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JP5433338B2 - Vehicle operating sound control device - Google Patents
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JP5433338B2 - Vehicle operating sound control device - Google Patents

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JP5433338B2 JP2009179088A JP2009179088A JP5433338B2 JP 5433338 B2 JP5433338 B2 JP 5433338B2 JP 2009179088 A JP2009179088 A JP 2009179088A JP 2009179088 A JP2009179088 A JP 2009179088A JP 5433338 B2 JP5433338 B2 JP 5433338B2
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Description

本発明は車両の作動音制御に関するものである。   The present invention relates to vehicle operating sound control.

電動機の駆動電流を制御することにより電動機が発する騒音を低減させる技術が、特許文献1に開示されている。特許文献1では、運転条件に応じて重畳する高次電流の振幅、位相を最適に設定することにより、加振力を低減し、電動機が発する騒音を低減する。   Patent Document 1 discloses a technique for reducing noise generated by an electric motor by controlling a driving current of the electric motor. In Patent Document 1, the amplitude and phase of a high-order current superimposed according to operating conditions are set optimally, thereby reducing the excitation force and reducing the noise generated by the motor.

特開2000−13066号公報JP 2000-13066 A

上記の発明では、電動機が発する騒音を低減することは可能であるが、車両の加速走行時には運転者が感じる加速感が小さくなってしまう、といった問題点がある。   In the above invention, it is possible to reduce the noise generated by the electric motor, but there is a problem that the feeling of acceleration felt by the driver during acceleration of the vehicle is reduced.

本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、加速走行時の加速感を大きくし、加速走行時の音質を向上することを目的とする。   The present invention was invented to solve such problems, and it is an object of the present invention to increase the feeling of acceleration during acceleration traveling and to improve sound quality during acceleration traveling.

本発明は、車両の作動音制御装置に係るものである。車両の作動音制御装置は、モータと、モータの回転角を検出する回転角検出手段と、回転角検出手段で検出された回転角に基づいて、所定時間前の回転角を抽出する回転角抽出手段とを備える。また、回転角抽出手段で抽出した所定時間前の回転角からモータの作動音となる電気角次数成分を有する第1信号および現時点の回転角からモータの作動音となる電気角次数成分を有する第2信号を算出する作動音信号算出手段を備える。さらに作動音信号算出手段で算出された第1信号と第2信号とを乗算した値に基づいて電圧指令値を生成する電圧指令値生成手段と、電圧指令値生成手段によって生成された電圧指令値に基づいてインバータを制御する制御手段とを備える。   The present invention relates to a vehicle operating sound control device. A vehicle operation sound control device includes a motor, a rotation angle detection unit that detects a rotation angle of the motor, and a rotation angle extraction that extracts a rotation angle a predetermined time based on the rotation angle detected by the rotation angle detection unit. Means. In addition, the first signal having an electrical angle order component that becomes an operation sound of the motor from the rotation angle extracted by the rotation angle extraction means a predetermined time ago and the first signal having an electrical angle order component that becomes the operation sound of the motor from the current rotation angle. An operation sound signal calculating means for calculating two signals is provided. Furthermore, a voltage command value generating means for generating a voltage command value based on a value obtained by multiplying the first signal and the second signal calculated by the operating sound signal calculating means, and a voltage command value generated by the voltage command value generating means And a control means for controlling the inverter based on the above.

本発明によると、時間遅れを持った音を発生させて、モータが発する原音にディレイ効果を加えるようにしたので加速走行時の音質を向上することができる。   According to the present invention, a sound having a time delay is generated and a delay effect is added to the original sound generated by the motor, so that the sound quality during acceleration traveling can be improved.

第1実施形態の車両の概略構成図である。It is a schematic structure figure of vehicles of a 1st embodiment. 第1実施形態の音質評価結果を示す図である。It is a figure which shows the sound quality evaluation result of 1st Embodiment. ディレイ効果がない場合の音圧、またはディレイ効果がある場合の音圧と周波数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a sound pressure when there is no delay effect, or a sound pressure when there is a delay effect, and a frequency. 第1実施形態のモータの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the motor of 1st Embodiment. 電気角とモータの電流との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an electrical angle and the electric current of a motor. 電気角に対するモータの基本電流、補正係数、駆動電流の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the basic current of a motor with respect to an electrical angle, a correction coefficient, and a drive current. 駆動電流と加振力との磁性特性を示す図である。It is a figure which shows the magnetic characteristic of a drive current and an exciting force. 車両運転条件により定まる係数に対する加振力特性を示す図である。It is a figure which shows the excitation force characteristic with respect to the coefficient decided by vehicle driving conditions. 第2実施形態の音質評価結果を示す図である。It is a figure which shows the sound quality evaluation result of 2nd Embodiment. 時間遅れに対する加振力特性を示す図である。It is a figure which shows the exciting force characteristic with respect to time delay. 第3実施形態の外部操作部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the external operation part of 3rd Embodiment.

本発明の第1実施形態の構成について図1を用いて説明する。図1は本実施形態の車両の概略構成図である。   The configuration of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle according to the present embodiment.

本実施形態の車両1は、外部の電源から供給された電力を蓄えるバッテリー2と、バッテリー2の直流電流をコントローラ3の指令に基づき3相交流電流に変換するインバータ4と、3相交流電流を受けて回転駆動されるモータ5とを備える。   The vehicle 1 according to this embodiment includes a battery 2 that stores electric power supplied from an external power source, an inverter 4 that converts a direct current of the battery 2 into a three-phase alternating current based on a command from the controller 3, and a three-phase alternating current. And a motor 5 that is driven to rotate.

インバータ4はバッテリー2から供給される直流電流を3相交流に変換する。3相交流に変換された電流は、駆動電流としてモータ5に供給される。   The inverter 4 converts a direct current supplied from the battery 2 into a three-phase alternating current. The current converted into the three-phase alternating current is supplied to the motor 5 as a drive current.

モータ5は詳しくは後述するが、同期交流モータ5で構成する。モータ5の回転は、減速機6及びデファレンシャルギア7を介して車輪8に伝達されている。   Although the motor 5 will be described in detail later, it is constituted by a synchronous AC motor 5. The rotation of the motor 5 is transmitted to the wheels 8 via the speed reducer 6 and the differential gear 7.

