KR100288220B1 - 파워 태이크 오프 제어 시스템 - Google Patents

파워 태이크 오프 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

전자식 엔진 제어 장치에 의해 PTO 관련 제어가 이루어지도록 하여 간단한 스위치 조작만으로도 부가적인 기계장치를 동작시킬 수 있도록 함과 동시에 차량 주행중의 PTO 오동작을 방지하기 위한 것으로, 브레이크 페달 조작, 클러치 페달 조작, 차량 운행중의 엔진 회전수, 차속 등의 각종 운행 정보를 검출하는 운행정보 검출수단과, 특수 차량의 캡 내부에 설치되며, 사용자의 선택에 따라 PTO 시스템의 동작 및 PTO 엔진 회전수 제어를 위한 신호를 출력하는 제 1PTO 제어 스위칭 수단과, 특수 차량의 캡 외부에 설치되며, 사용자의 선택에 따라 PTO 시스템의 동작 및 PTO 엔진 회전수 제어를 위한 신호를 출력하는 제 2PTO 제어 스위칭 수단과, 운행정보 검출수단과 제 1PTO 제어 스위칭 수단, 제 2PTO 제어 스위칭 수단의 신호를 분석하여 부가적인 기계장치를 구동하기 위한 동력을 공급하는 PTO 시스템 및 엔진 출력을 제어하는 엔진제어장치와, 엔진제어장치의 신호에 따라 변속기의 동력을 빼내어 부가적인 기계장치에 공급하는 PTO 마그네틱 밸브와, 엔진제어장치의 신호에 따라 엔진 출력을 조절하는 연료분사장치와, 특수 차량의 캡 내, 외부에 각각 설치되어 엔진 회전수를 알 수 있도록 표시하는 엔진회전수 표시수단을 포함한다.

Description

파워 태이크 오프 제어 시스템{power take off control system}
본 발명은 믹서(mixer), 덤프(dump) 등 특수 차량의 파워 태이크 오프(power take off ; 이하 'PTO'라 한다) 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특수 차량에서 믹싱(mixing), 덤핑(dumping) 등의 부가적인 기계장치를 운전하기 위한 동력을 공급하는 PTO 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 PTO 시스템은 특수 차량의 부가적인 기계장치인 믹서, 덤프 등을 구동하기 위한 동력을 엔진에서 끌어내는 장치로서 변속기에 장착되어 있으며, 종래에는 사용자가 클러치 페달을 밟고 PTO 동작 레버를 조작하면, PTO 마그네틱 밸브가 작동하여 변속기에서 동력을 빼내어 특수 차량의 덤핑이나 믹싱에 사용한다. 이때, PTO 엔진 회전수는 기계적인 시스템으로 사용자가 가속 페달을 밟음에 따라 조절된다.
이러한 종래의 PTO 시스템에서는 사용자가 가속 페달을 밟아 엔진 회전수를 증가시키며, 이 증가된 엔진 회전력에 의해 특수 차량인 덤프 차종의 덤핑이나 믹서 차종의 믹싱 등이 가능하도록 하므로 특수 차량의 부가적인 기계장치를 동작하기 위한 조작이 불편하다.
