DE102016211962A1 - Method for monitoring a friction clutch having at least two adjacent clutch plates - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung einer wenigstens zwei aneinander anliegenden Kupplungsscheiben aufweisenden Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Fahrzeugs, deren eine Kupplungsscheibe von einem Antriebsmotor mit einem Drehmoment angetrieben wird. Bei schleifender oder rutschender Kupplung wird die tatsächlich an der Reibungskupplung auftretende spezifische Reibarbeit erfasst und der Wert der erfassten spezifischen Reibarbeit aufintegriert sowie in einem Speicher einer Steuereinheit gespeichert wird. Bei Erreichen eines ersten Anteils eines vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten Reibarbeit von der Steuereinheit eine Warnmeldung ausgegeben und bei Erreichen und/oder Überschreiten eines zweiten Anteils des vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten Reibarbeit wird von der Steuereinheit der Antriebsmotor derart angesteuert, dass das von dem Antriebsmotor auf die vom Antriebsmotor angetriebene Kupplungsscheibe einwirkende Drehmoment reduziert wird.The invention relates to a method for monitoring a friction coupling having at least two adjoining clutch disks in the drive train of a vehicle, whose one clutch disk is driven by a drive motor with a torque. When the clutch slips or slips, the specific friction work actually occurring at the friction clutch is detected and the value of the detected specific friction work is integrated and stored in a memory of a control unit. Upon reaching a first portion of a predetermined limit of the value of the integrated friction of the control unit issued a warning and upon reaching and / or exceeding a second portion of the predetermined limit of the value of the integrated friction work is controlled by the control unit of the drive motor such that the of the Drive motor is reduced to the torque acting on the drive motor driven clutch disc torque.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung einer wenigstens zwei aneinander anliegenden Kupplungsscheiben aufweisenden Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Fahrzeugs, deren eine Kupplungsscheibe von einem Antriebsmotor mit einem Drehmoment angetrieben wird. The invention relates to a method for monitoring a friction coupling having at least two adjoining clutch disks in the drive train of a vehicle, whose one clutch disk is driven by a drive motor with a torque.

Bei einem derartigen Verfahren ist es bekannt dem Fahrer des Fahrzeugs eine Fehlermeldung zu geben, wenn die Reibungskupplung überlastet ist und die Kupplungsscheiben der Reibungskupplung aneinander schleifen oder durchrutschen. Da diese Fehlermeldung meist von dem Fahrer ignoriert wird, treten häufig Kupplungsschäden auf. In such a method, it is known to give the driver of the vehicle an error message when the friction clutch is overloaded and the clutch discs of the friction clutch grind or slip against each other. Since this error message is usually ignored by the driver, coupling damage often occurs.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das derartige Kupplungsschäden zumindest weitgehend vermeidet. The object of the invention is to provide a method of the type mentioned at least largely avoids such coupling damage.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei schleifender oder rutschender Kupplung die tatsächlich an der Reibungskupplung auftretende spezifische Reibarbeit erfasst und der Wert der erfassten spezifischen Reibarbeit aufintegriert sowie in einem Speicher einer Steuereinheit gespeichert wird, dass bei Erreichen eines ersten Anteils eines vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten Reibarbeit von der Steuereinheit eine Warnmeldung ausgegeben und bei Erreichen und/oder Überschreiten eines zweiten Anteils des vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten Reibarbeit von der Steuereinheit der Antriebsmotor derart angesteuert wird, dass das von dem Antriebsmotor auf die vom Antriebsmotor angetriebene Kupplungsscheibe einwirkende Drehmoment reduziert wird. This object is achieved in that when grinding or slipping clutch actually occurring at the friction clutch specific friction work and the value of the detected specific friction work is integrated and stored in a memory of a control unit that upon reaching a first portion of a predetermined limit of the value the integrated friction work is issued by the control unit a warning message and when reaching and / or exceeding a second portion of the predetermined limit of the value of the integrated friction of the control unit of the drive motor is controlled such that reduces the torque applied by the drive motor to the drive motor driven clutch disc torque becomes.

