KR101795586B1

KR101795586B1 - 자동 변속기의 오일펌프 구동장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR101795586B1
Application number: KR1020150140380A
Authority: KR
Inventors: 조명수
Original assignee: 현대 파워텍 주식회사
Priority date: 2015-10-06
Filing date: 2015-10-06
Publication date: 2017-11-09
Also published as: KR20170041317A

Abstract

본 발명은 자동 변속기의 오일펌프 구동장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 자동 변속기의 오일펌프 구동장치는, 기계식 오일펌프의 회전수를 감지하는 MOP 회전수 감지부; 변속기의 변속상태를 감지하는 변속감지부; 변속기의 오일온도를 감지하는 오일온도 감지부; 가속페달의 위치를 감지하는 엑셀포지션센서; 전동식 오일펌프를 구동시키는 EOP 구동부; 라인압 저감제어시 전동식 오일펌프를 구동시키기 위한 EOP 구동목표 RPM 맵과 최대 라인압 복귀시 최대 토크 상승률을 제한하기 위한 최대 토크 상승률 제한맵을 저장하는 저장부; 및 MOP 회전수 감지부로부터 기계식 오일펌프의 회전수와 변속감지부로부터 변속상태와 엑셀포지션센서로부터 가속페달의 위치를 입력받아, 전동식 오일펌프의 작동영역에서 라인압 저감제어시 저장부에 저장된 EOP 구동목표 RPM 맵을 기반으로 EOP 구동부를 제어하여 전동식 오일펌프를 구동시키고, 최대 라인압 복귀시 EOP 구동부를 통해 전동식 오일펌프를 최대 라인압 기반으로 구동시키면서 저장부에 저장된 최대 토크 상승률 제한맵으로부터 최대 토크 상승률 제한값을 추출하여 엔진제어부로 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동 변속기의 오일펌프 구동장치 및 그 방법{APPARATUS FOR OPERATING OIL PUMP OF AUTOMATIC TRANSMISSION AND METHOD THEREOF}

본 발명은 자동 변속기의 오일펌프 구동장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동식 오일펌프을 구비한 자동 변속기에서 전동식 오일펌프의 과다 펌핑에 따른 손실을 줄이고, 풀라인압으로 복귀시 응답성을 보완할 수 있도록 하는 자동 변속기의 오일펌프 구동장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동 변속기가 장착되어 있는 차량은, 차량의 주행 속도와 스로틀 밸브 개도량에 따라 설정되어 있는 변속범위 안에서 유압을 제어하여 변속기어를 목표단으로 자동 변속시켜 동작될 수 있도록 한다.

따라서 유압에 따라 동작 상태가 제어되는 자동 변속기가 장착된 차량은, 해당하는 변속 기어의 동작 상태를 가변시키기 위해 엔진과의 동력을 차단시키는 클러치 페달(Clutch Pedal)의 동작이 필요치 않으므로 운전자의 운전피로를 경감시킬 수 있고, 주행 중 운전자의 오동작이나 운전미숙 등으로 인한 엔진 스톨(Engine Stall)이 발생하지 않으므로 초보자일 경우에도 운전 동작을 용이하게 할 수 있다.

이러한 자동 변속기를 탑재한 차량에서 변속을 판단하는 시점은 운전자의 가속의지를 나타내는 가속페달 조작량과 차속에 따라 결정되도록 되어 있다.

즉, 변속맵에는 가속페달 조작량과 차속에 따른 각 변속단의 변속시점이 설정되어 있고, 차량의 TCU(TRANSMISSION CONTROL UNIT)는 현재의 가속페달 조작량과 차속에 따른 변속맵에 설정된 정보에 따라 변속을 수행한다.

관련 선행기술로는 한국공개특허 제1996-0010361호(1996.04.20.)인 "변속단에 따른 자동변속기의 라인압 조절장치 및 그 방법"이 있다.

자동 변속기에서는 유압에 의한 변속제어를 위해 오일펌프를 통해 라인압을 제어한다. 이때 일반적으로 사용되는 기계식 오일펌프(MOP; Mechanical Oil Pump)는 풀 라인압 형성 후에도 엔진회전수에 비례하는 유량을 발생시키므로 오일펌프의 펌핑 손실이 과다하게 발생된다.

따라서, 이를 개선하기 위해 기계식 오일펌프의 용량을 줄이고, 전동식 오일펌프(EOP ; Electrical Oil Pump)를 채용하여 저 회전수에서의 유량 부족분을 전동식 오일펌프를 구동하여 보충하는 이중펌프 시스템이 적용되고 있다.

