KR20130065170A - 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치 및 그의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치가 개시된다. 개시된 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치는 차량의 에어컨 시스템에서 컴프레셔의 토출 측과 컨덴서를 연결하며 그 연결 유로 상에 바이패스 유로를 형성하고 있는 디스차지 호스에 구성되는 것으로서, ⅰ)연결 유로와 바이패스 유로의 각 분기점에 개폐 가능하게 설치되는 밸브 조립체와, ⅱ)각 밸브 조립체에 연결되게 구성되며, 그 밸브 조립체로 회전력을 제공하는 엑츄에이터와, ⅲ)차량의 엔진 회전수에 따라 엑츄에이터에 소정의 제어 신호를 인가하여 밸브 조립체의 작동을 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.

Description

차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치 및 그의 제어 방법 {NOISE REDUCING APPARATUS OF AIR CONDITIONAL SYSTEM FOR VEHICLE AND CONTROL METHOD OF THE SAME}

본 발명의 실시예는 차량용 에어컨 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어컨 시스템 작동 시의 소음과 차량의 아이들 소음을 개선할 수 있도록 한 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에는 실내를 적절히 냉방하여 실내 온도를 쾌적하게 유지하는 에어컨 시스템이 구비되어 있는데, 에어컨 시스템은 증발기, 컴프레셔, 컨덴서, 팽창 밸브 등으로 구성될 수 있다.

이러한 구성의 에어컨 시스템은 증발기에서 증발된 가스 상태의 냉매가 컴프레셔로 흡입되어 압축된 후 고온 고압의 가스 상태로 컨덴서로 보내지고, 이 컨덴서에서 강제 냉각된 냉매는 팽창 밸브를 지나면서 저온 저압의 습증기 상태로 팽창된 후 증발기로 보내져 저온 저압의 가스 상태로 기화된다.

여기서, 냉매는 그 주변을 통과하는 공기의 열을 빼앗게 되는 바, 이 때 냉각된 공기가 차량의 실내로 유입되면서 냉방이 이루어진다.

한편, 컴프레셔의 토출 측과 컨덴서는 디스차지 호스를 통해 연결되는데, 증발기에서 증발된 가스 상태의 냉매는 컴프레셔로 흡입되어 압축되고, 디스차지 호스를 통해 고온 고압의 가스 상태로 컨덴서에 공급될 수 있다.

그러나, 상기와 같은 에어컨 시스템이 작동하는 상태에서 차량이 크리프 주행을 하는 경우, 디스차지 호스의 주파수 대역과 엔진 가진 주파수의 중첩에 의한 공진 현상으로 에어컨 시스템에서는 "웅" 하는 소음이 발생하게 된다.

이와 같은 소음을 개선하기 위해서는 엔진의 가진 주파수와 디스차지 호스가 가지는 주파수 대역을 이격시켜 주어야 하는데, 이는 디스차지 호스의 경로 및 길이를 연장함으로써 가능하다.

그런데, 상기와 같이 디스차지 호스의 경로 및 길이를 연장함으로써 에어컨 시스템의 소음을 개선할 수 있는 반면, 차량의 아이들 조건에서 아이들 소음이 악화되는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위해 디스차지 호스가 가지는 주파수 대역이 아니라, rpm 변경으로 엔진 가진 주파수를 변경시킬 수도 있지만, 이는 냉각 성능, 연비, 그 외 NVH 성능 등 고려해야 될 사항들이 많다.

