CN103362591A - 用于车辆的油泵控制系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的油泵控制系统及其操作方法，所述用于车辆的油泵控制系统包括：油泵，所述油泵用以形成将油供应至发动机的压力；油压调节阀，所述油压调节阀流体连接至所述油泵，以通过控制由所述油泵形成的压力来控制供应至发动机的油压；油传感器，所述油传感器用以感测供应至发动机的油压和油温；以及控制器，所述控制器用以监测从外部输入的车辆信息以及监测通过所述油传感器感测到的压力和温度，其中所述控制器基于经监测的车辆信息的发动机RPM和油温来确定目标油压值，并控制所述油压调节阀使得经监测的油压遵循已确定的目标油压值。

Description

用于车辆的油泵控制系统及其操作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年3月27日提交的韩国专利申请第10-2012-0030958号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明的示例性实施方案涉及一种用于车辆的油泵控制系统，且特别地涉及一种用于车辆的油泵控制系统及其操作方法，从而控制油泵以调节发动机润滑系统的油压。

背景技术

用于车辆的常规油泵控制系统包括一个或两个室，并使用机械弹簧常数和应用于所述室的压力来控制发动机润滑系统的油压。

根据这种机械控制方法，用于车辆的常规油泵控制系统仅使用固定油压进行控制。因此，当在低发动机RPM下将常规油泵控制应用于柴油发动机时，其效率下降。

此外，常规油泵控制系统在泵的可变起点与最大油压之间具有某种平衡。因此，当将油压的可变起点设定至低压时，难以在满载过程中调节油压，且当在满载过程中调节油压时，油压的可变起点增加。相应地，燃油效率下降。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的油泵控制系统，其能够通过使用发动机RPM和油温传感器或发动机控制单元（ECU）的内部温度变量来主动控制油泵的流量，从而改进发动机的燃油效率。

本发明的其他目的和优点可通过如下描述得以理解，并参照本发明的实施方案而变得显而易见。而且，对于本发明所属领域的技术人员显而易见的是，本发明的目的和优点可通过所要求保护的方式及其组合而实现。

在本发明的一个方面，一种用于车辆的油泵控制系统可包括油泵、油压调节阀、油传感器和控制器，所述油泵用以形成将油供应至发动机的压力；所述油压调节阀流体连接至所述油泵，以通过控制由所述油泵形成的压力来控制供应至发动机的油压；所述油传感器用以感测供应至发动机的油压和油温；所述控制器用以监测从外部输入的车辆信息以及监测通过所述油传感器感测到的压力和温度，其中所述控制器基于经监测的车辆信息的发动机RPM和油温来确定目标油压值，并控制所述油压调节阀使得经监测的油压遵循所确定的目标油压值。

所述油泵可包括第一室和第二室，所述第一室连接至与发动机流体连接的油泵出口，所述第二室连接至所述油压调节阀，其中所述第二室的内压由所述油压调节阀控制。

所述油压调节阀可包括三端口二通电磁阀，该三端口二通电磁阀具有P端口、A端口和T端口，所述P端口连接至从所述油泵出口分叉出的第一支路，所述A端口连接至所述第二室，所述T端口连接至油盘。

所述油压调节阀可包括三端口二通电磁阀，该三端口二通电磁阀具有P端口、A端口和T端口，所述P端口连接至从主油道分叉出的第二支路，该主油道连接到所述第一室，所述A端口连接至所述第二室，所述T端口连接至油盘。

所述控制器监测所述油传感器和所述油压调节阀正常与否，当作为监测结果所述油传感器的功能和所述油压调节阀的功能正常时，所述控制器执行第一模式，在该第一模式中所述控制器基于发动机RPM和油压确定第一目标油压值，并控制所述油压调节阀使得经监测的油压遵循所确定的第一目标油压值。

