CN113323746B - 排气温度预测方法、终端设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排气温度预测方法，该方法包括：检测到发动机进入断油工况时，获取催化器的排气流量、催化器的排气温度以及发动机的转速；根据排气流量、排气温度以及转速确定催化器的补偿放热功率；根据补偿放热功率以及催化器的参考换热功率确定催化器的目标排放温度，参考换热功率包括催化器管道的换热功率以及冷却装置的换热功率。本发明还提供一种终端设备及可读存储介质。本发明在发动机进入断油工况下，在确定催化器处的目标排放温度时增加考虑补偿放热功率也即断油工况下曲轴箱中碳氢气体进入催化器处发生化学放热反应所带来的补偿温度，提高了催化器处的实际排放温度预估的准确性。

Description

排气温度预测方法、终端设备及可读存储介质

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种排气温度预测方法、终端设备及可读存储介质。

背景技术

在排温预估模型中的换热模型，依次经过排气总管、排气歧管、涡轮以及催化器得到排气系统中各处预估排气温度。其中，最为关键的两处排温预估为排气歧管处排温预估及催化器处排温预估，而排气歧管处温度预估主要是出于硬件保护的目的，催化器温度预估是判断催化器是否起燃以保护硬件，或者保证排放的重要因素。

断油工况是在发动机正常运转情况下较为常见的使用工况。在发动机断油工况下，目前催化器处的排温估计是通过基于进入催化器前排气温度的换热、冷却系统的换热以及正常情况下气缸排出气体化学反应放热确定，然而，在发动机断油工况情况下，由于短时间内发动机仍然有转速并未停止，从而导致在发动机停止前，曲轴箱中部分碳氢直接由进气歧管进入缸内，由于已经断油停止点火导致碳氢未燃烧直接通过排气歧管到达催化器，在催化器中发生放热反应使排温升高，进而导致排温估计并不准确，从而无法准确判断催化器是否起燃。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种排气温度预测方法、终端设备及可读存储介质，旨在解决断油工况下曲通轴箱中碳氢气体未经燃烧直接通入催化器发生放热反应后导致排温估计不准确的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种排气温度预测方法，所述排气温度预测方法包括检测到发动机进入断油工况时，获取催化器的排气流量、所述催化器的排气温度以及所述发动机的转速；

根据所述排气流量、所述排气温度以及所述发动机的转速确定所述催化器的补偿放热功率；

根据所述补偿放热功率以及所述催化器的参考换热功率确定所述催化器的目标排放温度，所述参考换热功率包括催化器管道的换热功率以及冷却装置的换热功率。

可选地，根据所述排气流量、所述排气温度以及所述发动机的转速确定所述催化器的补偿放热功率的步骤包括：

根据所述排气流量以及所述发动机的转速确定碳氢量；

根据所述碳氢量、所述排气温度以及所述排气流量确定所述催化器的补偿放热功率。

可选地，根据所述碳氢量、所述排气温度以及所述排气流量确定所述催化器的补偿放热功率的步骤包括：

根据预设的修正参数修正所述碳氢量；

根据所述排气温度、所述排气流量以及修正后的所述碳氢量确定放热量；

根据所述放热量确定所述催化器的补偿放热功率。

可选地，根据所述排气温度、所述排气流量以及修正后的碳氢量确定放热量的步骤包括：

根据所述排气温度确定反应放热率；

根据所述排气温度以及所述排气流量确定放热时间；

根据所述实际碳氢量、所述反应放热率以及所述放热时间确定所述放热量。

可选地，根据所述补偿放热功率以及所述催化器的参考换热功率确定所述催化器的目标排放温度的步骤包括：

根据所述补偿放热功率以及所述催化器的参考换热功率确定所述催化器的目标放热功率；

根据所述目标放热功率确定所述催化器的所述目标排放温度。

可选地，根据所述补偿放热功率以及所述催化器的参考换热功率确定所述催化器的目标放热功率的步骤包括：

获取所述催化器的参考换热功率；

对所述放热功率的功率信号进行滤波处理；

根据所述参考换热功率以及滤波处理后的所述放热功率确定所述催化器的目标放热功率。

可选地，根据所述补偿放热功率以及所述催化器的参考换热功率确定所述催化器的目标排放温度的步骤之后，包括：

在所述目标排放温度大于预设的警示温度，输出警示信息。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端设备，所述终端设备包括存储器、处理器以及存储在所述处理器里并可在所述处理器上运行的排气温度预测程序，所述排气温度预测程序被所述处理器执行时实现如以上所述的排气温度预测方法的各个步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有排气温度预测程序，所述排气温度预测程序被所述处理器执行时实现如以上所述的排气温度预测方法的各个步骤。