본 발명의 실시예들은 디스차지 호스의 배출 경로 길이를 간단한 구성으로 가변시킴으로서 차량의 크리프 주행 조건에서 에어컨 시스템의 소음을 개선할 수 있고, 차량의 아이들 조건에서 아이들 소음을 개선할 수 있도록 한 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치 및 그의 제어 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치는, 차량의 에어컨 시스템에서 컴프레셔의 토출 측과 컨덴서를 연결하며 그 연결 유로 상에 바이패스 유로를 형성하고 있는 디스차지 호스에 구성되는 것으로서, ⅰ)상기 연결 유로와 바이패스 유로의 각 분기점에 개폐 가능하게 설치되는 밸브 조립체와, ⅱ)상기 각 밸브 조립체에 연결되게 구성되며, 그 밸브 조립체로 회전력을 제공하는 엑츄에이터와, ⅲ)차량의 엔진 회전수에 따라 상기 엑츄에이터에 소정의 제어 신호를 인가하여 상기 밸브 조립체의 작동을 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치에 있어서, 상기 차량이 아이들 조건인 경우, 상기 제어기는 상기 엑츄에이터에 소정의 제어 신호를 인가하여 상기 밸브 조립체를 통해 상기 바이패스 유로를 폐쇄할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치에 있어서, 상기 차량이 크리프 주행 조건인 경우, 상기 제어기는 상기 엑츄에이터에 소정의 제어 신호를 인가하여 상기 밸브 조립체를 통해 상기 바이패스 유로를 개방할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치는, 상기 바이패스 유로와 상기 밸브 조립체에 의해 상기 연결 유로의 길이를 선택적으로 연장할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치에 있어서, 상기 엑츄에이터는 스탭 모터로 이루어질 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 차량 에어컨 시스템용 소음 저감장치의 제어 방법은, (a) 청구항 제1 항에 따른 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치를 제공하는 단계와, (b) 상기 에어컨 시스템이 작동하는 상태에서 엔진 회전수가 아이들 조건을 초과한 설정 회전수 이상인지를 판단하는 단계와, (c) 상기 엔진 회전수가 설정 회전수 이상인 것으로 판단되면, 엑츄에이터에 제1 제어 신호를 인가하여 밸브 조립체를 통해 디스차지 호스의 바이패스 유로를 개방하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 본 발명의 실시예에 따른 차량 에어컨 시스템용 소음 저감장치의 제어 방법은, 상기 (b) 단계에서 상기 엔진 회전수가 설정 회전수 미만인 것으로 판단되면, 상기 엑츄에이터에 제2 제어 신호를 인가하여 상기 밸브 조립체를 통해 상기 디스차지 호스의 바이패스 유로를 폐쇄할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 컴프레셔와 컨덴서를 연결하는 디스차지 호스의 연결 라인 상에 바이패스 유로를 형성하고, 연결 유로와 바이패스 유로의 각 분기점에 밸브 조립체를 구성하고 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 차량의 크리주 주행 조건에서 밸브 조립체를 통해 바이패스 유로를 개방하고 연결 유로와 바이패스 유로를 연결하여 연결 유로의 배출 경로를 연장시킬 수 있으므로, 엔진의 가진 주파수와 디스차지 호스가 가지는 주파수 대역을 이격시킴에 따라 에어컨 시스템의 "웅" 하는 소음을 개선할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 차량의 아이들 조건에서 밸브 조립체를 통해 바이패스 유로를 폐쇄하여 연결 유로의 배출 경로를 축소시킬 수 있으므로, 차량의 아이들 소음을 개선할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 에어컨 시스템용 소음 저감장치의 제어 방법을 설명하기 위한 플로우-챠트이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 소음 저감장치(100)는 냉매에 의해 냉각된 공기를 차량의 실내로 공급하는 차량의 에어컨 시스템에 적용될 수 있다.

예를 들면, 상기 에어컨 시스템은 엔진의 회전력으로 압축되어 순환하는 냉매의 잠열을 이용하는 것으로, 증발기, 컴프레셔, 컨덴서, 팽창 밸브 등의 냉동 사이클 계통으로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 컴프레셔(1)의 토출 측과 컨덴서(3)는 본 발명의 실시예와 관련된 디스차지 호스(10)를 통해 연결되는 바, 증발기(도면에 도시되지 않음)에서 증발된 가스 상태의 냉매는 컴프레셔(1)로 흡입되어 압축된 후, 디스차지 호스(10)를 통해 고온 고압의 가스 상태로 컨덴서(3)에 공급될 수 있다.

