DE19831541A1 - Brake actuation method, brake control, brake system and motor vehicles with such a brake system - Google Patents
Brake actuation method, brake control, brake system and motor vehicles with such a brake systemInfo
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Abstract
Bei einem Bremsenbetätigungsverfahren in einem Fahrzeug, dessen Bremsanlage eine Betriebsbremse und eine Feststellbremse aufweist, wird bei Fahrzeugstillstand dann, wenn durch das Bremspedal eine Bremsung veranlaßt wird, die Feststellbremse betätigt. DOLLAR A Eine Bremsensteuerung zur Steuerung einer eine Betriebsbremse (8-10, 121, 132) und eine Feststellbremse (131) aufweisenden Bremsanlage eines Fahrzeugs weist eine Signalaufnahmeeinrichtung (114, 115) auf, die Signale betreffend Fahrzeuggeschwindigkeit und Bremspedalbetätigung aufnimmt, und eine Steuerungseinrichtung (110-113), die dann, wenn Fahrzeugstillstand und Bremspedalbetätigung festgestellt werden, eine Betätigung der Feststellbremse (131) veranlaßt. DOLLAR A Eine Bremsanlage eines Fahrzeugs weist eine obengenannte Bremsensteuerung auf. Ein Kraftfahrzeug ist mit einer solchen Bremsanlage ausgerüstet.In a brake actuation method in a vehicle, the brake system of which has a service brake and a parking brake, the parking brake is actuated when the vehicle is at a standstill when braking is initiated by the brake pedal. DOLLAR A A brake control for controlling a brake system of a vehicle having a service brake (8-10, 121, 132) and a parking brake (131) has a signal recording device (114, 115), which records signals relating to vehicle speed and brake pedal actuation, and a control device ( 110-113) which, when the vehicle is at a standstill and the brake pedal actuation is determined, actuate the parking brake (131). DOLLAR A A brake system of a vehicle has an above-mentioned brake control. A motor vehicle is equipped with such a brake system.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bremsenbetätigungsverfahren und eine Bremsensteuerung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche. Sie bezieht sich außerdem auf eine Bremsanlage mit einer erfindungsgemäßen Bremsensteuerung sowie auf ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Bremsanlage.The present invention relates to a Brake actuation method and a brake control according to the preambles of the independent claims. It relates also on a braking system with a brake control according to the invention and on a Motor vehicle with such a brake system.
Bekannt sind bisher Bremsanlagen, die eine Betriebsbremse aufweisen, die primär nach Maßgabe des Bremspedals angesteuert wird, sowie eine Feststellbremse, die durch eine weitere Betätigungseinrichtung, beispielsweise einen Handhebel, betätigt wird. In jüngerer Zeit werden auch elektrische Feststellbremsen verwendet, die durch elektrische Schalter betätigt werden können. Die Betriebsbremse dient dabei hauptsächlich dem Bremsen des Fahrzeugs im Fahrbetrieb. Die Betriebsbremse wird in erster Linie nach Maßgabe des Fahrerwunsches, also nach Maßgabe der Betätigung des Bremspedals angesteuert. Weitere Einflußgrößen für die Betriebsbremse können Funktionen wie ABS, Bremsassistenz, Anfahrhilfe, Fahrstabilitätsregelung usw. sein. Die Feststellbremse dagegen dient dem dauerhaften Parken bzw. Bremsen eines Fahrzeugs beispielsweise dann, wenn es auf geneigtem Untergrund abgestellt wird. So far, brake systems are known which have a service brake have, primarily according to the brake pedal is controlled, as well as a parking brake by a further actuating device, for example a Hand lever, is operated. More recently, too electric parking brakes used by electrical switches can be operated. The Service brake is mainly used to brake the Vehicle in operation. The service brake is in the first Line according to the driver's request, i.e. according to the Brake pedal actuation activated. Further Influencing factors for the service brake can be functions such as ABS, braking assistance, traction help, driving stability control etc. The parking brake, however, serves the permanent Parking or braking a vehicle, for example, if it is parked on a sloping surface.
