DE102017207112A1 - Verfahren zum Steuern eines Motorsystems eines umweltfreundlichen Fahrzeugs - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Offenbarung schafft ein Verfahren zum Steuern eines Motorsystems eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, das umfasst: Bestimmen, ob sich ein regeneratives Bremsen in einem Ein-Zustand befindet; auf eine Ermittlung hin, dass sich das regenerative Bremsen in dem Ein-Zustand befindet, Überprüfen eines Batterieladezustands (SoC); und auf eine Überprüfung hin, dass der Batterieladezustand vollständig wiederaufgeladen ist, Eintreten in einen Motorniedrigeffizienzsteuerprozess, der einen gegenwärtigen Antriebspunkt eines Motors erzwungen absenkt.
Description
- Gebiet
- Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines Motorsystems eines umweltfreundlichen Fahrzeugs. Insbesondere bezieht sie sich auf ein Verfahren zum Steuern eines Motorsystems eines umweltfreundlichen Fahrzeugs zum Vorbeugen gegen ein übermäßiges Laden einer Batterie und zum Schützen eines Motors gegen Überhitzung während einem regenerativen Bremsen unter Verwendung einer Niedrigeffizienzsteuerung des Motorsystems.
- Hintergrund
- Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformation dar, die sich auf die vorliegende Offenbarung bezieht, und bilden möglicherweise nicht Stand der Technik.
- Ein umweltfreundliches Fahrzeug wie ein Hybridfahrzeug, ein Elektrofahrzeug und ein Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug weist ein Motorsystem auf, das darin installiert ist, zum Antrieb und zur Leistungserzeugung.
- Das Motorsystem weist einen Motor zum Fahren und zum regenerativen Bremsen auf, einen Inverter zur Motorsteuerung und zur Leistungserzeugungssteuerung, eine aufladbare Hochspannungsbatterie (hiernach als eine Batterie bezeichnet), die mit einem Motor und einem Inverter verbunden ist, usw.
- In den meisten umweltfreundlichen Fahrzeugen mit einem solchen darin installierten Motorsystem wird sowohl ein regenerativer Bremsmodus als auch ein Fahrmodus eingesetzt. Der regenerative Bremsmodus ist so konfiguriert, dass Brems- und Trägheitsenergie eines Fahrzeugs mittels eines Motors durch Leistungserzeugung zum Wiederaufladen einer Batterie wiedergewonnen wird, und der Antriebsmodus schließt einen Antrieb von nur einem Motor und auch einen Antrieb von einem Motor und einer Brennkraftmaschine ein.
- Eine Zeit bzw. Zeitdauer zum über regeneratives Bremsen Aufladen einer Batterie wird in Abhängigkeit der Eigenschaften einer Batterie eines umweltfreundlichen Fahrzeugs geändert bzw. angepasst, weil ein Aufladen gestoppt werden muss, wenn eine Batterie vollständig geladen ist.
- Wenn ein regeneratives Bremsen jedoch gestoppt wird, um das Aufladen nicht fortzusetzen, wenn die Batterie vollständig geladen ist, können Unannehmlichkeiten beim Fahren auftreten, und daher wird ein kontinuierliches regeneratives Bremsen gewünscht, und ein nicht Fortsetzen des Batterieaufladens wird ebenfalls gewünscht, um die Unannehmlichkeiten beim Fahren zu reduzieren.
- Zusammenfassung
- Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung schafft ein Verfahren zum Steuern eines Motorsystems eines umweltfreundlichen Fahrzeugs zum Vorbeugen gegen ein Überladen bzw. übermäßiges Laden einer Batterie und zum gleichzeitigen vor Überhitzung Schützen eines Motors und eines Inverters unter Verwendung einer Niedrigeffizienzsteuerung des Motorsystems während dem regenerativen Bremsen, wenn die Batterie vollständig geladen ist.
- Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Motorsystems eines umweltfreundlichen Fahrzeugs: Ermitteln, ob sich ein regenerativer Bremszustand in einem Ein-Zustand befindet; auf eine Ermittlung hin, dass ein regenerativer Bremszustand voranschreitet bzw. vorliegt, Überprüfen eines Batteriezustands einer Ladung „state of charge“; (SoC); auf eine Ermittlung hin, dass der Batterieladezustand vollständig wiederaufgeladen ist, in einen Motorniedrigeffizienzsteuerprozess eintreten, der einen gegenwärtigen Antriebspunkt eines Motors zwangsweise absenkt.
- Beim Eintreten kann der Motorniedrigeffizienzsteuerprozess eine Verstärkungsbetätigung einer Niedrigeffizienzsteuerung, bei welcher der gegenwärtige Antriebspunkt des Motors auf ein vorbestimmtes Niveau oder höher abgesenkt wird, während die Batterie wiederaufgeladen wird ,und eine Verminderungs- bzw. Erleichterungsbetätigung einer Motorniedrigeffizienzsteuerung umfassen, bei welcher der gegenwärtige Antriebspunkt des Motors auf ein vorbestimmtes Niveau oder niedriger abgesenkt wird, während die Batterie entladen wird.
- Wenn der Batterieladezustand als nicht vollständig wiederaufgeladen ermittelt wird, kann der Motor bei einem Betriebspunkt für normales regeneratives Bremsen betrieben werden.
- Das Verfahren kann ferner umfassen: Überprüfen von Temperaturen eines Motors und eines Inverters vor dem Eintreten in den Motorniedrigeffizienzsteuerprozess, während der Batterieladezustand vollständig wiederaufgeladen ist, und, wenn die Temperaturen des Motors und des Inverters größer sind als Referenzwerte, wird gegen ein Eintreten in die Motorniedrigeffizienzsteuerung vorgebeugt.
- Wenn gegen das Eintreten in den Motorniedrigeffizienzsteuerprozess vorgebeugt wird, kann der Motor bei einem Betriebspunkt für normales regeneratives Bremsen betrieben werden.
- Eine nicht ausreichende regenerative Bremsmenge aufgrund der Motorniedrigeffizienzsteuerung kann mittels hydraulischer Bremskraft kompensiert werden.
- Weitere Anwendungsbereiche werden anhand der hierin vorgesehenen Beschreibung ersichtlich. Es ist zu verstehen, dass die Beschreibung und spezifische Beispiele nur zum Zwecke der Illustration vorgesehen sind und nicht dazu vorgesehen sind, den Rahmen der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
- Figurenliste
- Damit die Offenbarung gut verständlich ist, werden nun verschiedene Ausführungsformen derselben beschrieben, als Beispiele, wobei Bezug genommen wird auf die begleitenden Zeichnungen, bei denen:
-
1 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Motorsystems eines umweltfreundlichen Fahrzeugs ist; und -
2 ein Diagramm ist, das ein Verfahren zum Steuern eines Motorsystems eines umweltfreundlichen Fahrzeugs zeigt. - Detaillierte Beschreibung
- Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und ist nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung, Anwendung, oder Verwendung zu begrenzen. Es ist zu verstehen, dass sich entsprechende Bezugszeichen durch die Figuren hin auf gleiche oder entsprechende Eigenschaften beziehen.
- Wenn eine Batterie vollständig wiederaufgeladen ist (100%-iger Ladezustand (SoC)) über regeneratives Bremsen während einer langen Zeitdauer, kann regeneratives Bremsen gestoppt werden, um ein Batterieaufladen nicht fortzusetzen, es kann aber nachteilig sein, insofern als die Fahrzeugbetriebsfähigkeit beeinflusst werden kann, sodass ein Fahrer Unannehmlichkeit verspürt (eine Fahrunannehmlichkeit verspürt, wenn eine insgesamt benötigte Bremskraft nur in hydraulische Bremskraft umgewandelt wird, da regeneratives Bremsen gestoppt ist).
- Regeneratives Bremsen kann beibehalten werden, und gleichzeitig kann nur eine Batterieaufladung gestoppt werden, um eine stabile Bremsbetätigung eines Fahrzeugs zu sichern.
- Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann regeneratives Bremsen unter Verwendung einer Niedrigeffizienzsteuerung eines Motorsystems beibehalten werden, um gleichzeitig kann nur ein Batterieaufladen (100% Ladezustand) abgeschaltet werden, um so eine Bremsbetätigung eines Fahrzeugs stabil zu halten und gegen eine Batterieüberladung vorzubeugen.
- Mit anderen Worten bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein umweltfreundliches Fahrzeug (Motor + Inverter + Batterie) als eine Antriebsquelle, und in diesem Fall, kann, wenn eine Batterie während regenerativem Bremsen vollständig aufgeladen ist, ein Lade- und Entladungszustand einer Batterie überwacht werden über einen Direktstrom („direct current“; DC), so dass das Motorsystem eine aktive Niedrigeffizienzsteuerung durchführt, um so eine Bremsbetätigung eines Fahrzeugs stabil aufrechtzuerhalten und gegen eine Batterieüberladung vorzubeugen.
- Zur Bezugnahme kann eine Niedrigeffizienzsteuerung des Motorsystems als eine erzwungene Schwachfluss-Steuerung bezeichnet werden und kann ein Schema bezeichnen für ein erzwungenes Senken der Effizienz des Motors, da ein Motor bei einem Antriebspunkt betrieben wird, aber nicht bei einem vorher bestimmte optimalen gegenwärtigen Antriebspunkt, trotz Motorverlust unter Berücksichtigung von Welligkeitsstrom („current ripple“), einer Strommenge usw., die bei dem Motor angewendet werden.
- Hier wird nachstehend ein Verfahren zum Steuern eines Motorsystems eines umweltfreundlichen Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf
1 und2 sequentiell beschrieben. - Zuerst kann ermittelt werden, ob ein regenerativer Bremszustand voranschreitet während der Fahrt eines umweltfreundlichen Fahrzeugs (S101).
- Dann kann auf eine Ermittlung hin, dass der regenerative Bremszustand vorliegt, ein Batterieladezustand überprüft werden (S102).
- Zum Beispiel kann die Steuerung auf oberster Ebene eines umweltfreundlichen Fahrzeugs ermitteln, ob sich das regenerative Bremsen in einem Ein-Zustand befindet auf Basis eines Motormomentsignals, das von einem Motor übertragen wird, und ein Signal zur verbleibenden Leistung eines Strombatterie-Ladezustands kann von einer Batteriesteuerung empfangen werden, um einen Batterieladezustand bzw. einen Batterie-SoC zu überprüfen.
- Als ein Ergebnis des überprüften Batterieladezustands kann, wenn der Batterieladezustand nicht vollständig wiederaufgeladen ist (SoC beträgt nicht 100%), das regenerative Bremsen auf Basis eines gegenwärtigen Motorantriebs normal fortgesetzt werden (S103).
- Das heißt, wenn der Batterieladezustand nicht vollständig wiederaufgeladen ist (SoC beträgt nicht 100%), kann der Motor bei einem gegenwärtigen Motorantriebspunkt für normales regeneratives Bremsen betrieben werden (was in
2 durch ① bezeichnet ist). - Andererseits tritt das Verfahren als ein Ergebnis des überprüften Batterie-SoC, wenn der Batterieladezustand vollständig wiederaufgeladen ist (SoC von 100%), in einen Motorniedrigeffizienzsteuerprozess ein, bei dem ein gegenwärtiger Antriebspunkt eines Motors zwangsweise gesenkt wird.
- In diesem Fall wird, bevor das Verfahren in den Motorniedrigeffizienzsteuerprozess eintritt, ein Betrieb der Überprüfung von Temperatur eines Motors und eines Inverters durchgeführt (S104), und wenn die Temperatur des Motors größer ist als ein Referenzwert (c) und die Temperatur des Inverters auch größer ist als ein Referenzwert (d), selbst wenn der Batterieladezustand 100% beträgt, wird gegen ein Eintreten in den Motorniedrigeffizienzsteuerprozess vorgebeugt, und dementsprechend kann der Motor bei einem Antriebspunkt für normales regeneratives Bremsen betrieben werden.
