JP2010116820A - 作業車輌 - Google Patents

Abstract

【課題】畜圧式燃料噴射装置を備え、廉価かつ簡素な構造で走行を保障可能な作業車両を提供する。
【解決手段】エンジンの回転数を操作するエンジンコントロールレバー３５の下方部分は、カバー部材に覆われていると共に、その取付け部に近接して設けられた第１及び第２アクセルセンサ３３，４２によって、アクセル開度が検出されている。第１アクセルセンサ３３はエンジンの目標回転数を設定するエンジン制御ユニットに接続しており、第２アクセルセンサ４２は作業機の動作を設定する作業機制御ユニットに接続している。作業者は、断線やセンサ故障のため第１アクセルセンサ３３からの検出信号が出力されない場合、第１アクセルセンサ３３のコネクタ３３ｂを第２アクセルセンサに付け換え、第２アクセルセンサが検出したアクセル開度に基づいてエンジン回転数を設定することによってトラクタを走行させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、畜圧式燃料噴射装置により燃料が噴射されて駆動するエンジンを搭載した作業車輌に関する。

従来、高圧ポンプ９と、該高圧ポンプ９によって加圧された燃料を蓄えるコモンレール１１と、該コモンレール１１に接続し、各気筒に燃料を噴射するインジェクタ１０などからなる畜圧式燃料噴射装置を備え、エンジン制御ユニット（エンジンコントロールユニット）１７からの制御信号によって、上記インジェクタ１０が開閉して燃料が噴射されるエンジン（畜圧式燃料噴射ディーゼルエンジン）を搭載した、作業車輌（作業車）が案出されている。

特開２００７−１９８２９９号公報

上記特許文献１記載のような、畜圧式燃料噴射装置を有したエンジンを搭載した作業車輌は、アクセルセンサからの検出信号に基づいて、エンジン制御ユニットがインジェクタの開閉を制御して燃料を噴射するため、センサ故障や、断線などの理由によって上記アクセルセンサからエンジン制御ユニットに検出信号が出力されない場合、エンジンの回転数がアイドリング回転数に固定されてしまい、走行することが困難であった。

そこで本発明は、エンジン制御用のアクセルセンサと、作業機制御用のアクセルセンサとを備え、エンジン制御用のアクセルセンサが故障した場合、作業機制御用のアクセルセンサからの信号を用いてエンジンを制御することによって、上記課題を解決した作業車輌を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、畜圧式燃料噴射装置（９）から燃料が噴射されて駆動するエンジン（６）を搭載すると共に、該エンジン（６）からの動力によって作動する作業機を備えた作業車輌（１）において、
アクセル開度に基づいて前記エンジン（６）の回転数を制御するエンジン制御ユニット（２６）と、
アクセル開度及び前記エンジン（６）の回転数に基づいて前記作業機の昇降制御を行う作業機制御ユニット（２７）と、
作業者の操作に対するアクセル開度を検出し、該検出信号を前記エンジン制御ユニット（２６）に出力する第１アクセルセンサ（３３）と、
作業者の操作に対するアクセル開度を検出し、該検出信号を前記作業機制御ユニット（２７）に出力する第２アクセルセンサ（４２）と、を備え、
前記第１アクセルセンサ（３３）が故障した場合、前記第２アクセルセンサ（４２）からの前記検出信号によって、前記エンジン（６）を制御する、
ことを特徴とする作業車輌（１）にある。

請求項２に係る発明は、該第１アクセルセンサ（３３）と、前記第２アクセルセンサ（４２）とのコネクタ（３３ｂ，４２ｂ）を付け換え可能に、これら第１及び第２アクセルセンサ（３３，４２）を近接して配置した、
請求項１記載の作業車輌（１）にある。

請求項３に係る発明は、前記第１及び第２アクセルセンサ（３３，４２）を、前記エンジン（６）の回転数を操作するエンジンコントロールレバー（３５）の取付け部近傍に設けると共に、該エンジンコントロールレバー（３５）の下方部分及び前記第１及び第２アクセルセンサ（３３，４２）を覆うカバー部材（４９）を備え、
該カバー部材（４９）の前記第１及び第２アクセルセンサ（３３，４２）に対応する位置に、これら第１及び第２アクセルセンサ（３３，４２）にアクセス可能な窓部（６１）を設けた、
請求項２記載の作業車輌（１）にある。