Moderne Betriebsbremsen sind hydraulische Anlagen, die nach Maßgabe von elektrischen Signalen angesteuert werden. Die elektrischen Signale dienen dabei konkret der Ansteuerung von Ventilen, die die eigentlichen Bremszylinder an den Bremsscheiben der Räder mit den jeweils gewünschten Drücken beaufschlagen. Je nach Komplexität einer solchen Betriebsbremse kann die hydraulische Steuerung, die elektrische in hydraulische Signale umwandelt, viele verschiedene elektrisch betätigbare Ventile haben. Unter bestimmten Betriebsbedingungen erwächst daraus ein Nachteil: Wenn das Fahrzeug angehalten ist (und damit einhergehend üblicherweise die Motordrehzahl und damit auch die Generatordrehzahl vergleichsweise gering sind), und gleichzeitig das Bremspedal gedrückt wird, um das Fahrzeug zu halten, müssen verschiedene hydraulische Steuerventile in definierten Positionen gehalten werden, um die gewünschten Bremskräfte zu erzeugen. Es kann dann passieren, daß dadurch der Fahrzeugbatterie mehr Strom entnommen wird, als ihr durch den langsam drehenden Generator zugeführt wird. Dies kann zu Sicherheitsproblemen führen, beispielsweise wenn sich eine Fahrzeugschlange langsam im Stop-and-go-Betrieb eine längere Steigung bergauf bewegt. Der oben angedeutete, ungünstige Betriebszustand hält dann über lange Zeit an, so daß es zu einer unerwünscht starken Entladung der Batterie kommen kann.Modern service brakes are hydraulic systems that follow In accordance with electrical signals. The Electrical signals are used specifically for control of valves that connect the actual brake cylinders to the Brake discs of the wheels with the desired pressures act upon. Depending on the complexity of such Service brake can hydraulic control that converts electrical to hydraulic signals, many have different electrically operated valves. Under certain operating conditions result in a disadvantage: When the vehicle is stopped (and associated with it) usually the engine speed and thus the Generator speed are comparatively low), and at the same time the brake pedal is pressed to the vehicle to keep different hydraulic control valves in defined positions are held to the desired To generate braking forces. It can then happen that more power is drawn from the vehicle battery than it is is fed by the slowly rotating generator. This can lead to security problems, for example if a queue of vehicles slowly stops and go a longer incline moves uphill. The one indicated above, unfavorable operating condition then lasts for a long time, so that there is an undesirably high battery discharge can come.
Das oben beschriebene Problem tritt insbesondere bei modernen, "nassen" Brake-by-wire-Bremsanlagen auf, da hier zur Steuerung des Bremsdrucks und des Zusammenwirkens von Hauptzylinder und Druckquelle vergleichsweise viele elektrisch betätigbare Ventile vorhanden sind.The problem described above occurs in particular modern, "wet" brake-by-wire brake systems, because here to control the brake pressure and the interaction of Master cylinder and pressure source comparatively many electrically operated valves are available.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bremsenbetätigungsverfahren, eine Bremsensteuerung sowie eine Bremsanlage eines Fahrzeugs anzugeben, die in bestimmten Betriebszuständen des Fahrzeugs einen verringerten Energie- und insbesondere Strombedarf haben.The object of the invention is a Brake actuation method, a brake control as well to specify a braking system of a vehicle, which in certain operating conditions of the vehicle have reduced energy and especially electricity requirements.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Abhängige Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.This task is carried out with the characteristics of the independent Claims resolved. Dependent claims are on preferred Embodiments of the invention directed.
Vorgeschlagen wird ein Bremsenbetätigungsverfahren, bei dem dann, wenn bei stillstehendem Fahrzeug gemäß Bremspedalbetätigung die Bremsung des Fahrzeugs erwünscht ist, die Feststellbremse zur Bremsung des Fahrzeugs verwendet wird. Die Betriebsbremse kann dann ganz oder teilweise stromlos gehalten werden. Dadurch ergibt sich ein deutlich verringerter Strombedarf, so daß die schnelle Batterieentladung vermieden wird.A brake application method is proposed in which if, when the vehicle is stationary according to Brake pedal actuation desired braking of the vehicle is the parking brake for braking the vehicle is used. The service brake can then be completely or partially kept currentless. This results in a significantly reduced power consumption, so that the fast Battery discharge is avoided.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen werden nun einzelne Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, es zeigen:Referring now to the drawings, individual ones Described embodiments of the invention, showing:
Fig. 1 schematisch eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform einer Bremsanlage, Fig. 1 shows schematically a first embodiment of a brake system according to the invention,
Fig. 2 schematisch eine "nasse" Brake-by-wire-Brems anlage, in der die Erfindung angewendet werden kann, und Fig. 2 shows schematically a "wet" brake-by-wire brake system in which the invention can be applied, and
Fig. 3 schematisch den Ablauf eines Bremsenbetätigungsverfahrens. Fig. 3 shows schematically the sequence of a brake actuation process.