所述控制器监测所述油传感器和所述油压调节阀正常与否，当作为监测结果所述油传感器的功能和所述油压调节阀的功能都正常时，所述控制器执行第一模式，在该第一模式中所述控制器基于发动机RPM和油压确定第一目标油压值，并控制所述油压调节阀使得经监测的油压遵循所确定的第一目标油压值。

当作为监测结果所述油传感器的油温感测功能不正常时，所述控制器执行第二模式，在该第二模式中所述控制器基于发动机RPM确定第二目标油压值，并控制所述油压调节阀使得经监测的油压遵循所确定的第二目标油压值。

当作为监测结果所述油传感器的油压感测功能和所述油压调节阀的功能中的至少一个不正常时，所述控制器执行第三模式，在该第三模式中所述控制器使所述油压调节阀的控制功能无效。

所述油泵作为机械可变油泵而进行操作。

所述目标油压值由第一映射图确定，在所述第一映射图中预先去定了对于发动机RPM和油温的目标油压值。

所述第一映射图的目标油压值通过线性插值确定。

所述油传感器构造为可具有油压感测功能和油温感测功能两者，或可具有油压感测功能和油温感测功能中的任意一种。

在本发明的另一方面，一种用于车辆的油泵控制系统的操作方法，所述用于车辆的油泵控制系统可以包括油泵和油压调节阀，所述油泵用以形成将油供应至发动机的压力，所述油压调节阀连接至所述油泵以通过控制由所述油泵形成的压力来控制供应至发动机的油压，所述操作方法包括：监测从外部输入的车辆信息以及由油传感器感测的油压和油温；基于经监测的车辆信息的发动机RPM和油温来确定目标油压值，并控制所述油压调节阀使得经监测的油压遵循所确定的目标油压值。

所述操作方法可以进一步包括：监测所述油传感器和所述油压调节阀正常与否；以及当作为监测结果所述油传感器的功能和所述油压调节阀的功能正常时，执行第一模式，在该第一模式中基于发动机RPM和油温来确定第一目标油压值，并控制所述油压调节阀使得经监测的油压遵循所确定的第一目标油压值。

当作为监测结果所述油传感器的油温感测功能不正常时，执行第二模式，在该第二模式中基于发动机RPM确定第二目标油压值，并控制所述油压调节阀使得经监测的油压遵循所确定的第二目标油压值。

当作为监测结果所述油传感器的油压感测功能和所述油压调节阀的功能中的至少一个不正常时，执行第三模式，在该第三模式中使所述油压调节阀的控制功能无效。

所述油泵可以包括第一室和第二室，所述第一室连接至与发动机流体连接的油泵出口，所述第二室连接至所述油调节阀，其中所述第二室的内压由所述油压调节阀控制。

所述油泵可以包括第一室和第二室，所述第一室连接至与发动机流体连接的油泵出口，所述第二室连接至所述油调节阀，其中所述第二室的内压由所述油压调节阀控制。

所述油压调节阀可以包括三端口二通电磁阀，该三端口二通电磁阀具有P端口、A端口和T端口，所述P端口连接至从所述油泵出口分叉出的第一支路，所述A端口连接至所述第二室，所述T端口连接至油盘。

所述油压调节阀包括三端口二通电磁阀，该三端口二通电磁阀具有P端口、A端口和T端口，所述P端口连接至从主油道分叉出的第二支路，该主油道连接到所述第一室，所述A端口连接至所述第二室，所述T端口连接至油盘。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其他特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1为根据本发明的各个示例性实施方案的用于车辆的油泵控制系统的框图。

