JP4171504B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、アイドルストップの制御におけるエンジン停止、エンジン再始動時に実行する制御に関するものである。   The present invention relates to control executed at engine stop and engine restart in idle stop control.

従来、アイドルストップの制御においては、前方の車両の停止、発信の有無を検知し、エンジン停止、エンジン再始動を実行している。   Conventionally, in idling stop control, the stop of the vehicle ahead and the presence or absence of transmission are detected, and the engine is stopped and the engine is restarted.

例えば、特許文献１に開示されているように、先行車が停止したことを検知して自車が停止したときにエンジンを停止し、また、先行車が発進したことを検知して自車のエンジンを再始動する制御を行う。   For example, as disclosed in Patent Document 1, it is detected that the preceding vehicle has stopped, the engine is stopped when the own vehicle stops, and the preceding vehicle has started, Control to restart the engine.

また、例えば、特許文献２に開示されているように、ナビゲーション装置を使用して、先行車の停止及び発進を検知して自車が停止したときにエンジンを停止し、また、先行車が発進したことを検知して自車のエンジンを再始動する信頼性の高い制御を行う。   Further, for example, as disclosed in Patent Document 2, the navigation device is used to detect the stop and start of the preceding vehicle, and when the own vehicle stops, the engine is stopped, and the preceding vehicle starts. Detecting that, and performing a reliable control to restart the engine of the vehicle.

しかしながら、短い走行距離あるいは渋滞時にエンジン停止と再始動を繰り返した場合、エンジンの吸気管内に燃料ガスが残留し、再始動時の排気ガスの悪化、またはバックファイヤが発生する可能性がある。   However, if the engine is stopped and restarted repeatedly during a short mileage or in a traffic jam, fuel gas may remain in the intake pipe of the engine, and exhaust gas at the time of restart may deteriorate or backfire may occur.

これに対して、例えば、特許文献３に開示されているように、エンジン停止時にスロットルバルブを強制的に大きく開き、エンジンのシリンダ内に残留したガスの掃気を促す制御を行う。   On the other hand, for example, as disclosed in Patent Document 3, the throttle valve is forcibly opened largely when the engine is stopped, and control is performed to facilitate scavenging of the gas remaining in the engine cylinder.

特開２０００−４５８１９号公報（第３−４頁、図１−３）JP 2000-45819 A (page 3-4, Fig. 1-3) 特開２０００−７３８０８号公報（第３−５頁、図１−３）JP 2000-73808 A (page 3-5, FIG. 1-3) 特開２００４−２９３４７４号公報（第６−１５頁、図１−１１）JP 2004-293474 A (page 6-15, FIG. 1-11)

しかしながら、例えば、エンジンが低回転であり、燃料供給量が多い状態からエンジンを停止した場合など、エンジンの停止状態によってはエンジンの吸気管内に燃料ガスが残留したままとなる可能性がある。   However, there is a possibility that the fuel gas remains in the intake pipe of the engine depending on the stop state of the engine, for example, when the engine is stopped at a low speed and the fuel supply amount is large.

本発明は、エンジン再始動の初期段階に吸気管内及びエンジンのシリンダ内に残留した燃料ガスを掃気することにより、アイドルストップ制御におけるエンジンの再始動時の性能を向上し、排気ガス成分の悪化を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供するものである。   The present invention scavenges fuel gas remaining in the intake pipe and the engine cylinder at the initial stage of engine restart, thereby improving the performance at the time of engine restart in idle stop control and reducing the exhaust gas component. An internal combustion engine control apparatus capable of being suppressed is provided.

