JP2010116077A - バッテリ劣化判定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、バッテリ劣化判定装置に関し、スタータスイッチのオンによる電子制御ユニットのリセットに起因した車載バッテリの劣化状態の判定不能を解消させつつ、イグニションスイッチのオンからスタータスイッチのオンまでの時間が非常に短いときにも車載バッテリの劣化状態の誤判定を防止させることにある。
【解決手段】車両エンジンを始動するスタータへの電力源である車載バッテリと、イグニションスイッチのオン時に車載バッテリから電力供給されることにより起動するECUと、を設ける。また、イグニションスイッチのオフからオンへの移行後にECUの起動が一旦完了していたことがあるか否かを示す判定フラグを格納するメモリを設けると共に、ECUの起動が完了した際にその判定フラグがオフ状態にある場合、その判定フラグをオンする。そして、ECUの起動が完了した際の判定フラグの状態に基づいて車載バッテリの劣化を判定する。
【選択図】図3
【解決手段】車両エンジンを始動するスタータへの電力源である車載バッテリと、イグニションスイッチのオン時に車載バッテリから電力供給されることにより起動するECUと、を設ける。また、イグニションスイッチのオフからオンへの移行後にECUの起動が一旦完了していたことがあるか否かを示す判定フラグを格納するメモリを設けると共に、ECUの起動が完了した際にその判定フラグがオフ状態にある場合、その判定フラグをオンする。そして、ECUの起動が完了した際の判定フラグの状態に基づいて車載バッテリの劣化を判定する。
【選択図】図3
Description
本発明は、バッテリ劣化判定装置に係り、特に、イグニションスイッチのオン時に起動が完了した電子制御ユニットにより、車両エンジンを始動するスタータへの電力源である車載バッテリの劣化を判定するうえで好適なものに関する。
従来、車両エンジンを始動するスタータへの電力源となっている車載バッテリの劣化を判定するバッテリ劣化判定装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この判定装置においては、車載バッテリのバッテリ電圧が所定値より低い状態から所定値以上の状態となったときに、カウンタの計時が開始される。そして、エンジン始動完了までにそのカウンタのカウント値が所定値以上である場合に、車載バッテリが劣化していると判定される。
特開2002−234407号公報
しかし、車載バッテリの劣化を判定するのは、一般に、マイクロコンピュータからなる電子制御ユニットである。この車載電子制御ユニットは、通常、イグニションスイッチがオフからオンへ移行することにより車載バッテリから電力供給されて起動開始され、イグニションスイッチのオン中において起動状態となるが、車載バッテリのバッテリ電圧がその電子制御ユニットの動作保証電圧(リセット電圧)未満になるとリセットする。このため、上記の如くエンジン始動完了までのカウンタのカウント値に基づいて車載バッテリの劣化を判定するシステムでは、エンジン始動に起因してバッテリ電圧が低下した際に車載電子制御ユニットがリセットしてカウンタ計時が不可能となることが起こり得、その結果として、車載バッテリの劣化判定を精度よく行うことができない不都合が生ずる。
そこで、かかる不都合を回避すべく、車載バッテリの劣化状態の判定を、車載電子制御ユニットが完全に起動し終えた直後におけるスタータスイッチのオン/オフに基づいて行うことが考えられる。具体的には、起動が完了した時において、スタータスイッチがオフである場合には車載バッテリに劣化が生じていないと判定し、一方、スタータスイッチがオンである場合にはスタータオンによるバッテリ電圧低下に起因して電子制御ユニットがリセットされていたと判断し、車載バッテリが劣化していると判定する。かかる構成によれば、車載電子制御ユニットが起動完了した際に車載バッテリの劣化状態を判定することができるため、スタータスイッチのオンすなわちエンジン始動による車載電子制御ユニットのリセットに起因した車載バッテリの劣化状態の判定不能を解消することが可能となる。
しかしながら、車両の電源装置では、一般に、運転者によるイグニションオン操作とスタータオン操作とが一連の操作により実現可能である。すなわち、イグニションオン操作及びスタータオン操作が行われるキーシリンダの構造が、運転者がキーを第1回転位置まで回転させればイグニションオン操作が実現され、その後同じ動きで第2回転位置まで回転させればスタータオン操作が実現されるものである。このため、イグニションオン操作に伴うイグニションスイッチのオンからスタータオン操作に伴うスタータスイッチのオンまでの時間が非常に短くなる可能性がある。