图2为根据本发明的各个示例性实施方案的在第一模式中的控制器的框图。

图3为根据本发明的各个示例性实施方案的在第一模式中的油压调节阀的状态图。

图4为显示根据本发明的各个示例性实施方案的在第一模式中的油压的图。

图5为根据本发明的各个示例性实施方案的在第一模式中的油压调节阀的另一状态图。

图6为显示根据本发明的各个示例性实施方案的在第一模式中的油压的另一个图。

图7为根据本发明的各个示例性实施方案的在第二模式中的控制器的框图。

图8为根据本发明的各个示例性实施方案的在第二模式中的油压调节阀的状态图。

图9为显示根据本发明的各个示例性实施方案的在第二模式中的油压的图。

图10为解释根据本发明的各个示例性实施方案的用于车辆的油泵控制系统的操作方法的操作状态图。

图11为根据本发明的各个示例性实施方案的用于车辆的油泵控制系统的框图。

图12为显示根据本发明的各个示例性实施方案的效果的图。

应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。

具体实施方式

下面将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

本发明的示例性实施方案将参照附图在下文更详细地进行描述。然而，本发明可以以不同的形式具体表达，且不应被解释为局限于本文所述的示例性实施方案。相反，提供这些实施方案，使得本公开内容为透彻和完整的，并将本发明的范围完全传达给本领域技术人员。在整个公开中，同样的附图标记在本发明的各种附图和实施方案中指代同样的部件。

参见图1，将描述根据本发明的第一实施方案的用于车辆的油泵控制系统。图1为根据本发明的第一实施方案的用于车辆的油泵控制系统的框图。

根据本发明的第一实施方案的用于车辆的油泵控制系统100包括油泵110、油压调节阀120、油传感器130和控制器140。

油泵110泵送油盘的油，并将经泵送的油排放至油泵出口112。油泵110执行了形成用于将油供应至发动机E的压力的功能。

在本发明的本示例性实施方案中，油泵110可包括第一室114和第二室116，所述第一室114连接至油泵出口112，所述第二室连接至油压调节阀120以控制其内压。

油压控制阀120可包括三端口二通电磁阀，该三端口二通电磁阀具有P端口、A端口和T端口，所述P端口连接到从油泵出口112分叉处的第一支路D1，所述A端口连接至第二室116，所述T端口连接至油盘。在此情况中，通过第一支路D1供应的油压用作油压调节阀120的压力源。

油传感器130感测通过主油道M而供应至发动机E的油压和油温，并将感测的压力和温度传递至控制器140。此外，油传感器130检查其功能正常与否，并将检查结果传递至控制器130。

即，油传感器130可具有用于感测油压的油压感测功能、用于感测油的温度的油温感测功能，以及确定油传感器130正常与否的功能。油传感器130可构造为包括油压感测功能和油温感测功能两者或仅包括所述功能的任意一种。

控制器140控制根据本发明的第一实施方案的用于车辆的油泵控制系统100的总体操作。控制器140监测从外部输入的车辆信息以及监测通过油传感器130感测的油压和油温，基于经监测的车辆信息的发动机RPM和油温来计算目标油压值，并控制油压调节阀120使得经监测的油压遵循计算目标油压值。控制器140可包含在发动机控制单元（ECU）中，或作为单独的模块进行设置。

此外，控制器140可监测油传感器130和油压调节阀120正常与否，并根据监测结果而以三种模式进行操作。

作为监测的结果，当油传感器130和油压调节阀120的功能都正常时，控制器140以第一模式操作。在第一模式中，控制器140基于发动机RPM和油温来控制供应至发动机E的油压。所述第一模式对应于根据本发明的第一实施方案的用于车辆的油泵控制系统100的正常模式。

参见图2，控制器140可包括第一映射图142和第一PID控制模块144，以执行第一模式。第一目标油压值可通过第一映射图142计算，在所述第一映射图142中预先确定了用于发动机RPM和油压的目标油压值。第一PID控制模块144控制油压调节阀120，使得经监测的油压遵循计算的第一目标油压值。

参见图3，当在第一模式中供应至发动机E的油压被控制至低压时，油从P端口流动至油压调节阀120的A端口。因此，当在第一模式中供应至发动机E的油压被控制至低压时，第一室114、第二室116和主油道M的油压可如图4中所示进行表示。