그러나, 전동식 오일펌프의 RPM 변동을 통한 라인압 제어의 응답성이 느려 라인압 저감제어에 빠르게 대응할 수 없어 차량의 타력 주행시 킥다운 조작이 일어날 경우 유량 및 유압의 부족으로 인한 클러치 슬립이 발생될 수 있어, 전동식 오일펌프는 상시 최대 라인압을 기준으로 유량을 펌핑하고 있다.

이와 같이 이중 펌프 시스템을 구비한 자동 변속기에서 전동식 오일펌프를 구동시킬 때 상시 최대 라인압을 기준으로 구동시킴에 따라 라인압 저감제어시 과다 펌핑에 의한 펌핑유량의 손실이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전동식 오일펌프을 구비한 자동 변속기에서 라인압 저감제어를 수행할 때 전동식 오일펌프의 공급유량을 저감시켜 과다 펌핑에 따른 손실을 줄이고, 풀라인압으로 복귀시 응답성을 보완하여 클러치의 슬립을 방지하도록 하는 자동 변속기의 오일펌프 구동장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 자동 변속기의 오일펌프 구동장치는, 기계식 오일펌프의 회전수를 감지하는 MOP 회전수 감지부; 변속기의 변속상태를 감지하는 변속감지부; 변속기의 오일온도를 감지하는 오일온도 감지부; 가속페달의 위치를 감지하는 엑셀포지션센서; 전동식 오일펌프를 구동시키는 EOP 구동부; 라인압 저감제어시 전동식 오일펌프를 구동시키기 위한 EOP 구동목표 RPM 맵과 최대 라인압 복귀시 최대 토크 상승률을 제한하기 위한 최대 토크 상승률 제한맵을 저장하는 저장부; 및 MOP 회전수 감지부로부터 기계식 오일펌프의 회전수와 변속감지부로부터 변속상태와 엑셀포지션센서로부터 가속페달의 위치를 입력받아, 전동식 오일펌프의 작동영역에서 라인압 저감제어시 저장부에 저장된 EOP 구동목표 RPM 맵을 기반으로 EOP 구동부를 제어하여 전동식 오일펌프를 구동시키고, 최대 라인압 복귀시 EOP 구동부를 통해 전동식 오일펌프를 최대 라인압 기반으로 구동시키면서 저장부에 저장된 최대 토크 상승률 제한맵으로부터 최대 토크 상승률 제한값을 추출하여 엔진제어부로 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 EOP 구동목표 RPM 맵은, 변속기의 오일온도에 따른 기계식 오일펌프의 회전수와 입력토크에 따른 목표구동 RPM이 저장되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 최대 토크 상승률 제한맵은, 변속기의 오일온도에 따른 기계식 오일펌프의 회전수와 입력토크에 따른 최대 토크 상승률 제한값이 저장되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제어부는 CAN 통신을 통해 엔진제어부에 최대 토크 상승률 제한값을 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 자동 변속기의 오일펌프 구동방법은, 제어부가 라인압 저감제어 조건을 판단하는 단계; 제어부가 라인압 저감제어 조건인 경우 저장부에 저장된 EOP 구동목표 RPM 맵을 기반으로 EOP 구동부를 제어하여 전동식 오일펌프를 구동시키는 단계; 제어부가 라인압 저감제어 조건이 아닌 최대 라인압 복귀시 EOP 구동부를 제어하여 최대 라인압 기반으로 전동식 오일펌프를 구동시키는 단계; 및 제어부가 최대 라인압 복귀시 저장부에 저장된 최대 토크 상승률 제한맵으로부터 최대 토크 상승률 제한값을 엔진제어부로 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 라인압 저감제어 조건을 판단하는 단계는, 제어부가 MOP 회전수 감지부로부터 기계식 오일펌프의 회전수를 입력받아 EOP 작동영역인지 판단하는 단계; 제어부가 EOP 작동영역인지 판단한 결과 EOP 작동영역인 경우, 변속감지부로부터 변속상태를 입력받아 인기어 상태인지 판단하는 단계; 및 제어부가 인기어 상태인지 판단한 결과 인기어 상태인 경우, 엑셀포지션센서로부터 가속페달의 위치를 입력받아 라인압 저감제어 조건을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동 변속기의 오일펌프 구동장치 및 그 방법은 전동식 오일펌프을 구비한 자동 변속기에서 라인압 저감제어를 수행할 때 전동식 오일펌프의 공급유량을 저감시켜 과다 펌핑에 따른 손실을 줄임으로써 연비를 개선할 수 있으며, 풀라인압으로 복귀시 응답성을 보완하여 클러치의 슬립을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 변속기의 오일펌프 구동장치를 개략적으로 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 변속기의 오일펌프 구동방법에 의한 유량곡선을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 변속기의 오일펌프 구동방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 자동 변속기의 오일펌프 구동장치 및 그 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 변속기의 오일펌프 구동장치를 개략적으로 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 변속기의 오일펌프 구동방법에 의한 유량곡선을 나타낸 그래프이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 변속기의 오일펌프 구동장치는, MOP 회전수 감지부(10), 변속감지부(20), 오일온도 감지부(30), 엑셀포지션센서(40), EOP 구동부(60), 저장부(90) 및 제어부(50)를 포함한다.

