JP2881505B2 - ベルト式無段変速機の制御装置 - Google Patents

ベルト式無段変速機の制御装置

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JP2881505B2
JP2881505B2 JP1458491A JP1458491A JP2881505B2 JP 2881505 B2 JP2881505 B2 JP 2881505B2 JP 1458491 A JP1458491 A JP 1458491A JP 1458491 A JP1458491 A JP 1458491A JP 2881505 B2 JP2881505 B2 JP 2881505B2
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青木  隆
和男 大山
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は油圧制御のベルト式無段
変速機に関し、特に、オイルポンプの吐出圧をスロット
ル開度に応じて調圧し、ドライブプーリおよびドリブン
プーリ間の伝達トルクを決定するPL圧を発生させるよ
うにしたベルト式無段変速機の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、かかるベルト式無段変速機の制御
装置として、特開昭61−206862号公報に記載さ
れたものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ベルト式無段変速機は油圧作動の発進用クラッチを介し
てエンジンに接続されているが、この発進用クラッチに
代えてトルクコンバータやフルードカップリングを採用
した場合、これらトルクコンバータやフルードカップリ
ングが入力側と出力側の回転速度差に基づいてトルクを
伝達する特性を有することから、次のような問題が発生
する。
【0004】すなわち、アクセルペダルを大きく踏み込
んだ後に急激に離した場合、エンジンの回転系がイナー
シャを有するため、あるいはキャブレタのダッシュポッ
トの作用でスロットル弁が急閉しないためにエンジンの
回転数は急に低下せず、アクセルペダルを踏んでいない
のにエンジンの回転数が高い状態が短時間だけ発生す
る。その結果、ベルト式無段変速機に短時間ではあるが
大きなトルクが作用し、無端ベルトにスリップが発生す
る可能性がある。
【0005】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、アクセルペダルを大きく踏み込んだ後に急激に離し
た場合に発生する無端ベルトのスリップを防止すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、エンジンにトルクコンバータあるいはフ
ルードカップリングを介して接続されたインプットシャ
フトと、このインプットシャフトに設けられたドライブ
プーリと、このドライブプーリに無端ベルトを介して接
続されたドリブンプーリと、エンジンの負荷に応じた
御圧を発生させる調圧弁と、この制御圧に応じてオイル
ポンプの吐出圧を調圧し、前記ドライブプーリおよびド
リブンプーリ間の伝達トルクを決定するPL圧を発生さ
せるコントロールバルブとを備えたベルト式無段変速機
の制御装置であって、前記調圧弁とコントロールバルブ
とを接続する油路にオリフィスを設け、このオリフィス
に前記コントロールバルブから調圧弁へのオイルの流れ
を規制するチェックバルブを並列に接続し、さらに前記
オリフィスとコントロールバルブ間の油路にアキュムレ
ータを接続したことを特徴とする。
【0007】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。
【0008】図1は車両用の動力伝達装置を示す図2〜
図5の配置図、図2は図1のA部拡大図、図3は図1の
B部拡大図、図4は図1のC部拡大図、図5は図1のD
部拡大図、図6は図1の6方向矢視図である。
【0009】本発明によるベルト式無段変速機を備えた
動力伝達装置は車体前部に横置き配置したエンジンに接
続されるもので、図2〜図6に示すように、左半部1L
