JP2005240613A - エンジンの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】エンジン再始動時に吸気行程から始めることでエンジン始動性を向上させること。
【解決手段】エンジン1の制御装置は、アクセルペダル13により運転が操作されると共に、吸気行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程からなる一連のエンジン行程に対応してインジェクタ14による燃料噴射と、点火プラグ21及び点火コイル22による点火とを制御する。エンジン1を停止するためにアクセルペダル3の操作が解除されたとき、コントローラ40は、各種センサ等30〜34により検出される運転状態に基づき、停止前に実行すべき燃料噴射及び点火の回数を算出し、算出された回数だけインジェクタ14及び点火プラグ21等を制御する。コントローラ40は、エンジン回転速度が所定の設定値まで落ちたときのエンジン温度に基づき上記した燃料噴射及び点火の回数を算出する。
【選択図】 図1
【解決手段】エンジン1の制御装置は、アクセルペダル13により運転が操作されると共に、吸気行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程からなる一連のエンジン行程に対応してインジェクタ14による燃料噴射と、点火プラグ21及び点火コイル22による点火とを制御する。エンジン1を停止するためにアクセルペダル3の操作が解除されたとき、コントローラ40は、各種センサ等30〜34により検出される運転状態に基づき、停止前に実行すべき燃料噴射及び点火の回数を算出し、算出された回数だけインジェクタ14及び点火プラグ21等を制御する。コントローラ40は、エンジン回転速度が所定の設定値まで落ちたときのエンジン温度に基づき上記した燃料噴射及び点火の回数を算出する。
【選択図】 図1
Description
この発明は、ゴルフカート等の軽車両に搭載されるエンジンに係り、詳しくは、そのエンジンにおける燃料噴射及び点火を制御する制御装置に関する。
従来、ゴルフカート等の軽車両に搭載されるエンジンの制御装置として、例えば、下記の特許文献1に記載された装置がある。この装置は、電動式の始動補助機(スタータ)により始動が補助され、運転操作手段(アクセルペダル)により運転が操作されるエンジンに設けられる。この装置は、エンジンへ燃料を供給するために燃料噴射手段(インジェクタ)から噴射される燃料と、点火プラグによる点火動作とをエンジンの運転状態に基づいて制御するものである。この装置は、エンジンを始動させるためにアクセルペダルが操作されたときに、スタータを起動させ、それと同時にインジェクタによる燃料噴射を制御すると共に、点火プラグにより点火を制御するようになっている。始動後は、吸気行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程からなる一連のエンジン行程に対応してインジェクタによる燃料噴射と点火プラグによる点火を順次制御するようになっている。
ところが、上記した特許文献1に記載の装置では、アクセルペダルの操作を解除することにより、燃料噴射と点火が停止してエンジンが停止することになる。このため、停止したときのエンジン行程は、成り行きであり、所定の行程には定まっていない。このため、停止時にエンジン行程が吸気行程となったときは、エンジンの再始動時に吸気行程から始まるので、クランクシャフトを1回転させる間にエンジンを始動させることができる。しかし、吸気行程以外の行程でエンジンが停止したときは、クランクシャフトを1回転以上回させないとエンジンを始動させることができず、始動遅れとなった。
上記のような始動遅れは、例えば、アクセルペダルを踏み込むことによりパーキングブレーキが解除されるゴルフカートで問題となる。すなわち、ゴルフカートが坂道で停止した状態から、エンジンを再始動させるために、アクセルペダルが踏み込まれると、パーキングブレーキが解除される。このとき、エンジンの始動が遅れると、その分だけゴルフカートが自重で動くおそれがあった。