Bevor bezugnehmend auf Fig. I eine erfindungsgemäße Brems anlage beschrieben wird, wird anhand von Fig. 2 eine Brems anlage beschrieben, auf die die Erfindung angewendet werden kann. Before a brake system according to the invention is described with reference to FIG. I, a brake system is described with reference to FIG. 2, to which the invention can be applied.
Fig. 2 zeigt eine Bremsanlage eines Fahrzeugs insofern partiell, als sie die Betriebsbremse zeigt, nicht aber die Feststellbremse. Gleich hier wird darauf hingewiesen, daß erfindungsgemäße Bremsanlagen auch die Feststellbremse umfassen (siehe z. B. Fig. 1). Es handelt sich um eine "nasse" Brake-by-wire-Bremsanlage, bei der der Tandem-Haupt zylinder den Bremsdruck in besonderen Situationen, bspw. Notbremsungen, erzeugt. Die eigentliche Bremsung nach Maßgabe des Fahrerwunsches erfolgt über eine Druckquelle, die eben nach Maßgabe des Fahrerwunsches angesteuert und mit den Radbremsen verbunden wird. Fig. 2 shows a brake system of a vehicle partially in that it shows the service brake, but not the parking brake. It is pointed out here that brake systems according to the invention also include the parking brake (see, for example, FIG. 1). It is a "wet" brake-by-wire brake system in which the tandem master cylinder generates the brake pressure in special situations, such as emergency braking. The actual braking according to the driver's request takes place via a pressure source, which is controlled according to the driver's request and is connected to the wheel brakes.
In Fig. 2 ist als Bezugsziffer 1 das Bremspedal gezeigt. Es wirkt auf den Tandemhauptzylinder 2 ein. Der Tandemhauptzylinder 2 empfängt Hydraulikfluid aus einem drucklosen Reservoir 3. Über Hydraulikleitungen 11 und 14 versorgt er dann zwei getrennte Kreise mit unter Druck stehendem Hydraulikfluid. Diese Kreise weisen jeweils elektrisch betätigbare Steuerventile 12, 15, 16, 19 auf. Sie verbinden die Radbremsen 7-10 mit dem Tandem-Hauptzylinder in den o.g. besonderen Situationen, 27, 28, 32 auf. Diese Ventile sind elektrisch betätigbar und müssen, damit die Bremse wirksam ist, sich in bestimmten Stellungen befinden. Die Trennventile 12, 15 können stromlos offen oder stromlos geschlossen sein. Wenn sie stromlos offen sind, müssen sie durch Stromzufuhr geschlossen werden. Nur dann ist der Tandemhauptzylinder 2 im normalen Betrieb von den Radbremsen 7-10 getrennt. Sinngemäß verhält es sich für die Druckausgleichsventile 16, 19.In Fig. 2, the brake pedal is shown as reference number 1 . It acts on the tandem master cylinder 2 . The tandem master cylinder 2 receives hydraulic fluid from an unpressurized reservoir 3 . It then supplies two separate circuits with hydraulic fluid under pressure via hydraulic lines 11 and 14 . These circles each have electrically actuable control valves 12 , 15 , 16 , 19 . You connect the wheel brakes 7-10 to the tandem master cylinder in the above special situations, 27 , 28 , 32 . These valves are electrically operated and must be in certain positions for the brake to operate. The isolation valves 12 , 15 can be open or closed when de-energized. If they are open when de-energized, they must be closed by power. Only then is the tandem master cylinder 2 separated from the wheel brakes 7-10 in normal operation. The same applies to the pressure compensation valves 16 , 19 .