本发明的排气温度预测方法、终端设备及可读存储介质，通过在发动机进入断油工况下，基于催化器处的参考换热功率如催化器管道的换热功率和冷却装置的换热功率的基础上，以根据参考换热功率以及补偿放热功率确定催化器处的目标排放温度，其中，补偿放热功率根据进入催化器处的排气流量、催化器处的排气温度以及发动机的转速确定，在确定催化器处的目标排放温度时增加考虑补偿放热功率也即断油工况下曲轴箱中碳氢气体进入催化器处发生化学放热反应所带来的补偿温度，提高了催化器处的实际排放温度预估的准确性，进而达到准确判断催化器是否起燃以保护硬件设备的目的。

附图说明

图1为实现本发明各个实施例的终端设备的结构框图；

图2为本发明的排气温度预测方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明的排气温度预测方法第一实施例种确定催化器的补偿放热功率的流程示意图；

图4为断油工况下未考虑补偿温度下催化器的预估排放温度A与催化器处实际的排放温度B之间的关系图；

图5为断油工况下增加补偿温度下催化器的预估排放温度C与催化器处实际的排放温度B之间的关系图；

图6为本发明的排气温度预测方法第二实施例的流程示意图；

图7为本发明的排气温度预测方法第三实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或者“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或者“单元”可以混合地使用。

本发明实施例终端为车辆的控制装置，例如，车辆动力系统中的控制器、车辆的总控制器等。本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。

请参阅图1，图1为实现本发明各个实施例的终端设备的结构框图，该终端设备可以包括：存储器101以及处理器102。本领域技术人员可以理解，图1示出的终端设备的结构并不构成对终端设备的限定，终端设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中，存储器101中存储有操作系统以及排气温度预测程序。处理器102是终端设备的控制中心，处理器102执行存储在存储器101内的排气温度预测程序，以实现本发明的排气温度预测方法各实施例的步骤。

基于上述终端设备的结构框图，本发明提供一种排气温度预测方法，请参考图2，图2为本发明的排气温度预测方法第一实施例的流程示意图。在该实施例中，排气温度预测方法包括以下步骤：

步骤S10，检测到发动机进入断油工况时，获取催化器的排气流量、所述催化器的排气温度以及所述发动机的转速；

催化器的排气流量是通入催化器中流体如气体在单位时间内的流体量。催化器的排气温度是通入催化器中流体如气体的温度。其中，获取催化器的排气流量可通过设置于通入催化器入口处的流量计检测得到，同理，获取催化器的排气温度可通过设置于通入催化器入口处的温度传感器检测得到。

步骤S20，根据所述排气流量、所述排气温度以及所述发动机的转速确定所述催化器的补偿放热功率；

步骤S30，根据所述补偿放热功率以及所述催化器的参考换热功率确定所述催化器的目标排放温度，所述参考换热功率包括催化器管道的换热功率以及冷却装置的换热功率。

补偿放热功率为由进入催化器处的流体如气体的排气流量、排气温度以及发动机的转速所确定在催化器内该流体发生化学放热反应后产生的放热功率。目标排放温度是从催化器处排出的气体的温度。

作为一种可选的实施方式，请参考图3，图3为本发明的排气温度预测方法第一实施例种确定催化器的补偿放热功率的流程示意图，步骤S20根据所述排气流量、所述排气温度以及所述发动机的转速确定所述催化器的补偿放热功率包括：

步骤S21，根据所述排气流量以及所述发动机的转速确定碳氢量；

需要说明的是，发动机进入断油工况时，发动机在有转速直至转速降低为零也即发动机停止的过程中，由于已断油停止点火，曲轴箱中的部分碳氢气体未燃烧到达催化器内在催化器中发生化学放热反应。此外，在发动机进入断油工况对应的时刻，进入催化器中的排气流量、催化器的排气温度以及发动机的转速确定催化器的补偿放热率，该补偿放热功率可认为是断油工况下碳氢量在催化器内发生化学放热反应所能达到的峰值放热功率。

根据排气流量以及发动机的转速可确定进入催化器内部的碳氢量，且根据排气流量以及发动机的转速确定碳氢量可将排气流量以及发动机的转速依据参考标定量表进行确定。

步骤S22，根据所述碳氢量、所述排气温度以及所述排气流量确定所述催化器的补偿放热功率。

根据所述碳氢量、所述排气温度以及所述排气流量确定所述催化器的补偿放热功率包括以下步骤：根据预设的修正参数修正碳氢量；根据所述排气温度、所述排气流量以及修正后的所述碳氢量确定放热量；根据所述放热量确定所述催化器的补偿放热功率。

