DE102008039590A1 - Ausgeweitete Leerlaufregeneration von Dieselpartikelfiltern - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zum Regenerieren eines Dieselpartikelfilters (DPF) kann das Betreiben eines eine Dieselbrennkraftmaschine umfassenden Fahrzeugs bei einem Leerlaufzustand und das Anlegen einer Last an der Dieselbrennkraftmaschine während des Leerlaufzustands zum Anheben einer Abgastemperatur der Dieselbrennkraftmaschine relativ zu einem Nennleerlaufzustand umfassen. Die erhöhte Abgastemperatur kann einen Dieselpartikelfilter der Dieselbrennkraftmaschine während des Leerlaufzustands regenerieren.
Description
- GEBIET
- Die vorliegende Erfindung betrifft den Betrieb einer Dieselbrennkraftmaschine und insbesondere die Regeneration eines Dieselpartikelfilters.
- HINTERGRUND
- Die Angaben in diesem Abschnitt sehen lediglich Hintergrundinformationen bezüglich der vorliegenden Offenbarung vor und stellen eventuell nicht den Stand der Technik dar.
- Dieselpartikelfilter (DPF) können in Fahrzeugen mit Dieselbrennkraftmaschinen verwendet werden, um Emissionen von während der Verbrennung erzeugtem Partikelmaterial (Ruß) zu verringern. Der DPF entfernt typischerweise Ruß aus dem Abgasstrom und speichert den Ruß darin. Der DPF wird typischerweise nach Erreichen eines vorbestimmten Rußwerts regeneriert oder gereinigt. Der DPF kann durch Ändern des Verbrennungsprozesses der Dieselbrennkraftmaschine und/oder Einspritzen von Kraftstoff in den Abgasstrom zum Anheben der Temperatur des Abgases regeneriert oder gereinigt werden.
- ZUSAMMENFASSUNG
- Ein Verfahren zum Regenerieren eines Dieselpartikelfilters (DPF) kann das Betreiben eines Fahrzeugs mit einer Dieselbrennkraftmaschine bei einem Leerlaufzustand und das Anlegen einer Last an der Dieselbrennkraftmaschine während des Leerlaufzustands zum Anheben einer Abgastemperatur der Dieselbrennkraftmaschine relativ zu einem Nennleerlaufzustand umfassen. Die erhöhte Abgastemperatur kann einen Dieselpartikelfilter der Dieselbrennkraftmaschine während des Leerlaufzustands regenerieren.
- Das Verfahren kann weiterhin umfassen: das Ermitteln eines Partikelmaterialansammlungs- bzw. ablagerungswert in dem DPF und das Anlegen der Last, wenn der Partikelmaterialwert größer ist als ein vorbestimmter Grenzwert. Die Last kann an der Dieselbrennkraftmaschine durch ein damit verbundenes Getriebe angelegt werden.
- Ein Fahrzeug kann ein Brennkraftmaschinenleerlaufsteuermodul, ein Dieselpartikelfilterbeurteilungsmodul und ein Brennkraftmaschinenlaststeuermodul umfassen. Die Steuermodule können miteinander in Verbindung stehen. Das Brennkraftmaschinenleerlaufsteuermodul kann eine Dieselbrennkraftmaschine des Fahrzeugs bei einem Leerlaufzustand betreiben. Das Dieselpartikelfilterbeurteilungsmodul kann einen Partikelmaterialablagerungswert eines Dieselpartikelfilters in einem Abgasströmpfad der Dieselbrennkraftmaschine ermitteln. Das Brennkraftmaschinenlaststeuermodul kann während des Leerlaufzustands selektiv eine Last an der Dieselbrennkraftmaschine anlegen, um eine Abgastemperatur der Dieselbrennkraftmaschine zum Regenerieren des Dieselpartikelfilters anzuheben.
- Weitere Gebiete der Anwendbarkeit gehen aus der hierin vorgesehenen Beschreibung hervor. Es versteht sich, dass die Beschreibung und spezifischen Beispiele lediglich dem Zweck der Veranschaulichung dienen und nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung beschränken sollen.
