DE102011078788A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine, wobei das Kraftfahrzeug durch ein automatisch veranlasstes Bremsmoment temporär im Stillstand gehalten wird und wobei ein Verlassen des Kraftfahrzeugs oder eine Verlassensabsicht des Fahrers zum Verlassen des Kraftfahrzeugs erkennbar ist. Erfindungsgemäß wird dabei im Falle eines Erkennens einer Fahrerabwesenheit oder der Verlassensabsicht des Fahrers während das Kraftfahrzeug durch das automatisch veranlasste Bremsmoment im Stillstand gehalten wird die Brennkraftmaschine automatisch abgeschaltet.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie des Anspruchs 5.
- Im Allgemeinen übernehmen immer mehr Fahrerassistenzsysteme Teile der Fahr- bzw. der Fahreraufgaben, wie z. B. Gas geben oder Bremsen. Es gibt mehrere Systeme, die den Fahrer insbesondere im niedrigen Geschwindigkeitsbereich bis hin zum Stillstand dahingehend unterstützen, dass das Fahrzeug selbsttätig in den Stillstand bremst und/oder im Stillstand gehalten wird, ohne dass der Fahrer das Bremspedal betätigt. Bisher werden diese Systeme in Fahrzeugen mit Automatikgetrieben oder automatisierten Getrieben angeboten, zukünftig sind aber auch derartige Systeme in Fahrzeugen mit Handschaltgetrieben denkbar.
- Weiter sind zur Erhöhung des Komforts und der Sicherheit bei Fahrzeugen bereits verschiedenste Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die zur Verhinderung des Wegrollens eines betriebsbereiten Kraftfahrzeugs – insbesondere, aber nicht notwendigerweise an Steigungen – dienen sollen. Meist wird dabei im Stillstand des Fahrzeugs eine Bremskraft an wenigstens einem Rad des Fahrzeugs gehalten oder aktiv aufgebaut.
- Derartige Funktionen und die entsprechenden Vorrichtungen sind bspw. unter dem Namen Bergassistent bzw. Anfahrassistent, Hillhold(er), Automatic Hold, Parkassistenten mit Übernahme der Längsführung, oder im Rahmen von Geschwindigkeitsregelsystemen mit Abstandshaltefunktion bis in den Stillstand oder auch bei Notbremsassistenten bekannt.
- So erlaubt zum Beispiel die Automatic Hold Funktion dem Fahrer nach dem Abbremsen in den Stillstand den Fuß vom Bremspedal zu nehmen. Das Fahrzeug wird dann durch Beibehalten der aktuellen Bremskraft weiterhin im Stillstand gehalten, solange bis der Fahrer durch Betätigung des Gaspedals zum Ausdruck bringt, dass er wieder weiterfahren möchte.
- Im Rahmen eines Parkassistenten mit Übernahme der Längsführung wird zusätzlich zur automatischen Lenkung auch die Längsführung, also Fahren und Abbremsen übernommen. Bei mehrzügigen Einparkmanövern wird am Ende eines jeden Zuges das Fahrzeug während des Gangwechsels durch Erzeugen eines entsprechenden Bremsmoments automatisch im Stillstand gehalten. Nach Beendigung des Einparkmanövers wir das Fahrzeug ebenfalls automatisch solange im Stillstand gehalten bis der Fahrer das Fahrzeug (z. B. durch Aktivieren der Feststellbremse) dauerhaft sichert.
- Schließlich regelt ein bereits bekanntes Geschwindigkeitsregelsystem mit Abstandsfunktion grundsätzlich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf einen vom Fahrer vorgegebenen Geschwindigkeitswert. Wird ein vorausfahrendes Fahrzeug mit geringerer Geschwindigkeit detektiert, wird in einen Folgemodus gewechselt, so dass ein vorgegebener Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird. Dabei kann das Fahrzeug automatisch auch bis in den Stillstand abgebremst und solange im Stillstand gehalten werden, solange auch das „vorausfahrende” Fahrzeug steht.
- Bei Notbremsassistenten verzögert das Fahrzeug ebenfalls bis zum Stillstand, z. B. aufgrund einer kritischen Situation, um eine Kollision mit einem anderen Fahrzeug bzw. Verkehrsteilnehmer oder Fußgänger zu vermeiden.
- Problematisch ist bei den genannten Systemen, wenn der Fahrer das Fahrzeug verlässt, während das Fahrzeug systembedingt im Stillstand gehalten wird, da durch das hydraulische Halten des Fahrzeugs kein dauerhaftes Halten des Fahrzeugs im Stillstand gewährleistet werden kann.