コントローラ3は中央演算装置(CPU)20と、読み出し専用メモリ(ROM)21と、ランダムアクセスメモリ(RAM)22と、入出力インターフェイス(I/Oインターフェイス)23とを備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ3を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。コントローラ3は、ROM21に格納されたプログラムをCPU20が実行することにより、基本電流、駆動電流指示値などを算出し、インバータ4の制御などを行う。   The controller 3 includes a microcomputer having a central processing unit (CPU) 20, a read only memory (ROM) 21, a random access memory (RAM) 22, and an input / output interface (I / O interface) 23. . It is also possible to configure the controller 3 with a plurality of microcomputers. The controller 3 calculates a basic current, a drive current instruction value, and the like by executing a program stored in the ROM 21 and controls the inverter 4 and the like.

コントローラ3は、車両1の運転状態に応じて基本電流、駆動電流指示値を算出する。またコントローラ3は、駆動電流指示値と、各相に流れている実際の電流値を検出する電流センサ9が検出した実際の電流値との比較に基づき、所定の3相交流がインバータ4から出力されるように電流のフィードバック制御を行う。コントローラ3は、駆動電流指示値に基づく駆動電流がモータ5に供給されるようにインバータ4を制御する。つまり、コントローラ3は、駆動電流指示値に基づいてインバータ4における電圧指令値を算出し、電圧指令値に基づいてインバータ4を制御する。   The controller 3 calculates a basic current and a drive current instruction value according to the driving state of the vehicle 1. The controller 3 outputs a predetermined three-phase alternating current from the inverter 4 based on a comparison between the drive current instruction value and the actual current value detected by the current sensor 9 that detects the actual current value flowing in each phase. Current feedback control. The controller 3 controls the inverter 4 so that a drive current based on the drive current instruction value is supplied to the motor 5. That is, the controller 3 calculates a voltage command value in the inverter 4 based on the drive current command value, and controls the inverter 4 based on the voltage command value.

車両1の加速は、一般にドライバが積極的な加速意思を持つことを意味する。そこで車両1の加速走行時には、駆動源であるモータ5の作動音を、ドライバが加速を実感する音質へと変化させ、変化した音をドライバに積極的に聞かせることにより、車両1の運転フィーリングを改善することができる。   The acceleration of the vehicle 1 generally means that the driver has a positive intention to accelerate. Therefore, when the vehicle 1 is traveling at an accelerated speed, the operating sound of the motor 5 that is a driving source is changed to a sound quality that allows the driver to feel acceleration, and the changed sound is actively heard by the driver. The ring can be improved.

モータ5の作動音をこのようにして積極的に発生させることで、モータ5がもともと発していた作動音(以下、この作動音を原音とする)が目立たなくなる。その結果、例えば遮音カバーのような作動音低減部材を不要にする効果も期待できる。   By actively generating the operation sound of the motor 5 in this way, the operation sound originally generated by the motor 5 (hereinafter referred to as the original sound) becomes inconspicuous. As a result, for example, an effect of eliminating an operation sound reducing member such as a sound insulation cover can be expected.

図2は電動車の定常走行時の原音及び加速走行時の原音に対して時間遅れを持った音を重ねるディレイ効果を加えたときの音を定常走行音、加速走行音として、発明者らがドライバを被験者に聞かせて、SD法(意味尺度法)により音質評価した結果である。音質評価へのSD法の適用は、「音の評価のための心理学的測定方法」 (難波精一郎、桑野園子著 コロナ社,ISBN:978-4-339-01104-3) 107-133 ページにより公知である。   FIG. 2 shows that when the delay effect of adding a sound with a time delay to the original sound during steady driving and the original sound during acceleration driving is added as the steady driving sound and the acceleration traveling sound, the inventors This is a result of sound quality evaluation by SD method (semantic scale method) by letting the driver know the driver. The application of the SD method to sound quality evaluation is described in “Psychological Measurement Method for Sound Evaluation” (by Seichiro Namba and Sonoko Kuwano, Corona, ISBN: 978-4-339-01104-3), pages 107-133 It is known.

評価結果は基準となるディレイ効果が無い原音と同等な場合を4点として、値が大きいほど肯定的回答となっている。評価結果は様々な条件でディレイ効果を加えたときの平均をとったものである。定常走行音と加速走行音を比較すると、加速走行音の方が全体的にディレイ効果を加えることによる評点が良くなっている。被験者は、加速走行音において特に「面白い」「独創的な」「斬新な」「近未来的な」「響きのある」「耳に残る」等の感覚を強く感じるようになっている。また被験者は、定常走行音では感じている「不快な」「気持ち悪い」という感じを、加速走行音では感じなくなっている。このように電動車の加速走行時に、その加速走行時の原音にディレイ効果を加えることにより、今までに無いような響きがあり、かつ斬新で楽しい音を創り出すことができ、加速走行時の音質を向上させることができる。   The evaluation result is a case where it is equivalent to the original sound having no reference delay effect, and the higher the value, the more positive the answer. The evaluation results are averages obtained when the delay effect is added under various conditions. Comparing the steady running sound and the accelerated running sound, the accelerated running sound has a better score by adding a delay effect as a whole. The subject feels particularly strongly in the acceleration running sound such as “interesting”, “creative”, “innovative”, “futuristic”, “sounding”, “remaining in the ear”. In addition, the test subject does not feel the feeling of “uncomfortable” and “bad” felt by the steady running sound with the accelerated running sound. In this way, by adding a delay effect to the original sound at the time of acceleration driving of an electric vehicle, it is possible to create a new and fun sound that has never existed before, and the sound quality during acceleration driving Can be improved.

モータ5から発生する原音は、その回転の次数成分となるため、回転速度に比例した周波数成分を持つ。しかし定常走行では完全に速度が一定とはならないため、原音の周波数と時間遅れを持った音の周波数が近接し、低周波のうなりが発生する。このようなうなりはビート音として被験者に影響を与え、被験者は、定常走行時には「不快な」「気持ち悪い」という感じを受ける。そのため、被験者にかえって不快感を与えてしまう恐れがある。   Since the original sound generated from the motor 5 becomes the rotation order component, it has a frequency component proportional to the rotation speed. However, since the speed is not completely constant in steady running, the frequency of the original sound and the frequency of the sound having a time delay are close to each other, and a low frequency beat is generated. Such beats affect the subject as a beat sound, and the subject feels “uncomfortable” and “bad” during steady running. Therefore, there is a risk that the subject may feel uncomfortable.