또한, 종래 PTO 시스템에서는 차량의 고속 주행중 운전자가 부주의로 PTO 동작 레버를 조작하게 되면 PTO가 작동되어 덤프 차종의 데크가 업 되는 등의 오동작이 빈번하게 발생하여 특수 차량의 안정성을 저해하고 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 전자식 엔진 제어 장치에 의해 PTO 관련 제어가 이루어지도록 하여 간단한 스위치 조작만으로도 특수 차량의 부가적인 기계장치를 동작시킬 수 있도록 함과 동시에 차량 주행중의 PTO 오동작을 방지하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 파워 태이크 오프 제어 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 파워 태이크 오프 제어 시스템에 의한 파워 태이크 오프 마그네틱 밸브의 동작 상태를 도시한 신호 파형도이고,
도 3은 본 발명에 따른 파워 태이크 오프 제어 시스템에 의한 엔진 출력 제어 상태를 도시한 신호 파형도이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 운전자의 브레이크 페달 조작, 클러치 페달 조작, 차량 운행중의 엔진 회전수, 차속 등의 각종 운행 정보를 검출하는 운행정보 검출수단과; 특수 차량의 캡 내부에 설치되며, 사용자의 선택에 따라 PTO 시스템의 동작 및 PTO 엔진 회전수 제어를 위한 신호를 출력하는 제 1PTO 제어 스위칭 수단과; 특수 차량의 캡 외부에 설치되며, 사용자의 선택에 따라 PTO 시스템의 동작 및 PTO 엔진 회전수 제어를 위한 신호를 출력하는 제 2PTO 제어 스위칭 수단과; 상기 운행정보 검출수단과 제 1PTO 제어 스위칭 수단, 제 2PTO 제어 스위칭 수단의 신호를 분석하여 특수 차량의 부가적인 기계장치를 구동하기 위한 동력을 공급하는 PTO 시스템 및 엔진 출력을 제어하는 엔진제어장치와; 상기 엔진제어장치의 신호에 따라 동작하여 변속기의 동력을 빼내어 특수 차량의 부가적인 기계장치에 동력을 공급하는 PTO 마그네틱 밸브와; 상기 엔진제어장치의 신호에 따라 연료 분사시기, 연료 분사량 등을 조절하여 엔진 출력을 조절하는 연료분사장치와; 특수 차량의 캡 내, 외부에 각각 설치되어 운전자가 현재 차량의 엔진 회전수를 알 수 있도록 표시하여 주는 엔진회전수 표시수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 PTO 제어 시스템을 개략적으로 도시한 구성도로, 제 1PTO 제어 스위칭부(10)와 운행정보 검출부(20), 제 2PTO 제어 스위칭부(30), 엔진 제어장치(40), PTO 마그네틱 밸브(50), 연료분사장치(60), 엔진회전수 표시기(71, 72)로 이루어진다.
제 1PTO 제어 스위칭부(10)는 믹서, 덤프 등의 특수 차량의 캡(cap) 내부에 각각 설치되어 운전자(사용자)의 의지에 따라 스위칭되어 차량의 정속 주행 제어 및 차량의 부가적인 기계장치의 동력원 공급을 위한 PTO 시스템을 동작시키기 위한 신호를 출력하는 크루즈/PTO 스위치(11)와, 운전자의 의지에 따라 스위칭되어 PTO 시스템에 의한 엔진 회전수를 세팅 및 증가시키기 위한 신호를 출력하는 SET/INC 스위치(12)와, 운전자의 의지에 따라 스위칭되어 PTO 시스템에 의한 엔진 회전수를 리세팅 및 감소시키기 위한 RES/DEC 스위치(13)로 이루어지며, PTO 시스템 동작을 위한 운전자의 의지에 따라 스위칭되어 그에 따른 소정의 신호를 출력한다.
운행정보 검출부(20)는 운전자의 브레이크 페달 조작에 따라 스위칭되는 브레이크 스위치(21)와, 운전자의 클러치 페달 조작에 따라 스위칭되는 클러치 스위치(22)와, 차량 운행중의 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 센서(23)와, 차량 운행중의 차속을 검출하는 차속 센서(24)로 이루어지며, 차량의 운행중 각종 운행 정보를 검출한다.
제 2PTO 제어 스위칭부(30)는 믹서, 덤프 등의 특수 차량의 캡 외부에 각각 설치되어 운전자의 PTO 시스템 동작을 위한 의지에 따라 스위칭되어 PTO 시스템을 동작시키기 위한 신호를 출력하는 리모트 PTO 스위치(31)와, 운전자의 의지에 따라 스위칭되어 PTO 시스템에 의한 엔진 회전수를 증가시키기 위한 신호를 출력하는 INC 스위치(32)와, 운전자의 의지에 따라 스위칭되어 PTO 시스템에 의한 엔진 회전수를 감소시키기 위한 DEC 스위치(33)로 이루어지며, PTO 시스템 동작을 위한 운전자의 의지에 따라 스위칭되어 그에 따른 소정의 신호를 출력한다.