- Aus der
DE 198 38 885 A1 sind bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sicherstellung des Stillstand eines Fahrzeugs bekannt. Dabei wird bei erkanntem Stillstand des Fahrzeugs eine Bremskraft zur Realisierung einer Feststellbremse aufgebaut und/oder ein Getriebe in Parkstellung geschaltet, wobei die Bremskraft bzw. die Getriebestellung auch dann aufrecht erhalten bleiben soll, wenn die Versorgungsspannung für die elektrischen Systeme nicht mehr ausreicht bzw. abgeschaltet wird. Ein derartiges System ist zum einen mit zum Teil hohen Kosten verbunden und zum anderen sind viele Fahrer, die in der Regel die Feststellbremse nicht nutzen, überrascht, wenn diese ohne ihr Zutun aktiviert wurde. - Weiter ist aus der
EP 1 924 476 B1 ein Verfahren zum Warnen des Fahrers bekannt, wenn das Fahrzeug aufgrund eines Geschwindigkeitsregelsystems im Stillstand gehalten wird und ein Verlassen oder eine Verlassensabsicht des Fahrers erkannt wird. Dabei wird das automatisch erzeugte Bremsmoment derart verändert, dass das Kraftfahrzeug eine für den Fahrer spürbare Bewegung erfährt und somit der Fahrer auf den ungesicherten Zustand aufmerksam gemacht wird. - Schließlich ist aus der
DE 10 2008 020 844 A1 eine Feststellbremsfunktion bekannt, die eine Betriebsbremse aktiviert, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner als eine vorgegebene erste Geschwindigkeitsschwelle ist und eine Anwesenheit des Fahrers auf dem Fahrersitz detektiert wird. - Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Stillstandabsicherung eines Fahrzeugs, das durch ein entsprechendes System temporär im Stillstand gehalten wird, für den Fall anzugeben, wenn der Fahrer das Fahrzeug verlässt.
- Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 sowie eine Vorrichtung nach Patentanspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
- Wie bereits bekannt ist, wird im Rahmen der oben genannten Fahrerassistenzsysteme zum temporären Halten eines betriebsbereiten Kraftfahrzeugs im Stillstand mittels einer Bremseinheit automatisch ein Bremsmoment veranlasst (beibehalten oder aktiv aufgebaut), so dass das Fahrzeug im Stillstand gehalten wird, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs unter einer vorgegebenen ersten Geschwindigkeitsschwelle liegt (d. h. es wird ein Stillstand des Fahrzeugs erkannt) und eine Anwesenheit des Fahrers auf dem Fahrersitz detektiert wird. Um eine Fahreranwesenheit detektieren zu können, ist eine Detektionseinheit vorgesehen, die ein Verlassen des Kraftfahrzeugs oder eine Verlassensabsicht des Fahrers zum Verlassen des Kraftfahrzeugs erkennt. Die Detektion könnte sich aus den drei Kriterien „Öffnen der Fahrertür”, „Öffnen des Schlosses des Sicherheitsgurtes des Fahrers” und „Erkennung der Sitzbelegung des Fahrersitzes” zusammensetzen.
- Grundgedanke der Erfindung ist nun, die Stillstandabsicherung, die bei Verlassen des Fahrzeugs unbedingt notwendig ist, durch technische Maßnahmen und Fahrzeugsysteme, die ohnehin im Fahrzeug vorhanden sind, zu lösen.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich nun dadurch aus, dass im Falle eines Erkennens einer Fahrerabwesenheit oder der Verlassensabsicht des Fahrers während das Kraftfahrzeug durch das automatisch veranlasste Bremsmoment im Stillstand gehalten wird die Brennkraftmaschine automatisch abgeschaltet wird. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Auswerteeinheit, das eben im Falle eines Erkennens einer Fahrerabwesenheit oder der Verlassensabsicht des Fahrers während das Kraftfahrzeug durch das automatisch veranlasste Bremsmoment im Stillstand gehalten wird die Brennkraftmaschine automatisch abschaltet.
- Idealerweise ist im Fahrzeug bereits eine Motor-Start-Stopp-Einheit vorgesehen, die in der Regel bei Vorliegen vorgegebener Abschaltbedingungen die Brennkraftmaschine automatisch abschaltet und bei Vorliegen einer Einschaltaufforderung die Brennkraftmaschine automatisch wieder anschaltet. Somit kann die Stillstandabsicherung mittels dieser Motor-Start-Stopp-Einheit vorgenommen werden, wodurch keine zusätzlichen Kosten anfallen. Befindet sich das Getriebe des Fahrzeugs während des Abschaltens der Brennkraftmaschine im Leerlauf, muss – um den Stillstand sicher gewährleisten zu können – zusätzlich das Getriebe in die Parkstellung gebracht werden oder zumindest ein Gang ungleich des Leerlaufes eingelegt werden.
