JPWO2016133182A1 - 車両 - Google Patents
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Abstract
Description
車両の左車輪の駆動力である左駆動力と、前記車両の右車輪の駆動力である右駆動力とを制御することによって前記左駆動力と前記右駆動力との差異である左右駆動力差を制御可能な駆動装置と、
前記駆動装置を制御する駆動制御装置と、
操舵輪に機械的に接続されると共に前記操舵輪を含む操舵系に操舵力又は操舵付加力を付与する回転電気機械と、
走行路に対する前記車両の逸脱の回避を支援する走行支援装置と
を備えるものであって、
前記走行支援装置は、
前記走行路を認識する走行路認識手段と、
前記走行路に対する前記車両の逸脱又は逸脱のおそれを取得する逸脱取得手段と、
前記逸脱取得手段が前記逸脱又は前記逸脱のおそれを取得したとき、前記回転電気機械を駆動させて前記操舵系の操舵入力装置に対し報知動作を生じさせる又は前記操舵系に対して逸脱回避支援操舵力若しくは逸脱回避支援操舵付加力を付与する回避支援手段と
を備え、
前記車両は、前記回転電気機械の回転速度を取得する回転速度取得手段をさらに備え、
前記駆動制御装置は、前記回転速度に基づいて前記駆動装置による前記左右駆動力差を制御し、
さらに、前記駆動制御装置は、前記逸脱取得手段が前記逸脱若しくは前記逸脱のおそれを取得したとき、又は前記回避支援手段が前記報知動作を生じさせるとき若しくは前記逸脱回避支援操舵力若しくは前記逸脱回避支援操舵付加力を付与するとき、前記回転速度に基づく前記左右駆動力差の制御を禁止又は抑制する
ことを特徴とする。
車両の左車輪に機械的に接続される左回転電気機械のトルクである左トルクと、前記車両の右車輪に機械的に接続される右回転電気機械のトルクである右トルクとを制御することによって、前記左車輪のトルクと前記右車輪のトルクとを制御可能な駆動装置と、
前記駆動装置を制御する駆動制御装置と、
操舵輪に機械的に接続されると共に前記操舵輪を含む操舵系に操舵力又は操舵付加力を付与する回転電気機械と、
走行路に対する前記車両の逸脱の回避を支援する走行支援装置と
を備えるものであって、
前記走行支援装置は、前記走行路に対する前記車両の逸脱又は前記逸脱のおそれがあるとき、前記回転電気機械を駆動させて前記操舵系の操舵入力装置に対し報知動作を生じさせる又は前記操舵系に対して逸脱回避支援操舵力若しくは逸脱回避支援操舵付加力を付与する回避支援手段を備え、
前記車両は、前記回転電気機械の回転速度を取得する回転速度取得手段をさらに備え、
前記駆動制御装置は、前記回転速度に基づいて前記左トルク及び前記右トルクを制御し、
さらに、前記駆動制御装置は、前記逸脱若しくは前記逸脱のおそれがあるとき、又は前記回避支援手段が前記報知動作を生じさせるとき若しくは前記逸脱回避支援操舵力若しくは前記逸脱回避支援操舵付加力を付与するとき、前記回転速度に基づく前記左トルク及び前記右トルクの制御を禁止又は抑制する
ことを特徴とする。
A.構成
[A−1.車両10の全体構成]
図1は、本発明の一実施形態に係る車両10の一部の概略構成図である。図1に示すように、車両10は、駆動系12と、電動パワーステアリング装置14(以下「EPS装置14」という。)と、道路逸脱軽減装置16(以下「RDM装置16」ともいう。)とを有する。
(A−2−1.駆動系12の全体構成)
図2は、本実施形態の車両10の駆動系12の一部を示すブロック図である。図1及び図2に示すように、駆動系12は、車両10の前側に直列配置されたエンジン20及び第1走行モータ22と、車両10の後ろ側に配置された第2走行モータ24及び第3走行モータ26と、高電圧バッテリ28(以下「バッテリ28」ともいう。)と、第1〜第3インバータ30、32、34と、駆動系センサ群36(図2)と、駆動電子制御装置38(以下「駆動ECU38」という。)とを含む。
エンジン20及び第1モータ22は、トランスミッション40を介して左前輪42a及び右前輪42b(以下「前輪42」と総称する。)に駆動力(以下「前輪駆動力Ff」という。)を伝達する。エンジン20及び第1モータ22は、前輪駆動装置44を構成する。例えば、車両10が低負荷のときに第1モータ22のみによる駆動を行い、中負荷のときにエンジン20のみによる駆動を行い、高負荷のときにエンジン20及び第1モータ22による駆動を行う。
