EP0185183A2 - Electronically controlled fuel injection system for a combustion engine - Google Patents

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EP0185183A2
EP0185183A2 EP85114108A EP85114108A EP0185183A2 EP 0185183 A2 EP0185183 A2 EP 0185183A2 EP 85114108 A EP85114108 A EP 85114108A EP 85114108 A EP85114108 A EP 85114108A EP 0185183 A2 EP0185183 A2 EP 0185183A2
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EP
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fuel injection
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/50—Input parameters for engine control said parameters being related to the vehicle or its components
    • F02D2200/503—Battery correction, i.e. corrections as a function of the state of the battery, its output or its type

Definitions

  • the invention is based on an electronically controlled fuel injection system according to the preamble of the main claim. From DE-OS 15 26 506 a fuel injection system with a supply voltage correction is known. It says on page 34 that fluctuations in the supply voltage have an influence on the fuel injection system, because the injection valves open faster when the voltage is higher than when the voltage is lower.
  • DE-AS 22 65 224 also discloses an "electrically controlled fuel injection system for an internal combustion engine with a control multivibrator and electrical voltage correction". This voltage correction is also justified in connection with the voltage dependence of the injection valves.
  • One of the objects of the invention is therefore to show ways to completely eliminate a battery voltage dependency of the injection and thus to achieve optimal results.
  • FIG. 1 shows an overview of a fuel injection system
  • FIG. 2 shows a roughly schematic flow diagram for determining the injection signals
  • FIG. 3 shows a diagram of the fuel delivery quantity as a function of the supply voltage of an electrically operated fuel pump
  • FIG. 4 shows a pressure regulator characteristic as a function of the fuel delivery quantity
  • FIG. 5 shows a correction factor for the injection signals depending on the supply voltage, taking into account the supply voltage-dependent fuel delivery rate of the fuel pump and the delivery rate dependency of the pressure regulator characteristic.
  • FIG. 1 shows an overview of a fuel injection system for an internal combustion engine.
  • the internal combustion engine itself is designated, with 11 its air intake pipe and with 12 the exhaust pipe.
  • An air flow rate sensor in the intake pipe 11 is identified by 13. In principle, it represents a load sensor.
  • flap air quantity sensor it is of course also possible to e.g. a pressure sensor downstream of a throttle valve 14, or a throttle valve angle / speed-controlled system can be used.
  • the throttle valve 14 is actuated via an accelerator pedal 15.
  • a speed sensor 16 is assigned to the internal combustion engine 10 and 17 denotes an exhaust gas sensor in the exhaust pipe 12 which may be used.
  • a control unit 20 for providing a fuel injection signal receives signals as the main input variables with respect to the speed from the speed sensor 16 and with respect to the load from the air quantity sensor 13 or from the throttle valve 14. In addition, it has additional inputs for the temperature, for a lambda value when using the Gas probe 17 and possibly also an input for the position of the throttle valve 14. In addition, the control unit 20 receives the battery voltage UBatt, which is used on the one hand as a supply voltage and on the other hand also serves as a variable to be detected in connection with the voltage correction.
  • 21 marks a fuel tank, 22 a pressure regulator and 24 an electromagnetically actuated fuel injection valve that connects to the intake manifold 11 of the internal combustion engine 10 communicates. It should be emphasized that the specified sequence in the air flow of the intake pipe 11 - air quantity sensor, injection valve and throttle valve - need not necessarily be so, other sequences are also quite common. For example, the fuel injection can also take place more or less immediately downstream of the throttle valve 14.
  • FIG. 1 The arrangement of an electrically controlled or regulated fuel injection system shown in FIG. 1 is known as such.
  • the increasingly realized computer controls in connection with the gasoline injection generally follow the very rough flow diagram shown in FIG.
  • the individual parameters 26 are read in.
  • the determination of the basic injection time (27) is followed by the determination of the basic injection time (27).
  • this basic injection time is influenced by correction factors.
  • the injection signal (29) is read out and thus the injection process itself is carried out. This completes an individual process (30).
  • the individual processes in a computer-controlled and analog control unit for gasoline injection can be extremely complex.
  • the present invention starts with the formation of the correction signals. These can be both additive and multiplicative in terms of voltage correction.
  • the battery voltage correction is additive with a view to the injection valves.
  • Figure 3 shows the relationship between the fuel delivery QK in liters per hour and the supply voltage for the fuel pump in volts. If the delivery volume falls below a critical delivery rate Qcrit due to a low supply voltage, the specified system pressure can no longer be maintained. As a result, the amount of fuel discharged from the injection valve becomes smaller. In addition, there is the need shown in FIG. 4 to provide a certain delivery rate in order to maintain the system pressure. According to this FIG. 4, the system pressure (Psystem) drops considerably below the critical delivery quantity Qkrit. In order to compensate for the decrease in the amount of fuel injected, the injection time is extended depending on the supply voltage so that the amount of fuel now dispensed again corresponds to the desired value. For this purpose, a correction factor can be seen from FIG.
  • FIG. 5 indicates the area in which the pressure regulator is not active. II marks the pressure regulator active area.