従って、加速走行時は時間遅れを持った音を発生させて、モータ5が発する原音にディレイ効果を加えることが望ましい。一方、定常走行時はモータ5が発する原音にディレイ効果を加えないことが望ましい。これらを実現するために、コントローラ3はモータ5が発する原音にディレイ効果を加えるか否かを切り替える。   Therefore, it is desirable to add a delay effect to the original sound generated by the motor 5 by generating a sound with a time delay during acceleration traveling. On the other hand, it is desirable not to add a delay effect to the original sound generated by the motor 5 during steady running. In order to realize these, the controller 3 switches whether to add a delay effect to the original sound emitted by the motor 5.

図3にディレイ効果がない場合の音圧、またはディレイ効果がある場合の音圧と周波数との関係を示す。図3(a)はディレイ効果がない場合の音圧と周波数との関係を示す図である。図3(b)はディレイ効果がある場合の音圧と周波数との関係を示す図である。図3においては、線の太さが太くなるほど、音圧レベルが高くなる。ディレイ効果がある場合には、図3(b)に示すようにディレイ効果がない原音に対して時間遅れを持った音が発生する。時間遅れを持った音を発生させることにより、原音と時間遅れを持った音が重なり合って響きのある音を作り出すものである。従って原音にディレイ効果を付加するためには、時間遅れを持った音を発生させる必要があり、所定時間前のモータ音に相当する音を発生させることが必要となる。   FIG. 3 shows the relationship between the sound pressure when there is no delay effect or the sound pressure and frequency when there is a delay effect. FIG. 3A is a diagram showing the relationship between sound pressure and frequency when there is no delay effect. FIG. 3B is a diagram showing the relationship between sound pressure and frequency when there is a delay effect. In FIG. 3, the sound pressure level increases as the thickness of the line increases. When there is a delay effect, as shown in FIG. 3B, a sound having a time delay with respect to the original sound without the delay effect is generated. By generating a sound with a time delay, the original sound and the sound with a time delay are overlapped to create a reverberant sound. Therefore, in order to add a delay effect to the original sound, it is necessary to generate a sound having a time delay, and it is necessary to generate a sound corresponding to the motor sound a predetermined time ago.

本実施形態では、モータ5の駆動電流の基本電流に、基本電流の高次成分を付加することにより、所定時間前のモータの主要な騒音周波数の音を発生させる。それにより所定時間前のモータ音に相当する音を発生させる。   In the present embodiment, a high-order component of the basic current is added to the basic current of the drive current of the motor 5 to generate a sound having the main noise frequency of the motor a predetermined time ago. Thereby, a sound corresponding to the motor sound a predetermined time ago is generated.

ここでモータ5について図4を用いて詳しく説明する。図4は本実施形態のモータ5の概略断面図である。   Here, the motor 5 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic sectional view of the motor 5 of the present embodiment.

モータ5はステータ10とロータ11とを備える。ステータ10はU、V、Wの3相を交互にティース12に巻いた、12個のコイル13を備える。コイル13は集中巻きとする。ロータ11は外周に沿って等しい角度間隔で配置された8個の永久磁石14を備える。外周側をN極に着磁した永久磁石14と、外周側をS極に着磁した永久磁石14とを交互に配置することで、永久磁石14は4極対の永久磁石を構成する。また、モータ5はロータ11の回転角度を検出するレゾルバ15を備える。   The motor 5 includes a stator 10 and a rotor 11. The stator 10 includes twelve coils 13 in which three phases U, V, and W are alternately wound around the teeth 12. The coil 13 is concentrated winding. The rotor 11 includes eight permanent magnets 14 arranged at equal angular intervals along the outer periphery. The permanent magnet 14 constitutes a four-pole pair of permanent magnets by alternately arranging the permanent magnet 14 magnetized with the N pole on the outer peripheral side and the permanent magnet 14 magnetized with the S pole on the outer peripheral side. Further, the motor 5 includes a resolver 15 that detects the rotation angle of the rotor 11.

以上の構成により、4極対12スロットの集中巻きモータ5が構成される。4極対モータの場合、機械角90度においてステータ10の3個のスロットにロータ11の1極対の永久磁石14が対応する。   The concentrated winding motor 5 of 4 pole pairs 12 slots is comprised by the above structure. In the case of a 4-pole motor, the permanent magnet 14 of the 1-pole pair of the rotor 11 corresponds to the three slots of the stator 10 at a mechanical angle of 90 degrees.

図5(a)は機械角90度を1周期とする正弦波の基本電流をコイル13に印加してモータ5を駆動した場合の電流位相である。図5(a)においては、モータ5の機械角90度は電気角360度に相当する。モータ5に供給される正弦波状の基本電流(駆動電流)の電流位相は、レゾルバ15によって検出された回転角度に基づいて決定される。   FIG. 5A shows a current phase when the motor 5 is driven by applying a sinusoidal basic current having a mechanical angle of 90 degrees as one cycle to the coil 13. In FIG. 5A, the mechanical angle 90 degrees of the motor 5 corresponds to an electrical angle of 360 degrees. The current phase of the sinusoidal basic current (drive current) supplied to the motor 5 is determined based on the rotation angle detected by the resolver 15.

このときロータ11の極数2とステータ10のスロット数3の最小公倍数である電気角6次、機械角24次の周波数ではロータ11とステータ10間に作用する電磁力の半径方向成分が、全てのティース12に同位相で作用する、いわゆる円環0次モードとなる。円環0次モードにおいては、ステータ10がラジアル方向に一様に伸縮する、最も音になりやすい呼吸球状の振動をするため最も作動音が大きくなる。   At this time, the radial component of the electromagnetic force acting between the rotor 11 and the stator 10 is all at the frequency of the electrical angle 6th order and mechanical angle 24th order which is the least common multiple of the number of poles of the rotor 11 and the number of slots 3 of the stator 10 This is a so-called circular zero-order mode that acts on the teeth 12 in the same phase. In the circular 0th-order mode, the stator 10 expands and contracts uniformly in the radial direction, and the breathing spherical vibration that is most likely to generate sound is generated, so that the operating sound is the largest.

