JP6980055B2 - 横加速度と自動車両の自動化トランスミッションのトランスミッションシフトプログラムの複数のさらなる入力変数との妥当性をチェックする方法 - Google Patents

横加速度と自動車両の自動化トランスミッションのトランスミッションシフトプログラムの複数のさらなる入力変数との妥当性をチェックする方法 Download PDF

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Description

本発明は、横加速度と自動車両の自動化トランスミッションのトランスミッションシフトプログラムの複数のさらなる入力変数との妥当性をチェックする方法に関する。
特に、ダブルクラッチトランスミッション、又はトルクコンバータトランスミッションとすることができる自動車両の自動化トランスミッションは、シフト手順を、自動化した態様で制御することができるトランスミッションシフトプログラムを有する。このために、トランスミッションシフトプログラムは、特に、自動車両の現在の走行状態を表し、トランスミッションシフトプログラムによって処理される異なる運動入力変数を供給される。前記運動入力変数の1つとして、例えば、対応する横加速度センサを用いて測定できる自動車両の横加速度がある。
先行技術では、横加速度センサの助けを借りて、測定技術によって検出される、レールに拘束されないデュアルトラック式車両の横加速度は、多くの場合、例えば、いわゆるシングルトラックモデルを用いて、妥当性に関してチェックされる。本明細書では、この種のシングルトラックモデルの有効性は、線形領域にのみ当てはまるが、タイヤ及び走行動力性能がそれらの限界にある領域ではもはや当てはまらない。その結果、測定技術によって検出された横加速度の妥当性をチェックできる有効モデル変数は、異なる運転状況、特に、自動車両がオーバーステア又はアンダーステアする限界領域において利用することができない。
横加速度センサの信号は、自動化トランスミッションのトランスミッションシフトプログラムに大きな影響を及ぼし、用途によっては、内燃機関の動作点に、ひいては、自動車両の排ガス挙動に影響を及ぼす可能性がある。したがって、オンボード診断が必要である。
(特許文献1)は、自動車両の不安定走行状態を確定する方法について記載している。(特許文献2)は、センサによって、特に、自動車両のESPシステムを監視する方法を開示している。
レールに拘束されないデュアルトラック式自動車両の横加速度の妥当性をチェックする方法は、これまで未公開のDE 10 2018 125 892.5号明細書から知られており、この方法では、横加速度センサの横加速度信号は、自動車両が移動する少なくとも1つの特定の経路区間にわたって測定され、横加速度基準モデルを用いて、複数の横加速度基準変数が、前記経路区間にわたって計算され、さらに、測定した横加速度の平均値が、横加速度センサの横加速度信号から求められ、計算した横加速度の平均値が、横加速度基準変数の1つから求められ、少なくとも1つの特定の経路区間にわたる2つの平均値のずれが求められ、横加速度が妥当であるかどうかがずれの大きさを用いて評価される。この方法では、横加速度センサを用いて、測定技術によって検出された横加速度の平均値と、計算によって得られた単一の横加速度基準変数の平均値との間の比較が行われ、前記2つの平均値のずれは、測定した横加速度が妥当であるかどうかに関する評価に使用される。DE 10 2018 125 892.5号明細書に開示したこの方法及び改良は、横加速度センサを用いて測定した横加速度の妥当性が、そのような走行状況、特に、シングルトラック法を用いて妥当性をチェックすることができない限界領域にある状況においてでさえ、チェックされることを可能にする。
独国特許出願公開第199 58 492A1号明細書 独国特許第199 39 872 B4号明細書
計算した横加速度の平均値は、特に、個々のロードホイール速度(ロードホイール回転速度)から計算することができ、個々のロードホイール速度の検出は、特に、自動車両の走行動力性能制御装置で行われる。しかし、走行動力性能制御装置での個々のロードホイール速度の前記検出は、十分な精度で検証されないことが実証された。エラーがある場合に、対応するエラーメモリ内の考えられるエラーメッセージは、例えば、「横加速度の計算した平均値と横加速度の測定した平均値とは一致しない」である。しかし、この場合に、前記2つの平均値のどちらが誤っているかが、診断プロセスによって作業場で調査されなければならない。
