DE3544131C2 - - Google Patents
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- DE3544131C2 DE3544131C2 DE3544131A DE3544131A DE3544131C2 DE 3544131 C2 DE3544131 C2 DE 3544131C2 DE 3544131 A DE3544131 A DE 3544131A DE 3544131 A DE3544131 A DE 3544131A DE 3544131 C2 DE3544131 C2 DE 3544131C2
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontrolleinrichtung
für eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung zur
Steuerung des Betriebes einer Brennkraftmaschine gemäß
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzsysteme für
Brennkraftmaschinen für Fahrzeuge sind im allgemeinen
mit einer elektronischen Steuer-und Regeleinrichtung versehen,
der verschiedene Signale als Eingangssignale zugeführt
werden, wie z. B. die Signale, die die detektierten
Maschinenbetriebsparameter der Maschinendrehzahl, des
Absolutdrucks im Ansaugrohr, der Maschinenwassertempera
tur, der Drosselventilöffnung und der Konzentration von
Auspuffgasbestandteilen (z. B. der Sauerstoffkonzentration)
darstellen, um die Ventilöffnungsperioden bzw. -zeitdauern
der Kraftstoffeinspritzventile in Abhängigkeit von diesen
Eingangssignalen derart zu berechnen, daß das Luft/Kraft
stoffverhältnis des der Maschine zugeführten Gemisch
gases gewünschte Werte annimmt, die für Betriebszustände
der Maschine geeignet sind, und auch, um den Kraftstoff
einspritzventilen den berechneten Ventilöffnungsperioden
entsprechende Steuersignale zuzuführen. Durch diese
Steuerung und Regelung sollen das Funktionieren der
Maschine und die Emissionseigenschaften verbessert werden.
Wenn irgendeine Abnormität, wie z. B. eine Störung in
einem mit einem solchen elektronisch gesteuerten Kraft
stoffeinspritzsystem, wie oben erläutert, ausgestatteten
Fahrzeug auftritt, ist es erforderlich zu bestimmen, ob
die Abnormität der elektronischen Steuer- und Regelein
richtung selbst oder Eingangssignalen oder Kraftstoffein
spritzventilen zuzuschreiben ist, um die Ursache heraus
zufinden.
Als Prüfungseinrichtung für diesen Zweck sind herkömm
lich eine Anzahl von Meßinstrumenten übernommen worden,
z. B. ein Synchronoskop oder ein Strommesser bzw. Ampere
meter, um genau zu untersuchen, ob aus der elektronischen
Steuer- und Regeleinrichtung korrekte Ventilöffnungsperioden
signale ausgegeben werden oder nicht, gewöhnliche Instru
mente, wie z. B. eine Schaltungstesteinrichtung, um die
interne Verschaltung der elektronischen Steuereinrichtung
genau zu untersuchen, und Instrumente, um einzeln solche
Elemente wie z. B. das Innere der anderen Vorrichtungen
und deren Ausgangssignale genau zu prüfen. Der elektro
nischen Steuer-und Regeleinrichtung werden jedoch Eingangs
signale verschiedener detektierter Maschinenbetriebs
parameter zugeführt, und sie gibt in Abhängigkeit von
diesen Eingangssignalen Ventilöffnungsperiodensignale
aus. Die Verwendung einer Anzahl von Instrumenten zur
einzelnen genauen Untersuchung der elektronischen
Steuer- und Regeleinrichtung selbst und der Eingangs- und
Ausgangssysteme hat daher die Prüfarbeit zu kompliziert
und zeitraubend gemacht.
Die DE 30 36 002 A1 hat ein elektroni
sches Mehrfunktionsmeßgerät für Kraftfahrzeuge zum Gegen
stand, das eine Anzeigeeinrichtung aufweist, mittels der
mehrere durch Überwachung erhaltene Informationen wahlweise
angezeigt werden können, wobei die Informationen von einem
Fühler für die Kraftstoffmenge, einem Wassertemperaturfüh
ler, einem Öldruckfühler, der Batterie etc. erhalten wer
den. Eine Symbolmarkierung dient zur Unterscheidung, um
welche angezeigte Information es sich handelt, und als
Warnsignal. Gewöhnlich wird eine Hauptinformation von den
verschiedenen zur Verfügung stehenden Informationen ange
zeigt, und wenn eine davon verschiedene Information zur
Anzeige ausgewählt wird, wird diese zusammen mit der er
wähnten Symbolmarkierung dargestellt. Durch die Ermögli
chung einer selektiven Anzeige zusammen mit einer entspre
chenden Symbolmarkierung ist es bei dem bekannten elek
tronischen Mehrfunktionsmeßgerät möglich, optisch eine
Hauptinformation zu erkennen, die am meisten benötigt wird,
und sich nach Bedarf anderer Informationen zu vergewissern.
Eine Ausführungsform des bekannten elektronischen Mehrfunk
tionsmeßgerätes umfaßt einen Halteschalter in der Anzeige
steuerschaltung, um eine von der Hauptinformation ver
schiedene, ausgewählte Information während ihrer Darstel
lung zu halten. Es ist indessen nicht möglich, den Zustand
einer Anzahl von Ausgangssignalen und einer Anzahl von
Ausgangssignalen etc. gleichzeitig zu erfassen und hierdurch
rasch und genau eine Abnormität bei Auftreten zu detektieren,
zu lokalisieren und zu analysieren.
Die DE 32 38 752 A1 befaßt sich mit der
Eigenüberwachung von elektrischen Einspritzsystemen. Es
werden abhängig von der Maschinendrehzahl und synchron mit
den Einspritzimpulsen erzeugte Referenzimpulse
mit Einspritzimpulsen verglichen, die von
einer Einspritzsteuereinrichtung zugeführt werden. Wenn zu
einem bestimmten Zeitpunkt eine Störung der Einpritz
impulse auftritt, beispielsweise ein Impuls ausfällt, wird
an eine Leuchtdiode Spannung angelegt.