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Abstract

Es wird ein elektrisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen, bei dem alle Versorgungsspannungsabhängigkeiten der elektrohydraulischen Komponenten und/oder die fördermengenabhängige Druckreglerkennlinie kompensiert sind. Bezüglich der Versorgungsspannungsabhängigkeit der elektrischen Kraftstoffpumpe geschieht dies mittels eines Korrekturfaktors zum Grundeinspritzsignal, der unterhalb eines bestimmten Spannungswerts, der demjenigen zur Aufrechterhaltung des Systemdrucks entspricht, zunehmend größere Werte annimmt. In entsprechender Weise wird die fördermengenabhängige Druckreglerkennlinie in der Korrektur berücksichtigt.An electrically controlled fuel injection system for an internal combustion engine is proposed, in which all supply voltage dependencies of the electrohydraulic components and / or the pressure regulator characteristic curve dependent on the delivery quantity are compensated. With regard to the supply voltage dependency of the electric fuel pump, this is done by means of a correction factor for the basic injection signal, which assumes increasingly larger values below a certain voltage value, which corresponds to that for maintaining the system pressure. In a corresponding manner, the pressure regulator characteristic curve dependent on the delivery quantity is taken into account in the correction.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem elektronisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzsystem nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bekannt ist aus der DE-OS 15 26 506 eine Kraftstoffeinspritzanlage mit einer Versorgungsspannungskorrektur. Es heißt dort auf Seite 34, daß Schwankungen der Versorgungsspannung einen Einfluß auf die Kraftstoffeinspritzanlage haben, weil die Einspritzventile bei größerer Spannung schneller öffnen als bei kleinerer Spannung.The invention is based on an electronically controlled fuel injection system according to the preamble of the main claim. From DE-OS 15 26 506 a fuel injection system with a supply voltage correction is known. It says on page 34 that fluctuations in the supply voltage have an influence on the fuel injection system, because the injection valves open faster when the voltage is higher than when the voltage is lower.

Auch die DE-AS 22 65 224 offenbart eine "elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine mit einem Steuermultivibrator und elektrischer Spannungskorrektur". Auch diese Spannungskorrektur wird lediglich im Zusammenhang mit der Spannungsabhängigkeit der Einspritzventile begründet.DE-AS 22 65 224 also discloses an "electrically controlled fuel injection system for an internal combustion engine with a control multivibrator and electrical voltage correction". This voltage correction is also justified in connection with the voltage dependence of the injection valves.

Es hat sich nun gezeigt, daß die bekannten Einspritzanlagen noch nicht in jedem Fall optimal bezüglich der Betriebsspannungsabhängigkeit arbeiten. Eine der Aufgaben der Erfindung ist somit, Wege aufzuzeigen, eine Batteriespannungsabhängigkeit der Einspritzung vollständig zu eliminieren und somit optimale Ergebnisse zu erzielen.It has now been shown that the known injection systems do not always work optimally with regard to the operating voltage dependence in every case. One of the objects of the invention is therefore to show ways to completely eliminate a battery voltage dependency of the injection and thus to achieve optimal results.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Mit dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen des Hauptanspruchs ist sichergestellt, daß alle betriebsspannungs- oder fördermengenabhängigen Aggregate berücksichtigt werden und somit ein störender Einfluß auf die Genauigkeit der Kraftstoffzumessung abhängig von der Versorgungsspannung der Einzelelemente ausgeschaltet wird. Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit der Beschreibung und der Zeichnung aus den Unteransprüchen.With the fuel injection system according to the invention with the features of the main claim, it is ensured that all operating voltage-dependent or delivery quantity-dependent units are taken into account and thus a disruptive influence on the accuracy of the fuel metering is switched off depending on the supply voltage of the individual elements. Further advantages and expedient refinements of the invention result in connection with the description and the drawing from the subclaims.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben und erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Übersichtsdarstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems, Figur 2 ein grobschematisiertes Flußdiagramm zur Bestimmung der Einspritzsignale, Figur 3 ein Diagramm der Kraftstoffördermenge abhängig von der Versorgungsspannung einer elektrisch betriebenen Kraftstoffpumpe, Figur 4 eine Druckreglerkennlinie als Funktion der Kraftstoffördermenge und Figur 5 die Darstellung eines Korrekturfaktors für die Einspritzsignale abhängig von der Versorgungsspannung unter Berücksichtigung der versorgungsspannungsabhängigen Kraftstofffördermenge der Kraftstoffpumpe und der Fördermengenabhängigkeit der Druckreglerkennlinie.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described and explained in more detail below. FIG. 1 shows an overview of a fuel injection system, FIG. 2 shows a roughly schematic flow diagram for determining the injection signals, FIG. 3 shows a diagram of the fuel delivery quantity as a function of the supply voltage of an electrically operated fuel pump, FIG. 4 shows a pressure regulator characteristic as a function of the fuel delivery quantity, and FIG. 5 shows a correction factor for the injection signals depending on the supply voltage, taking into account the supply voltage-dependent fuel delivery rate of the fuel pump and the delivery rate dependency of the pressure regulator characteristic.

