JPH09203072A - 作業用具の跳ね返り制御方法 - Google Patents
作業用具の跳ね返り制御方法Info
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- JPH09203072A JPH09203072A JP9013688A JP1368897A JPH09203072A JP H09203072 A JPH09203072 A JP H09203072A JP 9013688 A JP9013688 A JP 9013688A JP 1368897 A JP1368897 A JP 1368897A JP H09203072 A JPH09203072 A JP H09203072A
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- E02F3/80—Component parts
- E02F3/84—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems
- E02F3/844—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically
Abstract
れた作業用具の跳ね返りを制御する方法を提供する。 【解決手段】 この方法は、マシンのフレームと作業用
具との間に接続されたアクチュエータ装置内の作動圧力
を検出し、アクチュエータ装置内の上限および下限作動
圧力レベルを監視して、しきい値圧力レベルを形成し、
該しきい値レベルを越える場合には、アクチュエータ装
置内の圧力レベルを変更してしきい値圧力レベルを再形
成する段階からなる。最初のしきい値レベルが得られる
と、システムはリセットされる。これは、跳ね返りの最
初の発生時に作業用具の跳ね返りを有効に排除し、シス
テムをリセットして、将来的な跳ね返りに反応するよう
になっている。
Description
り付けられる作業用具の制御に関する。より詳細には、
本発明は、使用中の作業用具の跳ね返りを排除すること
に関する。
おいて、ブレードすなわち作業用具が地面をならすのに
用いられるとき、マシンが跳ねたり跳ね返ろうとするこ
とがある。このために、道路の表面が波形になったりま
たは起伏が多くなり、道路の表面を2回か3回以上、作
業し直すことが必要となる。これは、一般的に、アクチ
ュエータが所定の位置にロックされ上方または下方に動
くことができないという事実に起因する。
て、オペレータがブレードを上昇させブレード角を変え
たり、またはオペレータが跳ね返りを検出するとマシン
速度を減少させることが一般的な実践操作である。しか
しながら、オペレータが跳ね返りを検出するまでには、
既に広い領域で影響を受けている。跳ね返りの最初の開
始時を検出し、このときに調整的な計測を行なうことが
望ましい。本発明は上述の1つか2つ以上の問題を解決
する。
て、電気油圧システムを有するマシンに取付けられてい
る作業用具の跳ね返りを制御する方法を提供する。この
電気油圧システムは、マイクロプロセッサ、マシンと作
業用具との間に接続されているアクチュエータ装置、リ
ザーバから流体を受け取る加圧流体源、該加圧流体源と
アクチュエータとの間に配置されている電気油圧式方向
制御バルブ、マイクロプロセッサに電気的に接続されて
おり電気油圧式方向制御バルブの動きを制御するように
作動する制御レバーを含む。この方法は、跳ね返りの開
始を検出し、アクチュエータ装置における圧力レベルを
変更して跳ね返りを排除する、段階を含む。本発明は、
アクチュエータ内の圧力を変更し、最低のしきい値のピ
ーク間の圧力レベルを維持し、これにより作動力を制御
することによって、跳ね返りの最初の開始時に、作業用
具の跳ね返りを自動的に制御する方法を提供する。
0のようなマシンの前部が図示されている。モータグレ
ーダ10の前部は、フレーム12、該フレーム12に接
続されている操縦可能な一対のフロントホイール14、
ブレード16のような単一の作業部材、第1および第2
アクチュエータ18、20のようなアクチュエータ装置
17を含む。第1および第2のアクチュエータ18、2
0の各々はヘッド端部22とロッド端部23を有する。
本実施例で用いるアクチュエータ装置という用語を用い
ることは、2つのアクチュエータしか図示し記載してい