In MTZ 45, Nr. 2, S. 47-51, 1984
ist beschrieben, daß grundsätzlich zwischen drei Diagnose
möglichkeiten für ein elektronisch beeinflußtes Gemisch
system gewählt werden kann: einer integrierten Systemüber
wachung (Eigendiagnose), einer externen Diagnose und einer
Überprüfung der Systemkomponenten. Bei der integrierten
Systemüberwachung werden vom Steuergerät während des Be
triebes Prüfprogramme sowie eine allgemeine oder spezifi
sche Fehlermeldung nach Erkennung automatisch an den Fahrer
bzw. an die Werkstatt nach Abfrage abgegeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Kontrolleinrichtung für eine elektronische
Steuer- und Regeleinrichtung in einem elektronisch gesteuerten
Kraftstoffeinspritzsystem zu schaffen, die es der Bedie
nungsperson ermöglicht, die Zustände einer Anzahl von
Eingangssignalen und einer Anzahl von Ausgangssignalen,
etc. zur selben Zeit leicht zu lesen, um es ihr hier
durch zu ermöglichen, rasch und genau eine Abnormität
zu detektieren, zu lokalisieren und zu analysieren,
wenn diese auftritt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Kontrolleinrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiter
bildungen der erfindungsgemäßen Kontrolleinrichtung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Durch die Erfindung ist der
Fahrer des Kraftfahrzeuges in die Lage versetzt, die
Zustände einer Anzahl von Eingangssignalen und einer Anzahl
von Ausgangssignalen etc. gleichzeitig erfassen zu können,
um auf diese Weise rasch und genau eine Abnormität mit
deren Auftreten detektieren, lokalisieren und analysieren
zu können. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, daß
mittels einer zusätzlichen
Frequenzteilereinrichtung, die mit der Betriebssequenzan
zeige der Kraftstoffeinspritzventile verbunden ist,
eine fortgesetzte Anzeige ausgeführt wird und eine
augenblickliche Änderung der Eingangs-/Ausgangssignale
leicht erfaßt werden kann.
Das obige und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der
Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten
Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung weiter
ersichtlich. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 die Gesamtanordnung eines elektronisch gesteuer
ten Kraftstoffeinspritzsystems, bei dem die
erfindungsgemäße
Kontrolleinrichtung anwendbar ist,
Fig. 2 eine Vorderansicht der
Kontrolleinrichtung gemäß einem Ausführungsbei
spiel der Erfindung, wobei ein Vorderwandteil
im einzelnen gezeigt ist,
Fig. 3 ein Blockdiagramm, das die innere Anordnung der
Kontrolleinrichtung von
Fig. 2 schematisch veranschaulicht, und
Fig. 4 ein Zeitdiagramm, das die Funktion eines Frequenz
teilers in der Kontrolleinrichtung zeigt.
Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, die ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Mit dem
Bezugszeichen 1 ist eine Brennkraftmaschine für Fahr
zeuge bezeichnet, bei der es sich beispielsweise um
eine Maschine mit vier Zylindern handeln kann. Die
Maschine 1 besitzt eine Anzahl von Hauptverbrennungs
kammern 2 (es können vier sein, von denen nur eine ge
zeigt ist) und ebenso viele Nebenverbrennungskammern 3,
die mit den jeweiligen Hauptkammern 2 in Verbindung stehen.
Ein Hauptansaugrohr 4 steht mit jeder Verbrennungskammer
2 in Verbindung und ein Nebenansaugrohr 5 mit jeder
Nebenverbrennungskammer 3. Das Innere der peripheren
Wand eines jeden Maschinenzylinders ist mit Kühlwasser
gefüllt, in das ein Maschinenwassertemperatursensor 6
eingeführt ist, der aus einem Thermistor oder dergleichen
gebildet ist. Ein Ausgangssignal aus dem Maschinenwasser
temperatursensor 6 wird über eine Leitung 7 a einer
elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung 10 zugeführt,
die im folgenden als "ECU" bezeichnet wird. Ein Haupt
drosselventil 8 und ein Nebendrosselventil 9 sind im
Hauptansaugrohr 4 bzw. im Nebenansaugrohr 5 angeordnet.
Ein Drosselventilöffnungssensor 11 ist mit dem Haupt
drosselventil 8 zur Detektion seiner Ventilöffnung
verbunden, um diese in ein elektrisches Signal umzu
wandeln, das über eine Leitung 7 b der ECU 10 zuge
führt wird. Eine schnelle Leerlaufvorrichtung 12 ist
über eine (nicht gezeigte) Treibersignalleitung mit
der ECU 10 verbunden und kann das Hauptdrosselventil
8 bei oder nach dem Start bzw. Anlassen der Maschine
öffnen.
Für jeden Maschinenzylinder ist ein Haupteinspritzventil
13 vorgesehen und im Hauptansaugrohr 4 an einer Stelle
etwas stromaufwärts der Maschine 1 angeordnet, während
ein einziges Nebeneinspritzventil 14 für die gemeinsame
Verwendung bei allen Maschinenzylindern vorgesehen ist
und im Nebenansaugrohr 5 an einer Stelle etwas strom
abwärts des Nebendrosselventils 9 angeordnet ist. Diese
Kraftstoffeinspritzventile 13, 14 sind mit einem Kraft
stofftank 17 mittels eines gemeinsamen Kanals 15 und
einer Kraftstoffpumpe 16 verbunden. Die Kraftstoffein
spritzventile 13, 14 sind mit der ECU 10 über ent
sprechende Leitungen 18 a und 18 b elektrisch verbunden,
so daß ihre Ventilöffnungsperioden durch von der ECU 10
zugeführte Signale gesteuert sind.
Andererseits ist ein Absolutdrucksensor 19 über einen
Kanal 19 a bei einer Stelle unmittelbar stromabwärts
des Hauptdrosselventils 8 mit dem Hauptansaugrohr 4
verbunden. Der Absolutdrucksensor 19 kann den absoluten
Druck im Ansaugrohr 4 detektieren und umwandeln, um ihn
über eine Leitung 7 c der ECU 10 zuzuführen.
An einer Stelle stromabwärts des Absolutdrucksensors 19 ist
in das Hauptansaugrohr 4 ein Ansauglufttemperatursensor 20
eingefügt, der auch angeordnet ist, um die Ansauglufttemperatur zu
detektieren und das detektierte Ansauglufttemperatur
signal in ein elektrisches Signal umzuwandeln, um es
über eine Leitung 7 d der ECU 10 zuzuführen.