Bevorzugt ist es vorgesehen, dass der erste Anteil 80% des vorbestimmten Limits entspricht und der zweite Anteil 100% des vorbestimmten Limits entspricht. Dies hat sich als besonders geeignet erwiesen. It is preferably provided that the first portion corresponds to 80% of the predetermined limit and the second portion corresponds to 100% of the predetermined limit. This has proven to be particularly suitable.

Bei Erreichen des ersten Anteils des vorbestimmten Limits der aufintegrierten Reibarbeit erhält der Fahrer zunächst eine Warnmeldung, wodurch er auf die Kupplungsüberlastung hingewiesen wird und durch Öffnen oder Schließen der Reibungskupplung entsprechend reagieren kann. Das Öffnen oder Schließen der Reibungskupplung führt zu einem entlastenden Abkühlen der Kupplungsscheiben. Upon reaching the first portion of the predetermined limit of the integrated friction work, the driver first receives a warning message, which he is notified of the clutch overload and can react accordingly by opening or closing the friction clutch. The opening or closing of the friction clutch leads to a relieving cooling of the clutch discs.

Reagiert der Fahrer nicht, so wird bei Erreichen des zweiten Anteils des vorbestimmten Limits der aufintegrierten Reibarbeit zwangsweise eine Entlastung durchgeführt, indem das von dem Antriebsmotor auf die vom Antriebsmotor angetriebene Kupplungsscheibe einwirkende Drehmoment reduziert wird. If the driver does not react, a relief is forcibly carried out on reaching the second portion of the predetermined limit of the integrated friction work by reducing the torque applied by the drive motor to the clutch disc driven by the drive motor.

Damit kommt es nicht zu einer Überlastung der Reibungskupplung. This does not overload the friction clutch.

Die Reduzierung des Drehmoments kann von dem Fahrer als eine weitere Warnmeldung wahrgenommen werden. The reduction of the torque can be perceived by the driver as another warning message.

Die spezifische Reibleistung, die auch die Lamellenzahl und Lamellengeometrie der Reibungskupplung berücksichtigt, kann anhand der Reibleistung aufgrund der gemessenen Differenzdrehzahl sowie aufgrund eines errechneten Drehmoments anhand des Kupplungsdrucks bestimmt werden. The specific friction power, which also takes into account the number of vanes and the lamella geometry of the friction clutch, can be determined on the basis of the friction power based on the measured differential speed as well as on the basis of a calculated torque on the basis of the clutch pressure.

Das Limit des Werts der aufintegrierten Reibarbeit kann vorher anhand von Prüfstandsversuchen für die Reibungskupplung ermittelt und der Steuereinheit eingegeben worden sein. The limit of the value of the integrated friction work may previously have been determined on the basis of test bench tests for the friction clutch and entered into the control unit.

Wird ein Beenden des Schleifens oder Rutschens der Reibungskupplung durch ein völliges Schließen oder Öffnen der Reibungskupplung von einer Sensorik erfaßt, wird ein entsprechendes Signal der Steuereinheit zugeleitet und der gespeicherte Wert der aufintegrierten und gespeicherten spezifischen Reibarbeit innerhalb einer vorgegebenen Zeit von der Steuereinheit wieder zurückgesetzt, wobei vorzugsweise der Wert der aufintegrierten und gespeicherten spezifischen Reibarbeit von der Steuereinheit linear zurückgesetzt wird. If a termination of the grinding or slipping of the friction clutch by a complete closing or opening of the friction clutch is detected by a sensor, a corresponding signal is fed to the control unit and the stored value of the integrated and stored specific friction work within a predetermined time by the control unit again reset Preferably, the value of the integrated and stored specific friction work is linearly reset by the control unit.

Dadurch gelangt die Reibungskupplung wieder in einen Normalbetrieb. As a result, the friction clutch returns to normal operation.