高電圧バッテリ28は、第1〜第3インバータ30、32、34を介して第1〜第3モータ22、24、26に電力を供給すると共に、第1〜第3モータ22、24、26からの回生電力Pregを充電する。
図2に示すように、駆動系センサ群36には、車速センサ50と、舵角センサ52と、横加速度センサ54(以下「横Gセンサ54」という。)と、車輪速センサ56と、ヨーレートセンサ58とが含まれる。
駆動ECU38は、エンジン20及び第1〜第3インバータ30、32、34を制御することにより、エンジン20及び第1〜第3モータ22、24、26の出力を制御する。駆動ECU38は、入出力部、演算部及び記憶部(いずれも図示せず)を有する。また、駆動ECU38は、複数のECUを組み合わせたものであってもよい。例えば、エンジン20及び第1〜第3モータ22、24、26それぞれに対応して設けた複数のECUと、エンジン20及び第1〜第3モータ22、24、26の駆動状態を管理するECUとにより駆動ECU38を構成してもよい。駆動ECU38の詳細については後述する。
EPS装置14は、運転者によるステアリングホイール60の操作を補助する操舵アシスト制御を行う。図1に示すように、EPS装置14は、電動パワーステアリングモータ70(以下「EPSモータ70」ともいう。)と、レゾルバ72と、操舵トルクセンサ74と、電動パワーステアリング電子制御装置76(以下「EPS ECU76」という。)とを有する。EPS装置14の構成としては、例えば、米国特許出願公開第2013/0190986号公報(以下「US 2013/0190986 A1」という。)(例えば同公報の図2)に記載のものを用いることができる。
RDM装置16は、走行路200(図7)に対する車両10の逸脱の回避を支援する走行支援装置である。図1に示すように、RDM装置16は、前方カメラ80(以下「カメラ80」ともいう。)と、RDMスイッチ82と、モニタ84と、スピーカ86と、ブレーキ機構88と、道路逸脱軽減電子制御装置90(以下「RDM ECU90」という。)とを有する。
(A−5−1.駆動ECU38の全体構成(機能ブロック))
上記の通り、図2は、本実施形態の車両10の駆動系12の一部を示すブロック図であり、駆動ECU38の機能ブロックが示されている。図3は、左右後輪46a、46bのうち外輪についてのフィードフォワード制御用トルクの一例を示す図である。駆動ECU38では、図2に示す各ブロックの機能をプログラム処理する。但し、必要に応じて、駆動ECU38の一部をアナログ回路又はデジタル回路に置換してもよい。
舵角比例FF制御部100は、舵角比例フィードフォワード制御(以下「舵角比例FF制御」という。)を実行する。舵角比例FF制御では、舵角θst及び横加速度Glatに対応して駆動輪(ここでは、後輪46a、46b)のトルク(駆動力)を制御する。
EPSモータ速度FF制御部102は、EPSモータ速度フィードフォワード制御(以下「EPSモータ速度FF制御」又は「モータ速度FF制御」という。)を実行する。モータ速度FF制御では、EPS ECU76からのEPSモータ速度ωに対応して駆動輪(ここでは、後輪46a、46b)のトルク(駆動力)を制御する。
第1加算器104は、FF制御部100からのトルクTff1lとFF制御部102からのトルクTff2lとの和(以下「フィードフォワード合計トルクTff_total_l」又は「FF合計トルクTff_total_l」という。)を算出する。
ローパスフィルタ108は、左後輪46a用のFF合計トルクTff_total_lのうち低周波数成分のみを通過させて第1減算器112に出力する。また、ローパスフィルタ108は、右後輪46b用のFF合計トルクTff_total_rのうち低周波数成分のみを通過させて第2減算器114に出力する。これにより、FF合計トルクTff_totalの急激な変化を避けることが可能となる。その結果、FF合計トルクTff_totalの急激な増加に対する運転者の違和感を避けることが可能となる。