需要说明的是，预设的修正参数为Lambda值对碳氢量的修正系数，通过预设的修正参数修正碳氢量可获取得到进入催化器内的实际碳氢量，进一步地，依据排气温度、排气流量以及基于实际碳氢量也即修正后的碳氢量，可更加准确地确定该实际碳氢量发生化学放热反应所对应的放热量，进而依据放热量实现准确确定催化器的补偿放热功率。容易理解的是，依据放热量确定催化器的补偿放热功率，可通过预先设置好的放热量与放热功率之间的映射关系确定，该映射关系可以是放热量与放热功率之间的映射表，也可以是放热量与放热功率之间的关系式，本实施例对此不做限定。

作为一种可选的实施方式，步骤S30包括：根据所述补偿放热功率以及所述催化器的参考换热功率确定所述催化器的目标放热功率，根据目标放热功率确定催化器的目标排放温度。

需要说明的是，参考换热功率包括催化器管道的换热功率以及冷却装置的换热功率。基于催化器处的参考换热功率的基础上，以根据参考换热功率以及补偿放热功率确定催化器处的目标放热功率，进而依据目标放热功率确定催化器的目标排放温度，实现了在确定催化器处的目标排放温度时增加考虑补偿放热功率也即断油工况下曲轴箱中碳氢气体进入催化器处发生化学放热反应所带来的补偿温度，提高了对催化器处的实际排放温度预估的准确性。

可选地，步骤S30之后，包括：在所述目标排放温度大于预设的警示温度，输出警示信息。

在实际应用过程中，确定催化器处的目标排放温度可用于确定催化器是否起燃以达到保护硬件设备的目的，或者，通过目标排放温度以确定催化器处的催化剂的或者在催化器处发生反应的转化效率，从而实现排放量的计算。

在确定催化器处的目标排放温度大于预设的警示温度时，表明催化器的排放温度过高可能导致损坏硬件设备如导致催化器起燃的设备安全隐患，通过警示信息如语音报警信息或者文字提示信息进行提示以使得用户或者工作人员及时处理，从而避免设备安全隐患。需要说明的是，预设的警示温度指的是为防止催化器处的排放温度过高导致损坏硬件设备如催化器起燃的预警温度，该预设的警示温度可以是系统默认设置，也可以是人为设置，对此不做限定。

需要说明的是，在发动机断油工况下，由于短时间内发动机仍有转速直至发动机的转速为零的过程中，曲轴箱中部分碳氢气体未经燃烧进入催化器，在催化器中发生化学放热反应进而导致催化器处的排放温度升高，相较于在发动机的断油工况下，催化器处的排放温度估计仅仅只是考虑了换热功率如催化器管道的换热功率以及硬件装置如冷却器的换热功率，并未考虑部分碳氢进入催化器中发生的化学放热反应，导致催化器处的排放温度预估并不准确。

在发动机进入断油工况下，针对催化器处的排放温度的仿真实验结果中，倘若催化器处的排放温度未考虑曲轴箱中部分碳氢气体在催化器中发生化学放热反应的放热量所带来的补偿温度，请参考图4，图4为断油工况下未考虑补偿温度下催化器的预估排放温度A与催化器处实际的排放温度B之间的关系图。从图4分析可知，当发动机进入断油工况时催化器处的实际排放温度B并未随时间降低，而是有所增加并保持一段时间，而在催化器处的预估排放温度A未考虑曲轴箱中部分碳氢气体在催化器中发生化学放热反应的放热量所带来的补偿温度的情况下，在短时间内预估排放温度A较快下降并没有实现对实际排放温度B准确预估。

相较于图4，请参考图5，图5为断油工况下增加补偿温度下催化器的预估排放温度C与催化器处实际的排放温度B之间的关系图，其中，增加补偿温度下催化器的预估排放温度C为本实施例中的目标排放温度，以时间为X轴，放热功率为Y轴。从图5中分析可知，当发动机进入断油工况时催化器处，催化器处的预估排放温度C增加考虑了曲轴箱中部分碳氢气体在催化器中发生化学放热反应的放热量所带来的补偿温度的情况下，预估排放温度C较好的跟随了实际排放温度B变化趋势，并且预估排放温度C能够始终保持小幅度高于实际排放温度B，进而达到实现对实际排放温度B准确预估的目的。