- ZEICHNUNGEN
- Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich dem Zwecke der Veranschaulichung und sollen nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise beschränken.
-
1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Offenbarung; -
2 ist ein Steuerblockdiagramm des in1 gezeigten Steuermoduls; und -
3 ist ein Flussdiagramm, das Schritte für die Steuerung des Fahrzeugs von1 darstellt. - EINGEHENDE BESCHREIBUNG
- Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung, die Anwendung oder die Nutzungsmöglichkeiten zu beschränken. Der Klarheit halber werden in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Elemente zu bezeichnen. Wie hierin verwendet bezieht sich der Begriff „Modul" auf eine applikationsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung oder ande re geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
- Unter Berg auf
1 kann ein Fahrzeug10 eine Brennkraftmaschinenanordnung12 , eine Getriebeanordnung14 und ein Steuermodul16 umfassen. Die Brennkraftmaschinenanordnung12 kann eine Dieselbrennkraftmaschine18 , ein Einlasssystem20 , ein Auslasssystem22 und eine Kraftstoffanlage24 umfassen. Die Dieselbrennkraftmaschine18 kann eine Kurbelwelle26 umfassen, die davon ein Abtriebsdrehmoment bereitstellt. Das Einlasssystem20 kann in Verbindung mit der Dieselbrennkraftmaschine18 stehen und kann einen Ansaugkrümmer28 , eine Drosselklappe30 und eine elektronische Drosselklappensteuerung (ETC, kurz vom engl. Electronic Throttle Control)32 umfassen. Die ETC32 kann die Drosselklappe30 betätigen, um einen Luftstrom in die Dieselbrennkraftmaschine18 zu steuern. Die Abgasanlage22 kann mit der Dieselbrennkraftmaschine18 in Verbindung stehen und kann einen Abgaskrümmer34 , einen Katalysator36 und einen Dieselpartikelfilter (DPF)38 umfassen. Die Kraftstoffanlage24 kann der Dieselbrennkraftmaschine18 Kraftstoff zuführen. Ein durch Verbrennung des Kraftstoff/Luft-Gemisches erzeugtes Abgas kann die Dieselbrennkraftmaschine18 durch die Abgasanlage22 verlassen. - Die Getriebeanordnung
14 kann ein Getriebe40 und eine Kopplungsvorrichtung42 umfassen. Das Getriebe40 kann ein Automatikgetriebe, wie zum Beispiel das von Allison Transmission® aus Indianapolis, IN, erhältliche M74-Automatikgetriebe sein und kann Antriebs- und Abtriebswellen44 ,46 umfassen. Die Kopplungsvorrichtung42 kann im Allgemeinen die Form eines Drehmomentwandlers aufweisen, der eine Drehmomentwanderkupplung (TCC, kurz vom engl. Torque Converter Clutch)48 umfasst. Die TCC48 kann betätigt werden, um einen Eingriff zwischen der Kurbel welle26 und Antriebswelle44 vorzusehen. Das Getriebe40 kann die Abtriebswelle46 selektiv blockieren, um deren Umdrehung zu verhindern, wodurch eine Übertragung von Antriebsdrehmoment auf (nicht dargestellte) Räder des Fahrzeugs10 verhindert wird. - Das Steuermodul
16 kann mit der Brennkraftmaschinenanordnung12 , der Getriebeanordnung14 und einem Gaspedal49 in Verbindung stehen. Unter weiterem Bezug auf2 kann das Steuermodul16 ein Brennkraftmaschinenleerlaufsteuermodul50 , ein Brennkraftmaschinenlaststeuermodul52 und ein DPF-Beurteilungsmodul55 umfassen. Das Brennkraftmaschinenleerlaufsteuermodul50 und das Brennkraftmaschinenlaststeuermodul52 können miteinander in Verbindung stehen. Das Brennkraftmaschinenleerlaufsteuermodul50 kann darüber hinaus mit der Kraftstoffanlage24 und der ETC32 in Verbindung stehen, um Luftstrom und Kraftstoffstrom in die Dieselbrennkraftmaschine18 zu steuern. Das Brennkraftmaschinenleerlaufsteuermodul50 kann mit einem Gaspedalsensor53 von Gaspedal49 in Verbindung stehen und kann ein Signal empfangen, das eine Gaspedalstellung von diesem anzeigt. Das Brennkraftmaschinenleerlaufsteuermodul50 kann im Allgemeinen eine Betriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine18 ermitteln und kann den Betrieb der Dieselbrennkraftmaschine18 bei einem Leerlaufzustand steuern. - Das Brennkraftmaschinenlaststeuermodul
