JP5022934B2 - 車両用ブレーキ圧保持制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、坂道発進時等においてブレーキ圧を保持する車両用ブレーキ圧保持制御装置に関する。

近年、坂道発進時において車両が後ずさりしてしまうのを抑制するために、ブレーキ力を補助する装置が知られている。このような装置としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。

特許文献１に開示された技術では、坂道において車両が停止してからアクセルが踏まれるまでの間、ブレーキ圧を目標ブレーキ圧とするように、ブレーキ圧の加減圧制御を行っている。

特開２００４−３５９１４７号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、ブレーキ圧が目標ブレーキ圧を下回った場合には、加圧制御を実行して再び目標ブレーキ圧まで上げなければならないので、ブレーキ圧を再び目標ブレーキ圧にするための制御時間が長くなってしまい、その結果として作動音が長く生じてしまうといった問題があった。

そこで、本発明は、所望の目標ブレーキ圧に迅速にブレーキ圧を保持することができる車両用ブレーキ圧保持制御装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明は、車両の停止時に車両が停止状態を維持できる目標ブレーキ圧まで減圧してブレーキ圧を保持するブレーキ圧保持制御を実行可能な車両用ブレーキ圧保持制御装置であって、前記車両のブレーキ圧を取得するブレーキ圧取得手段と、前記ブレーキ圧取得手段で取得されたブレーキ圧が、前記目標ブレーキ圧にオフセット量を加算した保持制御開始閾値以下になったときに前記ブレーキ圧保持制御を開始するブレーキ圧保持制御手段と、を有し、前記オフセット量は、前記ブレーキ圧の変化が大きい程大きい値に設定されることを特徴とする。

この構成によれば、ブレーキ圧が目標ブレーキ圧に達するよりも前に、ブレーキ圧保持制御が開始されるので、ブレーキ圧が目標ブレーキ圧を下回るのを抑えることができ、ブレーキ圧を所望の目標ブレーキ圧に迅速に保持することができ、作動音も抑制される。

また、ブレーキ圧が、目標ブレーキ圧よりも高い圧力として設定された保持制御開始閾値（目標ブレーキ圧＋オフセット量）になったときに、ブレーキ圧保持制御が開始されるので、ブレーキ圧が目標ブレーキ圧を下回るのを抑えることができ、ブレーキ圧を所望の目標ブレーキ圧に迅速に保持することができ、作動音も抑制される。

さらに、オフセット量をブレーキ圧の変化が大きい程大きい値に設定することで、ブレーキ圧が目標ブレーキ圧に達する時間を適切に予想することができるので、ブレーキ圧が目標ブレーキ圧を下回るのをより確実に抑えることができる。

本発明によれば、ブレーキ圧が目標ブレーキ圧に達するよりも前に、ブレーキ圧保持制御が開始されるので、ブレーキ圧が目標ブレーキ圧を下回るのを抑えることができ、ブレーキ圧を所望の目標ブレーキ圧に迅速に保持することができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は本発明の一実施形態に係る車両用ブレーキ液圧制御装置を備えた車両の構成図であり、図２は車両用ブレーキ液圧制御装置の構成を示す構成図である。

図１に示すように、車両用ブレーキ圧保持制御装置の一例としての車両用ブレーキ液圧制御装置１００は、車両ＣＲの各車輪Ｔに付与する制動力を適宜制御する装置である。車両用ブレーキ液圧制御装置１００は、油路や各種部品が設けられる液圧ユニット１０と、液圧ユニット１０内の各種部品を適宜制御するための制御部２０とを主に備えている。

各車輪Ｔには、それぞれ車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲが備えられ、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲには、液圧源としてのマスタシリンダＭから供給される液圧により制動力を発生するホイールシリンダＷが備えられている。マスタシリンダＭとホイールシリンダＷとは、それぞれ液圧ユニット１０に接続されている。そして、ブレーキペダルＰの踏力（運転者の制動操作）に応じてマスタシリンダＭで発生したブレーキ液圧が、制御部２０および液圧ユニット１０で制御された上でホイールシリンダＷに供給されている。