엔진 제어장치(40)는 제 1PTO 제어 스위칭부(10)와 운행정보 검출부(20), 제 2PTO 제어 스위칭부(30)의 신호를 분석하여 특수 차량의 부가적인 기계장치를 구동하기 위한 동력을 공급하는 PTO 시스템 및 엔진 출력을 제어한다.
PTO 마그네틱 밸브(50)는 엔진 제어장치(40)의 신호에 따라 동작하여 변속기의 동력을 빼내어 특수 차량의 부가적인 기계장치에 동력을 공급한다.
연료분사장치(60)는 엔진 제어장치(40)의 신호에 따라 연료 분사시기, 연료 분사량 등을 조절하여 엔진 출력을 조절한다.
엔진회전수 표시기(71, 72)는 특수 차량의 캡 내, 외부에 각각 설치되어 운전자가 현재 차량의 엔진 회전수를 알 수 있도록 표시하여 준다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 PTO 제어 시스템을 그 동작 과정에 따라 도 2와 도 3을 참조하여 설명한다.
먼저, 운전자가 특수 차량의 캡 내부 즉, 운전석에서 믹서 차종의 믹싱, 덤프 차종의 덤핑 등을 하기 위하여 클러치 페달을 밟아 클러치 스위치(22)를 온 한 상태에서 크루즈/PTO 스위치(11)를 온 하면, 엔진 제어장치(40)는 차속 센서(24)로부터 검출되는 차속이 설정되어 있는 PTO 차속 설정값 이하인지를 판단한다. 이때, 도 2 또는 도 3에서와 같이 검출되는 차속이 설정된 PTO 차속 설정값 이하가 아니면 PTO 마그네틱 밸브(50)를 동작시키지 않을 뿐만 아니라, 이후 검출되는 차속이 설정된 PTO 차속 설정값 이하가 되더라도 PTO 마그네틱 밸브(50)를 동작시키지 않음으로써 믹서, 덤프 등의 특수 차량의 부가적인 기계장치의 동작을 금지시킨다. 또한, 엔진 제어장치(40)는 검출되는 차속이 PTO 차속 설정값 이상인 상태에서 운전자의 조작에 의한 크루즈/PTO 스위치(11) 온 신호가 인가되면, 차량의 정속 주행 제어가 행해지도록 한다.
이와는 달리 운전자가 클러치 페달을 밟아 클러치 스위치(22)를 온 한 상태에서 크루즈/PTO 스위치(11)를 온 한 경우, 차속 센서(24)로부터 검출되는 차속이 설정되어 있는 PTO 차속 설정값 이하이면, 엔진 제어장치(40)는 일정 시간 지연() 후, 도 2에서와 같이 PTO 마그네틱 밸브(50)를 동작시켜 변속기로부터 동력이 믹서, 덤프 등의 부가적인 기계장치를 구동하기 위한 구동장치에 전달되도록 한다. 이와 동시에 엔진 제어장치(40)는 도 3에서와 같이 연료분사장치(60)를 통한 연료 분사량 제어 또는 점화시기 제어 등을 이용하여 일정 시간() 지연 후, 엔진 회전수가 미리 설정된 PTO 설정 엔진 회전수가 되도록 하며, 이때 엔진 회전수 센서(23)로부터 검출되는 엔진 회전수를 캡 내부에 설치된 엔진 회전수 표시기(71)를 통해 사용자가 알 수 있도록 한다. 그러나, 차속 센서(24)로부터 검출되는 차속이 설정되어 있는 PTO 차속 설정값 이하인 경우에도, 운전자의 클러치 페달 조작에 따른 클러치 스위치(22) 온 신호가 없이 운전자가 크루즈/PTO 스위치(11)를 온 하였을 경우, 엔진 제어장치(40)는 PTO 마그네틱 밸브(50)를 동작시키지 않을 뿐만 아니라 연료분사장치(60) 제어를 통하여 PTO에 따른 엔진 회전수 제어를 하지 않는다.
