JP3331418B2 - Engine air-fuel ratio control device - Google Patents

Engine air-fuel ratio control device

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JP3331418B2 JP9521893A JP9521893A JP3331418B2 JP 3331418 B2 JP3331418 B2 JP 3331418B2 JP 9521893 A JP9521893 A JP 9521893A JP 9521893 A JP9521893 A JP 9521893A JP 3331418 B2 JP3331418 B2 JP 3331418B2
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの空燃比を複
数の異なる空燃比に制御する空燃比制御装置に関し、特
に、自動変速機付車両用エンジンの空燃比制御装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air-fuel ratio control device for controlling an air-fuel ratio of an engine to a plurality of different air-fuel ratios, and more particularly to an air-fuel ratio control device for a vehicle engine with an automatic transmission.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から例えば特開平3ー237216
号公報に記載されているように、低負荷域で筒内のスワ
ールを強化することによって超希薄空燃比での燃焼(リ
ーンバーン)を実現するようにしたエンジンが知られて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-237216
As described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-209, there is known an engine which realizes combustion (lean burn) at an ultra-lean air-fuel ratio by strengthening swirl in a cylinder in a low load region.

【0003】ところで、リーンバーンを行うエンジンに
おいては、高負荷域では出力を確保するため空燃比をλ
(空気過剰率)=1の理論空燃比あるいはそれよりリッ
チ側に制御し、空燃比リーン制御ゾーン内ではNOx排
出量の増大を避けるため空燃比を超希薄側に制御するの
が普通である。その場合に、空燃比ゾーン判定を図10
の(a)に示すようなエンジン回転数とアクセル開度を
パラメータとする判定マップによって行うようにしたも
のが従来から知られている。この判定マップは、同一出
力を得るためのアクセル開度がエンジン回転数の上昇と
ともに大きくなることから、エンジン回転数が高い程空
燃比リーン制御ゾーンを高アクセル開度側に広げるよう
設定される。
[0003] In an engine that performs lean burn, the air-fuel ratio is set to λ in order to secure output in a high load range.
In general, the air-fuel ratio is controlled to a stoichiometric air-fuel ratio of (excess air ratio) = 1 or richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and in the air-fuel ratio lean control zone, the air-fuel ratio is controlled to an extremely lean side in order to avoid an increase in NOx emission. In this case, the determination of the air-fuel ratio zone is performed as shown in FIG.
(A) is conventionally known in which the determination is performed using a determination map using the engine speed and the accelerator opening as parameters. Since the accelerator opening for obtaining the same output increases with an increase in the engine speed, this determination map is set so that the higher the engine speed, the wider the air-fuel ratio lean control zone is toward the higher accelerator opening.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】車両用の自動変速機の
シフトパターンは一般に車速とアクセル開度をパラメー
タとする変速マップによって決定される。そして、この
ような自動変速機付車両のエンジンをリーンバーンエン
ジンとし、その空燃比制御ゾーン判定を図10の(a)
に示すようなエンジン回転数とアクセル開度をパラメー
タとする判定マップによって行った場合に、空燃比リー
ン制御ゾーンは上記のようにエンジン回転数が高い程高
アクセル開度側に広がる設定であって、これを自動変速
機の変速マップに重ねると図10の(b)に示すように
なり、空燃比リーン制御ゾーンが変速段毎に車速が大き
くなるにつれて高アクセル側に広がったものとなる。そ
のため、図に一点鎖線で示すようにアクセル開度一定で
走行したときに、変速に伴って空燃比リーン制御ゾーン
から出たり入ったりといったゾーン変更が頻繁に発生し
て走行性が悪化する。
The shift pattern of an automatic transmission for a vehicle is generally determined by a shift map using vehicle speed and accelerator opening as parameters. The engine of such a vehicle with an automatic transmission is assumed to be a lean burn engine, and the determination of the air-fuel ratio control zone is made in FIG.
As shown above, when the determination is made by using a determination map using the engine speed and the accelerator opening as parameters, the air-fuel ratio lean control zone is set such that the higher the engine speed is, the higher the accelerator opening is, as described above. When this is superimposed on the shift map of the automatic transmission, it becomes as shown in FIG. 10B, and the air-fuel ratio lean control zone becomes wider toward the higher accelerator as the vehicle speed increases at each shift speed. Therefore, when the vehicle travels at a constant accelerator opening as shown by a dashed line in the figure, zone changes such as going in and out of the air-fuel ratio lean control zone frequently occur with the shift, and the traveling performance deteriorates.