参见图5，当在第一模式中供应至发动机E的油压被控制至由第一映射图142计算的第一目标油压值时，油从P端口流动至A端口，并从A端口流动至油压溢流阀120的P端口。之前在第一映射图142中设定的目标油压值可通过线性插值确定。

因此，当在第一模式中供应至发动机E的油压被控制至第一目标油压值时，第一室114、第二室116和主油道M的油压可如图6中所示进行表示。

作为监测的结果，当油传感器130的油温感测功能不正常时，控制器140以第二模式操作。在第二模式中，控制器140基于发动机RPM来控制供应至发动机E的油压。第二模式对应于如下操作模式：当对应于根据本发明的第一实施方案的油泵控制系统100的油传感器130的部分功能的油温感测功能发生故障时所执行的操作模式。

参见图7，控制器140可包括第二曲线146和第二PID控制模块148，以执行第二模式。第二目标油压值可通过第二曲线146进行计算，在所述第二曲线146中预先决定了发动机RPM的目标油压值。第二PID控制模块148控制油压调节阀120，使得经监测的油压遵循计算的第二目标油压值。

参见图5，当在第二模式中供应至发动机E的油压被控制到由第二曲线146计算的第二目标油压值时，油从P端口流动至A端口，并从A端口流动至油压调节阀120的P端口。在第二曲线146中预设的目标油压值可通过线性插值确定。第一映射图142是发动机RPM和油压被设定成输入值的二维映射图，而第二曲线146是发动机RPM被设定为输入值的一维曲线函数。

因此，当在第二模式中供应至发动机E的油压被控制至第二目标油压值时，第一室114、第二室116和主通路M的油压可如图6中所示进行表示。

作为监测的结果，当油传感器130的油压感测功能和油压调节阀120的功能中的至少任意一个不正常时，控制器140以第三模式操作。在第三模式中，控制器140可使油压调节阀120的控制功能无效。

参见图8，当在第三模式中供应至发动机E的油压被设定至最大压力以关闭控制和电子控制功能时，油从A端口流动至油压调节阀120的T端口，然后排放至油盘。

因此，当在第三模式中供应至发动机E的油压被设定至最大压力以关闭控制和电子控制功能时，第一室114、第二室116和主通路M的油压可如图9中所示进行表示。

图10为基于上述三种操作模式的状态图。参见图10，将描述根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的油泵控制系统100的操作方法。

参见图10，当在发动机E被操作的状态下完成系统的初始化时，控制器140连续监测油传感器130和油压调节阀120正常与否，并根据监测结果而选择性地执行第一模式S1、第二模式S2和第三模式S3。

例如，作为监测的结果，当油传感器130的功能和油压溢流阀120在系统的初始状态中正常时，控制器140立即执行第一模式S1。当在系统执行第二或第三模式S2或S3的状态下油传感器130的功能和油压溢流阀120的功能正常时，控制器140转向第一模式S1，如图10所示。

此外，作为监测的结果，当油传感器130的油温感测功能在系统的初始状态中不正常时，控制器140立即执行第二模式S2。当在系统执行第一或第三模式S1或S3的状态下油传感器130的油温感测功能不正常时，控制器140转向第二模式S2，如图10所示。

此外，作为监测的结果，当油传感器130的油压感测功能和油压调节阀120的功能中的至少任意一个在系统的初始状态中不正常时，控制器140立即执行第三模式S3。当在系统执行第二或第三模式S2或S3的状态下油传感器130的油压感测功能和油压调节阀120的功能中的至少任意一个不正常时，控制器140转向第三模式S3，如图10所示。

在下文，参见图11，将描述根据本发明的第二实施方案的用于车辆的油泵控制系统200。根据本发明的第二实施方案的用于车辆的油泵控制系统200包括油泵210、油压调节阀220、油传感器230和控制器240。

