JP3254507B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置Info
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- JP3254507B2 JP3254507B2 JP19170093A JP19170093A JP3254507B2 JP 3254507 B2 JP3254507 B2 JP 3254507B2 JP 19170093 A JP19170093 A JP 19170093A JP 19170093 A JP19170093 A JP 19170093A JP 3254507 B2 JP3254507 B2 JP 3254507B2
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電動パワーステアリング
装置に関し、特に安全性を高めた電動パワーステアリン
グ装置を提案するものである。
装置に関し、特に安全性を高めた電動パワーステアリン
グ装置を提案するものである。
【０００２】
【従来の技術】電動パワーステアリング装置は操舵トル
クを検出し、検出トルクに応じて電動機を駆動してこの
回転で操舵力を助勢するものである。図１はその構成の
概略を示すブロック図である。操舵軸（図示せず）に設
けたトルクセンサ２の出力はインターフェイス３を介し
てCPU １へ入力される。ここでA/D 変換(11)され、次い
で位相補償(12)される。CPU １は検出トルクと電動機５
の駆動電流目標値との関係をテーブル(13)にしてメモリ
に格納してあり、入力トルクに応じた目標電流を読出
す。一方A/D 変換出力は微分され(18)、これが目標電流
に加算される(14)。この微分値は電動機５の慣性補償の
ために加算される。
クを検出し、検出トルクに応じて電動機を駆動してこの
回転で操舵力を助勢するものである。図１はその構成の
概略を示すブロック図である。操舵軸（図示せず）に設
けたトルクセンサ２の出力はインターフェイス３を介し
てCPU １へ入力される。ここでA/D 変換(11)され、次い
で位相補償(12)される。CPU １は検出トルクと電動機５
の駆動電流目標値との関係をテーブル(13)にしてメモリ
に格納してあり、入力トルクに応じた目標電流を読出
す。一方A/D 変換出力は微分され(18)、これが目標電流
に加算される(14)。この微分値は電動機５の慣性補償の
ために加算される。
【０００３】上述の加算結果と電動機５の駆動電流のフ
ィードバック値（駆動電流検出回路６によって検出され
CPU １でA/D 変換(19)される) との偏差が求められ(1
5)、これをPI演算(16)して制御量を算出し、これに応じ
たPWM 波信号及び電動機５の回転方向を表す信号を作成
する(17)。これらの信号は電動機５と共に４つのスイッ
チトランジスタでＨ型ブリッジに構成した駆動回路４へ
与えられる。なお、ここには図示していないが車速セン
サが検出した車速情報もCPU １へ入力され、それに応じ
た目標電流のテーブルが読み出される。
ィードバック値（駆動電流検出回路６によって検出され
CPU １でA/D 変換(19)される) との偏差が求められ(1
5)、これをPI演算(16)して制御量を算出し、これに応じ
たPWM 波信号及び電動機５の回転方向を表す信号を作成
する(17)。これらの信号は電動機５と共に４つのスイッ
チトランジスタでＨ型ブリッジに構成した駆動回路４へ
与えられる。なお、ここには図示していないが車速セン
サが検出した車速情報もCPU １へ入力され、それに応じ
た目標電流のテーブルが読み出される。
【０００４】このような装置においてはCPU １の暴走対
策としてハードウェアによる電動機駆動方向の限定をす
る禁止回路７を設けている。これは検出トルクの方向と
電動機の駆動方向とが相違する領域では電動機の駆動を
禁止することとして不測の事態が生じないようにするた
めである。実際には図２に示すように不感帯域も含んで
駆動禁止がなされる。
策としてハードウェアによる電動機駆動方向の限定をす
る禁止回路７を設けている。これは検出トルクの方向と
電動機の駆動方向とが相違する領域では電動機の駆動を
禁止することとして不測の事態が生じないようにするた
めである。実際には図２に示すように不感帯域も含んで
