CN111516704A - 用于在车辆中使用的安全装置、车辆和用于运行车辆的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于在车辆中使用的安全装置(100),所述安全装置被设立用于至少暂时地在自动化的行驶模式中运行,在所述自动化的行驶模式中所述车辆自动化地行驶,并且所述安全装置具有作为人机接口来构成的第一数据源(210),所述第一数据源被设立用于输出关于行驶状态的数据。所述安全装置(100)设有计算器件(110)和第一数据接口(121),其中所述安全装置(100)被设立用于通过所述第一数据接口(121)从所述第一数据源(210)接收关于行驶状态的数据。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在具有自动化的行驶模式的车辆中使用的安全装置、一种具有这样的安全装置的车辆以及一种用于运行车辆的方法。
背景技术
车辆中的现今的驾驶员辅助系统典型地不是为承担与安全相关的驾驶功能而设计。因此,即使现代的辅助功能在进行横向和纵向操纵时提供支持,驾驶员在这些辅助功能中总是保持作为车辆驾驶员的责任。
在未来的自动化功能、像例如所谓的“拥堵引航(Staupilot)”或者“交通拥堵引航(Traffic Jam Pilot)”中,现今的解决方案达到其极限,因为在这样的情况下车辆应该至少暂时承担责任并且驾驶员在此期间能够转向其它任务。在这方面,也能够谈及自动化的行驶模式,在所述自动化的行驶模式中车辆自动化地行驶。
由DE 10 2016 003 359 A1比如已知,在具有尤其自动化的行驶模式的车辆中使用两个控制器,所述控制器满足不同的安全标准。具有较高的安全标准的控制器在此以光学方式显示主动的自动化的行驶模式的存在,具有较低的安全标准的控制器则操控显示器。
发明内容
根据本发明,提出具有独立权利要求的特征的、一种用于在车辆中使用的安全装置、一种车辆以及一种用于运行车辆的方法。有利的设计方案是从属权利要求以及以下说明的主题。
按本发明的安全装置用于在车辆中使用或者为此而设置并且为此而设立。在此,特别合适的车辆被设立用于至少暂时地在自动化的行驶模式中运行,在所述自动化的行驶模式中车辆自动化地行驶。因此,尤其“自动化的行驶模式”这个概念应该是指,车辆-至少暂时地或者在特定的前提下-无需人类驾驶员的协助就在道路上行驶或者能够行驶。然而,所述车辆能够与上级的基础设施进行通信连接。此外,特别合适的车辆具有作为人机接口来构成的第一数据源,该第一数据源被设立用于输出关于行驶状态的数据。
这样的人机接口尤其是一种单元,借助于该单元能够将信息通知给驾驶员或者车辆中的其他人员。因此所述人机接口适宜地具有计算器件和/或信息输出器件。因此优选所述第一数据源也被设立用于将关于行驶状态的信息输出给驾驶员。朝相反方向的信息流也是适宜的,也就是说,人员能够通过人机接口将信息传送给车辆或相应的计算单元。在这个意义上,典型的和优选的人机接口是抬头显示器、组合仪器(仪器组)或主机(所谓的信息娱乐系统的操作单元)或者也仅仅是被照明的触摸屏、按钮或旋钮,如其在现代车辆中典型地所使用的那样。
本发明尤其能够确保安全悠关地将责任从车辆转交回给驾驶员。在这方面,车辆总是能够正确地尤其是在自动化地/非自动化地的区分方面作为关于行驶状态的信息向驾驶员显示或者通知当前的行驶模式。尤其是车辆不(再)处于自动化的行驶模式中的显示或信息必须可靠地发挥功能并且不得错误地向驾驶员显示车辆会自动化地行驶。
对于自动化地行驶的车辆来说,特别重要的是,可靠地向驾驶员显示车辆是否正在处于自动化的行驶模式中。为此,也就是说对于显示或信息通知来说,典型地规定了某些具有特别低的故障风险的安全等级。例如能够考虑根据在汽车领域中常见的ASIL分级(英文“Automotive Safety Integrity Level”)的ASID-D-等级。
现今的具有人机接口的驾驶员辅助系统典型地不是被设计用于承担与安全相关的行驶功能,也就是说,它们不满足对于自动化的行驶模式所需要的安全等级。更确切地说,车辆的驾驶员在这样的辅助功能中总是保持作为车辆驾驶员的责任。
