CN111645669B - 混合动力车辆的控制方法和装置、介质、设备、车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种插电增程式混合动力车辆的控制方法和装置、介质、设备、车辆。该方法包括：在车辆行驶过程中，若动力电池发生故障，则控制发动机以预定转速运行并带动发电机，以使发电机为驱动电机供电，驱动电机驱动车辆行驶；确定车辆的需求功率；判断需求功率和发电机的发电功率是否匹配；若判定需求功率和发电机的发电功率不匹配，则在调节发动机的扭矩和发电机的扭矩的同时，控制低压蓄电池参与驱动电机供电电量的分配。这样，利用低压蓄电池作为调节平衡的缓冲器，避免了母线电压的较大波动和频繁地报警。即使将发动机设置为以较低的转速运行，也能够保证扭矩调整的精确性，提升了乘车舒适性和经济性。

Description

混合动力车辆的控制方法和装置、介质、设备、车辆

技术领域

本公开涉及车辆控制领域，具体地，涉及一种插电增程式混合动力车辆的控制方法和装置、介质、设备、车辆。

背景技术

混合动力车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或多个驱动系统共同提供。通常所说的混合动力车辆包括油电混合动力汽车和气电混合动力车辆，即采用传统的内燃机(柴油机、汽油机或气体机)和电动机作为动力源。

目前，插电增程式混合动力车辆中有一种控制策略，即车辆在动力电池突发故障不能进行充放电等正常工作时，整车可以以一定的车速维持运行一段时间，保证车辆后续的运行或能够及时到达维修站。通常在这种情况下，整车行驶所需的功率全部通过发动机驱动发电机，发电机为驱动电机供电来实现(驱动电机驱动车辆行驶)。整个过程不经过动力电池，并能够通过控制发动机和发电机的扭矩来维持供需功率的平衡。

发明内容

本公开的目的是提供一种车辆驾驶的舒适性好且经济性较好的插电增程式混合动力车辆的控制方法和装置、介质、设备、车辆。

为了实现上述目的，本公开提供一种插电增程式混合动力车辆的控制方法。所述方法包括：

在所述车辆行驶过程中，若动力电池发生故障，则控制发动机以预定转速运行并带动发电机，以使所述发电机为所述驱动电机供电，所述驱动电机驱动所述车辆行驶；

确定所述车辆的需求功率；

判断所述需求功率和所述发电机的发电功率是否匹配；

若判定所述需求功率和所述发电机的发电功率不匹配，则在调节所述发动机的扭矩和所述发电机的扭矩的同时，控制低压蓄电池参与所述驱动电机供电电量的分配。

可选地，确定所述车辆的需求功率，包括：根据油门踏板的开度和制动踏板的开度确定所述车辆的需求功率。

可选地，判断所述需求功率和所述发电机的发电功率是否匹配，包括：

若所述需求功率和所述发电机的发电功率的差值的绝对值大于预定的差值阈值，则判定所述需求功率和所述发电机的发电功率不匹配。

可选地，在调节所述发动机的扭矩和所述发电机的扭矩的同时，控制低压蓄电池参与所述驱动电机供电电量的分配，包括：

若所述需求功率大于所述发电机的发电功率，则在增大所述发动机的扭矩和所述发电机的扭矩的同时，控制所述低压蓄电池与所述发电机同时向所述驱动电机供电；

若所述需求功率小于所述发电机的发电功率，则在减小所述发动机的扭矩和所述发电机的扭矩的同时，控制所述发电机驱动所述车辆并向所述低压蓄电池充电。

可选地，所述低压蓄电池通过DCDC转换器向所述驱动电机供电。

可选地，所述发电机通过所述DCDC转换器向所述低压蓄电池充电，所述DCDC转换器为双向DCDC转换器。

本公开还提供一种插电增程式混合动力车辆的控制装置，所述装置包括：

第一控制模块，用于在所述车辆行驶过程中，若动力电池发生故障，则控制发动机以预定转速运行并带动发电机，以使所述发电机为所述驱动电机供电，所述驱动电机驱动所述车辆行驶；

确定模块，用于确定所述车辆的需求功率；

判断模块，用于判断所述需求功率和所述发电机的发电功率是否匹配；

第二控制模块，用于若判定所述需求功率和所述发电机的发电功率不匹配，则在调节所述发动机的扭矩和所述发电机的扭矩的同时，控制低压蓄电池参与所述驱动电机供电电量的分配。

