DE102018111508A1 - Motordrehzahlstabilisierung - Google Patents
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Abstract
Ein Fahrzeug umfasst einen Motor. Das Fahrzeug umfasst eine Steuereinheit, die dazu konfiguriert ist, einen Zeitgeber zu starten, der eine Dauer aufweist, die durch eine Ladegrenze einer Traktionsbatterie definiert ist und während der die Motorbremsung aufrechterhalten wird und eine vorherbestimmte Veränderungsratendrehzahlgrenze des Motors verringert wird. Das Starten des Zeitgebers ist als Reaktion auf eine Betätigung eines Gaspedals während der Motorbremsung. Die Steuereinheit ist weiterhin dazu konfiguriert, die vorherbestimmte Veränderungsratendrehzahlgrenze zu erhöhen, so dass die Motorbremsung auf der Basis der Grenze der Batterie vorhergesagt wird, als Reaktion auf die Betätigung eines Gaspedals während der Motorbremsung.
Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Offenbarung betrifft die Motordrehzahlstabilisierung.
- HINTERGRUND
- Fahrzeuge können Motorbremsung zum Ergänzen von Reibungs- oder Nutzbremsung einsetzen. Das von einer Motorbremsung bereitgestellte negative Drehmoment kann proportional oder anderweitig mit der Drehzahl des Motors zusammenhängen. Eine Gaspedalbetätigung kann bewirken, dass eine Fahrzeugsystemsteuereinheit das Motorbremsdrehmoment durch Senken der Motordrehzahl verringert, was hörbare Motorgeräusche, die von Insassen des Fahrzeugs wahrgenommen werden, verändern kann. Die Veränderung der wahrgenommenen Geräusche kann für Fahrzeuginsassen störend sein, insbesondere wenn Motorbremsung und Motorantrieb sich ähnlich anhören.
- KURZDARSTELLUNG
- Ein Fahrzeug umfasst einen Motor. Das Fahrzeug umfasst eine Steuereinheit, die dazu konfiguriert ist, einen Zeitgeber zu starten, der eine Dauer aufweist, die durch eine Ladegrenze einer Traktionsbatterie definiert ist und während der die Motorbremsung aufrechterhalten wird und eine vorherbestimmte Veränderungsratendrehzahlgrenze des Motors verringert wird. Das Starten des Zeitgebers ist als Reaktion auf eine Betätigung eines Gaspedals während der Motorbremsung. Die Steuereinheit ist weiterhin dazu konfiguriert, die vorherbestimmte Veränderungsratendrehzahlgrenze zu erhöhen, so dass die Motorbremsung auf der Basis der Grenze der Batterie vorhergesagt wird, als Reaktion auf die Betätigung eines Gaspedals während der Motorbremsung.
- Ein Fahrzeug umfasst einen Motor. Das Fahrzeug umfasst eine Steuereinheit, die dazu konfiguriert ist, einen Zeitgeber zu starten, der eine Dauer aufweist, die durch eine Ladegrenze einer Traktionsbatterie definiert ist. Die Steuereinheit ist dazu konfiguriert, eine vorherbestimmte Veränderungsratendrehzahlgrenze des Motors zu verringern. Die Steuereinheit kann den Zeitgeber starten und die Rate als Reaktion auf ein Loslassen des Gaspedals während einer Beschleunigung des Motors verringern. Die Steuereinheit ist weiterhin dazu konfiguriert, die vorherbestimmte Veränderungsrate des Grenzwerts zu erhöhen. Die Erhöhung ist als Reaktion auf das Ablaufen des Zeitgebers.