所提出的安全装置现在具有计算器件和第一数据接口并且被设立用于通过第一数据接口从第一数据源、即人机接口接收关于行驶状态的数据。此外,所述安全装置被设立用于从与第一数据源不同的第二数据源接收关于行驶状态的数据,并且所述安全装置此外被设立用于在使用信息输出器件的情况下并且在从第一数据源和第二数据源接收的数据的基础上并且更确切地说特别是当在人机接口中识别到故障情况或者故障时将关于行驶状态的信息输出给驾驶员。
这种安全装置尤其能够是控制器或其他计算单元,其能够通过第一数据接口相应地被整合到车辆中。所述安全装置能够可变地布置在车辆中,这尤其能够在不取决于传统的人机接口的情况下实现。布置地点例如包括控制台中的安装位置、尤其是控制台中的、座位扶手的附近的或者也在车辆的车顶区域中的靠近驾驶员的安装位置。
所提出的安全装置在运行时从不同的数据源获得关于行驶状态的数据,其中尤其包括自动化的行驶模式或者具有关于车辆是否处于自动化的行驶模式中的信息的数据。所述第一数据源是(首要的)人机接口,其优选也用于在正常情况下向驾驶员通报行驶状态,而所述第二数据源则能够是车辆的其他计算单元或控制器、尤其是驾驶员辅助控制器(FAS或ADAS-Advanced Driver Assistance Systems)、像例如自动巡航仪、间距调节速度仪、制动辅助系统、车道保持辅助系统等等。为此,所述安全装置具有第二数据接口,其中所述安全装置被设立用于通过第二数据接口从第二数据源接收关于行驶状态的数据。
来自第一和第二数据源的数据能够(直接)传输自动化的行驶功能或者自动化的行驶模式的状态(例如“自动化地开启”、“自动化地关闭”、“在x秒内自动化的行驶模式开启”、“在x秒内自动化的行驶模式关闭”等等)或者包含以下数据,然后还必须首先由所述数据来推导出信息。
通过这种方式,有两个数据源供所述安全装置所用。在人机接口有故障或者失灵时,还总是存在来自第二数据源的数据并且还总是能够输出关于行驶状态的信息。关于行驶状态的信息的输出能够通过合适地附接的、例如本来在车辆中所存在的信息输出器件来实现。然而,特别优选的是,使用或者设置专门的、为所述安全装置所设置的信息输出器件。
这种能够在车辆中额外地使用的安全装置的特殊的优点现在在于,能够比如在用于车辆的基本装备的意义上继续使用具有低的安全等级的常见的人机接口。相反,所提出的安全装置则能够在特殊装备的意义上使用,在所述特殊装备的范围内实现自动化的驾驶。与此相反,不需要常见的人机接口、例如主机的第二种变型方案或者具有用于所有装备变型方案的高安全等级的人机接口。更确切地说,通过所述安全装置覆盖了与安全相关的功能。尤其能够规定,所述安全装置中的决定功能或者说“Voter(表决)-功能”决定了由这两个数据源接收的数据的正确性并且因此例如能够保护人机接口或者识别故障。
优选所述安全装置被设立用于从第二数据源接收关于行驶状态的数据,在与所述第一数据源分开的情况下向所述第二数据源供给能量。通过这种方式保证,即使在所述第一数据源、即人机接口的能量供给失灵时,仍然能够将关于当前的行驶状态的数据传送给所述安全装置并且必要时也能够根据所述安全装置的能量供给尤其安全且正确地输出关于当前的行驶状态的数据。为此,尤其将不同的车载电网通道视作能量供给源,所述车载电网通道用相应的预防措施彼此脱耦,使得例如车载电网通道之一中的短路不会损害到其他车载电网通道的功能能力。但是也能够考虑,为所述安全装置设置单独的、尤其是与车辆的车载电网无关的蓄能单元。也能够考虑紧急情况-能量供给机构、例如电池等等,其仅仅在其余的能量供给机构失灵时使用。
所述安全装置有利地被设立用于当在人机接口中识别到故障时将所述人机接口去除激活。因此,在安全技术上,尤其在所述安全装置具有比人机接口高的安全等级时,所述人机接口能够被视为从机(并且所述安全装置被视为主机)。通过这种方式还能够更好地保护所述安全装置。尤其能够通过所提到的“Voter(表决)-功能”来识别故障,或者如果不再从人机接口接收数据的话。
