DE10259490A1 - Electrohydraulic brake for a motor vehicle has secondary branch line from the main lead for emergency braking - Google Patents

Electrohydraulic brake for a motor vehicle has secondary branch line from the main lead for emergency braking Download PDF

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Abstract

An electrohydraulic brake for a motor vehicle comprises electrically operated currentless closing valves controlling the flow of hydraulic medium and an inlet valve and medium store. A secondary line branches from the main line by the store and holds the system open at sufficient brake fluid pressure. An electrohydraulic brake for a motor vehicle with individual electrically operated wheel brakes comprises electrically operated currentless closing valves which control the flow of an electric motor-driven hydraulic medium according to an electronic control operated by the driver. There is a medium store and inlet valve between the brake cylinder and pump and a secondary pressure line branches from the line by the store which holds the brake store system open at sufficient brake fluid pressure.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs mit den einzelnen Radbremsen zugeordneten, elektrisch betätigten, stromlos geschlossenen Ventilen, die den Zufluss und Abfluss von von einer insbesondere elektromotorisch angetriebenen Bremsfluidpumpe gefördertem Hydraulikmedium zu Radbremszylindern in Abhängigkeit von den in einer elektronischen Steuereinheit ausgewerteten Signalen eines vom Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigten Bremswunschgebers steuern, wobei an einer zwischen der Bremsfluidpumpe und den den Radbremszylindern zugeordneten Einlassventilen verlaufenden Vorlaufleitung ein Bremsfluiddruckspeicher vorgesehen ist. Zum technischen Umfeld wird beispielshalber auf die DE 100 36 287 A1 verwiesen.The invention relates to an electrohydraulic brake system of a motor vehicle with electrically actuated, normally closed valves assigned to the individual wheel brakes, which control the inflow and outflow of hydraulic medium, which is conveyed by a brake fluid pump, in particular driven by an electric motor, to wheel brake cylinders as a function of the signals of a driver evaluated in an electronic control unit of the motor vehicle actuated brake request control, a brake fluid pressure accumulator being provided on a flow line running between the brake fluid pump and the inlet valves assigned to the wheel brake cylinders. For technical reasons, reference is made to the DE 100 36 287 A1 directed.

Kraftfahrzeug-Bremssysteme haben allgemein im wesentlichen drei Funktionen zu erfüllen, nämlich eine Betriebsbremsfunktion, eine Feststellbremsfunktion und eine Hilfsbremsfunktion oder Notbremsfunktion. Dazu weisen die bekannten Bremssysteme in der Regel zwei voneinander unabhängige Bremsanlagen, nämlich eine Betriebsbremsanlage und eine Feststellbremsanlage, auf. Die Betriebsbremse ist bei bekannten Bremssystemen in der Regel zweikreisig ausgeführt und erfüllt so kreisweise alle Anforderungen an eine Hilfsbremsfunktion.Have automotive braking systems generally perform essentially three functions, namely a service brake function, a parking brake function and an auxiliary brake function or emergency brake function. For this purpose, the known brake systems generally have two of them independent braking systems, namely a service brake system and a parking brake system. The Service brakes are generally dual-circuit in known brake systems accomplished and fulfilled so circularly all requirements for an auxiliary brake function.

Die an Personenkraftwagen üblichen hydraulischen Bremssysteme und Bremsregelsysteme (bspw. ABS, ESP etc.) haben die Eigenschaft, den zur Verzögerung benötigten Bremsdruck durch Muskelkraft des Fzg.-Fahrers oder muskelkraftunterstützt zu erzeugen. Im Fehlerfall steht bei diesen Systemen eine ebenfalls durch Muskelkraft betätigte oder muskellkraftunterstützte Hilfsbremse als Rückfallebene zur Verfügung.The usual on passenger cars hydraulic brake systems and brake control systems (e.g. ABS, ESP etc.) have the property of the braking pressure required for deceleration due to muscle strength of the vehicle driver or to generate muscle power. In case of an error is in these systems also operated by muscle power or muskellkraftunterstützte Auxiliary brake as a fallback level Available.