図5(b)はモータ5の基本電流に高次成分を付加して駆動電流を算出し、この駆動電流をコイル13に印加してモータ5を駆動した場合の電流位相である。電流が電磁気的に変換される結果、発生する電磁加振力の次数は、駆動電流に含まれる高次成分の次数に対して、±1次の次数となる。したがって、発生させたい電磁加振力の周波数に対して、電気角±1次の高次電流を基本電流に付加することにより所望の周波数の加振力を発生させることが可能となる。   FIG. 5B shows a current phase when the driving current is calculated by adding a high-order component to the basic current of the motor 5 and the motor 5 is driven by applying the driving current to the coil 13. As a result of the electromagnetic conversion of the current, the order of the generated electromagnetic excitation force is ± 1st order with respect to the order of higher order components included in the drive current. Therefore, it is possible to generate an excitation force having a desired frequency by adding an electrical angle ± primary higher-order current to the basic current with respect to the frequency of the electromagnetic excitation force to be generated.

本実施形態では、レゾルバ15で検出した電気角としての回転角度θはコントローラ3のRAM22にΔt秒前(所定時間前)の回転角度θ−Δtまで保持される。回転角度θ−ΔtはRAM22に限られず、他のメモリに保持されても良い。コントローラ3はΔt秒前の回転角度θ−Δtを用いてモータ5の作動音の主要次数である電気角6次に対して、Δt秒前の電気角6次成分を有する補正係数(第1信号)Kを式(1)に基づいて算出する。 In the present embodiment, it is held until the rotation angle theta -.DELTA.t of the rotation angle theta as an electrical angle detected by the resolver 15 Delta] t seconds before the RAM22 of the controller 3 (predetermined time before). The rotation angle θ- Δt is not limited to the RAM 22 and may be held in another memory. The controller 3 uses the rotation angle θ −Δt before Δt seconds to correct the electrical angle 6th order which is the main order of the operating sound of the motor 5 with respect to the correction coefficient (first signal) having the electrical angle 6th order component before Δt seconds. ) K is calculated based on equation (1).

K=1+qsin(6θ−Δt)・・・式(1)
q:車両運転条件(例えばアクセル開度)によって定まる係数
K = 1 + qsin (6θ -Δt ) ··· formula (1)
q: Coefficient determined by vehicle driving conditions (for example, accelerator opening)

なお、車両運転条件により定まる係数qは、Δt秒前のモータ5の主要な音の周波数に相当するモータ5の電気角6次成分の振幅を示す。   The coefficient q determined by the vehicle operating condition indicates the amplitude of the electrical angle sixth-order component of the motor 5 corresponding to the frequency of the main sound of the motor 5 before Δt seconds.

そして、コントローラ3は、算出した補正係数Kを式(2)に基づいて、車両1の運転条件に応じて算出した基本電流に乗算することにより、電気角±1次成分を有する駆動電流指示値(電流指示値)I、I、Iを算出する。なお、基本電流は現時点の回転角度θからモータ5の作動音となる電気角6次成分を持つ信号(第2信号)である。 Then, the controller 3 multiplies the calculated correction coefficient K by the basic current calculated according to the driving condition of the vehicle 1 based on the equation (2), thereby providing a drive current instruction value having an electrical angle ± primary component. (Current instruction values) I u , I v , I w are calculated. The basic current is a signal (second signal) having an electrical angle sixth-order component that is an operation sound of the motor 5 from the current rotation angle θ.

=KIsin(θ+θ
=KIsin(θ+θ−(2π/3))
=KIsin(θ+θ−(4π/3))・・・式(2)
:運転条件により定まる基本電流の振幅、θ:運転条件により定まる基本電流の位相
I u = KI 0 sin (θ + θ 0 )
I v = KI 0 sin (θ + θ 0 − (2π / 3))
I w = KI 0 sin (θ + θ 0 - (4π / 3)) ··· (2)
I 0 : Amplitude of basic current determined by operating conditions, θ 0 : Phase of basic current determined by operating conditions

コントローラ3は算出した駆動電流指示値に基づいてインバータ4を制御する。つまり、コントローラ3は図6(a)に示す基本電流波形に図6(b)に示す補正係数Kを乗算し、図6(c)に示す駆動電流指示値I、I、Iを算出する。そして、コントローラ3は、駆動電流指示値I、I、Iに基づいてインバータ4における電圧指令値を算出し、電圧指令値に基づいてインバータ4を制御する。 The controller 3 controls the inverter 4 based on the calculated drive current instruction value. That is, the controller 3 multiplies the basic current waveform shown in FIG. 6A by the correction coefficient K shown in FIG. 6B to obtain the drive current instruction values I u , I v , and I w shown in FIG. calculate. Then, the controller 3 calculates a voltage command value in the inverter 4 based on the drive current instruction values I u , I v , and I w and controls the inverter 4 based on the voltage command value.

これによって駆動電流指示値に基づいた駆動電流がモータ5のコイル13に印加され、モータ5が駆動する。モータ5ではΔt秒の時間遅れを持った加振力が発生する。   As a result, a drive current based on the drive current instruction value is applied to the coil 13 of the motor 5 to drive the motor 5. The motor 5 generates an excitation force with a time delay of Δt seconds.

このように基本電流に対してΔt秒前の電気角6次成分を持つ補正係数Kを乗算して、基本電流を補正して駆動電流指示値を算出することにより、駆動電流には図7(a)に示すように(Δt秒前の6次)±1次の高次成分電流が付加される。その結果、モータ5で発生する加振力には図7(b)に示すようにΔt秒前の電気角6次成分が新たに現れるようになる。つまり、Δtの時間遅れを持った音が原音に加わった音がモータ5から発生する。それによりディレイ効果を得ることが出来る。   Thus, by multiplying the basic current by the correction coefficient K having a sixth-order electrical angle component Δt seconds before, the basic current is corrected to calculate the driving current instruction value, thereby obtaining the driving current in FIG. As shown in a) (± 6th order before Δt seconds) ± first order higher order component current is added. As a result, as shown in FIG. 7B, a 6th-order electrical angle component Δt seconds before appears newly in the excitation force generated by the motor 5. That is, a sound in which a sound having a time delay of Δt is added to the original sound is generated from the motor 5. Thereby, a delay effect can be obtained.