- Ein Fahrzeug umfasst einen Motor. Das Fahrzeug umfasst eine Steuereinheit, die dazu konfiguriert ist, einen Zeitgeber zu starten, der eine Dauer aufweist, die durch eine Ladegrenze einer Traktionsbatterie definiert ist. Die Steuereinheit ist dazu konfiguriert, eine Drehzahl des Motors mittels eines Raddrehmoments des Fahrzeugs und einer Reaktionskraft einer Lichtmaschine, die mit dem Fahrzeug assoziiert ist, aufrechtzuerhalten. Die Steuereinheit ist weiterhin dazu konfiguriert, die vorherbestimmte Veränderungsrate der Drehzahl zu erhöhen. Die Erhöhung ist als Reaktion auf das Ablaufen des Zeitgebers.
- Figurenliste
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1 ist ein schematisches Diagramm eines Hybridfahrzeugs; -
2 ist ein Graph, der ein Gaspedal-Tip-In, eine Motordrehzahlverringerung und einen Zeitgeber umfasst; -
3 ist ein Graph, der ein Gaspedal-Tip-Out, eine Motordrehzahlverringerung und einen Zeitgeber umfasst; -
4 ist ein Graph, der eine Zeitgeberdauer und Ladegrenzen einer Traktionsbatterie umfasst; und -
5 ist ein Ablaufdiagramm eines Zeitgebers, der dazu verwendet wird, eine Veränderungsrate der Motordrehzahl für eine vorherbestimmte Dauer zu verringern. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
- Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind hierin beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabgetreu; einige Merkmale könnten übertrieben oder minimiert sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Folglich sind hierin offenbarte spezifische Struktur- und Funktionseinzelheiten nicht als einschränkend, sondern lediglich als eine repräsentative Grundlage, um einem Fachmann das verschiedenartige Einsetzen der vorliegenden Erfindung zu lehren, zu deuten. Wie Durchschnittsfachmänner verstehen, können verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren dargestellt und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen hervorzubringen, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombination von dargestellten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung im Einklang stehen, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementationen gewünscht sein.
- Verbrennungsmotoren von Hybrid-Elektrofahrzeugen können dazu verwendet werden, das Fahrzeug durch Motorbremsung abzubremsen. Verschiedene Typen von Motorbremsung und Hybrid-Elektrofahrzeugen sind verfügbar und können verwendet werden. Motorbremsung kann Eigenkompression, die vom Hub der Kolben verursacht wird, und intrinsische Reibungskräfte verwenden, um der Motordrehung zu widerstehen, wodurch dem Antriebsstrang ein negatives Drehmoment verliehen wird.
- Die Drehung des Motors kann Fahrzeuginsassen eine hörbare Anzeige des Fahrzeugbetriebs bereitstellen. Das bedeutet, dass Insassen Fahrzeugbeschleunigungscharakteristika aus den von dem Motor erzeugten Geräuschen ausfindig machen können. Hybridfahrzeuge, die Motorbremsung einsetzen, wie oben erörtert, kann Insassen verwirren, da von der Motordrehzahl verursachte Geräusche sich nicht mit Drehmomenten, die dem Antriebsstrang verliehen werden, oder der Fahrzeugbeschleunigung und -abbremsung decken. Ein Zeitgeber kann implementiert werden, um unregelmäßige Motordrehzahlen zu verringern und eine Verwirrung für Fahrzeuginsassen zu verringern. Der Zeitgeber kann auf einer Motorbremsvorhersage basieren. Die Motorbremsvorhersage kann auf einem Fahrbahngefälle, Batterieladegrenzen und anderen Faktoren basieren. Batterieladegrenzen spezifizieren den Umfang der verfügbaren Nutzbremsung. Wenn Ladegrenzen auf der Basis eines Ladezustands der Batterie abnehmen, werden Nutzbremskapazitäten verringert. Bei verringerter Nutzbremskapazität können instabile Motordrehzahlen vorhergesagt werden, weil Motorbremsung zusammen mit einer verringerten Nutzbremskapazität verwendet werden wird, um die Fahrzeuggeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, wenn eine abschüssige Straße mit einem Gefälle, das ein Fahrzeuggeschwindigkeitsmanagement erfordert, heruntergefahren wird.