Bei Unterschreiten des zweiten Anteils des vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten und gespeicherten spezifischen Reibarbeit wird auch die Reduzierung des von dem Antriebsmotor auf die vom Antriebsmotor angetriebene Kupplungsscheibe einwirkenden Drehmoments von der Steuereinrichtung beendet und der Fahrbetrieb erfolgt wieder unbeeinflusst. When falling below the second portion of the predetermined limit of the value of the integrated and stored specific friction work, the reduction of the torque applied by the drive motor to the drive motor driven clutch disc torque is terminated by the controller and the driving operation is again unaffected.

Wird das von dem Antriebsmotor auf die vom Antriebsmotor angetriebene Kupplungsscheibe einwirkende Drehmoment auf einen einen sicheren Fahrbetrieb gewährleistenden Wert und nicht bis auf eine einen sicheren Fahrbetrieb nicht mehr gewährleistenden Wert reduziert, so entstehen keine verkehrsgefährdende Situationen durch unvermitteltes Stehenbleiben des Fahrzeugs. If the torque applied by the drive motor to the clutch disc driven by the drive motor is reduced to a value ensuring safe driving and not to a value that does not guarantee safe driving, no traffic-endangering situations arise as a result of the vehicle suddenly stopping.

Unterhalb eines vorbestimmten vom Antriebsmotor auf die angetriebene Kupplungsscheibe einwirkenden Drehmoments kann ein Aufintegrieren sowie Speichern der erfassten spezifischen Reibarbeit bis maximal zu einem einem Dauerfestigkeitsgrenzwert der Kupplungsscheiben entsprechenden Wert erfolgen, der unterhalb von 80% des Werts der spezifischen Reibarbeit liegt und vorzugsweise 40% des vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten Reibarbeit beträgt. Alternativ bevorzugt kann der dem Dauerfestigkeitsgrenzwert der Kupplungsscheiben entsprechende Wert, bis zu welchem ein Aufintegrieren und Speichern erfolgen, variabel festgelegt werden. Below a predetermined from the drive motor to the driven clutch disc torque acting on an integration and storing the detected specific friction work to a maximum of a Durability limit value of the clutch disc corresponding value, which is below 80% of the value of the specific friction work, and preferably 40% of the predetermined limit of the value of the integrated friction work. Alternatively preferably, the value corresponding to the fatigue strength limit value of the clutch disks, up to which integration and storage take place, can be set variably.

Die Warnmeldung und der Eingriff in den Betrieb des Antriebsmotors finden nicht statt. Damit erfolgt eine Unterscheidung zwischen einer leichten Überlastung und einer schweren Überlastung statt. Eine leichte Überlastung kann dauerhaft möglich sein, während eine schwere Überlastung nicht dauerhaft erlaubt ist, da sie zu Kupplungsschäden führt. Die Warnmeldung und der Eingriff in den Betrieb des Antriebsmotors finden nicht statt. Die Dauerfestigkeitsgrenze, bei der ein dauerhaftes Schleifen der Reibungskupplung möglich ist, wird vorab auf einem Prüfstand ermittelt. The warning message and the intervention in the operation of the drive motor do not take place. This distinguishes between a slight overload and a heavy overload. A slight overload may be permanently possible, while a heavy overload is not permanently allowed, as it leads to coupling damage. The warning message and the intervention in the operation of the drive motor do not take place. The fatigue limit, where a permanent grinding of the friction clutch is possible, is determined in advance on a test bench.

Sinnvoll ist eine solche Betriebsweise z.B. bei einem Rangieren eines Anhängers oder einem leichten Frontladerbetrieb. It makes sense to use such an operation e.g. when maneuvering a trailer or a light front loader operation.