駆動禁止がなされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら検出トル
クはCPU １内で位相補償が行われ、また微分値の加算が
行われるので、ある時点で検出しているトルクが右方向
であっても電動機を回転駆動すべき方向が左側であると
いう事態が発生し、この場合には電動機をそのように回
転させるのが好ましいにも拘らず、電動機の左側への駆
動が禁止されてしまうという問題がある。これは不感帯
及びその近傍での操舵について発生し、これに伴う操舵
感覚の劣化対策が課題となっている。本発明はこのよう
な課題を解決するためになされたものであり、電動機駆
動禁止域の設定を改めることにより、位相補償、微分値
加算制御の妨げになることなくCPU の暴走対策を施した
電動パワーステアリング装置を提供することを目的とす
る。
クはCPU １内で位相補償が行われ、また微分値の加算が
行われるので、ある時点で検出しているトルクが右方向
であっても電動機を回転駆動すべき方向が左側であると
いう事態が発生し、この場合には電動機をそのように回
転させるのが好ましいにも拘らず、電動機の左側への駆
動が禁止されてしまうという問題がある。これは不感帯
及びその近傍での操舵について発生し、これに伴う操舵
感覚の劣化対策が課題となっている。本発明はこのよう
な課題を解決するためになされたものであり、電動機駆
動禁止域の設定を改めることにより、位相補償、微分値
加算制御の妨げになることなくCPU の暴走対策を施した
電動パワーステアリング装置を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の電動パワーステ
アリング装置は電動機の駆動禁止域を図３に示すように
検出トルクと反対側であって且つ所定トルク値より大き
い領域と定めたものである。即ち第１発明の電動パワー
ステアリング装置は、検出した操舵トルクを位相補償
し、該位相補償した操舵トルクに応じて電動機を駆動し
て操舵を助勢する電動パワーステアリング装置におい
て、前記位相補償した操舵トルクに応じて目標電流値を
設定する第１手段と、該第１手段とは独立して、検出ト
ルクを不感帯を規定する値より大きい所定値と比較し、
検出トルクが前記所定値以上である場合に検出トルクの
方向と逆方向への電動機の駆動を禁止する第２手段とを
備えることを特徴とする。
アリング装置は電動機の駆動禁止域を図３に示すように
検出トルクと反対側であって且つ所定トルク値より大き
い領域と定めたものである。即ち第１発明の電動パワー
ステアリング装置は、検出した操舵トルクを位相補償
し、該位相補償した操舵トルクに応じて電動機を駆動し
て操舵を助勢する電動パワーステアリング装置におい
て、前記位相補償した操舵トルクに応じて目標電流値を
設定する第１手段と、該第１手段とは独立して、検出ト
ルクを不感帯を規定する値より大きい所定値と比較し、
検出トルクが前記所定値以上である場合に検出トルクの
方向と逆方向への電動機の駆動を禁止する第２手段とを
備えることを特徴とする。
【０００７】また第２発明の電動パワーステアリング装
置は、検出した操舵トルクに応じた目標電流値と検出し
た操舵トルクの微分信号との加算信号に基づいて電動機
を駆動して操舵を助勢する電動パワーステアリング装置
において、検出トルクに相当する信号の微分信号を求め
る第１回路と、第１回路により求めた微分信号と前記検
出トルクに相当する信号との和を求める第２回路と、第
２回路によって求めた和に基づいて電動機の駆動を禁止
する手段とを備えることを特徴とする。
置は、検出した操舵トルクに応じた目標電流値と検出し
た操舵トルクの微分信号との加算信号に基づいて電動機
を駆動して操舵を助勢する電動パワーステアリング装置
において、検出トルクに相当する信号の微分信号を求め
る第１回路と、第１回路により求めた微分信号と前記検
出トルクに相当する信号との和を求める第２回路と、第
２回路によって求めた和に基づいて電動機の駆動を禁止
する手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
【作用】図３に示すように不感帯よりも少し大きいトル
ク値Ｌ，Ｒ以上の領域に禁止域を設定することにより、
位相制御，微分値加算による駆動電流方向と検出トルク
の方向とが逆になったとしても、この場合の検出トルク
値は禁止域の境界値Ｌ，Ｒより小さいから電動機の駆動