이와 같이 차속 센서(24)로부터 검출되는 차속이 설정되어 있는 PTO 차속 설정값 이하인 경우, 운전자가 크루즈/PTO 스위치(11)를 온 하여 PTO 마그네틱 밸브(50)와 연료분사 장치(60)의 조작에 의해 믹서, 덤프 등의 부가적인 기계장치를 구동하는 PTO 제어에 의해 엔진제어 장치(40)가 PTO 설정 엔진 회전수가 되도록 연료분사 장치(60)를 제어하는 중, 도 3에서와 같이 엔진제어 장치(40)는 사용자가 SET/INC 스위치(12)를 누를 때만 연료분사 장치(60)를 제어하여 설정값만큼 엔진 회전수를 단계적으로 상승시키고, 사용자가 SET/INC 스위치(12)를 토글(toggle)시켜 누르면 엔진제어 장치(40)는 연료분사 장치(60)를 제어하여 엔진 회전수가 PTO 설정 엔진 회전수가 되도록 한다. 그리고, 사용자가 RES/DEC 스위치(13)를 누를 때만 엔진제어 장치(40)는 연료분사 장치(60)를 제어하여 설정값만큼 엔진 회전수를 단계적으로 감소시키고, 사용자가 RES/DEC 스위치(13)를 토글시켜 누르면 엔진제어 장치(40)는 연료분사 장치(60)를 제어하여 엔진 회전수가 PTO 설정 엔진 회전수가 되도록 한다.
그리고, PTO 제어 중, 사용자가 브레이크 또는 클러치 페달을 밟아 브레이크 스위치(21) 또는 클러치 스위치(22)의 온 신호가 인가되면, 엔진제어 장치(40)는 연료분사 장치(60)를 제어하여 선택적으로 엔진 회전수를 PTO 설정 엔진 회전수로 복귀시키거나(도 3의 a), PTO 설정 엔진 회전수로 복귀시키지 않고 조정된 PTO 엔진 회전수를 그대로 유지한다(도 3의 b).
또한, PTO 제어 중, 사용자가 가속 페달을 밟을 경우, 엔진제어 장치(40)는 연료분사 장치(60)를 제어하여 엔진 회전수를 증가시키고, 발을 떼면 엔진 회전수를 PTO 설정 엔진 회전수로 복귀시키도록 하거나, 사용자가 가속 페달을 밟았을 경우에도 엔진 회전수가 증가되지 않도록 한다. 이때, 가속 페달의 조작에 따라 엔진 회전수를 증가시키지 않을 경우, 엔진제어 장치(40)는 단지 SET/INC 스위치(12)와 RES/DEC 스위치(13)의 신호에 의해서만 엔진 회전수를 조정할 수 있도록 한다.
이와 같은 방법에 의해 PTO 제어를 하는 중, 차속 센서(24)로부터 검출되는 차속이 PTO 차속 설정값 이상이 되어도, 엔진제어 장치(40)는 PTO 마그네틱 밸브(50)를 계속 동작시키고, 연료분사 장치(60)를 제어하여 엔진 회전수가 PTO 설정 엔진 회전수가 되도록 하며, 단지 크루즈/PTO 스위치(11)의 오프 신호가 있을 경우에만 엔진제어 장치(40)는 PTO 마그네틱 밸브(50)의 동작을 중단시키고, 연료분사 장치(60)를 제어하여 PTO 엔진 회전수 제어를 중단한다.
이와 같이 사용자가 캡 내부에서 PTO 제어를 실행하는 것과는 달리 사용자가 캡 외부에서 PTO 엔진 회전수를 제어하는 경우에는, 먼저, 사용자가 캡 내부에서 차속 센서(24)로부터 검출되는 차속이 PTO 차속 설정값 이하인 상태에서 클러치 페달을 밟아 클러치 스위치(22)를 온 시킴과 동시에 크루즈/PTO 스위치(11)를 온 시키면, 엔진제어 장치(40)는 일정 시간() 지연 후, PTO 마그네틱 밸브(50)를 동작시켜 변속기로부터 동력이 믹서, 덤프 등의 부가적인 기계장치를 구동하기 위한 구동장치에 전달되도록 하고, 연료분사 장치(60)를 제어하여 엔진 회전수가 미리 설정된 PTO 설정 엔진 회전수가 되도록 한 다음, 캡 외부에 설치된 리모트 PTO 스위치(31)를 온 시킨다.