油泵210泵送油盘的油，并将经泵送的油排放至油泵出口212。油泵210进行形成用于将油供应至发动机E的压力的功能。

在本发明的本示例性实施方案中，油泵210可包括第一室214和第二室216，所述第一室114连接至油泵出口212，所述第二室连接至油压调节阀220以控制其内压。

油压溢流阀220可包括三端口二通电磁阀，该三端口二通电磁阀具有P端口、A端口和T端口，所述P端口连接至从主油道M分叉出来的第二支路D2，所述A端口连接至第二室216，所述T端口连接至油盘。在此情况中，通过第二支路D2供应的油压用作油压调节阀220的压力源。

不同于根据本发明的第一实施方案的油泵控制系统100，在根据本发明的第二实施方案的油泵控制系统200中，油压调节阀220的压力源连接至主油道M。

根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的油泵控制系统100和200可将油压主动地控制到所需水平，如图12所示。因此，由于油泵控制系统100和200可在油温较低的状态中将油压降低至所需水平（高温满载水平），因此油压/流量形成所需的驱动转矩可得以降低，由此改进发动机燃油效率。

此外，尽管在电控制系统中发生故障，但根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的油泵控制系统100和200以与具有溢流阀的机械单级可变油泵相同的方式进行操作。因此，油泵控制系统100和200在故障安全性方面具有优点。

根据本发明的示例性实施方案，用于车辆的油泵控制系统及其操作方法可使用发动机RPM和油温传感器的内部温度变量或控制器来主动控制油泵的流量，由此改进发动机的燃油效率。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (20)

1.一种用于车辆的油泵控制系统，其包括：

油泵，所述油泵用以形成将油供应至发动机的压力；

油压调节阀，所述油压调节阀流体连接至所述油泵，以通过控制由所述油泵形成的压力来控制供应至发动机的油压；

油传感器，所述油传感器用以感测供应至发动机的油压和油温；以及

控制器，所述控制器用以监测从外部输入的车辆信息以及监测通过所述油传感器感测到的压力和温度，其中所述控制器基于经监测的车辆信息的发动机RPM和油温来确定目标油压值，并控制所述油压调节阀使得经监测的油压遵循已确定的目标油压值。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的油泵控制系统，其中所述油泵包括第一室和第二室，所述第一室连接至与发动机流体连接的油泵出口，所述第二室连接至所述油压调节阀，其中所述第二室的内压由所述油压调节阀控制。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的油泵控制系统，其中所述油压调节阀包括三端口二通电磁阀，该三端口二通电磁阀具有P端口、A端口和T端口，所述P端口连接至从所述油泵出口分叉出的第一支路，所述A端口连接至所述第二室，所述T端口连接至油盘。

4.根据权利要求2所述的用于车辆的油泵控制系统，其中所述油压调节阀包括三端口二通电磁阀，该三端口二通电磁阀具有P端口、A端口和T端口，所述P端口连接至从主油道分叉出的第二支路，该主油道连接到所述第一室，所述A端口连接至所述第二室，所述T端口连接至油盘。

5.根据权利要求1所述的用于车辆的油泵控制系统，其中所述控制器监测所述油传感器和所述油压调节阀正常与否，且

当作为监测结果所述油传感器的功能和所述油压调节阀的功能正常时，所述控制器执行第一模式，在该第一模式中，所述控制器基于发动机RPM和油压来确定第一目标油压值，并控制所述油压调节阀使得经监测的油压遵循所确定的第一目标油压值。

6.根据权利要求2所述的用于车辆的油泵控制系统，其中所述控制器监测所述油传感器和所述油压调节阀正常与否，且

当作为监测结果所述油传感器的功能和所述油压调节阀的功能正常时，所述控制器执行第一模式，在该第一模式中，所述控制器基于发动机RPM和油压来确定第一目标油压值，并控制所述油压调节阀使得经监测的油压遵循所确定的第一目标油压值。

7.根据权利要求6所述的用于车辆的油泵控制系统，其中当作为监测结果所述油传感器的油温感测功能不正常时，所述控制器执行第二模式，在该第二模式中，所述控制器基于发动机RPM确定第二目标油压值，并控制所述油压调节阀使得经监测的油压遵循所确定的第二目标油压值。

