DE112008001536T5 - Kompressorsteuergerät - Google Patents

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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3204Cooling devices using compression
    • B60H1/3222Cooling devices using compression characterised by the compressor driving arrangements, e.g. clutches, transmissions or multiple drives

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Abstract

Kompressorsteuergerät, das aufweist:
einen motorbetriebenen Kompressor oder einen elektrischen Kompressor, der einen Kühlkreis einer Kraftfahrzeugklimaanlage bildet,
Umgebungsparametererfassungsmittel zum Erfassen von Umgebungsparameter, erforderlich, um die Kraftfahrzeugklimaanlage zu steuern, und
eine Air-con-Steuereinheit, die mit einem elektromagnetischen Abschnitt einer elektromagnetischen Kupplung, die eine Antriebsleistung des Motors an den motorbetriebenen Kompressor oder einen elektrischen Motorsteuerabschnitt, der die Drehung eines elektrischen Motors des elektrischen Kompressors steuert, überträgt oder das Übertragen beendet, elektrisch verbunden ist, um abhängig von den Umgebungsparametern, die durch die Umgebungsparametererfassungsmittel erfasst sind, einen Betrieb der Kraftfahrzeugklimaanlage, die die elektromagnetische Kupplung oder den elektrischen Motor beinhaltet, zu steuern, wobei
die Air-con-Steuereinheit aus einer Art einer Steuereinheit besteht, die ein elektromagnetisches Kupplung-Einkuppel-/Lösesignal, das auf Umgebungsparametersignalen basiert, die von dem Umgebungsparametererfassungsmittel übermittelt werden, erzeugt und übermittelt, und die Umgebungsparametersignale auch erneut übermittelt, und
der elektromagnetische Abschnitt der elektromagnetischen Kupplung durch selektives Empfangen des elektromagnetischen Kupplung-Einkuppel-/Lösesignals, den motorbetriebenen Kompressor betreibt und...

Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung betrifft ein Kompressorsteuergerät, genauer gesagt eine Technik zum Steuern eines Kompressors einer Kraftfahrzeugklimaanlage.
  • Stand der Technik
  • Allgemein sind herkömmliche Kraftfahrzeugklimaanlagen (im Folgenden werden ”Klimaanlagen” durch ”Air-con” abgekürzt) derart angeordnet, dass ein Kompressor, der einen Kühlkreis bildet, durch eine Antriebsleistung eines Motors angetrieben wird. In einem derartigen motorbetriebenen Kompressor ist zwischen dem Motor und dem Kompressor eine Kupplung vorgesehen, und der Leistungsausgang des Kompressors wird durch ein Einkuppeln oder ein Lösen der Kupplung gemäß einem Kupplungssteuerbefehl geregelt, der auf der Basis von Informationen von verschiedenen Sensoren durch eine Air-con elektronische Steuereinheit (Air-con ECU) berechnet wird.
  • Neuerdings erhöht sich die Verwendung von elektrischen Kompressoren, die durch eine Batterieleistung angetrieben werden. In derartigen elektrischen Kompressoren wird der Leistungsausgang des Kompressors durch Steuern einer Drehzahl eines elektrischen Motors gemäß einer Solldrehzahl geregelt, die auf der Basis von Informationen von verschiedenen Sensoren durch ein Air-con ECU berechnet wird.
  • Da sowohl der motorbetriebene Kompressor als auch der elektrische Kompressor für den Einsatz vorgesehen sind, kann ein Fall vorliegen, dass trotz des gleichen Fahrzeugmodells einige Fahrzeuge gemäß unterschiedlicher Fahrzeugspezifikationen, etc., mit einem motorbetriebenen Kompressor und andere mit einem elektrischen Kompressor ausgestattet sind. In einem derartigen Fall werden unterschiedliche Air-con ECUs, die auf die jeweiligen Kompressorarten angepasst sind, benötigt.