Beschreibung des AusführungsbeispielesDescription of the embodiment

Figur 1 zeigt eine Übersichtsdarstellung einer Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine. Mit 10 ist die Brennkraftmaschine selbst bezeichnet, mit 11 ihr Luftansaugrohr und mit 12 die Abgasleitung. Ein Luftmengendurchsatzsensor im Ansaugrohr 11 ist mit 13 gekennzeichnet. Er stellt prinzipiell einen Lastsensor dar. Anstelle des symbolisch dargestellten Klappenluftmengensensors kann selbstverständlich auch z.B. ein Drucksensor stromabwärts einer Drosselklappe 14, oder eine drosselklappenwinkel/drehzahlgesteuerte Anlage Verwendung finden. Betätigt wird die Drosselklappe 14 über ein Fahrpedal 15. Der Brennkraftmaschine 10 zugeordnet ist ein Drehzahlsensor 16 und mit 17 ist ein möglicherweise Verwendung findender Abgassensor im Abgasrohr 12 bezeichnet.Figure 1 shows an overview of a fuel injection system for an internal combustion engine. With 10 the internal combustion engine itself is designated, with 11 its air intake pipe and with 12 the exhaust pipe. An air flow rate sensor in the intake pipe 11 is identified by 13. In principle, it represents a load sensor. Instead of the symbolically illustrated flap air quantity sensor, it is of course also possible to e.g. a pressure sensor downstream of a throttle valve 14, or a throttle valve angle / speed-controlled system can be used. The throttle valve 14 is actuated via an accelerator pedal 15. A speed sensor 16 is assigned to the internal combustion engine 10 and 17 denotes an exhaust gas sensor in the exhaust pipe 12 which may be used.

Ein Steuergerät 20 für das Bereitstellen eines Kraftstoffeinspritzsignals erhält als Haupteingangsgrößen Signale bezüglich der Drehzahl vom Drehzahlsensor 16 und bezüglich der Last vom Luftmengensensor 13 bzw. von der Drosselklappe 14. Darüber hinaus weist er zusätzliche Eingänge für die Temperatur, für einen Lambda-Wert bei Verwendung der Gassonde 17 sowie auch gegebenenfalls einen Eingang für die Stellung der Drosselklappe 14 auf. Außerdem erhält das Steuergerät 20 die Batteriespannung UBatt hinzugeführt, die einmal als Versorgungsspannung dient und zum anderen auch als zu erfassende Größe im Zusammenhang mit der Spannungskorrektur dient.A control unit 20 for providing a fuel injection signal receives signals as the main input variables with respect to the speed from the speed sensor 16 and with respect to the load from the air quantity sensor 13 or from the throttle valve 14. In addition, it has additional inputs for the temperature, for a lambda value when using the Gas probe 17 and possibly also an input for the position of the throttle valve 14. In addition, the control unit 20 receives the battery voltage UBatt, which is used on the one hand as a supply voltage and on the other hand also serves as a variable to be detected in connection with the voltage correction.

21 markiert einen Kraftstofftank, 22 einen Druckregler und 24 ein elektromagnetisch betätigbares Kraftstoffeinspritzventil, das mit dem Saugrohr 11 der Brennkraftmaschine 10 in Verbindung steht. Es sei betont, daß die angegebene Reihenfolge im Luftstrom des Ansaugrohres 11 - Luftmengensensor, Einspritzventil und Drosselklappe - nicht zwangsläufig so sein muß, auch andere Reihenfolgen sind durchaus üblich. So kann z.B. die Kraftstoffeinspritzung auch mehr oder weniger unmittelbar stromabwärts der Drosselklappe 14 erfolgen.21 marks a fuel tank, 22 a pressure regulator and 24 an electromagnetically actuated fuel injection valve that connects to the intake manifold 11 of the internal combustion engine 10 communicates. It should be emphasized that the specified sequence in the air flow of the intake pipe 11 - air quantity sensor, injection valve and throttle valve - need not necessarily be so, other sequences are also quite common. For example, the fuel injection can also take place more or less immediately downstream of the throttle valve 14.