Kommt es nach einem solchen Betrieb unter dem Dauerfestigkeitsgrenzwert dann zu einem Betrieb mit schleifender Reibungskupplung über dem Dauerfestigkeitsgrenzwert, erfolgt ein weiteres Aufintegrieren der Reibarbeit, die dann auch zu einer Warnmeldung und einer Reduzierung der vom Antriebsmotor auf die angetriebene Kupplungsscheibe einwirkenden Drehmoment führen kann. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Diagramm der spezifischen Reibarbeit über der Zeit eines Verfahrens zur Überwachung einer wenigstens zwei aneinander anliegende Kupplungsscheiben aufweisenden Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Fahrzeugs, deren eine Kupplungsscheibe von einem Antriebsmotor mit einem Drehmoment angetrieben wird. If, after such operation, below the endurance limit value, then the operation with a sliding friction clutch above the endurance limit occurs, the friction work is further integrated, which can then also lead to a warning message and a reduction of the torque acting on the driven clutch disk by the drive motor. The sole figure of the drawing shows a diagram of the specific friction work over the time of a method for monitoring a friction coupling having at least two adjacent clutch plates in the drive train of a vehicle, whose clutch disc is driven by a drive motor with a torque.

In dem Diagramm ist eine 100%-Linie (1) für 100%, eine 80%-Linie (2) für 80% und eine 40%-Linie (3) für 40% eines vorbestimmten Limits eines Werts einer aufintegrierten Reibarbeit einer Reibungskupplung eingetragen. Die 40%-Linie (3) entspricht einer Dauerfestigkeitsgrenze der Reibungskupplung. In the diagram is a 100% line ( 1 ) for 100%, an 80% line ( 2 ) for 80% and a 40% line ( 3 ) registered for 40% of a predetermined limit of a value of an integrated friction of a friction clutch. The 40% line ( 3 ) corresponds to a fatigue limit of the friction clutch.

Kommt es zu einem Schleifen oder Rutschen der Reibungskupplung, so werden zunächst die Werte der dabei entstehenden spezifische Reibarbeit in einem ersten Ast (4) einer aufintegrierten spezifischen Reibarbeitskurve (5) nach und nach aufintergriert, bis die aufintegrierte spezifische Reibarbeit die 40%-Linie (3) erreicht hat. Liegt dabei der Wert der spezifischen Reibarbeit unter der 40%-Linie (3), so erfolgt keine weitere Aufintegration der Werte der spezifischen Reibarbeit, wie der zweite Ast (6) der aufintegrierten spezifischen Reibarbeitskurve (5) zeigt. If there is a grinding or sliding of the friction clutch, the values of the resulting specific friction work in a first branch ( 4 ) of an integrated specific friction work curve ( 5 ) until the integrated specific friction work reaches the 40% line ( 3 ) has reached. Is the value of the specific friction work below the 40% line ( 3 ), there is no further integration of the values of the specific friction work, like the second branch ( 6 ) of the integrated specific friction work curve ( 5 ) shows.

Ein folgendes Überschreiten der 40%-Linie durch die Werte der spezifischen Reibarbeit führt zu einem weiteren Aufintegrieren dieser Werte, wie der dritte Ast (7) der aufintegrierten spezifischen Reibarbeitskurve (5) zeigt. A subsequent crossing of the 40% line by the values of the specific friction work leads to a further integration of these values, like the third branch (FIG. 7 ) of the integrated specific friction work curve ( 5 ) shows.

Liegen die folgenden Werte der spezifischen Reibarbeit wieder unter der 40%-Linie (3), so erfolgt keine weitere Aufintegration der Werte der spezifischen Reibarbeit, wie der vierte Ast (8) der aufintegrierten spezifischen Reibarbeitskurve (5) zeigt. Are the following values of specific friction work below the 40% line again ( 3 ), there is no further integration of the values of the specific friction work, like the fourth branch ( 8th ) of the integrated specific friction work curve ( 5 ) shows.

Kommt es nun aufgrund eines Öffnens oder Schließens der Reibungskupplung zu einem Kühlen der Reibungskupplung, so wird die aufintegrierte spezifische Reibarbeit im fünften Ast (9) der aufintegrierten spezifischen Reibarbeitskurve (5) linear reduziert. If it now comes to a cooling of the friction clutch due to an opening or closing of the friction clutch, so is the integrated specific friction work in the fifth branch ( 9 ) of the integrated specific friction work curve ( 5 ) linearly reduced.