ないが、1つか2つまたは3つ以上のアクチュエータを
意味する。図2を参照すると、ブレード16を制御する
ための電気油圧システム24が図示されている。電気油
圧システム24は、リザーバ28から流体を受け取り、
加圧流体を、個々の第1および第2電気油圧式方向制御
バルブ30、32のような電気油圧式方向制御バルブ装
置29を介して個々の第1および第2のアクチュエータ
18、20のようなアクチュエータ装置17に供給す
る、可変容量形ポンプ26のような加圧流体源を含む。
第1および第2の電気油圧式方向制御バルブ30、32
の各々は、電気信号をマイクロプロセッサ36から受信
することに応答して、閉じた、ニュートラル(N)位置
から第1および第2の作動位置(R,L)位置及びフロ
ート(F)位置まで公知の手段で可動である。
導管38、40によって第1アクチュエータ18のヘッ
ド端部22およびロッド端部23に接続されている。第
2の電気油圧制御バルブ32は、導管42、44によっ
て第2アクチュエータ20のヘッド端部22およびロッ
ド端部23にそれぞれ接続されている。第1可変圧力リ
リーフバルブ46は、第1のシャトルバルブ48を介し
て導管38、40に接続されており、リリーフバルブ4
6のリリーフ設定値は、マイクロプロセッサ36から受
信した第1の電気信号に応答して制御される。第2の可
変圧力リリーフバルブ52は第2シャトルバルブ50を
介して導管42、44に接続されており、これのリリー
フ設定値は、マイクロプロセッサ36から受信した第2
の電気信号に応答して制御される。第1および第2のシ
ャトルバルブ48、52のそれぞれは、公知の方法で、
各可変リリーフバルブ46、50に、これに対応する導
管38、40および42、44から最高圧力信号を送信
するように作動する。第1および第2の可変リリーフバ
ルブ46、50のそれぞれは従来の手段でリザーバ28
に接続されている。
ータ18のヘッド端部22に接続されており、ヘッド端
部22の圧力を表す電気信号がマイクロプロセッサ36
に送信される。第2圧力センサー57が第1アクチュエ
ータ18のロッド端部23に接続されており、ロッド端
部23の圧力を表す電気信号がマイクロプロセッサ36
に送信される。第3の圧力センサー58が第2のアクチ
ュエータ20のヘッド端部22に接続されており、これ
の圧力を表す電気信号がマイクロプロセッサ36に送信
される。第4の圧力センサー59が第2のアクチュエー
タ20のロッド端部23に接続されており、これの圧力
を表す電気信号がマイクロプロセッサ36に送信され
る。各第1および第2の電気油圧式方向制御バルブ3
0、32を付勢するマイクロプロセッサ36からの電気
信号が、マイクロプロセッサ36に電気的に接続されて
いる個々の制御レバー60、62のような制御レバー機
構69の動きに応答して発生する。第1および第2の電
気油圧式方向制御バルブ30、32の双方を、本発明の
本質から逸脱することなく1つの制御レバーにより制御
できる。各制御レバー60、62の動きは、各ニュート
ラル(N)、上昇(R)、下降(L)、およびフロート
(F)位置の間でマシンオペレータによって開始され
る。与えられた方向における各制御レバー60、62の
動きの程度は、マイクロプロセッサ36に電気的に伝送
され、マイクロプロセッサ36から各第1および第2の
電気油圧制御バルブ30、32に送信された電気信号の
大きさを決定する。上述したように、各第1および第2
の電気油圧式方向制御バルブ30、32は、マイクロプ
ロセッサ36から受信した電気信号に比例して動く。
ロプロセッサ36に電気的に接続されているスイッチ6
4が取付けられている。スイッチ64のいずれかを押
し、対応する制御レバー60/62を動かすことによっ
て、1つの制御レバー60/62の動きを表す同一の電
気信号を第1および第2の電気油圧式方向制御バルブ3
0、32に同時に送るようにマイクロプロセッサ36を
調整する。従って、制御レバー60/62の1つだけの
動きで双方のアクチュエータ18/20がともに同じ速
度で動くことになる。スイッチ64の他方が押され、こ
れに対応するレバー60/62が動かされた場合にも同
様のことが起きる。スイッチ64の双方が同時に押され
た場合、制御レバー60、62は互いに独立して作動
し、各アクチュエータ18、20を一般的な手段で別個
