JPH0621648B2 - 自動変速機のロックアップ制御装置 - Google Patents

自動変速機のロックアップ制御装置

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JPH0621648B2
JPH0621648B2 JP62273213A JP27321387A JPH0621648B2 JP H0621648 B2 JPH0621648 B2 JP H0621648B2 JP 62273213 A JP62273213 A JP 62273213A JP 27321387 A JP27321387 A JP 27321387A JP H0621648 B2 JPH0621648 B2 JP H0621648B2
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hydraulic pressure
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lockup
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一彦 菅野
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/14Control of torque converter lock-up clutches

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、自動変速機のロックアップ制御装置に関する
ものである。
(ロ)従来の技術 従来の自動変速機のロックアップ制御装置として、例え
ば特開昭61−96259号公報に示されるものがあ
る。これに示される自動変速機のロックアップ制御装置
は、ロックアップコントロールバルブ及びレンジコント
ロールバルブを有しており、この2つのバルブによっ
て、最高変速段では常にロックアップ装置を作動可能と
したものである。すなわち、最高変速段である第4速が
オーバードライブとなっている自動変速機の場合に、第
4速を使用する運転条件に設定されていれば、第4速と
なったときにロックアップ装置が作動可能な状態となり
(第3速ではロックアップ装置は作動しない)、また運
転者のボタン操作などにより第4速を使用しない運転条
件に設定されていれば、第3速で走行する場合にロック
アップ装置が作動可能な状態となる。これにより、第4
速を使用しない運転条件に設定された場合にもロックア
ップ装置を作動させることができる。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような従来の自動変速機のロック
アップ制御装置には、レンジコントロールバルブを必要
とするため、油圧制御装置が大型化すると共に価格も高
くなるという問題点がある。すなわち、レンジコントロ
ールバルブは、第4速阻止油圧が出力されていない場合
には第3速油圧を通過させるが、第4速阻止油圧が出力
された場合には第3速油圧の通過を阻止するように構成
されている。レンジコントロールバルブから出力された
油圧はロックアップコントロールバルブに作用し、これ
に対向する向きに作用する第3速・第4速油圧との共同
作用により、ロックアップコントロールバルブの切換制
御が行われる。これにより上述のような作用を得ること
ができる。しかし、第3速油圧のロックアップコントロ
ールバルブへの供給状態を第4速阻止油圧によって切換
えるためにのみ、レンジコントロールバルブという1本
のバルブを必要としており、上述のように装置の大型化
及び価格の上昇という問題を生じている。本発明は、こ
のような問題点を解決することを目的としている。
(ニ)問題点を解決するための手段 本発明は、ロックアップコントロールバルブとシャトル
バルブとの組合せによって上述と同様の機能を達成する
ことにより上記問題点を解決する。すなわち、本発明に
よる自動変速機のロックアップ制御装置は、Dレンジに
おいては最高変速段である第n速でのみロックアップ装
置が締結され、第n速となることを阻止した運転状態に
おいては第n−1速でのみロックアップ装置が締結され
るように構成される自動変速機のロックアップ制御装置
を前提としたものであり、ロックアップ装置を締結状態
とする締結側位置と解放状態とする解放側位置との間を