그러면, 엔진제어 장치(40)는 캡 내부의 SET/INC 스위치(12)와 RES/DEC 스위치(13)의 신호가 인가되더라도 연료분사 장치(60) 제어를 통한 PTO 엔진 회전수 제어를 실행하지 않고, 단지 캡 외부에 설치된 INC 스위치(32)와 DEC 스위치(33)의 신호에 의해서만 PTO 엔진 회전수 제어가 이루어지도록 하며, 이때 엔진 회전수 센서(23)로부터 검출되는 엔진 회전수를 캡 외부에 설치된 엔진 회전수 표시기(72)를 통해 사용자가 알 수 있도록 한다. 또한, 엔진제어 장치(40)는 사용자가 캡 내부에서 가속 페달을 밟을 경우에도 PTO 엔진 회전수 제어를 실행하지 않는다.
이와 같은 캡 외부에서의 PTO 제어를 캡 내부에서의 제어와 별도로 설명하였지만, 전술한 바와 같은 방법에 의해 사용자가 캡 내부에서 PTO 제어를 실행하는 중, 사용자 또는 다른 사용자가 캡 외부에서 리모트 PTO 스위치(31)를 온 하였을 경우에도 전술한 바와 같은 방법에 엔진제어 장치(40)는 캡 외부의 INC 스위치(32)와 DEC 스위치(33)의 신호에 의해서만 연료분사 장치(60)를 제어하여 PTO 엔진 회전수 제어가 이루어지도록 한다.
이와 같이 본 발명은 특수 차종의 덤핑이나 믹싱 등을 위한 PTO 제어를 스위치 조작만으로 하므로 운전자의 편리성을 향상시키며, 주행중 덤핑 등의 오동작 발생을 억제하여 운전의 안정성을 향상시킬 뿐만 아니라 엔진제어 장치가 연료 분사량, 분사시기를 제어함으로써 배기가스 문제를 해결하며, 연비를 향상시킬 수 있다.

Claims (9)

  1. 운전자의 브레이크 페달 조작, 클러치 페달 조작, 차량 운행중의 엔진 회전수, 차속 등의 각종 운행 정보를 검출하는 운행정보 검출수단과;
    특수 차량의 캡 내부에 설치되며, 사용자의 선택에 따라 PTO 시스템의 동작 및 PTO 엔진 회전수 제어를 위한 신호를 출력하는 제 1PTO 제어 스위칭 수단과;
    특수 차량의 캡 외부에 설치되며, 사용자의 선택에 따라 PTO 시스템의 동작 및 PTO 엔진 회전수 제어를 위한 신호를 출력하는 제 2PTO 제어 스위칭 수단과;
    상기 운행정보 검출수단과 제 1PTO 제어 스위칭 수단, 제 2PTO 제어 스위칭 수단의 신호를 분석하여 특수 차량의 부가적인 기계장치를 구동하기 위한 동력을 공급하는 PTO 시스템 및 엔진 출력을 제어하는 엔진제어장치와;
    상기 엔진제어장치의 신호에 따라 동작하여 변속기의 동력을 빼내어 특수 차량의 부가적인 기계장치에 동력을 공급하는 PTO 마그네틱 밸브와;
    상기 엔진제어장치의 신호에 따라 연료 분사시기, 연료 분사량 등을 조절하여 엔진 출력을 조절하는 연료분사장치와;
    특수 차량의 캡 내, 외부에 각각 설치되어 운전자가 현재 차량의 엔진 회전수를 알 수 있도록 표시하여 주는 엔진회전수 표시수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 태이크 오프 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1PTO 스위칭 수단은 사용자의 의지에 따라 스위칭되어 차량의 정속 주행 제어 및 차량의 부가적인 기계장치의 동력원 공급을 위한 PTO 시스템을 동작시키기 위한 신호를 출력하는 크루즈/PTO 스위치와;
    운전자의 의지에 따라 스위칭되어 PTO 시스템에 의한 엔진 회전수를 세팅 및 증가시키기 위한 신호를 출력하는 SET/INC 스위치와;