本実施形態ではΔtを0.5秒としている。上記算出した駆動電流指示値に基づいてモータ5を駆動した結果、モータ5で発生する加振力は元々持っている電気角6次加振力に加えて、Δt秒前の電気角6次加振力が発生する。これら2つの加振力で発生する音により図8に示すように原音に加えて時間遅れを持った音が発生し、ディレイ効果が得られる。   In this embodiment, Δt is 0.5 seconds. As a result of driving the motor 5 based on the calculated drive current instruction value, the excitation force generated by the motor 5 is in addition to the electrical angle 6th order excitation force originally possessed, and the electrical angle 6th order addition of Δt seconds ago. Vibration force is generated. As shown in FIG. 8, a sound with a time delay is generated in addition to the original sound by the sound generated by these two excitation forces, and a delay effect is obtained.

本実施形態では、式(1)の車両運転条件により定まる係数qはアクセル開度に応じて変更され、アクセル開度が大きいほど車両運転条件により定まる係数qは大きくなる。そして、車両運転条件により定まる係数qが大きくなるにつれて、図8に示すように時間遅れを持った音の加振力は大きくなる。これによって、ドライバはアクセル開度が大きいほどディレイ効果を強く感じるようなる。   In the present embodiment, the coefficient q determined by the vehicle operating condition of Equation (1) is changed according to the accelerator opening, and the coefficient q determined by the vehicle operating condition increases as the accelerator opening increases. As the coefficient q determined by the vehicle operating conditions increases, the excitation force of the sound with a time delay increases as shown in FIG. As a result, the driver feels the delay effect more strongly as the accelerator opening is larger.

ただし、この時間遅れを持った音の周波数は原音である電気角6次成分やその高調波成分の音の周波数に対して比例関係を持った周波数とはならない。そのため、時間遅れの音のレベルが大きくなると、時間遅れの音と原音とが合わさり不協和音となりドライバに不快感を与えてしまう。このような不協和音は、時間遅れの音が原音の大きさと同程度かそれ以上となると起こるため、時間遅れの音の大きさは原音の大きさより小さい範囲としなければならない。そのため、本実施形態においては図8に示す、車両運転条件により定まる係数q≦0.2の範囲で車両運転条件により定まる係数qを変化させている。   However, the frequency of the sound having the time delay is not a frequency having a proportional relationship with the frequency of the sound of the electrical angle 6th order component and its harmonic component which are the original sound. For this reason, when the level of the time-delayed sound increases, the time-delayed sound and the original sound are combined to form a dissonant sound, which gives driver discomfort. Such a dissonance occurs when the time-delayed sound is approximately equal to or larger than the original sound, and therefore the time-delayed sound must be smaller than the original sound. Therefore, in the present embodiment, the coefficient q determined by the vehicle driving conditions is changed in the range of coefficient q ≦ 0.2 determined by the vehicle driving conditions shown in FIG.

また車両1の加速走行時以外の運転条件では、前記するようにディレイ効果を加えることによりドライバに不快感を与えてしまう場合があるため、車両運転条件により定まる係数qを「0」として高次成分電流付加は行わず、ディレイ効果が得られないようにする。コントローラ3は、例えば加速度を検出することで車両が加速走行時であるか定常走行時であるかを判定し、補正係数Kを基本電流に乗算するかどうかを切り替える。   Further, under driving conditions other than when the vehicle 1 is accelerating, there is a case where the driver is uncomfortable by adding the delay effect as described above. Therefore, the coefficient q determined by the vehicle driving conditions is set to “0” and the higher order. The component current is not added and the delay effect is not obtained. The controller 3 determines, for example, whether the vehicle is in acceleration traveling or steady traveling by detecting acceleration, and switches whether to multiply the basic current by the correction coefficient K.

以上により、アクセル開度に応じてディレイ効果を変更することにより、音質を向上させながら、不快感による音質悪化防止し、ディレイ効果により斬新で楽しい電動車の加速音を作り出すことが出来る。   As described above, by changing the delay effect according to the accelerator opening, it is possible to improve the sound quality, prevent deterioration of sound quality due to discomfort, and create a novel and fun acceleration sound of an electric vehicle by the delay effect.

本発明の第1実施形態の効果について説明する。   The effect of 1st Embodiment of this invention is demonstrated.

加速走行時に、Δt秒前の電気角6次成分を持つ補正係数Kを算出し、基本電流に補正係数Kを乗算して駆動電流指示値を算出する。この駆動電流指示値に基づいてインバータ4における電圧指令値を算出し、電圧指令値に基づいてインバータ4を制御する。これによって、Δt秒の時間遅れを持った音を発生させて、ディレイ効果によって加速走行時の音質を向上することができる。   During acceleration traveling, a correction coefficient K having a sixth-order electrical angle component Δt seconds before is calculated, and the basic current is multiplied by the correction coefficient K to calculate a drive current instruction value. A voltage command value in the inverter 4 is calculated based on the drive current instruction value, and the inverter 4 is controlled based on the voltage command value. As a result, a sound having a time delay of Δt seconds can be generated, and the sound quality during acceleration traveling can be improved by the delay effect.

レゾルバ15によって検出したΔt秒前の回転角度θ−ΔtをRAM22に記憶させることで、Δt秒前の回転角度θ−Δtを正確に読み出すことができ、ディレイ効果によって加速走行時の音質を正確に向上することができる。 The rotation angle theta -.DELTA.t before Δt seconds detected by the resolver 15 by storing in the RAM 22, can be read Δt seconds before the rotation angle theta -.DELTA.t precisely, the sound quality during accelerated running by delay effect accurately Can be improved.

車両1のアクセル開度が大きいほど、Δt秒の時間遅れを持った音の加振力を大きくすることで、よりディレイ効果を大きくし、より加速走行時の音質を向上することができる。   As the accelerator opening of the vehicle 1 is larger, the delay effect can be increased and the sound quality during acceleration traveling can be further improved by increasing the excitation force of the sound having a time delay of Δt seconds.