に制御する。
ロプロセッサ36に電気的に接続されている。可変力制
御66は、第1および第2の圧力セレクタノブ68、7
0を含む。第1及び第2の圧力セレクタノブ68、70
の各々は、“OFF”位置から“UP”位置または“D
OWN”位置に可動である。圧力設定値の大きさは、各
セレクタノブ68、70を“OFF”位置から“UP”
位置または“DOWN”位置に動かすことによって上昇
する。可変力制御66を跳ね返り制御だけのために利用
するために、単一のオン/オフスイッチを設け油圧シス
テムを調整して跳ね返り制御を行なうようにできる。電
気油圧システムの数々の形態を本発明の本質から逸脱す
ることなく用いることができる。例えば、第1および第
2のアクチュエータ18、20のヘッド端部およびロッ
ド端部22、23における圧力を検出することが図示さ
れ記載されているが、各アクチュエータ18、20が伸
びた位置を検出することを用いることができる。同様
に、異なる圧力セレクタノブ68、70が図示されてい
るが、本発明の電気油圧システム24は、1個の圧力セ
レクタノブのみを用いて、アクチュエータ18、20に
よりブレード16が受ける力を制御できる。
した電気油圧システム24の作動において、オペレータ
は、ブレード16を動かすために、制御レバー60、6
2の双方に入力を同方向に行なう。オペレータが制御レ
バー60、62の双方を“R”すなわち上昇位置の方向
に動かす場合、各制御レバー60、62の動きの程度に
比例する電気信号がマイクロプロセッサ36に送られ
る。各制御レバー60、62から受信された信号が、信
号の大きさとレバーの動きの方向を一致させるように処
理される。第1および第2のレバー60、62から受信
された信号に比例する各電気信号が各電気油圧式方向制
御バルブ30、32に送信され、各方向付けバルブ3
0、32を比例的に動かし、加圧流体をポンプ26から
各アクチュエータ18、20のロッド端部23に送りブ
レード16を上げる。ブレード16を下げるためには、
オペレータが各制御レバー60、62を“L”すなわち
下降位置の方向に動かす。各制御レバー60、62の位
置を表す電気信号がマイクロプロセッサ36に送られ
て、マイクロプロセッサ36は比例信号を各電気油圧式
方向制御バルブ30、32に送り、加圧流体をアクチュ
エータ18、20のヘッド端部22に向けて、ブレード
16を下降させる。公知のように、各制御レバー60、
62を“F”すなわちフロート位置に動かすことによっ
てブレード16を“フロート”位置に配置できる。フロ
ート位置において、各アクチュエータ18、20のヘッ
ドおよびロッド端部22、23が互いに接続されリザバ
ー28に接続されている。この位置において、ブレード
16とこれに組み合わされる部品の重量以外に下降力を
ブレードに与えることなく、ブレード16は作用表面の
上面に沿って摺動すなわちフロートできる。
60、62の一つだけを動かすことによって、または制
御レバー60、62の一方を他方より多少動かすことに
よって、ブレード16の片面を他方の片面よりも高くし
たり又は低くすることができる。一般的に、これはマシ
ンによって行なわれる作動に左右される。上述したよう
に、ブレード16を上下運動させることは、制御レバー
60、62の双方が同時に動かすことを必要とする。公
知のように、制御レバー60、62の双方を同時に動か
すためには、オペレータは両手を使わなければならな
い。本構造において、制御レバー60、62の1つの動
きにより、アクチュエータ18、20の双方が同時に、
また同速で動くことになる。双方のアクチュエータ1
8、20を同時に動かすために、オペレータは、制御レ
バー60、62の一方のスイッチ64を押すだけであ
る。例えば、オペレータが制御レバー60上のスイッチ
64を押すと、電気信号がマイクロプロセッサ36に向
けられて、制御レバー60の連続した動きに関して同時
信号が電気油圧式方向制御バルブ30、32の双方に向
けられるようにマイクロプロセッサ36を調整する。こ
れらの同時信号は1つの制御レバー60の動きに比例す
る。同様に、オペレータが、第2の制御レバー62の別
のスイッチ64を押す場合には、第2の制御レバー62
の動きに比例する同時信号が各電気油圧式方向制御バル
ブ30、32の双方に送られる。これによってオペレー
タは片手だけでブレード16を上下させることができ、