  • Jedoch ist das Vorbereiten von zwei Arten der Air-con ECUs bezüglich der Verwaltung als auch der Herstellung teuer.
  • Folglich ist das Vorbereiten einer Air-con ECU, die mit beiden Kompressorarten verwendbar ist, vorstellbar.
  • Jedoch muss in diesem Fall die Air-con ECU in der Lage sein, dass sie zwei unterschiedliche Funktionen durchführt, nämlich einen Kupplungssteuerbefehl und einen Drehzahlbefehl zu berechnen. Das Berechnen des Drehzahlbefehls ist im Vergleich zur Berechnung des Kupplungssteuerbefehls kompliziert und erfordert eine große Kapazität und deswegen eine teure Air-con ECU. Folglich besteht ein Problem darin, dass, obwohl der motorbetriebene Kompressor keine große ECU-Kapazität benötigt, die Air-con ECU, die mit beiden Kompressorarten verwendbar ist, in der Herstellung teuer ist.
  • In diesem Zusammenhang wurde für ein Hybridfahrzeug, das mit einem Motor und einem elektrischen Motor als Antriebsquellen ausgestattet ist, beispielsweise eine Anordnung entwickelt, in der eine Hybrid ECU, die neben einer Air-con ECU vorgesehen ist, die Drehzahl des den Kompressor antreibenden elektrischen Motors regelt (siehe japanische Patentanmeldung Kokai, Veröffentlichungsnr. 2004-276908 ).
  • Jedoch ist die in der obigen Veröffentlichung offenbarte Technik nicht vielseitig verwendbar, da die Anwendung davon auf derartige Hybridfahrzeugarten beschränkt ist, die einer Hybrid-ECU ermöglichen, dass sie die Drehzahl eines den Kompressor antreibenden elektrischen Motors regeln.
  • In anderen Worten ist es, wie oben erwähnt, notwendig, dass zwei Arten der Air-con ECUs vorbereitet werden oder, dass eine Air-con ECU vorbereitet wird, die mit beiden Kompressorarten verwendbar ist, falls eine Hybrid-ECU nicht vorgesehen ist. Folglich verbleiben die oben genannten Probleme ungelöst.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben genannten Probleme getätigt. Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein hoch-vielseitig verwendbares Kompressorsteuergerät bereitzustellen, das in der Lage ist, sowohl einen motorbetriebenen Kompressor als auch einen elektrischen Kompressor effizient zu steuern, ohne dass es erforderlich ist, dass mehr als eine Art einer Air-con ECU vorbereitet wird.
  • Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, weist ein Kompressorsteuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung auf:
    Einen motorbetriebenen Kompressor oder einen elektrischen Kompressor, der einen Kühlkreis einer Kraftfahrzeugklimaanlage bildet; Umgebungsparametererfassungsmittel zum Erfassen von Umgebungsparametern, die erforderlich sind, um die Kraftfahrzeugklimaanlage zu steuern; und eine Air-con-Steuereinheit, die mit einem elektromagnetischen Abschnitt einer elektromagnetischen Kupplung, die eine Antriebsleistung eines Motors an den motorbetriebenen Kompressor oder einen elektrischen Motorsteuerabschnitt, der die Drehung eines elektrischen Motors des elektrischen Kompressors steuert, überträgt oder das Übertragen beendet, elektrisch verbunden ist, um abhängig von den Umgebungsparametern, die durch die Umgebungsparametererfassungsmittel erfasst werden, den Betrieb der Kraftfahrzeugklimaanlage, die die elektromagnetische Kupplung oder den elektromagnetischen Motor beinhaltet, zu steuern, wobei die Air-con-Steuereinheit aus einer Art einer Steuereinheit besteht, die ein elektromagnetisches Kupplung-Einkuppel-/Lösesignal, das auf Umgebungsparametersignalen basiert, die von dem Umgebungsparametererfassungsmittel übermittelt werden, erzeugt und übermittelt, und die Umgebungsparametersignale auch erneut übermittelt, und der elektromagnetische Abschnitt der elektromagnetischen Kupplung durch selektives Empfangen des elektromagnetischen Kupplung-Einkuppel-/Lösesignals, das von der Air-con-Steuereinheit übermittelt wird, den motorbetriebenen Kompressor betreibt und folglich die elektromagnetische Kupplung einkuppelt oder löst, und der elektrische Motorsteuerabschnitt durch selektives Empfangen der Umgebungsparametersignale, die von der Air-con-Steuereinheit übermittelt werden, den elektrischen Kompressor betreibt.