横加速度に加えて、トランスミッションシフトプログラムはまた、前記トランスミッションシフトプログラムによって処理されるさらなる運動入力変数を供給される。したがって、前記さらなる運動入力変数も、妥当性をチェックされ、適切な態様で検証され得ることが望ましい。
したがって、本発明の目的は、横加速度と自動車両の自動化トランスミッションのトランスミッションシフトプログラムの複数のさらなる入力変数との妥当性をチェックする、改良された方法を利用可能にすることである。
前記目的を達成することで、請求項1の特徴を有する、横加速度と自動車両の自動化トランスミッションのトランスミッションシフトプログラムの複数のさらなる入力変数との妥当性をチェックする方法が得られる。従属請求項は、本発明の有益な改良に関する。
横加速度と自動車両の自動化トランスミッションのトランスミッションシフトプログラムの複数のさらなる入力変数との妥当性をチェックする、本発明による方法では、
−横加速度センサの横加速度信号が、自動車両が移動する少なくとも1つの特定の経路区間にわたって測定され、測定した横加速度の平均値が計算され、
−トランスミッションシフトプログラムの入力変数に基づいて、複数(n≧2)の異なる横加速度センサ基準変数が、横加速度基準モデルによって、前記特定の経路区間にわたって計算され、各横加速度基準変数ごとに、計算した横加速度のそれぞれ1つの平均値が求められ、
−測定した横加速度の平均値と計算した横加速度の平均値とのずれが減算によって求められ、測定した横加速度と、異なる横加速度基準変数を計算する基となったトランスミッションシフトプログラムのさらなる入力変数とが妥当であるかどうかが、ずれの大きさを用いて評価されると規定される。新規の手法は、特に、横加速度に加えて、トランスミッションシフトプログラムのさらなる入力変数も、測定した横加速度の平均値と、計算した横加速度の平均値とが互いに比較され、あり得るずれが、対応する減算によって求められることで、妥当性をチェックすることができることを特徴とする。例えば、計算した横加速度の平均値が、計算した横加速度の残りの平均値及び測定した横加速度の平均値から大きくずれている場合に、これは、それぞれの横加速度基準変数を計算するのに用いた、対応する入力変数が妥当でないことを示す。こうして、ずれている可能性のある平均値は、測定した横加速度の平均値と、計算した横加速度の平均値との間の比較が行われるという点で確実に特定することができる。
本発明による方法の利点は、特に、横加速度センサを用いて測定した横加速度だけではなく、加えて、トランスミッションシフトプログラムのさらなる同様の関連入力変数も、対応する診断を用いて妥当性をチェックすることができ、それにより、検証することができる点にある。特定の状況下で、前記入力変数のどれが誤っているかに関する分類が、本明細書で提案される方法を用いて明確な態様で可能である。以前の問題解決策を用いた場合、横加速度だけをより低い精度で観測できるに過ぎなかった。
1つの好ましい実施形態では、方法は、有効データ速度限界(data capable speed limits)及び曲がり曲率限界(bend curvature limits)内と、特定の事前設定ロードホイールスリップ値未満とでのみ実施されると規定することができる。したがって、方法は、特定の事前設定した、又は事前設定可能なパラメータが満たされた場合にのみ実施されることが保証される。方法は、特に、以下の境界条件、すなわち、
−機能が最初に要求されてからの時間>限界値(有効データ)と、
−ロードホイールスリップ≦上限値(有効データ)と、
−車両速度≦上限値(有効データ)と、
−車両速度≧下限値(有効データ)と、
−曲がり曲率≦上限値(有効データ)と、
−曲がり曲率≧下限値(有効データ)と、
−ローラモード=「無効」と、
−診断状態=「まだ未計算」と、
−すべての入力信号≠エラー値と、
が厳守される場合のみ実施される(すなわち、許可される)のが好ましい。
1つの好ましい実施形態では、n=3の異なる横加速度基準変数が計算されることが提案され、計算した横加速度の1つの平均値が、それぞれこれらの横加速度基準変数から求められる。
1つの特定の好ましい実施形態では、ロードホイール速度が入力変数として使用されると規定することができ、この入力変数に基づいて、横加速度基準変数の1つが計算される。それぞれの横加速度基準変数ay1は、特に、次の式で少なくとも近似的に求めることができ、