車両を操縦したり、トランスミッションのギアをシフト
するような別の操作のためにもう一方の手を自由にでき
る。
のレバー60、62が同時に動かされる場合には、マイ
クロプロセッサ36は個々の信号を各電気油圧式方向制
御バルブ30、32に送るように機能する。ブレード1
6に上下方向に一定の力を与えるように、可変力制御6
6が用いられる。オペレータは各セレクタノブ68、7
0を圧力作動レベルに関与する所望の位置に動かす。上
述したように、この作動圧レベルは最低の圧力レベルか
ら最大の圧力レベルにまで変化できる。ブレード16の
一方側に加えられる力が他方側に加えられる力と比較し
てより大きいために、1個のセレクタノブ68/70を
他方側とは異なる位置に配置できることがわかる。オペ
レータが各セレクタノブ68、70を所望の位置に動か
すと、選択された位置が電気的にマイクロプロセッサ3
6に伝達される。可変ポンプ26から第1および第2電
気油圧式方向制御バルブ30、32を介して第1および
第2アクチュエータ18、20のヘッド端部22に加圧
流体を供給するように、マイクロプロセッサ36は、電
気信号を第1および第2の電気油圧式方向制御バルブ3
0、32に送る。ブレード16は、下方に動かされて、
第1および第2の電気油圧式方向制御バルブ30、32
にマイクロプロセッサ36から送られる電気信号によっ
て決定される速度で作業表面と接触するようになる。同
時に、電気信号がマイクロプロセッサ36から各可変圧
力リリーフバルブ46、50に送られて、これらの有効
作動圧を設定することになる。可変圧力リリーフバルブ
46、50の設定値は、セレクタノブ68、70の各設
定値に比例する。セレクタノブ68の位置は第1可変圧
力リリーフバルブ46の設定値に関係し、セレクタノブ
70の位置は第2可変圧力リリーフバルブ50の設定値
に関係する。
の重量のために、望まれるよりも大きい、作業面に対す
る力が作り出されるので、オペレータは、各セレクタノ
ブ68、70を“UP”に向けて所定場所に設定しても
よい。この場合、可変ポンプ26からの加圧流体が各ア
クチュエータ18、20のロッド端部23に向けられ
て、アクチュエータ18、20を上げる。しかしなが
ら、圧力レベルは、作業面からブレード16を持ち上げ
られないほど低いレベルであるが、作業面上に作用す
る、ブレード16とこれに組み合わされる部品の全重量
の力から減ずるのに十分大きいレベルに維持される。上
述したように、第1および第2の可変圧力リリーフバル
ブ46、50の圧力設定値は、各セレクタノブ68、7
0の選択された位置に従って設定される。
より可変力制御66が停止される。可変圧制御66をリ
セットするために、各セレクタノブ68、70は“OF
F”位置に、所望であれば所望の一定の力位置に戻らな
ければならない。ブレードを固定位置にし、アクチュエ
ータ18、20を固定位置にロックした状態で、通常の
地ならし作業中に、またはマシンががたがた揺れる、す
なわち硬質な領域を作業中に、作業要素、すなわちブレ
ード16は、跳ね返ったり跳ね上がったりし始めること
がある。跳ね返りが発生すると、各アクチュエータ1
8、20における圧力レベルが変わる。上述したよう
に、地ならし作業を行なう間、第1、第2、第3および
第4の圧力センサー56、58が、各アクチュエータ1
8、20の各ヘッドおよびロッド端部22、23におけ
る圧力を絶えず検出し、検出された圧力を表す電気信号
をマイクロプロセッサ36に送る。1実施例において、
マイクロプロセッサ36は、アクチュエータのヘッドお
よびロッド端部のピーク間の圧力レベルを絶えず監視
し、ピーク間の圧力レベルを所定のしきい値レベルと比
較する。所定のしきい値レベルは、いくつかの方法で求
めることができる。例えば、各アクチュエータ18、2
0のヘッド端部22のみのピーク間の圧力を検出するこ
とができ各電気信号がマイクロプロセッサ36に送られ
るか、あるいは各アクチュエータ18、20のロッド端
部23のみのピーク間の圧力を検出して、各電気信号を
マイクロプロセッサ36に送ることができる。さらに、
各アクチュエータ18、20のヘッド端部およびロッド
端部22、23間の圧力差のピーク間の圧力を、マイク
ロプロセッサ36により求めることができ、しきい値圧
力レベルとして用いることができる。しきい値圧力レベ