- Vorteilhafterweise wird die Fahrerabwesenheit in Abhängigkeit vom Signal einer Sitzbelegungserkennungseinheit und/oder eines Türsensors zum Erfassen einer geöffneten oder öffnende Fahrertür detektiert. Das Signal des entsprechenden Türsensors wird für die Erfassung der Fahreranwesenheit auf dem Fahrersitz dahin gehend ausgewertet, dass eine Anwesenheit des Fahrers auf dem Fahrersitz detektiert wird, wenn der Türsensor eine geschlossene Position der Fahrertür detektiert. Analog dazu kann eine Fahrerabwesenheit detektiert werden, wenn der Türsensor eine nicht geschlossene bzw. eine geöffnete Position der Fahrertür detektiert. Der Türsensor kann als Türkontaktschalter ausgebildet sein, der zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position der Tür unterscheiden kann. Beispielsweise kann hierzu aus Sicherheitsgründen statt eines einfachen Türkontaktschalters auch ein „eigensicherer”, d. h. ein überwachbarer bzw. diagnostizierbarer, redundant arbeitender Türkontaktschalter Verwendung finden. Alternativ kann die detektierte Fahreranwesenheit durch Einbeziehung einer redundanten bzw. quasi-redundanten Information über die Fahreranwesenheit sichergestellt werden. Hierzu kann zusätzlich das Signal eines Fahrsicherheitsgurtschloss-Schalters ausgewertet werden.
- Wird die Brennkraftmaschine im Falle eines Erkennens einer Fahrerabwesenheit oder der Verlassensabsicht des Fahrers während das Kraftfahrzeug durch das automatisch veranlasste Bremsmoment im Stillstand gehalten wird automatisch abgeschaltet, darf dieser Zustand (automatisch abgeschaltete Brennkraftmaschine) erst wieder verlassen werden, wenn sichergestellt ist, dass der Fahrer tatsächlich wieder anwesend ist. Vorteilhafterweise wird die Brennkraftmaschine demnach nur bei Vorliegen einer vorgegebenen Fahrer-Bedienhandlung automatisch gestartet werden. Diese Fahrer-Bedienhandlung muss derart ausgebildet sein, dass anhand dieser Bedienhandlung sichergestellt ist, dass der Fahrer wieder im Fahrzeug sitzt. Alternativ ist ein automatischer Start der Brennkraftmaschine auch dann möglich, wenn eine Fahreranwesenheit eindeutig erkannt wurde. Hierzu kann bspw. wiederum das Signal einer Sitzbelegungserkennungseinrichtung (Sitz ist belegt) und/oder eines Gurtschlosses (Gurtschloss ist geschlossen) und/oder eines Türkontaktschalters der Fahrertür (Tür ist nach einem Öffnen wieder geschlossen) ausgewertet werden.
- Die Erfindung wird anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels nochmals näher erläutert. Dabei zeigt
-
1 eine Vorrichtung zur Durchführung einer Stillstandabsicherung bei Fahrzeugverlassen, und -
2 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm zur Stillstandabsicherung bei Fahrzeugverlassen. - Die
1 zeigt eine vereinfachte Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine zur Stillstandabsicherung, wenn der Fahrer das Fahrzeug bei Stillstand und automatischen Aufbringen eines temporären Bremsmoments verlässt. Dazu ist eine Bremseinheit BE vorgesehen, die bei erreichtem Stillstand des Fahrzeugs durch (automatisches) Abbremsen des Fahrzeugs (z. B. während einer Geschwindigkeitsregelung des Fahrzeugs bis in den Stillstand) das Fahrzeug im Stillstand hält, ohne dass der Fahrer die Betriebsbremse betätigen muss. Alternativ kann bei einem Abbremsen durch den Fahrer durch die Bremseinheit BE automatisch der aktuelle Bremsdruck aufrechterhalten bleiben, wenn der Fahrer das Bremspedal löst und ein entsprechendes Fahrerassistenzsystem aktiviert ist. - Weiter umfasst die Vorrichtung eine Detektionseinheit DE, die ein Verlassen des Kraftfahrzeugs oder eine Verlassensabsicht des Fahrers zum Verlassen des Kraftfahrzeugs erkennt. Die Fahrerabwesenheit wird in diesem Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit vom Signal einer Sitzbelegungserkennungseinheit SB und eines Türsensors T zum Erfassen einer geöffneten oder sich öffnenden Fahrzeugtür detektiert. Das Signal t des entsprechenden Türsensors wird für die Erfassung der Fahreranwesenheit auf dem Fahrersitz dahin gehend ausgewertet, dass eine Abwesenheit des Fahrers auf dem Fahrersitz detektiert wird, wenn der Türsensor eine nicht geschlossene bzw. eine geöffnete Position der Fahrertür detektiert. Aus Redundanzgründen wird zusätzlich zum Erkennen einer Fahrerabwesenheit das Signal sb einer Sitzbelegungserkennungseinheit, die als Sitzmatte ausgebildet ist, ausgewertet.