Figure 0006980055
上式で、vはすべてのロードホイールの平均速度を表し、Rは曲がり半径である。曲がり半径のほかに、平均速度vが計算される個々のロードホイール速度のみがこの計算に入力される。
1つのさらに有益な実施形態では、自動車両のヨーレートが入力変数として使用されることが提案され、この入力変数に基づいて、横加速度基準変数の1つが計算される。それぞれの横加速度基準変数ay2は、次の式で少なくとも近似的に計算することができ、
Figure 0006980055
上式で、vはすべてのロードホイールの平均速度を表し、
Figure 0006980055
は自動車両のヨーレートである。本明細書において、定常円移動の運動形態が想定され、平均速度、ヨーレート、及び姿勢角は一定であり、きわめて小さい姿勢角のみが存在する。
1つの特に有益な改良では、ハンドル角を入力変数として使用することが可能であり、この入力変数に基づいて、横加速度基準変数の1つが計算される。平均速度vも、横加速度基準変数の計算に含まれる。
評価の精度を向上させるために、1つの好ましい実施形態において、横加速度と、トランスミッションシフトプログラムのさらなる入力変数とが妥当であるかどうかを評価するために、計算した横加速度の平均値からの、測定した横加速度の平均値のずれを複数の特定の経路区間にわたって求めることが可能である。
1つの特に好ましい実施形態では、横加速度が妥当である経路区間にわたって、最大平均横加速度と最小平均横加速度との間の差Δ1が計算され、横加速度が妥当でない経路区間にわたって、最大平均横加速度と最小平均横加速度との差Δ2が計算されると規定することができる。前記差Δ1、Δ2も、同様に妥当性評価に含むことができる。
1つのさらに有益な実施形態では、観測した経路区間での横加速度が妥当である場合に、妥当な横加速度用のカウンタを増分することと、観測した経路区間での横加速度が妥当でない場合に、妥当でない横加速度用のカウンタを増分することとが可能である。前記カウンタ値も、同様に妥当性評価に含むことができる。それぞれの入力変数が妥当である、又は妥当でない場合に、同様の態様で増分される、対応するカウンタが、トランスミッションシフトプログラムの残りの入力変数に対して同様に設けられるのが好ましい。
1つの好ましい実施形態では、横加速度及び/又はさらなる入力変数の少なくとも1つを妥当でないとして評価した際に、前記情報を自動化トランスミッションのトランスミッションシフトプログラムに利用可能にすることが提案される。次いで、この情報は、トランスミッションシフトプログラムによって、適切な態様でさらに処理することができる。
1つの特に好ましい実施形態では、トランスミッションシフトプログラムは、妥当でない横加速度、及び/又は少なくとも1つのさらなる妥当でない入力変数に対応して、自動化トランスミッションの1つ又は複数の副機能を停止させると規定することができる。言い換えると、代替値応答が、特に、自動化トランスミッションの副機能を停止させ、その理由は、信号エラーが、自動車両の動作に排ガス関連及び消費関連の影響を及ぼす恐れがあるからである。例えば、本明細書において、対応するセンサ値は、トランスミッションの対応する制御装置で実行されるトランスミッションシフトプログラムでゼロに設定することができる。
本発明のさらなる特徴及び利点が、図1に関連する好ましい例示的な実施形態の下記の説明を用いて明らかになるであろう。
横加速度と、自動車両の自動化トランスミッションのトランスミッションシフトプログラムの複数のさらなる入力変数との妥当性をチェックする方法を実施するのに適した装置1のきわめて簡略化した概略図を示している。
装置1は、自動車両の走行動作時に生じる横加速度を測定技術によって検出することができる横加速度センサ2と、横加速度センサ2に接続され、横加速度センサ2の測定結果を処理及び評価することができる評価装置3とを含む。
横加速度と、自動化トランスミッションのトランスミッションシフトプログラムの複数のさらなる入力変数との妥当性をチェックする方法を実施する場合に、横加速度信号が、自動車両が移動する少なくとも1つの特定の経路区間にわたって、横加速度センサ2を用いて測定され、前記横加速度信号は、評価装置3にとって利用可能にされる。評価装置3は、横加速度基準モデルを用いて、前記経路区間にわたって複数(n≧2)の異なる横加速度基準変数を計算するようにさらに構成されている。
