DE2130907A1

DE2130907A1 - UEberwachungseinrichtung

Info

Publication number: DE2130907A1
Application number: DE19712130907
Authority: DE
Inventors: Gilbert Hamelin
Original assignee: DBA SA
Current assignee: DBA SA
Priority date: 1970-06-22
Filing date: 1971-06-22
Publication date: 1971-12-30
Also published as: GB1344174A; FR2092820B1; ES392535A1; SE368800B; FR2092820A1

Description

Dr. Ing. H. Negendank Dipl. Ing. H. Hmck Dipl. Phys. W. Schmilz

β M8r chnn *. 5, Moiarfstr.23

Societe Anonyme D.B.A.

98 Bd Victor Hugo,

92 - Clichy, France 22. Juni 1971

Anwaltsakte M-1654

0"b er wachung se inri chtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungseinrichtung für ein elektronisches Gerät, das Eingangssignale mit einer variablen Frequenz erhält, beispielsweise eine Elektronikanlage eines Blockierreglers für eine Pahrzeugbremsanlage.

Es ist bekannt, daß sich Blockierregler mit Vorteil zur Steuerung des den Fahrzeugbremsen zugeführten Hydraulikoder Pneumatikdrucks verwenden lassen, derart, daß ein zu einem Blockieren der Fahrzeugräder führendes Einrücken der Bremsen, insbesondere bei einer Notbremsung auf einer rutschigen Fahrbahn, nicht zu einem Verlust der Bremswirkung und einem Verlust der Spursicherheit führt.

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Das Elektronikgerät von Blockierreglern enthält mindestens eine Funktionskette, die durch Signale gesteuert wird, welche eine variable Frequenz haben, die die ITmlaufgeschwindigkeit des Fahrzeugrades darstellt. Am Eingang jeder Funk— tionskette wandelt ein dem jeweiligen Fahrzeugrad zugeordneter Frequenz-Spannungskonverter die Frequenzschwankungen dieser Signale in Spannungsschwankungen um, und von einer ψ SignalVerarbeitungsstufe werden Solenoide derart gesteuert, daß die Bremsanlage periodisch von der Druckmittelversorgung in Abhängigkeit von den aus den Drehzahl-Meßwerten abgeleiteten Verzögerungs— und Beschleunigungswerten getrennt wird.

Der Blockierregler beeinflußt Schaltkreise, die von ausschlaggebender Bedeutung für die Fahrzeugsicherheit sind« Daher müssen Blockierregler derart ausgelegt sein, daß im Falle ihres Betriebsversagens kein Bremsverlust auftreten

»kann. Infolgedessen sind durch die Bauweise von Blockierreglern die herkömmlichen Sicherheitsforderungen zu erfüllen, die unter anderem eine mehrfache Verarbeitung einiger Funktionen, eine ständige Überwachung verschiedener Bauteile, beispielsweise der Solenoide, und eine Prüfung des Zustandes der Batterie als ratsam empfehlen. Es wäre von Vorteil, wenn diese einzelnen Prüfvergänge durch eine Gesamt-Überwachung ergänzt werden würden, die ohne Beeinträchtigung des normalen Betriebs des Fahrzeuges Signale erzeugen würde, die den

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beim Einrücken der Bremsen auftretenden Signalen ähnlich wären, um zu verifizieren, daß die verschiedenen Bauteile der Anlage ordnungsgemäß auf die Signale ansprechen.

Die Herstellung einer Vorrichtung, die eine Gesamtüberprüfung zuläßt, bringt jedoch Schwierigkeiten, die sich bisher nicht auf einfache Weise haben lösen lassen, da es nicht leicht ist, Prüfsignale zu erzeugen, die ebenso wie die Drehzahlsignale regellose FrequenzSchwankungen aufweisen, und da ferner die Prüfsignale ohne ein Öffnen oder eine andere Beeinflussung des Elektronikgeräts eines herkömmlichen Blockierreglers zugeführt werden müssen. Eine Gesamt-Überwachungseinrichtung ist nicht nur in Verbindung mit einem Blockierregler zweckmäßig, sondern ähnliche Verhältnisse herrschen auch bei anderen Elektronikgeräten, beispielsweise Signalanlagen oder Steuergeräten für Maschinen, bei denen die Eingangssignale frequenzmoduliert sind und dann in amplitudenmodulierte Signale umgewandelt werden.

