CN113619407B - 一种蠕行控制方法、装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车技术领域，尤其涉及一种蠕行控制方法、装置及车辆。通过判定车辆状态，根据不同车辆状态，计算对应的补偿扭矩Tz；根据补偿扭矩Tz计算输出扭矩Tn；根据当前转速对输出扭矩Tn进行滤波计算后获得滤波扭矩Tx；通过VCU输出滤波扭矩Tx；判断车辆状态是否发生变化，逐步驱动车辆进入蠕行运动。解决解决电动车蠕行运动速度不稳定的问题。在一个采样周期内，结合两步粗算的基础扭矩Tk和补偿扭矩Tz，求得输出扭矩Tn，滤波得到滤波扭矩Tx，保证该滤波扭矩Tx能够平缓稳定的控制车辆进行蠕行，之后再次对车辆状态进行判断，判断车辆状态是否发生变化，保证车辆顺利地从溜坡进入蠕行状态，期间再通过滤波稳定扭矩，保证车辆的蠕行状态平稳进入。

Description

一种蠕行控制方法、装置及车辆

技术领域

本发明属于汽车技术领域，尤其涉及一种蠕行控制方法、装置及车辆。

背景技术

电动车凭借污染小，噪音低，节约能源，维护简单等优点，已经成为新能源汽车的重要研究方向，相较于传统汽车，电动车的动力源为电动机，通过电动机直接驱动车辆行驶，不存在传统汽车中使用的离合器等装置，也就无法通过离合器控制车辆低速行驶。

为了解决这个问题，电动汽车设计有蠕行功能，即在电动汽车启动状态下，驾驶员通过挂档，无需其它操作，就可使该电动汽车以较低的车速行驶进入蠕行状态。

但是，从松制动踏板后，车速由0加速至目标蠕行车速过程中，不同坡度下蠕行起步速度不稳，不够平顺，有时会出现在蠕行开始的一瞬间出现冲击导致车速过快，如果在坡道上，松刹车之后会存在溜坡的风险，无法在坡度过高、阻力过大的路面正常实现蠕行。

发明内容

本申请实施例要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种蠕行控制方法，用于解决电动车蠕行运动速度不稳定的问题。

本申请实施例解决上述技术问题的技术方案如下：一种蠕行控制方法，其包括以下步骤：

判定车辆状态，根据不同车辆状态，计算对应的补偿扭矩Tz；

根据补偿扭矩Tz计算输出扭矩Tn，输出扭矩Tn为根据车速查表获取的基础扭矩Tk和补偿扭矩Tz的和；

根据当前转速对输出扭矩Tn进行滤波计算后获得滤波扭矩Tx；

通过VCU输出滤波扭矩Tx；

判断车辆状态是否发生变化，若是，进入步骤S1重新判断车辆状态，若否，进入步骤S2计算补偿扭矩Tz，逐步驱动车辆进入蠕行运动。

相较于现有技术，以上技术方案具有如下有益效果：

在一个采样周期内，结合两步粗算的基础扭矩Tk和补偿扭矩Tz，求得输出扭矩Tn，之后根据当前转动对输出扭矩Tn进行滤波得到滤波扭矩Tx，保证该滤波扭矩Tx能够平缓稳定的控制车辆进行蠕行，之后再次对车辆状态进行判断，判断车辆状态是否发生变化，以便在下一周期，有选择地进入步骤S2刷新当前实际扭矩后重新滤波输出滤波扭矩Tx或进入步骤S1进行车辆状态的重新判断，保证车辆顺利地从溜坡进入蠕行状态，期间再通过滤波稳定扭矩，保证车辆的蠕行状态平稳进入。

进一步地，所述判定车辆状态包括：

根据转速判断车辆状态，

若转速＜0，则为溜坡状态；

若转速＝0，则为相对静止状态；

若转速＞0，则为蠕行状态。

进一步地，所述判定车辆状态还包括：根据车辆油门驱动状态及车辆刹车驱动状态判断车辆状态；

若未采集到车辆刹车信号且判断车辆油门扭矩不大于输出扭矩Tn时，

则执行根据转速判断车辆状态。

在进行转速判断之前，先进行车辆油门和刹车的状态采集判断，在车辆油门和刹车均未介入的情况下，对车辆转速进行判断，进而判断车辆当前状态，以便后续逐步进入蠕行控制，使车辆逐步进入蠕行模式。