イグニションスイッチのオンからスタータスイッチのオンまでの時間が非常に短い場合は、イグニションスイッチのオンによって起動が開始された車載電子制御ユニットの起動が完了する前に、スタータスイッチがオンする事態が生じ、その結果として、車載電子制御ユニットが起動完了時にスタータスイッチのオンを検知することで、車載バッテリが劣化していないにもかかわらず劣化していると誤判定するおそれがある。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、スタータスイッチのオンによる電子制御ユニットのリセットに起因した車載バッテリの劣化状態の判定不能を解消させつつ、イグニションスイッチのオンからスタータスイッチのオンまでの時間が非常に短いときにも車載バッテリの劣化状態の誤判定を防止させることが可能なバッテリ劣化判定装置を提供することを目的とする。
上記の目的は、車両エンジンを始動するスタータへの電力源である車載バッテリと、イグニションスイッチのオン時に前記車載バッテリから電力供給されることにより起動する電子制御ユニットと、を備え、起動が完了した前記電子制御ユニットにより前記車載バッテリの劣化を判定するバッテリ劣化判定装置であって、イグニションスイッチのオフからオンへの移行後に前記電子制御ユニットの起動が一旦完了していたことがあるか否かを示すフラグを格納するメモリと、前記電子制御ユニットの起動が完了した際に前記フラグがオフ状態にある場合、該フラグをオンするフラグオン手段と、前記電子制御ユニットの起動が完了した際の前記フラグの状態に基づいて前記車載バッテリの劣化を判定する劣化判定手段と、を備えるバッテリ劣化判定装置により達成される。
この態様の発明において、イグニションスイッチのオフからオンへの移行後に電子制御ユニットの起動が一旦完了していたことがあるか否かを示すフラグは、電子制御ユニットの起動が完了した際にそのフラグがオフ状態にある場合、オンされる。そして、車載バッテリの劣化は、電子制御ユニットの起動が完了した際の上記したフラグの状態に基づいて判定される。
電子制御ユニットの起動が完了した際にフラグがオフ状態にある場合は、イグニションスイッチのオフからオンへの移行後に電子制御ユニットの起動が完了していたことが一度も無かったと判断でき、その時点で初めて電子制御ユニットの起動完了によるフラグオンが実現される。一方、電子制御ユニットの起動が完了した際にフラグが既にオン状態にある場合は、イグニションスイッチのオフからオンへの移行後に電子制御ユニットの起動が完了していたことが少なくとも一度はあったと判断でき、電子制御ユニットの直近の起動完了がイグニションスイッチのオン後において2回目以降のものであると判断でき、2つの起動完了の発生タイミングの間に電子制御ユニットがリセットしていたと判断できる。この電子制御ユニットのリセットは、イグニションスイッチオン後のスタータスイッチオンによる車載バッテリの電圧低下に起因して生じたと判断できるので、この場合は、車載バッテリが劣化していると判断できる。
本発明の構成においては、上記の如く、電子制御ユニットの起動が完了した際のフラグの状態に基づいて車載バッテリの劣化が判定されるので、スタータスイッチオンによる電子制御ユニットのリセットに伴って車載バッテリの劣化状態の判定不能が生ずるのは回避される。また、イグニションスイッチのオンからスタータスイッチのオンまでの時間が非常に短くても、電子制御ユニットの起動が完了した際のスタータスイッチの状態に基づいて車載バッテリの劣化が判定されることはなく、その際の上記したフラグの状態に基づいて車載バッテリの劣化が判定されるので、車載バッテリが劣化していると誤判定されるのは防止される。
ところで、上記したバッテリ劣化判定装置において、前記劣化判定手段は、前記電子制御ユニットの起動が完了した際に前記フラグがオフ状態にある場合には、前記車載バッテリが劣化していないと判定し、一方、前記電子制御ユニットの起動が完了した際に前記フラグがオン状態にある場合には、前記車載バッテリが劣化していると判定することとすればよい。
また、上記したバッテリ劣化判定装置において、スタータスイッチがオンからオフへ移行した場合、前記フラグをオフするフラグオフ手段を備えることとすればよい。