Zur Lösung dieser Schwierigkeiten schafft die Erfindung eine überwachungseinrichtung, bei der ein Schaltkreis gleichzeitig die Betätigung einer Zeitschaltung und das Schließen eines Schalters steuert, der den Eingang der Funktionskette des Elektronikgeräts mit Masse verbindet, um eine Störgröße zu erzeugen, die die Funktionskette veranlaßt, ein Anspreeh-

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signal abzugeben, das dem Schaltkreis zugeführt wird und diesen in einen Schaltzustand zurückstellt, in dem der Schalter geöffnet und die Zeitschaltung abgeschaltet wird. Bei einer Störung in der Funktionskette würde das Ansprechsignal ausbleiben. Infolgedessen würde der Schaltkreis nicht zurückgestellt werden, und die Zeitschaltung würde infolge ihres anhaltenden Einschaltzustandes nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung eine Warneinrichtung einschalten.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden beispielsweisen Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:

Figur 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung,

Figur 2 ein Diagramm einer erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung für die Anwendung bei dem Elektronikgerät eines Blockierreglers·

Gemäß Fig.1 kann ein Elektronikgerät, für das die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung verwendbar ist, im einfachsten Fall einen Meßwertgeber P enthalten, der Signale mit variabler Frequenz einem Frequenz-Spannungskonverter C zuführt. Falls

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es sich, um einen Blockierregler handelt, mißt der Meßwertgeber P die Drehzahl eines der Fanrzeugräder. Die Ausgangssignale des Konverters C werden in einer Signal-Verarbeitungsstufe M in komplexer Abhängigkeit von ihrer Größe und ihren Größenänderungen verarbeitet. Die Ausgangssignale der Verarbeitungsstufe M werden über einen Verstärker A dem Stellglied EV einer Vorrichtung zugeführt, das im allgemei-

im Falle nen das Solenoid eines Elektroventils/eines Blockierreglers

Die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung enthält einen Zeitsignalgenerator G, der beispielsweise jede Minute einen Impuls erzeugt. Die Impulse werden dem ersten Eingang eines Flipflops B zugeführt, und jeder Impuls schaltet den Flipflop von einem ⁿAus^w-Zustand, in dem er kein Ausgangssignai erzeugt, zu einem ^MEin"-Zustand, in dem er ein Konstantwert-Ausgangssignal abgibt. Der Flipflop B liegt mit seinem Ausgang sowohl an einem Steuerkreis F für einen Schalter I als auch an einem Zeitglied T. Der Schalter I liegt zwischen Masse und der den Meßwertgeber P mit dem Konverter C verbindenden Leitung a. Der Ausgang der Zeitschaltung T ist an eine Warneinrichtung W angeschlossen. Der zweite Eingang des Flipflops B ist über eine Leitung b mit dem Solenoid EV verbunden.

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Während des Betriebs schaltet ein Impuls vom Generator G-den Flipflop B in den "Ein"-Zustand, wodurch der Flipflop ein Ausgangssignal abgibt, das gleichzeitig die Zeitschaltung T und den Steuerkreis F für den Schalter I einschaltet, Das Ausgangssignal des Steuerkreises F ist ein Impuls, der das Schließen des Schalters I für eine Zeitdauer vornimmt, die gleich der oder geringfügig länger als die Ansprechzeit des zu überwachenden Elektronikgeräts ist.

Beim Schließen des Schalters wird die Leitung a mit Masse verbunden, wodurch der Wert, des Ausgangssignals des Meßwertgebers P scharf abfällt. Dieser Pegelabfall wird vom Konverter C als Frequenzabfall gedeutet. Der Konverter hat einen herkömmlichen Aufbau und enthält eine Schwellwertbegrenzerstufe und eine Diskriminatorstufe. Die Ausgangssignale dieses Konverters hängen lediglich von der Frequenz

der Eingangssignale ab, so lange der Wert der Eingangssignale über dem Schwellwert liegt, jedoch sowohl vom Wert als auch von der Frequenz der Eingangssignale, wenn der Wert des Eingangssignals unter dem Schwellwert liegt. Infolgedessen erfährt das Ausgangssignal bei einem steilen Wertabfall des Eingangssignals eine Änderung, die ähnlich der bei einem steilen Abfall der Fahrzeuggeschwindigkeit erhaltenen Änderung ist. Infolgedessen wird die durch ein Schließen des Sehalters I hervorgerufene Störung von der

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Verarbeitungsstufe M als Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit aufgefaßt, und dies führt dazu, daß das Solenoid EV entsprechend dem Betriebsprogramm des Elektronikgeräts betätigt wird, vorausgesetzt, daß sich das Gerät in ordnungsgemäßem Betriebszustand befindet. Wenn dies der Fall ist, wird das Steuersignal des Solenoids EV über die Leitung b dem zweiten Eingang des Flipflops B zugeführt, und der Flipflop wird in seinen "Aus^Zustand zurückgeschaltet« Daher war der Flipflop lediglich für eine kurze Zeitdauer im "Ein^M-Zustand, nämlich praktisch für eine Zeitdauer, die gleich der Ansprechzeit des Elektronikgeräts ist. Bei einem Zurückschalten des Flipflops in seinen "Aus"-Zustand wird das Zeitglied angehalten, bevor es die Warneinrichtung W einschalten konnte.