FB制御部110は、フィードバック制御(以下「FB制御」という。)を実行する。FB制御では、車両10の旋回時に車両10のスリップ角が過大となることを避けるように駆動輪のトルク(駆動力)を制御する。
第1減算器112は、ローパスフィルタ108からのFF合計トルクTff_total_lとFB制御部110からのFBトルクTfblとの差(以下「合計トルクTtotal_l」又は「トルクTtotal_l」という。)を算出する。第2減算器114は、ローパスフィルタ108からのFF合計トルクTff_total_rとFB制御部110からのFBトルクTfbrとの差(以下「合計トルクTtotal_r」又は「トルクTtotal_r」という。)を算出する。以下では、合計トルクTtotal_l、Ttotal_rを「合計トルクTtotal」又は「トルクTtotal」と総称する。
図3には、左右後輪46a、46bのうち外輪についての舵角比例トルクTff1、EPSモータ速度トルクTff2及びFF合計トルクTff_totalの一例が示されている。図3からわかるように、ステアリングホイール60が操作されると、舵角比例トルクTff1及びEPSモータ速度トルクTff2が増加する。この際、舵角比例トルクTff1は、比較的立ち上がりが遅い。このため、舵角比例トルクTff1よりも立ち上がりが速いEPSモータ速度トルクTff2を加えることで、FF合計トルクTff_total全体としての立ち上がりを速めることが可能となる。
[B−1.EPSモータ速度FF制御の流れ]
図4は、本実施形態におけるEPSモータ速度FF制御のフローチャートである。ステップS1において、駆動ECU38のEPSモータ速度FF制御部102は、RDM装置16において警告振動が発生していないか否かを判定する。当該判定は、RDM装置16からの警告振動信号Sxに基づいて行う。上記のように、警告振動は、走行路200に対する車両10(自車)の将来的な又は実際の逸脱の発生が判定されたときにステアリングホイール60に付与される振動である。警告振動の更なる詳細は、図7を参照して後述する。
図5は、舵角センサ52が検出した舵角θstの時間微分値としての舵角速度Vθstと、レゾルバ72が検出した電気角θeに基づくEPSモータ速度ωの出力例を示す図である。図5の例では、舵角速度Vθst及びEPSモータ速度ωそれぞれに、ローパスフィルタを適用した波形が示されている。
上記の通り、操舵アシスト制御は、EPS装置14(EPS ECU76)により行われるものであり、運転者の操舵をアシストするための操舵付加力Fadを制御する。操舵付加力Fadは、トルクとして示され、運転者の操舵トルクTstと同じ方向である。
図6は、本実施形態におけるRDM制御のフローチャートである。図6のフローチャートは、RDMスイッチ82がオンにされている場合に実行される。図7は、本実施形態のRDM制御を実行した場合の一例を示すタイムチャートである。上記の通り、RDM制御は、車両10が走行路200から逸脱すること(白線202l、202rのいずれかからはみ出ること)を軽減する。なお、図7で示す操舵支援量Dstは、RDM制御により運転者の操舵を支援する量[m/s2]である。減速支援量Dbrは、RDM制御における自動ブレーキでの支援量[m/s2]を意味する。
図8は、本実施形態における警告振動とEPSモータ速度FF制御との関係を説明するための図である。図8では、車両10が定速走行(車速Vが一定)をしているときに、RDM制御により警告振動(図7の時点t1〜t2、図8の時点t21〜t22)を行った場合の各種の信号及び値が示されている。なお、時点t21〜t22におけるEPSモータ速度トルクTff2については、図4のステップS1を行う場合が実線で示されており、ステップS1を行わない場合(S2〜S6のみを行う場合)が破線で示されている。
以上のように、本実施形態によれば、前輪42a、42b(操舵輪)の操舵に加え、トルク差ΔT(左右駆動力差)に関するトルクTff2を用いて車両10のヨーモーメントを制御する(図2及び図4)。また、トルク差ΔTは、車両10のステアリング軸62に操舵付加力Fadを付与するEPSモータ70のEPSモータ速度ω(回転電気機械の回転速度)に基づいて制御する(図2、図4)。このため、トルク差ΔTをEPSモータ速度ωに連動させて設定可能とすることで、車両10のヨーモーメントを適切に制御することが可能となる。