이와 같은 차량용 에어컨 시스템에서 증발기, 컴프레셔, 컨덴서, 팽창 밸브등의 구성은 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 냉동 사이클 계통으로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

한편, 상기 에어컨 시스템이 작동하는 상태에서 차량의 크리프 주행 시, 에어컨 시스템에서 소음이 발생하는 바, 이러한 소음은 디스차지 호스(10)의 주파수 대역과 엔진 가진 주파수의 중첩에 의한 공진 현상으로 발생될 수 있다.

이에, 본 발명의 실시예에서는 엔진의 가진 주파수와 디스차지 호스(10)가 가지는 주파수 대역을 이격시킴으로써 공진 현상에 의한 소음을 저감시키기 위해 디스차지 호스(10)의 길이를 연장하고 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 디스차지 호스(10)는 컴프레셔(1)의 토출 측과 컨덴서(3)를 연결하는 연결 유로(11)와, 연결 유로(11) 상에 연결되는 바이패스 유로(13)로 구성될 수 있다.

즉, 상기 디스차지 호스(10)는 컴프레셔(1)의 토출 측과 컨덴서(3)를 연결하는 연결 유로(11) 상에 바이패스 유로(13)를 형성하므로, 배출 경로의 길이가 연장되면서 엔진의 가진 주파수와 디스차지 호스(10)가 가지는 주파수 대역을 이격시키며 공진 현상에 의한 소음을 저감시킬 수 있게 된다.

그러나, 상기에서와 같이 바이패스 유로(13)를 통해 디스차지 호스(10)의 길이를 연장시키는 경우, 에어컨 시스템에서 발생하는 소음은 개선된 반면, 차량의 아이들 소음이 악화될 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 차량의 아이들 시와 크리프 주행 시에 디스차지 호스(10)에 대한 배출 경로의 길이를 변경함으로써 차량의 아이들 소음 악화를 방지할 수 있으며, 에어컨 시스템의 소음을 저감시킬 수 있는 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치(100)를 제공한다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치(100)는 기본적으로, 밸브 조립체(20)와, 엑츄에이터(40)와, 제어기(60)를 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에서, 상기 밸브 조립체(20)는 디스차지 호스(10)의 연결 유로(11)와 바이패스 유로(13)를 선택적으로 개폐하기 위한 것이다.

상기 밸브 조립체(20)는 연결 유로(11)와 바이패스 유로(13)의 각 분기점에 개폐 가능하게 설치된다.

상기 밸브 조립체(20)는 바이패스 유로(13)의 일단부와 연결 유로(11)를 연결하는 지점, 및 바이패스 유로(13)의 다른 일단부와 연결 유로(11)를 연결하는 지점에 각각 설치될 수 있다.

즉, 상기 밸브 조립체(20)는 바이패스 유로(13)의 일단부와 연결 유로(11)를 연결하는 지점 및 바이패스 유로(13)의 다른 일단부와 연결 유로(11)를 연결하는 지점에서, 바이패스 유로(13)를 개방하며 연결 유로(11)와 바이패스 유로(13)를 연결함으로 그 연결 유로(11)의 배출 경로를 연장시킬 수 있다.

그리고, 상기 밸브 조립체(20)는 바이패스 유로(13)의 일단부와 연결 유로(11)를 연결하는 지점 및 바이패스 유로(13)의 다른 일단부와 연결 유로(11)를 연결하는 지점에서, 바이패스 유로(13)를 폐쇄하며 그 연결 유로(11)의 배출 경로를 축소시킬 수 있다.

상기 밸브 조립체(20)는 뒤에서 더욱 설명될 엑츄에이터(40)에 의해 회전하며 바이패스 유로(13)를 개폐하는 하는 것으로, 엑츄에이터(40)의 회전축(도면에 도시되지 않음)에 설치될 수 있다.

