Betätigungseinrichtungen (27, 28) anzuwenden; und
- - Anordnung der gewünschten ABS-Übersetzungsverhält nisse, um das tatsächliche Übersetzungsverhältnis auf das gewünschte ABS-Übersetzungsverhältnis langsam zu steuern.
2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch Durchgangs-Steuereinrichtungen, die auf das Ver
schwinden des ABS-Signals ansprechen, um das tatsächliche
Übersetzungsverhältnis auf das gewünschte Übersetzungsver
hältnis langsam zurückzuführen.
3. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch
- - Übersetzungsverhältnis-Änderungsgeschwindigkeitsrechner einrichtungen (47), die auf das tatsächliche Überset zungsverhältnis und das gewünschte Übersetzungsverhältnis zur Berechnung einer Übersetzungsverhältnis-Änderungsge schwindigkeit ansprechen;
- - Anwendung der berechneten Übersetzungsverhältnis-Ände rungsgeschwindigkeit auf die Ventil-Betriebseinrichtungen (27, 28) anstatt des gewünschten Übersetzungsverhält nisses.
4. System nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rückführungsgeschwindigkeit des
tatsächlich gewünschten Übersetzungsverhältnisses eine ab
fallende Funktion der Antriebskeilriemen-Geschwindigkeit
und des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses ist und
eine ansteigende Funktion des Drosselklappen-Öffnungsgrades
und des gewünschten Übersetzungsverhältnisses.
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