本発明に係る内燃機関の制御装置は、自車の停止と同時に燃料噴射を止めてエンジンを停止する手段を作動させてアイドルストップを実行し、上記エンジンの再始動時にアクセル操作に応じて上記エンジンに吸気管を介して送る空気量を調節するスロットルバルブの開度、上記燃料噴射及び上記エンジンの点火を電子制御するアイドルストップ制御装置を備えた内燃機関の制御装置において、
アイドルストップ制御装置は、上記アイドルストップの状態から上記エンジンを再始動させる時に、モータで上記エンジンを回転させると同時に、上記モータで上記エンジンを回転させている間、上記アクセル操作によるスロットルバルブの開度と関係なく、上記燃料噴射を止めた状態で上記スロットルバルブの開度を全開に制御し、上記吸気管内に残留した燃料ガスを上記エンジン内に引き込む手段として機能し、上記全開に制御した後、上記エンジンの回転が上記モータによる駆動から燃料噴射による自立回転に移行する前の段階で上記スロットルバルブの開度をドライバ要求に応じた開度に制御するものである。 The control device for an internal combustion engine according to the present invention performs idle stop by operating a means for stopping the engine by stopping fuel injection simultaneously with the stop of the host vehicle, and the engine according to an accelerator operation when the engine is restarted. In an internal combustion engine control device comprising an idle stop control device for electronically controlling the opening of a throttle valve for adjusting the amount of air sent to the engine via the intake pipe, the fuel injection and the ignition of the engine,
When the engine is restarted from the idle stop state, the idle stop control device rotates the engine with a motor and simultaneously opens the throttle valve by the accelerator operation while the engine is rotated with the motor. Regardless of the degree, after the fuel injection is stopped, the throttle valve opening is controlled to be fully open, and the fuel gas remaining in the intake pipe functions as a means for drawing into the engine. , in which rotation of the engine is controlled to the opening degree corresponding to the degree of opening of the throttle valve to the driver demand at the stage before moving to self rotation by the fuel injection from the drive by the motor.

本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、再始動時の始動性能を向上し、排気ガス成分の悪化を抑制することができる。   According to the control device for an internal combustion engine according to the present invention, it is possible to improve the starting performance at the time of restart and suppress the deterioration of the exhaust gas component.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施の形態１を示す構成図である。
図１に示したように、エンジン７と、マイクロコンピュータ等を含みエンジン７を電子的に制御するアイドルストップ制御装置（ＥＣＵ）３と、エンジン７に供給する空気量を調節するスロットルバルブ４と、スロットルバルブ４の位置を検出するスロットルポジションセンサ１，２と、自車の速度を測定するための速度センサ５と、エンジンの回転数を検出するためのクランク角センサ６と、所定のタイミングで所定の量の燃料を噴射するインジェクタ８と、所定のタイミングで燃料を点火する点火プラグ９と、前方の障害物を検知する障害物検知センサ１０と、アクセル踏み込みによるアクセル開度を検出するアクセルポジションセンサ１１と、空気と燃料ガスとをエンジン７に供給するための吸気管１２と、エンジン７の回転を伝達するクランクシャフト１３と、クランクシャフト１３に直結されたモータ１４とを備えており、これら各種センサ及びアクチュエータがアイドルストップ制御装置３と接続されている。なお、スロットルポジションセンサ１，２は、スロットルポジションセンサ１のみでもよい。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram showing Embodiment 1 of a control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention.
As shown in FIG. 1, an engine 7, an idle stop control device (ECU) 3 that includes a microcomputer or the like and electronically controls the engine 7, a throttle valve 4 that adjusts the amount of air supplied to the engine 7, Throttle position sensors 1 and 2 for detecting the position of the throttle valve 4, a speed sensor 5 for measuring the speed of the vehicle, a crank angle sensor 6 for detecting the rotational speed of the engine, and a predetermined timing. An injector 8 for injecting an amount of fuel, an ignition plug 9 for igniting the fuel at a predetermined timing, an obstacle detection sensor 10 for detecting a front obstacle, and an accelerator position sensor for detecting an accelerator opening degree by depressing the accelerator 11, the intake pipe 12 for supplying air and fuel gas to the engine 7, and the rotation of the engine 7 are transmitted. A crank shaft 13, and a motor 14 which is directly connected to the crankshaft 13, these sensors and actuators are connected to the idle stop control apparatus 3. The throttle position sensors 1 and 2 may be the throttle position sensor 1 alone.