ルを求める上述の方法のそれぞれを本発明の本質から逸
脱することなく用いることができる。
生するような、所定のしきい値レベルを越えるときに
は、可変力制御66が自動的に調整される、すなわち所
定のレベルに、あるいはしきい値圧力レベルの平均に等
しい位置にオンされる。上述したように、これは、所望
であれば第1および第2の電気油圧式方向制御バルブ3
0、32の位置を調整し、第1および第2の可変リリー
フバルブ46、50を所定のレベルに、すなわち平均の
しきい値圧力レベルに設定する。可変力制御が跳ね返り
を制御するようにオンされると、アクチュエータは制御
された手段で上下方向に動くことができる。可変力制御
66が所定の時間の長さの間、すなわちピーク間の圧力
がしきい値の圧力レベル内にあるときまで、作動する。
可変力制御66は、第2のより小さい所定のしきい値圧
力レベルが得られるまでオフされないのが好ましい。跳
ね返りがなくなり、可変力制御66がオフされると、第
1および第2の電気油圧式方向制御バルブ30、32が
中央の流れブロック位置に戻るので、アクチュエータ1
8、20が再びロックされる。同時に、第1および第2
の可変リリーフバルブ46、50が最大圧力レベルに設
定され、リザーバ28への流れを有効に防ぐようにな
る。可変リリーフバルブ46、50を通る流れを防ぐた
めに、可変リリーフバルブ46、50を最高位置に設定
するかわりに、電気的に制御されるブロックバルブを各
シャトルバルブ48、52と可変バルブ46、50間の
ラインとの間に配置できる。
ータ18、20内のピーク間の圧力を検出し制御するこ
とによって有効に取り除かれる。さらに、上述の通常の
しきい値圧力レベルを早期に検出することによって、跳
ね返りが発生すると同時に、跳ね返りを実質的に排除で
き、作業表面を波形にしたり、起伏の多い状態にしなく
なる。別の実施例において、マイクロプロセッサ36
は、ゲルチェル(Goertzel)アルゴリズムを跳
ね返りを検出するのに適用する。ゲルチェルアルゴリズ
ムの出力が所定のしきい値レベルと比較される。この出
力が所定のしきい値を越える場合には、跳ね返りが検出
され、可変力制御66がオンされて跳ね返りを排除でき
る。
シンに取り付けられた作業用具の跳ね返りを制御する方
法は、作業要素と作業表面の間の跳ね返りの発生を検出
し、フレームと作業用具との間に配置されたアクチュエ
ータ装置内の圧力を変更し跳ね返りを排除する、段階を
含む。跳ね返りの発生を検出する段階は、アクチュエー
タ装置内の作動圧力レベルを絶えず監視し、これを表す
電気信号をマイクロプロセッサに送信する段階を含む。
マイクロプロセッサは、検出されたピーク間の圧力に基
づいた所定のしきい値圧力レベルを形成する。アクチュ
エータ装置内の圧力レベルを変更する段階は、可変圧力
リリーフバルブをアクチュエータ装置に接続し、これの
設定値を制御して、しきい値圧力レベル内のピーク間の
圧力の平均に等しい圧力レベルを形成する段階を含む。
この方法は、さらに跳ね返りが排除されたり、または初
期のしきい値圧力レベルが再び形成されると、システム
をオフすなわちリセットする段階を含む。
れた作業用具の跳ね返りを制御する本発明の方法は、作
業用具、すなわちブレードの跳ね返りを、跳ね返りが発
生すると同時に有効に実質的に取り除けることが容易に
わかる。本発明は、アクチュエータ18、20の圧力を
絶えず監視して、所定のしきい値レベル内で圧力の変化
を制御することによって、作業表面に対するブレードの
好ましくない上下運動を実質的に取り除く。本発明の別
の態様、目的および利点は図面、発明の開示および請求
の範囲から得ることができる。
る。
分的概略および部分的線図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 マイクロプロセッサと、マシンと作業用
具との間に接続されたアクチュエータ装置と、リザーバ
から流体を受け取る加圧流体源と、該加圧流体源と前記
アクチュエータ装置との間に配置された電気油圧式方向
制御バルブと、前記マイクロプロセッサに電気的に接続
されて、前記電気油圧式方向制御バルブ装置の動きを制
御することにより前記アクチュエータ装置に加圧流体を
送るように作動する制御レバー機構と、を有する電気油
圧システムを有する、作業具が取り付けられたマシンに