本公开还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开提供的上述方法的步骤。

本公开还提供一种电子设备，包括：

存储器，其上存储有计算机程序；

处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开提供的上述方法的步骤。

本公开还提供一种插电增程式混合动力车辆，所述车辆包括发动机、发电机、低压蓄电池、驱动电机和控制器，所述控制器用于执行本公开提供的上述方法的步骤。

通过上述技术方案，若需求功率和发电机的发电功率不匹配，则在调节发动机扭矩和发电机扭矩的同时，控制低压蓄电池参与驱动电机供电电量的分配。这样，在通过调节扭矩来调节功率平衡的同时，利用低压蓄电池作为调节平衡的缓冲器，避免了因发动机和发电机扭矩调节的响应时间较长而引起的母线电压的较大波动和频繁地报警。并且，即使将发动机设置为以较低的转速运行，也能够保证扭矩调整的精确性，不会因为调节扭矩时扭矩变化量过大而导致超调量过大，因此，在动力电池故障的情况下，既能满足插电增程式混合动力车辆的运行需求，又提升了乘车舒适性和经济性。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是一示例性实施例提供的插电增程式混合动力车辆的控制方法的流程图；

图2是一示例性实施例提供的插电增程式混合动力车辆的控制方法中的器件连接关系示意图；

图3是另一示例性实施例提供的插电增程式混合动力车辆的控制方法中的器件连接关系示意图；

图4是一示例性实施例提供的插电增程式混合动力车辆的控制装置的框图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

如上所述，插电增程式混合动力车辆在其动力电池突发故障不能进行充放电等正常工作时，整车可以以一定的车速维持运行一段时间。这种模式下，发动机一般设定为恒定转速，且该转速较高(例如，1800转/分)，发动机驱动发电机，发电机为驱动电机供电来驱动车辆。此时，整车运行消耗的功率随着踏板的开度的变化而实时变化，并且，通过调整发电机扭矩和发动机扭矩来实现发电功率与整车消耗功率的平衡。

车辆在该模式下运行时，如果驾驶员踩下加油踏板加速，则需求功率增大，大于当前发电机的发电功率，导致母线电压降低，则可以通过增加扭矩来提高发电功率，以保证母线电压稳定；反之，如果驾驶员踩下制动踏板制动时，则需求功率降低，小于当前发电机的发电功率，导致母线电压升高，则可以通过降低发电机扭矩和发动机扭矩来减小发电功率，以保证母线电压稳定。

由于发动机和发电机的扭矩调节存在先后关系，均需要一定的时间来响应，因此在调节过程中母线电压常常会在一定范围内进行波动。若将发动机的工作转速设置得过低，通过功率、扭矩和转速三者的换算关系可知，变化相同的功率，扭矩变化的绝对值也会加大；而扭矩变化的绝对值越大，相对越难精准控制，超调量就越大，很容易出现母线电压过高或过低，引发故障报警的现象。因此，目前在该模式下通常会将发动机的转速设置为较高转速(如1800转/分以上)，而发动机在高转速下，输出相同的功率，油耗较高，排放较差，振动较大，影响了该模式下的驾乘体验以及发动机的寿命。考虑到以上问题，发明人想到，可以将低压蓄电池作为一个缓冲器，来参与电机供电电量的分配，以下详细描述。