次に、本実施の形態１におけるアイドルストップ制御装置３の動作を説明する。
アイドルストップ制御装置３は、エンジン７を電子制御するために、エンジン７及び自車の運転状態を認識するための情報として、スロットルポジションセンサ１，２の情報Ａ、速度センサ５の情報Ｂ、障害物検知センサ１０の情報Ｃ、クランク角センサ６の情報Ｄ、アクセルポジションセンサ１１の情報Ｈを取り込み、自車の停止と同時にエンジン７を停止する手段を作動させる。 Next, operation | movement of the idle stop control apparatus 3 in this Embodiment 1 is demonstrated.
In order to electronically control the engine 7, the idle stop control device 3 uses information A for the throttle position sensors 1 and 2, information B for the speed sensor 5, The information C of the object detection sensor 10, the information D of the crank angle sensor 6, and the information H of the accelerator position sensor 11 are taken in, and the means for stopping the engine 7 at the same time as stopping the own vehicle is operated.

アイドルストップ制御装置３は、情報Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｈに基づき、スロットルバルブ４の開閉制御Ｇ、インジェクタ８の燃料噴射の時間、燃料噴射の停止の制御Ｅ及び点火プラグ９の点火及び点火停止の制御Ｆを実行する。また、モータ１４を駆動してクランクシャフト１３を介してエンジン７を回転させる制御を実行する。   Based on the information A, B, D, H, the idle stop control device 3 controls the opening / closing control G of the throttle valve 4, the fuel injection time of the injector 8, the fuel injection stop control E, and the ignition plug 9 ignition and ignition stop. Control F is executed. In addition, control for driving the motor 14 and rotating the engine 7 via the crankshaft 13 is executed.

図２は、本発明の実施の形態１におけるアイドルストップ制御装置３によるスロットルバルブ４とインジェクタ８の動作を示すフローチャートである。このフローチャートで示されるルーチンは、例えば、１０ｍｓｅｃといった短い一定周期で処理される。   FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the throttle valve 4 and the injector 8 by the idle stop control device 3 according to Embodiment 1 of the present invention. The routine shown in this flowchart is processed at a short fixed period of, for example, 10 msec.

まず、ステップ１０１においてエンジン７の再始動時かどうかを判定し、例えば、停止状態からブレーキの制動が解除されるなど再始動時であればステップ１０２へ進み、再始動時でなければステップ１０４へ進む。   First, in step 101, it is determined whether or not the engine 7 is restarted. For example, if the brake is released from the stopped state, the process proceeds to step 102. If not, the process proceeds to step 104. move on.

次に、ステップ１０２において、エンジン７がモータ１４の駆動による回転中かどうかを判定し、モータ１４の駆動による回転中であれば、ステップ１０３へ進み、モータ１４の駆動による回転中でなければステップ１０４へ進む。   Next, in step 102, it is determined whether or not the engine 7 is rotating by driving the motor 14. If the engine 7 is rotating by driving the motor 14, the process proceeds to step 103. Proceed to 104.

ステップ１０３においては、スロットルバルブ４の開度を、ドライバのアクセル開度とは関係なく、全開するなど、アイドル開度よりも大きな所定開度ＫＴ１に開き、モータ１４の駆動によるエンジン７の回転の負圧で吸気管１２内の燃料ガスがエンジン７内部に引き込まれるようにする。ステップ１０４においては、スロットルバルブ４の開度をドライバの要求に応じた開度とする。 In step 103, the opening of the throttle valve 4 is opened to a predetermined opening KT1 larger than the idling opening, for example, fully opened regardless of the accelerator opening of the driver. The fuel gas in the intake pipe 12 is drawn into the engine 7 with a negative pressure. In step 104, the opening degree in accordance with the opening degree of the throttle valve 4 to the driver's request.

図３は、本発明の実施の形態１におけるアイドルストップ制御装置３によるスロットルバルブ４とインジェクタ８の動作を示すタイムチャートである。   FIG. 3 is a time chart showing the operation of the throttle valve 4 and the injector 8 by the idle stop control device 3 according to Embodiment 1 of the present invention.