が許容され、所要の操舵助勢が行われ、操舵感覚の劣化
がない。またCPU 暴走による方向の逆転時には電動機駆
動の禁止がかかる禁止域の境界に近い領域（境界Ｌ，Ｒ
より不感帯側）では検出トルクと逆方向の電動機駆動が
許容されてしまうが、電動機駆動電流は僅かであるので
安全性を損なうことはない。
ク値Ｌ，Ｒ以上の領域に禁止域を設定することにより、
位相制御，微分値加算による駆動電流方向と検出トルク
の方向とが逆になったとしても、この場合の検出トルク
値は禁止域の境界値Ｌ，Ｒより小さいから電動機の駆動
が許容され、所要の操舵助勢が行われ、操舵感覚の劣化
がない。またCPU 暴走による方向の逆転時には電動機駆
動の禁止がかかる禁止域の境界に近い領域（境界Ｌ，Ｒ
より不感帯側）では検出トルクと逆方向の電動機駆動が
許容されてしまうが、電動機駆動電流は僅かであるので
安全性を損なうことはない。
【０００９】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て詳述する。図４は本発明の第１実施例を示すブロック
図である。操舵軸（図示せず）に設けたトルクセンサ２
の出力はインターフェイス３を介してCPU １及び電動機
５の駆動方向の限定を行う禁止回路７へ入力される。CP
U １ではまずA/D 変換し(11)、位相補償し(12)、その値
をもとに目標電流テーブル13にアクセスして検出トルク
に見合う電動機５の駆動電流目標値を得る。そしてこの
目標電流値はCPU １外部のD/A 変換器８へ入力され、こ
こでアナログ値となって加算部９へ与えられる。
て詳述する。図４は本発明の第１実施例を示すブロック
図である。操舵軸（図示せず）に設けたトルクセンサ２
の出力はインターフェイス３を介してCPU １及び電動機
５の駆動方向の限定を行う禁止回路７へ入力される。CP
U １ではまずA/D 変換し(11)、位相補償し(12)、その値
をもとに目標電流テーブル13にアクセスして検出トルク
に見合う電動機５の駆動電流目標値を得る。そしてこの
目標電流値はCPU １外部のD/A 変換器８へ入力され、こ
こでアナログ値となって加算部９へ与えられる。
【００１０】電動機５の実際の駆動電流は駆動電流検出
回路６で検出され、加算部９へフィードバックされ、こ
こでD/A 変換器８出力との偏差が算出される。この偏差
はPWM 回路10へ入力され、ここで電動機５の駆動回路４
へ与えられるべきPWM 信号及び回転方向を指令する信号
が作成される。駆動回路４は電動機５と共に４つのスイ
ッチトランジスタで構成されたＨブリッジの回路であ
り、従来同様のものである。
回路６で検出され、加算部９へフィードバックされ、こ
こでD/A 変換器８出力との偏差が算出される。この偏差
はPWM 回路10へ入力され、ここで電動機５の駆動回路４
へ与えられるべきPWM 信号及び回転方向を指令する信号
が作成される。駆動回路４は電動機５と共に４つのスイ
ッチトランジスタで構成されたＨブリッジの回路であ
り、従来同様のものである。
【００１１】禁止回路７は検出トルクの大きさ，方向を
調べ、図３に示す左（右）駆動禁止域境界値Ｌ（Ｒ）よ
り大きい右（左）回転方向トルクが入力された場合に左
（右）駆動禁止信号を駆動回路４へ出力する。これら左
（右）駆動禁止信号は駆動回路４のスイッチトランジス
タのうちの左（右）方向回転の際に導通するものを非導
通にするよう接続されている。従って検出トルクの方向
が電動機を駆動すべき方向、つまりCPU １の演算によっ
て指令された方向と相違する場合であってＬ，Ｒの値を
超える場合は電動機５の回転が禁止され、CPU 暴走によ
る危険が回避される。一方、位相補償によってそのとき
のCPU １が演算した駆動電流の方向と検出トルクの方向
とが相違することがあるが、この場合の駆動電流相当の
トルクがＬ〜Ｒの範囲に収まるようにＬ，Ｒを選定して
おくことにより位相補償の効果を阻害することなく操舵
力助勢が行われる。
調べ、図３に示す左（右）駆動禁止域境界値Ｌ（Ｒ）よ
り大きい右（左）回転方向トルクが入力された場合に左
（右）駆動禁止信号を駆動回路４へ出力する。これら左
（右）駆動禁止信号は駆動回路４のスイッチトランジス
タのうちの左（右）方向回転の際に導通するものを非導
通にするよう接続されている。従って検出トルクの方向
が電動機を駆動すべき方向、つまりCPU １の演算によっ
て指令された方向と相違する場合であってＬ，Ｒの値を