請求項４に係る発明は、前記第１アクセルセンサ（３３）が故障した場合、前記第２アクセルセンサ（４２）からの前記検出信号が、前記作業機制御ユニット（２７）を介して前記エンジン制御ユニット（２６）に出力されるように、これらエンジン制御ユニット（２６）及び作業機制御ユニット（２７）を通信可能に構成した、
請求項１記載の作業車輌にある。

なお、括弧内の符号等は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る発明によると、エンジンの制御に使用される第１アクセルセンサが故障したとしても、作業機の制御に使用される第２アクセルセンサからの信号によって、エンジンの制御が行われるため、最低限、作業車輌を走行させることができる。また、複数のエンジン制御用のアクセルセンサを必要としないため、簡素な構成かつ廉価に作業車輌の走行を保障することができる。

請求項２に係る発明によると、第１及び第２アクセルセンサを近接して配置し、該第１アクセルセンサが故障した際には、第１アクセルセンサのコネクタを第２アクセルセンサに付け換え可能に構成したことによって、簡素な構成かつ廉価に作業車輌の走行を保障することができる。

請求項３に係る発明によると、第１及び第２アクセルセンサを覆うカバー部材の、これら第１及び第２アクセルセンサに対応する位置に窓部を設けたことによって、いちいちカバー部材を外さなくてもアクセルセンサにアクセスすることができ、第１アクセルセンサの故障時に容易にコネクタを付け換えることが出来る。

請求項４に係る発明によると、エンジン制御ユニットと、作業機制御ユニットとを通信可能に構成し、第１アクセルセンサが故障した際には、作業機制御ユニットを介してエンジン制御ユニットに第２アクセルセンサからの信号が出力されるため、簡素な構成かつ廉価に作業車輌の走行を保障することができる。

以下に図面に基づいて本発明に係る作業車輌の実施形態について説明をする。

＜第１の実施形態＞
［作業車輌の概略］
図１に示すように、本発明に係る作業車輌としてのクローラ型トラクタ１は、左右一対のクローラ走行装置２によって機体３が支持されていると共に、該機体３の前方にはボンネット５に覆われたエンジン６を搭載している。エンジン６の後方には、キャビン７が設けられており、キャビン７内にはステアリングハンドル等からなる運転操作部及び運転座席が配設されている。

上記エンジン６は、畜圧式燃料噴射ディーゼルエンジンであり、図２に示すように、畜圧式燃料噴射装置９を備えていると共に、該畜圧式燃料噴射装置９は、燃料タンク１０、低圧ポンプ１１及び高圧ポンプ１２からなるポンプユニット１３、高圧燃料を蓄えるコモンレール１５、各気筒に燃料を噴射するインジェクタ１６・・・などから構成されている。

上記低圧ポンプ１１は、複数の燃料フィルタ１７ａ，１７ｂが介在する低圧燃料供給管１９を介して燃料タンク１０から燃料を吸い上げると共に、吸い上げられた燃料は高圧ポンプ１２によって高圧化され、燃料調整機２０を介してコモンレール１５に吐出される。該コモンレール１５は、高圧ポンプ１２から吐出された高圧燃料を畜圧すると共に、分岐管２１・・・を介して少なくともエンジンの気筒数と同数のインジェクタ１６・・・に接続しており、インジェクタ１６・・・の電磁弁が開閉することによってコモンレール１５内の高圧燃料が各気筒に噴射される。

上述したコモンレール１５の端部にはプレッシャリミッタ２２を介してリリーフ管２３が接続されており、該プレッシャリミッタ２２はコモンレール圧が所定の限界設定圧を超えると開弁して燃料圧の過度の上昇を抑制するように構成されている。また、リリーフ管２３は、高圧ポンプ１２からのリーク燃料を燃料タンク１０へと還流するリーク管２５と合流しており、これら高圧ポンプ１２及びコモンレール１５からのリークした燃料は、上記リリーフ管２３、リーク管２５を通って燃料タンク１０に還流される。