이러한 밸브 조립체(20)의 구성은 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 밸브 장치로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기에서 엑츄에이터(40)는 밸브 조립체(20)에 회전력을 제공하는 것으로, 회전축(도면에 도시되지 않음)을 통하여 밸브 조립체(20)와 연결되게 구성되는 스탭 모터로 이루어질 수 있다.

상기한 스탭 모터는 회전 방향과 회전 속도를 제어할 수 있는 것으로 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 스탭 모터로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제어기(60)는 차량의 엔진 회전수에 따라 엑츄에이터(40)에 소정의 제어 신호를 인가하여 밸브 조립체(20)의 밸브 작동을 제어하기 위한 것이다.

즉, 상기 제어기(60)는 차량의 아이들 조건에서 엑츄에이터(40)에 소정의 제어 신호를 인가하여 밸브 조립체(20)를 통해 바이패스 유로(13)를 폐쇄함으로써 연결 유로(11)의 배출 경로를 축소시킬 수 있다.

그리고, 상기 제어기(60)는 차량의 크리프 주행 조건에서 엑츄에이터(40)에 소정의 제어 신호를 인가하여 밸브 조립체(20)를 통해 바이패스 유로(13)를 개방하고, 연결 유로(11)와 바이패스 유로(13)를 연결함으로써 그 연결 유로(11)의 배출 경로를 연장시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 제어기(60)로부터 제어 신호를 제공받아 회전력을 발생시키는 엑츄에이터(40)에 의해 밸브 조립체(20)를 작동시키며 바이패스 유로(13)를 선택적으로 개폐시킴으로써 연결 유로(11)의 배출 경로 길이를 선택적으로 연장 및 축소시킬 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템 소음 저감장치(100)의 제어 방법을 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 에어컨 시스템용 소음 저감장치의 제어 방법을 설명하기 위한 플로우-챠트이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 우선 본 발명의 실시예에서는 차량의 시동이 온되고, 에어컨 시스템이 가동하는 상태에서(S10 단계), 차량의 엔진 회전수를 감지하고, 그 감지 신호를 제어기(60)로 출력한다(S20 단계).

그러면, 상기 제어기(60)는 엔진 회전수가 아이들 조건을 초과한 설정 회전수 이상인지를 판단한다(S30 단계).

상기 S30 단계에서 엔진 회전수가 설정 회전수 이상인 것으로 판단되면, 본 발명의 실시예에서는 차량의 크리프 주행 조건으로 인식을 하고, S40 단계에서와 같이 엑츄에이터(40)에 제1 제어 신호를 인가하여 도 3에서와 같이 밸브 조립체(20)를 작동시키고(S50 단계), 디스차지 호스(10)의 바이패스 유로(13)를 개방한다(S60 단계).

따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기와 같이 바이패스 유로(13)를 개방하며 연결 유로(11)와 바이패스 유로(13)를 연결함으로 그 연결 유로(11)의 배출 경로를 연장시킬 수 있게 된다.

이로써 본 발명의 실시예에서는 바이패스 유로(13)를 통해 연결 유로(11)의 배출 경로를 연장시킴으로써 차량의 크리프 주행 시에 에어컨 시스템의 "웅" 하는 소음을 저감시킬 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 상기와 같이 바이패스 유로(13)를 통해 연결 유로(11)의 배출 경로를 연장함에 따라 엔진의 가진 주파수와 디스차지 호스(10)가 가지는 주파수 대역을 이격시킴으로써 에어컨 시스템의 소음을 개선할 수 있다.

한편, 상기 S30 단계에서 엔진 회전수가 설정 회전수 미만인 것으로 판단되면, 본 발명의 실시예에서는 차량의 아이들 조건으로 인식을 하고, S70 단계에서와 같이 엑츄에이터(40)에 제2 제어 신호를 인가하여 도 4에서와 같이 밸브 조립체(20)를 작동시키고(S80 단계), 디스차지 호스(10)의 바이패스 유로(13)를 폐쇄한다(S90 단계).