時間遅れを持った音の大きさを原音の大きさよりも小さくすることで不協和音の発生を防止し、音質悪化を防止することができる。   By making the volume of the sound with time delay smaller than the volume of the original sound, it is possible to prevent the generation of dissonance and to prevent the deterioration of the sound quality.

車両の走行状態が加速走行である場合には、補正係数Kを基本電流に乗算し、ディレイ効果を得ることで加速走行時の音質を向上することができる。また車両の走行状態が定常走行である場合には、補正係数Kを基本電流に乗算せずにディレイ効果を得ないようにすることで、うなりの発生を防止し、定常走行時の音質の悪化を防止することができる。   When the traveling state of the vehicle is accelerated traveling, the sound quality during accelerated traveling can be improved by multiplying the basic current by the correction coefficient K and obtaining a delay effect. Further, when the vehicle is in steady running, the delay coefficient is not obtained without multiplying the basic coefficient by the correction coefficient K, thereby preventing beats from occurring and deterioration of sound quality during steady running. Can be prevented.

次に本発明の第2実施形態について説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described.

本実施形態は第1実施形態に対して、Δt秒前の回転角度θ1−Δtを演算により求めるようにしたものである。本実施形態では、コントローラ3は、レゾルバ15で検出した電気角としての回転角度θを1階時間微分して回転角速度dθ/dtを算出し、また回転角度θを2階時間微分して回転角加速度dθ/dtを算出する。また、算出した回転角度dθ/dt、dθ/dtと時間遅れΔtから式(3)に基づいてΔt秒前の回転角度θ1−Δtを算出する。 This embodiment is obtained by the seek to the first embodiment, by calculating the Δt seconds before rotation angle .theta.1 -.DELTA.t. In the present embodiment, the controller 3 calculates the rotation angular velocity dθ / dt by differentiating the rotation angle θ as the electrical angle detected by the resolver 15 by the first order time, and differentiates the rotation angle θ by the second order time to obtain the rotation angle. The acceleration d 2 θ / dt 2 is calculated. Moreover, to calculate the Δt seconds before rotation angle .theta.1 -.DELTA.t based calculated rotation angle d [theta] / dt, from d 2 θ / dt 2 and the time delay Δt in equation (3).

Figure 0005433338
Figure 0005433338

また、算出したΔt秒前の回転角度θ1−Δtを用いて式(4)に基づいて補正係数Kを算出する。 Moreover, to calculate a correction factor K based on Equation (4) using the rotation angle .theta.1 -.DELTA.t previous calculated Δt seconds.

K=1+qsin(6θ1−Δt)・・・式(4) K = 1 + qsin (6θ1 -Δt ) ··· formula (4)

そして、第1実施形態と同様に基本電流に算出した補正係数Kを乗算して駆動電流指示値を算出する。この駆動電流指示値に基づいて、コントローラ3はインバータ4を制御する。これによってモータ5には駆動電流が供給され、第1実施形態と同様のディレイ効果を得ることができる。   Then, similarly to the first embodiment, the basic current is multiplied by the calculated correction coefficient K to calculate the drive current instruction value. Based on this drive current instruction value, the controller 3 controls the inverter 4. As a result, a drive current is supplied to the motor 5, and the same delay effect as in the first embodiment can be obtained.

これによりΔt秒前までの回転角度をコントローラ3のRAM22に保持する必要が無くなるため、コントローラ3に対する負荷を減らすことができる。   This eliminates the need to hold the rotation angle up to Δt seconds before in the RAM 22 of the controller 3, so that the load on the controller 3 can be reduced.

また本実施形態では、アクセル開度に応じて時間遅れΔtを変更している。図9に時間遅れΔtを変更したときの音質評価結果を示す。図9を参照すると、時間遅れΔtが小さいほど評価が良くなっていることが分かる。そこで本実施形態では、アクセル開度が大きいほど時間遅れΔtを小さくして、ドライバがよりディレイ効果が強く感じるようにしている。   In this embodiment, the time delay Δt is changed according to the accelerator opening. FIG. 9 shows the sound quality evaluation results when the time delay Δt is changed. Referring to FIG. 9, it can be seen that the smaller the time delay Δt, the better the evaluation. Therefore, in the present embodiment, the time delay Δt is decreased as the accelerator opening is increased, so that the driver feels the delay effect more strongly.

ただし、この時間遅れを持った音の周波数と原音である電気角6次成分の音の周波数は、等加速度であれば一定の周波数差であり、図10に示すように時間遅れΔtが小さいほどその周波数差も小さくなる。この周波数差が小さくなりすぎると一定周波数のうなりが発生する。うなりはドライバに不快感を与えてしまう。うなりは周波数差が約30Hz以下になると感じられるようになるため、本実施形態では周波数差Δfが30Hzより大きくなる範囲で時間遅れΔtを変化させている。なお、周波数差Δfは30Hzに限られることはなく、ドライバに不快感を与えない範囲で設定される。   However, the frequency of the sound having the time delay and the frequency of the sound of the electrical angle 6th order component which is the original sound are a constant frequency difference if the acceleration is constant, and the smaller the time delay Δt as shown in FIG. The frequency difference is also reduced. If this frequency difference becomes too small, a beat with a constant frequency occurs. The roar gives driver discomfort. Since the beat becomes felt when the frequency difference is about 30 Hz or less, in this embodiment, the time delay Δt is changed in a range where the frequency difference Δf is larger than 30 Hz. Note that the frequency difference Δf is not limited to 30 Hz, and is set in a range that does not cause discomfort to the driver.

なお、周波数差Δfと時間遅れΔtとは式(5)に示す関係がある。   The frequency difference Δf and the time delay Δt have the relationship shown in the equation (5).

Figure 0005433338
Figure 0005433338

そのため、周波数差Δfが30Hzよりも大きくなるためには、式(6)の関係を満たせばよい。   Therefore, in order for the frequency difference Δf to be greater than 30 Hz, the relationship of Expression (6) may be satisfied.