Über die Pumpenventile 31 wird im normalen Betrieb nach Maßgabe des Fahrerwunsches ein Druck aus einer Druckquelle 20, 21 den Radbremsen 7 bis 10 zugeführt. Wenn die Pumpenventile stromlos geschlossen sind, benötigen sie im normalen Betrieb Stromzufuhr, um sie in der offenen Position zu halten. Die Druckquelle 20, 21 kann durch einen Druckbehälter 21 für Hydraulikfluid und eine durch einen Motor 22 betriebene Pumpe 20 gebildet sein. Die Druckbeaufschlagung der Radbremsen 7-10 wird schließlich auch durch Analog- oder Schiebeventile 27, 28 beeinflußt, die zur Einnahme einer definierten Position mit Strom beaufschlagt werden müssen. Dies gilt schließlich auch für die Rücklaufventile 32.In normal operation, a pressure from a pressure source 20 , 21 is supplied to the wheel brakes 7 to 10 via the pump valves 31 in accordance with the driver's request. When the pump valves are closed when de-energized, they need power in normal operation to keep them in the open position. The pressure source 20 , 21 can be formed by a pressure container 21 for hydraulic fluid and a pump 20 operated by a motor 22 . The pressurization of the wheel brakes 7-10 is finally also influenced by analog or slide valves 27 , 28 which have to be supplied with current in order to assume a defined position. Finally, this also applies to the return valves 32 .
Somit kann der Fall auftreten, daß bei Betätigung der Betriebsbremse viele der Ventile zur Einnahme einer definierten Lage sowie der Motor 22 der Pumpe 20 Strom ziehen, dieser aber dann, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, über die dann langsam drehende Lichtmaschine nur unvollständig ersetzt wird. Dies führt zu einer Nettoentnahme, die je nach Zeitdauer unangenehm oder sogar gefährlich werden kann.Thus, the case may occur that many of the valves for taking a defined position and the motor 22 of the pump 20 draw current when the service brake is actuated, but this is only incompletely replaced when the vehicle is at a standstill via the then slowly rotating alternator becomes. This leads to a net withdrawal which, depending on the length of time, can become uncomfortable or even dangerous.
Deshalb wird eine Ergänzung der Bremsanlage wie in Fig. 1 gezeigt vorgeschlagen. Fig. 1 zeigt mit Bezugsziffer 121 eine Hydrauliksteuerung, die als gestrichelter Rahmen auch in Fig. 2 zu sehen ist. Fig. 1 zeigt beispielhaft weiterhin ein Rad 130. Für die übrigen, nicht gezeigten Räder können dieselben Erläuterungen gelten. Auf das Rad 130 wirkt die Betriebsbremse 121, 132 (bestehend aus Hydraulik-Steuerung 121 und hydraulischer Radbremse 132) ein. Daneben ist am Rad 130 auch eine (in Fig. 2 nicht gezeigte) Feststellbremse 131 gezeigt.Therefore, a supplement to the brake system as shown in Fig. 1 is proposed. Fig. 1 shows with reference numeral 121, a hydraulic controller, which is shown as a dashed frame in FIG. 2. Fig. 1 further shows an example of a wheel 130th The same explanations can apply to the other wheels, not shown. The service brake 121 , 132 (consisting of hydraulic control 121 and hydraulic wheel brake 132 ) acts on the wheel 130 . In addition, a parking brake 131 (not shown in FIG. 2) is also shown on the wheel 130 .