超える場合は電動機５の回転が禁止され、CPU 暴走によ
る危険が回避される。一方、位相補償によってそのとき
のCPU １が演算した駆動電流の方向と検出トルクの方向
とが相違することがあるが、この場合の駆動電流相当の
トルクがＬ〜Ｒの範囲に収まるようにＬ，Ｒを選定して
おくことにより位相補償の効果を阻害することなく操舵
力助勢が行われる。
【００１２】図５は第２実施例のブロック図である。ト
ルクセンサ２の出力はインターフェイス３を介してCPU
１へ入力され、A/D 変換(11)され、次いで位相補償(12)
される。CPU １は検出トルクと電動機５の駆動電流目標
値との関係をテーブル(13)にして記憶しており、メモリ
に格納してある。そして入力トルクに応じた目標電流を
読出す。一方A/D 変換出力は微分され(18)、これが目標
電流に加算される(14)。上述の加算の結果を電動機５の
駆動電流のフィードバック値（駆動電流検出回路６によ
って検出され、CPU １でA/D 変換(19)される) との偏差
が求められ(15)これをPI演算(16)して制御量を算出し、
これに応じたPWM 波信号及び電動機５の回転方向を表す
信号を作成する(17)。これらの信号は電動機５と共に４
つのスイッチトランジスタでＨ型ブリッジに構成した駆
動回路４へ与えられる。
ルクセンサ２の出力はインターフェイス３を介してCPU
１へ入力され、A/D 変換(11)され、次いで位相補償(12)
される。CPU １は検出トルクと電動機５の駆動電流目標
値との関係をテーブル(13)にして記憶しており、メモリ
に格納してある。そして入力トルクに応じた目標電流を
読出す。一方A/D 変換出力は微分され(18)、これが目標
電流に加算される(14)。上述の加算の結果を電動機５の
駆動電流のフィードバック値（駆動電流検出回路６によ
って検出され、CPU １でA/D 変換(19)される) との偏差
が求められ(15)これをPI演算(16)して制御量を算出し、
これに応じたPWM 波信号及び電動機５の回転方向を表す
信号を作成する(17)。これらの信号は電動機５と共に４
つのスイッチトランジスタでＨ型ブリッジに構成した駆
動回路４へ与えられる。
【００１３】ここには図示していないが車速センサが検
出した車速情報もCPU １へ入力され、それに応じた目標
電流のテーブルが読み出される。インターフェイス３の
出力は加算器22及び微分回路21へ入力され微分回路21出
力は加算器22へ入力される。加算器22出力は禁止回路７
へ入力され、ここで微分値を加算したトルク値の方向及
び大きさが求められると共に図２のＬ，Ｒとの大小関係
が調べられ左（右）向きトルクがＬ（Ｒ）より小である
場合は禁止回路７は左（右）駆動禁止信号を出力する。
これら左（右）駆動禁止信号は駆動回路４の電動機左
（右）駆動に係るスイッチトランジスタを非導通とする
ように与えられる。
出した車速情報もCPU １へ入力され、それに応じた目標
電流のテーブルが読み出される。インターフェイス３の
出力は加算器22及び微分回路21へ入力され微分回路21出
力は加算器22へ入力される。加算器22出力は禁止回路７
へ入力され、ここで微分値を加算したトルク値の方向及
び大きさが求められると共に図２のＬ，Ｒとの大小関係
が調べられ左（右）向きトルクがＬ（Ｒ）より小である
場合は禁止回路７は左（右）駆動禁止信号を出力する。
これら左（右）駆動禁止信号は駆動回路４の電動機左
（右）駆動に係るスイッチトランジスタを非導通とする
ように与えられる。
【００１４】このような実施例においてはCPU １内の計
算でモータ駆動方向を決定する処置（検出トルクに基づ
く目標電流に微分値を加算して求まる目標電流の方向に
よって決まる）と、禁止回路７でのモータ駆動禁止処理
（検出トルクに微分トルクを加算したトルクによって決
まる）がトルクの微分値を反映しているという意味で同
基準となるので、禁止回路７での禁止の判定がより正確
に行われる。即ち、禁止回路７での禁止動作はCPU １内
での目標電流（加算結果14) が零又は逆方向のときに作
用するようにしてある。
算でモータ駆動方向を決定する処置（検出トルクに基づ
く目標電流に微分値を加算して求まる目標電流の方向に
よって決まる）と、禁止回路７でのモータ駆動禁止処理
（検出トルクに微分トルクを加算したトルクによって決
まる）がトルクの微分値を反映しているという意味で同