Figure 0005433338
Figure 0005433338

また車両1の加速走行時以外の運転条件では、前記のようにビート音により不快感を与えてしまう場合がある、そのため加速走行時以外の運転条件では、第1実施形態と同様に基本電流への高次成分電流付加は行われず、ビート音は発生しない。   Further, in driving conditions other than during acceleration traveling of the vehicle 1, there may be an unpleasant feeling due to the beat sound as described above. Therefore, in driving conditions other than during acceleration traveling, the basic current is returned to the same as in the first embodiment. No higher order component current is added, and no beat sound is generated.

以上により、コントローラ3の負荷を低減しながら、アクセル開度に応じてディレイ効果を変更することにより、音質を向上させつつ、不快感による音質悪化防止し、ディレイ効果により斬新で楽しい電動車の加速音を創り出すことが出来る。   As described above, the delay effect is changed according to the accelerator opening while reducing the load on the controller 3, thereby improving the sound quality and preventing the deterioration of the sound quality due to the uncomfortable feeling. Can create sound.

本発明の第2実施形態の効果について説明する。   The effect of 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.

時間遅れΔtに基づいて回転角度θ1−Δtを算出することで、コントローラ3のRAM22にΔt秒前の回転角度を記憶させずに、駆動電流指示値を算出することができる。これによってコントローラ3に対する負荷を低減することができる。 By calculating the rotation angle .theta.1 -.DELTA.t based on the time lag Delta] t, without storing the rotation angle of the previous Delta] t seconds RAM22 of the controller 3 can calculate the drive current command value. As a result, the load on the controller 3 can be reduced.

アクセル開度が大きいほど時間遅れΔtを小さくすることで、アクセル開度が大きい場合にはドライバにディレイ効果を強く感じさせることができ、加速走行時の音質をより向上することができる。   By reducing the time delay Δt as the accelerator opening is larger, the delay effect can be made stronger for the driver when the accelerator opening is larger, and the sound quality during acceleration traveling can be further improved.

時間遅れを持った音の周波数と原音の周波数との周波数差が30Hz以上になるように時間遅れΔtを設定する。これによって時間遅れを持った音の周波数と原音の周波数との周波数差が小さくなり、うなりが発生することを防止することができる。そのため加速走行時の音質悪化を防止することができる。   The time delay Δt is set so that the frequency difference between the frequency of the sound with time delay and the frequency of the original sound is 30 Hz or more. As a result, the frequency difference between the frequency of the sound having a time delay and the frequency of the original sound is reduced, and it is possible to prevent the beat from occurring. Therefore, it is possible to prevent deterioration in sound quality during acceleration traveling.

本発明の第3実施形態について図11を用いて説明する。図11は本実施形態の外部操作部の構成図である。   A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a configuration diagram of the external operation unit of the present embodiment.

本実施形態は、第2実施形態に対してディレイ効果の設定をドライバが任意に設定可能とする外部操作部16を追加したものである。外部操作部16は車両1の運転席近くに設けられる。外部操作部16は、ディレイ効果ON/OFFスイッチ17と、時間遅れ変更つまみ18と、ディレイ強さ変更つまみ19とを備える。   This embodiment is obtained by adding an external operation unit 16 that allows the driver to arbitrarily set the delay effect with respect to the second embodiment. The external operation unit 16 is provided near the driver's seat of the vehicle 1. The external operation unit 16 includes a delay effect ON / OFF switch 17, a time delay change knob 18, and a delay strength change knob 19.

ディレイ効果ON/OFFスイッチ17は、OFF/AUTO/MANUALの3ポジションから選択可能になっている。   The delay effect ON / OFF switch 17 can be selected from three positions of OFF / AUTO / MANUAL.

OFFが選択された場合、コントローラ3は基本電流への高次成分電流付加を行わず、駆動電流がモータ5に供給されてもディレイ効果は発生しない。そのため、ビート音が発生することはない。   When OFF is selected, the controller 3 does not add the high-order component current to the basic current, and no delay effect occurs even when the drive current is supplied to the motor 5. Therefore, no beat sound is generated.

AUTOが選択された場合は、第1実施形態または第2実施形態と同様に、コントローラ3の指示に基づきモータ5へ供給する駆動電流が制御され、ディレイ効果によって音質を向上させる。   When AUTO is selected, the drive current supplied to the motor 5 is controlled based on an instruction from the controller 3 as in the first or second embodiment, and the sound quality is improved by the delay effect.

MANUALが選択された場合は、時間遅れ変更つまみ18、ディレイ強さ変更つまみ19の設定に基づきディレイ効果を調整して音質を向上させる。この場合、時間遅れ変更つまみ18を右に回すほど時間遅れΔtが大きくなり、ディレイ強さ変更つまみ19を右に回すほど式(4)の車両運転条件により定まる係数qが大きくなり、時間遅れを持った音の大きさを大きくすることができる。   When MANUAL is selected, the delay effect is adjusted based on the settings of the time delay change knob 18 and the delay strength change knob 19 to improve the sound quality. In this case, the time delay Δt increases as the time delay change knob 18 is turned to the right, and the coefficient q determined by the vehicle operating condition of the equation (4) increases as the delay strength change knob 19 is turned to the right. You can increase the loudness you have.

以上のようにディレイ効果のマニュアル設定を可能とすることにより、ドライバが任意のディレイ効果を創り出すことが出来、ドライバの好みに応じた音質を創り出すことが出来る
本発明の第3実施形態の効果について説明する。
By enabling manual setting of the delay effect as described above, the driver can create an arbitrary delay effect, and can create a sound quality according to the preference of the driver. Effects of the third embodiment of the present invention explain.

ディレイ効果ON/OFFスイッチ18を設けることで、ドライバの操作によってディレイ効果による音質変更を切り替えることができ、ドライバの好みに合わせて音質を切り替えることができる。   By providing the delay effect ON / OFF switch 18, the sound quality change due to the delay effect can be switched by the operation of the driver, and the sound quality can be switched according to the preference of the driver.

ディレイ強さ変更つまみ19を設けることで、時間遅れを持った音の大きさを変更することができ、ドライバの好みに合った音質を作り出すことができる。   By providing the delay strength changing knob 19, the volume of the sound having a time delay can be changed, and the sound quality suitable for the driver's preference can be created.