Falls jedoch das Elektronikgerät nicht ordnungsgemäß arbeitet, erhalten das Solenoid EV und der zweite Eingang des Flipflops B kein Signal, und der Flipflop bleibt in seinem "Ein"-Zustand. Nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung schaltet dann das Zeitglied T die Warneinrichtung W ein, so daß eine Störung im Elektronikgerät angezeigt wird.

Es ist erkennbar, daß die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung ständig und wirksam die Gesamtfunktion des Elektronikgeräts überwacht· Beispielsweise überprüft die Über-

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wachungsschaltung den Betrieb des Meßwertgebers P und der Schaltkreise zwischen dem Meßwertgeber und dem Konverter, da das Schließen des Schalters I nicht die gewünschte Störung auslösen würde, wenn der Konverter G nicht die Signale des Meßwertgebers P erhalten würde»

In einer abgewandelten Form kann der zweite Eingang des Flipflops B anstatt an das Solenoid selbst an einen nicht gezeigten, vom Solenoid EY gesteuerten Kontakt angeschlossen sein· Somit wird die Betriebsweise der das Solenoid EV enthaltenden Verbraucherstufe mitüberprüft.

Fig·2 zeigt ein detaillierteres Schaltbild einer Überwachungseinrichtung, die einem Blockierregler für eine Bremsanlage zugeordnet ist. Der Blockierregler enthält zwei gleiche Ketten 10,12, die als Funktionsketten bezeichnet werden und von denen die eine der Vorderachse und die andere der Hinterachse des Fahrzeugs zugeordnet ist. Es wird lediglich eine Funktionskette beschrieben, und entsprechende Bauteile in beiden Funktionsketten sind durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Jedes Fahrzeugrad enthält einen Drehzahl-Meßwertgeber P1,P2, die Signale erzeugen, deren Frequenz von der Radgeschwindigkeit abhängt. Jeder Meßwertgeber ist mit einem Frequenz-

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Spannungskonverter C1,C2 verbunden, die Eonstantwertsignale V1,V2 erzeugen, welche die Radgeschwindigkeit darstellen. Im allgemeinen beeinflußt das langsamere Rad jeder Fahrzeugachse den Blockierregelvorgang. Eine Schaltung S wählt die niedrigere der Spannungen V1,V2, und diese Spannung wird dem Eingang einer Signal-Verarbeitungsstufe M zugeführt, die mit ihrem Ausgang über Verstärkungsstufen A1,A2 an die Solenoide EV1,EV2 angeschlossen ist*

Der Eingang jedes Konverters ist mit einem geerdeten Schalter 11,12 verbunden. Dieser Schalter kann durch die Emitter-Kollektorstrecke eines Transistors gebildet werden.

Es ist ersichtlich, daß die Bauteile P1,01,11,..· der rechten Fahrzeugseite und die Bauteile P2,C2,I2,..· der linken Fahrzeugseite zugeordnet sind. Bei dem in Fig.2 gezeigten Ausführungsbeispiel enthält die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung folgende Bauteile;

- einen Flipflop B, der eine Eingangs- und zwei Ausgangsklemmen enthält; der eine Ausgang ist im "Ein¹¹-Zustand, wenn der andere Ausgang im "Aus"-Zustand ist, und der Schaltzustand der Ausgänge wechselt jedesmal, wenn der Eingang einen Impuls erhält. Über die Kondensatoren K1, K2 ist jeder Ausgang gleichzeitig mit den Schaltern 11, 12 jeder der Funktionsketten 10,12 verbunden;

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- einen Sägezahngenerator G-, der einerseits den Eingang des Flipflops B über eine erste Schwellwert stufe Z1 und andererseits eine Warneinrichtung W über eine zweite Schwellwertstufe Z2, die einen höheren Schwellwertpegel hat, "beliefert;

- eine Rückstellschaltung für den Flipflop, die zwei "UNDⁿ-Gatter enthält, deren Ausgänge an den Generator G angeschlossen sind, wobei die Eingänge jedes Gatters mit den Ausgängen der Verstärker A1 bzw. A2 jeder Kette 10 bzw. 12 verbunden sind.