- Ein Antriebsstrang für ein Hybrid-Elektrofahrzeug ist in
1 schematisch dargestellt. Der Antriebsstrang umfasst einen Verbrennungsmotor20 , der antreibbar mit einem Planetenträger22 verbunden ist, eine Lichtmaschine24 , die antreibbar mit einem Sonnenrad26 verbunden ist, und eine Abtriebswelle28 , die antreibbar mit einem Hohlrad30 verbunden ist. Elemente sind antreibbar verbunden, wenn ein mechanischer Energieflussweg zwischen ihnen besteht, so dass die Drehzahlen der Elemente eingeschränkt sind, um im Wesentlichen proportional zu sein. Der Planetenträger22 stützt einen Satz von Planetenrädern32 , so dass jedes Planetenrad in einem kontinuierlichen Ineinandergreifen mit dem Sonnenrad26 und dem Hohlrad30 ist. Die Abtriebswelle28 treibt die Fahrzeugräder direkt oder indirekt an, wie beispielsweise mittels einer Differenzialanordnung. - Ein Traktionsmotor
34 ist antreibbar mit der Abtriebswelle28 verbunden. Sowohl die Lichtmaschine24 als auch der Traktionsmotor34 sind reversible Elektromaschinen, die dazu in der Lage sind, elektrische Energie in mechanische Drehenergie umzuwandeln oder mechanische Drehenergie in elektrische Energie umzuwandeln. Die Begriffe Lichtmaschine und Motor sollten lediglich als Kennzeichnungen zur einfacheren Beschreibung angesehen werden und schränken die Funktion oder den Betrieb jeder der Elektromaschinen nicht ein. Die Lichtmaschine24 und der Traktionsmotor34 sind beide elektrisch mit der Batterie36 verbunden. - Die Drehzahl des Sonnenrads
26 , des Trägers22 und des Hohlrads30 verhalten sich linear zueinander, so dass die Drehzahl des Trägers22 ein gewichtetes Mittel der Drehzahl des Sonnenrads26 und des Hohlrads30 ist. Demzufolge ist die Drehzahl des Motors20 in dieser Anordnung nicht eingeschränkt, um proportional zu der Drehzahl der Abtriebswelle28 zu sein. Stattdessen kann die Motordrehzahl durch dementsprechendes Einstellen der Lichtmaschinendrehzahl unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit gewählt oder gesteuert werden. Energie fließt vom Motor zur Abtriebswelle durch eine Kombination von mechanischer Energieübertragung und elektrischer Energieübertragung. In einigen Betriebsbedingungen kann der Motor20 mehr Energie erzeugen, als an die Abtriebswelle28 geliefert wird, wobei die Differenz, unter Vernachlässigung von Wirkungsgradverlusten, an eine Batterie36 geliefert wird. Unter anderen Betriebsbedingungen kann die Batterie36 in Kombination mit der Lichtmaschine24 und/oder dem Traktionsmotor34 die Energie ergänzen, die durch den Motor20 geliefert wird, so dass mehr Energie an die Abtriebswelle28 geliefert wird. - Der Motor
20 , die Lichtmaschine24 und der Traktionsmotor34 reagieren alle auf Steuersignale von einer Steuereinheit38 . Diese Steuersignale bestimmen den Umfang des erzeugten Drehmoments. Die Steuereinheit empfängt außerdem Drehzahlsignale von dem Motor20 , der Lichtmaschine24 und dem Traktionsmotor34 und ein Ladezustandssignal von der Batterie36 . Die Steuereinheit nimmt Eingangssignale, die eine Absicht eines Fahrers anzeigen, von einem Gaspedal40 und einer Straßengefälleerkennung46 an. -
2 stellt eine Fahrzeuggaspedalposition102 , eine Motordrehzahl110 und einen Status eines Zeitgebers120 dar. Die Kurve der Gaspedalposition102 zeigt ein Tip-In-Ereignis104 an, während das Fahrzeug10 sich auf einem Gefälle nach unten befindet und ein Geschwindigkeitsassistent eingeschaltet ist. Das Gaspedal zeigt an, dass der Fahrer möglicherweise eine Beschleunigung erfordert. Das Tip-In-Ereignis104 kann auf der Basis einer prozentualen Veränderung oder einer Veränderungsrate der Gaspedalposition102 bestimmt werden, die eine Veränderung des Bedarfs durch den Fahrer anzeigt. Die