  • Folglich wird es dem Kompressorsteuergerät ermöglicht, dass es eine Air-con-Steuereinheit aufweist, die sowohl mit dem motorbetriebenen Kompressor als auch dem elektrischen Kompressor verwendbar ist, und die keine solchen Spezifikationen aufweist, die nur für die Verarbeitung einer der beiden Kompressorarten geeignet und für die andere übertrieben ist. Folglich weist dieses Kompressorsteuergerät im Vergleich zu dem Fall, in dem ein Vorbereiten von mehr als einer Art einer Air-con-Steuereinheit erforderlich ist, die an verschiedene Kompressorarten angepasst ist, einen Vorteil auf, dass es sowohl die Verwaltungskosten als auch die Herstellungskosten reduzieren kann.
  • Folglich kann die vorliegende Erfindung ein hoch-vielseitig verwendbares Kompressorsteuergerät vorsehen, das eine effiziente Steuerung durchführen kann, egal ob die Klimaanlage einen motorbetriebenen Kompressor oder einen elektrischen Kompressor beinhaltet.
  • Es ist wünschenswert, dass der elektrische Motorsteuerabschnitt des elektrischen Kompressors die Umgebungsparametersignale selektiv empfängt, basierend auf den Umgebungsparametersignalen eine Solldrehzahl erhält und gemäß der Solldrehzahl die Drehung des elektrischen Motors steuert.
  • Die Last der Air-con-Steuereinheit wird ausreichend reduziert, wenn der elektrische Motorsteuerabschnitt des elektrischen Kompressors eine Solldrehzahl für den elektrischen Motor des elektrischen Kompressors, die abhängig von den Umgebungsparametern ist, direkt erhält. Dies ermöglicht es, dass die gleiche Air-con-Steuereinheit für beide Kompressorarten verwendet wird.
  • Es ist wünschenswert, dass der elektromagnetische Abschnitt der elektromagnetischen Kupplung des motorbetriebenen Kompressors mit der Air-con-Steuereinheit elektrisch verbunden ist, und, dass der elektrische Motorsteuerabschnitt des elektrischen Kompressors durch ein LAN mit der Air-con-Steuereinheit verbunden ist.
  • Dies ermöglicht es dem motorbetriebenen Kompressor und dem elektrischen Kompressor, dass sie ihr/ihre erforderliches/erforderlichen Signal/Signale selektiv empfangen, und ermöglicht dadurch der gleichen Air-con-Steuerung, dass sie mit beiden Kompressorarten verwendet werden kann.
  • Kurze Erläuterung der Figur
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Kompressorsteuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezugnahme auf die Zeichnung nachstehend erläutert.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Kompressorsteuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Das Kompressorsteuergerät ist ein Bauteil, das durch Steuern des Betriebs eines Kältemittelkompressors, der einen Kühlkreis bildet, die Klimatisierung einer Kraftfahrzeugklimaanlage (im Folgenden mit ”Air-con” abgekürzt) steuert, die an einem Fahrzeug angebracht ist. Da die allgemeine Konfiguration und Funktion ei nes Air-con und eines Kühlkreises allgemein bekannt ist, wird eine Erläuterung davon weggelassen.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist das Kompressorsteuergerät durch ein elektrisches Verbinden einer Vielzahl von Sensoren mit einem Eingang eines Air-con elektrischen Steuergeräts 10 (im Folgenden als ”Air-con ECU”; Air-con-Steuergerät bezeichnet) und durch ein elektrisches Verbinden einer Kompressoreinheit (Kompressor) mit einem Ausgang der Air-con ECU 10 konstruiert.