进一步地，利用下式计算补偿扭矩Tz；

式中，

n为转速；

T为当前扭矩；

Tf为滑阻扭矩；

Δn为转速变化值；

K为转速变化系数。

在不同转速的情况下，针对补偿扭矩利用不同公式进行计算，得出不同补偿扭矩，在转速小于0时，提供较大补偿扭矩，防止溜坡。

进一步地，所述根据当前转速对扭矩Tn进行滤波包括：

根据转速变化大小查表确定扭矩变化值Ts；

根据转速大小限制扭矩变化幅度，得出滤波后扭矩值Tx。

进一步地，所述根据转速大小限制扭矩变化幅度包括：

当转速＜0时，扭矩变化幅度执行无限制模式；

当转速≥0的第一阶段时，扭矩变化幅度执行高限制模式；

当转速≥0的第二阶段时，扭矩变化幅度执行低限制模式；

当转速≥0的第三阶段时，扭矩变化幅度执行高限制模式。

在转速小于0时，对扭矩变化幅度不进行限制，使得实际输出扭矩逐步快速变大，及时遏制车辆的溜坡状态，当转速过零及位于过零后的第一阶段时，转变为高限制模式，防止车辆扭矩输出过大，造成前冲的情况，之后进入第二阶段时，降低对扭矩变化幅度的限制，此时车辆进入匀速蠕行状态，之后进入第三阶段时，车速接近目标蠕行速度，再次将扭矩变化幅度变为高限制模式，稳定扭矩输出，使得车辆稳定接近目标车速，在进入蠕行过程中，整个过程稳定平缓达到目标速度。

进一步地，所述根据转速大小限制扭矩变化幅度具体利用下式得出滤波扭矩Tx；

当Tn≥T_X-1时，

当Tn＜T_X-1时，

式中，

Ts为扭矩变化量；

T_X-1为上一次发出扭矩；

Tx为滤波后扭矩；

Tn为计算出扭矩。

在具体进行滤波限制过程中，通过比较上一次发出扭矩和计算出的目标扭矩比较，实际输出的滤波扭矩为取小，保证车辆速度稳定上升。

进一步地，当车辆状态判断为蠕行状态时，在计算补偿扭矩Tz之前还包括：输出扭矩保持上一状态输出。

通过在第一次判定为进入蠕行状态后，执行输出扭矩保持上一状态继续输出，确保车辆转速刚大于0进入蠕行状态时，稳定住扭矩，不会造成车辆的前冲等不稳定行为。

本发明还提供一种蠕行控制装置，其包括：

第一判定模块，用于判定车辆状态，根据不同车辆状态，计算对应的补偿扭矩Tz；

第一计算模块，用于根据补偿扭矩Tz计算输出扭矩Tn，输出扭矩Tn为根据车速查表获取的基础扭矩Tk和补偿扭矩Tz的和；

第一滤波模块，用于根据当前转速对输出扭矩Tn进行滤波计算后获得滤波扭矩Tx；

第一执行模块，用于通过VCU输出滤波扭矩Tx；

第二判定模块，用于判断车辆状态是否发生变化，若是，进入步骤S1重新判断车辆状态，若否，进入步骤S2计算补偿扭矩Tz，逐步驱动车辆进入蠕行运动。

本发明还提供一种车辆，其包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述蠕行控制方法。

本申请实施例中提供的一种或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过查表计算基础扭矩Tk和公式推导计算补偿扭矩Tz的两步粗算，再对相加补偿扭矩和基础扭矩得出的输出扭矩Tn进行滤波限制，得出滤波扭矩Tx的一步精算，得出实际输出扭矩，保证车辆蠕行运动的平稳进行，不用额外通过安装采集车辆坡度等数值进行计算，计算方式简便，减少成本。

通过不同模式的滤波限制计算得出的输出扭矩Tn，对转速大于等于0之后到目标蠕行转速之间，进行阶段划分，在转速过零后的第一阶段和接近目标蠕行转速的第三阶段进行高限制，防止车辆过零前冲且能够平稳进入目标蠕行速度，在转速大于0的第二阶段，进行低限制模式，使得车速能够保持匀速，具体三个阶段的划分可具体根据实际车况和目标转速进行人为设定划分，可灵活实现，达到平稳进行蠕行驱动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例所述的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示，本发明实施例所提供的一种蠕行控制方法，其包括以下步骤：