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、エンジン再始動時に吸気行程から始めることでエンジンの始動性を向上させることを可能としたエンジンの制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、運転操作手段により運転が操作されると共に、吸気行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程からなる一連のエンジン行程に対応して燃料噴射手段による燃料噴射と点火手段による点火とを制御するエンジンの制御装置において、エンジンの運転状態を検出するための運転状態検出手段と、エンジンを停止するために運転操作手段の操作が解除されたとき、検出される運転状態に基づき停止前に実行すべき燃料噴射及び点火の回数を算出し、算出された回数だけ燃料噴射手段及び点火手段を制御する停止前制御手段とを備えたことを趣旨とする。
上記発明の構成によれば、エンジンは、運転者により運転操作手段が操作されることにより運転される。このエンジンは、吸気行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程からなる一連のエンジン行程に対応して燃料噴射手段による燃料噴射と点火手段による点火とが制御される。ここで、エンジンを停止するために運転操作手段の操作が解除されたとき、停止前制御手段は、運転状態検出手段により検出される前記エンジンの運転状態に基づき、停止前に実行すべき燃料噴射及び点火の回数を算出し、その算出された回数だけ燃料噴射手段及び点火手段を制御する。従って、上記算出された回数における最後の燃料噴射及び点火が実行されることにより、最後の圧縮行程、爆発行程及び排気行程を経て吸気行程においてエンジンが停止することになる。
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、運転操作手段の操作を検出するための運転操作検出手段を備え、停止前制御手段は、運転操作検出手段により運転操作手段の操作解除が検出されたとき、エンジン回転速度が所定の設定値まで落ちたときのエンジン温度を運転状態検出手段により検出し、その検出されたエンジン温度に基づき停止前に実行すべき燃料噴射及び点火の回数を算出することを趣旨とする。
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、エンジンフリクションを反映したエンジン温度に応じて停止前の燃料噴射及び点火の回数が算出されるので、エンジンの停止しやすさに応じて燃料噴射及び点火の回数が決まることになり、燃料噴射及び点火を無駄に実行することがない。
請求項1に記載の発明によれば、エンジン再始動時に吸気行程から始めることができ、これによりエンジンの始動性を向上させることができる。
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、燃料と電力の無駄な消費を抑えることができる。
以下、本発明のエンジンの制御装置を具体化した一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1に、軽車両の一つであるゴルフカートに搭載されたエンジンシステムを概略構成図に示す。エンジン1は周知の構造を有する単気筒レシプロエンジンである。エンジン1は、吸気通路2を通じて供給される燃料及び空気、すなわち可燃混合気を、燃焼室3で爆発・燃焼させ、その燃焼後の排気ガスを排気通路4を通じて排出させることにより、ピストン5を駆動させ、クランクシャフト6を回転させて動力を得る。クランクシャフト6の回転に伴い、このエンジン1は、吸気行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程からなる周知の一連のエンジン行程を経て動作する。
クランクシャフト6には、スタータ7が駆動連結される。スタータ7は、エンジン1の始動を補助するために駆動制御される。スタータ7に付随して設けられたスタータリレー8は、スタータ7への給電を制御するためにオン・オフされる。スタータ7は、エンジン1の始動が完了した後は、エンジン1の動力を受けて駆動されることにより、発電機として機能する。スタータ7で発生した電力は、電源線9を通じてバッテリ10に充電される。
吸気通路2に設けられたエアクリーナ11は、同通路2に取り込まれる空気を清浄化する。吸気通路2に設けられたスロットルバルブ12は、同通路2を流れて燃焼室3に吸入される空気量(吸気量)を調節するために開閉される。このスロットルバルブ12に対して設けられたスロットルセンサ30は、スロットルバルブ12の開度(スロットル開度)TAを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。