所述安全装置优选具有信息输出器件,关于行驶状态的信息能够通过所述信息输出器件来输出。然而,作为替代方案或补充方案,也优选的是,所述安全装置具有相对于信息输出器件的接口,通过该接口能够为所述信息输出器件提供数据和/或信号和/或供电。对于集成的信息输出器件来说获得紧凑的覆盖所有功能的单元,而所述接口则能够实现信息输出器件在车辆中的有针对性的定位。所述信息输出器件的这两种变型方案都能够是这样的被设立用于输出光学的和/或声学的信息的信息输出器件。其中尤其包括显示器、一个或多个LED或其他灯、扬声器或用于警告声音的执行器。尤其对于显示器或扬声器来说,也能够考虑到输出词语或句子,所述词语或句子例如根据情况通知驾驶员、尤其不仅仅关于行驶状态而且必要时也包含其它信息。也能够考虑输出其他的、尤其是与安全相关的信息。
适宜的是,所述安全装置被设立用于识别信息输出器件的故障。如果所述安全装置具有相对于信息输出器件的接口,则也适宜的是,所述安全装置被设立用于识别这个接口的故障。换句话说,因此能够对自身的以及所附接的或所使用的信息输出器件或者所述接口进行诊断,这在总体上提高了安全性。
也优选的是,所述安全装置被设立用于识别自身的故障并且尤其也在使用信息输出器件的情况下将其显示出来。通过这样的自诊断的可行方案同样提高了安全性。
此外,本发明的主题是一种车辆,所述车辆被设立用于至少暂时地在自动化的行驶模式中运行,在所述自动化的行驶模式中车辆自动化地行驶,所述车辆具有作为人机接口来构成的第一数据源,所述第一数据源被设立用于输出关于行驶状态的数据,所述车辆具有与第一数据源不同的第二数据源,所述第二数据源被设立用于输出关于行驶状态的数据,并且所述车辆具有根据本发明的安全装置。
所述安全装置和所述第一数据源或者所述人机接口在此尤其是借助于不同的能量供给源来得到能量供给。不同的能量供给源在此尤其是不同的车载电网通道的部分。但是也能够考虑,用于所述安全装置的能量供给源构造为单独的、尤其与车辆的车载电网无关的蓄能单元。
作为替代方案或补充方案,优选所述第二数据源和所述第一数据源借助于不同的能量供给源来得到能量供给。作为替代方案或补充方案,优选所述安全装置和所述第二数据源借助于同一个能量供给源来供给。因此,尤其能够为第一数据源、第二数据源和安全装置设置两个或三个不同的能量供给源。
此外,本发明的主题是一种用于运行车辆的方法,所述车辆被设立用于至少暂时地在自动化的行驶模式中运行,在所述自动化的行驶模式中车辆自动化地行驶,并且所述车辆具有作为人机接口来构成的第一数据源,所述第一数据源被设立用于输出关于行驶状态的数据。此外,所述车辆也具有与第一数据源不同的第二数据源,所述第二数据源被设立用于输出关于行驶状态的数据。在此,接收来自第一数据源的关于行驶状态的数据和来自第二数据源的关于行驶状态的数据,并且在利用信息输出器件的情况下在从第一数据源和第二数据源接收的关于行驶状态的数据的基础上输出信息。为此,尤其能够使用所述车辆中的按本发明的安全装置或按本发明的车辆。
关于车辆和方法的优点以及其它优选的设计方案,为了避免重复而参考上述关于安全装置的解释,所述解释在此相应地适用。
按本发明的方法以具有用于执行所有方法步骤的程序代码的计算机程序或计算机程序产品的形式来实现,这也是有利的,因为这引起的成本特别小,尤其如果执行用的控制器还被用于其它任务并且因此本来就存在的话。用于提供计算机程序的合适的数据载体尤其是磁性存储器、光学存储器和电存储器、像比如硬盘、闪存盘、EEPROM、DVD等等。也能够通过计算机网络(互联网、内联网等)来下载程序。
本发明的其它优点和设计方案由说明书和附图来得出。
附图说明
本发明借助于实施例在附图中示意性地示出并且在下面参照附图来描述。
图1示意性地示出了按本发明的车辆的一种优选的实施方式。
图2示意性地示出了按本发明的安全装置的一种优选的实施方式。
图3示意性地示出了按本发明的安全装置的另一种优选的实施方式。
图4示意性地示出了按本发明的安全装置的另一种优选的实施方式。
具体实施方式
在图1中示意性地示出了按本发明的车辆200的一种优选的实施方式,用所述车辆也能够实施按本发明的方法。