Bekannt sind daneben elektrohydraulische Bremssysteme oder Bremsanlagen (abgekürzt: „EHB") für Kraftfahrzeuge, die im Normalbetrieb als Fremdkraftbremsanlagen wirken und wobei der gewünschte Bremsdruck durch eine oder mehrere zumeist elektromotorisch angetriebene(n) Pumpe(n) erzeugt, in einem Druckspeicher gespeichert und von einer elektronischen Steuerung auf die Radbremsen bzw. auf die einzelnen Radbremszylinder verteilt wird. Im Falle eines Defekts der EHB, etwa bei Ausfall der Elektronik oder der Energieversorgung, kann in einer sog. mechanisch-hydraulischen Rückfallebene vom Fahrer durch seine auf ein Bremspedal (als üblichem Bremswunschgeber) aufgebrachte Betätigungskraft (Muskelkraft) ein zum Verzögern des Fahrzeugs benötigter Radbremsdruck erzeugt werden. Diese Hilfsbremsfunktion erfordert jedoch relativ hohe Betätigungskräfte, die dann im Notfall allein vom Fahrer aufgebracht werden müssen.Electrohydraulic brake systems are also known or braking systems (abbreviated: "EMS") for motor vehicles, which act as power brake systems in normal operation and where the desired one Brake pressure by one or more mostly electric motor driven Pump (s) generated, stored in a pressure accumulator and by one electronic control on the wheel brakes or on the individual Wheel brake cylinder is distributed. In the event of a defect in the EMS, in the event of a failure of the electronics or the power supply, in a so-called mechanical-hydraulic fallback level by the driver its on a brake pedal (as usual Brake request transmitter) applied operating force (muscle strength) one to delay of the vehicle needed Wheel brake pressure are generated. This auxiliary braking function requires however relatively high actuation forces that then have to be applied by the driver alone in an emergency.

In der eingangs genannten DE 100 36 287 A1 wird zur Verbesserung der Verfügbarkeit und zur Erfüllung gesetzlicher Anforderungen an ein elektrisches Bremssystem eine elektrohydraulische Bremsanlage (EHB) vorgeschlagen, bei der im Fehlerfall eine aus einem zweiten, vom einem ersten unabhängigen Energiekreis abgeleitete Ansteuerung der jeweiligen Ventile bereitgestellt wird, durch die dann ein Bremsdruck an wenigstens einer Radbremse auch im Fehlerfall eingestellt werden kann. Konkret sind dabei bspw. an einem PKW zwei voneinander unabhängige, bevorzugt jeweils achsweise wirkende elektrohydraulische Bremsanlagen vorgesehen, die durch ein sog. „brake-by-wire-System" (und somit vom Fzg.-Fahrer aus vollelektronisch) bedient werden können. Mit einer derartigen redundanten Ausrüstung einer Fzg.-Bremsanlage ist zwar eine ausreichende Sicherheit im Falle eines Systemausfalls gegeben, jedoch ist der hierfür zu betreibende Aufwand relativ hoch. Eine Vielzahl von Bauelementen sind doppelt vorzusehen, so bspw. neben eigenständigen Hydraulikpumpen auch individuelle elektronische Steuergeräte. Letztere müssen ferner im Normalbetrieb aufeinander abgestimmt arbeiten.In the above DE 100 36 287 A1 To improve the availability and to meet legal requirements for an electric brake system, an electrohydraulic brake system (EMS) is proposed, in which, in the event of a fault, control of the respective valves, which is derived from a second, independent of a first energy circuit, is provided, through which brake pressure is then applied at least one wheel brake can also be set in the event of a fault. Specifically, two independent, preferably axially acting electrohydraulic brake systems are provided on a car, for example, which can be operated by a so-called “brake-by-wire system” (and thus fully electronically by the vehicle driver) Such redundant equipment for a vehicle brake system does provide adequate security in the event of a system failure, but the effort required to do so is relatively high.A large number of components have to be provided in duplicate, for example individual electronic control units in addition to independent hydraulic pumps must also work together in normal operation.