MOP 회전수 감지부(10)는 기계식 오일펌프(MOP; Mechanical Oil Pump)(미도시)의 회전수를 감지하여 제공한다. 기계식 오일펌프의 회전수인 MOP 회전수는 엔진 회전수에 비례하며, MOP 회전수를 기반으로 EOP(Electrical Oil Pump) 작동영역을 판단하고, EOP 구동목표 RPM 맵과 최대 토크 상승률 제한맵의 입력조건으로 사용된다.

변속감지부(20)는 변속기의 변속상태를 감지하여 제어부(50)에 제공함으로써 인기어 상태를 판단하도록 한다.

오일온도 감지부(30)는 변속기의 오일온도를 감지하여 오일온도에 따라 EOP 구동목표 RPM 맵과 최대 토크 상승률 제한맵을 구성한다.

엑셀포지션센서(40)는 가솔페달의 위치를 감지하여 제공함으로써 가속페달의 위치를 기반으로 입력토크를 계산하게 된다. 또한, 엑셀포지션센서(40)의 온/오프 상태를 통해 가속페달이 밟혔는지를 판단할 수 있다.

EOP 구동부(60)는 전동식 오일펌프(70)를 설정된 RPM으로 구동시킨다.

저장부(90)는 라인압 저감제어시 전동식 오일펌프(70)를 구동시키기 위한 EOP 구동목표 RPM 맵과 최대 라인압 복귀시 엔진토크의 최대 토크 상승률을 제한하기 위한 최대 토크 상승률 제한맵을 저장한다.

이때 EOP 구동목표 RPM 맵은, 변속기의 오일온도에 따른 기계식 오일펌프의 회전수와 입력토크에 따른 목표구동 RPM으로 구성된다.

또한, 최대 토크 상승률 제한맵은, 변속기의 오일온도에 따른 기계식 오일펌프의 회전수와 입력토크에 따른 최대 토크 상승률 제한값으로 구성된다.

도 2에 도시된 유량곡선 그래프를 살펴보면, 기계식 오일펌프를 단독으로 사용할 경우에는 MOP 회전수에 따라 그래프 'C'와 같은 유량곡선을 갖으나, 적은 용량을 사용할 경우 기계식 오일펌프의 MOP 회전수에 따른 유량 곡선은 그래프 'A'와 같다. 따라서, 최대 라인압을 유지하기 위한 R2까지는 유량 부족분을 전동식 오일펌프(70)를 구동하여 보충한다. 이때 전동식 오일펌프(70)는 그래프 'B'와 같이 MOP 회전수를 기반으로 R1까지 펌핑 유량을 증가시킨 후 R2까지 일정하게 유지하도록 구동 제어한다. 이후 전동식 오일펌프(70)의 작동은 중지되고 기계식 오일펌프만으로 라인압을 유지시키게 된다.

이와 같이 R1까지의 저 회전수 구간에서는 전동식 오일펌프(70)와 기계식 오일펌프를 모두 구동시켜 라인압을 제어하게 되고, 이후에는 전동식 오일펌프(70)는 오프시키고 기계식 오일펌프의 구동만으로 유량을 펌핑하여 라인압을 제어한다. 이때 R1까지의 구간이 전동식 오일펌프(70)가 작동되는 EOP 작동영역이 된다.

이를 위해 제어부(50)는 MOP 회전수 감지부(10)로부터 기계식 오일펌프의 회전수와 변속감지부(20)로부터 변속상태와 엑셀포지션센서(40)로부터 가속페달의 위치를 입력받아, 전동식 오일펌프(70)의 작동영역에서 라인압 저감제어시 저장부(50)에 저장된 EOP 구동목표 RPM 맵을 기반으로 EOP 구동부(60)를 제어하여 전동식 오일펌프(70)를 구동시켜 라인압을 제어한다.