所述车辆200具有作为带有信息输出器件的人机接口来构成的第一数据源210。在此这比如能够是一种主机(Head-Unit)或者一种组合仪器,所述组合仪器也能够用于并且被设立用于驾驶员辅助功能。所述人机接口210被设立用于通过相应的数据接口、例如CAN接口来输出关于行驶状态的数据。所述数据例如能够由驾驶员辅助控制器传送给人机接口210。
此外,所述人机接口210被设立用于通过信息输出器件将关于行驶状态的信息输出给驾驶员。尤其能够输出关于车辆200是否处于自动化的行驶模式中的信息。信息的这样的输出能够以光学的和/或声学的方式来进行。
此外,所述车辆100具有作为第二数据源的计算单元220,该计算单元同样能够通过相应的数据接口、例如CAN接口来输出关于行驶状态的数据。为此,所述计算单元220例如能够自己产生这些数据并且/或者从驾驶员辅助控制器处获得这些数据。所述计算单元220例如能够是ESP控制器或者尤其是用于与安全相关的或者对安全来说关键的功能的其他控制器和/或是驾驶员辅助控制器。
此外,设置了安全装置100,该安全装置不仅与人机接口210相连接而且与计算单元220相连接。所述安全装置100是按本发明的安全装置的一种优选的实施方式,如其-结合与人机接口210和计算单元220的具体的连接-下面还要详细解释的那样。
在图2中示意性地示出了按本发明的安全装置100的一种优选的实施方式,如其比如能够在按照图1的车辆200中所使用的那样。
所述安全装置100具有计算器件110以及第一数据接口121和第二数据接口122。已经在图1中示出的第一数据源或人机接口210通过所述第一数据接口121以数据传输的方式、例如经由CAN-、MOST-、LIN-或Flexray-总线或也经由以太网被连接到安全装置100或其计算器件110上。同样已经在图1中示出的计算单元220 -其在本发明的意义上代表着第二数据源-通过第二数据接口122以数据传输的方式、例如经由CAN-、MOST-、LIN-或Flexray-总线或者也经由以太网被连接到安全装置100或其计算器件110上。
通过这种方式,所述安全装置100能够从两个不同的数据源获得关于当前行驶状态的数据并且能够从中作为关于行驶状态的信息尤其推导出,所述车辆200是否处于自动化的行驶模式中。这些数据能够分别直接包含关于自动化的行驶功能或自动化的行驶模式的状态的信息(例如“自动化地开启”、“自动化地关闭”、“在x秒内自动化的行驶模式开启”、“在x秒内自动化的行驶模式关闭”等等)或者能够用于首先获取信息。
此外,示范性地示出了车辆200的车载电网的两条不同的车载电网通道201和202,所述车载电网通道允许并且也确保了彼此分开的并且尤其独立的能量供给。所述人机接口210被附接或被连接在车载电网通道201上并且由此得到了能量供给,而计算单元220则被附接或被连接在车载电网通道202上并且由此得到能量供给。这种所示出的能量供给是一种典型的能量供给,其用于例如作为人机接口210的组合仪器和作为计算单元220的ESP控制器。然而,结合本发明,由此也确保所述安全装置即使在车载电网通道201失灵时也能够继续获得关于行驶状态的数据。在这个意义上,所述第二数据接口122也用作所谓的“故障观测数据接口(Fail-Op-Data-Schnittstelle)”。
所述安全装置100本身出于这个原因优选同样被附接到车载电网通道202上,也就是通过接口125被附接到所述车载电网通道上并且由此得到能量供给。然而,不言而喻,也能够使用其他的、必要时单独的另外的能量源、比如电池,以用于给安全装置100供给能量。这不仅能够作为车载电网通道202的替代方案而且能够作为其补充方案来进行。
此外,所述安全装置100通过接口123与被设立用于输出声学信息的信息输出器件130相连接。所述信息输出器件130例如能够是用于警告声音或警告的振荡信号等等的扬声器或声学的信号发生器。
此外,所述安全装置100通过接口124与被设立用于输出光学信息的信息输出器件140相连接。所述信息输出机构140例如能够是一个或多个LEDs、小灯、发光带或者不过也能够是显示器等等。