    운전자의 의지에 따라 스위칭되어 PTO 시스템에 의한 엔진 회전수를 리세팅 및 감소시키기 위한 신호를 출력하는 RES/DEC 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 태이크 오프 제어 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2PTO 스위칭 수단은 사용자의 의지에 따라 스위칭되어 PTO 시스템을 동작시키기 위한 신호를 출력하는 리모트 PTO 스위치와;
    운전자의 의지에 따라 스위칭되어 PTO 시스템에 의한 엔진 회전수를 증가시키기 위한 신호를 출력하는 INC 스위치와;
    운전자의 의지에 따라 스위칭되어 PTO 시스템에 의한 엔진 회전수를 감소시키기 위한 신호를 출력하는 DEC 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 태이크 오프 제어 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엔진제어장치는 검출되는 차속이 PTO 설정 차속값 이하인 상태에서 사용자가 클러치 페달을 밟고, 크루즈/PTO 스위치를 온 하였을 경우, 일정 시간 지연 후, 상기 PTO 마그네틱 밸브를 동작시킴과 동시에 연료분사 장치를 제어하여 엔진 회전수가 PTO 설정 엔진 회전수로 제어하는 것을 특징으로 하는 파워 태이크 오프 제어 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 엔진제어장치는 상기 SET/INC 스위치 신호에 따라 상기 연료분사장치를 제어하여 PTO 엔진 회전수를 설정값만큼 단계적으로 상승시키고, SET/INC 스위치의 토글 신호에 따라 연료분사장치를 제어하여 PTO 엔진 회전수가 PTO 설정 엔진 회전수로 되도록 하며, 상기 RES/INC 스위치 신호에 따라 상기 연료분사장치를 제어하여 PTO 엔진 회전수를 설정값만큼 단계적으로 하강시키고, RES/DEC 스위치의 토글 신호에 따라 연료분사장치를 제어하여 PTO 엔진 회전수가 PTO 설정 엔진 회전수로 되도록 하는 것을 특징으로 하는 파워 태이크 오프 제어 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 엔진제어장치는 상기 리모트 PTO 스위치 신호가 인가되면, 상기 캡 외부의 INC 스위치와 DEC 스위치에 의해서만 PTO 엔진 회전수 제어가 실행되도록 하는 것을 특징으로 하는 파워 태이크 오프 제어 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 엔진제어장치는 상기 PTO 엔진 회전수 제어중, 차속이 PTO 차속 설정값 이상이 되어도 PTO 엔진 회전수 제어를 중단하지 않으며, 사용자에 의한 상기 크루즈/PTO 스위치의 오프 신호가 있을 때에만 상기 PTO 마그네틱 밸브의 동작을 중단시키며, 연료분사장치를 통한 PTO 엔진 회전수 제어를 중단하는 것을 특징으로 하는 파워 태이크 오프 제어 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 엔진제어장치는 사용자가 브레이크 또는 클러치 페달을 밟았을 경우, 상기 연료분사장치를 제어하여 PTO 엔진 회전수를 PTO 설정 엔진 회전수로 제어하거나, 현재 조정된 PTO 엔진 회전수를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 파워 태이크 오프 제어 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 엔진제어장치는 사용자가 차량의 가속 페달을 밟으면 PTO 엔진 회전수를 증가시키며, 발을 떼면 PTO 설정 엔진 회전수로 복귀시키거나 사용자의 가속 페달 조작에 따른 PTO 엔진 회전수 제어를 실행하지 않는 것을 특징으로 하는 파워 태이크 오프 제어 시스템.
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