- Wenn der Batterieladezustand während dem regenerativen Bremsen beispielsweise 100% beträgt bei der Steuerung auf oberster Ebene, wird ein Befehl zum Eintreten in den Motorniedrigeffizienzsteuerprozess der zwangsweisen Absenkung eines gegenwärtigen Antriebspunkts des Motors an die Motorsteuerung ausgegeben, aber wenn die Temperatur des Motors größer ist als der Referenzwert (c) und die Temperatur des Inverters größer ist als der Referenzwert (d), kann ausnahmsweise eine Steuerung durchgeführt werden, um das Eintreten in den Motorniedrigeffizienzsteuerprozess zu stoppen.
- Selbst wenn der Batterieladezustand 100% beträgt während regenerativem Bremsen, wird als solches, wenn die Motortemperatur größer ist als der Referenzwert (c) und die Inverter-Temperatur größer ist als der Referenzwert (d), ein Eintreten in den Motorniedrigeffizienzsteuerprozess gestoppt, um den Motor und den Inverter gegen Überhitzung zu schützen, weil das Motorsystem mit dem Motor und dem Inverter zusätzlich Wärme erzeugt, um die Temperaturen des Motors und des Inverters während der Motorniedrigeffizienzsteuerung weiter zu erhöhen.
- Dann kann, wie vorstehend beschrieben, wenn der Batterieladezustand während regenerativem Bremsen 100% beträgt, die Motortemperatur geringer ist als der Referenzwert (c) und die Inverter-Temperatur geringer ist als der Referenzwert (d), das Verfahren tatsächlich in den Motorniedrigeffizienzsteuerprozess eintreten, bei dem ein gegenwärtiger Antriebspunkt des Motors zwangsweise gesenkt wird.
- In diesem Fall kann der Motorniedrigeffizienzsteuerprozess mittels der Motorsteuerung durchgeführt werden, welche Befehle für die Motorniedrigeffizienzsteuerung von der höchsten Steuerung empfängt, und kann in diesem Fall unterteilt werden in eine Verstärkungsbetätigung (die in
2 durch ③ bezeichnet ist) und eine Verminderungsbetätigung (die in2 mittels ② bezeichnet wird) und durchgeführt werden. - Die Verstärkungsbetätigung bzw. der Verstärkungsbetrieb der Motorniedrigeffizienzsteuerung kann über eine Steuerung durchgeführt werden, bei der ein gegenwärtiger Motorantriebspunkt gesenkt wird bis zu einer Niedrigeffizienzperiode (eine Periode mit einem hohen Niedrigeffizienzsteuergrad) eines vorbestimmten Niveaus oder oberhalb mittels der Motorsteuerung, wenn das Laden aufrechterhalten wird trotz eines Batterieladezustands, das heißt, einem Batterieladezustand von 100%.
- Detaillierter kann ein Zustand, in welchem das Laden aufrechterhalten wird trotz eines Batterieladezustands von 100% ermittelt werden unter Verwendung eines Batteriestroms, das heißt, Gleichstrom, und wenn der Gleichstrom („DC current“) geringer ist als Null (
0 ), kann der gegenwärtige Zustand als ein Nichtentladungszustand angesehen werden, und die Verstärkungsbetätigung der Motorniedrigeffizienzsteuerung zum Absenken eines gegenwärtigen Motorantriebs bis zu einer Niedrigeffizienzperiode (einer Periode mit einem hohen Niedrigeffizienzsteuerungsgrad) eines vorbestimmten Niveaus oder oberhalb mittels der Motorsteuerung kann durchgeführt werden (S105 und S106). - Als solches wird die Verstärkungsbetätigung der Motorniedrigeffizienzsteuerung durchgeführt, das heißt, eine Steuerung zum Senken eines gegenwärtigen Motorantriebs bis hin zu einer Niedrigeffizienzperiode (einer Periode mit einem hohen Niedrigeffizienzsteuergrad) eines vorbestimmten Niveaus oder oberhalb mittels der Motorsteuerung, um eine regenerative Bremsmenge für das Aufladen der Batterie zu reduzieren, und gleichzeitig eine Batterielademenge zu reduzieren, indem der Antriebspunkt des Motors in eine Niedrigeffizienzperiode (eine Periode mit einem hohen Niedrigeffizienzsteuergrad) um ein vorbestimmtes Niveau unterhalb des gegenwärtigen Antriebs umgewandelt wird.