［制御ユニットの説明］
次に、トラクタ１の制御ユニットについて説明をする。図３に示すように、トラクタ１は、上述したエンジン６を制御するエンジン制御ユニット２６と、作業機を制御する作業機制御ユニット２７との２つの制御ユニットを、それぞれ独立して有している。

上記エンジン制御ユニット２６には、コモンレール圧を検出するコモンレール圧センサ２９、気筒判別センサ３０、水温センサ３１及びエンジンコントロールレバー３５の開度を検出する第１アクセルセンサ３３などからの検出信号（センサデータ）が入力されていると共に、上述した燃料調整機２０及び各インジェクタ１６・・・に接続している。エンジン制御ユニット２６は、これらセンサからの運転情報、特に第１アクセルセンサ３３からのアクセル開度に基づきコモンレール１５の目標圧力及びインジェクタ１６・・・の燃料噴射量を算出し、該目標圧力になるように燃料調整機２０に制御信号を出力すると共に、各インジェクタ１６にも制御信号を出力してその開閉を制御する。

一方、作業機制御ユニット２７には、作業機及び作業方法に応じて深さ制御を切替える深さ作業切替ボリューム３４、ロータリの耕深量などを設定する深さ・ドラフト設定ボリューム３６、走行及び作業状態が表示される表示パネル（ＭＡＣビジョン）を操作するＭＡＣビジョン操作スイッチ３７、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ３８、作業機の昇降高さを制御するポジションコントロールレバーの位置検出するポジションコントロールポテンショメータ３９、リフトアームの位置を検出するリフトアーム角センサ４０、リヤカバー位置を検出する深さセンサ４１及びエンジンコントロールレバーの開度を検出する第２アクセルセンサ４２などからの検出信号が入力されていると共に、リフトアームを昇降させて作業機の耕耘深さを変えるコントロールバルブ４３、ブザー４５、深さ制御の作動状態を表示する深さランプ４６、後述するＳモード制御の作業状態を表示するＳモードランプ４７と接続している。

作業機制御ユニット２７は、通常、深さセンサ４１からの検出信号に基づいて作業機の作業位置を制御して深さ制御を行う。また、深さ作業切替ボリューム３４がＳモード位置にある場合は、エンジン回転数が、第２アクセルセンサ４２からのアクセル開度信号に応じて設定される所定のエンジン回転数であるアクセル設定値よりも下がると、コントロールバルブ４３を制御して作業機を上昇させ、エンジン回転数がアクセル設定値に戻ると作業機を所定のポジション位置まで下降させて、エンジン６に掛かる負荷を一定にしてエンジンストップを防止するＳモード制御を行う。

［第１及び第２アクセルセンサの取付け構造］
次に、本発明の要部である第１及び第２アクセルセンサ３３，４２の取付け構造について説明をする。エンジン回転数を操作するエンジンコントロールレバー３５は、図４及び図５に示すように、運転座席の側方に設けられたサイドパネルの前方側に配設されており、その取付け部である下方部分はカバー部材４９によって覆われている。

エンジンコントロールレバー３５は、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、上記カバー部材４９の内部で支持プレート５０に設けられた支持軸５１に回動自在に取付けられていると共に、支持プレート５０から突設した一対の規制ピン５２ａ，５２ｂによってその回動範囲が規制されている。また、エンジンコントロールレバー３５のボス部３５ａには、不図示のフットペダルからのワイヤ５３が取付けられるアーム部３５ｂが設けられていると共に、後述するリンクプレート５５のピン５５ａと当接してエンジンコントロールレバー３５の回動を伝達する板状部３５ｃが設けられている。

上記リンクプレート５５は、支持プレート５０を貫通すると共に回動自在に設けられた回動軸５６に嵌合すると共に、上述したピン５５ａが固設された端部とは反対側の端部において、第１アクセルセンサ３３のセンサアーム３３ａと係合している。該第１アクセルセンサ３３は、支持プレート５０に一対のネジ５７ａ，５７ｂによって取付けられており、そのセンサ軸の先端には上述したリンクプレート５５の端部と係合するセンサアーム３３ａが取付けられている。それにより、板状部３５ｃ、ピン５５ａ、リンクプレート５５、センサアーム３３ａを介して、センサ軸がエンジンコントロールレバー３５の回動に追随して回動し、回動変位を第１アクセルセンサ３３に入力する。