図３（ｂ）に示したように、エンジン７をモータ１４で駆動している間、図３（ａ）に示したように、モータ１４の駆動によりエンジン７を回転開始すると同時に、スロットルバルブ４の開度を全開するなど、通常のモータ駆動によるエンジン始動時の開度よりも大きく開くことにより、吸気管１２内に残留した燃料ガスをエンジン７内に引き込み、図３（ａ）に示したようにスロットルバルブ４の開度をドライバ要求に応じた開度とし、図３（ｃ）に示したように、その間停止していた燃料噴射を起動し点火する。 As shown in FIG. 3B, while the engine 7 is being driven by the motor 14, as shown in FIG. 3A, the rotation of the engine 7 is started by the drive of the motor 14, and at the same time, the throttle valve 4 is driven. such as fully open the opening, by opening larger than the opening degree at the time of starting the engine by conventional motor drive, see write pull the fuel gas remaining in the intake pipe 12 into the engine 7, in FIGS. 3 (a) and opening corresponding the opening of the throttle valve 4 to the driver request as indicated, as shown in FIG. 3 (c), to ignite and start the fuel injection has been stopped between.

本実施の形態１によれば、エンジン７の再始動の初期段階でモータ１４でエンジン７を回転させると同時にスロットルバルブ４を全開するなど、通常のモータ駆動によるエンジン始動時の開度よりも大きく開くことにより、吸気管１２内あるいはエンジン７のシリンダ内に残留した燃料ガスを掃気し、その後、スロットルバルブ４をドライバ要求に応じた開度としたうえでエンジン７を始動するようにしたので、再始動時の始動性能を向上し、排気ガス成分の悪化を抑制することができる。 According to the first embodiment, at the initial stage of restart of the engine 7, the motor 7 is rotated by the motor 14 and at the same time the throttle valve 4 is fully opened. Since the fuel gas remaining in the intake pipe 12 or in the cylinder of the engine 7 is scavenged by opening, the engine 7 is started after the throttle valve 4 is opened according to the driver request . The starting performance at the time of restart can be improved, and the deterioration of the exhaust gas component can be suppressed.

実施の形態２．
本実施の形態２の内燃機関の制御装置の構成は図１と同様である。
図４は、本発明の実施の形態２におけるアイドルストップ制御装置３によるスロットルバルブ４とインジェクタ８の動作を示すフローチャートである。このフローチャートで示されるルーチンは、例えば、１０ｍｓｅｃといった短い一定周期で処理される。 Embodiment 2. FIG.
The configuration of the control device for the internal combustion engine of the second embodiment is the same as that shown in FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the throttle valve 4 and the injector 8 by the idle stop control device 3 according to Embodiment 2 of the present invention. The routine shown in this flowchart is processed at a short fixed period of, for example, 10 msec.

本実施の形態２は、上記実施の形態１で説明した動作に加え、モータ１４の駆動によるエンジン７の回転開始から所定時間、あるいはエンジン７の所定回転数以下の間、点火のみを実行するものである。   In the second embodiment, in addition to the operation described in the first embodiment, only ignition is executed for a predetermined time from the start of rotation of the engine 7 by driving the motor 14 or for a predetermined number of rotations or less of the engine 7. It is.

図４に示したように、まず、ステップ２０１においてエンジン７の再始動時かどうかを判定し、再始動時であればステップ２０２へ進み、再始動時でなければステップ２０４へ進む。   As shown in FIG. 4, first, in step 201, it is determined whether or not the engine 7 is restarted. If restarting, the process proceeds to step 202, and if not restarting, the process proceeds to step 204.