Die Bremsanlage weist außerdem eine Bremsensteuerung 110 auf. Es kann sich um eine elektronische Einheit handeln, die geeignete Eingangsgrößen 114, 115 empfängt und Steuersignale 116, 117 insbesondere zur Steuerung der Feststellbreme 131 und der Betriebsbremse 132, 121 ausgibt. Soweit die Ansteuerung der Betriebsbremse 132, 121 betroffen ist, entspricht die Bremsensteuerung 110 der Einheit 35 in Fig. 2. Die Bremsensteuerung 110 kann in einzelne Funktionsblöcke untergliedert sein, beispielsweise in eine Betriebsbremsen-Steu erungseinrichtung 112 und eine Feststellbremsen-Steu erungseinrichtung 111. Vorzugsweise sind diese beiden Steuerungseinrichtungen 111 und 112 über eine Signalleitung 113, beispielsweise einen internen oder externen Bus, miteinander verbunden, so daß eine Datenübertragung zwischen den beiden Komponenten stattfinden kann.The brake system also has a brake control 110 . It can be an electronic unit that receives suitable input variables 114 , 115 and outputs control signals 116 , 117, in particular for controlling the parking brake 131 and the service brake 132 , 121 . As far as the control of the service brake 132, affected 121, the brake control 110 35 corresponds to the unit in Fig. 2. The brake controller 110 can be divided into individual functional blocks, such as in a service brake STEU erungseinrichtung 112 and a parking brake STEU erungseinrichtung 111th These two control devices 111 and 112 are preferably connected to one another via a signal line 113 , for example an internal or external bus, so that data can be transferred between the two components.
Als Eingangssignale empfängt die Bremsensteuerung insbesondere ein Signal, das die Betätigung des Bremspedals 1, 118 anzeigt. Außerdem empfängt sie ein Signal, das erkennen läßt, ob sich das Fahrzeug bewegt oder ob es stillsteht. Das Signal kann beispielsweise von einem Sensor 133 am Rad erzeugt werden. Es kann aber auch durch einen anderen Geschwindigkeitssensor ermittelt werden oder von einem Datenbus abgegriffen werden.The brake controller receives as input signals in particular a signal which indicates the actuation of the brake pedal 1 , 118 . It also receives a signal that shows whether the vehicle is moving or whether it is stationary. The signal can be generated, for example, by a sensor 133 on the wheel. However, it can also be determined by another speed sensor or tapped from a data bus.
Wenn die Bremsensteuerung erkennt, daß einerseits gemäß Bremspedalbetätigung das Fahrzeug zu bremsen ist, aber andererseits das Fahrzeug stillsteht, wird zum Bremsen bzw. Halten des Fahrzeugs die Feststellbremse 131 verwendet. Ein Kreis oder beide Kreise der Betriebsbremse müssen dann zum Bremsen bzw. Halten des Fahrzeugs nicht verwendet werden, so daß einige der obengenannten Ventile stromlos gestellt werden können, dadurch wird Strom gespart und ein schnelles Entleeren der Batterie in ungünstigen Betriebszuständen vermieden.If the brake control detects that the vehicle is to be braked on the one hand according to the brake pedal actuation, but on the other hand the vehicle is stationary, the parking brake 131 is used to brake or hold the vehicle. One circuit or both circuits of the service brake then do not have to be used to brake or hold the vehicle, so that some of the above-mentioned valves can be de-energized, thereby saving electricity and avoiding rapid draining of the battery in unfavorable operating conditions.
Wenn die obengenannte Situation (Fahrzeug steht still und Bremspedal betätigt) erkannt wird, kann insbesondere zunächst die Feststellbremse so weit betätigt werden, bis sie die erforderliche Haltekraft erreicht hat. Dann kann der Bremsdruck in der Betriebsbremse abgebaut werden. schließlich wird das Pumpenventil stromlos gestellt, so daß es sich schließt, wenn es sich um ein Stromlos-geschlossen-Ven til handelt. Danach können die Analog- oder Schiebeventile 27, 28 abgeschaltet und damit stromlos gemacht werden.If the above-mentioned situation (vehicle is stationary and the brake pedal is depressed) is recognized, the parking brake in particular can first be actuated until it has reached the required holding force. Then the brake pressure in the service brake can be reduced. finally, the pump valve is de-energized so that it closes when it is a de-energized closed valve. The analog or slide valves 27 , 28 can then be switched off and thus de-energized.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Feststellbremsen-Steuerungseinrichtung 111 bzw. allgemeiner die Bremsensteuerung 110 zur Erzeugung der Steuersignale 116 für die Feststellbremse 131 Komponenten anderer Steuerungsfunktionen aufrufen. So kann beispielsweise eine Anfahrhilfe ("hillholder") in die Erzeugung der Steuersignale 116 für die Feststellbremse 131 einbezogen werden.In a preferred embodiment, the parking brake control device 111 or, more generally, the brake control 110 can call up components of other control functions to generate the control signals 116 for the parking brake 131 . For example, a start-up aid (“hill holder”) can be included in the generation of the control signals 116 for the parking brake 131 .