制御部２０には、マスタシリンダ圧（マスタシリンダＭ内の液圧）を検出する圧力センサ９１と、各車輪Ｔの車輪速度を検出する車輪速センサ９２と、車両ＣＲに加わる加速度を検出する加速度センサ９３とが接続されている。そして、この制御部２０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力回路を備えており、各センサ９１〜９３からの入力と、ＲＯＭに記憶されたプログラムやデータに基づいて各種演算処理を行うことによって、制御を実行する。なお、制御部２０の詳細は、後述することとする。

図２に示すように、液圧ユニット１０は、運転者がブレーキペダルＰに加える踏力に応じたブレーキ液圧を発生する液圧源であるマスタシリンダＭと、車輪ブレーキＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬとの間に配置されている。液圧ユニット１０は、ブレーキ液が流通する油路（液圧路）を有する基体であるポンプボディ１０ａ、油路上に複数配置された入口弁１、出口弁２などから構成されている。マスタシリンダＭの二つの出力ポートＭ１，Ｍ２は、ポンプボディ１０ａの入口ポート１２１に接続され、ポンプボディ１０ａの出口ポート１２２が、各車輪ブレーキＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬに接続されている。そして、通常時はポンプボディ１０ａ内の入口ポート１２１から出口ポート１２２までが連通した油路となっていることで、ブレーキペダルＰの踏力が各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲに伝達されるようになっている。

ここで、出力ポートＭ１から始まる油路は、前輪左側の車輪ブレーキＦＬと後輪右側の車輪ブレーキＲＲに通じており、出力ポートＭ２から始まる油路は、前輪右側の車輪ブレーキＦＲと後輪左側の車輪ブレーキＲＬに通じている。なお、以下では、出力ポートＭ１から始まる油路を「第一系統」と称し、出力ポートＭ２から始まる油路を「第二系統」と称する。

液圧ユニット１０には、その第一系統に各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲに対応して二つの制御弁手段Ｖが設けられており、同様に、その第二系統に各車輪ブレーキＲＬ，ＦＲに対応して二つの制御弁手段Ｖが設けられている。また、この液圧ユニット１０には、第一系統および第二系統のそれぞれに、リザーバ３、ポンプ４、ダンパ５、オリフィス５ａ、調圧弁（レギュレータ）Ｒ、吸入弁７、貯留室７ａが設けられている。また、液圧ユニット１０には、第一系統のポンプ４と第二系統のポンプ４とを駆動するための共通のモータ９が設けられている。なお、本実施形態では、第二系統にのみ圧力センサ９１が設けられている。

なお、以下では、マスタシリンダＭの出力ポートＭ１，Ｍ２から各調圧弁Ｒに至る油路を「出力液圧路Ａ１」と称し、第一系統の調圧弁Ｒから車輪ブレーキＦＬ，ＲＲに至る油路および第二系統の調圧弁Ｒから車輪ブレーキＲＬ，ＦＲに至る油路をそれぞれ「車輪液圧路Ｂ」と称する。また、出力液圧路Ａ１からポンプ４に至る油路を「吸入液圧路Ｃ」と称し、ポンプ４から車輪液圧路Ｂに至る油路を「吐出液圧路Ｄ」と称し、さらに、車輪液圧路Ｂから吸入液圧路Ｃに至る油路を「開放路Ｅ」と称する。

制御弁手段Ｖは、マスタシリンダＭまたはポンプ４側から車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲ側（詳細には、ホイールシリンダＷ側）への液圧の行き来を制御する弁であり、ホイールシリンダ圧（ホイールシリンダＷ内の圧力）を増加、保持または低下させることができる。そのため、制御弁手段Ｖは、入口弁１、出口弁２、チェック弁１ａを備えて構成されている。

入口弁１は、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲとマスタシリンダＭとの間、すなわち車輪液圧路Ｂに設けられた常開型の電磁弁である。入口弁１は、通常時に開いていることで、マスタシリンダＭから各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲへブレーキ液圧が伝達するのを許容している。また、入口弁１は、制御部２０により適宜閉塞されることで、ブレーキペダルＰから各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに伝達するブレーキ液圧を遮断する。