图1是一示例性实施例提供的插电增程式混合动力车辆的控制方法的流程图。如图1所示，所述方法可以包括以下步骤：

步骤S11，在车辆行驶过程中，若动力电池发生故障，则控制发动机以预定转速运行并带动发电机，以使发电机为驱动电机供电，驱动电机驱动车辆行驶。

步骤S12，确定车辆的需求功率。

步骤S13，判断需求功率和发电机的发电功率是否匹配。

步骤S14，若判定需求功率和发电机的发电功率不匹配，则在调节发动机的扭矩和发电机的扭矩的同时，控制低压蓄电池参与驱动电机供电电量的分配。

可以采用相关技术来判断动力电池的故障。并且，在相关技术中，发动机的预定转速比较大(例如，1800转/分)，本方案中可以采用较小的转速(例如，1200转/分)。

车辆的需求功率可以包括用于驱动的功率和用于压缩机等电器的功率。用于电器的功率通常是固定的，为电器的额定功率，但用于驱动的功率是随着驾驶员的操作实时变化的。

可以根据油门踏板的开度和制动踏板的开度确定车辆的需求功率。当油门踏板被踩下时，可以根据油门踏板的开度计算出与该油门踏板的开度对应的需求功率。在相关技术中，油门踏板的开度与对应的功率之间具有确定的运算关系。相似地，当制动踏板被踩下时，可以根据制动踏板的开度计算出与该制动踏板的开度对应的需求功率。在相关技术中，制动踏板的开度与对应的功率之间具有确定的运算关系。

可以通过多种方法来判断需求功率和发电机的发电功率是否匹配。若需求功率和发电机的发电功率匹配，则可以认为若通过相关技术中的方法来调节发动机的扭矩和发电机的扭矩的话，母线电压会稳定在一定的范围之内，不会过高或过低，不容易引起报警，可以不需要低压蓄电池的参与。若需求功率和发电机的发电功率不匹配，则可以认为若通过相关技术中的方法来调节发动机的扭矩和发电机的扭矩的话，母线电压会由于扭矩调节的响应时间较长而过高或过低，此时可以控制低压蓄电池参与驱动电机供电电量的分配。

通过上述技术方案，若需求功率和发电机的发电功率不匹配，则在调节发动机扭矩和发电机扭矩的同时，控制低压蓄电池参与驱动电机供电电量的分配。这样，在通过调节扭矩来调节功率平衡的同时，利用低压蓄电池作为调节平衡的缓冲器，避免了因发动机和发电机扭矩调节的响应时间较长而引起的母线电压的较大波动和频繁地报警。并且，即使将发动机设置为以较低的转速运行，也能够保证扭矩调整的精确性，不会因为调节扭矩时扭矩变化量过大而导致超调量过大，因此，在动力电池故障的情况下，既能满足插电增程式混合动力车辆的运行需求，又提升了乘车舒适性和经济性。

在另一实施例中，判断需求功率和发电机的发电功率是否匹配的步骤(步骤S13)可以包括：若需求功率和发电机的发电功率的差值的绝对值大于预定的差值阈值，则判定。

其中，根据需求功率和发电机的发电功率的差值的绝对值的大小来衡量扭矩调节时是否会引起母线电压过大或过小。若差值的绝对值大于预定的差值阈值，则认为会引起母线电压过大或过小，若差值的绝对值小于或等于预定的差值阈值，则认为不会引起母线电压过大或过小。预定的差值阈值可以根据试验获得。

该实施例中，判断需求功率和发电机的发电功率是否匹配的计算方法简单，运算速度快，不易出错。

在又一实施例中，在调节发动机的扭矩和发电机的扭矩的同时，控制低压蓄电池参与驱动电机供电电量的分配的步骤可以包括：

若需求功率大于发电机的发电功率，则在增大发动机的扭矩和发电机的扭矩的同时，控制低压蓄电池与发电机同时向驱动电机供电；若需求功率小于发电机的发电功率，则在减小发动机的扭矩和发电机的扭矩的同时，控制发电机驱动车辆并向低压蓄电池充电。

在需求功率和发电机的发电功率不匹配的情况下，有两种可能性：需求功率大于发电机的发电功率和需求功率小于发电机的发电功率。

若需求功率大于发电机的发电功率，则在增大发动机的扭矩和发电机的扭矩的同时，控制低压蓄电池也向驱动电机供电。这样，及时地为驱动电池增加了供电来源，即增加了供电功率，弥补了部分功率的缺口，减小了母线电压的变化量，有利于母线电压的稳定。由于低压蓄电池输出低压电，而驱动电机需要高压电，因此，低压蓄电池可以通过DCDC转换器向驱动电机供电。

若需求功率小于发电机的发电功率，则在减小发动机的扭矩和发电机的扭矩的同时，控制发电机向低压蓄电池充电。这样，为发电机释放了部分供电功率，及时地减少了向驱动电机的供电，减小了母线电压的变化量，有利于母线电压的稳定。由于低压蓄电池需要输入低压电，而发电机输出高压电，因此，发电机可以通过DCDC转换器向低压蓄电池充电。