【0005】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、自動変速機付車両用エンジンの空燃比を複数
の異なる空燃比に制御する場合に変速に伴って空燃比制
御ゾーンが頻繁に変化し走行性が悪化するのを防止する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and when the air-fuel ratio of a vehicle engine with an automatic transmission is controlled to a plurality of different air-fuel ratios, the air-fuel ratio control zone frequently changes with the shift. To prevent the running performance from being deteriorated.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、自動変速機付
車両用エンジンの空燃比を複数の異なる空燃比に制御す
る空燃比制御装置に係り、自動変速機シフトパターン決
定用パラメータであるアクセル開度と車速とをパラメー
タとして設定されたゾーン判定マップに基づいて空燃比
制御ゾーンの判定を行うゾーン判定手段と、該ゾーン判
定手段により判定された空燃比制御ゾーン毎に異なる空
燃比マップに基づいて目標空燃比を決定する目標空燃比
決定手段と前記目標空燃比に基づいてエンジンの空燃
比を制御する空燃比制御手段を備え、前記ゾーン判定マ
ップが、所定アクセル開度を境に空燃比制御ゾーンが変
化するよう設定されているとともに、前記所定アクセル
開度が車速に対し略一定に設定されていることを特徴と
する。
The present invention SUMMARY OF] relates to the air-fuel ratio control system for controlling the different air-fuel ratio of a plurality of automatic transmission with the vehicle engine, an automatic transmission shift pattern determining parameter accelerator Opening and vehicle speed
Zone determination means for determining an air-fuel ratio control zone based on a zone determination map set as a zone , and different air- fuel ratio control zones determined by the zone determination means.
Target air-fuel ratio that determines the target air-fuel ratio based on the fuel ratio map
Determining means for controlling the air-fuel ratio of the engine based on the target air-fuel ratio .
The air-fuel ratio control zone changes at a predetermined accelerator opening.
And the predetermined accelerator
The opening is set substantially constant with respect to the vehicle speed .

【0007】[0007]

【作用】本発明によれば、空燃比制御ゾーンは自動変速
機シフトパターン決定用パラメータと同一のパラメータ
であるアクセル開度と車速により設定されたゾーン判定
マップに基づいて判定される。その際、ゾーン判定マッ
プが、所定アクセル開度を境に空燃比制御ゾーンが変化
するよう設定されているとともに、前記所定アクセル開
度すなわちゾーン判定ラインが車速に対し略一定に設定
されているため、車速とともにシフトパターンが変化し
ても、アクセル開度が変わらなければ空燃比制御ゾーン
が頻繁に変化することはない
According to the present invention, the air-fuel ratio control zone has the same parameter as the automatic transmission shift pattern determination parameter.
Zone set by accelerator opening and vehicle speed
It is determined based on the map . At that time,
The air-fuel ratio control zone changes at a certain accelerator opening.
And the specified accelerator is opened.
Degree, that is, the zone judgment line is set to be substantially constant with the vehicle speed
Therefore, even if the shift pattern changes with the vehicle speed, the air-fuel ratio control zone does not change frequently unless the accelerator opening changes .

【0008】[0008]

【実施例】1は本発明の実施例のシステム図である。
図において、1はエンジン本体であり、2はエンジンの
吸気通路、3は排気通路をそれぞれ示す。
FIG . 1 is a system diagram of an embodiment of the present invention.
In the figure, 1 is an engine body, 2 is an intake passage of the engine, and 3 is an exhaust passage.