出口弁２は、各車輪ブレーキＦＬ，ＲＲ，ＲＬ，ＦＲと各リザーバ３との間、すなわち車輪液圧路Ｂと開放路Ｅとの間に介設された常閉型の電磁弁である。出口弁２は、通常時に閉塞されているが、制御部２０により適宜開放されることで、各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに作用するブレーキ液圧を各リザーバ３に逃がす。

チェック弁１ａは、各入口弁１に並列に接続されている。このチェック弁１ａは、各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ側からマスタシリンダＭ側へのブレーキ液の流入のみを許容する弁であり、ブレーキペダルＰからの入力が解除された場合に、入口弁１を閉じた状態にしたときにおいても、各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ側からマスタシリンダＭ側へのブレーキ液の流入を許容する。

リザーバ３は、開放路Ｅに設けられており、各出口弁２が開放されることによって逃がされるブレーキ液圧を貯留する機能を有している。また、リザーバ３とポンプ４との間には、リザーバ３側からポンプ４側へのブレーキ液の流れのみを許容するチェック弁３ａが介設されている。

ポンプ４は、出力液圧路Ａ１に通じる吸入液圧路Ｃと車輪液圧路Ｂに通じる吐出液圧路Ｄとの間に介設されており、リザーバ３で貯留されているブレーキ液を吸入して吐出液圧路Ｄに吐出する機能を有している。

ダンパ５およびオリフィス５ａは、その協働作用によってポンプ４から吐出されたブレーキ液の圧力の脈動および後記する調圧弁Ｒが作動することにより発生する脈動を減衰させている。

調圧弁Ｒは、通常時に出力液圧路Ａ１から車輪液圧路Ｂへのブレーキ液の流れを許容するとともに、ポンプ４が発生したブレーキ液圧によりホイールシリンダＷ側の圧力を増加するときには、この流れを遮断しつつ、吐出液圧路Ｄ、車輪液圧路Ｂおよび制御弁手段Ｖ（ホイールシリンダＷ）側の圧力を設定値以下に調節する機能を有し、切換弁６およびチェック弁６ａを備えて構成されている。

切換弁６は、マスタシリンダＭに通じる出力液圧路Ａ１と各車輪ブレーキＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに通じる車輪液圧路Ｂとの間に介設された常開型のリニアソレノイド弁である。そのため、切換弁６に流す電流の値に応じて、吐出液圧路Ｄ、車輪液圧路Ｂおよび制御弁手段Ｖ（ホイールシリンダＷ）側の圧力を設定値以下に調節可能となっている。そして、後述する登坂路で車両が停止する場合においては、制御部２０によって高めの電流値（後で詳述する）を切換弁６に供給することで、切換弁６が出口弁２とともに閉状態にされて、ホイールシリンダＷ内の圧力が保持されるようになっている。

チェック弁６ａは、各切換弁６に並列に接続されている。このチェック弁６ａは、出力液圧路Ａ１から車輪液圧路Ｂへのブレーキ液の流れを許容する一方向弁である。

吸入弁７は、吸入液圧路Ｃに設けられた常閉型の電磁弁であり、吸入液圧路Ｃを開放する状態および遮断する状態を切り換えるものである。

貯留室７ａは、吸入液圧路Ｃ上におけるポンプ４と吸入弁７の間に設けられている。この貯留室７ａは、ブレーキ液を貯留するものであり、これにより、吸入液圧路Ｃに貯留されるブレーキ液の容量が実質的に増大する。

圧力センサ９１は、出力液圧路Ａ１のブレーキ液圧を検出するものであり、その検出結果は制御部２０に入力される。

次に、制御部２０の詳細について説明する。参照する図面において、図３は、制御部の構成を示すブロック図である。

図３に示すように、制御部２０は、登坂路停車判断手段２１、傾斜角度算出手段２２、目標ブレーキ圧設定手段２３、記憶装置２４、ブレーキ圧取得手段２５およびブレーキ圧保持制御手段２６を備えて構成されている。