Ein Auspuffgasrückführventil 25 ist ein unterdruck
betätigtes Ventil und aus einem Ventilkörper 25 a, der
angeordnet ist, um eine Verbindung eines zum Auspuff
rohr 26 der Maschine 1 führenden Kanals 27 mit einem
zum Hauptansaugrohr 4 führenden Kanal 28 herzustellen
und zu unterbrechen, und aus einem Diaphragma 25 b
ausgebildet, das sich in Kontakt mit dem Ventilkörper
25 a befindet. Eine durch das Diaphragma 25 b begrenzte
Unterdruckkammer steht mit zwei EGR-Steuerventilen 31,
32 mittels eines Kanals 29 in Verbindung. Auf einem
Ende des Ventilkörpers 25 a des Auspuffgasrückführ
ventils 25 ist ein Hubsensor 33 angebracht, der die
Betriebsposition des Ventilkörpers 25 a in ein elektri
sches Signal umwandeln und dieses Signal der ECU 10
über eine Leitung 7 e zuführen kann. Das EGR-Steuer
ventil 31 ist vom normalerweise offenen Typ und
arbeitet derart, daß sein Solenoid 31 a durch ein
elektrisches, von der ECU 10 zugeführtes Signal
erregt wird, um es zu gestatten, daß der Kanal 29
für die Einführung von Atmosphärendruck in die Unter
druckkammer des Auspuffgasrückführventils 25 durch
seine Luftansaugöffnung 31 b mit der Atmosphäre in
Verbindung steht. Das andere EGR-Steuerventil 32 ist
vom normalerweise geschlossenen Typ und arbeitet der
art, daß sein Solenoid 32 a durch ein über eine Leitung
18 e von der ECU 10 zurückgeführtes elektrisches Signal
erregt ist, um zu gestatten, daß der Kanal 29 mit einem
Druckspeichertank 34 in Verbindung steht. Der Druck
speichertank 34 speichert vom Hauptansaugrohr 4 über
ein Rückschlagventil 35 zugeführten Absolutdruck, und
daher wird der gespeicherte Absolutdruck in die Unter
druckkammer des Auspuffgasrückführventils 25 einge
führt, wenn das EGR-Steuerventil 32 geöffnet wird.
Ein einen Auspuffgassensor bildender O₂-Sensor 44 ist in
der Innenwand des Auspuffrohrs 26 an einer Stelle strom
aufwärts eines Dreiwegkatalysators 43 eingebettet, um
die Konzentration von in den Auspuffgasen vorhandenem
Sauerstoff zu detektieren. Der O₂-Sensor 44 führt sein
Ausgangssignal der ECU 10 über eine Leitung 7 f zu.
In Fig. 1 sind ferner ein Drehzahlmesser 40, eine Zünd
kerze 45, ein Verteiler 46, eine elektronische Zeit-
bzw. Synchronisationssteuereinheit 47 für den Verteiler
46, eine Zündspule 48, ein Zündschalter 49 und eine
Batterie 51 gezeigt. Wenn der Zündschalter 49 ge
schlossen ist, wird die Spannung der Batterie 51 über
eine Leitung 7 g an die ECU 10 abgegeben. Ein Maschinen
kurbelwinkelpositionssensor 52 ist in der Lage, einen
Impuls bei einem bestimmten Kurbelwinkel jedesmal zu
erzeugen, wenn sich die Maschinenkurbelwelle um 180 Grad
dreht, d. h. bei Erzeugung eines jeden Impulses des TDC-
Signals (oberes Totpunktsignal). Ein Zylinderunterschei
dungssensor 53 kann einen Impuls bei einem bestimmten
Kurbelwinkel eines ersten Maschinenzylinders erzeugen.
Ein Atmosphärendrucksensor 54 dient zur Umwandlung des
aktuellen Atmosphärendrucks in ein elektrisches Signal,
und ein Kurbelwinkelsensor kann Impulse bei einer Anzahl
vorbestimmter Maschinenkurbelwinkel als Kurbelwinkel
signale erzeugen, wobei jeder Impuls jedesmal erzeugt
wird, wenn sich die Kurbelwelle durch einen vorbestimmten
Winkel (z.B. 30 Grad) dreht. Die Ausgangssignale von
diesen Sensoren 52, 53, 54 und 55 werden der ECU 10
über entsprechende Leitungen 7 h, 7 i, 7 j und 7 k zuge
führt. Ein Druckregelventil 56 dient zum Regeln des
Kraftstoffeinspritzdrucks.
Die ECU 10 arbeitet, um die Ventilöffnungsperioden der
Kraftstoffeinspritzventile 13, 14 in Abhängigkeit von
den Ausgangssignalen von verschiedenen Maschinenbetriebs
parametersensoren wie oben erwähnt derart zu berechnen,
daß das der Maschine zugeführte Luft/Kraftstoffverhältnis
des Gemischgases gleich für Betriebszustände der Maschine
geeigneten Werten ist, und auch um den berechneten Ventil
öffnungsperioden entsprechende Treibersignale den Kraft
stoffeinspritzventilen 13, 14 zuzuführen, um diese zu
öffnen.
Die erfindungsgemäße Kontrolleinrichtung ist dazu vorge
sehen, der ECU 10 eines elektronisch gesteuerten Kraft
stoffeinspritzsystems der oben beschriebenen Art zuge
führte und von dieser ausgegebene Signale zu kontrollie
ren. Die Einzelheiten der Kontrolleinrichtung sind in
den Fig. 2 und 3 gezeigt. Wie Fig. 2 zeigt, verzweigt
sich ein Kabelbaum 57, der die Leitungen 7 a bis 7 k, durch
die Signale von den verschiedenen Sensoren der ECU 10 ein
gegeben werden, und die Leitungen 18 a bis 18 f umfaßt,
durch die Signale von der ECU 10 zu den Kraftstoffein
spritzventilen 13, 14, etc. ausgegeben werden, in eine
Anzahl von Kabelbäumen, bei diesem Ausführungsbeispiel
drei Kabelbäume, mittels entsprechender Kupplungen 58 a, 58 b
und 58 c. Ein Zweigkabelbaum 59, der sich von jedem
der Anzahl der Kabelbäume verzweigt, ist mit der
Kontrolleinrichtung 60 verbunden.