【0009】 エンジン本体1には、各気筒の燃焼室4に
対しそれぞれ二つの吸気ポート5a,5bと二つの排気
ポート6a,6bが設けられ、また、点火プラグ7が設
置されている。そして、吸気通路2は、サージタンク部
の下流が各気筒の二つの吸気ポート5a,5bに対しそ
れぞれ独立して連通するよう気筒毎に各二つの独立吸気
通路部2a,2bに区画されている。
The engine body 1 is provided with two intake ports 5a, 5b and two exhaust ports 6a, 6b for the combustion chamber 4 of each cylinder, and a spark plug 7 is provided. The intake passage 2 is divided into two independent intake passage portions 2a and 2b for each cylinder so that the downstream of the surge tank portion communicates independently with the two intake ports 5a and 5b of each cylinder. .

【0010】 気筒毎の上記二つの吸気ポート5a,5b
は、一方(5a)がストレートポート、他方がヘリカル
ポート(5b)であって、ヘリカルポートとされた方の
吸気ポート(プライマリポート)5bに連通する独立通
路部2bには燃料噴射弁8が設置され、ストレートポー
トとされた方の吸気ポート(セカンダリポート)5aに
連通する独立通路部2aには該通路部2aを開閉するこ
とによって筒内スワールを制御するスワールコントロー
ルバルブ(SCV)9が設けられている。そして、吸気
通路2は先端がエアクリーナ10に接続され、エアクリ
ーナ10との接続部にはエアフローメータ11が、ま
た、エアフローメータ11からサージタンク部まで延び
る上流側通路部にスロットル弁12が配置されている。
また、排気通路3には触媒コンバータ13が接続され、
また、触媒コンバータ13の上流にO2センサ14が設
置されている。
[0010] The above-mentioned two of the intake port 5a of each cylinder, 5b
The fuel injection valve 8 is installed in an independent passage 2b communicating with an intake port (primary port) 5b, one of which is a straight port (5a) and the other is a helical port (5b). In addition, a swirl control valve (SCV) 9 for controlling the in-cylinder swirl by opening and closing the passage portion 2a is provided in the independent passage portion 2a that communicates with the intake port (secondary port) 5a which is the straight port. ing. The intake passage 2 has a distal end connected to the air cleaner 10, an air flow meter 11 at a connection with the air cleaner 10, and a throttle valve 12 at an upstream passage extending from the air flow meter 11 to the surge tank. I have.
Further, a catalytic converter 13 is connected to the exhaust passage 3,
Further, an O 2 sensor 14 is provided upstream of the catalytic converter 13.

【0011】 エンジンにはマイクロコンピュータによっ
て構成されたコントロールユニット15が設けられてい
る。このコントロールユニット15には、エンジン本体
1に設けられたクランク角センサ16からクランク角信
号が入力され、エアフローメータ11から吸入空気量信
号が入力され、O2センサ14から空燃比信号が入力さ
れる。また、その他、車速と、アクセル踏み込み量すな
わちアクセル開度がコントロールユニット15に入力さ
れる。そして、コントロールユニット15によって燃料
噴射弁8が制御され、また、SCV9が制御され、それ
により空燃比およびスワールの制御が行われる。
The engine is provided with a control unit 15 constituted by a microcomputer. The control unit 15 receives a crank angle signal from a crank angle sensor 16 provided in the engine body 1, receives an intake air amount signal from the air flow meter 11, and receives an air-fuel ratio signal from the O 2 sensor 14. . In addition, the vehicle speed and the accelerator depression amount, that is, the accelerator opening, are input to the control unit 15. Then, the fuel injection valve 8 is controlled by the control unit 15, and the SCV 9 is controlled, whereby the air-fuel ratio and the swirl are controlled.