切換わり可能なスプール(102)を有するロックアッ
プコントロールバルブ(60)と、2つの入力ポート
(134及び138)のいずれか高い方の油圧を出力ポ
ート(132)に出力するシャトルバルブ(130)と
が設けられており、ロックアップコントロールバルブの
スプールはスプリング(104)の力及び油圧力の両方
又は一方によって解放側位置向きに押されており、ロッ
クアップコントロールバルブは油圧が作用したときスプ
ールを締結側位置向きに押す第1ポート(100a)及
び第2ポート(100±b)を有しており、第2ポート
は第n速及び第n−1速のいずれの場合にも油圧が供給
される第1油路(106)と接続されており、第1ポー
トはシャトルバルブの出力ポートと連通する第2油路
(108)と接続されており、シャトルバルブの一方の
入力ポートは第n速時に油圧が供給される第3油路(1
36)と接続されており、シャトルバルブの他方の入力
ポートは第n速で油圧が供給されず第n速となることを
阻止する油圧が供給される第4油路(140)と接続さ
れており、ロックアップコントロールバルブのスプール
は第1ポート及び第2ポートの両方に油圧が作用したと
きにのみ締結側位置に切換わるように構成されている。
(ホ)作用 上記のような構成とすることにより、ロックアップコン
トロールバルブのスプールは、第n速及び第n−1速の
いずれの場合にも出力される油圧に加えて、シャトルバ
ルブから第n速油圧又はn速となることを阻止する油圧
が供給されたとき締結側位置に切換わる。従って、Dレ
ンジでは第n−1速でロックアップ装置は締結されず、
第n速油圧が出力されたときにのみ締結状態となる。ま
た、第n速となることを阻止した運転状態では、第n−
1速においてロックアップコントロールバルブのスプー
ルは締結側位置に切換わる。すなわち、Dレンジ運転条
件では第n速でのみロックアップ装置が作動し、また第
n速阻止運転条件では第n−1速でのみロックアップ装
置が作動することになる。しかもこのために必要なのは
ロックアップコントロールバルブ及びシャトルバルブだ
けであり、必要なバルブ本数を1本減少させることがで
き、油圧制御装置を小型化すると共に価格を低減するこ
とができる。
(ヘ)実施例 第1図に自動変速機(オートマチックトランスアクス
ル)の骨組図を示す。車両に対して横向き、すなわち車
両前後方向に直交する向きに搭載されたエンジン10に
連結される自動変速機は、トルクコンバータ12、遊星
歯車変速機構14、差動機構16などを有している。エ
ンジン10からの回転が入力されるトルクコンバータ1
2はポンプインペラー18、タービンランナー20、ス
テータ22及びロックアップクラッチ24を有してい
る。タービンランナー20は入力軸26と連結されてお
り、ロックアップクラッチ24が解放された状態ではポ
ンプインペラー18から入力軸26へ流体を介して回転
力が伝達され、またロックアップクラッチ24が締結さ
れると機械的に入力軸26へ回転力が入力される。ロッ
クアップクラッチ24はアブライ室T/A及びレリーズ
室T/Rの差圧により作動する。なお、トルクコンバー
タ12はオイルポンプ28を駆動するように構成されて
いる。遊星歯車変速機構14は第1遊星歯車組G及び
第2遊星歯車組Gを有しており、第1遊星歯車組G
は、第1サンギアSと、第1インターナルギアR
と、両ギアS及びRと同時にかみ合う第1ピニオ
ンギアPを支持する第1ピニオンキャリアPCとか
ら構成されており、また第2遊星歯車組Gは、第2サ
ンギアSと、第2インターナルギアRと、両ギアS
及びRと同時にかみ合う第2ピニオンギアPを支
持する第2ピニオンキャリアPCとから構成されてい
る。第1サンギアSは入力軸26と常時連結されてお
り、また第1ピニオンンキャリアPC及び第2インタ
ーナルギアRは出力軸30と常に連結されている。第
1インターナルギアRは、直列に配置されたフォワー
ドワンウェイクラッチF/O及びフォーワードクラッチ
F/Cを介して、またこれらに並列に配置されたオーバ
ーランクラッチO/Cを介して第2ピニオンキャリアP
と連結可能である。第2サンギアSはリバースク
ラッチR/Cを介して入力軸26と連結可能であり、ま
た第2ピニオンキャリアPCはハイクラッチH/Cを
介して入力軸26と連結可能である。第2サンギアS
はバンドブレーキB/Bによって静止部に対して固定可