Eine Vielzahl von Anzeigen oder Ausleseeinrichtungen sind
in der Vorderwand bzw. dem Vorderpanel der Kontrolleinrichtung 60
vorgesehen, um in die ECU 10 eingegebene und von dieser
ausgegebene Signale in entsprechenden vorbestimmten
Formen anzuzeigen. Die in einem Kreis in Fig. 2 darge
stellten Anzeigen sind jeweils aus einer Anzeigelampe
ausgebildet, z. B. einer LED (Licht emittierende Diode),
um den EIN/AUS-Zustand ihres Signals anzuzeigen.
Ein EIN/AUS-Anzeigeblock 61 zeigt die EIN/AUS-Zustände
der Eingangs- und Ausgangssignale an. Der Anzeigeblock
61 umfaßt eine Anzahl von Anzeigen 61 a bis 61 1, die
jeweils aus einer LED gebildet sind, die sich ein- und
ausschalten, um die EIN/AUS-Zustände der entsprechenden
Eingangs- und Ausgangssignale anzuzeigen. Des weiteren
sind die Anzeigen 61 a bis 611 mit entsprechenden
Kommentar- bzw. Erläuterungsanzeigen 62 a bis 621
gepaart, die die Inhalte der entsprechenden Signale
anzeigen. Beispielsweise ist eine Batterieleistungs
anzeige 61 a mit einer Erläuterungsanzeige 62 a gepaart,
die in einfachem Code oder Sprache anzeigt, ob die
Batteriespannung oberhalb eines vorbestimmten Werts
liegt oder nicht. Eine Anzeige 61 b dient zur Anzeige
der Versorgungsspannung für die Zündvorrichtung,
61 c für die Anzeige eines Treibersignals für ein
Relais zum Ansteuern der Kraftstoffpumpe, 61 d zum
Anzeigen eines EIN/AUS-Signals von einer Auspuffgas
temperatur-Alarmlampe, 61 e zur Anzeige eines Zünd
schaltersignals, 61 f zur Anzeige eines EIN/AUS-Signals
von einem Neutralpositionsschalter des Automatik
getriebes und 6 1 g zur Anzeige eines EIN/AUS-Signals von
einem Parkpositionsschalter des Automatikgetriebes.
Anzeigen 61 h und 61 i zeigen EIN/AUS-Signale von Fahr
zeugdrehzahlsignalschaltern, wobei die Anzeigen 61 h
und 61 i auf dem Drehzahlmesser 40 vorgesehen sind.
Eine Anzeige 61 j dient zur Anzeige eines Klimagerät
schaltersignals. Speziell für die Batterie, die als
Versorgungsquelle für verschiedene Vorrichtungen dient,
ist zusätzlich zu den Anzeigen 61 a und 62 a eine Batterie
spannungsanzeige 63 zur Anzeige der Batteriespannung
vorgesehen.
Benachbart den EIN/AUS-Signalanzeigeblöcken 61 bis 63
auf der Vorderwand sind Anzeigeblöcke 64 bis 66 ange
ordnet, um die Eingabe von Ausgangssignalen aus ver
schiedenen Sensoren anzuzeigen. Der Anzeigeblock 64
zeigt direkt die physikalischen Werte von Parametern
an sich an, wie z. B. durch die entsprechenden Sensoren
detektierte Temperaturen und Drücke, während die
Spannungsanzeige 66 diese detektierten physikalischen
Werte in Termen der Spannung anzeigt. Der Block 64
für die Anzeige der physikalischen Werte umfaßt eine
Anzeige 64 a für ein Ausgangssignal aus einem (in Fig. 1
nicht gezeigten) Sensor für das anfängliche Luft/Kraft
stoffverhältnis, eine Anzeige 64 b des Hauptansaugrohr-
Absolutdrucksignals vom Absolutdrucksensor 19, eine
Anzeige 64 c des Ansauglufttemperatursignals vom Ansaug
lufttemperatursensor 20, eine Anzeige 64 d des Maschinen
wassertemperatursignals vom Maschinenwassertemperatur
sensor 6, eine Anzeige 64 e des Atmosphärendrucksignals
vom Atmosphärendrucksensor 54, eine Anzeige 64 f des
Drosselventilöffnungssignals vom Drosselventilöffnungs
sensor 11, eine Anzeige 64 g für das Sauerstoffkonzentra
tionssignal vom O₂-Sensor 44 und eine Anzeige für das
tatsächliche Zündsynchronisierungs- bzw. -zeitsignal. Der Block
64 für die Anzeige der physikalischen Werte ist mit einem
Wählerschalter 65 versehen, der ein Signal unter Eingangs
signalen auswählt, um bei der Spannungsanzeige 66 die
Spannung des von dem entsprechenden Sensor ausgegebenen
ausgewählten Signals anzuzeigen sowie dessen physikali
schen Wert selbst bei der entsprechenden Anzeige 64 a bis
64 j anzuzeigen. Wenn beispielsweise das Atmosphärendruck
signal ausgewählt ist, kann die Anzeige 64 e "101325 Pa"
(760 mm Hg) anzeigen, während die Anzeige 66 einen dem
Atmosphärendruck entsprechenden Spannungswert anzeigt, z. B.
"2,88 V".
Mit dem Bezugszeichen 67 ist ein Maschinendrehungsanzeige
block 67 bezeichnet. Im Anzeigeblock 67 sind eine TDC-
Signaleingabeanzeige 68 zum Anzeigen der EIN/AUS-Zustände
des vom Maschinenkurbelwinkelpositionssensor 52 eingege
benen TDC-Signals, eine Zylinderunterscheidungssignal
eingabeanzeige 69 zum Anzeigen der EIN/AUS-Zustände eines
vom Zylinderunterscheidungssensor 53 eingegebenen Zylinder
unterscheidungssignals und auch eine Maschinendrehzahl
anzeige 70 zum Anzeigen der Maschinendrehzahl vorgesehen,
die von den beiden obigen Eingangssignalen berechnet wird,
wie später beschrieben wird.