  • Genauer gesagt werden an den Eingang der Air-con ECU 10 verschiedene Sensoren (Umgebungsparametererfassungsmittel), wie z. B. ein Sonneneinstrahlungssensor 20, ein Außenlufttemperatursensor 21, ein Innenlufttemperatursensor 22, ein Verdampfer-Außenlufttemperatursensor 23, ein Dampftemperatursensor 24, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, etc. verbunden, um die für die Steuerung der Air-con erforderlichen Umgebungsparameter zu erhalten. An den Ausgang davon wird abhängig vom Fahrzeugmodell oder den Fahrzeugspezifikationen entweder eine elektrische Kompressoreinheit (elektrischer Kompressor) 30 durch ein Fahrzeug-LAN (Fahrzeuginneres lokales Netzwerk) 50 verbunden oder es wird eine Kompressoreinheit, die durch einen Motor angetrieben wird (motorbetriebene Kompressoreinheit; motorbetriebener Kompressor) 40, durch elektrische Leitungen 51 elektrisch verbunden. Die elektrische Kompressoreinheit 30 beinhaltet einen elektrischen Kompressorkörper 32, der mit einem elektrischen Motor und einer elektrischen Kompressor ECU (elektrischer Motorsteuerabschnitt) 34 ausgestattet ist, und ist derart angeordnet, dass die elektrische Kompressor ECU 34 den Betrieb des elektrischen Kompressorkörpers 32 gemäß den Signalen der Air-con ECU 10 steuert. Hier ist der elektrische Kompressorkörper 32 beispielsweise ein elektrischer Spiralkompressor.
  • Die motorbetriebene Kompressoreinheit 40 beinhaltet einen motorbetriebenen Kompressorkörper 42 und eine elektromagnetische Kupplung 44, die eine Antriebsleistung des Motors (nicht gezeigt) an den motorbetriebenen Kompressorkörper 42 überträgt oder das Übertragen beendet, und ist derart angeordnet, dass der motorbetriebene Kompressorkörper 42 abhängig von einer Motordrehzahl arbeitet, während die elektromagnetische Kupplung 44 gemäß einem Kupplung-Einkuppel-/Lösesignal von der Air-con ECU 10 im Eingriff ist. Hier ist der motorbetriebene Kompressorkörper 42 beispielsweise ebenfalls ein Spiralkompressor.
  • Genauer gesagt weist die elektrische Kompressor ECU 34 der elektrischen Kompressoreinheit 30 eine Funktion auf, um über das Fahrzeug-LAN 50 durch die Air-con ECU 10 Informationen von den Sensoren 20 bis 25 selektiv zu erhalten, und um auf der Basis der Informationen von den Sensoren 20 bis 25 eine Solldrehzahl Nt für den elektrischen Motor des elektrischen Kompressorkörpers 32 direkt einzustellen, und steuert durch die auf diese Weise eingestellte Solldrehzahl Nt den Betrieb des elektrischen Kompressorkörpers 32. Es wird erwähnt, dass die elektrische Kompressor ECU 34 eine ausreichende Kapazität aufweist, um die Solldrehzahl Nt einzustellen, da sie ursprünglich zur Durchführung von relativ großen Berechnungslasten ausgelegt war.
  • Die elektromagnetische Kupplung 44 der motorbetriebenen Kompressoreinheit 40 ist derart angeordnet, dass ein elektromagnetischer Abschnitt der elektromagnetischen Kupplung 44 über die elektrische Leitung 51 ein Kupplung-Einkuppel-/Lösesignal selektiv erhält, das auf der Basis der Informationen der Sensoren 20 bis 25 durch die Air-con ECU 10 erzeugt wird, und die Kupplung gemäß dem Kupplung-Einkuppel-/Lösesignal elektromagnetisch einkuppelt oder löst.