52 kann darüber hinaus mit dem Getriebe40 , einem Getriebefluidtemperatursensor54 und einer Kopplungsvorrichtung42 in Verbindung stehen. Das Brennkraftmaschinenlaststeuermodul52 kann eine wirksame Fahrstufe des Getriebes40 ermitteln. Das Brennkraftmaschinenlaststeuermodul52 kann die Abtriebswelle46 des Getriebes40 selektiv blockieren und kann die TCC48 selektiv betätigen, um an der Dieselbrennkraftmaschine18 eine Last vorzusehen. Das Brennkraftmaschinenlaststeuermodul52 kann darüber hinaus die Temperatur des Getriebefluids, die von dem Getriebefluidtemperatursensor54 bereitgestellt wird, überwachen. - Das DPF-Beurteilungsmodul
55 kann mit dem Brennkraftmaschinenleerlaufsteuermodul50 und dem Brennkraftmaschinenlaststeuermodul52 in Verbindung stehen. Das DPF-Beurteilungsmodul55 kann einen Rußablagerungswert des DPF38 ermitteln. Das DPF-Beurteilungsmodul55 kann den ermittelten Rußablagerungswert relativ zu einem vorbestimmten Grenzwert beurteilen. - Unter Bezug auf
3 ist eine Steuerlogik100 für die Regeneration des DPF38 dargestellt. Während des Betriebs der Brennkraftmaschinenanordnung12 kann der DPF38 Partikelmaterial (Ruß), das in dem Abgas der Dieselbrennkraftmaschine18 vorhanden ist, sammeln. Der DPF38 kann regeneriert (gereinigt) werden, wenn eine vorbestimmte Menge von Partikelmaterial in dem DPF38 abgelagert ist. Der DPF38 kann gereinigt werden, indem der DPF38 über einem vorbestimmten Temperaturgrenzwert betrieben wird, wie zum Beispiel bei einer Temperatur von über 500°C. Dem entsprechend kann die Steuerlogik100 bei Ermittlungsblock102 einsetzen, wo eine Ablagerung von Partikelmaterial in dem DPF38 ermittelt wird. - Der Ermittlungsblock
102 kann eine Ablagerung von Ruß in dem DPF38 auf unterschiedliche Weise berechnen, einschließlich einer Rußbeladungsberechnung und/oder eines Algorithmus basierend auf der Betriebsdauer der Dieselbrennkraftmaschine18 , auf der von dem Fahrzeug10 zurückgelegten Strecke und dem Kraftstoffverbrauch der Dieselbrennkraftmaschine18 . Die Steuerlogik100 kann dann weitergehen zu Block104 , wo die ermittelte Rußablagerung mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen wird. Der vorbestimmte Grenzwert kann im Allgemeinen einen Schwellwert für die Erfordernis einer Regeneration des DPF38 vorsehen. - Wenn die ermittelte Rußablagerung geringer ist als der vorbestimmte Grenzwert, kann die Steuerlogik
100 enden. Wenn die ermittelte Rußablagerung größer als oder gleich dem vorbestimmten Grenzwert ist, kann die Steuerlogik100 zu Ermittlungsblock106 weitergehen, wo ein Betriebszustand des Fahrzeugs10 ermittelt wird. Die Ermittlung des Betriebszustands von Fahrzeug10 kann, entweder einzeln oder in Kombination, eine Beurteilung der Gaspedalstellung, einer wirksamen Fahrstufe des Getriebes40 und einer Betriebsgeschwindigkeit des Fahrzeugs10 umfassen. Die Steuerlogik100 kann dann weitergehen zu Entscheidungsblock108 , wo die Betriebsbedingung des Fahrzeugs10 relativ zu vorbestimmten Grenzwerten beurteilt wird. - Die Gaspedalstellung kann relativ zu einer nicht betätigten Nennstellung beurteilt werden. Eine Gaspedalstellung von 0–0,5% Einrücken relativ zu der nicht betätigten Nennstellung kann im Allgemeinen anzeigen, dass das Fahrzeug