Eine Reglersignaleingabeanzeige 71 dient zum Anzeigen der
EIN/AUS-Zustände eines vom Wechselstromgenerator der
Maschine eingegebenen IC-Reglersignals, und eine Genera
torzustandsanzeige 72 dient zur Anzeige des Generatorzu
stands des Wechselstromgenerators in Termen bzw. Begriffen
des Verhältnisses von Betriebsstrom zu Vollaststrom
(Leistungsfaktor). Die Generatorzustandsanzeige 72 zeigt
den Generatorzustand in Termen der Erregerrate oder des
Tastverhältnisses der Feldwicklung des Wechselstrom
generators; mit anderen Worten, sie zeigt den Lastzu
stand des Wechselstromgenerators an.
Eine Anzeige 73 für die Erregung eines selbsttätigen
Leerlaufsolenoids dient zur Anzeige der EIN/AUS-Zustände
eines Treibersignals für ein selbsttätiges Leerlauf
solenoid (nicht gezeigt). Das selbsttätige Leerlauf
solenoid bildet einen Teil einer Vorrichtung, die die
Leerlaufdrehzahl durch Einstellung der Querschnitts
fläche eines zusätzlichen Luftkanals als Bypass zum
Drosselventil 8 bei Maschinenleerlauf auf einem kon
stanten Wert hält. Eine Anzeige 74 dient zur Anzeige
eines Treiberimpulssignals für das selbsttätige Leerlauf
solenoid in Termen des Verhältnisses Betriebsstrom zu
Vollaststrom.
Eine EGR-Steuersignalanzeige 75 dient zur Anzeige des
EIN/AUS-Zustands eines vom EGR-Steuerventilsolenoid 32 a
(Fig. 1) ausgegebenen Treibersignals, und eine Anzeige
76 dient zur Anzeige eines Impulssignals zur Steuerung
des EGR-Steuerventils 32 in Termen des Tastverhältnisses
oder Leistungsfaktors.
Eine Anzeige 77 für das Automatikgetriebe-Solenoidsignal
dient zur Anzeige der EIN/AUS-Zustände eines Treiber
signals für ein Solenoid (nicht gezeigt) für das Auto
matikgetriebe der Maschine. Eine Anzeige 78 dient zur
Anzeige der EIN/AUS-Zustände eines Treibersignals für
das schnelle Leerlaufsolenoid in der in Fig. 1 gezeigten
Schnelleerlaufvorrichtung 12. Eine Anzeige 79 dient zur
Anzeige der EIN/AUS-Zustände eines Treibersignals für
ein Unterdruck-Steuersolenoid in einer Unterdruck
verstelleinrichtung zur Steuerung der Zündsynchronisierung
bzw. -steuerung, und eine Anzeige 80 dient zur Anzeige
der EIN/AUS-Zustände eines Treibersignals für ein Klima
gerätöffner-Solenoid (nicht gezeigt). Das Automatikge
triebe-Solenoid ist ein Steuerventil für die Zusatzluft
strömungsrate, das zum Öffnen erregt wird, um die Maschine
mit Zusatzluft bei Maschinenleerlaufbetrieb zu versorgen,
wenn das Automatikgetriebe in die Rückwärtsgangposition (R )
oder in die Fahrtposition (D ) geschaltet wird, um hier
durch die Maschinenleerlaufdrehzahl zu stabilisieren. Der
Klimagerätöffner ist ein Steuerventil für die Zusatz
luftströmungsrate, das zum Öffnen erregt wird, um die
Maschine bei Betätigung des Klimageräts mit Zusatzluft
zu versorgen, und hierdurch die Maschinenausgangsleistung
in Abhängigkeit von erhöhter Maschinenlast zu erhöhen.
Ein Anzeigeblock 81 umfaßt vier LEDs 81 a bis 81 d, die
jeweils den vier für die entsprechenden Zylinder vorge
sehenen, in Fig. 1 gezeigten Kraftstoffeinspritzventilen
13 entsprechen und zur Anzeige der Betriebssequenz der
Kraftstoffeinspritzventile 13 dienen. Die Leuchtsequenz der
LEDs 81 a bis 81 d entspricht dem tatsächlichen Arbeitsab
lauf bzw. der Betriebssequenz der Kraftstoffeinspritz
ventile 13. Der Betriebszyklus der Kraftstoffeinspritz
ventile ist so kurz, daß es praktisch unmöglich ist, ihren
Arbeitsablauf durch Beobachtung der LEDs 81 a bis 81 d mit
den Augen zu beobachten, wenn die LEDs im direkten Anspre
chen auf den Arbeits- bzw. Betriebszyklus ein- und
ausgeschaltet werden. Wie später beschrieben wird, ist
daher der Anzeigeblock 81 mit einem Frequenzteiler ver
sehen, der die Frequenz von Treibersignalen für die Kraft
stoffeinspritzventile 13 in einem vorbestimmten Verhält
nis teilt, wodurch die Betriebssequenz der Kraftstoffein
spritzventile durch die Anzeigen mit einer herabgesetzten
Frequenz zu ihrer leichteren visuellen Beobachtung ange
zeigt wird. Ein Block für die Anzeige der Ventilöffnungs
periode 82 zeigt die Ventilöffnungsperioden der Kraftstoff
einspritzventile 13 in Termen von Millisekunden numerisch
an. Der Anzeigeblock 82 umfaßt sechs Anzeigen 82 a bis
82 f (so daß er auch für Sechszylindermaschinen dienen kann),
die den entsprechenden Kraftstoffeinspritzventilen 13
entsprechen. Der Anzeigeblock 82 ist mit Halteeinrichtun
gen versehen, um das Lesen der durch die Anzeigen gezeig
ten Werte zu erleichtern. Ein Tastschalter 83 dient zum
Betätigen der Halteeinrichtung.
Ein weiterer Anzeigeblock 85 umfaßt sechs LEDs 85 a bis
85 f, die jeweils den sechs Anzeigen 82 a bis 82 f ent
sprechen, so daß die Kontrolleinrichtung 60 bei einer
Maschine mit sechs Zylindern ebenso wie einer mit vier
Zylindern verwendet werden kann. Für die Auswahl zwischen
der Vierzylinder-Betriebsart und der Sechszylinder-Be
triebsart ist ein Wählschalter 84 vorgesehen.