Ein demgegenüber erheblich einfacheres Notbremssystem für den Fehlerfall einer EHB nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen, das gleichzeitig oben geschilderte Nachteile der bekannten Hilfssysteme mit mechanisch-hydraulischer Rückfallebene vermeidet, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.In contrast, a considerably simpler emergency braking system for the To point out a failure of an EMS over the preamble of claim 1, the disadvantages of the known auxiliary systems described above at the same time with mechanical-hydraulic fallback level avoids, is the object of the present invention.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass vom den Druckspeicher aufweisenden Abschnitt der Vorlaufleitung eine Nebendruckleitung abzweigt, die bei ausreichendem Bremsfluiddruck ein Speicherbremssystem im geöffneten Zustand hält. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.This solves this problem characterized in that the section having the pressure accumulator the supply line branches off a secondary pressure line, which with sufficient brake fluid pressure a storage brake system in the open Condition holds. Advantageous further developments are the content of the subclaims.

Erfindungsgemäß kann an einer EHB zumindest eine sog. Notbremsfunktion mit Hilfe eines Speicherbremssystems realisiert werden, welches bei funktionsfähiger EHB von dieser offen gehalten wird. Fällt die elektrohydraulische Bremsanlage aus, so kann in dieser kein ausreichender Hydraulikdruck bzw. Bremsfluiddruck aufgebaut bzw. gehalten werden, woraufhin das Speicherbremssystem nicht weiter offengehalten werden kann und somit selbsttätig zufällt bzw. schließt. Dies kann vorteilhafterweise ohne irgendeinen Eingriff des Fzg.-Fahrers erfolgen, d.h. ohne dass dieser mit seinem Bremswunschgeber einen Bremswunsch signalisieren muss. Sobald somit kein ausreichender Bremsfluiddruck in der EHB vorhanden ist, wird das Speicherbremssystem im Sinne eines Schließens aktiviert, so dass auf sichere Weise eine Notbremsung durchgeführt werden kann. Dabei sollte im Hinblick auf die Fahrstabilität des Fahrzeugs bei einem zweispurigen Kraftfahrzeug bevorzugt zumindest ein linkes und ein rechtes Rad und dabei bevorzugt zumindest die Räder der Hinterachse abgebremst werden.According to the invention, at least one so-called emergency braking function can be implemented on an EMS with the aid of a memory brake system, which is kept open by the EMS when it is functioning. If the electrohydraulic brake system fails, sufficient hydraulic pressure or brake fluid pressure cannot be built up or held in it, whereupon the storage brake system cannot be kept open further and therefore automatically closes or closes. This can advantageously take place without any intervention by the vehicle driver, ie without the driver having to signal a brake request with his brake request transmitter. As soon as there is no sufficient brake fluid pressure in the EMS, the storage brake system is activated in the sense of closing so that emergency braking can be carried out safely. In view of the driving stability of the vehicle in a two-lane motor vehicle, it should preferably be at least one left and one right Wheel and preferably at least the wheels of the rear axle are braked.

Bei dieser Notbremse bzw. Speicherbremse, die in einer bevorzugten Ausführungsform als (dem Fachmann grundsätzlich bekannte) Federspeicher-Bremsanlage ausgebildet sein kann, ist am Kraftfahrzeug also eine zusätzliche invers wirkende Bremse installiert, deren Wirkenergie bspw. in einer vorgespannten Feder gespeichert sein kann und die bei funktionstüchtigem elektrohydraulischem Bremssystem praktisch durch den im Druckspeicher herrschenden Druck offengehalten wird. Diese sog. Speicherbremse, die als eigenständiges Bauelement ausgeführt oder bspw. in den Bremssattel einer üblichen Betriebs-Scheibenbremse integriert sein kann, wirkt bzw. greift bevorzugt erst dann, wenn der Druck im Bremsfluiddruckspeicher soweit absinkt bzw. soweit abgebaut ist, dass mit diesem eine ausreichende Bremswirkung nicht mehr erzeugt werden kann.With this emergency brake or storage brake, the in a preferred embodiment as (basically to the specialist known) spring brake system can be formed is on the motor vehicle so an additional one inverse-acting brake installed, the active energy, for example, in a biased Spring can be saved and the functional electro-hydraulic brake system practically through the in the pressure accumulator prevailing pressure is kept open. This so-called storage brake, the as an independent Component executed or, for example, in the brake caliper of a normal operating disc brake can be integrated, only acts or takes effect when the pressure in the brake fluid pressure accumulator drops or as far as is reduced that with this a sufficient braking effect is not more can be generated.