との右半部1R を結合して成るトランスミッションケー
ス1の内部に収納される。前記トランスミッションケー
ス1の右半部1R の内面には、油圧制御系の各種バルブ
を設けたメインバルブボディ2とセカンダリバルブボデ
ィ3が重ね合わされた状態で固定され、そのセカンダリ
バルブボディ3に設けたボールベアリング4により、エ
ンジンのクランクシャフト5にトルクコンバータ6を介
して接続されたミッション入力軸7の先端が支持され
る。前記ミッション入力軸7の上部には、トランスミッ
ションケース1の左半部1L に設けたボールベアリング
8とセカンダリバルブボディ3に設けたローラベアリン
グ9によりインプットシャフト10が支持される。ま
た、前記インプットシャフト10の下部には、トランス
ミッションケース1の左半部1L に設けたボールベアリ
ング11と右半部1R に設けたボールベアリング12に
よりアウトプットシャフト13の両端部が支持される。
【0010】インプットシャフト10にはドライブプー
リ14の固定側プーリ半体15が一体に形成されるとと
もに、その固定側プーリ半体15の右側には可動側プー
リ半体16がボールスプライン17を介して軸方向移動
自在、且つ相対回転不能に支持される。一方、前記アウ
トプットシャフト13には、ドリブンプーリ18の固定
側プーリ半体19の軸部191 が一対のニードルベアリ
ング20を介して支持され、アウトプットシャフト13
の外周に嵌合する前記軸部191 の外周には、可動側プ
ーリ半体21がボールスプライン22を介して軸方向移
動自在、且つ相対回転不能に支持される。すなわち、ド
ライブプーリ14の固定側プーリ半体15はドリブンプ
ーリ18の可動側プーリ半体21に対向するとともに、
ドライブプーリ14の可動側プーリ半体16はドリブン
プーリ18の固定側プーリ半体19に対向し、これによ
り両固定側プーリ半体15,19、および両可動側プー
リ半体16,21は相互に交差するように配置される。
そして、前記両プーリ18,24の間には帯状のストラ
ップ23に多数の押し駒24を装着した無端ベルト25
が巻き掛けられる。
【0011】インプットシャフト10に支持した隔壁部
材26と可動側プーリ半体16の外周に形成したフラン
ジ161 とにより、可動側プーリ半体16を固定側プー
リ半体15に向けて接近するように移動させるための油
室27が形成される。油室27への給油は、インプット
シャフト10の右端から挿入されたフィードパイプ2
8、インプットシャフト10の内部に形成した油路10
1 、および可動側プーリ半体16を貫通する油路162
を介して行われる。前記フランジ161 の先端に外周を
支持されたキャンセラピストン29と前記隔壁部材26
との間には、油室27に作用する遠心油圧を補償するた
めのキャンセラ30が画成される。そして、このキャン
セラ30と前記油室27は隔壁部材26に設けた油路
(図示せず)を介して相互に連通する。
【0012】アウトプットシャフト13の左端に支持し
た隔壁部材31と可動側プーリ半体21の外周に形成し
たフランジ211 とにより、可動側プーリ半体21を固
定側プーリ半体19に向けて移動させるための油室32
が形成され、その油室32の内部にはドリブンプーリ1
8と無端ベルト25間に所定の初期荷重を与えるための
スプリング33が縮設される。前記油室32への給油
は、アウトプットシャフト13の右端から挿入されたフ
ィードパイプ34、アウトプットシャフト13に形成し
た油路131 、固定側プーリ半体19の軸部191 に形
成した油路192 、可動側プーリ半体21に形成した油
路212 を介して行われる。前記フランジ211 の先端
に外周を支持されたキャンセラピストン35と隔壁部材
31との間には、油室32に作用する遠心油圧を補償す
るためのキャンセラ36が画成され、このキャンセラ3
6と前記油室32は隔壁部材31に設けた図示せぬ油路
を介して相互に連通する。
【0013】ミッション入力軸7に一体に形成した駆動
ギヤ37はインプットシャフト10の右端に設けた従動
ギヤ38に噛合し、インプットシャフト10はミッショ
ン入力軸7と逆方向に駆動される。一方、メインバルブ
ボディ2とセカンダリバルブボディ3に支持された中間
軸39には、一対のニードルベアリング40を介して一