Unter der Annahme, daß während des Betriebs der Spannungspegel eines Sägezahnsignals vom Generator G zunächst in der Nähe von Null liegt, wird diese Spannung nach einer bestimmten Zeitdauer, beispielsweise einer Minute, einen Schwell— wert Z1 erreichen, und daher einen Impuls auslösen, der den Schaltzustand des Flipflops ändert.

Falls als Schalter 11,12 Transistoren benutzt werden, können diese einfach durch die Impulse gesteuert werden, die von dem einen oder anderen Ausgang des Flipflops ausgegeben werden, wenn sich der Schaltzustand des Flipflops ändert. Nach Durchgang durch die Kondensatoren £1,K2 schaltet jeder Impuls einen Transistor 11,12 in der jeweiligen Kette in

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den leitfähigen Zustand, so daß ein merklicher Pegelabfall des Drehzahlsignals am Eingang des entsprechenden Konverters C1,C2 hervorgerufen wird. Die Dauer des Pegelabfalls ist durch die Zeitkonstante der die Kondensatoren K1,K2 und die Widerstände R1,R2 enthaltenden Sehaltkreise festgelegt. Die Zeitkonstante wird so gewählt, daß die Zeitdauer, während der die Transistoren im leitfähigen Zustand sind, etwas größer als die Ansprechzeit der Funktionsketten ist.

Falls der Blockierregler ordnungsgemäß arbeitet, erscheinen die Steuersignale für die Solenoide, beispielsweise EV1, in der jeweiligen Funktionskette beinahe gleichzeitig an den Ausgängen der Verstärker stuf en A1 und infolgedessen an den Eingängen eines der "UND"-Gatter· Diese Signale öffnen das Gatter, so daß die Spannung des Generators G auf einen nahe bei Null liegenden Wert zurückgestellt wird_#

Nunmehr beginnt ein neuer ArbeÄszyklus, wobei jedoch infolge des Wechselns des Schaltzustandes des Flipflops die Transistoren I, die in den leitfähigen Zustand gelangen, auf derjenigen Fahrzeugseite liegen, die während des vorhergehenden PrüfVorganges nicht überwacht wurde·

Daher sind am Ende zweier Arbeitszyklen beide Funktionsketten überprüft.

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Falls der Betrieb einer der Punktionsketten gestört ist, erhalten die Solenoide keine Steuersignale und die Sägezahnspannung des Generators wird nicht zurückgestellt. Der Pegel der Sägezahnspannung steigt daher weiter an und beim Erreichen des Schwellwerts Z2 löst er den Alarm W aus. Eine Abwandlung kann darin bestehen, daß die Sägezahnspannung nach Überschreiten des Schwellwerts Z2 auf Null zurückkehren kann und der Alarm nach mehrmaligem Erreichen des Schwellwerts ausgelöst wird· Dann kann der Alarm den erforderlichen Schutz bewirken, insbesondere den Fahrzeugführer informieren und verhindern, daß der Blockierregler einen weiteren Einfluß auf die Bremsanlage ausübt»

Die Überwachungseinrichtung prüft nicht nur die Funktionstüchtigkeit des Blockierreglers, sondern auch ihre eigene Funktionstüchtigkeit. Falls nämlich das Prüfsignal nicht den Eingang einer Funktionskette erreicht, steigt die Sägezahnspannung vom Generator G weiter an und löst den Alarm aus«

Es ist jedoch erwünscht, den Einfluß der Überwachungseinrichtung bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten auszuschalten, da die durch ein Schließen der Schalter 11,12 bewirkten Störungen zu schwach wären, die Ansprechkreise in der Signal-Terarbeitungsstufe M zu betätigen. Daher würde der Prüfzyklus

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unvollendet bleiben, und dies würde irrigerweise als eine Störung ausgelegt werden,

Das Ausschalten der Überprüfung bei niedrigen Geschwindigkeiten kann durch Überwachung der Werte der Signale V1,V2 am Ausgang der Selektionsschaltung S erreicht werden. Falls diese Signalwerte unter einem vorgegebenen Wert liegen, wird die Beladung des zur Erzeugung der Sägezahnspannung im Generator G verwendeten Kondensators unterbrochen, und die Überwachungseinrichtung funktioniert lediglich oberhalb einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit.