【0012】 空燃比の制御では、図2の(a)に概略的
に示すように、アクセル開度と車速をパラメータとし
て、空燃比リーン制御ゾーンと、λ=1ゾーンと空燃比
(A/F)=13のエンリッチゾーンとを規定するゾー
ン判定マップによってまず空燃比制御のゾーン判定が行
われる。図2の(b)は上記ゾーン判定マップを自動変
速機の変速マップに重ねたものである。そして、空燃比
リーン制御ゾーンのときは図3の(a)に示すエンジン
回転数と充填量をパラメータとした第1の空燃比マップ
を用いて目標空燃比が決定され、空燃比リーン制御ゾー
ンでないときは図3の(b)に示す第2の空燃比マップ
を用いて目標空燃比が決定される。そして、クランク角
信号から算出されるエンジン回転数と吸入空気量に基づ
いて燃料噴射の基本噴射量が演算され、それに水温等に
よる各種補正が加えられ、さらにO2センサ14によっ
て検出した空燃比と目標空燃比との偏差に基づいた空燃
比フィードバック補正が加えられ、燃料噴射量が決定さ
れて、その燃料噴射量に応じた噴射パルスが燃料噴射弁
8に出力され、それによってエンジンの空燃比が目標空
燃比に制御される。
In the control of the air-fuel ratio, as schematically shown in FIG. 2A, the air-fuel ratio lean control zone, the λ = 1 zone and the air-fuel ratio (A / F) are set using the accelerator opening and the vehicle speed as parameters. First, the zone determination of the air-fuel ratio control is performed based on the zone determination map that defines the enrich zone of = 13. FIG. 2B shows the above-described zone determination map superimposed on the shift map of the automatic transmission. Then, in the air-fuel ratio lean control zone, the target air-fuel ratio is determined using the first air-fuel ratio map using the engine speed and the charge amount as parameters shown in FIG. At this time, the target air-fuel ratio is determined using the second air-fuel ratio map shown in FIG. Then, the operation is the basic injection amount of fuel injection based on the engine speed and the intake air amount calculated from the crank angle signal, it various correction is added by water temperature, air-fuel ratio is further detected by the O 2 sensor 14 The air-fuel ratio feedback correction based on the deviation from the target air-fuel ratio is performed, the fuel injection amount is determined, and an injection pulse corresponding to the fuel injection amount is output to the fuel injection valve 8, whereby the engine air-fuel ratio is reduced. It is controlled to the target air-fuel ratio.