体に結合された第1中間ギア41と第2中間ギア42が
軸支されており、第1中間ギア41は前記駆動ギヤ37
に噛合するとともに、第2中間ギア42はアウトプット
シャフト13にニードルベアリング43を介して支持し
たリバースギヤ44に噛合する。そして、これら駆動ギ
ヤ37、第1中間ギア41、および第2中間ギア42に
より構成される後退用ギヤ列45により、リバースギヤ
44はミッション入力軸7と同方向に駆動される。
【0014】アウトプットシャフト13上のドリブンプ
ーリ18とリバースギヤ44の間に位置するように、車
両を前進駆動する際にドリブンプーリ18をアウトプッ
トシャフト13に結合するための前進用クラッチ46
と、車両を後退駆動する際にリバースギヤ44をアウト
プットシャフト13に結合するための後退用クラッチ4
7とが背中合わせに設けられる。すなわち、前進用クラ
ッチ46は、アウトプットシャフト13にスプライン結
合したクラッチガイド48の左半部に配設され、そのク
ラッチガイド48の内部に摺動自在に設けたクラッチピ
ストン49を油室50に作用する油圧で戻しバネ51に
抗して左方向に移動させることにより、ドリブンプーリ
18の固定側プーリ半体19に連結した摩擦板52を挟
圧するように構成される。一方、後退用クラッチ47
は、クラッチガイド48の右半部に前記前進用クラッチ
46と左右対称に配設され、そのクラッチガイド48の
内部に摺動自在に設けたクラッチピストン53を油室5
4に作用する油圧で戻しバネ55に抗して右方向に移動
させることにより、リバースギヤ44に連結した摩擦板
56を挟圧するように構成される。また、クラッチガイ
ド48の外周にはパーキングギヤ483 が一体に形成さ
れる。これにより、アウトプットシャフト13上に特別
のパーキングギヤを設ける必要がなくなり、トランスミ
ッションケース1の軸方向の寸法短縮と部品点数の減少
が併せて可能となる。
【0015】アウトプットシャフト13の内部に配設さ
れた前記フィードパイプ34の外周には中間のフィード
パイプ57と外側のフィードパイプ58が同軸に挿入さ
れる。中間のフィードパイプ57から供給される圧油
は、アウトプットシャフト13に形成した油路132
よびクラッチガイド48に形成した油路481 を介して
油室50に作用し、前進用クラッチ46を係合させる。
また、外側のフィードパイプ58から供給された圧油
は、アウトプットシャフト13に形成した油路13 3
よびクラッチガイド48に形成した油路482 を介して
油室54に作用し、後退用クラッチ47を係合させる。
更に、外側のフィードパイプ58の外周から供給された
圧油は、アウトプットシャフト13に形成した油路13
4 を介してリバースギヤ44を支持するニードルベアリ
ング43を潤滑するとともに、アウトプットシャフト1
3の油路135 、クラッチガイド48の油路484、お
よびアウトプットシャフト13の油路136 を介してド
リブンプーリ18の固定側プーリ半体19を支持するニ
ードルベアリング20を潤滑する。
【0016】アウトプットシャフト13の右端に一体に
形成した出力ギヤ59は、トランスミッションケース1
に一対のボールベアリング60,61を介して支持した
差動装置62の歯車箱63外周に設けたファイナルギヤ
64に噛合し、これにより左右の後輪に駆動力が伝達さ
れる。
【0017】なお、図4における符号65は、無端ベル
ト25に潤滑油を供給するためのフィードパイプであ
る。
【0018】次に、本実施例の制御装置の油圧回路を説
明する。図7および図8に示す油圧回路は、無端ベルト
25の張力を保持してスリップを防止するための低圧側
のライン圧(以下PL圧という)と、ベルト式無段変速
機のレシオを維持および変更するための高圧側のライン
圧(以下PH圧という)の制御を司るもので、この油圧
回路に設けられた各バルブは前記メインバルブボディ2
とセカンダリバルブボディ3の内部に配設される。
【0019】符号72はオイルポンプ71の吐出油圧を
調圧して前記PH圧を作るためのPHレギュレータバル
ブであって、その右側に設けたスプリングの設定、後述
のスロットルバルブ95により作られるPB圧、および
後述の第1および第2PLコントロールバルブ74,7