10 sich im Zustand für eine Regeneration befindet. Alternativ oder zusätzlich kann eine wirksame Park- oder Neutral-Fahrstufe des Getriebes40 im Allgemeinen anzeigen, dass das Fahrzeug10 sich im Zustand für eine Regeneration befindet. Alternativ oder zusätzlich kann eine Betriebsgeschwindigkeit des Fahrzeugs10 von 0–0,5 Kilometer pro Stunde im Allgemeinen anzeigen, dass das Fahrzeug10 sich im Zustand für eine Regeneration befindet. Wenn sich die Brennkraftmaschine18 in einem Leerlaufzustand befindet, kann sich das Fahrzeug10 im Allgemeinen in einem Zustand für eine Regeneration befinden - Wenn das Fahrzeug
10 sich nicht in einem Zustand für eine Regeneration des DPF38 befindet, kann die Steuerlogik100 enden. Wenn der Betriebs zustand des Fahrzeugs10 sich in einem Zustand für eine Regeneration des DPF38 befindet, kann die Steuerlogik100 zu Steuerblock110 weitergehen, wo das Brennkraftmaschinenleerlaufsteuermodul50 dem Brennkraftmaschinenlaststeuermodul52 mitteilt, dass eine größere Last gewünscht ist. Nachdem das Brennkraftmaschinenleerlaufsteuermodul50 anzeigt, dass eine größere Last gewünscht wird, geht die Steuerlogik100 weiter zu Entscheidungsblock112 , wo das Brennkraftmaschinenlaststeuermodul52 beurteilt, ob das Getriebe40 die Forderung nach höherer Last unterstützen kann. Die Ermittlung, ob das Getriebe40 die Forderung nach höherer Last unterstützen kann, kann auf dem Vorliegen von beliebigen dem Getriebe40 zugeordneten Betriebsstörungen und/oder einer Betriebstemperatur des Getriebes40 , wie zum Beispiel der von dem Getriebefluidtemperatursensor54 bereitgestellten Getriebefluidtemperatur, beruhen. - Wenn das Getriebe
40 in der Lage ist, die Forderung nach höherer Last zu unterstützen, geht die Steuerlogik100 weiter zu Steuerblock114 , wo der DPF38 wie nachstehend erläutert regeneriert wird. Wenn das Getriebe40 nicht in der Lage ist, die Forderung nach höherer Last zu unterstützen, kann die Steuerlogik100 zu Steuerblock116 weitergehen, wo das Getriebe40 gekühlt werden kann. Das Getriebe40 kann gekühlt werden, indem eine Leerlaufdrehzahl der Dieselbrennkraftmaschine18 angehoben wird und eine vorbestimmte Zeitdauer gewartet wird. Nach Verstreichen der vorbestimmten Zeitdauer kann die Steuerlogik100 zu Entscheidungsblock118 weitergehen, wo das Brennkraftmaschinenlaststeuermodul52 erneut beurteilt, ob das Getriebe40 die Forderung nach höherer Last unterstützen kann. Wenn das Getriebe40 immer noch nicht in der Lage ist, die Forderung nach höherer Last zu unterstützen, kann die Steuerlogik100 enden. Wenn das Getriebe40 in der Lage ist, die Forderung nach hö herer Last zu unterstützen, kann die Steuerlogik100 zu Steuerblock114 weitergehen, wo der DPF38 regeneriert wird. - Die Regeneration des DPF
38 kann das Bereitstellen einer Last von der Getriebeanordnung14 zu der Brennkraftmaschine18 umfassen. Die Last kann durch Blockieren der Abtriebswelle46 des Getriebes40 vorgesehen werden, während die TCC48 betätigt wird. Das Betätigen der TCC48 während des Blockierens der Abtriebswelle46 kann im Allgemeinen eine Last an der Dieselbrennkraftmaschine18 an der Kurbelwelle26 anlegen, während das Fahrzeug10 im Allgemeinen stationär bleibt. Die erhöhte Last kann höhere Abgastemperaturen erzeugen, was zu höheren Temperaturen des DPF38 führt. Zum Beispiel kann die erhöhte Last die Temperatur des DPF38 auf eine Temperatur von über 500°C anheben. - Zusätzlich zu der erhöhten Brennkraftmaschinenlast, die durch die Getriebeanordnung