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
上記実施形態では、自動四輪車である車両10について説明した(図1)。しかしながら、例えば、EPSモータ速度ωに基づいて左後輪46a(左駆動輪)及び右後輪46b(右駆動輪)のトルク差ΔT(左右駆動力差)を調整する観点からすれば、これに限らない。例えば、自動三輪車及び自動六輪車のいずれであってもよい。
図9は、本発明の第1変形例に係る車両10Aの一部の概略構成図である。車両10Aの駆動系12aでは、上記実施形態に係る車両10の前輪駆動装置44及び後輪駆動装置48の構成が反対になっている。すなわち、車両10Aの前輪駆動装置44aは、車両10Aの前側に配置された第2及び第3走行モータ24a、26aを備える。また、車両10Aの後輪駆動装置48aは、車両10Aの後ろ側に直列配置されたエンジン20a及び第1走行モータ22aを備える。なお、図9では、EPS装置14及びRDM装置16の図示を省略している(後述する図10及び図11も同様である。)。
図10は、本発明の第2変形例に係る車両10Bの一部の概略構成図である。車両10Bの駆動系12bでは、エンジン20からの駆動力(以下「駆動力Feng」という。)を前輪42a、42b及び後輪46a、46bに伝達する。これにより、前輪42a、42b(主駆動輪)に加え、後輪46a、46b(副駆動輪)を駆動輪とする。なお、前記実施形態(図1)と同様、エンジン20にモータ22が接続されてもよい。
図11は、本発明の第3変形例に係る車両10Cの一部の概略構成図である。第2変形例に係る車両10Bの駆動系12bと同様、車両10Cの駆動系12cでは、エンジン20からの駆動力(駆動力Feng)を前輪42a、42b及び後輪46a、46bに伝達する。これにより、前輪42a、42b(主駆動輪)に加え、後輪46a、46b(副駆動輪)を駆動輪とする。車両10Bと同一の構成要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する。なお、前記実施形態(図1)と同様、エンジン20にモータ22が接続されてもよい。
上記実施形態では、第1〜第3走行モータ22、24、26を3相交流ブラシレス式としたが、これに限らない。例えば、第1〜第3走行モータ22、24、26を3相交流ブラシ式、単相交流式又は直流式としてもよい。
[C−1.EPS装置14の全体構成]
上記実施形態のEPS装置14は、EPSモータ70がステアリング軸62に操舵付加力Fadを伝達する構成(いわゆるコラムアシスト式EPS装置)であった(図1)。しかしながら、操舵付加力Fadを発生するものであれば、EPS装置14の構成はこれに限らない。例えば、ピニオンアシスト式EPS装置、デュアルピニオンアシスト式EPS装置、ラックアシスト式EPS装置及び電動油圧パワーステアリング装置のいずれかであってもよい。なお、電動油圧パワーステアリング装置では、電動ポンプで油圧をつくり、その油圧で操舵付加力Fadを生成する。
上記実施形態では、EPSモータ70を3相交流ブラシレス式としたが、これに限らない。例えば、モータ70を3相交流ブラシ式、単相交流式又は直流式としてもよい。
[D−1.全体]
上記実施形態では、舵角比例FF制御、EPSモータ速度FF制御及びFB制御のそれぞれを行った(図2参照)。しかしながら、例えば、EPSモータ速度FF制御に着目すれば、舵角比例FF制御及びFB制御の一方又は両方を省略することも可能である。
上記実施形態では、舵角θst及び車輪速Vwに基づくマップとEPSモータ速度ωとをEPSモータ速度トルクTff2の算出(選択)に用いた(図4のS3、S4)。しかしながら、例えば、トルクTff2の利用に着目すれば、これに限らない。例えば、EPSモータ速度ωとトルクTff2との関係を規定した単一のマップを設けておき、当該単一のマップを用いてトルクTff2を選択又は算出してもよい。換言すると、図4において、ステップS3を省略して、ステップS4を残すことも可能である。