그리고, 제어부(50)는 최대 라인압 복귀시 전동식 오일펌프(70)의 응답성을 보완하기 위해 입력토크의 최대 상승률을 제한함으로써 클러치의 슬립을 방지하도록 하기 위해, 최대 라인압 복귀시 EOP 구동부(60)를 통해 전동식 오일펌프(70)를 최대 라인압 기반으로 구동시키면서 저장부(50)에 저장된 최대 토크 상승률 제한맵으로부터 최대 토크 상승률 제한값을 추출하여 엔진제어부(80)로 출력한다.

이때 제어부(50)는 CAN 통신을 통해 엔진제어부(80)에 최대 토크 상승률 제한값을 출력한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 자동 변속기의 오일펌프 구동장치에 따르면, 전동식 오일펌프을 구비한 자동 변속기에서 라인압 저감제어를 수행할 때 전동식 오일펌프의 공급유량을 저감시켜 과다 펌핑에 따른 손실을 줄임으로써 연비를 개선할 수 있으며, 풀라인압으로 복귀시 응답성을 보완하여 클러치의 슬립을 방지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 변속기의 오일펌프 구동방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 변속기의 오일펌프 구동방법에서, 먼저 제어부(50)는 라인압 저감제어 조건을 판단한다.

이후 제어부(50)는 라인압 저감제어 조건인 경우, 저장부(90)에 저장된 EOP 구동목표 RPM 맵을 기반으로 EOP 구동부(60)를 제어하여 전동식 오일펌프(70)를 구동시킨다.

이를 자세히 설명하면, 제어부(50)는 라인압 저감제어 조건을 판단하기 위해 MOP 회전수 감지부(10)로부터 MOP 회전수를 입력받아 EOP 작동영역인지 판단한다(S10).

즉, MOP 회전수가 설정 RPM 이하인지 판단한다. 예를 들어 도 2에 도시된 그래프와 같이 MOP 회전수가 R2 이하인지 판단한다.

S10 단계에서 제어부(50)는 EOP 작동영역인지 판단한 결과 EOP 작동영역인 경우 변속감지부(20)로부터 변속상태를 입력받아 인기어 상태인지 판단한다(S20).

S20 단계에서 제어부(50)가 인기어 상태인지 판단한 결과 인기어 상태인 경우 엑셀포지션센서(40)로부터 가속페달의 위치를 입력받아 엑셀포지션센서(40)가 온상태인지 판단한다(S30). 즉, 가속페달이 밟힌 경우를 판단한다.

이와 같이 제어부(50)는 MOP 회전수가 EOP 작동영역에 있고, 변속상태가 인기어 상태이며, 엑셀포지션센서(40)가 오프된 상태, 즉 가속페달이 밟히지 않은 상태를 라인압 저감제어 조건으로 판단한다.

따라서, 라인압 저감제어 조건인 경우, 제어부(50)는 저장부(90)에 저장된 EOP 구동목표 RPM 맵을 기반으로 EOP 구동부(60)를 제어하여 전동식 오일펌프(70)를 구동시킨다(S40).

이때 EOP 구동목표 RPM 맵은, 변속기의 오일온도에 따른 기계식 오일펌프의 회전수와 입력토크에 따른 목표구동 RPM이 저장되는 것을 특징으로 한다.

그러나, S30 단계에서 엑셀포지션센서(40)가 오프상태인 라인압 저감제어 조건에서 가속페달이 밟혀 엑셀포지션센서(40)가 온상태로 전환될 경우, 제어부(50)는 최대 라인압 복귀를 위해 EOP 구동부(60)를 제어하여 최대 라인압 기반으로 전동식 오일펌프(70)를 구동시킨다(S50).

또한, 제어부(50)는 최대 라인압 복귀시 저장부(90)에 저장된 최대 토크 상승률 제한맵으로부터 최대 토크 상승률 제한값을 엔진제어부(80)로 출력하여 엔진토크를 제한함으로써 전동식 오일펌프(70)가 최대 라인압으로 복귀되는 응답성을 보완하게 된다(S60).