- Sowohl die Detektionseinheit DE, als auch die Bremseinheit BE senden ein Signal de bzw. be an eine Auswerteeinheit AE, die im vorliegenden Beispiel im Motorsteuergerät DME integriert ist. Das Signal de der Detektionseinheit DE wird dann an die Auswerteeinheit AE gesendet, wenn eine Fahrerabwesenheit erkannt, oder eine Verlassensabsicht des Fahrers erkannt wird. Das Signal be der Bremseinheit BE wird dann an die Auswerteeinheit AE gesendet, wenn das Fahrzeug durch ein automatisch veranlasstes Bremsmoment im Stillstand gehalten wird.
- Wird in der Auswerteeinheit AE ein Erkennen einer Fahrerabwesenheit oder der Verlassensabsicht des Fahrers (durch das Signal de) und eine temporäre Stillstandabsicherung (geeignetes Bremsmoment wird aufrechterhalten oder aktiv erzeugt) durch ein entsprechendes Fahrerassistenzsystem (Vorliegen des Signals be) festgestellt, sendet die Auswerteeinheit AE an eine ebenfalls im Motorsteuergerät DME integrierte Start-Stopp-Einrichtung ASSF ein entsprechendes Signal ae zum Einleiten eines automatischen Abschaltvorgangs der Brennkraftmaschine. Die Start-Stopp-Einrichtung leitet daraufhin durch ein entsprechendes Signal stopp alle notwendigen Maßnahmen zum automatischen Abschalten der Brennkraftmaschine ein. Da diese Vorrichtung idealerweise in einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe oder automatisiertem Getriebe integriert ist, wird durch das Einleiten des automatischen Abschaltvorgangs das Kraftfahrzeug durch die aktuelle Getriebestellung sicher im Stillstand gehalten.
- Ein erneuter (automatischer) Start der Brennkraftmaschine erfolgt erst dann, wenn (durch die Auswerteeinheit AE oder die Start-Stopp-Einrichtung AFFS oder eine andere Komponente im Fahrzeug) eine vorgegebene Fahrerbedienhandlung fbh erkannt wird. Die Start-Stopp-Einrichtung AFFS leitet daraufhin durch ein entsprechendes Signal start alle notwendigen Maßnahmen zum automatischen Anschalten der Brennkraftmaschine ein.
- Im Folgenden wird nun anhand des in
2 dargestellten Ablaufdiagramms ein möglicher Verfahrensablauf zur Stillstandabsicherung bei Fahrzeugverlassen dargestellt. Das in2 dargestellte Ablaufdiagramm startet im Schritt10 sobald das Fahrzeug (manuell durch den Fahrer oder automatisch durch ein entsprechendes Fahrerassistenzsystem) bis in den Stillstand abgebremst wird. Wurde das Fahrzeug bereits aufgrund eines Fahrerassistenzsystems in den Stillstand abgebremst, so wird der Bremsdruck bzw. das Bremsmoment zur temporären Stillstandabsicherung im Schritt20 einfach aufrechterhalten. Wurde das Fahrzeug durch den Fahrer in den Stillstand abgebremst und durch ein entsprechendes Fahrerassistenzsystem FAS eine temporäre Stillstandabsicherung angefordert, so wird eine automatische temporäre Stillstandabsicherung durch Aufbringen eines geeigneten Bremsmoments erst dann vorgenommen, wenn der Fahrer das Bremspedal löst. - Solange die temporäre Stillstandabsicherung vorgenommen wird, wird im Schritt
30 laufend überprüft, ob eine Fahrerabwesenheit, also ein Verlassen des Fahrzeugs detektiert wird. Sobald eine Fahrerabwesenheit erkannt wird, wird zum nächsten Schritt40 übergegangen und die Brennkraftmaschine automatisch abgeschaltet. Ist während des Abschaltens ein Gang eingelegt (bei einem systembedingten Abbremsen in den Stillstand ist dies in jedem Fall gegeben), wird somit auf einfache Weise eine dauerhafte Stillstandabsicherung erreicht. Falls kein Gang eingelegt ist (Leerlauf) wird gleichzeitig mit dem Abschalten der Brennkraftmaschine die Parkstellung eingelegt und somit eine dauerhafte Stillstandabsicherung erreicht. - Um sicherzugehen, dass ein Start der Brennkraftmaschine erst dann erfolgt, wenn der Fahrer wieder im Fahrzeug sitzt und die Steuerung des Fahrzeugs übernehmen kann, wird unabhängig von den im Rahmen einer automatischen Start-Stopp-Einrichtung vorgesehenen Einschaltaufforderer (z. B. systembedingtes Einschalten bei niedrigem Batteriestand) im Schritt