スロットルバルブ12は、運転席に設けられたアクセルペダル13の操作(踏み込み)に連動して作動する。アクセルペダル13は、周知のように、エンジン1の加速、減速等を含む運転を操作するためのものであり、本発明の運転操作手段を構成する。アクセルペダル13は、その踏み込みを解除することにより、無操作状態である元位置に復帰する。アクセルペダル13に付随して設けられたアクセルスイッチ31は、アクセルペダル12が踏み込み操作されたときにそのことを検出し、その検出信号を出力する。アクセルスイッチ31は、スタータリレー8をオン・オフするために、スタータリレー8に接続される。
燃焼室3に通じる吸気ポートに設けられたインジェクタ14は、燃料タンク15から燃料ポンプ16及び燃料パイプ17等を介して供給される燃料を吸気ポートへ噴射供給する。インジェクタ14、燃料タンク15、燃料ポンプ16及び燃料パイプ17等は燃料供給装置を構成する。インジェクタ14は、本発明の燃料噴射手段に相当する。電動式の燃料ポンプ16は、燃料タンク15に内蔵され、同タンク15に貯溜された燃料を汲み上げ、燃料パイプ17へ吐出してエンジン1のインジェクタ14へ圧送するためのものである。燃料ポンプ16に付随して設けられた燃料フィルタ18は燃料を濾過する。同じく燃料ポンプ16に付随して設けられたプレッシャーレギュレータ19は、インジェクタ14へ圧送される燃料の圧力を一定に調整する。燃料ポンプ16に付随して設けられたポンプリレー20は、燃料ポンプ16への給電を制御するためにオン・オフされる。
ここで、ポンプリレー20がオンされて燃料ポンプ16が作動することにより、燃料タンク15の中の燃料が、燃料フィルタ18、燃料ポンプ16及び燃料パイプ17等を通じてインジェクタ14へ圧送される。昇圧してインジェクタ14に供給された燃料は、同インジェクタ14の作動に伴い吸気ポートへ噴射され、吸気通路2を流れる空気と共に可燃混合気を形成して燃焼室3に取り込まれる。
燃焼室3に対応してエンジン1に設けられた点火プラグ21は、点火コイル22から出力される高電圧を受けて作動する。点火コイル22は、クランクシャフト6の回転角の変化に応じて点火プラグ21へ点火のための高電圧を出力する。点火プラグ21の作動時期、(点火時期)は、点火コイル22から出力される高電圧の出力タイミングにより決定される。つまり、点火コイル22を制御することで、点火プラグ21の作動が制御される。点火プラグ22及び点火コイル23は、本発明の点火手段を構成する。
クランクシャフト6にはフライホイール23が設けられる。フライホイール23の外周に対向配置された電磁ピックアップよりなるクランク角センサ32は、クランクシャフト6の回転速度(エンジン回転速度)NEを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。フライホイール23の外周には、複数の突起23aが設けられる。クランクシャフト6の回転に伴いフライホイール23が回転して、クランク角センサ32が各突起23aの通過を検出するごとに、同センサ32から一つのパルス信号が出力される。この実施形態では、クランクシャフト6が1回転するごとに、クランク角センサ32から複数のパルス信号が連続的に出力される。
エンジン1に設けられた温度センサ33は、エンジンブロックの温度(エンジン温度)THEを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。このエンジン温度THEは、エンジン1の暖機状態を反映する。吸気通路2に設けられた吸気圧センサ34は、吸気通路2における圧力(吸気圧)PMを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。
この実施形態において、上記したスロットルセンサ30、アクセルスイッチ31、クランク角センサ32、温度センサ33及び吸気圧センサ34は、エンジン1の運転状態を検出するための本発明の運転状態検出手段を構成する。この実施形態で、アクセルスイッチ31は、アクセルペダル13の操作を検出するための本発明の運転操作検出手段に相当する。
ゴルフカートに搭載されたバッテリ10は、上記した各電気機器及び後述するコントローラ40のための電源を構成する。バッテリ10に付随して設けられた電源キースイッチ35は、コントローラ40に電源を投入するために操作される。バッテリ10は、電源キースイッチ35及び電源線9を介してスタータリレー8に接続される。バッテリ10は、電源キースイッチ35及び給電線24を介してポンプリレー20に接続される。給電線24の途中には、抵抗25が設けられる。バッテリ10は、給電線26を介してコントローラ40に接続される。
