KR20120107745A - 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템 - Google Patents

전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 동식 조향장치 및 전동식 유압 조향장치와 같은 지능형 조향장치의 제어로직 및 단위 부품의 성능을 시험하기 위한 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템은 전동식 유압 조향 장치의 성능 시험을 위한 신호를 발생시키고, 성능 시험 신호의 발생 일정을 관리하는 시험신호발생부, 상기 시험신호발생부와 연결되어, 전동식 유압 조향 장치의 성능 시험의 동작을 제어하는 성능시험제어부, 상기 성능시험제어부와 연결되어, 상기 전동식 유압 조향 장치의 단위 부품을 모듈화하여, 상기 시험신호발생부에서 발생한 성능 시험 신호로 상기 단위 부품을 구동하는 조향모듈부 및 상기 성능시험제어부와 연결되어, 상기 조향모듈부의 단위 부품의 동작을 감지하는 단품평가센서부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템{Performance test system for electro hydraulic power steering apparatus}
본 발명은 차량의 조향계의 성능 시험 평가 기술에 관한 것으로, 더 자세히는 전동식 조향장치 및 전동식 유압 조향장치와 같은 지능형 조향장치의 제어로직 및 단위 부품의 성능을 시험하기 위한 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 조향장치는 차량의 진행방향을 임으로 바꾸기 위해 조향하는 장치로, 최근 전동식 조향장치(EPS-Electronic Power Steering, EPAS-Electronic Power Assisted Steering, MDPS-Motor Driven Power Steering, AFS-Active Front Steering) 및 전동식 유압 조향장치(EHPS-Electro Hydraulic Power Steering) 등으로 다양하게 개발되고 있는 실정이다.
이러한 차량 조향장치의 성능을 시험하기 위해서는 단위 부품에 대한 성능 시험과 실차 장착을 통한 성능 시험을 통해 평가가 이루어진다.
하지만 전동식 조향 장치와 같은 지능형 조향장치는 전자식제어유닛(ECU-Electronic Control Unit)을 포함하며, 이러한 전동식 조향 장치의 경우, 제어로직과 단위부품을 동시에 성능 시험을 하기 힘든 문제점이 있다.
즉, 차량의 주행 상태와 주행 구동의 상호작용에 따라 조향계의 동력원을 제어하기 때문에 단순히 단위 부품에 대한 평가만으로 제어로직의 전체 성능을 평가하기 힘든 문제점이 있는 것이다.
또한, 실차 장착 후, 수행하는 성능 시험은 시스템 개발의 최종 단계에서 수행되는 평가이므로, 제어로직과 단위부품을 동시에 성능 시험을 하기 어려운 문제점이 있는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로,
본 발명에 따른 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템의 목적은 전동식 유압 조향 장치를 모듈화하여, 실제 차량 주행 데이터 또는 성능 시험 주행 데이터를 적용하여, 전동식 유압 조향장치의 제어로직과 단위 부품의 성능을 동시에 시험하는데 있다.
다른 목적은, 시험신호발생부를 포함하여, 미리 계측한 차량의 주행 신호 또는 차량해석 프로그램의 구동으로 차량의 실제 거동을 모사하는 신호를 생성하고, 조향모듈부의 성능 평가를 위한 일정을 생성하는데 있다.
또 다른 목적은, 조향모듈부를 포함하여, 실제 전동식 유압 조향 장치의 단위 부품을 구성하는데 있다.
또 다른 목적은, 단품평가센서부를 포함하여, 조향모듈부의 단위부품별 구동 신호를 감지하는데 있다.
또 다른 목적은, 신호변환부를 더 포함하여, 시험신호발생부 및 조향모듈부에서 발생하는 전기적 신호를 적절히 변환하여, 전달하는데 있다.
또 다른 목적은, 신호변환부를 포함하여, 전압 또는 전류 신호의 잡음을 제거하고 증폭하여, 조향모듈부의 성능 시험을 위한 최적의 전기적 신호를 제공하는데 있다.
또 다른 목적은, 조향구동제어부를 더 포함하여, 시험신호발생부에서 발생한 신호에 따른 조타력 또는 조향반력을 생성하여, 조향모듈부에 적용하는데 있다.
또 다른 목적은, 성능시험평가부를 더 포함하여, 조향모듈부의 제어로직 및 단위 부품의 성능을 분석하고 평가데이터를 생성하는데 있다.