Steuereinheit38 kann dazu konfiguriert sein, als Reaktion auf die Veränderung der Pedalposition102 die Motordrehzahl110 in einem Normalbetrieb zu Punkt116 wie gezeigt zu senken. Im Normalbetrieb kann die Motordrehzahl110 eine Veränderungsrate112 aufweisen. Als Reaktion auf das Tip-In-Ereignis104 kann ein Zeitgeber120 zu Punkt124 mit einer Dauer122 initiiert werden. Der Zeitgeber120 kann die Veränderungsrate112 verringern, so dass die Motordrehzahl110 aufrechterhalten wird, wie in Kurve114 gezeigt. Die Motordrehzahl110 kann eine verringerte Veränderungsrate112 aufweisen, so dass die Kurve114 nicht horizontal ist. Die Kurve114 kann positiv oder negativ linear sein. Die Kurve114 kann konkav, konvex oder eine ganz andere Funktion sein. Die verringerte Veränderungsrate112 kann von der Zeitgeberdauer122 abhängen oder von der Tip-In-Ereignisdauer106 abhängen, die im Zeitverlauf zunehmen würde. -
3 stellt eine Fahrzeuggaspedalposition202 , eine Motordrehzahl210 und einen Status eines Zeitgebers220 dar. Die Kurve der Gaspedalposition202 zeigt ein Tip-Out-Ereignis204 an, während das Fahrzeug10 sich auf einem Gefälle nach unten befindet und ein Geschwindigkeitsassistent eingeschaltet ist. Der Fahrer kann das Gefälle herunter beschleunigt haben und zieht jetzt den Fuß vom Gaspedal zurück. Das Tip-Out-Ereignis204 kann auf der Basis einer prozentualen Veränderung oder einer Veränderungsrate der Gaspedalposition202 bestimmt werden, die eine Veränderung des Bedarfs durch den Fahrer anzeigt. Die Steuereinheit38 kann dazu konfiguriert sein, als Reaktion auf die Veränderung der Pedalposition202 die Motordrehzahl210 in einem Normalbetrieb zu Punkt216 wie gezeigt zu senken. Im Normalbetrieb kann die Motordrehzahl210 eine Veränderungsrate212 aufweisen. Als Reaktion auf das Tip-Out-Ereignis204 kann ein Zeitgeber220 zu Punkt124 mit einer Dauer222 initiiert werden. Der Zeitgeber220 kann die Veränderungsrate212 verringern, so dass die Motordrehzahl210 aufrechterhalten wird, wie in Kurve214 gezeigt. Die Motordrehzahl210 kann eine verringerte Veränderungsrate212 aufweisen, so dass die Kurve214 nicht horizontal ist. Die Kurve214 kann positiv oder negativ linear sein. Die Kurve214 kann konkav, konvex oder eine ganz andere Funktion sein. Die verringerte Veränderungsrate212 kann von der Zeitgeberdauer222 abhängen. -
4 stellt einen Graphen300 eines Zeitgebers304 und von Ladegrenzen306 dar. Die Zeitgeber-Grenze-Kurve302 offenbart Zeitgeberdauern304 gegen Ladegrenzen306 . Die Ladegrenzen306 können auf dem Ladezustand der Traktionsbatterie36 basieren. Die Ladegrenzen306 können auf thermischen Grenzen basieren. Wie gezeigt, kann eine Größenordnung der Ladegrenze306 umgekehrt proportional zu der Dauer des Zeitgebers304 sein. Die Dauer des Zeitgebers304 ist null, wenn die Ladegrenze306 eine maximale Ladegrenze oder ein Ladegrenzengrenzwert ist, der mit der Traktionsbatterie36 assoziiert ist und der in Abhängigkeit von dem Batteriehersteller und -modell variieren kann. -
5 stellt ein Ablaufdiagramm400 dar. Das Ablaufschaubild beginnt beim Start402 . Die Steuereinheit38 bestimmt in Schritt404 , ob der Motor20 sich dreht. In Schritt406 bestimmt die Steuereinheit38 , ob ein Gaspedal40 betätigt oder losgelassen wurde. Die Bestimmung, ob das Gaspedal40 betätigt oder losgelassen wurde, kann von einer prozentualen Veränderung der Gaspedalposition, einer absoluten Position des Pedals, die einen Grenzwert überschreitet, oder einer Kombination davon abhängen. Wenn das Gaspedal40 in Schritt406 betätigt oder losgelassen wurde, kann in Schritt408 ein Zeitgeber304 gestartet werden. Der Start des Zeitgebers kann justiert oder verzögert werden, um andere Umweltfaktoren auszugleichen. - Während der zeitlich festgelegten Periode