- Dementsprechend ist eine regenerative Bremsmenge über die Verstärkungsbetätigung der Motorniedrigeffizienzsteuerung reduziert, ein regeneratives Bremsen des Motors wird aber aufrechterhalten, um so gegen ein Gefühl der Fahrunannehmlichkeit während dem regenerativen Bremsen vorzubeugen, wobei gegen ein Überladen über die Reduktion der regenerativen Bremsmenge vorgebeugt wird.
- Andererseits kann die Verminderungsbetätigung der Motorniedrigeffizienzsteuerung über eine Steuerung der Absenkung eines gegenwärtigen Motorantriebs bis hin zu einer Niedrigeffizienzperiode durchgeführt werden (eine Periode mit einem niedrigen Niedrigeffizienzsteuergrad) eines vorbestimmten Niveaus oder weniger mittels der Motorsteuerung, wenn eine Batterieentladung auftritt aufgrund einer elektrischen Feldlast, wenn die Batterie vollständig geladen ist.
- Detaillierter kann ein Zustand, in welchem eine Batterieentladung auftritt, wenn die Batterie vollständig wiederaufgeladen ist, unter Verwendung von Gleichstrom ermittelt werden, und wenn ein Gleichstrom Null (
0 ) oder mehr beträgt, kann der gegenwärtige Zustand als ein Batterieentladungszustand angesehen werden, und die Verminderungsbetätigung der Motorniedrigeffizienzsteuerung zum Senken eines gegenwärtigen Motorantriebs bis hin zu einer Motorniedrigeffizienzperiode (einer Periode mit einem niedrigen Motorniedrigeffizienzsteuergrad) eines vorbestimmten Niveaus oder geringer kann mittels der Motorsteuerung durchgeführt werden (S107 und S108). - Dementsprechend kann eine regenerative Bremsmenge des Motors zur Batterieaufladung reduziert werden, und gleichzeitig kann eine Batterielademenge reduziert werden über die Verminderungsbetätigung der Motorniedrigeffizienzsteuerung, und dementsprechend kann eine regenerative Bremsmenge reduziert werden, ein regeneratives Bremsen des Motors kann aber aufrechterhalten werden, um so gegen ein Gefühl der Fahrunannehmlichkeit während dem regenerativen Bremsen vorzubeugen, wodurch gegen eine Überladung vorgebeugt wird über eine Reduktion der regenerativen Bremsmenge.
- Eine nicht-ausreichende regenerative Bremsmenge aufgrund der vorstehenden Motorniedrigeffizienzsteuerung kann kompensiert werden mittels einer hydraulischen Bremskraft.
- Das heißt, eine Gesamtbremsmenge des umweltfreundlichen Fahrzeugs kann die Summe sein einer gesamten Bremsmenge und einer regenerativen Bremsmenge, und in diesem Fall kann eine Hilfssteuerung zum Erhöhen einer hydraulischen Bremskraft mittels einer Bremssteuerung durchgeführt werden mittels einer unzureichenden regenerativen Bremsmenge aufgrund der vorstehenden Motorniedrigeffizienzsteuerung.
- Wie vorstehend beschrieben, kann ein gegenwärtiger Antriebspunkt eines Motors, wenn ein Batterieladezustand während regenerativem Bremsen vollständig wiederaufgeladen ist, zwangsweise in einen Niedrigeffizienzantriebspunkt umgewandelt werden unter Verwendung einer Niedrigeffizienzsteuerung eines Motorsystems, um so gegen ein Überladen einer Batterie vorzubeugen, während regeneratives Bremsen aufrechterhalten wird, und wenn Temperaturen eines Motors und eines Inverters vor der Niedrigeffizienzsteuerung des Motorsystems überprüft werden und identisch sind mit oder größer sind als Referenzwerte, kann ein Niedrigeffizienzsteuerprozess der zusätzlich in Erzeugung von Wärme in dem Motor und dem Inverter gestoppt werden, um so den Motor und den Inverter vor Überhitzung zu schützen.