步骤S1：判定车辆状态，根据不同车辆状态，计算对应的补偿扭矩Tz；

具体地，本实施例中，所述判定车辆状态包括：根据转速判断车辆状态，

若转速＜0，则为溜坡状态；

若转速＝0，则为静止状态；

若转速＞0，则为蠕行状态。

另外，在根据转速判断车辆状态之前，所述判定车辆状态还包括：根据车辆油门驱动状态及车辆刹车驱动状态判断车辆状态；

若未采集到车辆刹车信号且判断车辆油门扭矩不大于输出扭矩Tn时，则执行根据转速判断车辆状态；若采集到刹车信号，或采集到油门扭矩大于输出扭矩Tn的信号，则车辆跳出蠕行控制。

在进行转速判断之前，先进行车辆油门和刹车的状态采集判断，在车辆油门未达到当前输出扭矩Tn时和刹车均未介入的情况下，对车辆转速进行判断，进而判断车辆当前状态，以便后续逐步进入蠕行控制，使车辆逐步进入蠕行模式。

具体地，利用下式计算补偿扭矩Tz；

式中，

n为转速；

T为当前扭矩；

Tf为滑阻扭矩；

Δn为转速变化值；

K为转速变化系数。

在不同转速的情况下，针对补偿扭矩利用不同公式进行计算，得出不同补偿扭矩，在转速小于0时，提供较大补偿扭矩，防止溜坡。

当车辆处于D档状态时，转速为正，当车辆处于R档状态时，转速为负；

具体地，计算补偿扭矩Tz的公式推导如下：

1)当车辆处于D档时，且当车辆判定为溜坡状态时，根据牛顿第二定律可得，

ma＝F+f-F1，

由于，Fz＝f+F1，

得，Fz＝F+2f-ma，

即Tz＝T+2Tf-ΔnK，

式中，F1为其他阻力，是为方向不变的阻力，f为滑动阻力，是为方向变化的阻力，F为驱动力；

2)当车辆处于D档时，且当车辆判定为静止状态时，根据牛顿第二定律，

此时，f方向可为正也可为负，

得，Tz＝T+[0，2Tf]-ΔnK，

此时，Δn＝0，

得，Tz＝T+[0，2Tf]，为保证能使车辆起步，取最大值2Tf，

得，Tz＝T+2Tf，

3)当车辆处于D档时，且当车辆判定为蠕行状态时，根据牛顿第二定律可得，

ma＝F-f-F1，

由于，Fz＝f+F1，

得，Fz＝F-ma，

即，Tz＝T-ΔnK。

步骤S2：根据补偿扭矩Tz计算输出扭矩Tn，输出扭矩Tn为根据车速查表获取的基础扭矩Tk和补偿扭矩Tz的和；

即，Tn＝Tz+Tk，其中，Tk是为完全作用在车上使之前进的扭矩，Tz是为克服当前阻力的扭矩。

步骤S3：根据当前转速对输出扭矩Tn进行滤波计算后获得滤波扭矩Tx；

具体地，所述根据当前转速对扭矩Tn进行滤波包括：

步骤S301：根据转速变化大小查表确定扭矩变化值Ts；

步骤S302：根据转速大小限制扭矩变化幅度，得出滤波后扭矩值Tx。

其中，所述根据转速大小限制扭矩变化幅度包括：

当转速＜0时，扭矩变化幅度执行无限制模式；

当转速≥0的第一阶段时，扭矩变化幅度执行高限制模式；

当转速≥0的第二阶段时，扭矩变化幅度执行低限制模式；

当转速≥0的第三阶段时，扭矩变化幅度执行高限制模式。

在转速小于0时，对扭矩变化幅度不进行限制，使得实际输出扭矩逐步快速变大，及时遏制车辆的溜坡状态，当转速过零及位于过零后的第一阶段时，转变为高限制模式，防止车辆扭矩输出过大，造成前冲的情况，之后进入第二阶段时，降低对扭矩变化幅度的限制，此时车辆进入匀速蠕行状态，之后进入第三阶段时，车速接近目标蠕行速度，再次将扭矩变化幅度变为高限制模式，稳定扭矩输出，使得车辆稳定接近目标车速，在进入蠕行过程中，整个过程稳定平缓达到目标速度，具体高限制模块和低限制模式可根据设计需求进行调节，以加强或缩小控制该两种限制模式的限制幅度。