따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기와 같이 밸브 조립체(20)를 통해 바이패스 유로(13)를 폐쇄함으로써 연결 유로(11)의 배출 경로를 축소시킬 수 있게 된다.

이로써 본 발명의 실시예에서는 연결 유로(11)의 배출 경로를 축소시킴으로써 차량의 아이들 소음 악화를 방지할 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치(100)에 의하면, 컴프레셔(1)와 컨덴서(3)를 연결하는 디스차지 호스(10)의 연결 라인(11) 상에 바이패스 유로(13)를 형성하고, 연결 유로(11)와 바이패스 유로(13)의 각 분기점에 밸브 조립체(20)를 구성하고 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 차량의 크리주 주행 조건에서 밸브 조립체(20)를 통해 바이패스 유로(13)를 개방하고 연결 유로(11)와 바이패스 유로(13)를 연결하여 연결 유로(11)의 배출 경로를 연장시킬 수 있으므로, 엔진의 가진 주파수와 디스차지 호스(10)가 가지는 주파수 대역을 이격시킴에 따라 에어컨 시스템의 "웅" 하는 소음을 개선할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에서는 차량의 아이들 조건에서 밸브 조립체(20)를 통해 바이패스 유로(13)를 폐쇄하여 연결 유로(11)의 배출 경로를 축소시킬 수 있으므로, 차량의 아이들 소음 악화를 방지할 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1... 컴프레셔 3... 컨덴서
10... 디스차지 호스 11... 연결 유로
13... 바이패스 유로 20... 밸브 조립체
40... 엑츄에이터 60... 제어기

Claims (7)

1. 차량의 에어컨 시스템에서 컴프레셔의 토출 측과 컨덴서를 연결하며, 그 연결 유로 상에 바이패스 유로를 형성하고 있는 디스차지 호스에 구성되는 것으로서,
   상기 연결 유로와 바이패스 유로의 각 분기점에 개폐 가능하게 설치되는 밸브 조립체;
   상기 각 밸브 조립체에 연결되게 구성되며, 그 밸브 조립체로 회전력을 제공하는 엑츄에이터; 및
   차량의 엔진 회전수에 따라 상기 엑츄에이터에 소정의 제어 신호를 인가하여 상기 밸브 조립체의 작동을 제어하는 제어기
   를 포함하는 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 차량의 아이들 조건에서,
   상기 제어기는 상기 엑츄에이터에 소정의 제어 신호를 인가하여 상기 밸브 조립체를 통해 상기 바이패스 유로를 폐쇄하는 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 차량의 크리프 주행 조건에서,
   상기 제어기는 상기 엑츄에이터에 소정의 제어 신호를 인가하여 상기 밸브 조립체를 통해 상기 바이패스 유로를 개방하는 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 바이패스 유로와 상기 밸브 조립체에 의해 상기 연결 유로의 길이를 선택적으로 연장하는 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 엑츄에이터가 스탭 모터로 이루어지는 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치.
6. (a) 청구항 제1 항에 따른 차량용 에어컨 시스템의 소음 저감장치를 제공하는 단계;
   (b) 상기 에어컨 시스템이 작동하는 상태에서 엔진 회전수가 아이들 조건을 초과한 설정 회전수 이상인지를 판단하는 단계; 및
   (c) 상기 엔진 회전수가 설정 회전수 이상인 것으로 판단되면, 엑츄에이터에 제1 제어 신호를 인가하여 밸브 조립체를 통해 디스차지 호스의 바이패스 유로를 개방하는 단계
   를 포함하는 차량 에어컨 시스템용 소음 저감장치의 제어 방법.
7. 제5 항에 있어서,
   상기 (b) 단계에서,
   상기 엔진 회전수가 설정 회전수 미만인 것으로 판단되면, 상기 엑츄에이터에 제2 제어 신호를 인가하여 상기 밸브 조립체를 통해 상기 디스차지 호스의 바이패스 유로를 폐쇄하는 차량 에어컨 시스템용 소음 저감장치의 제어 방법.
   

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