能であり、また第2ピニオンキャリアRCは互いに並
列に配置されたローワンウェイクラッチL/Oとローア
ンドリバースブレーキL&R/Bとを介して静止部に対
して固定可能である。出力軸30と一体に出力ギア32
が設けられている。出力ギア32とかみ合うようにアイ
ドラギア34が設けられており、アイドラギア34には
アイドラ軸35を介してリダクションギア36が一体に
回転するように連結されている。
リダクションギア36は差動機構16のリングギア38
とかみ合っている。差動機構16から左右に駆動軸40
及び42が突出してお、これに左右の前輪が連結され
る。
この遊星歯車変速機構14は、クラッチF/C、H/
C、O/C及びR/C、ブレーキB/B及びL&R/
B、及びワンウェイクラッチF/O及びL/Oを種々の
組合せで作動させることによって遊星歯車組G及びG
の各要素(S、S、R、R、PC及びPC
)の回転状態を変えることができ、これによって入力
軸26に対する出力軸30の回転速度を種々変えること
ができる。すなわち、各クラッチ、ブレーキなどを第3
図に示すような組合わせで作動させることにより前進4
速後退1速を得ることができる。なお、第3図中で〇印
はクラッチ及びブレーキが締結していることを示し、ま
たワンウェイクラッチの場合は係合状態を示す。また、
バンドブレーキB/B欄に2A、3R及び4Aとあるの
はそれぞれ、バンドブレーキB/Bを作動させる油圧サ
ーボ装置の2速用アプライ室2A、3速用レリーズ室3
R及び4速用アプライ室4Aを示し、〇印は油圧が供給
されていることを示す。また、α及びαはそれぞれ
インターナルギアR及びRの歯数に対するサンギア
及びSの歯数の比であり、またギア比は出力軸3
0の回転数に対する入力軸26の回転数の比である。
上記のような遊星歯車変速機構14の作動により、入力
軸26の回転は所定の変速をされ出力軸30へ出力され
る。出力軸30の回転力は出力ギア32、アイドラギア
34及びリダクションギア36を介して差動機構16の
リングギア38に伝達される。これにより駆動軸40及
び42を介して左右の前輪を駆動することができる。こ
うすることによってオーバードライブ付き前進4速の自
動変速を行わせることができる。
第4図に上記動力伝達機構を制御するための油圧制御装
置の油圧回路を示す。
この油圧制御装置は、プレッシャーレギュレータバルブ
50、マニアルバルブ52、スロットルバルブ54、ス
ロットルモディファイアバルブ56、プレッシャモディ
ファイアバルブ58、ロックアップコントロールバルブ
60、ガバナバルブ62、1−2シフトバルブ64、2
−3シフトバルブ66、3−4シフトバルブ68、3−
4シフトバルブプラグ68a、3−2タイミングバルブ
70、4−2シーケンスバルブ72、1速回定バルブ減
圧バルブ74、スピードカットバルブ76、オーバラン
クラッチコントロールバルブ78、1−2アキュムレー
タバルブ80、キックダウンモディファイアバルブ8
2、オーバドライブインヒビタソレノイド84、N−D
アキュムレータ88、サーボレリーズアキュムレータ9
0、シャトル弁130、及びシャトル弁150を有して
おり、これらの各バルブなどは互いに第4図に示すよう
に接続され、またオイルポンプO/P、トルクコンバー
タ12のアブライ室T/A及びレリーズ室T/R、クラ
ッチR/C、H/C、O/C及びF/C、ブレーキL&
R/B、及びバンドブレーキB/Bの3つの室2A、3
R及び4Aとも図示のように接続されている。このよう
な構成によって、車速及びエンジンのスロットル開度に
応じて、クラッチR/C、H/C、O/C及びF/C、
及びブレーキL&R/B及びB/Bが前述の表のように
作動するが、本発明に直接関連する部分以外のバルブな
どについては詳細な説明を省略する。なお、以下の説明
は理解を容易にするために本発明と直接関連する部分だ
けを取り出して示した第1図に基づいて説明する。
第1図に示すように、ロックアップコントロールバルブ
60は、弁穴100内に挿入されたスプール102と、
スプール102を図中下方に押すスプリング104とか
ら構成されている。弁穴100にはポート100a〜1
00iが設けられている。また、スプール102はラン
ド102a〜102eを有している。ランド102b、
102c及び102dは等径であり、ランド102a及
び102eは上述の等径のランドよりも小径としてあ
る。各ランドと各ポートとの位置関係は図示のように設