この実施形態で、コントローラ40は、前述したスロットルセンサ30、アクセルスイッチ31、クランク角センサ32、温度センサ33及び吸気圧センサ34から出力される各種信号を入力する。また、コントローラ40は、電源キースイッチ35がオンされていることを、電源の投入を受けて検知するようになっている。コントローラ40は、これら入力信号に基づき、燃料噴射制御、点火制御及び燃料ポンプ制御等を実行するために、スタータリレー8、インジェクタ14、ポンプリレー20及び点火コイル22等をそれぞれ制御する。この実施形態で、コントローラ40は、本発明における停止前制御手段に相当する。
コントローラ40は、周知の構成、すなわち中央処理装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、バックアップRAM、外部入力回路及び外部出力回路等を備える。コントローラ40は、CPU、ROM、RAM及びバックアップRAMと、外部入力回路及び外部出力回路等とをバスにより接続してなる論理演算回路を構成する。ROMは、上記各種制御に関する所定の制御プログラムを予め記憶している。RAMは、CPUの演算結果を一時記憶する。バックアップRAMは、予め記憶したデータを保存する。CPUは、入力回路を介して入力される各種センサ等30〜36の検出値に基づき、所定の制御プログラムに従って前述した各種制御等を実行する。
ここで、燃料噴射制御とは、エンジン1の運転状態に応じてインジェクタ14から噴射される燃料量(燃料噴射量)及びその噴射タイミングを制御することである。点火制御とは、クランクシャフト6の回転に応じて点火コイル22を制御することにより、点火プラグ21による点火動作を制御することである。
この実施形態では、アクセルスイッチ31によりアクセルペダル13の踏み込みが検出されるのを待って燃料噴射制御及び点火時期制御がそれぞれ開始される。従って、電源キースイッチ35によりコントローラ40に電源が投入されても、アクセルペダル13が踏み込まれない限り、エンジン1が始動することはない。従って、このエンジン1の運転には、アイドリング状態は存在しない。
燃料ポンプ制御とは、アクセルスイッチ31、電源キースイッチ35及びシートスイッチ36からの検出信号に基づいてポンプリレー20を制御することにより、燃料ポンプ16を制御することである。
次に、コントローラ40が実行する各種制御のうち、エンジン1の停止前制御を含む処理内容について詳しく説明する。図2にその処理内容をフローチャートに示す。コントローラ40は、このルーチンを所定期間ごとに周期的に実行する。
先ずステップ100で、コントローラ40は、電源キースイッチ35がオンされたか否かを判断する。すなわち、コントローラ40に電源を投入する操作が行われたか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、コントローラ40は、その後の処理を一旦終了する。この判断結果が肯定である場合、コントローラ40は、処理をステップ110へ移行する。
ステップ110で、コントローラ40は、アクセルペダル13が踏み込まれてアクセルスイッチ31がオンされたか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、エンジン1の運転が要求されているものとして、コントローラ40は、処理をステップ120へ移行する。
ステップ120で、コントローラ40は、インジェクタ14からの燃料噴射を実行するために燃料噴射制御を実行する。続き、ステップ130で、コントローラ40は、点火プラグ21による点火を実行するために点火制御を実行した後、処理をステップ110へ戻す。これらステップ120,130の処理は、エンジン1の通常制御である。
一方、ステップ110の判断結果が否定である場合、エンジン1の運転が要求されていないものとして、コントローラ40は、処理をステップ140へ移行する。ステップ140で、コントローラ40は、回転速度センサ32により検出されるエンジン回転速度NEが所定の設定値Xne未満であるか否かを判断する。この設定値Xneは、エンジン1の停止前制御に係る基準値であり、例えば「1000rpm」を当てはめることができる。この判断結果が肯定である場合、エンジン1を停止させるために、ステップ150へ移行する。
そして、ステップ150で、コントローラ40は、インジェクタ14からの燃料噴射を停止する。続き、ステップ160で、コントローラ40は、点火プラグ21による点火を停止した後、処理をステップ110へ戻す。これにより、エンジン1が停止する。