Ein erfindungsgemäßes Notbremssystem kann auch lediglich als Ergänzung zu einem weiteren Hilfsbremssystem an einer elektrohydraulischen Kfz-Bremsanlage vorgesehen sein. Eine zeitlich vor diesem Notbremssystem eingreifende, hier nicht näher beschriebene, geeignet geartete Hilfsbremsfunktionen kann bspw. den noch vorhandenen Druck im Druckspeicher der EHB benutzen, während die hier vorgeschlagene und dann zweite Hilfsbremsfunktion oder Notbremsfunktion eingreift, wenn diese Druckreserve des Druckspeichers abgebaut ist. Dann stehen praktisch zwei Wirkprinzipien zur Verfügung, die sich durch unterschiedliche Stärken auszeichnen: Die zuerst eingreifende (weitere) Hilfs-Bremswirkung aus dem Druckspeicher kann dosierbar sein und die volle Bremsleistung erbringen, wobei bevorzugt auch der Zeitpunkt der Verzögerung vom Fahrer des Fahrzeugs bestimmt werden kann. Das danach eingreifende erfindungsgemäße und bspw. in Form einer Federspeicherbremse ausgebildete Speicherbremssystem ist praktisch nicht dosierbar, fällt aber automatisch ohne weitere Bedingungen bei einem schwerwiegenden Bremsendefekt zu und kann das Fahrzeug dauerhaft festhalten. Eine derartige System-Kombination ermöglicht es dem Fahrer bei einem Ausfall der regulären Funktion der EHB, das Fahrzeug mit der zuerst eingreifenden Hilfsbremsfunktion zunächst in einen ungefährlichen Bereich der Straße zu lenken und kontrolliert abzubremsen. Sollte ein Fahrer nach dem Anhalten trotz des Bremsendefekts wieder anfahren oder bereits während des Durchführens dieser zuerst wirkenden Hilfsbremsfunktion durch hektisches Betätigen des Bremswunschgebers den Druckspeicher entleeren, so wird das vorgeschlagene Speicherbremssystem als letzte Rückfallebene automatisch eingreifen und das Fahrzeug abbremsen und stilllegen. Insbesondere bei einer derartigen Sicherheits-Strategie braucht das durch das Speicherbremssystem erzeugte Bremsmoment auch aus Gründen der Fahrstabilität nicht zu groß sein. Typischerweise kann eine Speicherbremse auf nur eine Fzg.-Achse bevorzugt in räumlicher Nähe des Bremshydraulik wirken und eine Verzögerung in der Größenordnung von 0,15g bewirken. Dabei ist es auch nicht erforderlich, dass das Speicherbremssystem vom Fahrer gelöst werden kann; vielmehr kann dies einem Reparaturbetrieb oder dgl. überlassen werden.An emergency braking system according to the invention can also just as a supplement to another auxiliary braking system on an electro-hydraulic vehicle brake system his. One that intervenes before this emergency braking system, here not closer described, suitable type of auxiliary brake functions can, for example. use the remaining pressure in the EMS's pressure accumulator while the Proposed here and then second auxiliary brake function or emergency brake function intervenes when this pressure reserve of the pressure accumulator is reduced. Then there are practically two active principles available: through different strengths Mark out: The first (additional) auxiliary braking effect the pressure accumulator can be metered and the full braking power provide, preferably also the time of the delay from Driver of the vehicle can be determined. The one that intervenes afterwards and according to the invention. Storage brake system designed in the form of a spring brake is practically not dosed, falls but automatically without further conditions in the event of a serious Brake defect too and can hold the vehicle permanently. A enables such a system combination it the driver in the event of failure of the regular function of the EMS, the vehicle with the first intervening auxiliary brake function in a harmless one Area of road to steer and brake in a controlled manner. Should a driver after the Stop despite the brake defect or start again during the performing this auxiliary brake function, which acts first, by hectic actuation of the brake request transmitter empty the pressure accumulator, the proposed accumulator braking system is called last fallback level intervene automatically and brake and shut down the vehicle. This is particularly important with such a security strategy braking torque generated by the memory braking system also for the sake of Driving stability is not be too big. Typically, a storage brake can only be on one vehicle axis preferably in spatial Near the Brake hydraulics act and a delay in the order of magnitude of 0.15g. It is also not necessary that the Storage brake system can be released by the driver; rather can this is left to a repair shop or the like.