302 kann die Steuereinheit38 in Schritt410 eine Veränderungsrate der Motordrehzahlgrenze110 ,210 verringern. Das bedeutet, dass die Veränderungsrate112 ,212 der Motordrehzahl20 begrenzt ist. Anders ausgedrückt, sie kann in bestimmten Ausführungsformen aufrechterhalten werden. Der Motor kann beispielsweise eine bestimmte Drehzahl aufweisen, die von einer Drehmomenteinstellung der Steuereinheit38 angetrieben wird. Die Drehmomenteinstellung kann durch eine Gaspedalposition oder Umweltfaktoren bestimmt werden. Unter einem Umstand mit Drehzahlkontrolle kann die Motordrehzahl110 ,210 sich mit der Position des Gaspedals40 ändern. Ein Motorbremsdrehmoment kann beispielsweise auf der Drehzahl110 ,210 des Motors basieren. Wenn die Motordrehzahl110 ,210 zunimmt, nimmt das Motorbremsdrehmoment zu. Die Betätigung des Gaspedals in dieser Situation kann bewirken, dass die Motordrehzahl110 ,210 abnimmt, was das negative Drehmoment durch den Motor20 senken würde. Unter Bedingungen mit einer niedrigen Ladegrenze306 (z. B. einem hohen Batterieladezustand) kann eine Motorbremsung während einer Bergabfahrt mit eingeschalteter Fahrzeugdrehzahlkontrolle antizipiert werden. Folglich kann die Motordrehzahl110 ,210 aufrechterhalten werden, während das Motordrehmoment verringert wird, um eine Motorbremsung in Zukunft zu antizipieren. Das Aufrechterhalten der Drehzahl110 ,210 des Motors kann eine Fahrerverwirrung verringern, die verursacht wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit aufrechterhalten wird und die Motordrehzahl variiert, weil Fahrer Motorgeräusche allgemein mit Fahrzeuggeschwindigkeit assoziieren. Die Drehzahl110 ,210 des Motors kann für eine Dauer122 ,222 des Zeitgebers304 aufrechterhalten werden. Die Veränderungsrate der Drehzahl110 ,210 des Motors kann für eine Dauer122 ,222 des Zeitgebers304 verringert werden. Wenn der Zeitgeber in Schritt412 abläuft, kann die Veränderungsrate der Drehzahl des Motors in Schritt414 geändert werden. Der Vorgang kann in Schritt416 enden oder kontinuierlich laufen. - Die in der Spezifikation verwendeten Worte sind Worte der Beschreibung anstelle der Einschränkung und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Sinn und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Obwohl verschiedene Ausführungsformen als Vorteile bereitstellend oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf ein oder mehrere gewünschte Charakteristika beschrieben worden sein könnten, erkennen Durchschnittsfachmänner, dass ein oder mehrere Merkmale oder Charakteristika vereinigt werden können, um gewünschte Gesamtsystemattribute zu erzielen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Attribute können Kosten, Festigkeit, Dauerhaftigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Gebrauchsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, leichte Montage usw. umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Beispiele, die als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf ein oder mehrere Charakteristika beschrieben sind, liegen als solche nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Claims (15)
- Fahrzeug, umfassend: einen Motor; und eine Steuereinheit, die dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf eine Betätigung eines Gaspedals während einer Motorbremsung einen Zeitgeber zu starten, der eine Dauer aufweist, die durch eine Ladegrenze einer Traktionsbatterie definiert ist und während der die Motorbremsung aufrechterhalten wird und eine vorherbestimmte Veränderungsratendrehzahlgrenze des Motors verringert wird; und als Reaktion auf das Ablaufen des Zeitgebers die vorherbestimmte Veränderungsratendrehzahlgrenze zu erhöhen.