登坂路停車判断手段２１は、車輪速センサ９２からの車輪速情報と、加速度センサ９３からの加速度情報とに基づいて、車両が登坂路に停止したか否かを判断する機能を有している。そして、登坂路停車判断手段２１は、車両が登坂路に停止したと判断した場合には、そのことを示す停車信号を傾斜角度算出手段２２および後述するブレーキ圧保持制御手段２６の微分値算出手段２６Ａに出力するとともに、加速度情報を傾斜角度算出手段２２に出力する。

傾斜角度算出手段２２は、加速度情報に基づいて傾斜角度を算出する機能を有している。具体的に、傾斜角度算出手段２２は、登坂路停車判断手段２１から停車信号および加速度情報を受けると、記憶装置２４に予め記憶してある加速度と傾斜角度との関係を示すマップを参照して傾斜角度を算出する。そして、傾斜角度算出手段２２は、傾斜角度を算出すると、算出した傾斜角度を目標ブレーキ圧設定手段２３に出力する。

目標ブレーキ圧設定手段２３は、傾斜角度に基づいて、車両の停止時に車両が停止状態を維持できる目標ブレーキ圧を設定する機能を有している。具体的に、目標ブレーキ圧設定手段２３は、傾斜角度算出手段２２から傾斜角度の情報を受けると、記憶装置２４に予め記憶してある傾斜角度と目標ブレーキ圧との関係を示すマップを参照して目標ブレーキ圧を設定する。そして、目標ブレーキ圧設定手段２３は、目標ブレーキ圧を設定すると、その目標ブレーキ圧を後述するブレーキ圧保持制御手段２６の加算手段２６Ｃに出力する。

記憶装置２４は、前述した各マップを記憶するとともに、後述するブレーキ圧の微分値とオフセット量との関係を示すマップを記憶している。なお、各マップは、実験やシミュレーション等によって作成される。

ブレーキ圧取得手段２５は、圧力センサ９１からブレーキ圧を取得する機能を有している。そして、ブレーキ圧取得手段２５は、ブレーキ圧を取得すると、取得したブレーキ圧をブレーキ圧保持制御手段２６（詳しくは、微分値算出手段２６Ａおよび比較手段２６Ｄ）に出力する。

ブレーキ圧保持制御手段２６は、微分値算出手段２６Ａ、オフセット量算出手段２６Ｂ、加算手段２６Ｃおよび比較手段２６Ｄを備えて構成されている。

微分値算出手段２６Ａは、登坂路停車判断手段２１から停車信号を受けると、ブレーキ圧取得手段２５からブレーキ圧の情報を取得し、前回受けたブレーキ圧の前回値と、今回受けたブレーキ圧の今回値とに基づいて、ブレーキ圧の微分値を算出する機能を有している。そして、微分値算出手段２６Ａは、微分値を算出すると、算出した微分値をオフセット量算出手段２６Ｂに出力する。

オフセット量算出手段２６Ｂは、ブレーキ圧の微分値に基づいて、オフセット量（ブレーキ圧が目標ブレーキ圧に達するよりも前にブレーキ圧保持制御を開始させるために目標ブレーキ圧に加える量）を算出する機能を有している。具体的に、オフセット量算出手段２６Ｂは、微分値算出手段２６Ａから微分値の情報を受けると、記憶装置２４に予め記憶してある微分値とオフセット量との関係を示すマップを参照してオフセット量を算出する。ここで、微分値とオフセット量の関係は、微分値の絶対値が大きくなる程オフセット量が大きくなる関係、例えば比例の関係となっている。そして、オフセット量算出手段２６Ｂは、オフセット量を算出すると、算出したオフセット量を加算手段２６Ｃに出力する。