Anschlüsse 86 dienen zur Ausgabe von Analogbeträgen ent
sprechender Eingangs- und Ausgangssignale. Die Anschlüsse
86 sind für den Zweck vorgesehen, Datenaufzeichnungsein
richtungen oder dergleichen freizugeben, um die entspre
chenden Zustände der Eingangs- und Ausgangssignale in bezug
auf die Zeit des Auftretens einer Abnormität in den
Maschinenbetriebszuständen etc. aufzuzeichnen, um die
Analyse der Abnormität zu erleichtern.
Der Anzeigeblock 61 für die Eingangs/Ausgangs-EIN/AUS-
Signalanzeige ist außerdem mit Leeranzeigen 61 k und 61 1
versehen, die auch in Abhängigkeit von Spezifikationen
einer verwendeten Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung
verwendet werden können, für die mehr Anzeigen benötigt
werden. Für denselben Zweck besitzt auch der Block 64 für
die physikalische Wertanzeige Leeranzeigen 64 i und 64 j.
Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen und der innere Auf
bau der Kontrolleinrichtung 60 beschrieben. Mit der Ein
gangsseite der Kontrolleinrichtung 60 sind eine Anzahl
von Eingangsleitungen und -Kabelbäumen 5 9 a bis 59 g ver
bunden. Beispielsweise ist die Leitung 59 a eine mit einer
aus einer nicht gezeigten, in einem verwendeten Fahrzeug
angebrachten Batterie ausgebildeten Spannungsversorgung
verbundene Speiseleitung, und die Leitung 59 g ist eine
Erdleitung.
Kabelbäume 59 b und 59 c dienen jeweils für die Zuleitung
entsprechender, von der ECU 10 ausgegebener EIN/AUS-Treiber
signale zu den Kraftstoffeinspritzventilen 13 und Sole
noiden, wie z. B. im Selbstleerlauf-Solenoid. Diese Trei
bersignale werden durch eine Stromverstärkergruppe AMP₁
auf einen benötigten Strompegel verstärkt. Unter diesen
Treibersignalen wird das Treibersignal für das EGR-Steuer
solenoid 32 a von der Stromverstärkergruppe AMP₁ direkt
zur Anzeige 75 ausgegeben. Die Frequenzen der Treiber
signale von der Stromverstärkergruppe AMP₁ zu den Kraft
stoffeinpritzventilen 13 werden durch einen Frequenzteiler
U₁ mit einem Teilungsverhältnis 8 geteilt, so daß ihre
neuen Frequenzen ein Achtel der ursprünglichen Frequenzen
sind. Dann werden die Treibersignale durch den Betriebs
sequenzanzeigeblock 81 als die Signale für die Betriebsse
quenz der Kraftstoffeinspritzventile 13 angezeigt.
Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm, das die Funktion des Fre
quenzteilers U₁ zeigt. In Reaktion auf die Eingabe se
quentieller Treibersignale für Kraftstoffeinspritzventile
(in Fig. 4 bei (a) gezeigt) gibt der Frequenzteiler U₁
Betriebssequenz- bzw. Arbeitsablaufsignale aus (in Fig. 4
bei (b) gezeigt), um die Betriebssequenz beim Anzeige
block 81 (81 a bis 81 d) anzuzeigen. Wenn die den
entsprechenden vier Zylindern der Maschine entsprechenden
Kraftstoffeinspritzventile #1, #3, #4 und #2 jeweils
einmal in dieser Reihenfolge während der Zeitspanne A ge
öffnet werden, wird die LED 81 a eingeschaltet und im
EIN-Zustand während der Zeitspanne A gehalten, wie aus
Fig. 4 ersichtlich ist. Wenn die vier Kraftstoffeinspritz
ventile während der nächsten Zeitspanne B jeweils einmal
geöffnet werden, wird keine der LEDs 81 eingeschaltet. Auf
diese Weise wird die LED 81 b während der Zeitspanne C
eingeschaltet, und während der Zeitspanne D wird keine
eingeschaltet. Während der Zeitspanne E wird dann die
LED 81 c eingeschaltet. Daher werden die vier LEDs jedes
mal viermal insgesamt eingeschaltet, wenn die vier Kraft
stoffeinspritzventile 13 insgesamt 32mal geöffnet werden.
Es wird nun wieder auf Fig. 3 Bezug genommen. Die Ventil
öffnungsperiodensignale für die Kraftstoffeinspritzven
tile 13 aus der Stromverstärkergruppe AMP₁ werden durch
einen Zähler U₂ gezählt, und die Zählwerte werden durch
den Anzeigeblock 82 für die Ventilöffnungsperiode ange
zeigt. Wie früher beschrieben wurde, ist ein Signal
haltekreis (die Halteeinrichtung) U₃ vorgesehen, um das
Lesen der durch den Anzeigeblock 82 angezeigten Ventil
öffnungsperioden zu erleichtern. Der Block 82 für die
Anzeige der Ventilöffnungsperiode zeigt Zählwerte an, die
nacheinander vom Zähler U₂ zugeführt werden. Wenn der
Tastschalter 83 in Fig. 2 gedrückt ist, wird der Signal
haltekreis U₃ betätigt um zu bewirken, daß der Anzeige
block 82 fortlaufend einen Zählwert anzeigt, der zu der
Zeit zugeführt wurde, in der der Tastschalter 83 gedrückt
ist. Wenn der Tastschalter 83 freigegeben wird, wird die
Haltebetriebsart aufgehoben bzw. rückgängig gemacht um zu
bewirken, daß der Anzeigeblock 82 beginnt, spätere Zähl
werte wieder einen nach dem anderen anzuzeigen, wie sie
zugeführt werden.