Im sechsten Ast (10) der spezifischen Reibarbeitskurve (5) werden wieder die über der 40%-Linie (3) liegenden Werte der spezifischen Reibarbeit aufentegriert, wobei die spezifische Reibarbeitskurve (5) zunächst die 80%-Linie (2) überschreitet. Dadurch wird von einer Steuereinheit eine Warnmeldung ausgelöst, die den Fahrer des Fahrzeugs auf eine Überlastung der Reibungskupplung hinweist und ihn zu einer Entlastung der Reibungskupplung z.B. durch Reduzierung des von dem Antriebsmotor des Fahrzeugs auf die angetriebene Kupplungsscheibe einwirkenden Drehmoments veranlassen soll. In the sixth branch ( 10 ) of the specific friction work curve ( 5 ) are again the above the 40% line ( 3 ), whereby the specific friction work curve ( 5 ) first the 80% line ( 2 ) exceeds. As a result, a warning message is triggered by a control unit, which indicates the driver of the vehicle on an overload of the friction clutch and should cause it to relieve the friction clutch, for example by reducing the force acting from the drive motor of the vehicle to the driven clutch disc torque.

Wie der weiter steigenden Reibarbeitskurve (5) zu entnehmen ist, hat der Fahrer auf die Warnmeldung nicht reagiert. Like the rising friction work curve ( 5 ), the driver has not responded to the warning message.

Bei dem anschließenden Überschreiten der 100%-Linie wird von der Steuereinheit zwangsweise der Antriebsmotor des Fahrzeugs derart angesteuert, dass das von dem Antriebsmotor auf die angetriebene Kupplungsscheibe einwirkende Drehmoment reduziert und damit die Reibungskupplung entlastet wird. During the subsequent exceeding of the 100% line, the control unit forcibly controls the drive motor of the vehicle in such a way that the torque acting on the driven clutch disk by the drive motor is reduced and thus the friction clutch is relieved.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
100%-Linie 100% line
2 2
80%-Linie 80% line
3 3
40%-Linie 40% Line
4 4
erster Ast first branch
5 5
aufintegrierte spezifische Reibarbeitskurve integrated specific friction work curve
6 6
zweiter Ast second branch
7 7
dritter Ast third branch
8 8th
vierter Ast fourth branch
9 9
fünfter Ast fifth branch
10 10
sechster Ast sixth branch

Claims (9)