Bereits erläutert wurde, dass ein erfindungsgemäßes Speicherbremssystem über eine sog. Nebendruckleitung mit dem Bremsfluiddruck aus dem Druckspeicher versorgt bzw. offengehalten wird. Beschrieben ist dies dadurch, dass vom den Druckspeicher aufweisenden Abschnitt der Vorlaufleitung die besagte Nebendruckleitung abzweigt, wobei dieser Abzweig selbstverständlich auch direkt am Druckspeicher vorgesehen sein kann. Aus Sicherheitsgründen kann dabei stromab des Druckspeichers in der zu den Einlassventilen der einzelnen Radbremszylinder führenden Vorlaufleitung ein stromlos geschlossenes, also ohne Signal sperrendes Sicherheitsventil vorgesehen sein, stromauf dessen die besagte, zum Speicherbremssystem führende Nebendruckleitung abzweigt. Wenn dann stromauf des Druckspeichers (bevorzugt an der Bremsfluidpumpe) wie üblich ein geeignetes zur Bremsfluidpumpe hin sperrendes Rückschlagventil in der Vorlaufleitung vorgesehen ist, so ist mit diesem genannten Sicherheitsventil gewährleistet, dass praktisch für jeden noch so unwahrscheinlichen Fehlerfall zumindest einen gewissen Restdruck im Druckspeicher aufrecht erhalten werden kann, der zumindest einmalig für die zeitlich vor dem erfindungsgemäßen Speicherbremssystem zum Einsatz kommende Hilfsbremsfunktion ausreicht.It has already been explained that a storage brake system according to the invention has a So-called secondary pressure line with the brake fluid pressure from the pressure accumulator is supplied or kept open. This is described by that of the section of the flow line which has the pressure accumulator the said secondary pressure line branches off, this branch naturally also can be provided directly on the pressure accumulator. For security reasons thereby downstream of the pressure accumulator in the to the inlet valves leading individual wheel brake cylinder Flow line a normally closed, i.e. without a signal blocking safety valve be provided, upstream of which, to the memory brake system premier Branch pressure line branches. If then upstream of the pressure accumulator (preferably on the brake fluid pump), as usual, a suitable one for the brake fluid pump non-return valve is provided in the flow line, it is mentioned with this Safety valve ensures that practical for every improbable error, at least a certain one Residual pressure in the pressure accumulator can be maintained, at least unique for the time before the memory brake system according to the invention Auxiliary brake function is sufficient.