また、支持プレート５０の第１アクセルセンサ３３の取付け面とは対向した側には、第２支持プレート５９が近接して並設されており、該第２支持プレート５９には第１アクセルセンサ３３と同じポテンショメータからなる第２アクセルセンサ４２が一対のネジによって固定されている。

上記第２アクセルセンサ４２は、第１アクセルセンサ３３と同様にセンサ軸の先端にセンサアーム４２ａを有しており、このセンサアーム４２ａは支持プレート５０を貫通した回動軸５６の他端に嵌合した第２リンクプレート６０の端部と係合している。それにより、第２アクセルセンサ４２のセンサ軸も、板状部３５ｃ、ピン５５ａ、リンクプレート５５、回動軸５６、第２リンクプレート６０、センサアーム４２ａを介してエンジンコントロールレバー３５の回動に追随して回動し、回動変位が第２アクセルセンサ４２に入力される。

これら第１及び第２アクセルセンサ３３、４２は、エンジンコントロールレバー３５の回動変位、つまり作業者の操作に応じたアクセル開度を検出しており、第１アクセルセンサ３３はエンジン制御ユニット２６に接続され、第２アクセルセンサ４２は作業機制御ユニット２７に接続されていると共に、互いのコネクタ３３ｂ、４２ｂを付け換えられるように近接して配設されている。

また、図４に示すように、カバー部材４９の第１及び第２アクセルセンサ３３，４２に対応した位置には開閉自在な窓部６１が設けられており、カバー部材４９を外さなくても窓部６１を開閉することによって容易に第１及び第２アクセルセンサ３３，４２にアクセス可能に構成されている。これにより、第１及び第２アクセルセンサ３３，４２がコネクタ３３ｂ，４２ｂを付け換え可能に近接して並設されていることと相俟って、第１アクセルセンサ３３が断線などの理由によって故障しても、容易に第１アクセルセンサ３３のコネクタ３３ｂを第２アクセルセンサ４２に付け換えて、最低限機体の走行を保障できるように構成されている。

［トラクタの作用］
次に、本実施の形態に係るトラクタ１の作用について説明をする。走行中もしくは作業中に、断線、センサ故障などの原因によって、第１アクセルセンサ３３からエンジン制御ユニット２６に検出信号が出力されず、エンジン回転数がアイドリング回転数までドロップすると、作業者は運転座席の側方にあるカバー部材４９の窓部６１を開き、第１アクセルセンサ３３のコネクタ３３ｂと、第２アクセルセンサ４２のコネクタ４２ｂとを付け換える。

第１アクセルセンサ３３のコネクタ３３ｂと第２アクセルセンサ４２のコネクタ４２ｂとを付け換えると、作業者のエンジンコントロールレバー３５の操作量に応じたアクセル開度信号が第２アクセルセンサ４２からエンジン制御ユニット２６に出力され、作業者はエンジンコントロールレバー３５を操作してエンジン回転数を保持しつつトラクタを修理可能な場所まで最低限走行させる。

なお、作業者は、深さ作業切替ボリューム３４をＳモードから通常深さ制御モードへと切替えて、作業を続行することも出来ると共に、エンジンコントロールレバーは、必ずしも運転座席の側方ではなく、ステアリングハンドル近傍に配置してもよい。

上記のようにトラクタ１を構成したことによって、走行中もしくは作業中に、第１アクセルセンサ３３が故障もしくは断線などしてエンジン制御ユニット２６にアクセル開度信号を出力できなくなり走行不能に陥っても、近接して配設された第２アクセルセンサ４２に第１アクセルセンサ３３のコネクタ３３ｂを付け換えることによって、トラクタの走行を保障することができる。

また、エンジン回転制御用の第１アクセルセンサ３３に並列して、該第１アクセルセンサ３３と同一センサからなる作業機制御用の第２アクセルセンサ４２を配設し、第１アクセルセンサのコネクタ３３ｂを第２アクセルセンサ４２に付け換え可能に構成したことにより、簡単な構成によりリンプホーム機能を達成することが出来ると共に、作業機制御用の第２アクセルセンサ４２をリンプホーム用の補助アクセルセンサとして兼用することによって、別途、新たにエンジン制御用のアクセルセンサを設けずにトラクタ１の走行を保障することができ、製造コストを低く抑えることが出来る。