8.根据权利要求7所述的用于车辆的油泵控制系统，其中当作为监测结果所述油传感器的油压感测功能和所述油压调节阀的功能中的至少一个不正常时，所述控制器执行第三模式，在该第三模式中，所述控制器使所述油压调节阀的控制功能无效。

9.根据权利要求8所述的用于车辆的油泵控制系统，其中所述油泵作为机械可变油泵来进行操作。

10.根据权利要求1所述的用于车辆的油泵控制系统，其中所述目标油压值由第一映射图确定，在所述第一映射图中预先确定了发动机RPM和油温的目标油压值。

11.根据权利要求10所述的用于车辆的油泵控制系统，其中所述第一映射图的目标油压值通过线性插值确定。

12.根据权利要求1所述的用于车辆的油泵控制系统，其中所述油传感器构造为具有油压感测功能和油温感测功能两者，或具有油压感测功能和油温感测功能中的任意一种。

13.一种用于车辆的油泵控制系统的操作方法，所述用于车辆的油泵控制系统包括油泵和油压调节阀，所述油泵用以形成将油供应至发动机的压力，所述油压调节阀连接至所述油泵以通过控制由所述油泵形成的压力来控制供应至发动机的油压，所述操作方法包括：

监测从外部输入的车辆信息以及由油传感器感测的油压和油温；

基于经监测的车辆信息的发动机RPM和油温来确定目标油压值，并控制所述油压调节阀使得经监测的油压遵循所确定的目标油压值。

14.根据权利要求13所述的用于车辆的油泵控制系统的操作方法，其进一步包括：

监测所述油传感器和所述油压调节阀正常与否；以及

当作为监测结果所述油传感器的功能和所述油压调节阀的功能正常时，执行第一模式，在该第一模式中基于发动机RPM和油温来确定第一目标油压值，并控制所述油压调节阀使得经监测的油压遵循所确定的第一目标油压值。

15.根据权利要求14所述的用于车辆的油泵控制系统的操作方法，其进一步包括：当作为监测结果所述油传感器的油温感测功能不正常时，执行第二模式，在该第二模式中基于发动机RPM确定第二目标油压值，并控制所述油压调节阀使得经监测的油压遵循所确定的第二目标油压值。

16.根据权利要求14所述的用于车辆的油泵控制系统的操作方法，其进一步包括：当作为监测结果所述油传感器的油压感测功能和所述油压调节阀的功能中的至少一个不正常时，执行第三模式，在该第三模式中使所述油压调节阀的控制功能无效。

17.根据权利要求13所述的用于车辆的油泵控制系统的操作方法，其中所述油泵包括第一室和第二室，所述第一室连接至与发动机流体连接的油泵出口，所述第二室连接至所述油调节阀，其中所述第二室的内压由所述油压调节阀控制。

18.根据权利要求14所述的用于车辆的油泵控制系统的操作方法，其中所述油泵包括第一室和第二室，所述第一室连接至与发动机流体连接的油泵出口，所述第二室连接至所述油调节阀，其中所述第二室的内压由所述油压调节阀控制。

19.根据权利要求18所述的用于车辆的油泵控制系统的操作方法，其中所述油压调节阀包括三端口二通电磁阀，该三端口二通电磁阀具有P端口、A端口和T端口，所述P端口连接至从所述油泵出口分叉出的第一支路，所述A端口连接至所述第二室，所述T端口连接至油盘。

20.根据权利要求18所述的用于车辆的油泵控制系统的操作方法，其中所述油压调节阀包括三端口二通电磁阀，该三端口二通电磁阀具有P端口、A端口和T端口，所述P端口连接至从主油道分叉出的第二支路，该主油道连接到所述第一室，所述A端口连接至所述第二室，所述T端口连接至油盘。

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