尚、これらの発明において、電子制御ユニットの「起動」とは、車載バッテリから電力供給が開始された時からの電子制御ユニットの状態であり、電力供給はなされているがその電子制御ユニットに印加される電圧が未だ動作保証電圧以上に至っておらず、その電子制御ユニットが正常に動作するまでに至っていない状態を含み、その後におけるその電子制御ユニットが正常に動作することが可能な状態を含む概念である。また、「起動」の「完了」とは、電子制御ユニットに印加される電圧が未だ動作保証電圧以上に至っていない状態から動作保証電圧以上となることで、その電子制御ユニットが正常に動作するまでに至っていない状態から正常に動作することが可能な状態になることをいう。
本発明によれば、スタータスイッチのオンによる電子制御ユニットのリセットに起因した車載バッテリの劣化状態の判定不能を解消させつつ、イグニションスイッチのオンからスタータスイッチのオンまでの時間が非常に短いときにも車載バッテリの劣化状態の誤判定を防止させることができる。
以下、図面を用いて、本発明の具体的な実施の形態について説明する。
図1は、本発明の一実施例であるバッテリ劣化判定装置10を備える車両用電源システム12の構成図を示す。本実施例の車両用電源システム12を搭載する車両は、動力装置としてのエンジン14と、エンジン14に直結される発電機16と、を備えている。車両は、エンジン14の駆動により、走行動力を発生すると共に、発電機16を発電させる機能を有している。
車両用電源システム12は、車載バッテリ18を備えている。車載バッテリ18は、ニッケル水素バッテリやリチウムイオンバッテリであり、所定容量の電力を蓄えることが可能である。車載バッテリ18には、上記の発電機16が接続されている。車載バッテリ18は、発電機16の発電した電力が供給されることにより充電される。
車載バッテリ18には、また、スタータスイッチ20を介してスタータ22が接続されていると共に、イグニションスイッチ24を介して各種の車載電気負荷26が接続されている。スタータスイッチ20及びイグニションスイッチ24はそれぞれ、車両運転者によるキー操作によりオン/オフされる。スタータ22は、エンジン14に機械的に連結されており、スタータスイッチ20がオンされている際にエンジン14を始動させるクランキングを行う。また、各車載電気負荷26は、エンジン装置やブレーキ装置,計器類などに設けられる電力供給により作動する電装品であり、イグニションスイッチ24がオンされている際に作動する。車載バッテリ18は、スタータスイッチ20のオン時やイグニションスイッチ24のオン時に、蓄えている電力をスタータ22や車載電気負荷26に供給する。
車両用電源システム12は、また、電子制御ユニット(以下、ECUと称す)30を備えている。ECU30は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、車載バッテリ18のバッテリ電圧等に基づいて車載バッテリ18の充電及び発電機16の発電を制御する。また、ECU30は、車載バッテリ18の充電状態を検知するうえで車載バッテリ18の劣化(具体的には、その有無)を判定する。すなわち、ECU30は、バッテリ劣化判定装置10を構成する。ECU30は、イグニションスイッチ24がオンされている場合に起動されるユニットであり、印加される電圧が動作保証電圧以上に高い場合に動作可能である。
また、ECU30は、不揮発性メモリ32を有している。この不揮発性メモリ32には、後に詳述する判定フラグfが格納される。この判定フラグは、ECU30において車載バッテリ18の劣化を判定する際に用いられる。
以下、図2及び図3を参照して、本実施例においてECU30が、不揮発性メモリ32に格納する判定フラグfをオン/オフする手法、及び、その判定フラグfを用いて車載バッテリ18の劣化を判定する手法について説明する。図2は、本実施例のバッテリ劣化判定装置10においてECU30が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。また、図3は、本実施例のバッテリ劣化判定装置10において車載バッテリ18の劣化を判定するタイミングを説明するための図を示す。