次に、ステップ２０２において、エンジン７がモータ１４の駆動による回転中かどうかを判定し、モータ１４の駆動による回転中であればステップ２０３へ進み、モータ１４の駆動による回転中でなければステップ２０４へ進む。   Next, in step 202, it is determined whether or not the engine 7 is rotating by driving the motor 14. If the engine 7 is rotating by driving the motor 14, the process proceeds to step 203. If not rotating by driving the motor 14, step 204 is performed. Proceed to

ステップ２０３において、スロットルバルブ４の開度を、アクセル開度とは関係なく、全開するなど、通常のモータ駆動によるエンジン始動時の開度よりも大きな所定開度ＫＴ１に開いてモータ１４の駆動による回転の負圧で吸気管１２内に残留する燃料ガスがエンジン７内部に引き込まれるようにする。ステップ２０４においてはスロットルバルブ４の開度をドライバの要求に応じた開度とする。   In step 203, the opening of the throttle valve 4 is opened to a predetermined opening KT1 larger than the opening at the time of engine start by normal motor driving, such as fully opening regardless of the accelerator opening, and the motor 14 is driven. The fuel gas remaining in the intake pipe 12 by the negative pressure of rotation is drawn into the engine 7. In step 204, the opening degree of the throttle valve 4 is set to an opening degree according to the driver's request.

次に、ステップ２０５においてエンジン７の再始動時かどうかを判定し、再始動時であればステップ２０６へ進み、再始動時でなければ通常制御に設定された点火及び燃料噴射をそのまま続ける。   Next, in step 205, it is determined whether or not the engine 7 is restarted. If restarting, the process proceeds to step 206. If not restarting, ignition and fuel injection set to normal control are continued.

次に、ステップ２０６において、エンジン７がモータ１４の駆動による回転中かどうかを判定し、モータ１４の駆動による回転中であれば、ステップ２０７へ進み、モータ１４の駆動による回転中でなければステップ２１０へ進む。   Next, in step 206, it is determined whether or not the engine 7 is rotating by driving the motor 14. If the engine 7 is rotating by driving the motor 14, the process proceeds to step 207. Proceed to 210.

次に、ステップ２０７において、モータ１４の駆動によるエンジン７の回転開始から所定時間内かどうかを判定し、所定時間内であればステップ２０９へ進み、所定時間内でなければステップ２０８へ進む。   Next, in step 207, it is determined whether or not it is within a predetermined time from the start of rotation of the engine 7 by driving the motor 14. If it is within the predetermined time, the process proceeds to step 209.

次に、ステップ２０８において、モータ１４の駆動によるエンジン７の回転が所定回転数以下かどうかを判定し、所定回転数以下であればステップ２０９へ進み、所定回転数以下でなければステップ２１０へ進む。   Next, in step 208, it is determined whether or not the rotation of the engine 7 driven by the motor 14 is equal to or less than a predetermined rotation number. If it is equal to or less than the predetermined rotation number, the process proceeds to step 209. .

ステップ２０９においては、エンジン７のシリンダ内に吸引された燃料ガスを燃焼させるために点火のみを実行する。ステップ１１０においては、燃料噴射及び点火を実行する。   In step 209, only ignition is performed to burn the fuel gas sucked into the cylinder of the engine 7. In step 110, fuel injection and ignition are performed.

図５は、本発明の実施の形態２におけるアイドルストップ制御装置３のスロットルバルブ４、インジェクタ８及び点火の動作を示すタイムチャートである。   FIG. 5 is a time chart showing the operation of the throttle valve 4, the injector 8 and the ignition of the idle stop control device 3 according to the second embodiment of the present invention.

図５に示したように、モータ１４の駆動によるエンジン７の回転開始初期、回転開始から所定の時間Ｔ（図５（ｃ））、及び、エンジンの回転が所定回転数以下の間（図５（ｂ））、図５（ｃ）及び（ｄ）に示したように、点火のみを実行することにより、シリンダ内に吸引した残留燃料ガスを燃焼させて残らないようにすることができ、再始動時の始動性能を向上し、排気ガス成分の悪化を抑制することができる。 As shown in FIG. 5, at the beginning of rotation of the engine 7 driven by the motor 14, at a predetermined time T from the start of rotation (FIG. 5C), and during the rotation of the engine below a predetermined number of rotations (FIG. 5). (B)) As shown in FIGS. 5 (c) and 5 (d), by performing only ignition, the residual fuel gas sucked into the cylinder can be burned and not left. The starting performance at the time of starting can be improved and the deterioration of the exhaust gas component can be suppressed.