この例示的な実施形態では、n=3の異なる横加速度基準変数が計算される。第1の横加速度基準変数ay1は、例えば、個々のロードホイール速度(ロードホイール回転速度)から計算することができる。第2の横加速度基準変数ay2は、特に、ヨーレート及び平均車両速度から計算することができる。第3の横加速度基準変数ay3は、例えば、ハンドル角の大きさ及び平均車両速度から計算することができる。
次いで、評価装置3を用いて、特定の経路区間での自動車両の測定した横加速度の平均値が、横加速度センサ2を用いて測定した横加速度信号aから求められる。さらに、計算した横加速度の平均値が、各計算した横加速度基準変数ay1、ay2、ay3ごとにそれぞれ同様に求められる。次に、測定した横加速度aの平均値からの、計算した横加速度ay1、ay2、ay3の前記平均値のずれが、評価装置3を用いて減算によって求められる。評価装置3は、ずれを用いて、観測した経路区間での測定した横加速度が妥当であるかどうかを最終的に評価する。横加速度ay1、ay2、ay3のすべての計算した平均値、及び測定した横加速度aの平均値は、本明細書において、ずれた可能性のある平均値を確実に特定できるように互いに比較されるのが好ましい。
この問題解決策の利点は、特に、横加速度センサ2のセンサ値が検証されるだけでなく、さらに、個々のロードホイール速度、ハンドル角、及びヨーレートも検証されることにある。これらの信号は、自動化トランスミッションのトランスミッションシフトプログラムの関連する入力変数を表すので、診断による検証も前記信号にとって同様に必要とされる。前記信号のどれが誤っているかに関する分類は、本明細書で説明する方法を用いて、明確な態様で可能である。具体的には、例えば、横加速度の計算した平均値の1つが、それぞれ横加速度の残りの計算した平均値から、又は測定した横加速度の平均値から大きく外れている場合に、これは、横加速度のそれぞれの平均値を計算する基となった、対応する入力変数が妥当でないことを示す。
本明細書で提案される方法は、有効データ速度限界及び曲がり半径限界内、並びに特定のロードホイールスリップの範囲内でのみ実施されるのが好ましい。そのため、特定の走行状況、例えば、ほとんど垂直な壁の乗り越えは、意図的に排除することができる。したがって、方法は、これらの条件下で実施されない。ロードホイールスリップは、以下の通りに求めることができる。
ロードホイールスリップ=MAX(vRoad wheel,fr−vRoad wheel,rr,vRoad wheel,fl−vRoad wheel,rl
この式で示した速度は、ロードホイール速度前部右側(fr)、後部右側(rr)、前部左側(fl)、及び後部左側(rl)である。
自動車両が移動する距離の計算は、自動車両の駆動されないアクスルの両方のロードホイールの平均速度に基づいて行うことができるのが好ましい。
速度、ヨーレート、及び姿勢角が一定であり、自動車両の姿勢角が小さい(β≒0°)と想定される定常円移動の運動を仮定すると、横加速度基準変数は、以下の2つの式で少なくとも近似的に求めることができる。
Figure 0006980055
Figure 0006980055
ここで、vはすべてのロードホイールの平均速度を表し、Rは曲がり半径を表し、
Figure 0006980055
は自動車両のヨーレートを表す。
曲がり半径Rは、以下の関係から求めることができる。
Figure 0006980055
ここで、vRoad wheel,aは、曲がり時の外側の後部ロードホイールの速度を表し、vRoad wheel,iは、曲がり時の内側の後部ロードホイールの速度を表し、bは、自動車両の軌道幅を表す。この式から曲がり曲率(1/R)も簡単な態様で導出することができる。
すでに上記に説明したように、測定した横加速度の平均値と計算した横加速度の平均値とのずれを少なくとも1つの特定の経路区間にわたって計算するために、特定のパラメータが満たされなければならず、前記計算は、減算によって行われ、その理由は、そうでなければ、ずれの計算及び評価においてエラーが生じる恐れがあるからである。
本明細書で提案された方法は、特に、以下の境界条件、すなわち、
−機能が最初に要求されてからの時間>限界値(有効データ)と、
−ロードホイールスリップ≦上限値(有効データ)と、
−車両速度≦上限値(有効データ)と、
−車両速度≧下限値(有効データ)と、
−曲がり曲率≦上限値(有効データ)と、