本実施例において、運転者のキー操作が無くイグニションスイッチ24及びスタータスイッチ20が共にオフ状態に維持されている場合は、ECU30は電源供給されず未起動状態にあり、不揮発性メモリ32の判定フラグfはオフ状態に維持されている。かかる状況から運転者がキー操作を行うことでイグニションスイッチ24がオンされると、車載バッテリ18から車載電気負荷26へ電力供給が許可されることで車載電気負荷26の作動が可能になると共に、車載バッテリ18からECU30へ電力供給が行われることでそのECU30の起動が開始される。
ECU30は、車載バッテリ18からの電力供給が開始されると、以後、印加電圧が動作保証電圧未満のゼロから徐々に上昇することとなる。そして、電力供給の開始時から遅れたタイミングで印加電圧が動作保証電圧以上となって起動が完了し、以後、通常の動作が可能な状態となる。
ECU30は、自ECU30の起動が完了すると、その完了時点で不揮発性メモリ32の判定フラグfの状態を読み出して、その判定フラグfがオフ状態にあるか否かを判別する(ステップ100)。ECU30は、起動完了時の判定フラグfがオフ状態にあると判別した場合は、車載バッテリ18は劣化していないと判断し、次に、その判定フラグfをオン状態にセットして、不揮発性メモリ32に格納する処理を実行する(ステップ102)。
ECU30は、判定フラグfをオン状態にセットした場合は、その後、運転者がキー操作(具体的には、エンジン14の始動を停止させるスタータオフ操作)を行うことでスタータスイッチ20がオン状態からオフ状態へ移行したか否かを判別する(ステップ104)。その結果、スタータスイッチ20がオフ状態へ移行したと判別した場合は、次に、不揮発性メモリ32の判定フラグfをオフ状態にリセットして、不揮発性メモリ32に格納する処理を実行する(ステップ106)。
すなわち、本実施例において、不揮発性メモリ32に格納される判定フラグfは、イグニションスイッチ24のオフからオンへの移行後においてECU30の起動が完了した際にその判定フラグfがオフ状態にある場合、オン状態に移行する。また、この判定フラグfは、オン状態になった後においてスタータスイッチ20がオン状態からオフ状態へ移行した場合、オフ状態に移行する。この点、この判定フラグfは、イグニションスイッチ24がオフからオンへ移行した後にECU30の起動が一旦正常に完了していたことがあるか否かを示すフラグである。
従って、ECU30の起動が完了した際に判定フラグfがオフ状態にあるときは、イグニションスイッチ24のオフからオンへの移行からそのECU30の起動完了が実現される前にそのECU30の起動が完了していたことが一度も無かったと判断でき、そのECU30の起動完了がイグニションスイッチ24のオフからオンへの移行後に初めて行われたものであると判断できる。この場合は、ECU30の起動が完了した場合のその起動開始前においてそのECU30にバッテリ電圧の低下に起因したリセットは生じていないと判断できる。尚、このようにECU30の起動が完了した際に判定フラグfがオフ状態にあるときは、その判定フラグfがオン状態に移行される。
一方、ECU30の起動が完了した際に判定フラグfが既にオン状態にあるときは、イグニションスイッチ24のオフからオンへの移行からそのECU30の起動完了が実現される前にそのECU30の起動が完了していたことが少なくとも一度はあったと判断でき、そのECU30の直近の起動完了がイグニションスイッチ24のオフからオンへの移行後において2回目以降のものであると判断できる。この場合は、ECU30の2つの起動完了の発生タイミングの間にそのECU30がリセットしていたと判断できる。このECU30のリセットは、イグニションスイッチ24のオン後のスタータスイッチ20のオンによる車載バッテリ18の電圧低下に起因して生じたと判断でき、車載バッテリ18が劣化していると判断できる。
すなわち、車載バッテリ18が劣化していない場合は、図3(A)に示す如く、イグニションスイッチ24のオフからオンへの移行後に車載バッテリ18からスタータ22へ電力供給が行われてそのスタータ22がエンジン14を始動させるクランキングを行ったとしても、その車載バッテリ18のバッテリ電圧が動作保証電圧未満まで大きく低下することはない。このため、車載バッテリ18が劣化していなければ、ECU30の起動完了が、判定フラグfがオン状態にあるタイミングで実現されることはない。