在本实施例公开的技术方案中，在发动机进入断油工况下，基于催化器处的参考换热功率如催化器管道的换热功率和冷却装置的换热功率的基础上，以根据参考换热功率以及补偿放热功率确定催化器处的目标排放温度，其中，补偿放热功率根据进入催化器处的排气流量、催化器处的排气温度以及发动机的转速确定，在确定催化器处的目标排放温度时增加考虑补偿放热功率也即断油工况下曲轴箱中碳氢气体进入催化器处发生化学放热反应所带来的补偿温度，提高了催化器处的实际排放温度预估的准确性，进而达到准确判断催化器是否起燃以保护硬件设备的目的。

基于上述第一实施例提出的本发明的排气温度预测方法的第二实施例，请参考图6，图6为本发明的排气温度预测方法第二实施例的流程示意图。在该实施例中，步骤S22根据所述碳氢量、所述排气温度以及所述排气流量确定所述催化器的补偿放热功率包括：

步骤S221，根据预设的修正参数修正所述碳氢量；

步骤S222，根据所述排气温度、所述排气流量以及修正后的所述碳氢量确定放热量；

步骤S223，根据所述放热量确定所述催化器的补偿放热功率。

需要说明的是，预设的修正参数为Lambda值对碳氢量的修正系数，通过预设的修正参数修正碳氢量可获取得到进入催化器内的实际碳氢量。

可选地，步骤S222根据所述排气温度、所述排气流量以及修正后的所述碳氢量确定放热量的步骤包括：

根据所述排气温度确定反应放热率；

根据所述排气温度以及所述排气流量确定放热时间；

根据所述反应放热率、所述放热时间以及修正后的所述碳氢量确定所述放热量。

在发动机进入断油工况对应的时刻，通过进入催化器中催化器的排气温度可确定碳氢气体在催化器处发生化学放热反应的反应放热率，通过进入催化器中的排气温度以及排气流量确定碳氢气体在催化器处发生化学放热反应的放热时长或者放热时间。当发动机处于断油工况下，由排气温度和排气流量决定的放热时间内碳氢气体在催化器内的化学放热反应的放热功率保持不变，当放热时间衰减到零后，放热功率也会逐渐衰减。基于此，可通过确定好的反应放热率、放热时间以及修正后的碳氢量也即实际碳氢量，确定该实际碳氢量所对应的碳氢气体在催化器内的放热量。进而依据放热量实现准确确定催化器的补偿放热功率。其中，依据放热量确定催化器的补偿放热功率，可通过预先设置好的放热量与放热功率之间的映射关系确定，该映射关系可以是放热量与放热功率之间的映射表，也可以是放热量与放热功率之间的关系式，本实施例对此不做限定。

需要说明的是，根据排气温度确定反应放热率可通过排气温度与反应放热率之间的映射关系确定，该映射关系可以是排气温度与反应放热率之间的参考标定量表。同理地，根据排气温度以及排气流量确定放热时间，可通过预先设置的放热时间与排气参考因子之间的映射关系确定，其中，排气参考因子包括排气温度以及排气流量，该映射关系可以是放热时间与排气参考因子之间的参考标定量表，也可以是放热时间与排气参考因子之间的关系式，本实施例对此不做限定。

在本实施例公开的技术方案中，基于根据排气流量以及发动机的转速确定碳氢量的基础上，通过修正参数修正该碳氢量以获取通入催化器处更加准确的碳氢量，进一步地，以通过在催化器处的排气温度、排气流量以及修正后的碳氢量确定催化器处的放热量，在依据放热量可更急准确确定催化器的补偿放热功率，进而在确定催化器处的目标排放温度时增加考虑补偿放热功率也即断油工况下曲轴箱中碳氢气体进入催化器处发生化学放热反应所带来的补偿温度，提高了催化器处的实际排放温度预估的准确性，进而达到准确判断催化器是否起燃以保护硬件设备的目的。

基于上述任意一个实施例提出的本发明的排气温度预测方法的第三实施例，请参考图7，图7为本发明的排气温度预测方法第三实施例的流程示意图。在该实施例中，步骤S30根据所述补偿放热功率以及所述催化器的参考换热功率确定所述催化器的目标排放温度的步骤包括：

步骤S31，根据所述补偿放热功率以及所述催化器的参考换热功率确定所述催化器的目标放热功率；

步骤S32，根据所述目标放热功率确定所述催化器的所述目标排放温度。

需要说明的是，催化器的参考换热功率包括催化器管道的换热功率以及冷却装置的换热功率。

可选地，步骤S31根据所述补偿放热功率以及所述催化器的参考换热功率确定所述催化器的目标放热功率包括：

获取所述催化器的参考换热功率；

对所述放热功率的功率信号进行滤波处理；

根据所述参考换热功率以及滤波处理后的所述放热功率确定所述催化器的目标放热功率。

对放热功率的功率信号进行滤波处理以减少信号干扰得到准确的放热功率的功率信号，进一步地，根据参考换热功率以及滤波处理后的放热功率较准确地确定催化器的目标放热功率，其中，根据参考换热功率以及滤波处理后的放热功率确定目标放热功率具体实现可基于预先设置的目标放热功率与参考换热功率以及滤波处理后的放热功率之间的映射关系确定。