60 ein automatischer Start erst dann eingeleitet, wenn zuvor im Schritt50 eine vorgegebene Fahrerhandlung erkannt wird. Somit wird sichergestellt, dass kein Start der Brennkraftmaschine erfolgt, wenn der Fahrer abwesend ist. - Alternativ – hier aber nicht dargestellt – ist ein automatischer Start der Brennkraftmaschine auch dann möglich, wenn eine Fahreranwesenheit eindeutig erkannt wurde. Hierzu kann das Signal einer Sitzbelegungserkennungseinrichtung (Sitz ist belegt) und/oder eines Gurtschlosses (Gurtschloss ist geschlossen) und/oder eines Türkontaktschalters der Fahrertür (Tür ist nach einem Öffnen wieder geschlossen) ausgewertet werden.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 19838885 A1 [0010]
- EP 1924476 B1 [0011]
- DE 102008020844 A1 [0012]
Claims (7)
- Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine, wobei das Kraftfahrzeug durch ein automatisch veranlasstes Bremsmoment temporär im Stillstand gehalten wird und wobei ein Verlassen des Kraftfahrzeugs oder eine Verlassensabsicht des Fahrers zum Verlassen des Kraftfahrzeugs erkennbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Erkennens einer Fahrerabwesenheit oder der Verlassensabsicht des Fahrers (de) während das Kraftfahrzeug durch das automatisch veranlasste Bremsmoment im Stillstand gehalten wird (be) die Brennkraftmaschine automatisch abgeschaltet wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerabwesenheit in Abhängigkeit vom Signal (sb, t) einer Sitzbelegungserkennungseinheit (SB) und/oder eines Türsensors (T) zum Erfassen einer geöffneten oder sich öffnenden Fahrzeugtür und/oder vom Signal eines Fahrersitz-Gurtschlosses detektiert wird.
- Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die automatisch abgeschaltete Brennkraftmaschine nur bei Vorliegen einer vorgegebenen Fahrer-Bedienhandlung (fbh) gestartet wird.
- Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Getriebe-Leerlaufstellung während des automatischen Abschaltvorgangs zusätzlich zum Abschalten der Brennkraftmaschine eine dauerhafte Stillstandabsicherung durch Einlegen der Parkposition vorgenommen wird.
- Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine, umfassend – eine Bremseinheit, die automatisch ein Bremsmoment zum temporären Halten des Kraftfahrzeugs im Stillstand veranlasst, – eine Detektionseinheit, die ein Verlassen des Kraftfahrzeugs oder eine Verlassensabsicht des Fahrers zum Verlassen des Kraftfahrzeugs erkennt, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Auswerteeinheit (AE) vorgesehen ist, die im Falle eines Erkennens einer Fahrerabwesenheit oder der Verlassensabsicht des Fahrers (de) während das Kraftfahrzeug durch das automatisch veranlasste Bremsmoment im Stillstand gehalten wird (be) ein Abschaltsignal (ae) zum Einleiten eines automatischen Abschaltvorgangs der Brennkraftmaschine aussendet.
- Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug eine Start-Stopp-Einheit (AFFS) umfasst, und die Auswerteeinheit (AE) das Abschaltsignal (ae) an die Start-Stopp-Einrichtung (AFFS) sendet, die daraufhin den Abschaltvorgang einleitet.
- Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die automatisch abgeschaltete Brennkraftmaschine durch die Start-Stopp-Einheit (AFFS) gestartet wird, wenn eine vorgegebene Fahrer-Bedienhandlung (fbh) und/oder eine Fahreranwesenheit erkannt wird.
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