또 다른 목적은, 성능평가저장부를 더 포함하여, 조향모듈부의 단위 부품 동작 데이터를 저장하고, 관리하는데 있다.
본 발명에 따른 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템은 전동식 유압 조향 장치의 성능 시험을 위한 신호를 발생시키고, 성능 시험 신호의 발생 일정을 관리하는 시험신호발생부, 상기 시험신호발생부와 연결되어, 전동식 유압 조향 장치의 성능 시험의 동작을 제어하는 성능시험제어부, 상기 성능시험제어부와 연결되어, 상기 전동식 유압 조향 장치의 단위 부품을 모듈화하여, 상기 시험신호발생부에서 발생한 성능 시험 신호로 상기 단위 부품을 구동하는 조향모듈부 및 상기 성능시험제어부와 연결되어, 상기 조향모듈부의 단위 부품의 동작을 감지하는 단품평가센서부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템의 시험신호발생부는 미리 계측한 차량의 주행신호 또는 차량해석 프로그램이 구동되어서 차량의 실제 거동을 모사하기 위해 생성된 신호를 이용하여, 상기 조향모듈부의 성능 시험에 관한 스케쥴을 생성하고, 관리하는 성능시험스케쥴러 및 상기 성능시험스케쥴러와 연결되어, 실제 차량의 주행 신호 또는 미리 계측한 차량 주행 신호에 따른 데이터를 수집하는 데이터수집부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템은 성능시험제어부와 연결되어, 상기 시험신호발생부에서 전달되는 전기적 신호를 변환하여 상기 조향모듈부에 전달하고, 상기 조향모듈부의 동작에 따른 전기적 신호를 변환하여, 상기 성능시험제어부에 전달하는 신호변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템은 조향모듈부와 연결되어, 상기 시험신호발생부의 성능 시험 신호에 따라 조타력과 조향반력을 생성하고, 조절하는 조향구동제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템은 전동식 유압 조향 장치를 모듈화하여, 차량 거동을 모사하는 신호 데이터 또는 성능 시험 주행 데이터를 적용하여, 전동식 유압 조향장치의 제어로직과 단위 부품의 성능을 동시에 시험하는데 할 수 있으며, 나아가 조향 장치 제어로직의 실차 주행 시험에 따른 시간과 인력을 절약할 수 있는 효과가 있다.
또한, 시험신호발생부를 포함함으로써, 차량 거동을 모사하는 신호 또는 미리 계측한 차량의 주행 신호를 수집하고, 조향모듈부의 성능 평가를 위한 일정을 체계적으로 생성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 조향모듈부를 포함함으로써, 실제 전동식 유압 조향 장치의 단위 부품을 구성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 단품평가센서부를 포함함으로써, 조향모듈부의 단위부품별 구동 신호를 정확히 감지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 신호변환부를 더 포함함으로써, 시험신호발생부 및 조향모듈부에서 발생하는 전기적 신호를 적절히 변환하여, 전달할 수 있는 효과가 있다.
또한, 신호변환부를 포함함으로써, 전압 또는 전류 신호의 잡음을 제거하고 증폭하여, 조향모듈부의 성능 시험을 위한 최적의 전기적 신호를 실시간으로 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 조향구동제어부를 더 포함함으로써, 시험신호발생부에서 발생한 신호에 따른 조타력 또는 조향반력을 생성하여, 조향모듈부에 실시간으로 적용할 수 있으며, 나아가 조타력과 조향반력의 변화에 따른 조향모듈부의 상호작용을 시험할 수 있는 효과가 있다.
또한, 성능시험평가부를 더 포함함으로써, 조향모듈부의 제어로직 및 단위 부품의 성능을 분석하고 객관적인 평가데이터를 생성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 성능평가저장부를 더 포함함으로써, 조향모듈부의 단위 부품 동작 데이터를 저장하고, 체계적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전동식 유압 조향장치의 제어로직 개발 시, 제어로직 평가에 활용할 수 있으며, 제어로직의 파라미터 튜닝 작업에 활용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템의 전체 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템의 시험신호발생부의 상세구성도.
도 3은 본 발명에 따른 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템의 신호변환부의 상세구성도.
도 4는 본 발명에 따른 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템의 조향구동제어부의 상세구성도.