此外，根据目标放热功率确定催化器的目标排放温度可通过预先设置的目标放热功率与目标排放温度之间的映射关系确定，该映射关系可以是目标放热功率与目标排放温度之间的参考标定量表，也可以是目标放热功率与目标排放温度之间的关系式，本实施例对此不做限定。

在本实施例公开的技术方案中，基于催化器处的参考换热功率的基础上，以根据参考换热功率以及补偿放热功率确定催化器处的目标放热功率，进而依据目标放热功率确定催化器的目标排放温度，实现了在确定催化器处的目标排放温度时增加考虑补偿放热功率也即断油工况下曲轴箱中碳氢气体进入催化器处发生化学放热反应所带来的补偿温度，提高了催化器处的实际排放温度预估的准确性，达到准确判断催化器是否起燃以保护硬件设备的目的。

本发明还提出一种终端设备，终端设备包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的排气温度预测程序，处理器执行排气温度预测程序时实现上述任一实施例的排气温度预测方法的步骤。

本发明还提出一种可读存储介质，该可读存储介质上存储有排气温度预测程序，排气温度预测程序被处理器执行时实现如以上任一实施例的排气温度预测方法的步骤。

在本发明提供的终端设备和可读存储介质的实施例中，包含了上述排气温度预测的各实施例的全部技术特征，说明书拓展和解释内容与上述排气温度预测方法的各实施例基本相同，在此不做再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台移动终端(可以是手机，计算机，服务器，被控终端，或者网络设备等)执行本发明每个实施例的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种排气温度预测方法，其特征在于，所述排气温度预测方法包括：

检测到发动机进入断油工况时，获取催化器的排气流量、所述催化器的排气温度以及所述发动机的转速；

根据所述排气流量以及所述发动机的转速确定碳氢量；

根据所述碳氢量、所述排气温度以及所述排气流量确定所述催化器的补偿放热功率；

根据所述补偿放热功率以及所述催化器的参考换热功率确定所述催化器的目标排放温度，所述参考换热功率包括催化器管道的换热功率以及冷却装置的换热功率。

2.如权利要求1所述的排气温度预测方法，其特征在于，所述根据所述碳氢量、所述排气温度以及所述排气流量确定所述催化器的补偿放热功率的步骤包括：

根据预设的修正参数修正所述碳氢量；

根据所述排气温度、所述排气流量以及修正后的所述碳氢量确定放热量；

根据所述放热量确定所述催化器的补偿放热功率。

3.如权利要求2所述的排气温度预测方法，其特征在于，所述根据所述排气温度、所述排气流量以及修正后的碳氢量确定放热量的步骤包括：

根据所述排气温度确定反应放热率；

根据所述排气温度以及所述排气流量确定放热时间；

根据所述反应放热率、所述放热时间以及修正后的碳氢量确定所述放热量。

4.如权利要求1所述的排气温度预测方法，其特征在于，所述根据所述补偿放热功率以及所述催化器的参考换热功率确定所述催化器的目标排放温度的步骤包括：

根据所述补偿放热功率以及所述催化器的参考换热功率确定所述催化器的目标放热功率；

根据所述目标放热功率确定所述催化器的所述目标排放温度。

5.如权利要求4所述的排气温度预测方法，其特征在于，所述根据所述补偿放热功率以及所述催化器的参考换热功率确定所述催化器的目标放热功率的步骤包括：

获取所述催化器的参考换热功率；

对所述补偿放热功率的功率信号进行滤波处理；

根据所述参考换热功率以及滤波处理后的所述补偿放热功率确定所述催化器的目标放热功率。

6.如权利要求1所述的排气温度预测方法，其特征在于，所述根据所述补偿放热功率以及所述催化器的参考换热功率确定所述催化器的目标排放温度的步骤之后，包括：

在所述目标排放温度大于预设的警示温度，输出警示信息。

7.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器里并可在所述处理器上运行的排气温度预测程序，所述排气温度预测程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的排气温度预测方法的步骤。

8.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有排气温度预测程序，所述排气温度预测程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的排气温度预测方法的步骤。

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