定してある。ポート100aは第3及び4速時に共に締
結されるハイクラッチH/Cと接続された油路106と
接続されている。ポート100bはスピードカットバル
ブ76のポート120cと連通する油路108と接続さ
れている。ポート100cは潤滑用の油路110と接続
されている。ポート100dはトルクコンバータ12内
のアブライ室T/Aと連通する油路112と接続されて
いる。ポート100eはプレッシャーレギュレータバル
ブ50からトルクコンバータ供給圧が供給される油路1
14と接続されている。ポート100fはトルクコンバ
ータ12内のレリーズ室T/Rと接続された油路116
と接続されている。なお、油路112及び油路114は
オリフィスを介して油路110と接続されているが、こ
れはロックアップ締結状態でも油路110に潤滑用の油
を流すためである。ポート100g及びポート100h
はドレーンされている。ポート100iはプレッシャー
レギュレータバルブ50からライン圧が供給される油路
118と接続されている。なお、スプール102のラン
ド102aの受圧面積と、ランド102bと102aと
の間の受圧面積と、ランド102eの受圧面積と、スプ
リング104の力との関係は次のように設定されてい
る。すなわち、ポート100a及びポート100bに共
にライン圧が供給されたときには、スプール102は図
中左半部の状態(締結側位置)に切換わる。ただし、ポ
ート100a及びポート100bのいずれか一方にしか
油圧が供給されていない場合にはスプール102は図中
右半部の状態(解放側位置)となる。
スピードカットバルブ76は、弁穴120に挿入された
スプール122と、スプール122を図中下方に押すス
プリング124と、により構成されている。弁穴120
にはポート120a〜120eが設けられている。ポー
ト120aはガバナバルブ62からガバナ圧が供給され
る油路126と接続されている。ポート120bはドレ
ーンポートである。ポート120cは前述の油路108
と接続されている。ポート120dは油路128を介し
てシャトルバルブ130の出力ポート132と接続され
ている。ポート120eはシャトルバルブ150(第4
図参照)と接続されている。スプール122は等径のラ
ンド122a及び122bを有している。各ポートと各
ランドとの関係は図示のように設定してある。
シャトルバルブ130の一方の入力ポート134は第4
速時にのみ油圧が供給されるバンドブレーキB/Bの4
速用アブライ室4Aと接続された油路136と接続され
ている。また、シャトルバルブ130の他方の入力ポー
ト138はオーバランクラッチO/Cと接続された油路
140と接続されている。なお、油路140のオーバラ
ンクラッチO/Cよりも上流側にオリフィス141が設
けられている。
シャトルバルブ150の一方の入力ポートには、油路1
42を経てスロットルバルブ54からアイドル信号圧
が、また他方の入力ポートには、油路143を経てスロ
ットルバルブ54からキックダウン信号圧がそれぞれ供
給されており、これらの両信号圧の高い方がスピードカ
ットバルブ76のポート120eに供給される。
次にこの実施例の作用について説明する。
第1速又は第2速の状態では、ハイクラッチH/Cには
油圧が供給されていないので、油路106の油圧は0で
ある。従って、油路108からロックアップコントロー
ルバルブのポート100bに作用する油圧の有無にかか
わわらず、スプール102は図中右半部に示す解放側位
置にある。従って、ポート100eとポート100fと
が連通し、油路114の油圧が油路116を通してレリ
ーズ室T/Rに供給され、また同時にポート100dと
100cとが連通し、油路112の油が油路110へ流
れるので、トルクコンバータ12内で油圧がレリーズ室
T/Rからアプライ室T/A側に流れ、ロックアップク
ラッチ24は解放状態となる。
ポート120eにアイドル信号圧もキックダウン信号圧
も供給されない状態(すなわち、キックダウン以外のエ
ンジンドライブ状態)のDレンジにおいて第3速の状態
になると、油路106に油圧が供給され、一方、第4速
にはなっていないので油路136には油圧が供給され
ず、また、オーバドライブインヒビタソレノイド84が
オフであると、3−4シフトバルブプラグ68aは図中
左半部の状態にあり、またオーバーランクラッチコント
ロールバルブ78は図中左半部の状態にあるので、油路