- Fahrzeug nach
Anspruch 1 , wobei die Ladegrenze auf einem Ladezustand der Traktionsbatterie basiert. - Fahrzeug nach
Anspruch 2 , wobei eine Größenordnung der Ladegrenze umgekehrt proportional zu der Dauer ist. - Fahrzeug nach
Anspruch 3 , wobei die Dauer null ist, wenn die Ladegrenze größer als ein Ladegrenzengrenzwert ist, der mit der Traktionsbatterie assoziiert ist. - Fahrzeug nach
Anspruch 1 , wobei ein Abtriebsdrehmoment des Motors während der Dauer zunimmt. - Fahrzeug nach
Anspruch 5 , wobei das Abtriebsdrehmoment des Motors während der Dauer durch einen Elektromotor aufgehoben wird, der mit einem Antriebsstrang des Fahrzeugs assoziiert ist. - Fahrzeug nach
Anspruch 6 , wobei der Elektromotor das Fahrzeug während der Dauer beschleunigt. - Fahrzeug nach
Anspruch 1 , wobei die vorherbestimmte Veränderungsratendrehzahlgrenze verringert wird, so dass eine Drehzahl des Motors während der Dauer aufrechterhalten wird. - Fahrzeug nach
Anspruch 8 , wobei die Geschwindigkeit mit einem Raddrehmoment des Fahrzeugs und einer Reaktionskraft einer Lichtmaschine aufrechterhalten wird. - Fahrzeug nach
Anspruch 1 , wobei die vorherbestimmte Veränderungsratendrehzahlgrenze negativ ist. - Fahrzeug, umfassend: einen Motor; und eine Steuereinheit, die dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf ein Loslassen eines Gaspedals während einer Beschleunigung des Motors einen Zeitgeber zu starten, der eine Dauer aufweist, die durch eine Ladegrenze einer Traktionsbatterie definiert ist, und einen vorherbestimmten Veränderungsratengrenzwert einer Drehzahl des Motors zu verringern; und als Reaktion auf das Ablaufen des Zeitgebers den vorherbestimmten Veränderungsratengrenzwert zu erhöhen.
- Fahrzeug nach
Anspruch 11 , wobei die Ladegrenze auf einem Ladezustand der Traktionsbatterie basiert. - Fahrzeug nach
Anspruch 11 , wobei eine Größenordnung der Ladegrenze umgekehrt proportional zu der Dauer ist. - Fahrzeug nach
Anspruch 13 , wobei die Dauer null ist, wenn die Ladegrenze eine maximale Ladegrenze ist, die mit der Traktionsbatterie assoziiert ist. - Fahrzeug nach
Anspruch 11 , wobei ein Abtriebsdrehmoment des Motors während der Dauer abnimmt.
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