Das EIN-Zeitverhältnis oder der Leistungsfaktor
des Impulssignals für die EGR-Steuerung aus der
Stromverstärkergruppe AMP₁ wird durch eine Berechnungs
schaltung U₄ berechnet, und das von der Berechnungs
schaltung U₄ ausgegebene Impulssignal wird durch die An
zeige 76 in Termen des Leistungsfaktors angezeigt. Das
EIN-Zeitverhältnis des Treibersignals für das selbsttätige
Leerlaufsolenoid wird außerdem in einer (nicht gezeigten)
Berechnungsschaltung berechnet, und das Ergebnis wird
in Termen eines Leistungsfaktors durch die Anzeige 74 an
gezeigt. Des weiteren wird der Leistungsfaktor des Impuls
signals für die EGR-Steuerung durch eine Pegelverschiebe
einrichtung U₅ auf einen benötigten Spannungspegel umge
wandelt und wird zu einem der Analogwertausgabeanschlüsse
86 übergeben.
Ein Kabelbaum 59 d dient für die Zuführung von Impulssigna
len zur ECU 10, die das TDC-Signal, das Zylinderunter
scheidungssignal und das Kurbelwinkelpositionssignal an
zeigen. Die Impulswellenformen dieser Signale werden durch
eine Wellenformergruppe U₆ geformt, von der das geformte
TDC-Signal und Zylinderunterscheidungssignal zu den ent
sprechenden Anzeigen 68, 69 übergeben werden. Das TDC-
Signal und das Zylinderunterscheidungssignal werden wei
ter einer Impulsintervall/Umdrehungs-Berechnungsschaltung
U₇ zugeführt, die aus dem TDC-Signal und dem Zylinder
unterscheidungssignal die Maschinendrehzahl berechnet, um
das Ergebnis auf der Anzeige 70 für die Maschinendrehzahl
anzuzeigen. Das Maschinendrehzahlsignal aus der Schaltung
U₇ wird auch einer Schaltung U₈ zur Umwandlung der Dreh
zahl/Spannung zugeführt, das die Drehzahl in einen Analog
wert umwandelt, um letzteren einem der Analogwertausgabean
schlüsse 86 zuzuführen. Andererseits wird das Kurbel
winkelpositionssignal aus der Wellenformergruppe U₆ einer
Zündsynchronisierung-Berechnungsschaltung U₉ zugeführt, die die
Zündsynchronisierung basierend auf dem Kurbelwinkel
positionssignal und dem Zündsynchronisierungssignal be
rechnet, wobei das letztere von einer Zündsynchronisie
rungs-Steuervorrichtung (nicht gezeigt) zugeführt wird, um
das Ergebnis auf der Anzeige 88 für die Zündsynchroni
sierung anzuzeigen. Des weiteren wird die berechnete Zünd
synchronisierung bzw. Zündzeit durch eine Umwandlungs
schaltung U₁₀ für die Zündsynchronisierung/Spannung in
einen Analogwert umgewandelt und dann einem der Analog
wertausgabeanschlüsse 86 zugeführt.
Ein Kabelbaum 59 e dient für die Zuführung eines IC-Regler
signals vom Wechselstromgenerator. Das IC-Reglersignal
wird durch einen Stromverstärker AMP₂ auf einen benötig
ten Strompegel verstärkt und das verstärkte Signal wird
der EIN/AUS-Anzeige 71 direkt zugeführt, während es gleich
zeitig über eine EIN-Zeitverhältnis-Berechnungsschaltung
U₁₁ zur Leistungsfaktoranzeige 72 zugeführt wird, um in
Termen eines Leistungsfaktors angezeigt zu werden. Der
selbe Leistungsfaktor wird durch eine Schaltung U₁₂ zur
Umwandlung Leistungsfaktor/Spannung in einen entsprechen
den Spannungswert umgewandelt und einem der Analogwert
ausgabeanschlüsse 86 zugeführt.
Ein Kabelbaum 59 f dient für die Zufuhr von Signalen zur
ECU 10, die physikalische Größen, wie z. B. den Ansaug
rohr-Absolutdruck und die Maschinenwassertemperatur
anzeigen. Auf dieselbe Weise wie oben beschrieben werden
die Stromwerte dieser Signale durch eine Stromverstärker
gruppe AMP₃ auf einen erforderlichen Strompegel ver
stärkt und von der Stromverstärkergruppe AMP₃ über den
Wählschalter 65 zur Spannungswertanzeige 66 abgegeben.
Diese Signale werden auch von der Stromverstärkergruppe
AMP₃ über eine Schaltung U₁₃ zur Umwandlung Spannung/physi
kalischer Wert dem Block 64 für die Anzeige der physi
kalischen Werte zugeführt. Obwohl in Fig. 2 die Be
rechnungsschaltungen U₄, U₇, U₉, U₁₃ etc. in der Form
diskreter Blöcke dargestellt sind, damit die Funktion
der Kontrolleinrichtung 60 besser verstanden werden kann,
können diese Schaltungen durch einen einzigen Mikro
rechner ersetzt werden.
Es wird nun die Funktionsweise der Kontrolleinrichtung
60 beschrieben.
Wenn die Maschine 1 angelassen bzw. gestartet wird und das
elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzsystem be
ginnt, das Luft/Kraftstoffverhältnis zu steuern, werden
die der ECU 10 einzugebenden Eingangssignale, wie z. B.
das Signal für den Ansaugrohr-Absolutdruck, das Signal
für die Maschinenwassertemperatur, das Sauerstoffkonzen
trationssignal, das TDC-Signal und das Zylinderunterschei
dungssignal, und die von der ECU in Reaktion auf die
oben erwähnten Eingangssignale auszugebenden Ausgangs
signale, wie z. B. das Ventilöffnungsperiodensignal für
die Kraftstoffeinspritzventile 13 und die Treibersignale
für verschiedene Solenoide, gleichzeitig durch die ent
sprechenden LED-Anzeigen auf der Vorderwand der Kontroll
einrichtung 60 in vorbestimmten Betriebsweisen angezeigt,
z. B. in Termen EIN/AUS, Leistungsfaktor und physikalischem
Wert. Die Inhalte von Signalen, die für den Betrieb der
Maschine wichtig sind, wie z. B. der der Batteriespannung,
werden ebenfalls angezeigt. Während des Normalbetriebs
der Maschine wird daher die Bedienungsperson von den An
zeigen her informiert, daß sich die Maschine in einem
Normalbetriebszustand befindet.