140にも油圧が作用しない。このため、スピードカッ
トバルブ76の状態にかかわらず、油路108には油圧
が供給されない。このため、ロックアップコントロール
バルブ60のスプール102は図中右半部の解放側位置
にあり、上述と同様にロックアップクラッチ24は解放
状態にある。すなわち、この状態の第3速時にはロック
アップクラッチ24は解放されている。
Dレンジにおいて第4速になると、油路136に油圧が
供給される。油路136の油圧はシャトルバルブ130
及び油路128を介してスピードカットバルブ76のポ
ート120dに供給される。油路126から作用するガ
バナ圧が所定値よりも高い場合、すなわち車速が所定値
以上の場合には、スピードカットバルブ76のスプール
122は図中左半部の状態にあり、ポート120dとポ
ート120cとが連通している。このため、油路128
の油圧は油路108に供給され、これがロックアップコ
ントロールバルブ60のポート100bに作用する。こ
のため、ロックアップコントロールバルブ60のポート
100b及び100aの両方に油圧が作用することにな
り、スプール102は図中左半部の締結側位置に切換わ
る。この状態ではポート100dとポート100eとが
連通し、油路112側へ油路114のトルクコンバータ
供給圧が供給され、一方油路116はポート100f及
びポート100gを通してドレーンされる。このため、
ロックアップクラッチ24が締結される。すなわち、第
4速時においてのみロックアップクラッチ24が締結さ
れる。なお、車速が所定値よりも低い場合には、スピー
ドカットバルブ76が図中右半部位置に切換わり、油路
108の油圧がドレーンされるため、ロックアップコン
トロールバルブ60のポート100bに油圧が作用せ
ず、スプール102は図中右半部の状態となり、ロック
アップクラッチ24が解放状態となる。すなわち、第4
速時においても所定車速以下の場合にはロックアップク
ラッチ24は締結されない。なお、Dレンジであっても
ポート120eにスロットルバルブ54からアイドル信
号圧又はキックダウン信号圧が供給されると、車速にか
かわらずスピードカットバルブ76のスプール122は
図中右半部にあり、ロックアップコントロールバルブ6
0のスプール102は図中右半部の状態となってロック
アップクラッチ24は解放となる。
次にDレンジにおいて、オーバドライブインヒビタソレ
ノイド86がオンになると(すなわち、エンジンブレー
キ使用状態になると)、3−4シフトバルブプラグ68
aは図中右半部の状態にあり、オーバランクラッチコン
トロールバルブ78は図中右半部の状態にあるので油路
140に油圧を生じ、この油圧はオーバランクラッチO
/Cに作用し第4速状態とならないようにする。同時に
油路140の油圧はシャトルバルブ130を通してスピ
ードカットバルブ76のポート120dに供給される。
このため、スピードカットバルブ76が図中左半部の状
態にある所定車速以上の場合には、油路108を通して
ロックアップコントロールバルブ60のポート100b
に油圧が作用する。ロックアップコントロールバルブ6
0のポート100aには第3速時においても油圧が作用
している。このため、スプール102は図中左半部状態
となってロックアップクラッチ24が締結される。すな
わち、エンジンブレーキ使用状態では第3速時にもロッ
クアップクラッチ24が締結される。なお、エンジンブ
レーキ使用状態であっても第1速又は第2速時には油路
106に油圧が供給されないため、ロックアップクラッ
チ24が締結されることはない。なお、ポート120e
にアイドル信号圧又はキックダウン信号圧がスロットル
バルブ54から供給されると、車速にかかわらずロック
アップクラッチ24が解放されることは、前述したDレ
ンジの場合と同様である。
以上の説明から明らかなように、通常のDレンジエンジ
ンドライブ状態では最高速段である第4速においてのみ
ロックアップクラッチ24が締結され、エンジンブレー
キ使用状態では第3速においてのみロックアップクラッ
チが締結されることになる。なお、スピードカットバル
ブ76は上記のような作用を得るために不可欠ではな
い。しかし、これにより第4速及び第3速の所定の以下
の車速の場合にロックアップクラッチ24が締結されな
いようにすることができる。
なお、第4速ロックアップ締結状態から第3速ロックア