上記実施形態では、レゾルバ72が検出した電気角θeから直接的にEPSモータ速度ω[rad/sec]を算出した。しかしながら、例えば、EPSモータ70の回転速度を用いる観点からすれば、これに限らない。例えば、電気角θeからEPSモータ70の機械角を求め、機械角からEPSモータ速度ωを算出してもよい。
上記実施形態では、EPSモータ速度ωに応じてトルクTff2を変化させるEPSモータ速度FF制御をそのまま用いた(図4)。しかしながら、例えば、EPSモータ速度ωに基づいてトルクTff2(左右トルク差ΔTを規定するトルク)を設定する観点からすれば、これに限らない。例えば、EPSモータ速度ωに基づいて算出したトルクTff2を、EPSモータ速度ωの時間微分値(モータ加速度)に応じて補正させることも可能である。
10、10A、10B、10C…車両
16…RDM装置(走行支援装置)
24、24a…左モータ(左回転電気機械)
26、26a…右モータ(右回転電気機械)
38…駆動ECU(駆動制御装置)
42a…左前輪(操舵輪)
42b…右前輪(操舵輪)
44a…前輪駆動装置(駆動装置)
46a…左後輪
46b…右後輪
48…後輪駆動装置(駆動装置)
52…舵角センサ(操舵量取得手段)
60…ステアリングホイール(操舵入力装置)
70…EPSモータ(回転電気機械)
72…レゾルバ(回転速度取得手段の一部)
76…EPS ECU(回転速度取得手段の一部)
80…前方カメラ(走行路認識手段)
90…RDM ECU(逸脱取得手段、回避支援手段)
200…走行路
Glat…横加速度
Fad…操舵付加力
Sx…警告振動信号
Tst…操舵トルク(操舵力)
ΔT…左右トルク差(左右駆動力差)
θst…舵角(操舵量)
ω…EPSモータ速度(回転速度)
Claims (6)
- 車両(10、10A、10B、10C)の左車輪(42a、46a)の駆動力である左駆動力と、前記車両(10、10A、10B、10C)の右車輪(42b、46b)の駆動力である右駆動力とを制御することによって前記左駆動力と前記右駆動力との差異である左右駆動力差を制御可能な駆動装置(48)と、
前記駆動装置(48)を制御する駆動制御装置(38)と、
操舵輪(42a、42b)に機械的に接続されると共に前記操舵輪(42a、42b)を含む操舵系に操舵力又は操舵付加力を付与する回転電気機械(70)と、
走行路(200)に対する前記車両(10、10A、10B、10C)の逸脱の回避を支援する走行支援装置(16)と
を備える車両(10、10A、10B、10C)であって、
前記走行支援装置(16)は、
前記走行路(200)を認識する走行路認識手段(80)と、
前記走行路(200)に対する前記車両(10、10A、10B、10C)の逸脱又は逸脱のおそれを取得する逸脱取得手段(90)と、
前記逸脱取得手段(90)が前記逸脱又は前記逸脱のおそれを取得したとき、前記回転電気機械(70)を駆動させて前記操舵系の操舵入力装置(60)に対し報知動作を生じさせる又は前記操舵系に対して逸脱回避支援操舵力若しくは逸脱回避支援操舵付加力を付与する回避支援手段(90)と
を備え、
前記車両(10、10A、10B、10C)は、前記回転電気機械(70)の回転速度を取得する回転速度取得手段(72、76)をさらに備え、
前記駆動制御装置(38)は、前記回転速度に基づいて前記駆動装置(48)による前記左右駆動力差を制御し、
さらに、前記駆動制御装置(38)は、前記逸脱取得手段(90)が前記逸脱若しくは前記逸脱のおそれを取得したとき、又は前記回避支援手段(90)が前記報知動作を生じさせるとき若しくは前記逸脱回避支援操舵力若しくは前記逸脱回避支援操舵付加力を付与するとき、前記回転速度に基づく前記左右駆動力差の制御を禁止又は抑制する
ことを特徴とする車両(10、10A、10B、10C)。 - 請求項1に記載の車両(10、10A、10B、10C)において、
前記操舵系は、前記車両(10、10A、10B、10C)の操舵主体の操舵量を取得する操舵量取得手段(52)を有し、
前記回転電気機械(70)は、操舵力伝達経路上で、前記操舵量取得手段(52)よりも前記操舵輪(42a、42b)寄りに配置され、
前記操舵力又は前記操舵付加力は、前記操舵量に基づいて求められる