  • Folglich besteht die ECU 10 aus einer Art eines integrierten Steuergeräts, das sowohl eine Funktion zum Übermitteln von Sensorwerten von den Sensoren 20 bis 25 auf das Fahrzeug-LAN 50 für die elektrische Kompressoreinheit 30 als auch eine Funktion zum Erzeugen eines Kupplung-Einkuppel-/Lösesignals auf der Basis der Informationen von den Sensoren 20 bis 25 und zum Übermitteln davon über die elektrische Leitung 51 für die motorbetriebene Kompressoreinheit 40 aufweist.
  • Da die Air-con ECU 10 nur die Funktion, die Informationen von den Sensoren 20 bis 25 auf das Fahrzeug-LAN 50 durchzulassen, und die Funktion ein Kupplung-Einkuppel-/Lösesignal zu erzeugen und über die elektrische Leitung 51 zu übermitteln, aufweist, ist ihre Berechnungslast gering und ihre Verarbeitung relativ einfach. Folglich muss die Air-con ECU 10 nur in der Lage sein, eine relativ einfache Verarbeitung durchzuführen, und wird deswegen mit einer geringen Kapazität und preisgünstigen Spezifikationen hergestellt.
  • Folglich wird die gleiche Air-con ECU 10 verwendet, egal ob das Kompressorsteuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung die elektrische Kompressoreinheit 30 oder die motorbetriebene Kompressoreinheit 40 steuert, wobei die mit entweder der elektrischen Kompressoreinheit 30 oder der motorbetriebenen Kompressoreinheit 40 zu verwendende Air-con ECU 10 keine solche Spezifikationen aufweist, die nur zur Verarbeitung für eine der beiden geeignet und für die andere übertrieben (verschwenderisch) sind. Das Kompressorsteuergerät, das eine derartige Air-con ECU aufweist, kann mit reduzierten Kosten hergestellt werden.
  • Ferner kann ein Vorbereiten von einer Art einer Air-con ECU 10, die mit verschiedenen Kompressorarten verwendbar ist, im Vergleich zum Vorbereiten von mehr als einer Art einer Air-con ECU 10, die Verwaltungskosten der Kompressorsteuergeräte verringern.
  • Folglich kann zum Beispiel in einem Hybridfahrzeug, das mit einem Motor und einem elektrischen Motor als Antriebsquellen ausgestattet ist, die gleiche Air-con ECU 10 verwendet werden, egal ob die Klimaanlage einen elektrischen Kompressor oder einen motorbetriebenen Kompressor beinhaltet; wobei die Air-con ECUs, die an die jeweiligen Kompressorarten angepasst sind, nicht vorbereitet werden müssen.
  • Aus dem Obigen ist klar, dass die vorliegende Erfindung ein vielseitig verwendbares Kompressorsteuergerät vorsehen kann, das eine effiziente Steuerung durchführt, egal ob die Klimaanlage eine elektrische Kompressoreinheit 30 oder eine motorbetriebene Kompressoreinheit 40 aufweist.
  • Oben wurde eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, sondern kann auf verschiedenen Wegen geändert werden, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen.
  • Zum Beispiel sind, obwohl die beschriebene Ausführungsform als Umgebungsparameter erhaltende Sensoren einen Sonneneinstrahlungssensor 20, einen Außenlufttemperatursensor 21, einen Innenlufttemperatursensor 22, einen Verdampfer-Außenlufttemperatursensor 23, einen Dampftemperatursensor 24 und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 25 beinhaltet, die Senso ren, die die Umgebungsparameter erhalten, nicht auf diese beschränkt; andere Umgebungsparameter können verwendet werden.
  • Ferner ist, obwohl in der beschriebenen Ausführungsform der elektrische Kompressorkörper wie auch der motorbetriebene Kompressorkörper 42 beispielsweise ein elektrischer Spiralkompressor ist, die Kompressorart nicht darauf beschränkt.