具体地，所述根据转速大小限制扭矩变化幅度具体利用下式得出滤波扭矩Tx；

当Tn≥T_X-1时，

当Tn＜T_X-1时，

式中，

Ts为扭矩变化量；

T_X-1为上一次发出扭矩；

Tx为滤波后扭矩；

Tn为计算出扭矩。

在具体进行滤波限制过程中，通过比较上一次发出扭矩和计算出的目标扭矩比较，实际输出的滤波扭矩为取小，保证车辆速度稳定上升。

步骤S4：通过VCU输出滤波扭矩Tx；

步骤S5：判断车辆状态是否发生变化，若是，重新返回步骤S1判定车辆状态；若否，返回步骤S2计算补偿扭矩Tz，逐步驱动车辆进入蠕行运动。

具体地，经过一个周期的计算后，再次判断此时车辆状态，通过转速判断此时状态是否发生变化，若没有发生变化，则直接跳过步骤S1中的车辆状态判断，进入步骤S2中，直接计算该状态下的Tz，以继续进行输出扭矩Tn的计算，如此循环直至车辆状态判定发生变化或接近目标转速；若发生变化，则再次进入步骤S1中，进行车辆状态变化的再次判断，以便执行不同状态下的补偿扭矩Tz的计算，以此循环直至车辆状态判定发生变化或接近目标转速。

在一个采样周期内，结合两步粗算的基础扭矩Tk和补偿扭矩Tz，求得输出扭矩Tn，之后根据当前转动对输出扭矩Tn进行滤波得到滤波扭矩Tx，保证该滤波扭矩Tx能够平缓稳定的控制车辆进行蠕行，之后再次对车辆状态进行判断，判断车辆状态是否发生变化，以便在下一周期，有选择地进入步骤S2刷新当前实际扭矩后重新滤波输出滤波扭矩Tx或进入步骤S1进行车辆状态的重新判断，保证车辆顺利地从溜坡进入蠕行状态，期间再通过滤波稳定扭矩，保证车辆的蠕行状态平稳进入。

实施例2

基于与前述实施例中一种蠕行控制方法同样的发明构思，本实施例还提供一种蠕行控制装置，其包括：

第一判定模块，用于判定车辆状态，根据不同车辆状态，计算对应的补偿扭矩Tz；

第一计算模块，用于根据补偿扭矩Tz计算输出扭矩Tn，输出扭矩Tn为根据车速查表获取的基础扭矩Tk和补偿扭矩Tz的和；

第一滤波模块，用于根据当前转速对输出扭矩Tn进行滤波计算后获得滤波扭矩Tx；

第一执行模块，用于通过VCU输出滤波扭矩Tx；

第二判定模块，用于判断车辆状态是否发生变化，若是，进入步骤S1重新判断车辆状态，若否，进入步骤S2计算补偿扭矩Tz，逐步驱动车辆进入蠕行运动。

进一步地，所述装置还包括：第三判定模块，用于根据转速判断车辆状态。

进一步地，所述装置还包括：第四判定模块，用于根据车辆油门驱动状态及车辆刹车驱动状态判断车辆状态。

进一步地，所述装置还包括：第一计算单元，用于根据下式计算补偿扭矩Tz；

式中，

n为转速；

T为当前扭矩；

Tf为滑阻扭矩；

Δn为转速变化值；

K为转速变化系数。

进一步地，所述装置还包括：第二执行模块，用于根据转速变化大小查表确定扭矩变化值Ts；

第三执行模块，用于根据转速大小限制扭矩变化幅度，得出滤波扭矩Tx。

进一步地，所述装置还包括：

第五判定模块，用于当转速＜0时，扭矩变化幅度执行无限制模式；

第六判定模块，用于当转速≥0的第一阶段时，扭矩变化幅度执行高限制模式；

第七判定模块，用于当转速≥0的第二阶段时，扭矩变化幅度执行低限制模式；

第八判定模块，用于当转速≥0的第三阶段时，扭矩变化幅度执行高限制模式。

进一步地，所述装置还包括：第二计算单元，用于根据下式计算得出滤波后扭矩Tx；

当Tn≥T_X-1时，

当Tn＜T_X-1时，

式中，

Ts为扭矩变化量；

T_X-1为上一次发出扭矩；

Tx为滤波后扭矩；

Tn为计算出扭矩。

进一步地，所述装置还包括：第九判断模块，用于当车辆状态判断为蠕行状态时，在计算补偿扭矩Tz之前，输出扭矩保持上一状态输出。

前述图1实施例1中的一种蠕行控制方法的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的一种蠕行控制装置，通过前述对一种蠕行控制方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中一种蠕行控制装置的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。

本发明还提供一种车辆，其包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述蠕行控制方法。

本申请中提供的一种或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过查表计算基础扭矩Tk和公式推导计算补偿扭矩Tz的两步粗算，再对相加补偿扭矩和基础扭矩得出的输出扭矩Tn进行滤波限制，得出滤波扭矩Tx的一步精算，得出实际输出扭矩，保证车辆蠕行运动的平稳进行，不用额外通过安装采集车辆坡度等数值进行计算，计算方式简便，减少成本。