5により作られるPLC1 圧で決定される特性は、図9
に示すものとなる。
【0020】符号74および75は第1PLコントロー
ルバルブおよび第2PLコントロールバルブであって、
前記PHレギュレータバルブ72で作ったPH圧をモジ
ュレータバルブ76で所定値減圧したPM圧を元圧と
し、その右側に設けたスプリングの設定、後述のPI
圧、および後述のスロットルバルブ95により作られる
PB圧に応じて各々PIC1 圧およびPIC2 圧を作る
ものである。ここで、PIC1 圧はスロットル開度が大
きい時、すなわちPB圧が高圧時の信号圧を決定し、P
IC2 はスロットル開度が小さい時、すなわちPB圧が
低圧時の信号圧を決定する。
【0021】符号77は、前記PIC1 圧あるいはPI
2 圧のいずれかであるPLC圧に基づいてPH圧を調
圧することによりPL圧を作るPLレギュレータバルブ
であって、図10に示すように、このPL圧はスロット
ル開度が大きい程、またレシオがOD側からLOW側に
変化する程増加する特性を持つ。
【0022】符号95は、スロットル開度に応じ元圧で
あるPM圧を調圧して前記PB圧を作るためのスロット
ルバルブであって、アクセルペダルに連動して作動する
カム96により作動する。このPB圧は、例えばシフト
レバーが[D]レンジにある時、スロットル開度が2/
8まではリニアの増加し、スロットル開度が更に増加し
ても一定値を保つ特性を持つ。
【0023】スロットルバルブ95と前記第1PLコン
トロールバルブ74および第2PLコントロールバルブ
75とを結ぶPB圧の油路にはオリフィス97が設けら
れ、このオリフィス97の両コントロールバルブ74,
75側に他のオリフィス100を介してアキュムレータ
98が設けられる。また前記オリフィス97には、スロ
ットルバルブ95から両コントロールバルブ74,75
へのオイルの流れを許容し、両コントロールバルブ7
4,75からスロットルバルブ95へのオイルの流れを
規制するチェックバルブ99が並列に設けられる。
【0024】符号108はシフトバルブであって、PG
圧、PI圧、PA圧、およびシフトバルブスプリング1
081 の荷重により、PH圧とPL圧をドライブプーリ
14の可動側プーリ半体16およびドリブンプーリ18
の可動側プーリ半体21に選択的に作用させてレシオを
変更すべく作用する。ここで、PG圧は元圧であるPH
圧をガバナで調圧して作られるもので、エンジンの回転
数に応じて増加する特性を有する。また、PI圧は元圧
であるPM圧をドライブプーリ14の可動側プーリ半体
16のストローク、すなわちレシオの変化に応じて調圧
したもので、レシオがLOW側で高圧、OD側で低圧と
なる特性を有する。更に、PA圧は元圧であるPM圧を
スロットル開度に応じて調圧したもので、前記PG圧が
実際のエンジンの回転数に対応しているのに対し、この
PA圧は運転者の意思をアクセルペダルを介して具体化
したスロットル開度すなわち目標エンジン回転数に対応
している。
【0025】而して、シフトバルブ108を左位置に付
勢するPA圧とスプリング1081 の荷重の和が、該シ
フトバルブ108を右位置に付勢するPG圧とPI圧の
和に釣り合っているとき、シフトバルブ108は中立位
置にあってPL圧がドライブプーリ14およびドリブン
プーリ18の両方に作用し、レシオは固定される。ま
た、シフトバルブ108が左位置に移動すると、ドライ
ブプーリ14に低圧のPL圧が作用するとともにドリブ
ンプーリ18に高圧のPH圧が作用し、レシオはLOW
側に移動する。一方、シフトバルブ108が右位置に移
動すると、ドライブプーリ14に高圧のPH圧が作用す
るとともにドリブンプーリ18に低圧のPL圧が作用
し、レシオはOD側に移動する。
【0026】次に、前述の構成を備えた本発明の実施例
の作用について説明する。エンジンのクランクシャフト
5にトルクコンバータ6を介して接続されたミッション
入力軸7の回転は、駆動ギヤ37および従動ギヤ38を
介してインプットシャフト10に伝達され、インプット
シャフト10の回転はドライブプーリ14および無端ベ
ルト25を介してアウトプットシャフト13上に支持し
たドリブンプーリ18に伝達される。一方、前記ミッシ
ョン入力軸7の回転は後退用ギヤ列45の第1中間ギヤ