  • Zusammenfassung
  • Eine Air-con ECU (10) besteht aus einer Art einer Steuereinheit, die auf der Basis von Umgebungsparametersignalen, die von Umgebungsparametererfassungsmitteln (2025) übertragen werden, ein Signal zum Einkuppeln oder Lösen einer elektromagnetischen Kupplung (44) eines motorbetriebenen Kompressors (40) erzeugt und übermittelt und die Umgebungsparametersignale auch erneut übermittelt. Ein elektromagnetischer Abschnitt der elektromagnetischen Kupplung (44) kuppelt oder löst die elektromagnetische Kupplung des motorbetriebenen Kompressors durch selektives Empfangen des Einkuppel- oder Lösesignals der elektromagnetischen Kupplung (Kupplung-Einkuppel-/Lösesignal), das von der Air-con ECU übermittelt wird, und ein elektrischer Motorsteuerabschnitt (34) eines elektrischen Kompressors (30) steuert durch selektives Empfangen der Umgebungsparametersignale (verschiedene Sensorwerte), die von der Air-con ECU übermittelt werden, die Drehung eines elektrischen Motors des elektrischen Kompressors.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2004-276908 [0008]

Claims (3)

  1. Kompressorsteuergerät, das aufweist: einen motorbetriebenen Kompressor oder einen elektrischen Kompressor, der einen Kühlkreis einer Kraftfahrzeugklimaanlage bildet, Umgebungsparametererfassungsmittel zum Erfassen von Umgebungsparameter, erforderlich, um die Kraftfahrzeugklimaanlage zu steuern, und eine Air-con-Steuereinheit, die mit einem elektromagnetischen Abschnitt einer elektromagnetischen Kupplung, die eine Antriebsleistung des Motors an den motorbetriebenen Kompressor oder einen elektrischen Motorsteuerabschnitt, der die Drehung eines elektrischen Motors des elektrischen Kompressors steuert, überträgt oder das Übertragen beendet, elektrisch verbunden ist, um abhängig von den Umgebungsparametern, die durch die Umgebungsparametererfassungsmittel erfasst sind, einen Betrieb der Kraftfahrzeugklimaanlage, die die elektromagnetische Kupplung oder den elektrischen Motor beinhaltet, zu steuern, wobei die Air-con-Steuereinheit aus einer Art einer Steuereinheit besteht, die ein elektromagnetisches Kupplung-Einkuppel-/Lösesignal, das auf Umgebungsparametersignalen basiert, die von dem Umgebungsparametererfassungsmittel übermittelt werden, erzeugt und übermittelt, und die Umgebungsparametersignale auch erneut übermittelt, und der elektromagnetische Abschnitt der elektromagnetischen Kupplung durch selektives Empfangen des elektromagnetischen Kupplung-Einkuppel-/Lösesignals, den motorbetriebenen Kompressor betreibt und folglich die elektromagnetische Kupplung einkuppelt oder löst, und der elektrische Motorsteuerabschnitt durch selektives Empfangen der Umgebungsparametersignale, die von der Air-con-Steuereinheit übermittelt werden, den elektrischen Kompressor betreibt.
  2. Kompressorsteuergerät nach Anspruch 1, wobei der elektrische Motorsteuerabschnitt des elektrischen Kompressors die Umgebungsparametersignale selektiv empfängt, basierend auf den Umgebungsparametersignalen eine Solldrehzahl erhält und gemäß der Solldrehzahl den elektrischen Motor steuert.
  3. Kompressorsteuergerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei der elektromagnetische Abschnitt der elektromagnetischen Kupplung des motorbetriebenen Kompressors mit dem Air-con-Steuergerät elektrisch verbunden ist, und der elektrische Motorsteuerabschnitt des elektrischen Kompressors durch ein LAN mit der Air-con-Steuereinheit verbunden ist.
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