Zwischen Kraftstofftank 21 und Druckregler 22 befindet sich schließlich noch eine elektrisch angetriebene Kraftstofförderpumpe 23.Finally, there is an electrically driven fuel delivery pump 23 between the fuel tank 21 and the pressure regulator 22.

Die in Figur 1 dargestellte Anordnung eines elektrisch gesteuerten bzw. geregelten Kraftstoffeinspritzsystems ist als solches bekannt. Die zunehmend verwirklichten Rechnersteuerungen im Zusammenhang mit der Benzineinspritzung verlaufen in der Regel entsprechend dem in Figur 2 dargestellten, sehr groben Flußdiagramm ab. Nach dem Einschalten des Systems (Beginn, 25) erfolgt das Einlesen der einzelnen Parameter 26. Daran schließt sich die Bestimmung der Grundeinspritzzeit (27) an. Diese Grundeinspritzzeit wird je nach Betriebszustand von Korrekturfaktoren beeinflußt. Schließlich folgt das Auslesen des Einspritzsignals (29) und damit auch die Durchführung des Einspritzvorganges selbst. Damit ist der Abschluß eines Einzelvorganges erreicht (30). Selbstverständlich können die Einzelvorgänge in einem rechnergesteuerten sowie auch analog arbeitenden Steuergerätes für die Benzineinspritzung äußerst komplex ablaufen. Die Grundstruktur der Signalverarbeitung bleibt jedoch insoweit erhalten, als ausgehend von den hauptsächlichsten Betriebskenngrößen eine Grundeinspritzzeit zumindest als deren Signal gebildet wird, das dann je nach Fall korrigierbar ist. Vor diesem Hintergrund ist somit auch die Darstellung nach Figur 2 Stand der Technik.The arrangement of an electrically controlled or regulated fuel injection system shown in FIG. 1 is known as such. The increasingly realized computer controls in connection with the gasoline injection generally follow the very rough flow diagram shown in FIG. After switching on the system (start, 25) the individual parameters 26 are read in. This is followed by the determination of the basic injection time (27). Depending on the operating state, this basic injection time is influenced by correction factors. Finally, the injection signal (29) is read out and thus the injection process itself is carried out. This completes an individual process (30). Of course, the individual processes in a computer-controlled and analog control unit for gasoline injection can be extremely complex. The basic structure of the signal processing is retained, however, insofar as a basic injection time is formed at least as its signal, starting from the main operating parameters, which can then be corrected depending on the case. Against this background, the representation according to FIG. 2 is therefore also prior art.

Die vorliegende Erfindung setzt bei der Bildung der Korrektursignale ein. Diese können bezüglich der Spannungskorrektur sowohl additiver als auch multiplikativer Natur sein. In der Regel ist die Batteriespannungskorrektur mit Blick auf die Einspritzventile additiv. Entsprechend der Erfindung gesellt sich dazu eine weitere Größe, nämlich ein Korrekturfaktor für die Versorgungsspannungsabhängigkeit der Kraftstoffpumpe.The present invention starts with the formation of the correction signals. These can be both additive and multiplicative in terms of voltage correction. As a rule, the battery voltage correction is additive with a view to the injection valves. According to the invention, there is a further variable, namely a correction factor for the supply voltage dependency of the fuel pump.