通过不同模式的滤波限制计算得出的输出扭矩Tn，对转速大于等于0之后到目标蠕行转速之间，进行阶段划分，在转速过零后的第一阶段和接近目标蠕行转速的第三阶段进行高限制，防止车辆过零前冲且能够平稳进入目标蠕行速度，在转速大于0的第二阶段，进行低限制模式，使得车速能够保持匀速，具体三个阶段的划分可具体根据实际车况和目标转速进行人为设定划分，可灵活实现，达到平稳进行蠕行驱动。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种蠕行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

判定车辆状态，根据不同车辆状态，计算对应的补偿扭矩Tz；

根据补偿扭矩Tz计算输出扭矩Tn，输出扭矩Tn为根据车速查表获取的基础扭矩Tk和补偿扭矩Tz的和；

根据当前转速对输出扭矩Tn进行滤波计算后获得滤波扭矩Tx；

通过VCU输出滤波扭矩Tx；

判断车辆状态是否发生变化，若是，重新返回所述判定车辆状态；若否，返回计算补偿扭矩Tz，逐步驱动车辆进入蠕行运动；

所述判定车辆状态包括：根据转速判断车辆状态，若转速＜0，则判定为溜坡状态，若转速＝0，则判定为静止状态，若转速＞0，则判定为蠕行状态；

其中，利用下式计算补偿扭矩Tz；

式中，

n为转速；

T为当前扭矩；

Tf为滑阻扭矩；

Δn为转速变化值；

K为转速变化系数。

2.根据权利要1所述的蠕行控制方法，其特征在于，所述判定车辆状态还包括：根据车辆油门驱动状态及车辆刹车驱动状态判断车辆状态；

若未采集到车辆刹车信号且判断车辆油门扭矩不大于输出扭矩Tn时，

则执行根据转速判断车辆状态。

3.根据权利要求1所述的蠕行控制方法，其特征在于，所述根据当前转速对输出扭矩Tn进行滤波包括：

根据转速变化大小查表确定扭矩变化值Ts；

根据转速大小限制扭矩变化幅度，得出滤波扭矩Tx。

4.根据权利要求3所述的蠕行控制方法，其特征在于，所述根据转速大小限制扭矩变化幅度包括：

当转速＜0时，扭矩变化幅度执行无限制模式；

当转速≥0的第一阶段时，扭矩变化幅度执行高限制模式；

当转速≥0的第二阶段时，扭矩变化幅度执行低限制模式；

当转速≥0的第三阶段时，扭矩变化幅度执行高限制模式。

5.根据权利要求3所述的蠕行控制方法，其特征在于，所述根据转速大小限制扭矩变化幅度具体利用下式得出滤波后扭矩Tx；

当时，

当时，

式中，

Ts为扭矩变化量；

为上一次发出扭矩；

Tx为滤波后扭矩；

Tn为计算出扭矩。

6.根据权利要求2所述的蠕行控制方法，其特征在于，当车辆状态判断为蠕行状态时，在计算补偿扭矩Tz之前还包括：输出扭矩保持上一状态输出。

7.一种蠕行控制装置，其特征在于，包括：

第一判定模块，用于判定车辆状态，根据不同车辆状态，计算对应的补偿扭矩Tz；

第一计算模块，用于根据补偿扭矩Tz计算输出扭矩Tn，输出扭矩Tn为根据车速查表获取的基础扭矩Tk和补偿扭矩Tz的和；

第一滤波模块，用于根据当前转速对输出扭矩Tn进行滤波计算后获得滤波扭矩Tx；

第一执行模块，用于通过VCU输出滤波扭矩Tx；

第二判定模块，用于判断车辆状态是否发生变化，若是，重新返回判定车辆状态，若否，返回计算补偿扭矩Tz，逐步驱动车辆进入蠕行运动；

第三判定模块，用于根据转速判断车辆状态,其中，若转速＜0，则判定为溜坡状态，若转速＝0，则判定为静止状态，若转速＞0，则判定为蠕行状态；

第一计算单元，用于根据下式计算补偿扭矩Tz；

式中，

n为转速；

T为当前扭矩；

Tf为滑阻扭矩；

Δn为转速变化值；

K为转速变化系数。

8.一种车辆，其特征在于，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的蠕行控制方法。

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