Verfahren zur Überwachung einer wenigstens zwei aneinander anliegenden Kupplungsscheiben aufweisenden Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Fahrzeugs, deren eine Kupplungsscheibe von einem Antriebsmotor mit einem Drehmoment angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei schleifender oder rutschender Kupplung die tatsächlich an der Reibungskupplung auftretende spezifische Reibarbeit erfasst und der Wert der erfassten spezifischen Reibarbeit aufintegriert sowie in einem Speicher einer Steuereinheit gespeichert wird, dass bei Erreichen eines ersten Anteils eines vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten Reibarbeit von der Steuereinheit eine Warnmeldung ausgegeben und bei Erreichen und/oder Überschreiten eines zweiten Anteils des vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten Reibarbeit von der Steuereinheit der Antriebsmotor derart angesteuert wird, dass das von dem Antriebsmotor auf die vom Antriebsmotor angetriebene Kupplungsscheibe einwirkende Drehmoment reduziert wird. A method for monitoring a friction clutch having at least two adjoining clutch plates in the drive train of a vehicle whose clutch disk is driven by a drive motor with a torque, characterized in that when grinding or slipping clutch detects the actual friction work actually occurring on the friction clutch and the value of detected specific friction work is integrated and stored in a memory of a control unit that upon reaching a first portion of a predetermined limit of the value of the integrated friction issued a warning by the control unit and upon reaching and / or exceeding a second portion of the predetermined limit of the value of the integrated Friction work is controlled by the control unit of the drive motor such that reduces the torque applied by the drive motor to the driven by the drive motor clutch disc torque t will. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anteil 80% des vorbestimmten Limits entspricht und der zweite Anteil 100% des vorbestimmten Limits entspricht. A method according to claim 1, characterized in that the first portion corresponds to 80% of the predetermined limit and the second portion corresponds to 100% of the predetermined limit. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beenden des Schleifens oder Rutschens der Reibungskupplung durch ein völliges Schließen oder Öffnen der Reibungskupplung von einer Sensorik erfaßt und ein entsprechendes Signal der Steuereinheit zugeleitet wird und der gespeicherte Wert der aufintegrierten und gespeicherten spezifischen Reibarbeit innerhalb einer vorgegebenen Zeit von der Steuereinheit zurückgesetzt wird. A method according to at least one of claims 1 and 2, characterized in that a termination of the grinding or slipping of the friction clutch is detected by a complete closing or opening of the friction clutch of a sensor and fed a corresponding signal to the control unit and the stored value of the integrated and stored specific friction work is reset within a predetermined time by the control unit. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert der aufintegrierten und gespeicherten spezifischen Reibarbeit von der Steuereinheit linear zurückgesetzt wird. A method according to claim 3, characterized in that the value of the integrated and stored specific friction work is linearly reset by the control unit. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreiten von 100% des vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten und gespeicherten spezifischen Reibarbeit die Reduzierung des von dem Antriebsmotor auf die vom Antriebsmotor angetriebene Kupplungsscheibe einwirkenden Drehmoments von der Steuereinrichtung beendet wird. Method according to one of claims 3 and 4, characterized in that when falling below 100% of the predetermined limit of the value of the integrated and stored specific friction work, the reduction of the torque applied by the drive motor to the drive motor driven clutch disc torque is terminated by the control device. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das von dem Antriebsmotor auf die vom Antriebsmotor angetriebene Kupplungsscheibe einwirkende Drehmoment auf einen einen sicheren Fahrbetrieb gewährleistenden Wert reduziert wird. A method according to claim 1, characterized in that the torque applied by the drive motor to the driven by the drive motor clutch disc torque is reduced to a safe driving operation ensuring value. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb eines vorbestimmten vom Antriebsmotor auf die angetriebene Kupplungsscheibe einwirkenden Drehmoments ein Aufintegrieren sowie Speichern der erfaßten spezifischen Reibarbeit bis maximal zu einem einem Dauerfestigkeitsgrenzwert der Kupplungsscheiben entsprechenden Wert erfolgt, der unterhalb von 80% des Werts der spezifischen Reibarbeit liegt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that underneath a predetermined torque acting on the driven clutch disc by the drive motor, integration and storage of the detected specific friction work is effected up to a value corresponding to a fatigue limit of the clutch discs which is below 80% of the value of specific friction work lies. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Dauerfestigkeitsgrenzwert entsprechende Wert 40% des vorbestimmten Limits des Werts der aufintegrierten Reibarbeit beträgt. A method according to claim 7, characterized in that the value corresponding to the fatigue limit value is 40% of the predetermined limit of the value of the integrated friction work. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Betrieb unterhalb eines vom Antriebsmotor auf die angetriebene Kupplungsscheibe einwirkenden Drehmoments der gespeicherte Wert der spezifischen Reibarbeit weiter aufintegriert wird, wenn in einem folgenden Betrieb das vom Antriebsmotor auf die angetriebene Kupplungsscheibe einwirkenden Drehmoment den Wert der Dauerfestigkeitsgrenze überschreitet. Method according to one of claims 7 and 8, characterized in that after operation below a torque acting on the driven clutch disc from the drive motor, the stored value of the specific friction work is further integrated, if in a following operation the torque acting on the driven clutch disc by the drive motor exceeds the value of the fatigue limit.
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