14 angelegt wird, kann eine Regeneration des DPF38 die Steuerung verschiedener Betriebsparameter der Brennkraftmaschinenanordnung12 umfassen. Die Steuerung der Betriebsparameter der Brennkraftmaschinenanordnung12 kann ein Anheben der Brennkraftmaschinendrehzahl, ein Erhöhen der Anzahl an Kraftstoffeinspritzvorgängen pro Zylinderzündvorgang, ein Verzögern des Einspritzzeitpunkts, das Einspritzen von Kraftstoff in den Abgasstrom und das Betätigen der Drosselklappe30 umfassen. - Darüber hinaus offenbart und beschreibt die vorstehende Beschreibung lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Der Fachmann wird aus einer solchen Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen und Ansprüchen ohne weiteres erkennen, dass darin verschiedene Änderungen, Abwandlungen und Abänderungen vorgenom men werden können, ohne vom Wesen und Schutzumfang der in den folgenden Ansprüchen festgelegten Offenbarung abzuweichen.
Claims (20)
- Verfahren umfassend: Betreiben eines eine Dieselbrennkraftmaschine umfassenden Fahrzeugs bei einem Leerlaufzustand; und Anlegen einer Last an der Dieselbrennkraftmaschine während des Leerlaufzustands zum Anheben einer Abgastemperatur der Dieselbrennkraftmaschine relativ zu einem Nennleerlaufzustand, um einen Dieselpartikelfilter zu regenerieren.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anlegen der Last das Anlegen der Last an der Dieselbrennkraftmaschine durch ein mit der Dieselbrennkraftmaschine gekoppeltes Getriebe des Fahrzeugs umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Getriebe eine Abtriebswelle umfasst und das Anlegen der Last das Blockieren der Antriebswelle umfasst, um eine Drehung derselben zu verhindern.
- Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Getriebe eine Drehmomentwandlerkupplung umfasst und das Anlegen der Last das Betätigen der Drehmomentwanderkupplung umfasst, während die Abtriebswelle blockiert ist.
- Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Anlegen der Last das Anlegen der Last an einer Kurbelwelle der Dieselbrennkraftmaschine durch Betätigen der Drehmomentwandlerkupplung umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin umfassend: das Ermitteln, ob das Getriebe in der Lage ist, die Last während des Leerlaufzustands anzulegen, und wobei das Anlegen der Last erfolgt, wenn das Getriebe in der Lage ist, die Last anzulegen.
- Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Ermitteln das Beurteilen einer Betriebstemperatur des Getriebes umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: das Anheben einer Leerlaufdrehzahl der Dieselbrennkraftmaschine relativ zu einer dem Nennleerlaufzustand zugeordneten Leerlaufdrehzahl.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anlegen der Last das Anheben der Abgastemperatur der Dieselbrennkraftmaschine auf eine Temperatur von über 500°C während des Leerlaufzustandes umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: das Ermitteln eines Partikelmaterialablagerungswerts des Dieselpartikelfilters und wobei das Anlegen der Last erfolgt, wenn der ermittelte Partikelmaterialablagerungswert größer ist als ein vorbestimmter Grenzwert.