41と第2中間ギヤ42を介してアウトプットシャフト
13上に支持したリバースギヤ44に伝達される。この
とき、アウトプットシャフト13上のドリブンプーリ1
8とリバースギヤ44は相互に逆方向に回転するが、前
進用クラッチ46および後退用クラッチ47が係合しな
い限り、その回転はいずれもアウトプットシャフト13
に伝達されない。
【0027】この状態から、アウトプットシャフト13
の内部に配設したフィードパイプ57、油路132 、お
よび油路481 を介して前進用クラッチ46の油室50
に圧油を供給すると、クラッチピストン49が左方向に
移動して摩擦板52を挟圧し、ドリブンプーリ18はク
ラッチガイド48を介してアウトプットシャフト13に
結合される。而してアウトプットシャフト13が駆動さ
れると、その回転は出力ギヤ59およびファイナルギヤ
64を介して差動装置62に伝達されて車両を前進駆動
する。一方、アウトプットシャフト13の内部に配設し
たフィードパイプ58、油路133 、および油路482
を介して後退用クラッチ47の油室54に圧油を供給す
ると、クラッチピストン53が右方向に移動して摩擦板
56を挟圧し、リバースギヤ44はクラッチガイド48
を介してアウトプットシャフト13に結合される。この
場合、リバースギヤ44はドリブンプーリ18とは逆方
向に回転しているため、アウトプットシャフト13は前
述とは逆方向に回転して車両は後退駆動される。
【0028】アイドリング時におけるシフトバルブ10
8の左側にはアイドリング回転数に応じた低圧のPG圧
およびPI圧が作用し、シフトバルブ108の右側には
アイドリング時の低スロットル開度に対応する低圧のP
A圧が作用する。このとき、シフトバルブ108はシフ
トバルブスプリング1081 の設定により左位置に移動
しており、ドライブプーリ14に低圧のPL圧が作用す
るとともにドリブンプーリ18に高圧のPH圧が作用
し、そのベルト式無段変速機のレシオはLOWの状態に
ある。ここからアクセルペダルを踏み込むと、エンジン
の回転数が上昇してPG圧が高まり、PA圧に抗してシ
フトバルブ108を右位置に切り換える。その結果、ド
ライブプーリ14に高圧のPH圧が作用するとともにド
リブンプーリ18に低圧のPL圧が作用し、レシオはL
OW位置からOD位置に向けて変速を開始する。
【0029】シフトバルブ108に作用するPI圧はレ
シオがLOW側で高圧であり、OD側で低圧になるよう
に変化する。そして、このPI圧はPA圧と対抗する圧
力であるため、そのPA圧はLOW側からOD側に変化
するにつれて高圧になる。したがって、図11に示す変
速特性は、LOW側からOD側に変化するにつれて右上
がりの特性を持つことになる。
【0030】アクセルペダルを踏み込むことによりスロ
ットルバルブ95から第1PLコントロールバルブ74
と第2PLコントロールバルブ75に供給されるPB圧
を増加させると、両コントロールバルブ74,75から
PLレギュレータバルブ77に供給されるPLC圧が増
加する。その結果、スロットル開度の増加に応じて伝達
トルクを決定するPL圧が高められ、無端ベルト25の
スリップが防止される。
【0031】ところで、図12に示すようにアクセルペ
ダルを踏み込んだ後にt=0において急に戻した場合、
回転系のイナーシャによりエンジンの回転がすぐには下
がらず、一時的に回転が高い状態が継続する。この場合
トルクコンバータ6を発進クラッチとして持つベルト式
無段変速機においては、トルクコンバータ6の入出力軸
間の回転差に起因してベルト駆動部に一時的に高いトル
クが作用する。この時PL圧が充分に大きくないと、前
記トルクによってプーリ14,18と無端ベルト25間
にスリップが発生し、該無端ベルト25の耐久性が低下
する虞れがある。
【0032】しかしながら、スロットルバルブ95と両
PLコントロールバルブ74,75を結ぶ油路に設けた
チェックバルブ99、オリフィス97,およびアキュム
レータ98の作用により、t=0においてアクセルペダ
ルを急激に戻した後も両PLコントロールバルブ74,
75に作用するPB圧が一定時間だけ高圧に保持される
(図13参照)。これにより、図14に示すように前述
の伝達トルクが高い状態に対応してPL圧も一定時間だ