도 5는 본 발명에 따른 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템의 단품평가센서부의 상세구성도.
이하, 본 발명에 따른 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다.
[도 1]은 본 발명에 따른 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템의 전체구성도로 시험신호발생부(10), 성능시험제어부(20), 신호변환부(30), 조향모듈부(40), 조향구동제어부(50), 단품평가센서부(60), 성능시험평가부(70) 및 성능평가저장부(80)를 포함한다.
상기 시험신호발생부(10)는 전동식 유압 조향 장치의 성능 시험을 위한 신호를 발생시키고, 성능 시험 신호의 발생 일정을 관리하는 역할을 하며, [도 2]에 도시된 바와 같이, 성능시험스케쥴러(11), 데이터수집부(13) 및 모니터부(15)를 포함한다.
상기 성능시험스케쥴러(11)는 실제 차량의 거동을 모사할 수 있는 차량해석 프로그램을 이용한 신호 또는 미리 계측한 차량 주행 신호에 따른 데이터를 이용하여, 상기 조향모듈부(40)의 성능 시험에 관한 스케쥴을 생성하고, 관리하는 역할을 한다.
즉, 본 발명에 따른 전동식 유압 조향 장치의 성능 시험에 있어, 차량 거동을 모사하기 위한 프로그램을 이용한 시험 모드와 미리 계측한 차량의 주행 신호를 이용하는 시험 모드로 선택적으로 수행되며, 이러한 각각의 시험 모드에 따라 성능 시험에 관한 스케쥴을 생성하고, 주행 신호에 관한 정보를 실시간으로 제공하게 되는 것이다.
상기 데이터수집부(13)는 상기 성능시험스케쥴러(11)와 연결되어, 실제 차량의 주행 신호 또는 미리 계측한 차량 주행 신호에 따른 데이터를 수집하는 역할을 한다.
상기 모니터부(15)는 상기 성능시험스케쥴러(11)에서 생성한 상기 조향모듈부(40)의 성능 시험 스케쥴을 외부에 표시하고, 성능 시험 진행에 따른 상기 조향모듈부(40)의 동작을 실시간으로 표시하는 역할을 한다.
상기 성능시험제어부(20)는 상기 시험신호발생부(10)와 연결되어, 전동식 유압 조향 장치의 성능 시험의 동작을 제어하는 역할을 한다.
상기 신호변환부(30)는 상기 성능시험제어부(20)와 연결되어, 상기 시험신호발생부(10)에서 전달되는 전기적 신호를 변환하여 상기 조향모듈부(40)에 전달하고, 상기 조향모듈부(40)의 동작에 따른 전기적 신호를 변환하여, 상기 성능시험제어부(20)에 전달하는 역할을 하며, [도 3]에 도시된 바와 같이, 전기신호조절부(31), 잠음신호필터부(33) 및 신호증폭부(35)를 포함한다.
상기 전기신호조절부(31)는 상기 시험신호발생부(10), 상기 조향모듈부(40) 및 상기 단품평가센서부(60)에서 발생한 전압 또는 전류 신호를 성능 시험에 적절한 값으로 조절하는 역할을 한다.
상기 잡음신호필터부(33)는 상기 전기신호조절부(33)와 연결되어, 상기 전압 또는 전류 신호의 잡음을 제거하는 역할을 한다.
상기 신호증폭부(35)는 상기 잡음신호필터부(33)와 연결되어, 잡음이 제거된 전압 또는 전류 신호를 증폭시키는 역할을 한다.
이처럼 본 발명에 따른 신호변환부(30)를 포함함으로써, 상기 시험신호발생부(10) 및 상기 조향모듈부(40)에서 발생하는 전기적 신호를 적절히 변환하여, 실시간으로 전달함에 따라 전동식 유압 조향장치의 성능 시험을 안정적으로 진행할 수 있는 효과가 있는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 상기 신호변환부(30)는 조향모듈부(40)의 동작을 감지하는 상기 단품평가센서부(60)에서 전달하는 신호도 변환하는 것이 바람직하며, 상기 단품평가센서부(60)에 관한 기능은 하기에서 더 자세히 설명하도록 하겠다.