이때 최대 토크 상승률 제한맵은, 변속기의 오일온도에 따른 기계식 오일펌프의 회전수와 입력토크에 따른 최대 토크 상승률 제한값이 저장되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 자동 변속기의 오일펌프 구동방법에 따르면, 전동식 오일펌프을 구비한 자동 변속기에서 라인압 저감제어를 수행할 때 전동식 오일펌프의 공급유량을 저감시켜 과다 펌핑에 따른 손실을 줄임으로써 연비를 개선할 수 있으며, 풀라인압으로 복귀시 응답성을 보완하여 클러치의 슬립을 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : MOP 회전수 감지부 20 : 변속감지부
30 : 오일온도 감지부 40 : 엑셀포지션센서
50 : 제어부 60 : EOP 구동부
70 : 전동식 오일펌프 80 : 엔진제어부
90 : 저장부

Claims

기계식 오일펌프의 회전수를 감지하는 MOP 회전수 감지부;
변속기의 변속상태를 감지하는 변속감지부;
상기 변속기의 오일온도를 감지하는 오일온도 감지부;
가속페달의 위치를 감지하는 엑셀포지션센서;
전동식 오일펌프를 구동시키는 EOP 구동부;
라인압 저감제어시 상기 전동식 오일펌프를 구동시키기 위한 EOP 구동목표 RPM 맵과 최대 라인압 복귀시 최대 토크 상승률을 제한하기 위한 최대 토크 상승률 제한맵을 저장하는 저장부; 및
상기 MOP 회전수 감지부로부터 상기 기계식 오일펌프의 회전수와 상기 변속감지부로부터 변속상태와 상기 엑셀포지션센서로부터 가속페달의 위치를 입력받아, 상기 전동식 오일펌프의 작동영역에서 라인압 저감제어시 상기 저장부에 저장된 상기 EOP 구동목표 RPM 맵을 기반으로 상기 EOP 구동부를 제어하여 상기 전동식 오일펌프를 구동시키고, 최대 라인압 복귀시 상기 EOP 구동부를 통해 상기 전동식 오일펌프를 최대 라인압 기반으로 구동시키면서 상기 저장부에 저장된 상기 최대 토크 상승률 제한맵으로부터 최대 토크 상승률 제한값을 추출하여 엔진제어부로 출력하는 제어부를 포함하되,
상기 EOP 구동목표 RPM 맵은, 상기 변속기의 오일온도에 따른 상기 기계식 오일펌프의 회전수와 입력토크에 따른 목표구동 RPM이 저장되고,
상기 최대 토크 상승률 제한맵은, 상기 변속기의 오일온도에 따른 상기 기계식 오일펌프의 회전수와 입력토크에 따른 상기 최대 토크 상승률 제한값이 저장되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 오일펌프 구동장치.
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제 1항에 있어서, 상기 제어부는 CAN 통신을 통해 상기 엔진제어부에 상기 최대 토크 상승률 제한값을 출력하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 오일펌프 구동장치.
제어부가 라인압 저감제어 조건을 판단하는 단계;
상기 제어부가 라인압 저감제어 조건인 경우 저장부에 저장된 EOP 구동목표 RPM 맵을 기반으로 EOP 구동부를 제어하여 전동식 오일펌프를 구동시키는 단계;
상기 제어부가 라인압 저감제어 조건이 아닌 최대 라인압 복귀시 상기 EOP 구동부를 제어하여 최대 라인압 기반으로 상기 전동식 오일펌프를 구동시키는 단계; 및
상기 제어부가 최대 라인압 복귀시 상기 저장부에 저장된 최대 토크 상승률 제한맵으로부터 최대 토크 상승률 제한값을 엔진제어부로 출력하는 단계;를 포함하고,
상기 라인압 저감제어 조건을 판단하는 단계는,
상기 제어부가 MOP 회전수 감지부로부터 기계식 오일펌프의 회전수를 입력받아 EOP 작동영역인지 판단하는 단계;
상기 제어부가 상기 EOP 작동영역인지 판단한 결과 상기 EOP 작동영역인 경우, 변속감지부로부터 변속상태를 입력받아 인기어 상태인지 판단하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 인기어 상태인지 판단한 결과 인기어 상태인 경우, 엑셀포지션센서로부터 가속페달의 위치를 입력받아 상기 라인압 저감제어 조건을 판단하는 단계를 포함하되,
상기 EOP 구동목표 RPM 맵은, 변속기의 오일온도에 따른 기계식 오일펌프의 회전수와 입력토크에 따른 목표구동 RPM이 저장되고,
상기 최대 토크 상승률 제한맵은, 변속기의 오일온도에 따른 기계식 오일펌프의 회전수와 입력토크에 따른 상기 최대 토크 상승률 제한값이 저장되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 오일펌프 구동방법.
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