本発明は、アイドルストップの制御におけるエンジン停止、エンジン再始動時に実行する制御に有効に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be effectively used for control executed at engine stop and engine restart in idle stop control.

本発明に係る内燃機関の制御装置の実施の形態１を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating a first embodiment of a control device for an internal combustion engine according to the present invention. FIG. 本発明の実施の形態１におけるアイドルストップ制御装置３によるスロットルバルブ４とインジェクタ８の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the throttle valve 4 and the injector 8 by the idle stop control apparatus 3 in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１におけるアイドルストップ制御装置３によるスロットルバルブ４とインジェクタ８の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of the throttle valve 4 and the injector 8 by the idle stop control apparatus 3 in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２におけるアイドルストップ制御装置３によるスロットルバルブ４とインジェクタ８の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the throttle valve 4 and the injector 8 by the idle stop control apparatus 3 in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２におけるアイドルストップ制御装置３のスロットルバルブ４、インジェクタ８及び点火の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of the throttle valve 4, the injector 8, and ignition of the idle stop control apparatus 3 in Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１，２ スロットルポジションセンサ、３ アイドルストップ制御装置、
４ スロットルバルブ、５ 速度センサ、６ クランク角センサ、７ エンジン、
８ インジェクタ、９ 点火プラグ、１０ 障害物検知センサ、
１１ アクセルポジションセンサ、１２ 吸気管、１３ クランクシャフト、
１４ モータ。 1, 2 throttle position sensor, 3 idle stop control device,
4 throttle valve, 5 speed sensor, 6 crank angle sensor, 7 engine,
8 injectors, 9 spark plugs, 10 obstacle detection sensors,
11 Accelerator position sensor, 12 Intake pipe, 13 Crankshaft,
14 Motor.

Claims (2)

自車の停止と同時に燃料噴射を止めてエンジンを停止する手段を作動させてアイドルストップを実行し、上記エンジンの再始動時にアクセル操作に応じて上記エンジンに吸気管を介して送る空気量を調節するスロットルバルブの開度、上記燃料噴射及び上記エンジンの点火を電子制御するアイドルストップ制御装置を備えた内燃機関の制御装置において、
アイドルストップ制御装置は、上記アイドルストップの状態から上記エンジンを再始動させる時に、モータで上記エンジンを回転させると同時に、上記モータで上記エンジンを回転させている間、上記アクセル操作によるスロットルバルブの開度と関係なく、上記燃料噴射を止めた状態で上記スロットルバルブの開度を全開に制御し、上記吸気管内に残留した燃料ガスを上記エンジン内に引き込む手段として機能し、上記全開に制御した後、上記エンジンの回転が上記モータによる駆動から燃料噴射による自立回転に移行する前の段階で上記スロットルバルブの開度をドライバ要求に応じた開度に制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。 At the same time as the vehicle stops, the fuel injection is stopped and the engine is stopped to activate the idle stop. When the engine is restarted, the amount of air sent to the engine via the intake pipe is adjusted according to the accelerator operation. In a control device for an internal combustion engine comprising an idle stop control device that electronically controls the throttle valve opening, the fuel injection, and the ignition of the engine,
When the engine is restarted from the idle stop state, the idle stop control device rotates the engine with a motor and simultaneously opens the throttle valve by the accelerator operation while the engine is rotated with the motor. Regardless of the degree, after the fuel injection is stopped, the throttle valve opening is controlled to be fully open, and the fuel gas remaining in the intake pipe functions as a means for drawing into the engine. A control device for an internal combustion engine, wherein the opening of the throttle valve is controlled to an opening according to a driver request before the rotation of the engine shifts from driving by the motor to independent rotation by fuel injection. . アイドルストップ制御装置は、上記モータで上記エンジンを回転させている所定の時間の間、及び上記エンジンの回転数が所定の回転数以下の間、上記エンジンの点火を実行することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。 The idle stop control device performs ignition of the engine during a predetermined time during which the engine is rotated by the motor and while the engine speed is equal to or less than a predetermined speed. Item 2. A control device for an internal combustion engine according to Item 1.
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