加算手段２６Ｃは、オフセット量算出手段２６Ｂから出力されてくるオフセット量を、目標ブレーキ圧設定手段２３から出力されてくる目標ブレーキ圧に加算して新たな目標ブレーキ圧（以下、「保持制御開始閾値」という。）を算出する機能を有している。そして、加算手段２６Ｃは、保持制御開始閾値を算出すると、算出した保持制御開始閾値を比較手段２６Ｄに出力する。

比較手段２６Ｄは、加算手段２６Ｃから出力されてくる保持制御開始閾値と、ブレーキ圧取得手段２５で取得したブレーキ圧とを比較し、ブレーキ圧が保持制御開始閾値以下となった場合に切換弁６に高めの電流値を供給して切換弁６を閉じることで、ホイールシリンダＷ内のブレーキ圧を保持させる機能を有している。ここで、切換弁６を閉じるための高めの電流値は、目標ブレーキ圧に対応した電流値に設定すればよい。

ここで、比較手段２６Ｄは車両が登坂路で停止しているときにのみ動作するので、比較手段２６Ｄによってブレーキ圧が保持される前の状態においては、出口弁２が閉状態で、切換弁６が開状態となっている。そのため、比較手段２６Ｄによって切換弁６が閉じられると、出口弁２および切換弁６の双方が閉状態となって、ホイールシリンダＷ内のブレーキ圧が保持される。

次に、制御部２０の動作について、図４を参照して説明する。参照する図面において、図４は、制御部の動作を示すフローチャートである。

図４に示すように、制御部２０は、車輪速センサ９２および加速度センサ９３からの信号に基づいて、車両が登坂路で停止したか否かを判断する（Ｓ１）。ステップＳ１において停止したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部２０は、加速度から算出した傾斜角度に基づいて目標ブレーキ圧を設定する（Ｓ２）。

ステップＳ２の後、制御部２０は、圧力センサ９１からブレーキ圧を取得し（Ｓ３）、取得したブレーキ圧からブレーキ圧の微分値を算出する（Ｓ４）。ステップＳ４の後、制御部２０は、微分値からオフセット量を算出し（Ｓ５）、ステップＳ２で設定した目標ブレーキ圧にオフセット量を加算して保持制御開始閾値を算出する（Ｓ６）。

ステップＳ６の後、制御部２０は、圧力センサ９１で検出したブレーキ圧が保持制御開始閾値以下であるか否かを判断する（Ｓ７）。ステップＳ７において、ブレーキ圧が保持制御開始閾値より高い場合には（Ｎｏ）、制御部２０はステップＳ３に戻って、ステップＳ３〜Ｓ７の処理を繰り返す。また、ステップＳ７において、ブレーキ圧が保持制御開始閾値以下となった場合には（Ｙｅｓ）、制御部２０は、切換弁６を閉じて、ホイールシリンダＷ内のブレーキ圧を保持する（Ｓ８）。

そして、ステップＳ８の後や、ステップＳ１において登坂路で停車していないと判断した場合には（Ｎｏ）、制御部２０は、このフローによる処理を一旦終了して、再度ステップＳ１の処理を繰り返す。

次に、制御部２０によるブレーキ圧保持制御について図５を参照して説明する。ここで、ブレーキ圧保持制御とは、切換弁６を閉じる制御のことをいう。参照する図面において、図５は、ブレーキ圧保持制御を示すタイムチャートである。

図５に示すように、運転者がブレーキペダルを踏んで登坂路に車両を停止させると、制御部２０がステップＳ２の処理において目標ブレーキ圧を設定する（時刻ｔ１〜ｔ２）。時刻ｔ２以降において、運転者がブレーキペダルを踏む力を弱めていくと、マスタシリンダ圧が徐々に下がっていく。そして、このマスタシリンダ圧の変化量は、制御部２０によって微分値として算出され、この微分値がオフセット量に変換される。