不仅所述信息输出器件130而且所述信息输出器件140都通过接口123或124与计算器件110相连接,从而能够输出或者能够显示用于相应的信息的数据或信号。此外,优选不仅所述信息输出器件130而且所述信息输出器件140都通过接口123或124来得到电流供给或者能量供给,这在使用驱动器或功率级111或112的情况下进行。因此,所述接口123和124不仅用于供电而且用于传输数据或信号。
通过将驱动器或功率级集成到安全装置100中这种方式,所述信息输出器件能够以小的结构空间需求来有针对性地或如愿地被放置在车辆中,以便能够向驾驶员最佳地显示关于行驶状态的信息或必要时也显示其他信息。
不言而喻,这里所示出的信息输出器件130和140仅仅示范性地被选出。能够根据期望或情况来选择所述信息输出器件的数量和种类。例如,也能够仅仅考虑声学的信息输出器件或者仅仅考虑光学的信息输出器件。
现在,所述安全装置100被设立用于借助于信息输出器件130和140将关于行驶状态的信息输出给驾驶员。这能够与通过人机接口210进行的输出同时并且并行地进行或者只有在无论是由于能量供给故障、硬件故障并且/或者还是由于软件故障而确定所述人机接口210有故障、比如失灵时才进行。
在图3中示意性地示出了按本发明的安全装置100’的另一种优选的实施方式,如其例如同样能够在按照图1的车辆200中所使用的那样。
所述安全装置100’基本上对应于按照图2的安全装置100,但是例外情况是,驱动器或功率级111’或112’在这里没有被集成到安全装置中,而是布置在其外部,特别是布置在相应的信息输出器件130或140处或者其附近。
相应地,所述接口123或124能够被简化到数据或信号的传输并且用于驱动器或功率级111’或112’的供电能够与安全装置100’分开地进行,例如通过另一条车载电网通道或分开的能量供给源来进行。不言而喻,用于安全装置的能量供给也能够用于驱动器或功率级。
通过这种方式能够提供需要较少结构空间的安全装置。也能够考虑,使用已经在车辆中存在的驱动器或功率级和/或信息输出器件,尤其是如果它们为安全要求而设计。此外,参考关于图2的描述,所述描述在这里相应地适用。
在图4中示意性地示出了按照本发明的安全装置100’’的另一种优选的实施方式,如其比如同样能够在按照图1的车辆200中使用的那样。
所述安全装置100’’基本上对应于图2的安全装置100,但是例外情况是,不仅驱动器或者功率级111’或者112’’而且这里用130’’和140’’来表示的信息输出器件都被集成到所述安全装置中。
相应地,不需要用于传输数据或信号的外部接口。通过这种方式,能够提供一种本身有功能能力的并且能够多方面使用的紧凑的安全装置。此外,要参考关于图2的描述,所述描述在这里相应地适用。
Claims (17)
1.用于在车辆(200)中使用的安全装置(100、100’、100’’),所述安全装置被设立用于至少暂时地在自动化的行驶模式中运行,在所述自动化的行驶模式中所述车辆(200)自动化地行驶,并且所述安全装置具有作为人机接口来构成的第一数据源(210),所述第一数据源被设立用于输出关于行驶状态的数据,所述安全装置具有计算器件(110)和第一数据接口(121),
其中所述安全装置(100、100’、100’’)被设立用于通过所述第一数据接口(121)从所述第一数据源(210)接收关于行驶状态的数据,
其中所述安全装置(100、100’、100’’)被设立用于从与所述第一数据源(210)不同的第二数据源(220)接收关于行驶状态的数据,并且
其中所述安全装置(100、100’、100’’)被设立用于在使用信息输出器件(130、130’’、140、140’’)的情况下并且在从所述第一数据源(210)和所述第二数据源(220)接收的数据的基础上将关于行驶状态的信息输出给驾驶员。
2.根据权利要求1所述的安全装置(100、100’、100’’),具有第二数据接口(122),其中所述安全装置(100、100’、100’’)被设立用于通过所述第二数据接口(122)接收所述第二数据源(220)的关于行驶状态的数据。