基準となるので、禁止回路７での禁止の判定がより正確
に行われる。即ち、禁止回路７での禁止動作はCPU １内
での目標電流（加算結果14) が零又は逆方向のときに作
用するようにしてある。
【００１５】なお微分処理18のゲインよりも微分回路21
のゲインを大とするのが好ましい。これは次の理由によ
る。即ちCPU １内の演算では目標電流テーブルから読出
した電流値に微分値分を加算するのであるから検出トル
ク信号が不感帯域にあっても微分値分が零でない限り目
標電流は零にはならない。
のゲインを大とするのが好ましい。これは次の理由によ
る。即ちCPU １内の演算では目標電流テーブルから読出
した電流値に微分値分を加算するのであるから検出トル
ク信号が不感帯域にあっても微分値分が零でない限り目
標電流は零にはならない。
【００１６】禁止回路７では検出トルク信号が不感帯に
あって、微分値分が零でなくても加算した結果のトルク
値が不感帯にあればモータ右（左）駆動は禁止されてし
まう。従って検出トルク信号が不感帯にあっても微分値
分が零でなければ、加算した結果のトルク値が不感帯外
となるように微分回路21のゲインを大きくする。これに
より、トルク値が不感帯にあるときのCPU １による微分
制御の妨げとならない。
あって、微分値分が零でなくても加算した結果のトルク
値が不感帯にあればモータ右（左）駆動は禁止されてし
まう。従って検出トルク信号が不感帯にあっても微分値
分が零でなければ、加算した結果のトルク値が不感帯外
となるように微分回路21のゲインを大きくする。これに
より、トルク値が不感帯にあるときのCPU １による微分
制御の妨げとならない。
【００１７】
【発明の効果】図６，図７は図１の従来装置及び本発明
の第２実施例の装置による各部の信号波形又は演算値に
対応する波形を示している。両図において共に(a) は検
出トルク信号、(b) は目標電流テーブルの読出し値を表
している。図６の(c) は図１の禁止回路７出力を示して
いる。図６の(d) は加算(14)の結果、つまり駆動電流を
表しているがハッチング部の駆動が禁止されるため本来
必要な助勢が行えず操舵感が劣化している。一方図７
(c) の実線は微分回路21出力を示し、トルク信号 (破
線) との和によって出力される駆動禁止信号は図７(d)
のようになる。従って駆動電流は図７(e) のようにな
る。つまり本来必要な操舵助勢が行えるのである。
の第２実施例の装置による各部の信号波形又は演算値に
対応する波形を示している。両図において共に(a) は検
出トルク信号、(b) は目標電流テーブルの読出し値を表
している。図６の(c) は図１の禁止回路７出力を示して
いる。図６の(d) は加算(14)の結果、つまり駆動電流を
表しているがハッチング部の駆動が禁止されるため本来
必要な助勢が行えず操舵感が劣化している。一方図７
(c) の実線は微分回路21出力を示し、トルク信号 (破
線) との和によって出力される駆動禁止信号は図７(d)
のようになる。従って駆動電流は図７(e) のようにな
る。つまり本来必要な操舵助勢が行えるのである。
【図１】従来装置のブロック図である。
【図２】駆動禁止域の説明図である。
【図３】本発明装置の駆動禁止域の説明図である。
【図４】第１実施例のブロック図である。
【図５】第２実施例のブロック図である。
【図６】従来装置の波形図である。
【図７】本発明装置の波形図である。
１ CPU ４ 駆動回路 ５ 電動機 ７ 禁止回路 21 微分回路 22 加算回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松岡 浩史 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８ 号 光洋精工株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−42878（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−290773（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−154384（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 6/00 B62D 5/04
Claims (3)
- 【請求項１】 検出した操舵トルクを位相補償し、該位