その後は、制御部２０がオフセット量を目標ブレーキ圧に加算することで、目標ブレーキ圧よりも高い新たな目標ブレーキ圧が保持制御開始閾値として設定される（時刻ｔ２〜ｔ５）。そして、時刻ｔ３において、ブレーキ圧が保持制御開始閾値以下になると、切換弁６に電流が供給されて、ブレーキ圧保持制御が開始される。すなわち、ブレーキ圧保持制御は、ブレーキ圧が元の目標ブレーキ圧に達する時点（時刻ｔ４）よりも前に、開始される。

これにより、マスタシリンダ圧と同じ速度で減圧するホイールシリンダ圧は、ブレーキ圧保持制御の開始後において保持制御開始閾値を下回っても、減圧速度（微分値）に応じてオフセット量が設定されていることにより、目標ブレーキ圧を下回ることなく目標ブレーキ圧に迅速に保持される（時刻ｔ３〜ｔ５）。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
ホイールシリンダＷ内のブレーキ圧が目標ブレーキ圧に達するよりも前に、具体的には、目標ブレーキ圧よりも高い圧力に設定された保持制御開始閾値（目標ブレーキ圧＋オフセット量）になったときに、ブレーキ圧保持制御が開始されるので、ブレーキ圧が目標ブレーキ圧を下回るのを抑えることができ、ブレーキ圧を所望の目標ブレーキ圧に迅速に保持することができ、作動音も抑制される。
さらに、オフセット量をブレーキ圧の微分値に基づいて算出することで、ブレーキ圧が目標ブレーキ圧に達する時間を適切に予想することができるので、ブレーキ圧が目標ブレーキ圧を下回るのをより確実に抑えることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、車両用ブレーキ圧保持制御装置の一例としてＡＢＳ制御やＶＳＡ制御等を実行可能な車両用ブレーキ液圧制御装置１００を採用したが、本発明はこれに限定されず、ＡＢＳ制御等の他の機能を備えずにホイールシリンダ圧の保持だけを実行可能な装置であってもよい。

前記実施形態では、登坂路の判断や傾斜角度の算出に加速度センサを採用したが、本発明はこれに限定されず、登坂路の判断や傾斜角度の算出に用いることができるものであればよい。
前記実施形態では、オフセット量を算出するためのブレーキ圧の変化度合をブレーキ圧の微分値としたが、本発明はこれに限定されず、例えばブレーキの微分値をさらに微分した値を採用してもよい。

前記実施形態では、登坂路での停車時にブレーキ圧を保持する制御において本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、平坦路での停車時にブレーキ圧を保持する制御に適用してもよい。

本発明の一実施形態に係る車両用ブレーキ液圧制御装置を備えた車両の構成図である。 車両用ブレーキ液圧制御装置の構成を示す構成図である。 制御部の構成を示すブロック図である。 制御部の動作を示すフローチャートである。 ブレーキ圧保持制御を示すタイムチャートである。

符号の説明

２ 出口弁
６ 切換弁
１０ 液圧ユニット
２０ 制御部
２１ 登坂路停車判断手段
２２ 傾斜角度算出手段
２３ 目標ブレーキ圧設定手段
２４ 記憶装置
２５ ブレーキ圧取得手段
２６ ブレーキ圧保持制御手段
２６Ａ 微分値算出手段
２６Ｂ オフセット量算出手段
２６Ｃ 加算手段
２６Ｄ 比較手段
９１ 圧力センサ
９２ 車輪速センサ
９３ 加速度センサ
１００ 車両用ブレーキ液圧制御装置

Claims (1)

1. 車両の停止時に車両が停止状態を維持できる目標ブレーキ圧まで減圧してブレーキ圧を保持するブレーキ圧保持制御を実行可能な車両用ブレーキ圧保持制御装置であって、
   前記車両のブレーキ圧を取得するブレーキ圧取得手段と、
   前記ブレーキ圧取得手段で取得されたブレーキ圧が、前記目標ブレーキ圧にオフセット量を加算した保持制御開始閾値以下になったときに前記ブレーキ圧保持制御を開始するブレーキ圧保持制御手段と、を有し、
   前記オフセット量は、前記ブレーキ圧の変化が大きい程大きい値に設定されることを特徴とする車両用ブレーキ圧保持制御装置。

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