−曲がり曲率≧下限値(有効データ)と、
−ローラモード=「無効」と、
−診断状態=「まだ未計算」と、
−すべての入力信号≠エラー値と、
が厳守される場合のみ実施される(すなわち、許可される)。
横加速度の妥当性をチェックするために、測定した横加速度の平均値と計算した横加速度の平均値との間のずれ(=差)が検討される。特定の経路区間内で測定した横加速度は、ずれが特定の限界値を超えず、観測した経路長が特定の限界値に達するか、又は特定の限界値を超えた場合に妥当であると考えることができる。対照的に、特定の経路区間内で測定した横加速度は、ずれが特定の限界値を超え、経路長が特定の限界値に達した、又は超えた場合に、或いは、ずれが特定の限界値を超え、経路長が最大長さに達した、又は超えた場合に妥当でないと考えることができる。
横加速度が妥当であるかどうかを評価するために、計算した横加速度の平均値からの、測定した横加速度の平均値のずれが、複数の特定の経路区間にわたって求められるのが好ましい。それにより、横加速度と、トランスミッションシフトプログラムのさらなる入力変数とが妥当であるかどうかに関する提示をより高い精度で行うことを達成することができ、その理由は、特定の状況下での1つだけの経路区間の観測は、誤った妥当性の提示をもたらす恐れがあるからである。
観測した経路区間での横加速度が妥当である場合に、妥当な横移動用の対応するカウンタを増分することができる。同様の態様で、観測した経路区間での横加速度が妥当でない場合に、妥当でない横加速度用の対応するカウンタを増分することができる。同様の態様で動作する、対応するカウンタが、残りの入力変数用に同様に設けられるのが好ましい。
さらに、横加速度が妥当である経路区間での最大平均横加速度と最小平均横加速度との間の差Δ1と、横加速度が妥当でない経路区間での最大平均横加速度と最小平均横加速度との間の差Δ2とが計算されるのも好ましい。
すでに説明したように、測定した横加速度が妥当であるかどうかに関して最終的に示すために、複数の経路区間が評価されるのが好ましい。横加速度がそれぞれ妥当である、又は妥当でない、観測した経路区間の最大平均横加速度及び最小平均横加速度の差Δ1、Δ2を用いて、特定の状況下で、オフセットなどによって、横加速度が妥当であるセンサ特性線と無作為に合致する横加速度センサ2の2つ以上の動作点が評価されること、又はこれは、横加速度が、実際に妥当であるにもかかわらず、妥当と思われない横加速度センサ2の動作点であることが本明細書において保証される。
このとき、横加速度が妥当であるかどうかが、特に、以下の基準に従って評価され得る。横加速度は、
−評価した経路区間の数量が特定の限界値に達し、又は特定の限界値を超え、且つ、
−横加速度が妥当である経路区間での最大平均及び最小平均横加速度の差Δ1が、特定の限界値に達し、又は特定の限界値を超え、且つ、
−妥当である横加速度用のカウンタのカウンタ値と妥当でない横加速度用のカウンタのカウンタ値との間の差が、特定の限界値に達した、又は特定の限界値を超えた場合に妥当である。
対照的に、横加速度は、
−評価した経路区間の数量が特定の限界値に達し、又は特定の限界値を超え、且つ、
−横加速度が妥当でない経路区間での最大平均及び最小平均横加速度の差Δ2が、特定の限界値に達し、又は特定の限界値を超え、且つ、
−妥当である横加速度用のカウンタのカウンタ値と妥当でない横加速度用のカウンタのカウンタ値との間の差が、特定の限界値に届かなかった場合に妥当性がないと考えることができる。
図1に示すように、評価装置3は、この例示的な実施形態において、自動化された態様でシフトする自動車両のトランスミッションの制御装置4に接続されている。或いは、評価装置3は、制御装置4に組み込むこともできる。
測定した横加速度の平均値と、計算した横加速度の平均値との間の過度のずれが確認された場合に、制御装置4によって実行される、自動化された態様でシフトするトランスミッションの切換プログラムは、前記妥当性のない横加速度に対応して、トランスミッションの1つ又は複数の副機能を停止させることができる。言い換えると、代替値応答が、特に、自動化された態様でシフトするトランスミッションのシフトプログラムの副機能の停止が行われ、その理由は、信号エラーが、自動車両の動作に排ガス関連及び消費関連の影響を及ぼす恐れがあるからである。例えば、本明細書において、対応するセンサ値は、制御装置4で実行されるシフトプログラムでゼロに設定することができる。
2 横加速度センサ