相補償した操舵トルクに応じて電動機を駆動して操舵を
助勢する電動パワーステアリング装置において、前記位
相補償した操舵トルクに応じて目標電流値を設定する第
１手段と、該第１手段とは独立して、検出トルクを不感
帯を規定する値より大きい所定値と比較し、検出トルク
が前記所定値以上である場合に検出トルクの方向と逆方
向への電動機の駆動を禁止する第２手段とを備えること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 【請求項２】 検出した操舵トルクに応じた目標電流値
と検出した操舵トルクの微分信号との加算信号に基づい
て電動機を駆動して操舵を助勢する電動パワーステアリ
ング装置において、検出トルクに相当する信号の微分信
号を求める第１回路と、第１回路により求めた微分信号
と前記検出トルクに相当する信号との和を求める第２回
路と、第２回路によって求めた和に基づいて電動機の駆
動を禁止する手段とを備えることを特徴とする電動パワ
ーステアリング装置。 - 【請求項３】 電動機を駆動するための微分信号を得る
微分手段のゲインよりも前記第１回路のゲインを大とし
てある請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19170093A JP3254507B2 (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | 電動パワーステアリング装置 |
| DE69401858T DE69401858T2 (de) | 1993-07-02 | 1994-07-01 | Elektrische Servolenkung |
| EP94110299A EP0631922B1 (en) | 1993-07-02 | 1994-07-01 | Electric power steering apparatus |
| US08/270,055 US5485067A (en) | 1993-07-02 | 1994-07-01 | Electric power steering apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19170093A JP3254507B2 (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0717423A JPH0717423A (ja) | 1995-01-20 |
| JP3254507B2 true JP3254507B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=16279028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19170093A Expired - Lifetime JP3254507B2 (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | 電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3254507B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3285490B2 (ja) * | 1996-05-28 | 2002-05-27 | 三菱電機株式会社 | 電動式パワーステアリング装置 |
| KR100458216B1 (ko) * | 2000-09-05 | 2004-11-26 | 주식회사 만도 | 전자식 파워 스티어링 장치 |
| JP2002166842A (ja) * | 2000-11-29 | 2002-06-11 | Koyo Seiko Co Ltd | 電動パワーステアリング制御装置 |
| JP4637933B2 (ja) | 2008-05-29 | 2011-02-23 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
-
1993
- 1993-07-02 JP JP19170093A patent/JP3254507B2/ja not_active Expired - Lifetime
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