- Verfahren umfassend: Betreiben eines eine Dieselbrennkraftmaschine umfassenden Fahrzeugs bei einem Leerlaufzustand; Ermitteln eines Partikelmaterialablagerungswerts in einem Dieselpartikelfilter in einem Abgasströmpfad der Dieselbrennkraftmaschine; und Anlegen einer Last an der Dieselbrennkraftmaschine durch ein damit gekoppeltes Getriebe zum Anheben einer Abgastemperatur von der Dieselbrennkraftmaschine, wenn der ermittelte Partikelmaterialablagerungswert größer als ein vorbestimmter Grenzwert ist, um den Dieselpartikelfilter zu regenerieren.
- Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Getriebe eine Abtriebswelle umfasst und das Anlegen der Last das Blockieren der Abtriebswelle umfasst, um eine Drehung derselben zu verhindern.
- Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Getriebe eine Drehmomentwandlerkupplung umfasst und das Anlegen der Last das Betätigen der Drehmomentwandlerkupplung umfasst, während die Abtriebswelle blockiert ist.
- Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Anlegen der Last das Anlegen einer Last an einer Kurbelwelle der Dieselbrennkraftmaschine durch Betätigung der Drehmomentwandlerkupplung umfasst.
- Steuermodul umfassend: ein Brennkraftmaschinenleerlaufsteuermodul zum Betreiben einer Dieselbrennkraftmaschine eines Fahrzeugs bei einem Leerlaufzustand; ein mit dem Brennkraftmaschinenleerlaufsteuermodul in Verbindung stehendes Dieselpartikelfilterbeurteilungsmodul zum Ermitteln eines Partikelmaterialablagerungswerts eines Dieselpartikelfilters in einem Abgasströmpfad der Dieselbrennkraftmaschine; und ein mit dem Brennkraftmaschinenleerlaufsteuermodul und dem Dieselpartikelfilterbeurteilungsmodul in Verbindung stehendes Brennkraftmaschinenlaststeuermodul zum selektiven Anlegen einer Last an der Dieselbrennkraftmaschine während des Leerlaufzustands zum Anheben einer Abgastemperatur der Dieselbrennkraftmaschine, um den Dieselpartikelfilter während des Leerlaufzustands zu regenerieren.
- Steuermodul nach Anspruch 15, wobei das Brennkraftmaschinenlaststeuermodul die Last an der Dieselbrennkraftmaschine durch ein damit gekoppeltes Fahrzeuggetriebe anlegt.
- Steuermodul nach Anspruch 16, wobei das Brennkraftmaschinenlaststeuermodul eine Abtriebswelle des Getriebes selektiv blockiert, um die Last anzulegen.
- Steuermodul nach Anspruch 17, wobei das Brennkraftmaschinenlaststeuermodul eine Drehmomentwandlerkupplung betätigt, während die Abtriebswelle blockiert ist, um die Last anzulegen.
- Steuermodul nach Anspruch 18, wobei das Brennkraftmaschinenlaststeuermodul die Drehmomentwandlerkupplung betätigt, um die Last an einer Kurbelwelle der Dieselbrennkraftmaschine anzulegen.
- Steuermodul nach Anspruch 15, wobei das Brennkraftmaschinenlaststeuermodul die Last anlegt, um die Abgastemperatur der Dieselbrennkraftmaschine auf eine Temperatur von mindestens 500°C anzuheben.
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US12/042,559 US8424293B2 (en) | 2007-07-18 | 2008-03-05 | Diesel particulate filter extended idle regeneration |
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- 2008-08-25 DE DE102008039590A patent/DE102008039590A1/de not_active Withdrawn
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