更に、第１及び第２アクセルセンサ３３，４２を覆うカバー部材４９の、これら第１及び第２アクセルセンサ３３，４２に対応する位置に開閉自在な窓部６１を設けたことによって、カバー部材４９を外さなくても該窓部６１を介して第１及び第２アクセルセンサ３３，４２にアクセスすることができ、容易に第１及び第２アクセルセンサ３３，４２のコネクタ３３ｂ，４２ｂを付け換えることができる。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態に係るトラクタは、上述したエンジン制御ユニット２６と、作業機制御ユニット２７とを相互に通信可能に構成したトラクタであり、以下に第１の実施形態のトラクタと相違する部分について説明をする。

図６に示すように、エンジン制御ユニット２６は、作業制御ユニット２７と通信ケーブルによって相互に接続されており、一方の制御ユニット２６，２７に入力されたセンサからの検出信号を他方の制御ユニット２６，２７にも送受信するように構成されている。

上記エンジン制御ユニット２６は、図７に示すように、エンジン回転数を決定するに際し、まず第１アクセルセンサ３３から出力された作業者の操作に応じたアクセル開度信号などのセンサデータ（検出信号）を取り込み（Ｓ１）、これら取込んだセンサデータに断線やセンサ故障によって検出信号が入力されていない等の異常がないかを確認する（Ｓ２）。

エンジン制御ユニット２６は、これらのセンサデータに異常がない場合には取込んだセンサデータに基づいて目標回転数を設定し（Ｓ３）、上述した燃料調整機２０、インジェクタ１６・・・などのエンジンユニットに制御信号を出力してエンジンの回転数を目標回転数に制御する（Ｓ４）。

エンジンユニットに制御信号を出力すると、エンジン制御ユニット２６は作業機制御ユニット２７との間で通信をし、取込んだセンサデータ、特に第１及び第２アクセルセンサ３３，４２が検出したアクセル開度信号を互いに送受信する（Ｓ５）。そして、センサデータの送受信が終わると、何らかの異常が発生しているかを判断し（Ｓ６）、異常が発生していない場合にはリターンする（Ｓ７）。

また、エンジン制御ユニット２６は、取込んだセンサデータに異常がある場合には異常処理を行い、異常が認められたセンサデータ、例えば第１アクセルセンサ３３のアクセル開度信号を使用せずに、作業機制御ユニット２７から受信した第２アクセルセンサ４２からのアクセル開度信号に基づいてエンジン回転数を設定する（Ｓ８，Ｓ９）。

更に、上述したようにセンサデータの異常を検出した場合にはエンジン制御ユニット２６は異常の発生を認識し、ランプ４６，４７の点滅やブザーの報知によって作業者に異常状態を知らせると共に、異常状態の発生を作業機制御ユニットに通信によって知らせる（Ｓ１０）。

一方、作業機制御ユニット２７もエンジン制御ユニット２６と同様に、作業機の動作設定に際して、まず第２アクセルセンサ４２から出力された作業者の操作に応じたアクセル開度信号などのセンサデータ（検出信号）を取り込み（Ｓ２０）、これら取込んだセンサデータに断線やセンサ故障によって検出信号が入力されていない等の異常がないかを確認する（Ｓ２１）。

作業機制御ユニット２７は、これらのセンサデータに異常がない場合には取込んだセンサデータに基づいて作業機の動作を設定し（Ｓ２２）、コントロールバルブ４３などに制御信号を出力して作業機を制御する（Ｓ２３）。

制御信号を出力すると、作業機制御ユニット２７はエンジン制御ユニット２６との間で通信をし、取込んだセンサデータ、特に第１及び第２アクセルセンサ３３，４２が検出したアクセル開度信号を互いに送受信する（Ｓ２４）。そして、センサデータの送受信が終わると、何らかの異常が発生しているかを判断し（Ｓ２５）、異常が発生していない場合にはリターンする（Ｓ２６）。

また、作業機制御ユニット２７は、取込んだセンサデータに異常がある場合には異常処理を行い、異常が認められたセンサデータ、例えば第２アクセルセンサ４２のアクセル開度信号を使用せずに、エンジン制御ユニット２６から受信した第１アクセルセンサ３３からのアクセル開度信号に基づいてＳモード制御を行う（Ｓ２７，Ｓ２８）。