一方、車載バッテリ18が劣化している場合は、図3(B)に示す如く、イグニションスイッチ24のオフからオンへの移行後に車載バッテリ18からスタータ22へ電力供給が行われてそのスタータ22がエンジン14を始動させるクランキングを行うと、その車載バッテリ18のバッテリ電圧が動作保証電圧未満まで大きく低下する。このように車載バッテリ18のバッテリ電圧が動作保証電圧未満まで低下すると、ECU30が印加電圧不足でリセットされるので、その後、車載バッテリ18のバッテリ電圧が動作保証電圧以上にまで復帰した際にECU30が再起動されることとなる。このため、車載バッテリ18が劣化していると、ECU30の起動完了が、判定フラグfがオン状態にあるタイミングで実現されることが起こり得る。
ECU30は、上記したステップ100において起動完了時の判定フラグfがオン状態にあると判別した場合は、車載バッテリ18が劣化していると判定する(ステップ108)。
このように、本実施例のバッテリ劣化判定装置10においては、不揮発性メモリ32の判定フラグfが、イグニションスイッチ24のオフからオンへの移行後においてECU30の起動が完了した際にその判定フラグfがオフ状態にある場合、オン状態に移行され、また、オン状態になった後においてスタータスイッチ20がオン状態からオフ状態へ移行した場合、オフ状態に移行される。そして、ECU30の起動が完了した際の判定フラグfの状態に基づいて車載バッテリ18の劣化有無が判定される。具体的には、その判定フラグfがオフ状態にある場合は車載バッテリ18に劣化が生じていないと判定され、一方、その判定フラグfがオン状態にある場合は車載バッテリ18に劣化が生じていると判定される。
従って、本実施例の構成によれば、イグニションスイッチ24のオン後、スタータ22のクランキングによるエンジン14の始動により車載バッテリ18の電圧低下が生じたことに起因してECU30がリセットされていた場合には、その後にECU30の起動が完了した際に、その車載バッテリ18が劣化していると判定することができる。
エンジン14の始動時における車載バッテリ18の最低電圧に基づいてその劣化有無を判定する構成(第1の対比構成)では、スタータスイッチ20のオン時すなわちエンジン14の始動時に車載バッテリ18の電圧低下に起因してECU30がリセットすると、次に起動が完了するまでECU30がバッテリ電圧を読み取ることが不可能となるので、車載バッテリ18の劣化状態を正確に判定することができない不都合が生じ得る。
これに対して、上記した本実施例の構成においては、上記第1の対比構成と異なり、ECU30の起動が完了した際すなわちECU30の正常な動作が可能となった後に車載バッテリ18の劣化が判定される。このため、本実施例によれば、スタータスイッチ20のオン時すなわちエンジン14の始動時に車載バッテリ18の電圧低下に起因してECU30がリセットしたとしても、車載バッテリ18の劣化有無の判定が不能となる事態が生ずるのは回避される。
また、ECU30の起動が完了した時におけるスタータスイッチ20の状態に基づいて車載バッテリ18の劣化有無を判定する構成(第2の対比構成)では、イグニションスイッチ24がオフからオンへ移行してからスタータスイッチ20がオフからオンへ移行するまでの時間が非常に短いと、すなわち、イグニションスイッチ24がオフからオンへ移行した後、スタータスイッチ20がオフからオンへ移行した時点で未だECU30の起動が完了していないと、ECU30が起動完了時にスタータスイッチ20のオンを検知することで、車載バッテリ18が劣化していないにもかかわらず劣化していると誤判定するおそれがある。
これに対して、上記した本実施例の構成においては、上記第2の対比構成と異なり、イグニションスイッチ24がオフからオンへ移行した後、ECU30の起動が完了した時における上記した判定フラグfの状態に基づいて車載バッテリ18の劣化有無が判定される。この判定フラグfは、イグニションスイッチ24のオフからオンへの移行後でもECU30の起動が完了するまではオフ状態にあり、そのECU30の起動が完了した以後にオン状態となるフラグである。このため、本実施例によれば、イグニションスイッチ24がオフからオンへ移行してからスタータスイッチ20がオフからオンへ移行するまでの時間が非常に短くても、すなわち、イグニションスイッチ24がオフからオンへ移行した後、スタータスイッチ20がオフからオンへ移行した時点で未だECU30の起動が完了していなくても、車載バッテリ18の劣化有無を精度よく判定することができ、車載バッテリ18の劣化有無の誤判定は防止される。
従って、本実施例のバッテリ劣化判定装置10によれば、スタータスイッチ20のオンによるECU30のリセットに起因した車載バッテリ18の劣化状態の判定不能を解消させつつ、イグニションスイッチ24のオンからスタータスイッチ20のオンまでの時間が非常に短いときにも車載バッテリ18の劣化状態の誤判定を防止させることが可能となっている。