Figur 3 zeigt den Zusammenhang zwischen der Kraftstofffördermenge QK in Liter pro Stunde und der Versorgungsspannung für die Kraftstoffpumpe in Volt. Wird durch eine niedrige Versorgungsspannung eine kritische Fördermenge Qkrit unterschritten, dann kann der vorgegebene Systemdruck nicht mehr aufrechterhalten werden. Dies hat zur Folge, daß die vom Einspritzventil abgegebene Kraftstoffmenge kleiner wird. Hinzu kommt noch die aus Figur 4 ersichtliche Erfordernis, zum Aufrechterhalten des Systemdruckes eine bestimmte Fördermenge bereitzustellen. Nach dieser Figur 4 verringert sich der Systemdruck (Psystem) unterhalb der kritischen Fördermenge Qkrit beachtlich. Um die Abnahme der eingespritzten Kraftstoffmenge zu kompensieren, wird die Einspritzzeit abhängig von der Versorgungsspannung so verlängert, daß die nun abgegebene Kraftstoffmenge wieder dem Sollwert entspricht. Dazu wird ein aus Figur 5 ersichtlicher Korrekturfaktor gebildet, der über der Versorgungsspannung aufgetragen wird. Erkennbar ist bei sehr tiefen Versorgungsspannungen ein Korrekturfaktor größer 1, der sich im Bereich der Nennspannung auf 1 reduziert und bei höheren Versorgungsspannungen auf einen Wert 1,0 abfallen kann. Mit I ist in Figur 5 der Bereich angegeben, in dem der Druckregler nicht aktiv ist. II markiert den druckregleraktiven Bereich.Figure 3 shows the relationship between the fuel delivery QK in liters per hour and the supply voltage for the fuel pump in volts. If the delivery volume falls below a critical delivery rate Qcrit due to a low supply voltage, the specified system pressure can no longer be maintained. As a result, the amount of fuel discharged from the injection valve becomes smaller. In addition, there is the need shown in FIG. 4 to provide a certain delivery rate in order to maintain the system pressure. According to this FIG. 4, the system pressure (Psystem) drops considerably below the critical delivery quantity Qkrit. In order to compensate for the decrease in the amount of fuel injected, the injection time is extended depending on the supply voltage so that the amount of fuel now dispensed again corresponds to the desired value. For this purpose, a correction factor can be seen from FIG. 5, which is plotted against the supply voltage. A correction factor greater than 1 can be seen at very low supply voltages, which is reduced to 1 in the range of the nominal voltage and can drop to a value of 1.0 at higher supply voltages. I in FIG. 5 indicates the area in which the pressure regulator is not active. II marks the pressure regulator active area.

Mit der Erfindung ist es somit möglich, alle Versorgungsspannungsabhängigkeiten im "Hydraulikstrang" zu kompensieren und somit mit Blick auf die exakte Kraftstoffzumessung optimale Ergebnisse zu liefern.With the invention it is thus possible to compensate for all supply voltage dependencies in the "hydraulic line" and thus to deliver optimal results with a view to the exact fuel metering.

Claims (3)

1. Elektronisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe, wenigstens einem Magnetventil für die Kraftstoffzumessung und einem Signalerzeuger, in dem Einspritzsignale abhängig von Betriebskenngrößen wie Last und Drehzahl gebildet werden und der eine Spannungskorrektur bezüglich der Spannungsabhängigkeit des Magnetventils besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dieser Spannungskorrektur die Spannungsabhängigkeit der Fördermenge der Kraftstoffpumpe und/oder die Druckreglerkennlinie p=f (Kraftstoffördermenge) als Korrekturgröße berücksichtigt ist.1. Electronically controlled fuel injection system for an internal combustion engine with an electrically driven fuel pump, at least one solenoid valve for fuel metering and a signal generator in which injection signals are formed as a function of operating parameters such as load and speed and which has a voltage correction with regard to the voltage dependency of the solenoid valve, characterized in that that in addition to this voltage correction, the voltage dependency of the delivery rate of the fuel pump and / or the pressure regulator characteristic curve p = f (fuel delivery rate) is taken into account as a correction quantity. 2. Elektronisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungskorrektur bezüglich der Spannungsabhängigkeit der Fördermenge der Kraftstoffpumpe und/oder der Fördermengenabhängigkeit der Druckreglerkennlinie multiplikativ wirkt.2. Electronically controlled fuel injection system according to claim 1, characterized in that the voltage correction with respect to the voltage dependency of the delivery rate of the fuel pump and / or the delivery rate dependency of the pressure regulator characteristic acts multiplicatively. 3. Elektronisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturfaktor oberhalb eines Versorgungsspannungswertes, bei den die Kraftstoffpumpe den Systemdruck zu liefern vermag, auf der Größe 1,0 bzw. < 1,0 und unterhalb dieses Spannungswertes auf zunehmend höheren Werten liegt.3. Electronically controlled fuel injection system according to claim 2, characterized in that the correction factor above a supply voltage value, at which the fuel pump is able to supply the system pressure, is at the size 1.0 or <1.0 and below this voltage value at increasingly higher values.
EP85114108A 1984-12-13 1985-11-06 Electronically controlled fuel injection system for a combustion engine Withdrawn EP0185183A3 (en)

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EP0185183A2 true EP0185183A2 (en) 1986-06-25
EP0185183A3 EP0185183A3 (en) 1987-03-04

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