- Die vorliegende Offenbarung kann die folgenden Vorteile erzielen.
- Erstens kann ein gegenwärtiger Antriebsvorgang eines Motors, wenn ein Batterieladezustand während dem regenerativen Bremsen vollständig wiederaufgeladen ist, zwangsweise in einen Niedrigeffizienzantriebspunkt gewandelt werden unter Verwendung eines Niedrigeffizienzsteuerung eines Motorsystems, und daher wird ein regeneratives Bremsen des Motors aufrechterhalten, um so gegen ein Gefühl der Fahrunannehmlichkeit während dem regenerativen Bremsen vorzubeugen, wodurch gegen ein Überladen vorgebeugt wird über eine Reduktion der regenerativen Bremsmenge.
- Zweitens kann, wenn Temperaturen eines Motors und eines Inverters überprüft werden, vor der Niedrigeffizienzsteuerung des Motorsystems, und identisch sind mit oder größer sind als Referenzwerte, der Niedrigeffizienzsteuerprozess der zusätzlichen Erzeugung von Wärme bei dem Motor und dem Inverter gestoppt werden, um so den Motor und den Inverter vor Überhitzung zu schützen.
- Die Beschreibung der Offenbarung ist lediglich beispielhafter Natur, und daher ist vorgesehen, dass Variationen, die nicht von der Substanz der Offenbarung abweichen, in den Rahmen der Offenbarung fallen sollen. Solche Variationen sind nicht als Abweichung von dem Bereich und Rahmen der Offenbarung anzusehen.
Claims (6)
- Verfahren zum Steuern eines Motorsystems eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst: Ermitteln, ob sich ein regenerativer Bremszustand in einem An-Zustand befindet; auf eine Ermittlung hin, dass sich der regenerative Bremszustand in dem An-Zustand befindet, Überprüfen eines Batterieladezustands (SoC); und auf eine Ermittlung hin, dass der Batterieladezustand vollständig wiederaufgeladen ist, Eintreten in einen Motorniedrigeffizienzsteuerprozess, wobei der Motorniedrigeffizienzsteuerprozess einen gegenwärtigen Antriebspunkt eines Motors erzwungen absenkt.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , bei dem das Eintreten in den Motorniedrigeffizienzsteuerprozess umfasst: eine Verstärkungsbetätigung einer Niedrigeffizienzsteuerung, wobei die Verstärkungsbetätigung der Niedrigeffizienzsteuerung den gegenwärtigen Antriebspunkt des Motors auf ein vorbestimmtes Niveau oder höher absenkt, während die Batterie wiederaufgeladen wird; und eine Verminderungsbetätigung einer Niedrigeffizienzsteuerung, wobei die Verminderungsbetätigung einer Niedrigeffizienzsteuerung den gegenwärtigen Antriebspunkt des Motors auf das vorbestimmte Niveau oder unterhalb absenkt, während die Batterie entladen wird. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , bei dem, wenn ermittelt wird, dass der Batterieladezustand nicht vollständig wiederaufgeladen ist, der Motor bei einem Betriebspunkt für normales regeneratives Bremsen betrieben wird. - Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, das ferner umfasst: Überprüfen von Temperaturen des Motors und eines Inverters vor dem Eintreten in den Motorniedrigeffizienzsteuerprozess, während der Batterieladezustand vollständig wiederaufgeladen ist, und, wenn die Temperaturen des Motors und des Inverters größer sind als Referenzwerte, Vorbeugen gegen das Eintreten in die Motorniedrigeffizienzsteuerung.
- Verfahren nach
Anspruch 4 , bei dem, wenn gegen das Eintreten in den Motorniedrigeffizienzsteuerprozess vorgebeugt wird, der Motor bei einem Antriebspunkt für normales regeneratives Bremsen betrieben wird. - Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem eine unzureichende regenerative Bremsmenge aufgrund der Motorniedrigeffizienzsteuerung durch hydraulische Bremskraft kompensiert wird.
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