상기 조향모듈부(40)는 상기 성능시험제어부(20)와 연결되어, 상기 전동식 유압 조향 장치의 단위 부품을 모듈화하여, 상기 시험신호발생부(10)에서 발생한 성능 시험 신호로 상기 단위 부품을 구동하는 역할을 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 조향모듈부(40)는 조향랙, 조향칼럼, 조향휠, 유압라인, 유압펌프, 조향장치제어기 중 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하며, 주행 상황에 따른 조향장치제어기(ECU)의 응답을 바탕으로 유압펌프에서 유압이 발생하고, 조향반력을 상회하는 유압에 의해 조향보조력이 생성된다.
상기 조향구동제어부(50)는 상기 시험신호발생부(10)의 성능 시험 신호에 따라 조타력 또는 조향반력을 생성하고, 조절하는 역할을 하며, 본 발명에 따른 상기 조향구동제어부(50)는 [도 4]에 도시된 바와 같이, 조타력생성장치부(51), 조타력/조향반력 제어부(53), 조향반력생성장치부(55)를 포함한다.
상기 조타력/조향반력 제어부(53)는 상기 조타력 및 조향반력의 생성을 제어하는 역할을 하며, 주행 상황에 따른 상기 시험신호발생부(10)의 상호 작용을 통해, 제어신호를 발생하게 된다.
상기 조타력생성장치부(51)는 상기 조타력/조향반력 제어부(53)와 연결되어, 상기 조향모듈부(40)에 적용할 조타력을 생성하는 역할을 한다.
상기 조향반력생성장치부(55)는 조타력/조향반력 제어부(53)와 연결되어, 상기 조향모듈부(40)에 적용할 조향반력을 생성하는 역할을 한다.
상기 단품평가센서부(60)는 상기 성능시험제어부(20)와 연결되어, 상기 조향모듈부(40)의 단위 부품의 동작을 감지하는 하는 역할을 하며, 본 발명에 따른 상기 단품평가센서부(60)는 [도 5]에 도시된 바와 같이, 상기 조향모듈부(40)의 유압펌프에서 출력되는 유량을 측정하는 유량센서부(61), 상기 조향모듈부(40)의 유압펌프에서 출력되는 유압을 측정하는 유압센서부(63), 상기 조향모듈부(40)의 조향 각도를 측정하는 조향각도센서부(65), 상기 조향모듈부(40)의 조향토크를 측정하는 조향토크센서부(67), 상기 조향모듈부(40)의 모터각도를 측정하는 모터각도센서부(69) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 성능시험평가부(70)는 성능시험제어부(20)와 연결되어, 상기 조향모듈부의 구동 신호 및 상기 단품평가센서부(60)의 측정데이터를 이용하여, 조향장치의 제어로직 및 단위 부품의 성능을 분석하고, 평가데이터를 생성하는 역할을 한다.
이러한 성능시험평가부(70)를 포함함으로써, 전동식 유압 조향 장치의 제어로직 및 단위부품별을 동시에 성능 시험 결과를 얻을 수 있으며, 실제 차량 주행에 따른 전동식 유압 조향 장치의 전체적인 성능을 평가할 수 있는 것이다.
상기 성능평가저장부(80)는 상기 성능시험제어부(20)와 연결되어, 상기 조향모듈부(40)의 구동 신호 및 성능 시험에 발생한 데이터를 저장하고, 관리하며, 상기 성능시험평가부(70)에서 도출된 제어로직 및 단위부품별 성능 평가 데이터를 저장, 관리하는 역할을 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템을 적용하게 되면, 전동식 유압 조향 장치를 모듈화하여, 실제 차량 주행 데이터 또는 성능 시험 주행 데이터를 적용할 수 있으며, 이에 따라 전동식 유압 조향장치의 제어로직과 단위 부품의 성능을 동시에 시험하는데 할 수 있는 효과를 누릴 수 있는 것이다.
나아가 조향 장치 제어로직의 실차 주행 시험에 따른 시간과 인력을 절약할 수 있는 효과를 누릴 수 있으며, 전동식 유압 조향장치의 제어로직 개발 시, 제어로직 평가에 활용할 수 있으며, 제어로직의 파라미터 튜닝 작업에 활용할 수 있는 효과를 누릴 수 있는 것이다.
이상 본 발명의 실시예로 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상이 상기 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템으로 구현할 수 있다.