ップ締結状態への変速が行われる場合には、変速の途中
でロックアップクラッチ24が一時的に解放される。す
なわち、4−3変速時には、油路136の油圧は直ちに
低下するが、油路140の油圧は緩やかに上昇する。す
なわち、オリフィス141を通してオーバランクラッチ
O/Cに油圧が供給されるため、これのピストンがスト
ロークする間は油圧が上昇しない。これにより、油路1
40の油圧が立上るまでは油路108の油圧が低い状態
となり、ロックアップクラッチ24が解放される。これ
により4−3変速時のショックが軽減される。
なお、上述した実施例では、オーバドライブインヒビタ
ソレノイド84によってDレンジでの4速を禁止する油
圧を発生させるようにしたが、この油圧はマニアルバル
ブ52のレンジ位置を1つ増して、これからの油圧を3
−4シフトバルブ68aに作用させても、上述した実施
例と同様の効果を得ることができる。
(ト)発明の効果 以上説明してきたように、本発明によると、Dレンジ運
転条件の場合には最高変速段である第n速でのみロック
アップ装置が作動し、第n速阻止運転条件の場合には第
n−1速でのみロックアップ装置が作動し、エンジン回
転速度を低下させて燃料消費量を減少させることができ
るが、このために必要な要素はロックアップコントロー
ルバルブ及びシャトルバルブだけであり構造が簡単であ
るので、油圧制御装置全体が小型化され、また価格を低
減することができる。バルブが1本傾少するのでバルブ
ステイックなどを発生する可能性も減少し信頼性が向上
する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す図、第2図は自動変速機
の骨組図、第3図は各変速段で作用する要素を示す図、
第4図は油圧回路全体を示す図である。 24……ロックアップクラッチ、60……ロックアップ
コントロールバルブ、100a……第1ポート、100
b……第2ポート、102……スプール、104……ス
プング、106……第1油路、108……第2油路、1
30……シャトルバルブ、132……出力ポート、13
4,138……入力ポート、136……第3油路、14
0……第4油路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Dレンジにおいては最高変速段である第n
    速でのみロックアップ装置が締結され、第n速となるこ
    とを阻止した運転状態においては第n−1速でのみロッ
    クアップ装置が締結されるように構成される自動変速機
    のロックアップ制御装置において、 ロックアップ装置を締結状態とする締結側位置と解放状
    態とする解放側位置との間を切換わり可能なスプールを
    有するロックアップコントロールバルブと、2つの入力
    ポートのいずれか高い方の油圧を出力ポートに出力する
    シャトルバルブとが設けられており、ロックアップコン
    トロールバルブのスプールはスプリングの力及び油圧力
    の両方又は一方によって解放側位置向きに押されてお
    り、ロックアップコントロールバルブは油圧が作用した
    ときスプールを締結側位置向きに押す第1ポート及び第
    2ポートを有しており、第2ポートは第n速及び第n−
    1速のいずれの場合にも油圧が供給される第1油路と接
    続されており、第1ポートはシャトルバルブの出力ポー
    トと連通する第2油路と接続されており、シャトルバル
    ブの一方の入力ポートは第n速時に油圧が供給される第
    3油路と接続されており、シャトルバルブの他方の入力
    ポートは第n速で油圧が供給されず第n速となることを
    阻止する油圧が供給される第4油路と接続されており、
    ロックアップコントロールバルブのスプールは第1ポー
    ト及び第2ポートの両方に油圧が作用したときにのみ締
    結側位置に切換わるように構成されている自動変速機の
    ロックアップ制御装置。
  2. 【請求項2】所定の車速以下の場合にシャトルバルブの
    出力ポートからロックアップコントロールバルブの第2
    ポートへの油圧の供給を阻止するスピードカットバルブ
    が設けられている特許請求の範囲第1項記載の自動変速
    機のロックアップ制御装置。
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