Wenn irgendeine Abnormität in den Maschinenbetriebszu
ständen auftritt, wird die Stelle der Abnormität leicht
aus den Inhalten der angezeigten Eingangs- und Ausgangs
signale detektiert bzw. festgestellt. Insbesondere da
die Treibersignale für die entsprechenden Kraftstoff
einspritzventile 1 3 als Betriebssequenzsignale angezeigt
werden, nachdem ihre Frequenzen durch den Frequenzteiler
U₁ mit einem vorbestimmten Verhältnis geteilt worden
sind, kann der Arbeitsablauf, d. h. ihre Betriebssequenz
leicht überwacht werden. Es ist auch möglich, die Ven
tilöffnungsperiode für jedes Kraftstoffeinspritzventil
13 absolut auszulesen, indem der Tastschalter 83 gedrückt
wird, um die Anzeige des Zählwerts zu erhalten, der zu
der Zeit zugeführt wurde, während der der Tastschalter
83 eine gewünschte Zeitdauer lang gedrückt wird. Wenn die
Stelle der Abnormität nicht dadurch beurteilt werden
kann, daß lediglich die Inhalte der Anzeigen mit dem
Auge beobachtet werden, wird es möglich, den Grund für
und die Stelle einer Abnormität zu analysieren, indem
die Analogwerte der beteiligten Eingangs- und/oder Aus
gangssignale durch Analogwertausgangsanschlüsse 86 in
einer Datenaufzeichnungseinrichtung oder dergleichen
aufgezeichnet werden und dann miteinander verglichen
werden.
Um die Funktion der ECU 10 selbst zu kontrollieren werden
die Verbindungskabelbäume bei den Kupplungen 58 a bis 58 c
vom Fahrzeug entfernt, und ein (nicht gezeigter) Muster
signalgenerator wird mit der ECU 10 verbunden, um der
ECU 10 Mustersignale mit normalen Musterwerten des Sig
nals für den Ansaugrohr-Absolutdruck, des Signals für
die Maschinenwassertemperatur, des Sauerstoffkonzentra
tionssignals, des TDC-Signals etc. zuzuführen, und dann
werden die Werte des Signals für die Ventilöffnungs
periode und anderer von der ECU 10 in Reaktion auf die
eingegebenen Signale ausgegebener Signale untersucht. Wenn
die ECU 10 und die verschiedenen Sensoren normal arbeiten,
sollten die Ausgangswerte von der ECU 10 entsprechende
richtige vorbestimmte Werte anzeigen, vorausgesetzt, daß
die Eingangssignale solche Werte besitzen, die bestimmte
Bedingungen erfüllen, und daher kann durch Lesen dieser
durch die Anzeigen auf der Kontrolleinrichtung 60 ange
zeigten Werte beurteilt werden, ob die ECU 10 und andere
Elemente normal arbeiten oder nicht.
Auf diese Weise ermöglicht die Kontrolleinrichtung 60
eine rasche, einfache und genaue Kontrolle und Über
prüfung des Betriebs der Sensoren sowie der ECU 10
selbst.
Die Erfindung bezieht sich, zusammengefaßt, auf eine
Kontrolleinrichtung zur Kontrolle einer Anzahl von Ein
gangssignalen, einschließlich Signalen, die Betriebspara
meter einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern
darstellen, wobei die Eingangssignale einer elektronischen
Steuer- und Regeleinheit zur elektronischen Steuerung
des Betriebs der Maschine zugeführt werden, und einer
Anzahl von Ausgangssignalen, die von der elektronischen
Steuer- und Regeleinheit in Reaktion auf die Eingangs
signale ausgegeben werden. Die Kontrolleinrichtung be
sitzt Anzeigen, die die entsprechenden Eingangssignale
und Ausgangssignale in entsprechenden Betriebsarten
anzeigen. Eine Anzeigehalteschaltung ist mit einer An
zeige verbunden, um ein empfangenes Signal fortlaufend
über einen gewünschten Zeitraum in der Anzeige zu
haben. Eine Frequenzteilerschaltung ist mit einer
Arbeitsablauf- bzw. Betriebssequenzanzeige zur Anzeige
der Betriebssequenz von Kraftstoffeinspritzventilen
verbunden und teilt die Frequenz des die Betriebsse
quenz darstellenden Signals in einem vorbestimmten Ver
hältnis und gibt dann das frequenzgeteilte Signal an
die Betriebssequenzanzeige weiter.
Claims (3)
1. Kontrolleinrichtung für eine elektronische Steuer-
und Regeleinrichtung, die den Betrieb einer Brenn
kraftmaschine mit einer Anzahl von Zylindern und
ebenso vielen für die Zylinder vorgesehenen Kraft
stoffeinspritzventilen elektronisch steuert, wobei
die Kontrolleinrichtung dazu geeignet ist, Eingangs-
und Ausgangssignale, die der elektronischen Steuer-
und Regeleinrichtung zugeführt werden, und den
Betriebsparametern der Brennkraftmaschine entsprechen,
mittels Anzeigeeinrichtungen kontrollieren zu
können, und die Ausgangssignale numerische Größen von
Ventilöffnungsperioden der Kraftstoffeinspritzventile
darstellen und binäre Signale enthalten, die den
Betrieb und Nicht-Betrieb der Kraftstoffeinspritzventile
darstellen, gekennzeichnet durch Anzeigehalteein
richtungen, die im Haltezustand fortwährend die zuvor
empfangenen numerischen Größen anzeigen, und im Nichthaltezustand
einen ständigen Wechsel der Anzeigen erlauben, und
eine Frequenzteilereinrichtung (U₁), die mit einer
Betriebssequenzanzeige (81) verbunden ist, um die
Frequenz der binären Signale in einem vorbestimmten
Verhältnis zu teilen und die frequenzgeteilten
Signale an die Betriebssequenzanzeige zu übergeben.
2. Kontrolleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das die Betriebssequenz
der Kraftstoffeinspritzventile (13) darstellende Signal
Treibersignale für die Kraftstoffeinspritzventile umfaßt.
3. Kontrolleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch eine Anzahl von An
schlüssen zur Ausgabe entsprechender Analogwerte von
zumindest einem Teil der Eingangssignale und der Ausgangs
signale.
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