一方、ステップ140の判断結果が否定である場合、コントローラ40は処理をステップ170へ移行する。ステップ170で、コントローラ40は、エンジン回転速度NEが所定の設定値Xneまで落ちたときのエンジン温度THEから、停止前に実行すべき燃料噴射及び点火の回数を算出する。この実施形態で、コントローラ40は、エンジン回転速度NEが所定の設定値Xneまで落ちたときのエンジン温度THEを温度センサ33により検出し、その検出されたエンジン温度THEに基づき停止前に実行すべき燃料噴射及び点火の回数を算出する。この実施形態で、コントローラ40は、所定のマップデータを参照することにより、この停止前の回数を算出する。このマップデータは、エンジン温度THEに対する回数の関係が予め実験的に定められたもである。
そして、ステップ180で、コントローラ40は、算出された回数の分だけ燃料噴射及び点火を実行するために、インジェクタ14及び点火プラグ21(点火コイル22)を制御した後、その後の処理を一旦終了する。
以上説明したこの実施形態におけるエンジンの制御装置によれば、エンジン1は、運転者によりアクセルペダル13が踏み込み操作されることにより運転される。また、このエンジン1は、吸気行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程からなる一連のエンジン行程に対応してインジェクタ14による燃料噴射と、点火プラグ21及び点火コイル22による点火とが制御される。
ここで、エンジン1を停止するためにアクセルペダル13の操作が解除されたとき、コントローラ40は、各種センサ等30〜34により検出されるエンジン運転状態に基づき、停止前に実行すべき燃料噴射及び点火の回数を算出する。また、コントローラ40は、算出された回数だけインジェクタ14と、点火プラグ21及び点火コイル22とを制御する。従って、上記算出された回数における最後の燃料噴射及び点火が実行されることにより、最後の圧縮行程、爆発行程及び排気行程を経て吸気行程においてエンジン1が停止することになる。このため、エンジン1の再始動を吸気行程から始めることができ、最初の1回転からエンジン1を立ち上げることができ、エンジン1に始動遅れがなく始動が安定するので、エンジン1の始動性を向上させることができる。
ここで、図3(a)〜(h)に、エンジン1の停止時及び再始動時における各種パラメータの挙動をタイムチャートに示す。図3(d)において、本実施形態の挙動を実線で、従来例の挙動を破線で示す。このタイムチャートにおいて、時刻t1で、アクセルスイッチ31がオフされると、コントローラ40は、停止前制御に入る。そして、停止前制御において、コントローラ40は、時刻t2で、エンジン回転速度NEが設定値Xneまで落ちたときのエンジン温度THEに基づき停止前に実行すべき燃料噴射及び点火の回数を算出する。その後、時刻t3までの間に、コントローラ40は、算出された回数の燃料噴射及び点火を実行する。そして、時刻t3で、コントローラ40は、最後の点火を実行すると、その後の燃料噴射及び点火を停止する。これにより、図3(d)に示すように、時刻t3〜t4で、従来例とは異なり、最後の圧縮行程、爆発行程及び排気行程を経て吸気行程においてエンジン1が停止する停止制御が行われる。従って、時刻t5で、エンジン1を再始動するためにアクセルスイッチ31がオンされると、図3(d)に示すように、従来例とは異なり、エンジン1が吸気行程から始動し、エンジン回転速度NEが速やかに立ち上がることになる。このようにエンジン1の始動性が向上する。
この実施形態のゴルフカートでは、エンジン1の始動性が向上するので、ゴルフカートが坂道で停止した状態から再始動のためにアクセルペダル13が踏み込まれることにより、エンジン1が速やかに始動してカートが速やかに発進することになる。このため、始動遅れによりゴルフカートが自重で不意に動くことを防止することができ、ゴルフカートのドライバビリティを向上させることができ、運転者に安心感を与えることができる。
この実施形態では、エンジンフリクションを反映したエンジン温度THEに応じて停止前の燃料噴射及び点火の回数が算出されるので、エンジン1の停止しやすさに応じて燃料噴射及び点火の回数が決まることになり、燃料噴射及び点火を無駄に実行することがない。このため、燃料と電力の無駄な消費を抑えることができる。
この実施形態では、バッテリ10からポンプリレー20につながる給電線24に抵抗25が設けられるので、燃料ポンプ16に対する給電を低電流化することができる。これにより、バッテリ10の消耗を抑えることができる。