【0013】 また、SCV9はダイアフラム式のアクチ
ュエータ17に連結されている。このアクチュエータ1
7は2段配置のアクチュエータ室を有するものであっ
て、スロットル弁12下流の吸気負圧を各段のアクチュ
エータ室に導入する負圧通路18が設けられ、該負圧通
路18には、片側のアクチュエータ室のみを選択的に大
気開放に切り換え可能とする三方ソレノイドバルブ19
が配置されている。そして、SCV9はアクチュエータ
室に所定値以上の吸気負圧が導入されることによって開
かれ、また、上記三方ソレノイドバルブ19が切り換え
られることによって2段階に開度が調整される。そし
て、空燃比リーン制御ゾーンでは、スロットル弁12下
流の吸気負圧が設定値以上であって、これがアクチュエ
ータ室に導入されることによりSCV9は閉方向に駆動
される。そして、このリーンゾーンの内、エンジン回転
数が設定回転数より高回転側では、三方ソレノイドバル
ブ19によってアクチュエータ室の片側が大気に開放さ
れ、その結果、SCVは半開となり、筒内に弱スワール
が形成される。そして、リーンゾーンの内、エンジン回
転数が設定回転数以下の領域では、三方ソレノイドバル
ブ19が負圧導入側に制御され、両アクチュエータ室に
吸気負圧が導入される。このとき、SCV9は全閉とな
り、筒内に強スワールが形成される。また、λ=1ゾー
ンでは吸気負圧が設定値より小さくなり、その結果、ア
クチュエータ17は作動せず、SCV9が全開となる。
The SCV 9 is connected to a diaphragm type actuator 17. This actuator 1
Numeral 7 has a two-stage actuator chamber, which is provided with a negative pressure passage 18 for introducing the intake negative pressure downstream of the throttle valve 12 into the actuator chamber of each stage. Three-way solenoid valve 19 for selectively switching only the actuator chamber to the atmosphere
Is arranged. The SCV 9 is opened when an intake negative pressure equal to or more than a predetermined value is introduced into the actuator chamber, and the opening is adjusted in two stages by switching the three-way solenoid valve 19. In the air-fuel ratio lean control zone, the intake negative pressure downstream of the throttle valve 12 is equal to or higher than the set value, and is introduced into the actuator chamber, whereby the SCV 9 is driven in the closing direction. Then, in the lean zone, when the engine speed is higher than the set speed, one side of the actuator chamber is opened to the atmosphere by the three-way solenoid valve 19, and as a result, the SCV is half-opened, and a weak swirl is generated in the cylinder. It is formed. Then, in the region where the engine speed is equal to or lower than the set speed in the lean zone, the three-way solenoid valve 19 is controlled to the negative pressure introduction side, and the intake negative pressure is introduced into both actuator chambers. At this time, the SCV 9 is fully closed, and a strong swirl is formed in the cylinder. In the λ = 1 zone, the intake negative pressure becomes smaller than the set value. As a result, the actuator 17 does not operate and the SCV 9 is fully opened.

【0014】 図2の(b)に概略を示す空燃比リーン制
御ゾーンは、具体的には図4〜図6に示すように自動変
速機のレンジによって設定が変えられている。図4はD
レンジでの変速およびゾーン判定マップであり、図5は
2レンジでの変速およびゾーン判定マップであり、図6
は1レンジでの変速およびゾーン判定マップである。ま
た、それぞれのマップにおいてゾーン判定ラインにはリ
ーン側からストイキ(λ=1)側への移行とストイキ側
からリーン側への移行の間にハンチング防止のためのヒ
ステリシスが設けられている。
The setting of the air-fuel ratio lean control zone schematically shown in FIG . 2 (b) is specifically changed according to the range of the automatic transmission as shown in FIGS. FIG. 4 shows D
FIG. 5 is a shift and zone determination map in two ranges, and FIG. 5 is a shift and zone determination map in two ranges.
Is a shift and zone determination map for one range. In each map, the zone determination line is provided with hysteresis for preventing hunting between the transition from the lean side to the stoichiometric side (λ = 1) and the transition from the stoichiometric side to the lean side.