おいて、作業具の跳ね返りの開始の後での、作業表面に
対する該作業用具の該跳ね返りを制御する方法であっ
て、 アクチュエータ装置の作動圧力を検出することにより作
業面に対する作業部材の跳ね返りの開始を検出し、 前記アクチュエータ装置内の圧力レベルを変更して前記
跳ね返りを排除する、 段階からなる方法。 - 【請求項2】 跳ね返りの開始を検出する前記段階は、
前記アクチュエータ装置内の所定の最低ピーク間の圧力
変化を検出し、該所定の最低ピーク間の圧力変化を作動
しきい値レベルとして形成する、段階を含むことを特徴
とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記アクチュエータ装置内の圧力レベル
を変更する前記段階において、前記作動しきい値レベル
が絶えず監視され、使用中に前記しきい値圧力レベルを
越える場合には、前記アクチュエータ装置内の前記圧力
レベルが変更されることを特徴とする請求項2に記載の
方法。 - 【請求項4】 前記アクチュエータ装置内の圧力レベル
を変更する前記段階において、前記アクチュエータ装置
内の所定の圧力レベルが形成されて前記作業部材の跳ね
返りを排除することを特徴とする請求項3に記載の方
法。 - 【請求項5】 前記アクチュエータ装置内の圧力レベル
を変更する前記段階において、可変圧力リリーフバルブ
を前記アクチュエータ装置に接続し、前記可変圧力リリ
ーフバルブの設定値を制御して、前記しきい値レベルの
平均に等しい前記アクチュエータ装置内の圧力レベルを
形成することによって、前記アクチュエータ装置内の前
記圧力レベルが変更されることを特徴とする請求項4に
記載の方法。 - 【請求項6】 前記アクチュエータ装置は、第1および
第2のアクチュエータを含んでおり、前記電気油圧式方
向制御バルブ装置は、第1および第2の電気油圧式方向
制御バルブを含んでおり、前記マイクロプロセッサは前
記第1および第2アクチュエータ内の作動圧力を検出す
るようになっており、跳ね返りの開始を検出する前記段
階において、前記第1および第2のアクチュエータ内の
前記作動圧力が監視されて作動しきい値レベルを形成
し、圧力レベルを変更する前記段階において、使用中に
前記作動しきい値レベルを越える場合には、前記作動し
きい値レベルを再形成するように前記第1および第2の
アクチュエータ内の前記圧力レベルが変更されることを
特徴とする請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 前記可変圧力リリーフバルブが前記第1
のアクチュエータに接続されて、第2の可変圧力リリー
フバルブが前記第2のアクチュエータに接続されてお
り、前記アクチュエータ装置内の圧力レベルを変更する
前記段階において、前記第1および第2のアクチュエー
タの圧力レベルが、前記作動しきい値レベルの前記平均
に等しい前記圧力レベルを設定することによって変更さ
れることを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 前記第1および第2のアクチュエータの
各々が、ヘッド端部とロッド端部を有するようになって
おり、跳ね返りの開始を検出する前記段階において、前
記マイクロプロセッサが前記第1および第2のアクチュ
エータの前記ヘッド端部内の圧力レベルを検出すること
を特徴とする請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 前記第1および第2のアクチュエータの
各々が、ヘッド端部とロッド端部を有するようになって
おり、跳ね返りの開始を検出する前記段階において、前
記マイクロプロセッサは、前記第1および第2のアクチ
ュエータの前記ロッド端部の前記圧力レベルを検出する
ことを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 【請求項10】前記第1および第2のアクチュエータの
各々が、ヘッド端部とロッド端部を有するようになって
おり、跳ね返りの開始を検出する前記段階において、前
記マイクロプロセッサは前記第1および第2のアクチュ
エータの前記ロッドとヘッド端部間の圧力差を検出する
ことを特徴とする請求項7に記載の方法。
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