Während der Bremsbetätigung wird der Betrieb der überwachungseinrichtung vorzugsweise ebenfalls unterbrochen, um zu verhindern, daß sich die Prüfsignale mit den normalerweise erzeugten Signalen überlagern. Auf ähnliche Weise wie beim Ausschalten der Überwachung bei niedrigen Drehzahlen wird die Beladung des Kondensators während der Bremszeiten unterbrochen, beispielsweise unter Verwendung des bei jedem Fahrzeug vorhandenen Schalters für die Bremsleuchte.

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Claims

Pat ent ansprüch.e

ι 1 wÜTaerwachungseinrichtung für ein elektronisches Gerät, das mindestens eine !Funktionskette mit einem Eingang zur Aufnahme frequenzvariabler Eingangssignale, einem 3?requenz-Spannungswandler, einer Signal-Verarbeitungsstufe und einer Verbraucher stufe enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung einen periodisch von einem Signalgenerator (G) eingeschalteten Schaltkreis (B,T,i';Z1,Z2,B,I,K,R) zur gleichzeitigen Steuerung einer zeitverzögert betätigten Warneinrichtung (W) und einer zeitverzögerten Schaltanordnung (I,£,R) enthält, und in der Schalteinrichtung ein. Schaltelement (I) zwischen Masse und dem Eingang (C) der Funktionskette (O₉M₉A) liegt, wobei durch das Schließen des Schaltelements (I) eine Störung auslösbar ist, durch die die funktionskette

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ein die Verbraucherstufe (EV) betätigendes Signal abgibt, daß die Verbraucherstufe (EV) zwecks Abschaltens des Schaltkreises mit diesem verbunden ist, daß das Schaltelement (I) während einer Zeitdauer, die gleich lang wie oder etwas länger als die Ansprechzeit der Punktionskette ist, in der Schließlage verbleibt und daß die Auslösung der Warneinrichtung (W) für eine Zeitdauer verzögert ist, die mindestens gleich der Schließzeit des Schaltelements ist.

2· Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (B,T,F) einen Flip-Flop (B) enthält, der mit einem ersten Eingang an den Signalgenerator (G), mit einem zweiten Eingang an die Verbraucherstufe (EV) und mit dem Ausgang gleichzeitig an die zeitverzögerte Schalteinrichtung (F) und die Warneinrichtung (W) angeschlossen ist, wobei der Flip-Flop in Abhängigkeit von einem im ordnungsgemäßen Betriebszustand der Funktionskette an der Verbraucherstufe auftretenden Signal in die "Ein^w-Schaltlage umschaltet (Fig«1)·

3· Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator ein Sägezahngenerator ist, der mit einer Rückstellklemme an der Verbraucherstufe (EV) und mit einer Ausgangsklemme gleich-

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zeitig über eine erst« Schwellwert stufe (Z2) an die Warneinrichtung (W) und über eine zweite Schwel !,wert stufe (Z-1)< und einen beim Umschalten in die "Ein^M-Schaltlage einen Ausgangsimpuls abgebenden. Flip—Flop (B) an die zeitver^ zögerte Schalteinrichtung (I_fK,R) angeschlossen isir, wobei der Flip-Flop (B) bei Zufuhr eines Eingangssignals jedesmal seine Schaltlagen ändert (Fig»2)·

4· Überwachungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Funktionsketten vorgesehen sind und die Rückstellklemme des Sägezahngenerators (G) gleichzeitig an die Verbraucherstufen (EV1,EV2) jeder Kette angeschlossen ist, und daß der Flip-Flop (B) eine zweite Ausgangsklemme enthält, wobei die Ausgangsklemmen des Flip-Flops jeweils mit der zeitverzögerten Schalteinrichtung (I,K,R) der jeweiligen Kette verbunden sind.

5· Überwachungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Funktionsketten vorgesehen sind, deren Verbraucherstufen (EV1;EV2) mit der Rückstellklemme des Sägezahngenerators (Q) über ein gemeinsames ⁿUNDⁿ-Gatter (ET) verbunden sind, und daß die Ausgangsklemme dee Flip-Flops gleichzeitig an den Schaltanordnungen (1,K₉R) beider Funktionsketten anliegt«

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6. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vier Punktionsketten vorgesehen sind, deren Verbraucherstufen (EV1,EV2) über zwei ^WUND"-Gatter (BT) an die Rückstellklemme des Sägezahngenerators (Gr) angeschlossen sind, und daß der Flip-Flop (B) eine zweite Ausgangsklemme enthält, wobei die Ausgangsklemmen des Flip-Flops (B) jeweils gleichzeitig an zwei Schaltanordnungen anliegen.

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