【0015】 なお、上記ヒステリシスは、自動変速機の
ギヤ位置によってよって変化するよう設定することが可
能で、特に低速段ほどヒステリシスを大きくすることに
より、シフトダウン時に空燃比制御ゾーンをストイキ側
に固定し回転落ちの助長を防止するようにできる。図7
〜図9はその場合のDレンジでの変速およびゾーン判定
マップ(図7)、2レンジでの変速およびゾーン判定マ
ップ(図8)および1レンジでの変速およびゾーン判定
マップ(図9)をそれぞれ示している。
The above-mentioned hysteresis can be set so as to vary depending on the gear position of the automatic transmission. In particular, by increasing the hysteresis at lower speeds, the air-fuel ratio control zone is fixed to the stoichiometric side during downshifting. Then, it is possible to prevent the dropping of rotation. FIG.
9 to FIG. 9 show a shift and zone determination map in the D range (FIG. 7), a shift and zone determination map in two ranges (FIG. 8), and a shift and zone determination map (FIG. 9) in one range, respectively. Is shown.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、自動変速機付車両用エンジンの空燃比を複数の異な
る空燃比に制御する場合に、アクセル開度一定での走行
中に変速に伴って空燃比制御ゾーンが頻繁に変化し走行
性が悪化するのを防止することができる。
Since the present invention is configured as described above, when the air-fuel ratio of a vehicle engine with an automatic transmission is controlled to a plurality of different air-fuel ratios, the speed is changed during traveling at a constant accelerator opening. Accordingly, it is possible to prevent the air-fuel ratio control zone from frequently changing and the traveling performance from deteriorating.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例のシステム図FIG. 1 is a system diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例の空燃比制御ゾーンおよびシフ
トパターンの概略説明図
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of an air-fuel ratio control zone and a shift pattern according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例における空燃比マップFIG. 3 is an air-fuel ratio map according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例におけるDレンジの変速および
ゾーン判定マップ
FIG. 4 is a diagram showing a shift and zone determination map in a D range according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例における2レンジの変速および
ゾーン判定マップ
FIG. 5 is a diagram illustrating a two-range shift and zone determination map according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例における1レンジの変速および
ゾーン判定マップ
FIG. 6 shows a shift and zone determination map for one range in the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例の変形例におけるDレンジの変
速およびゾーン判定マップ
FIG. 7 is a diagram showing a shift and zone determination map in a D range according to a modification of the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例の変形例における2レンジの変
速およびゾーン判定マップ
FIG. 8 shows a two-range shift and zone determination map according to a modification of the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施例の変形例における1レンジの変
速およびゾーン判定マップ
FIG. 9 shows a shift and zone determination map for one range according to a modification of the embodiment of the present invention.

【図10】 従来の空燃比制御ゾーンおよびシフトパター
ンの概略説明図
FIG. 10 is a schematic explanatory diagram of a conventional air-fuel ratio control zone and a shift pattern.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン本体 8 燃料噴射弁 9 スワールコントロールバルブ(SCV) 15 コントロールユニット 1 engine body 8 fuel injection valve 9 swirl control valve (SCV) 15 control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 関 義彦 (56)参考文献 特開 昭64−46062(JP,A) 特開 昭62−3149(JP,A) 特開 平6−129277(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 29/00 - 29/06 F02D 41/00 - 45/00 395 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page Examiner Yoshihiko Seki (56) References JP-A-64-46062 (JP, A) JP-A-62-3149 (JP, A) JP-A-6-129277 (JP, A) ( 58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F02D 29/00-29/06 F02D 41/00-45/00 395

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 自動変速機付車両用エンジンの空燃比を
複数の異なる空燃比に制御する空燃比制御装置であっ
て、 自動変速機シフトパターン決定用パラメータであるアク
セル開度と車速とをパラメータとして設定されたゾーン
判定マップに基づいて空燃比制御ゾーンの判定を行うゾ
ーン判定手段と、 該ゾーン判定手段により判定された空燃比制御ゾーン毎
異なる空燃比マップに基づいて目標空燃比を決定する
目標空燃比決定手段と前記目標空燃比に基づいて エンジンの空燃比を制御する
空燃比制御手段を備え 前記ゾーン判定マップが、所定アクセル開度を境に空燃
比制御ゾーンが変化するよう設定されているとともに、
前記所定アクセル開度が車速に対し略一定に設定されて
いる ことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
1. A fuel ratio control apparatus for controlling a plurality of different air-fuel ratio of an automatic transmission with a vehicle engine, an automatic transmission shift pattern determining parameter Accession
Zone in which cell opening and vehicle speed are set as parameters
Determining a zone determining means for determining the air-fuel ratio control zone, the target air-fuel ratio on the basis of different air-fuel ratio map to the air-fuel ratio for each control zone is determined by the zone determining means based on the determination map
Comprises a target air-fuel ratio determining means, the air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the engine based on the target air-fuel ratio, the zone determination map, air-fuel bordering the predetermined accelerator opening
While the ratio control zone is set to change,
The predetermined accelerator opening is set substantially constant with respect to the vehicle speed.
Air-fuel ratio control system for an engine, characterized in that there.
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