该实施例中，根据需求功率和发电机的发电功率二者的大小关系，采取对应的缓冲措施，方法简单实用，线路简单，缓冲效果好。

在一实施例中，低压蓄电池可以通过专用的DCDC转换器向驱动电机供电。图2是一示例性实施例提供的插电增程式混合动力车辆的控制方法中的器件连接关系示意图。如图2所示，发动机21带动发电机22运行，在需求功率和发电机的发电功率二者匹配的情况下，驱动电机23仅由发电机22供电。

在需求功率和发电机的发电功率二者不匹配的情况下，若需求功率大于发电机22的发电功率，则低压蓄电池25可以通过第二DCDC转换器242向驱动电机23供电；若需求功率小于发电机22的发电功率，则发电机22可以通过第一DCDC转换器241向低压蓄电池25充电。第一DCDC转换器241可以将低电压转换为高电压，第二DCDC转换器242可以将高电压转换为低电压。

该实施例中，设置两个专用的DCDC转换器，分别用于将电压由高到低转换，以为低压蓄电池25充电，以及将电压由低到高转换，以从低压蓄电池25向外供电，两条线路互不影响。

在另一实施例中，发电机可以通过DCDC转换器向低压蓄电池充电，该DCDC转换器可以为双向DCDC转换器。图3是另一示例性实施例提供的插电增程式混合动力车辆的控制方法中的器件连接关系示意图。如图3所示，与图2的实施例不同的是，用双向DCDC转换器24代替了第一DCDC转换器241和第二DCDC转换器242。双向DCDC转换器24能够将发电机22输出的高电压转换为低电压输入低压蓄电池25，也能够将低压蓄电池25输出的低电压转换为高电压输入驱动电机25。

该实施例中，设置一个双向DCDC转换器，兼具将电压由高到低转换和由低到高转换的作用，线路简单，并节省了车辆内的空间。

本公开还提供一种插电增程式混合动力车辆的控制装置。图4是一示例性实施例提供的插电增程式混合动力车辆的控制装置的框图。如图4所示，插电增程式混合动力车辆的控制装置10可以包括第一控制模块11、确定模块12、判断模块13和第二控制模块14。

第一控制模块11用于在车辆行驶过程中，若动力电池发生故障，则控制发动机以预定转速运行并带动发电机，以使发电机为驱动电机供电，驱动电机驱动车辆行驶。

确定模块12用于确定车辆的需求功率。

判断模块13用于判断需求功率和发电机的发电功率是否匹配。

第二控制模块14用于若判定需求功率和发电机的发电功率不匹配，则在调节发动机的扭矩和发电机的扭矩的同时，控制低压蓄电池参与驱动电机供电电量的分配。

可选地，确定模块12可以包括确定子模块。

确定子模块用于根据油门踏板的开度和制动踏板的开度确定车辆的需求功率。

可选地，判断模块13可以包括判断子模块。

判断子模块用于若需求功率和发电机的发电功率的差值的绝对值大于预定的差值阈值，则判定需求功率和发电机的发电功率不匹配。

可选地，第二控制模块14可以包括第一控制子模块和第二控制子模块。

第一控制子模块用于若判定需求功率和发电机的发电功率不匹配，且需求功率大于发电机的发电功率，则在增大发动机的扭矩和发电机的扭矩的同时，控制低压蓄电池与发电机同时向驱动电机供电。

第二控制子模块用于若判定需求功率和发电机的发电功率不匹配，且需求功率小于发电机的发电功率，则在减小发动机的扭矩和发电机的扭矩的同时，控制发电机驱动车辆并向低压蓄电池充电。

可选地，低压蓄电池通过DCDC转换器向驱动电机供电。

可选地，发电机通过DCDC转换器向低压蓄电池充电，该DCDC转换器为双向DCDC转换器。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

通过上述技术方案，若需求功率和发电机的发电功率不匹配，则在调节发动机扭矩和发电机扭矩的同时，控制低压蓄电池参与驱动电机供电电量的分配。这样，在通过调节扭矩来调节功率平衡的同时，利用低压蓄电池作为调节平衡的缓冲器，避免了因发动机和发电机扭矩调节的响应时间较长而引起的母线电压的较大波动和频繁地报警。并且，即使将发动机设置为以较低的转速运行，也能够保证扭矩调整的精确性，不会因为调节扭矩时扭矩变化量过大而导致超调量过大，因此，在动力电池故障的情况下，既能满足插电增程式混合动力车辆的运行需求，又提升了乘车舒适性和经济性。