尚、上記の実施例においては、不揮発性メモリ32が特許請求の範囲に記載した「メモリ」に、判定フラグfが特許請求の範囲に記載した「フラグ」に、それぞれ相当している。また、ECU30が、図2に示すルーチン中ステップ102の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「フラグオン手段」が、ステップ106の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「フラグオフ手段」が、ステップ100の処理後にステップ108の処理を行う或いは行わないことにより特許請求の範囲に記載した「劣化判定手段」が、それぞれ実現されている。
また、上記の実施例においては、判定フラグfを不揮発性メモリに格納することとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、揮発性メモリとコンデンサ等とを組み合わせたメモリ回路にその判定フラグfを格納することとしてもよい。尚、この際、コンデンサは、少なくともECU30がスタータスイッチ20のオンによる車載バッテリ18の電圧低下に起因してリセットされてからその再起動が完了するまでにメモリ回路が所定状態に維持されるだけの容量を有するものとするのがよい。
また、上記の実施例においては、判定フラグfをオンからオフへ移行させるのに、スタータスイッチ20のオンからオフへの移行を要件としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、イグニションスイッチ24のオフからオンへの移行後に運転者によるスタータオン操作が行われずスタータスイッチ20がオフからオンへ全く移行しないことも起こり得るので、イグニションスイッチ24がオンからオフへ移行したときにも判定フラグfをオンからオフへ移行させることとしてもよい。
10 バッテリ劣化判定装置
12 車両用電源システム
14 エンジン
18 車載バッテリ
20 スタータスイッチ
22 スタータ
24 イグニションスイッチ
30 電子制御ユニット(ECU)
32 不揮発性メモリ
f 判定フラグ
12 車両用電源システム
14 エンジン
18 車載バッテリ
20 スタータスイッチ
22 スタータ
24 イグニションスイッチ
30 電子制御ユニット(ECU)
32 不揮発性メモリ
f 判定フラグ
Claims (3)
- 車両エンジンを始動するスタータへの電力源である車載バッテリと、イグニションスイッチのオン時に前記車載バッテリから電力供給されることにより起動する電子制御ユニットと、を備え、起動が完了した前記電子制御ユニットにより前記車載バッテリの劣化を判定するバッテリ劣化判定装置であって、
イグニションスイッチのオフからオンへの移行後に前記電子制御ユニットの起動が一旦完了していたことがあるか否かを示すフラグを格納するメモリと、
前記電子制御ユニットの起動が完了した際に前記フラグがオフ状態にある場合、該フラグをオンするフラグオン手段と、
前記電子制御ユニットの起動が完了した際の前記フラグの状態に基づいて前記車載バッテリの劣化を判定する劣化判定手段と、
を備えることを特徴とするバッテリ劣化判定装置。 - 前記劣化判定手段は、前記電子制御ユニットの起動が完了した際に前記フラグがオフ状態にある場合には、前記車載バッテリが劣化していないと判定し、一方、前記電子制御ユニットの起動が完了した際に前記フラグがオン状態にある場合には、前記車載バッテリが劣化していると判定することを特徴とする請求項1記載のバッテリ劣化判定装置。
- スタータスイッチがオンからオフへ移行した場合、前記フラグをオフするフラグオフ手段を備えることを特徴とする請求項1又は2記載のバッテリ劣化判定装置。
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WO2012124070A1 (ja) * | 2011-03-16 | 2012-09-20 | トヨタ自動車株式会社 | 車両および蓄電装置の劣化診断方法 |
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2008
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