3.根据前述权利要求中任一项所述的安全装置(100、100’、100’’),所述安全装置被设立用于在识别到所述第一数据源的故障时输出关于行驶状态的信息。
4.根据权利要求3所述的安全装置(100、100’、100’’),所述安全装置被设立用于在识别到所述第一数据源的故障时将所述第一数据源去除激活。
5.根据前述权利要求中任一项所述的安全装置(100’’),此外具有信息输出器件(130’’、140’’),通过所述信息输出器件能够输出关于行驶状态的信息。
6.根据前述权利要求中任一项所述的安全装置(100、100’’),此外具有相对于所述信息输出器件(130、140)的接口(123、124),通过所述接口能够为所述信息输出器件(130、140)提供数据和/或信号和/或供电。
7.根据权利要求5或6所述的安全装置(100、100’),所述安全装置被设立用于识别所述信息输出器件(130、130’’、140、140’’)的故障。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的安全装置(100、100’、100’’),其中所述信息输出器件(130、130’’、140、140’’)被设立用于输出光学的和/或声学的信息。
9.根据前述权利要求中任一项所述的安全装置(100、100’、100’’),所述安全装置被设立用于识别自身的故障并且尤其也在使用信息输出器件(130、130’’、140、140’’)的情况下将其显示出来。
10.根据前述权利要求中任一项所述的安全装置(100、100’、100’’),所述安全装置被设立用于以与所述第一数据源(210)相同的或者比其高的安全等级来输出关于行驶状态的信息。
11.车辆(200),所述车辆被设立用于至少暂时地在自动化的行驶模式中运行,在所述自动化的行驶模式中所述车辆(200)自动化地行驶,所述车辆具有作为人机接口来构成的第一数据源(210),所述第一数据源被设立用于输出关于行驶状态的数据,所述车辆具有与所述第一数据源(210)不同的第二数据源(220),所述第二数据源被设立用于输出关于行驶状态的数据,并且所述车辆具有根据前述权利要求中任一项所述的安全装置(100、100’﹑100’’)。
12.根据权利要求11所述的车辆(200),其中所述第一数据源(210)被设立用于将关于行驶状态的信息输出给驾驶员。
13.根据权利要求11或12所述的车辆(200),其中所述安全装置(100、100’、100’’)和所述第一数据源(210)借助于不同的能量供给源来得到能量供给,并且/或者其中所述第二数据源(220)和所述第一数据源(210)借助于不同的能量供给源来得到能量供给。
14.根据权利要求13所述的车辆(200),其中所述不同的能量供给源是不同的车载电网通道(201、202)的一部分。
15.根据权利要求13所述的车辆(200),其中用于安全装置(100、100’、100’’)的能量供给源构造为单独的、尤其是与车辆的车载电网无关的蓄能单元。
16.用于运行车辆(200)的方法,所述车辆被设立用于至少暂时地在自动化的行驶模式中运行,在所述自动化的行驶模式中所述车辆(200)自动化地行驶,所述车辆具有作为人机接口来构成的第一数据源(210),所述第一数据源被设立用于输出关于行驶状态的数据,并且所述车辆具有与所述第一数据源(210)不同的第二数据源(220),所述第二数据源被设立用于输出关于行驶状态的数据,
其中接收来自所述第一数据源(210)的关于行驶状态的数据,
其中接收来自所述第二数据源(220)的关于行驶状态的数据,并且
其中在使用信息输出器件(130、130’’、140、140’’)的情况下在从所述第一数据源(210)和所述第二数据源(220)接收的关于行驶状态的数据的基础上输出关行行驶状态的信息。
17.根据权利要求16所述的方法,其中在所述车辆(200)中设置了根据权利要求1至10中任一项所述的安全装置(100、100’、100’’),或者其中使用根据权利要求11至16中任一项所述的车辆(200)。
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