本公开还提供一种电子设备，包括存储器和处理器。

存储器上存储有计算机程序。处理器用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开提供的上述方法的步骤。

图5是根据一示例性实施例示出的一种电子设备500的框图。如图5所示，该电子设备500可以包括：处理器501，存储器502。该电子设备500还可以包括多媒体组件503，输入/输出(I/O)接口504，以及通信组件505中的一者或多者。

其中，处理器501用于控制该电子设备500的整体操作，以完成上述的插电增程式混合动力车辆的控制方法中的全部或部分步骤。存储器502用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备500的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备500上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器502可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件503可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器502或通过通信组件505发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口504为处理器501和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件505用于该电子设备500与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near Field Communication，简称NFC)，2G、3G、4G、NB-IOT、eMTC、或其他5G等等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件505可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块等等。

在一示例性实施例中，电子设备500可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的插电增程式混合动力车辆的控制方法。

在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的插电增程式混合动力车辆的控制方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器502，上述程序指令可由电子设备500的处理器501执行以完成上述的插电增程式混合动力车辆的控制方法。

本公开还提供一种插电增程式混合动力车辆，所述车辆包括发动机、发电机、低压蓄电池、驱动电机和控制器，所述控制器用于执行本公开提供的上述方法的步骤。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种插电增程式混合动力车辆的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

在所述车辆行驶过程中，若动力电池发生故障，则控制发动机以预定转速运行并带动发电机，以使所述发电机为驱动电机供电，所述驱动电机驱动所述车辆行驶；

确定所述车辆的需求功率；

判断所述需求功率和所述发电机的发电功率是否匹配；

若判定所述需求功率和所述发电机的发电功率不匹配，则在调节所述发动机的扭矩和所述发电机的扭矩的同时，控制低压蓄电池通过充电或放电来参与所述驱动电机供电电量的分配。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述车辆的需求功率，包括：

根据油门踏板的开度和制动踏板的开度确定所述车辆的需求功率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述需求功率和所述发电机的发电功率是否匹配，包括：

若所述需求功率和所述发电机的发电功率的差值的绝对值大于预定的差值阈值，则判定所述需求功率和所述发电机的发电功率不匹配。

4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其特征在于，在调节所述发动机的扭矩和所述发电机的扭矩的同时，控制低压蓄电池参与所述驱动电机供电电量的分配，包括：

若所述需求功率大于所述发电机的发电功率，则在增大所述发动机的扭矩和所述发电机的扭矩的同时，控制所述低压蓄电池与所述发电机同时向所述驱动电机供电；

若所述需求功率小于所述发电机的发电功率，则在减小所述发动机的扭矩和所述发电机的扭矩的同时，控制所述发电机驱动所述车辆并向所述低压蓄电池充电。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述低压蓄电池通过DCDC转换器向所述驱动电机供电。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述发电机通过所述DCDC转换器向所述低压蓄电池充电，所述DCDC转换器为双向DCDC转换器。

7.一种插电增程式混合动力车辆的控制装置，其特征在于，所述装置包括：

第一控制模块，用于在所述车辆行驶过程中，若动力电池发生故障，则控制发动机以预定转速运行并带动发电机，以使所述发电机为驱动电机供电，所述驱动电机驱动所述车辆行驶；

确定模块，用于确定所述车辆的需求功率；

判断模块，用于判断所述需求功率和所述发电机的发电功率是否匹配；

第二控制模块，用于若判定所述需求功率和所述发电机的发电功率不匹配，则在调节所述发动机的扭矩和所述发电机的扭矩的同时，控制低压蓄电池通过充电或放电来参与所述驱动电机供电电量的分配。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述方法的步骤。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，其上存储有计算机程序；

处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求1-6中任一项所述方法的步骤。

10.一种插电增程式混合动力车辆，其特征在于，所述车辆包括发动机、发电机、低压蓄电池、驱动电机和控制器，所述控制器用于执行权利要求1-6中任一项所述方法的步骤。

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