ことを特徴とする車両(10、10A、10B、10C)。 - 請求項1又は2に記載の車両(10、10A、10B、10C)において、
前記駆動装置(48)は、前記左車輪(42a、46a)に機械的に接続される左回転電気機械(24、24a)と、前記右車輪(42b、46b)に機械的に接続される右回転電気機械(26、26a)とを含む
ことを特徴とする車両(10、10A、10B、10C)。 - 請求項2又は請求項2に従属する請求項3に記載の車両(10、10A、10B、10C)において、
前記駆動制御装置(38)は、
前記操舵量及び前記車両(10、10A、10B、10C)の横加速度に基づいて前記左右駆動力差を制御する操舵量比例制御を実行し、
前記回転速度に基づいた前記左右駆動力差の制御と前記操舵量比例制御とを組み合わせて前記左右駆動力差を制御し、
前記逸脱取得手段(90)が前記逸脱若しくは前記逸脱のおそれを取得したとき、又は前記回避支援手段(90)が前記報知動作を生じさせるとき若しくは前記逸脱回避支援操舵力若しくは前記逸脱回避支援操舵付加力を付与するとき、前記回転速度に基づいた前記左右駆動力差の制御を禁止又は抑制すると共に、前記操舵量比例制御による前記左右駆動力差の制御を継続する
ことを特徴とする車両(10、10A、10B、10C)。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両(10、10A、10B、10C)において、
前記回避支援手段(90)は、前記逸脱取得手段(90)が前記逸脱又は前記逸脱のおそれを取得したとき、前記回転電気機械(70)を駆動させて前記操舵系の操舵入力装置(60)に対し前記報知動作を生じさせ、その後、前記操舵系に対して前記逸脱回避支援操舵力又は前記逸脱回避支援操舵付加力を付与し、
さらに、前記駆動制御装置(38)は、前記逸脱取得手段(90)が前記逸脱若しくは前記逸脱のおそれを取得したとき、又は前記回避支援手段(90)が前記報知動作を生じさせるとき、前記回転速度に基づいた前記左右駆動力差の制御を禁止又は抑制する
ことを特徴とする車両(10、10A、10B、10C)。 - 車両(10、10A、10B、10C)の左車輪(42a、46a)に機械的に接続される左回転電気機械(24、24a)のトルクである左トルクと、前記車両(10、10A、10B、10C)の右車輪(42b、46b)に機械的に接続される右回転電気機械(26、26a)のトルクである右トルクとを制御することによって、前記左車輪(42a、46a)のトルクと前記右車輪(42b、46b)のトルクとを制御可能な駆動装置(48)と、
前記駆動装置(48)を制御する駆動制御装置(38)と、
操舵輪(42a、42b)に機械的に接続されると共に前記操舵輪(42a、42b)を含む操舵系に操舵力又は操舵付加力を付与する回転電気機械(70)と、
走行路(200)に対する前記車両(10、10A、10B、10C)の逸脱の回避を支援する走行支援装置(16)と
を備える車両(10、10A、10B、10C)であって、
前記走行支援装置(16)は、前記走行路(200)に対する前記車両(10、10A、10B、10C)の逸脱又は逸脱のおそれがあるとき、前記回転電気機械(70)を駆動させて前記操舵系の操舵入力装置(60)に対し報知動作を生じさせる又は前記操舵系に対して逸脱回避支援操舵力若しくは逸脱回避支援操舵付加力を付与する回避支援手段(90)を備え、
前記車両(10、10A、10B、10C)は、前記回転電気機械(70)の回転速度を取得する回転速度取得手段(72、76)をさらに備え、
前記駆動制御装置(38)は、前記回転速度に基づいて前記左トルク及び前記右トルクを制御し、
さらに、前記駆動制御装置(38)は、前記逸脱若しくは前記逸脱のおそれがあるとき、又は前記回避支援手段(90)が前記報知動作を生じさせるとき若しくは前記逸脱回避支援操舵力若しくは前記逸脱回避支援操舵付加力を付与するとき、前記回転速度に基づく前記左トルク及び前記右トルクの制御を禁止又は抑制する
ことを特徴とする車両(10、10A、10B、10C)。
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