更に、上述したようにセンサデータの異常を検出した場合には作業機制御ユニット２７は異常の発生を認識し、ランプ４６，４７の点滅やブザーの報知によって作業者に異常状態を知らせると共に、異常状態の発生をエンジン制御ユニットに通信によって知らせる（Ｓ２９）。

上記のようにトラクタ１を構成したことによって、走行もしくは作業中に断線もしくはセンサ故障によってエンジン制御ユニット２６に第１アクセルセンサ３３からアクセル開度信号が出力されなくても、エンジン制御ユニット２６には通信ケーブルを介して作業機制御ユニット２７に出力された第２アクセルセンサ４２からのアクセル開度信号が出力され、該作業機制御ユニットからのセンサデータによってエンジンの目標回転数を設定することができ、トラクタの走行を保障することができる。

また、第２アクセルセンサ４２が故障した場合には、作業機制御ユニット２７は、エンジン制御ユニット２６から受信した第１アクセルセンサ３３からのアクセル開度信号に基づいて作業機を制御することができる。更に、動作を保障するために別途、新たなアクセルセンサを必要としないため、廉価かつシンプルな構成とすることができる。

本発明の実施形態に係るトラクタの側面図。 本発明の実施形態に係るエンジンの概略構成図。 本発明の第１の実施形態に係るトラクタのブロック図。 本発明の第１の実施形態に係るエンジンコントロールレバー回りの側面図。 （ａ）本発明の第１の実施形態に係るアクセルセンサ取付け部の平面図、（ｂ）本発明の第１の実施形態に係るアクセルセンサ取付け部の左側面図、（ｃ）本発明の第１の実施形態に係るアクセルセンサ取付け部の斜視図。 本発明の第２の実施形態に係るトラクタのブロック図。 本発明の第２の実施形態に係るトラクタのフローチャート。

符号の説明

１ 作業車輌
６ エンジン
９ 畜圧式燃料噴射装置
２６ エンジン制御ユニット
２７ 作業機制御ユニット
３３ 第１アクセルセンサ
３３ｂ コネクタ
３５ エンジンコントロールレバー
４２ 第２アクセルセンサ
４２ｂ コネクタ
４９ カバー部材
６１ 窓部

Claims (4)

1. 畜圧式燃料噴射装置から燃料が噴射されて駆動するエンジンを搭載すると共に、該エンジンからの動力によって作動する作業機を備えた作業車輌において、
   アクセル開度に基づいて前記エンジンの回転数を制御するエンジン制御ユニットと、
   アクセル開度及び前記エンジンの回転数に基づいて前記作業機の昇降制御を行う作業機制御ユニットと、
   作業者の操作に対するアクセル開度を検出し、該検出信号を前記エンジン制御ユニットに出力する第１アクセルセンサと、
   作業者の操作に対するアクセル開度を検出し、該検出信号を前記作業機制御ユニットに出力する第２アクセルセンサと、を備え、
   前記第１アクセルセンサが故障した場合、前記第２アクセルセンサからの前記検出信号によって、前記エンジンを制御する、
   ことを特徴とする作業車輌。
2. 該第１アクセルセンサと、前記第２アクセルセンサとのコネクタを付け換え可能に、これら第１及び第２アクセルセンサを近接して配置した、
   請求項１記載の作業車輌。
3. 前記第１及び第２アクセルセンサを、前記エンジンの回転数を操作するエンジンコントロールレバーの取付け部近傍に設けると共に、該エンジンコントロールレバーの下方部分及び前記第１及び第２アクセルセンサを覆うカバー部材を備え、
   該カバー部材の前記第１及び第２アクセルセンサに対応する位置に、これら第１及び第２アクセルセンサにアクセス可能な窓部を設けた、
   請求項２記載の作業車輌。
4. 前記第１アクセルセンサが故障した場合、前記第２アクセルセンサからの前記検出信号が、前記作業機制御ユニットを介して前記エンジン制御ユニットに出力されるように、これらエンジン制御ユニット及び作業機制御ユニットを通信可能に構成した、
   請求項１記載の作業車輌。

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