尚、この発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。
(1)前記実施形態では、運転操作手段としてアクセルペダル13を設けたが、アクセルペダル13の代わりに、手で操作するアクセルレバー等の別の操作部材を設けてもよい。
(2)前記実施形態では、運転操作検出手段としてアクセルスイッチ31を使用したが、アクセルペダル13の操作に連動して開閉するスロットルバルブ12のスロットル開度TAを検出するスロットルセンサ30を運転操作検出手段として使用することもできる。
1 エンジン
13 アクセルペダル(運転操作手段)
14 インジェクタ(燃料噴射手段)
21 点火プラグ
22 点火コイル(21,22は点火手段を構成する。)
30 スロットルセンサ
31 アクセルスイッチ(運転操作検出手段)
32 回転速度センサ
33 温度センサ
34 吸気圧センサ(30〜34は運転状態検出手段を構成する。)
40 コントローラ(停止前制御手段)
13 アクセルペダル(運転操作手段)
14 インジェクタ(燃料噴射手段)
21 点火プラグ
22 点火コイル(21,22は点火手段を構成する。)
30 スロットルセンサ
31 アクセルスイッチ(運転操作検出手段)
32 回転速度センサ
33 温度センサ
34 吸気圧センサ(30〜34は運転状態検出手段を構成する。)
40 コントローラ(停止前制御手段)
Claims (2)
- 運転操作手段により運転が操作されると共に、吸気行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程からなる一連のエンジン行程に対応して燃料噴射手段による燃料噴射と点火手段による点火とを制御するエンジンの制御装置において、
前記エンジンの運転状態を検出するための運転状態検出手段と、
前記エンジンを停止するために前記運転操作手段の操作が解除されたとき、前記検出される運転状態に基づき停止前に実行すべき燃料噴射及び点火の回数を算出し、算出された回数だけ前記燃料噴射手段及び前記点火手段を制御する停止前制御手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。 - 前記運転操作手段の操作を検出するための運転操作検出手段を備え、前記停止前制御手段は、前記運転操作検出手段により前記運転操作手段の操作解除が検出されたとき、エンジン回転速度が所定の設定値まで落ちたときのエンジン温度を前記運転状態検出手段により検出し、その検出されたエンジン温度に基づき前記停止前に実行すべき燃料噴射及び点火の回数を算出することを特徴とする請求項1に記載のエンジンの制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004049325A JP2005240613A (ja) | 2004-02-25 | 2004-02-25 | エンジンの制御装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004049325A JP2005240613A (ja) | 2004-02-25 | 2004-02-25 | エンジンの制御装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007321683A (ja) * | 2006-06-01 | 2007-12-13 | Yamaha Motor Electronics Co Ltd | エンジン制御装置 |
JP2008115833A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-22 | Nikki Co Ltd | 点火停止装置 |
-
2004
- 2004-02-25 JP JP2004049325A patent/JP2005240613A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007321683A (ja) * | 2006-06-01 | 2007-12-13 | Yamaha Motor Electronics Co Ltd | エンジン制御装置 |
JP2008115833A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-22 | Nikki Co Ltd | 点火停止装置 |
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