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。   It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and improvements that can be made within the scope of the technical idea.

1 車両
2 バッテリー
3 コントローラ(回転角抽出手段、作動音信号算出手段、電圧指令値作成手段、制御手段)
4 インバータ
5 モータ
9 電流センサ
15 レゾルバ(回転角検出手段)
16 外部操作部
17 ディレイ効果ON/OFFスイッチ(切替手段)
18 時間遅れ変更つまみ(変更手段)
19 ディレイ強さ変更つまみ(変更手段)
22 ランダムアクセスメモリ(RAM、回転角記憶手段)
1 Vehicle 2 Battery 3 Controller (Rotation angle extraction means, operation sound signal calculation means, voltage command value creation means, control means)
4 Inverter 5 Motor 9 Current sensor 15 Resolver (Rotation angle detection means)
16 External operation section 17 Delay effect ON / OFF switch (switching means)
18 hours delay change knob (change means)
19 Delay strength change knob (change means)
22 Random access memory (RAM, rotation angle storage means)

Claims (12)

モータと、
前記モータの回転角を検出する回転角検出手段と、
前記回転角検出手段で検出された回転角に基づいて、所定時間前の回転角を抽出する回転角抽出手段と、
前記回転角抽出手段で抽出した前記所定時間前の回転角から前記モータの作動音となる電気角次数成分を有する第1信号および現時点の回転角から前記モータの作動音となる電気角次数成分を有する第2信号を算出する作動音信号算出手段と、
前記作動音信号算出手段で算出された前記第1信号と前記第2信号とを乗算した値に基づいて電圧指令値を生成する電圧指令値生成手段と、
前記電圧指令値生成手段によって生成された前記電圧指令値に基づいてインバータを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする車両の作動音制御装置。
A motor,
Rotation angle detection means for detecting the rotation angle of the motor;
Based on the rotation angle detected by the rotation angle detection means, a rotation angle extraction means for extracting a rotation angle a predetermined time ago;
A first signal having an electrical angle order component that becomes an operation sound of the motor from the rotation angle extracted by the rotation angle extraction means and the electrical angle order component that becomes an operation sound of the motor from the current rotation angle. Operating sound signal calculating means for calculating a second signal having;
Voltage command value generating means for generating a voltage command value based on a value obtained by multiplying the first signal and the second signal calculated by the operating sound signal calculating means;
And a control unit that controls an inverter based on the voltage command value generated by the voltage command value generation unit.
前記回転角検出手段で検出された回転角を記憶する回転角記憶手段を備え、
前記回転角抽出手段は前記回転角記憶手段から前記所定時間前の回転角を抽出することを特徴とする請求項1に記載の車両の作動音制御装置。
A rotation angle storage means for storing the rotation angle detected by the rotation angle detection means;
2. The vehicle operating sound control device according to claim 1, wherein the rotation angle extraction unit extracts a rotation angle of the predetermined time from the rotation angle storage unit.
前記回転角抽出手段は、前記回転角検出手段で検出された回転角に基づいて、前記所定時間前の回転角を算出することを特徴とする請求項1に記載の車両の作動音制御装置。   The vehicle operating sound control device according to claim 1, wherein the rotation angle extraction unit calculates a rotation angle before the predetermined time based on the rotation angle detected by the rotation angle detection unit. 前記作動音信号算出手段は、前記車両のアクセル開度が大きいほど、前記第1信号を大きくすることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の車両の作動音制御装置。   The said operation sound signal calculation means enlarges the said 1st signal, so that the accelerator opening degree of the said vehicle is large, The operation sound control apparatus of the vehicle as described in any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. 前記作動音信号算出手段は、前記車両のアクセル開度が大きいほど、前記第1信号に含まれる、前記所定時間前の前記モータの音の周波数に相当する前記モータの電気角次数成分の振幅を大きくすることを特徴とする請求項4に記載の車両の作動音制御装置。   The operating sound signal calculation means calculates the amplitude of the electrical angle order component of the motor corresponding to the frequency of the sound of the motor before the predetermined time included in the first signal as the accelerator opening of the vehicle increases. The operation sound control device for a vehicle according to claim 4, wherein the operation sound control device is increased. 前記第1信号を前記第2信号に乗算するかどうかを切り替える切替手段を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の車両の作動音制御装置。   The vehicle operating sound control device according to any one of claims 1 to 5, further comprising switching means for switching whether to multiply the second signal by the first signal. 前記所定時間、前記第1信号の大きさの少なくともいずれかを変更する変更手段を備えることを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載の車両の作動音制御装置。   The vehicle operating sound control device according to any one of claims 1 to 6, further comprising changing means for changing at least one of the magnitudes of the first signals for the predetermined time. 前記所定時間は、前記車両のアクセル開度が大きいほど短いことを特徴とする請求項1から7のいずれか一つに記載の車両の作動音制御装置。   8. The vehicle operating sound control device according to claim 1, wherein the predetermined time is shorter as the accelerator opening of the vehicle is larger. 前記所定時間は、前記第2信号の周波数と前記第1信号の周波数との周波数差が所定値以上となる時間であることを特徴とする請求項1から8のいずれか一つに記載の車両の作動音制御装置。   The vehicle according to any one of claims 1 to 8, wherein the predetermined time is a time when a frequency difference between the frequency of the second signal and the frequency of the first signal is equal to or greater than a predetermined value. Operating sound control device. 前記所定値は30Hzであることを特徴とする請求項9に記載の車両の作動音制御装置。   The vehicle operating sound control device according to claim 9, wherein the predetermined value is 30 Hz. 前記第1信号の大きさは、前記第2信号の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項1から10のいずれか一つに記載の車両の作動音制御装置。   The vehicle operating sound control device according to any one of claims 1 to 10, wherein the magnitude of the first signal is smaller than the magnitude of the second signal. 前記作動音信号算出手段は、前記車両が略一定速度で走行している場合には、前記第1信号を算出しないことを特徴とする請求項1から11のいずれか一つに記載の車両の作動音制御装置。   12. The vehicle according to claim 1, wherein the operation sound signal calculation unit does not calculate the first signal when the vehicle is traveling at a substantially constant speed. Operating sound control device.
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