け高い状態に保持されるため、無端ベルト25のスリッ
プが防止される。なお、アクセルペダルを踏み込んだ際
には前記チェックバルブ99が開弁し、かつアキュムレ
ータ98に設けたオリフィス100が作用するため、P
B圧は速やかに両PLコントロールバルブ74,75に
伝達される。
【0033】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の小
設計変更を行うことが可能である。
【0034】例えば、実施例ではエンジンとトルクコン
バータの間にトルクコンバータを備えているが、このト
ルクコンバータに代えてフルードカップリングを用いる
ことも可能である。
【0035】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、エンジン
の負荷に応じた制御圧を発生させる調圧弁と、この制御
に応じて無端ベルトの伝達トルクを決定するPL圧を
発生させるコントロールバルブとを結ぶ油路に、オリフ
ィス、チェックバルブ、およびアキュムレータを配設し
ているので、アクセルペダルを踏み込んだ後に急に戻し
た場合に、前記コントロールバルブに作用する制御圧
一定時間だけ高圧に保持される。したがって、アクセル
ペダルを急に戻した後にエンジン回転数が一時的に高い
状態があっても、それに対応してPL圧が高められて伝
達トルクが増加するため、無端ベルトのスリップが防止
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】車両用の動力伝達装置を示す図2〜図5の配置
【図2】図1のA部拡大図
【図3】図1のB部拡大図
【図4】図1のC部拡大図
【図5】図1のD部拡大図
【図6】図1の6方向矢視図
【図7】油圧回路の第1部分図
【図8】油圧回路の第2部分図
【図9】レシオおよびスロットル開度に対するPH圧の
特性を示すグラフ
【図10】レシオおよびスロットル開度に対するPL圧
の特性を示すグラフ
【図11】ベルト式無段変速機の変速特性を示すグラフ
【図12】アクセルペダルの操作に伴うエンジン回転数
の変化を示すグラフ
【図13】アクセルペダルの操作に伴うPB圧の変化を
示すグラフ
【図14】アクセルペダルの操作に伴うPL圧の変化を
示すグラフ
【符号の説明】
6・・・トルクコンバータ 10・・インプットシャフト 14・・ドライブプーリ 18・・ドリブンプーリ 25・・無端ベルト 71・・オイルポンプ 74・・第1PLコントロールバルブ(コントロールバ
ルブ) 75・・第2PLコントロールバルブ(コントロールバ
ルブ) 95・・スロットルバルブ(調圧弁) 97・・オリフィス 98・・アキュムレータ 99・・チェックバルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンにトルクコンバータ(6)ある
    いはフルードカップリングを介して接続されたインプッ
    トシャフト(10)と、このインプットシャフト(1
    0)に設けられたドライブプーリ(14)と、このドラ
    イブプーリ(14)に無端ベルト(25)を介して接続
    されたドリブンプーリ(18)と、エンジンの負荷に応
    じた制御圧を発生させる調圧弁(95)と、この制御圧
    に応じてオイルポンプ(71)の吐出圧を調圧し、前記
    ドライブプーリ(14)およびドリブンプーリ(18)
    間の伝達トルクを決定するPL圧を発生させるコントロ
    ールバルブ(74,75)とを備えたベルト式無段変速
    機の制御装置であって、前記調圧弁(95)とコントロ
    ールバルブ(74,75)とを接続する油路にオリフィ
    ス(97)を設け、このオリフィス(97)に前記コン
    トロールバルブ(74,75)から調圧弁(95)への
    オイルの流れを規制するチェックバルブ(99)を並列
    に接続し、さらに前記オリフィス(97)とコントロー
    ルバルブ(74,75)間の油路にアキュムレータ(9
    8)を接続したことを特徴とする、ベルト式無段変速機
    の制御装置。
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