Eine soweit beschriebene elektrohydraulische Bremsanlage ermöglicht eine Hilfsbremsfunktion oder zumindest eine Notbremsfunktion ohne mechanisch-hydraulische Rückfallebene und ohne Zuhilfenahme wesentlicher Körperkräfte des Fahrers. In dieser EHB kennen dennoch die hohen Anforderungen an die Infrastruktur des Fahrzeugs (bspw. hinsichtlich Sensorausstattung, Kommunikationsleitungen, unabhängige Energieversorgungen, etc.) erfüllt und die Kosten für ein solches Gesamtsystem deutlich reduziert werden. Weiterhin kann die Verfügbarkeit der Bremsfunktion auch dann garantiert werden, wenn das elektrische Bordnetz des Fahrzeugs komplett ausfällt. Mit einem weiteren kurz erwähnten Hilfsbremssystem kann der Fahrer sogar sein Fahrzeug mit normalem Kraftaufwand wirksam und dosierbar zu einem selbstgewählten Zeitpunkt verzögern. Sollte der Druckspeicher, aus dem dieses Hilfsbremssystem versorgt wird, erschöpft sein, oder ist kein derartiges Hilfsbremssystem vorgesehen, so hält immer noch das erfindungsgemäße, invers wirkende Speicherbremssystem das Fahrzeug an und legt es still. Auf diese Weise ist es möglich, eine im Stand der Technik übliche mechanisch-hydraulische Rückfallebene entfallen zu lassen, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.An electrohydraulic brake system described so far enables an auxiliary brake function or at least an emergency brake function without a mechanical-hydraulic fallback level and without the aid of essential physical forces of the driver. In this EMS, however, the high demands placed on the vehicle's infrastructure (e.g. with regard to sensor equipment, communication lines, independent power supplies, etc.) are met and the costs for such an overall system are significantly reduced. Furthermore, the availability of the braking function can also be guaranteed if the vehicle's electrical system fails completely. With a further briefly mentioned auxiliary braking system, the driver can even effectively and controllably decelerate his vehicle at a self-selected point in time with normal effort. If the pressure accumulator from which this auxiliary brake system is supplied is exhausted, or if no such auxiliary brake system is provided, the inverse-acting accumulator brake system according to the invention still stops the vehicle and shuts it down. In this way, it is possible to dispense with a mechanical-hydraulic fallback level that is customary in the prior art, although it should also be pointed out that a large number of Details may differ from the embodiment shown, without departing from the content of the claims.

Claims (3)

Elektrohydraulische Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs mit den einzelnen Radbremsen zugeordneten elektrisch betätigten, stromlos geschlossenen Ventilen, die den Zufluss und Abfluss von von einer insbesondere elektromotorisch angetriebenen Bremsfluidpumpe gefördertem Hydraulikmedium zu Radbremszylindern in Abhängigkeit von den in einer elektronischen Steuereinheit ausgewerteten Signalen eines vom Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigten Bremswunschgebers steuern, wobei an einer zwischen der Bremsfluidpumpe und den den Radbremszylindern zugeordneten Einlassventilen verlaufenden Vorlaufleitung ein Bremsfluid-Druckspeicher vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass vom den Druckspeicher aufweisenden Abschnitt der Vorlaufleitung eine Nebendruckleitung abzweigt, die bei ausreichendem Bremsfluiddruck ein Speicherbremssystem im geöffneten Zustand hält.Electrohydraulic brake system of a motor vehicle with electrically actuated, normally closed valves assigned to the individual wheel brakes, which control the inflow and outflow of hydraulic medium conveyed by a brake fluid pump, in particular driven by an electric motor, to wheel brake cylinders as a function of the signals evaluated in an electronic control unit of a brake request transmitter actuated by the driver of the motor vehicle , wherein a brake fluid pressure accumulator is provided on a flow line running between the brake fluid pump and the inlet valves assigned to the wheel brake cylinders, characterized in that a secondary pressure line branches off from the section of the flow line having the pressure accumulator and holds a storage brake system in the open state when the brake fluid pressure is sufficient. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres aus dem Druckspeicher versorgtes Hilfsbremssystem vorgesehen ist und dass in der Vorlaufleitung stromab des Abzweigs der Nebendruckleitung sowie stromauf der Ventile der einzelnen Radbremszylinder ein stromlos geschlossenes Sicherheitsventil vorgesehen ist, während zwischen dem Druckspeicher und der Bremsfluidpumpe ein zu dieser hin sperrendes Rückschlagventil vorgesehen ist.Electrohydraulic brake system according to claim 1, characterized in that another from the pressure accumulator supplied auxiliary brake system is provided and that in the flow line downstream the branch of the secondary pressure line and upstream of the valves of the individual wheel brake cylinder a normally closed safety valve is provided while between the pressure accumulator and the brake fluid pump to this non-return valve is provided. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Speicherbremssystem als Federspeicher-Bremsanlage insbesondere an den beiden Hinterrädern des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist.Electrohydraulic brake system according to claim 1 or 2, characterized in that the memory brake system as a spring brake system in particular on the two rear wheels of the motor vehicle is.
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