Claims (8)

  1. 横加速度と自動車両の自動化トランスミッションのトランスミッションシフトプログラムの複数のさらなる入力変数との妥当性をチェックする方法において
    横加速度センサ(2)の横加速度信号は、前記自動車両が移動する少なくとも1つの特定の経路区間にわたって測定され、前記測定した横加速度の平均値が計算され、
    前記トランスミッションシフトプログラムの前記入力変数に基づいて、3つの異なる横加速度センサ基準変数である第1の横加速度基準変数a y1 、第2の横加速度基準変数a y2 及び第3の横加速度基準変数a y3 が、横加速度基準モデルによって、前記特定の経路区間にわたって計算され、第1の横加速度基準変数a y1 、前記第2の横加速度基準変数a y2 及び前記第3の横加速度基準変数a y3 ごとに、前記計算した横加速度の1つの平均値がそれぞれ求められ、
    前記測定した横加速度の前記平均値と前記計算した横加速度の前記平均値とのずれが減算によって求められ、前記測定した横加速度と、前記第1の横加速度基準変数a y1 、前記第2の横加速度基準変数a y2 及び前記第3の横加速度基準変数a y3 を計算する基となった前記トランスミッションシフトプログラムの前記入力変数とが妥当であるかどうかが、前記ずれの大きさを用いて評価される方法であって、
    前記第1の横加速度基準変数a y1 は、ロードホイール速度が入力変数として使用されて計算され、
    前記第2の横加速度基準変数a y2 は、前記自動車両のヨーレートが入力変数として使用されて計算され、
    前記第3の横加速度基準変数a y3 は、ハンドル角が入力変数として使用されて計算され、
    さらに、前記第1の横加速度基準変数a y1 、前記第2の横加速度基準変数a y2 及び前記第3の横加速度基準変数a y3 のうちのいずれか一つの前記計算した横加速度の平均値と、残りの前記計算した横加速度の平均値とのずれに基づいて、前記入力変数が妥当であるかどうかが評価される、方法。
  2. 前記第1の横加速度基準変数a y1 は、以下の式により近似的に計算され、
    Figure 0006980055
    上式において、vはロードホイールの平均速度、Rは曲がり半径を表す、請求項1に記載の方法。
  3. 前記第2の横加速度基準変数a y2 は、以下の式により近似的に計算され,
    Figure 0006980055
    上式において、vはロードホイールの平均速度、
    Figure 0006980055
    は自動車両のヨーレートを表す、請求項2に記載の方法。
  4. 前記横加速度と、前記トランスミッションシフトプログラムの前記さらなる入力変数とが妥当であるかどうかを評価するために、前記計算した横加速度の前記平均値からの、前記測定した横加速度の前記平均値の前記ずれが、複数の特定の経路区間にわたって求められることを特徴とする、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記横加速度が妥当である経路区間にわたって、最大平均横加速度と最小平均横加速度との間の差Δ1が計算されることと、前記横加速度が妥当でない経路区間にわたって、前記最大平均横加速度と前記最小平均横加速度との差Δ2が計算されることとを特徴とする、請求項に記載の方法。
  6. 観測した経路区間での前記横加速度が妥当である場合に、妥当な横加速度用のカウンタを増分することと、観測した経路区間での前記横加速度が妥当でない場合に、妥当でない横加速度用のカウンタを増分することとを特徴とする、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記横加速度及び/又は前記さらなる入力変数の少なくとも1つを妥当でないとして評価した際に、情報を前記自動化トランスミッションの前記トランスミッションシフトプログラムに利用可能にすることを特徴とする、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記トランスミッションシフトプログラムは、妥当でない横加速度及び/又は少なくとも1つのさらなる妥当でない入力変数に対応して、前記自動化トランスミッションの1つ又は複数の副機能を停止させることを特徴とする、請求項に記載の方法。
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