Die Feststellbremse 131 ist vorzugsweise eine elektrisch betätigbare Feststellbremse.The parking brake 131 is preferably an electrically actuated parking brake.
In Fig. 1 ist die Signalleitung 116 vorzugsweise eine elektrische Leitung. Die Leitung 122 von der Hydrauliksteuerung 121 zur Radbremse 132 ist eine Hydraulikleitung für druckbeaufschlagtes Hydraulikfluid. Die Leitung 117 von der Bremsensteuerung 110 zur Hydrauliksteuerung 121 ist dagegen wieder eine elektrische Leitung zur Übermittlung elektrischer Signale, insbesondere zur Ansteuerung der genannten Ventile. Neben den bereits genannten Eingangssignalen 114, 115 betreffend Fahrzeuggeschwindigkeit und Bremspedalbetätigung kann die Bremsensteuerung 110 weitere geeignete Signale empfangen, beispielsweise solche, die Auskunft über Zustände der Radbremsen selbst liefern (Bremsdruck, Haltekraft), oder andere Signale betreffend Betriebszustände der Bremsanlage oder des Fahrzeugs.In Fig. 1, signal line 116 is preferably an electrical line. The line 122 from the hydraulic controller 121 to the wheel brake 132 is a hydraulic line for pressurized hydraulic fluid. The line 117 from the brake control 110 to the hydraulic control 121 , on the other hand, is again an electrical line for transmitting electrical signals, in particular for controlling the valves mentioned. In addition to the input signals 114 , 115 already mentioned regarding vehicle speed and brake pedal actuation, the brake control 110 can receive further suitable signals, for example those that provide information about the states of the wheel brakes themselves (brake pressure, holding force), or other signals regarding operating states of the brake system or the vehicle.
Fig. 3 zeigt schematisch einen Ablauf, der in einer Bremsensteuerung implementiert sein kann, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Nach dem Start 301 wird im Schritt 302 überprüft, ob das Bremspedal betätigt ist. Ist dies nicht der Fall, ist der Ablauf am Punkt 306 beendet. Wenn das Bremspedal betätigt ist, wird im Schritt 303 überprüft, ob das Fahrzeug stillsteht (Geschwindigkeit v = 0?). Ist dies nicht der Fall, ist der Vorgang ebenfalls beendet (Schritt 306). Wenn auch die Geschwindigkeit Null ist, wird im Schritt 304 die Feststellbremse betätigt, bis sie das Fahrzeug hält. Danach kann im Schritt 305 die Betriebsbremse bzw. Komponenten hiervon stromlos gestellt werden. Danach ist der Vorgang beendet (Schritt 307). Die Abfragen 302 und 303 können in ihrer Reihenfolge vertauscht sein. FIG. 3 schematically shows a sequence that can be implemented in a brake control in order to carry out the method according to the invention. After start 301 it is checked in step 302 whether the brake pedal is actuated. If this is not the case, the process is ended at point 306 . If the brake pedal is actuated, it is checked in step 303 whether the vehicle is stationary (speed v = 0?). If this is not the case, the process is also ended (step 306 ). If the speed is also zero, the parking brake is applied in step 304 until it stops the vehicle. The service brake or components thereof can then be de-energized in step 305 . The process is then ended (step 307 ). Queries 302 and 303 can be reversed in order.
Die erfindungsgemäße Bremsensteuerung kann durch diskrete Bauelemente aufgebaut sein. Sie kann aber auch durch einen geeignet programmierten Rechner implementiert werden. Dieser hat dann Zugriff auf Speicher, geeignete Eingangssignale und erzeugt die geforderten Ausgangssignale.The brake control according to the invention can be done by discrete Components be built. But you can also by one appropriately programmed computers can be implemented. This then has access to memory, suitable input signals and generates the required output signals.
Claims (13)
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