10 : 시험신호발생부 11 : 성능시험스케쥴러
13 : 데이터수집부 15 : 모니터부
20 : 성능시험제어부 30 : 신호변환부
31 : 전기신호조절부 33 : 잡음신호필터부
35 : 신호증폭부 40 : 조향모듈부
50 : 조향구동제어부 51 : 조타력생성장치부
53 : 조타력/조향반력 제어부 55 : 조향반력생성장치부
60 : 단품평가센서부 61 : 유량센서부
63 : 유압센서부 65 : 조향각도센서부
67 : 조향토크센서부 69 : 모터각도센서부
70 : 성능시험평가부 80 : 성능평가저장부

Claims (10)

  1. 전동식 유압 조향 장치의 성능 시험을 위한 신호를 발생시키고, 성능 시험 신호의 발생 일정을 관리하는 시험신호발생부;
    상기 시험신호발생부와 연결되어, 전동식 유압 조향 장치의 성능 시험의 동작을 제어하는 성능시험제어부;
    상기 성능시험제어부와 연결되어, 상기 전동식 유압 조향 장치의 단위 부품을 모듈화하여, 상기 시험신호발생부에서 발생한 성능 시험 신호로 상기 단위 부품을 구동하는 조향모듈부 및
    상기 성능시험제어부와 연결되어, 상기 조향모듈부의 단위 부품의 동작을 감지하는 단품평가센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시험신호발생부는,
    차량 거동 해석 프로그램으로 생성된 신호 또는 미리 계측한 차량 주행 신호에 따른 데이터를 이용하여, 상기 조향모듈부의 성능 시험에 관한 스케쥴을 생성하고, 관리하는 성능시험스케쥴러 및
    상기 성능시험스케쥴러와 연결되어, 실제 차량의 주행 신호 또는 미리 계측한 차량 주행 신호에 따른 데이터를 수집하는 데이터수집부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조향모듈부는,
    조향랙, 조향칼럼, 조향휠, 유압라인, 유압펌프, 조향장치제어부 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 단품평가센서부는,
    상기 조향모듈부의 유압펌프에서 출력되는 유량을 측정하는 유량센서부, 상기 조향모듈부의 유압펌프에서 출력되는 유압을 측정하는 유압센서부, 상기 조향모듈부의 조향 각도를 측정하는 조향각도센서부, 상기 조향모듈부의 조향토크를 측정하는 조향토크센서부, 상기 조향모듈부의 모터각도를 측정하는 모터각도센서부 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 성능시험제어부와 연결되어, 상기 시험신호발생부에서 전달되는 전기적 신호를 변환하여 상기 조향모듈부에 전달하고, 상기 조향모듈부의 동작에 따른 전기적 신호를 변환하여, 상기 성능시험제어부에 전달하는 신호변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 신호변환부는
    상기 시험신호발생부, 상기 조향모듈부 및 상기 단품평가센서부에서 발생한 전압 또는 전류 신호를 조절하는 전기신호조절부;
    상기 전기신호조절부와 연결되어, 상기 전압 또는 전류 신호의 잡음을 제거하는 잡음신호필터부 및
    상기 잡음신호필터부와 연결되어, 잡음이 제거된 전압 또는 전류 신호를 증폭시키는 신호증폭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 조향모듈부와 연결되어,
    상기 시험신호발생부의 성능 시험 신호에 따라 조타력 또는 조향반력을 생성하고, 제어하는 조향구동제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 조향구동제어부는,
    상기 조타력 및 조향반력의 생성을 제어하는 조타력/조향반력 제어부;
    상기 조타력/조향반력 제어부와 연결되어, 상기 조향모듈부에 적용할 조타력을 생성하는 조타력생성장치부 및
    상기 조타력/조향반력 제어부와 연결되어, 상기 조향모듈부에 적용할 조향반력을 생성하는 조향반력생성장치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 성능시험제어부와 연결되어, 상기 조향모듈부의 구동 신호 및 상기 단품평가 센서부의 측정데이터를 이용하여, 조향장치의 제어로직 및 단위 부품의 성능을 분석하고, 평가데이터를 생성하는 성능시험평가부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 성능시험제어부와 연결되어, 상기 조향모듈부의 구동 신호 및 성능 시험에 발생한 데이터를 저장하고, 관리하는 성능평가저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 유압 조향장치의 성능 시험 시스템.
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