JP4114910B2 - 車両用自動変速機の変速制御方法 - Google Patents

車両用自動変速機の変速制御方法 Download PDF

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動変速機の変速制御方法に係り、より詳しくは、自動車の走行高度を考慮して変速制御に必要な変数の値を設定する変速制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動変速機は、車両の走行状態に応じて変速機制御ユニット(以下、“TCU”という)で最も適した目標変速段を判断し、前記目標変速段への変速を行う。
目標変速段への変速が必要であるか否かは変速パターンによって決定され、変速パターンは上向変速を決定する上向変速パターンと下向変速を決定する下向変速パターンとに区分できるのであって、例えば、2速と3速との間の上向及び下向変速パターンが図1に示してある。
【0003】
図1に示された3→2変速パターンは、車速(Vs)及びスロットルバルブ開度量(TH)で決められる車両の走行状態が前記3→2変速パターンの線を越える時に3速から2速へ変速されることをいい、2→3変速パターンはこれとは反対に2速から3速へ変速されることをいう。
従って、車両の走行状態が前記2→3変速パターンの右側にある時には3速状態であり、前記3→2変速パターンの左側にある時には2速状態である。前記3→2変速パターン及び2→3変速パターンの間の領域では現在の変速段が2速または3速のうちのいずれか一つであり、これは走行状態の変化履歴によって決定される。
【0004】
つまり、現在の車両の走行状態がA点に該当する場合に運転者がアクセルペダルから足を離すことにより、スロットルバルブ開度量(TH)が減少して、車両の走行状態はB点に変わる。
従って、現在2速の変速段で走行している場合には3速への変速が開始される。このように、スロットルバルブ開度量(TH)が減少することによって上向変速が行われることをリフトフットアップシフト(lift−foot−up shift)という。
【0005】
これとは反対に、車両の走行状態がC点に該当する場合に運転者がアクセルペダルをさらに踏むことにより、スロットルバルブ開度量(TH)が増加して、車両の走行状態はD点に変わる。
従って、現在3速の変速段で走行している場合には2速への変速が開始される。このように、スロットルバルブ開度量(TH)が増加することによって上向変速が行われることをキックダウンシフト(kickdown shift)という。
【0006】
ところが、車両が勾配路走行する場合には高いエンジン出力を維持できるように、このような変速パターンを補正している。
変速パターンを補正するための補正係数は勾配度によって決定されるが、その一例が図2に示されており、前記補正係数を適用することで、補正された上向変速パターンの一例が図3に示されている。
【0007】
図2に示したように、補正係数には補正限界値(RSU)が設定されており、変速パターンを補正するための最少勾配度(RS0)と前記補正限界値(RSU)に補正すると決められた最大勾配度(RS1)とが設定されている。
つまり、路面の勾配度が最少勾配度(RS0)以下である場合には変速パターンを補正せず、最大勾配度(RS1)以上である場合には前記補正限界値(RSU)に補正し、最少勾配度(RS0)と最大勾配度(RS1)との間である場合には勾配度が大きいほど補正係数が大きく設定される。
【0008】
図3で実線210は平地での2→3変速パターンを示し、点線220は勾配路で補正された2→3変速パターンを示す。つまり、2→3変速パターンは勾配度が最少勾配度以上である場合に図2の右側に補正され、補正される程度は勾配度が大きいほど大きい。従って、補正された2→3変速パターンによれば、スロットルバルブ開度量(TH)の変化によって走行状態がA点からB点へ移動しても上向変速は行われず、リフトフットアップシフトが禁止される。
【0009】
以下、キックダウンシフトにおける変速制御過程を説明する。例えば、3→2キックダウン変速時には3速で作動する摩擦要素(以下、“解放要素”という)への油圧の供給を解除し、2速で作動する摩擦要素(以下、“結合要素”という)へ油圧を供給しなければならない。このような油圧の供給及び解除は変速機の油圧回路に含まれたソレノイドバルブを制御することによって行われる。解放要素(release−element)の解除及び結合要素(apply−element)の結合のためのソレノイドバルブのデューティマップの一例を図4に示す。
【0010】
解放側デューティは解放要素に供給される油圧デューティをいい、結合側デューティは結合要素に供給される油圧デューティをいう。
解放要素の油圧を解除制御するための制御変数としては、変速開始時点で解放要素への油圧デューティを突然低くして制御するための解除初期値(Dsr)、前記解除初期値(Dsr)から漸進的に油圧を低くして制御するための傾斜制御傾斜度(dDr)、及び解放要素の突然の解除を防止して変速衝撃を減らすための上昇維持デューティ(Dcr)に区分することができる。
【0011】
また、結合要素の油圧を供給制御するための制御変数としては、結合要素への迅速な油圧供給のためのパルス入力後に結合要素が結合の瞬間に小さな衝撃で結合できるように低圧を維持するための低圧維持デューティ(Da)と、結合要素のスリップが発生しないように強く結合させるための変換デューティ(De)とを含む。
【0012】
車両の走行高度が変わる場合には空気の密度が変わってエンジンの出力に変化が発生するが、このような従来の技術による変速制御方法は車両の走行高度を考慮していなかったので、高度を考慮して、より効果的かつ安定的にリフトフットアップを禁止してキックダウン変速を制御する方法が必要である。
【0013】
つまり、高地で低くなった大気圧により、自動変速機の変速のための作動油圧が相対的に増大して変速衝撃が誘発され、またエンジンの出力が減少するので、これを防止するために高い勾配路ではできるだけリフトフットアップにならないように制御しなければならない。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、自動変速機を装着した車両が高地を走行する場合に、高度を考慮して勾配路でのリフトフットアップを禁止し、キックダウン時に安定的に変速を制御する自動変速機の変速制御方法を提供することにある。
【0015】
【問題を解決するための手段】
本発明は、車両用自動変速機の変速を制御する変速制御方法において、大気圧を検出する大気圧検出段階、大気圧反映条件が満たされたか否かを判断する大気圧反映判断段階;及び前記大気圧反映条件が満たされた場合に、前記検出された大気圧に基づいて制御変数の変数値を設定する変数値設定段階、を含み、前記変数値設定段階で設定される変数は、スロットルバルブ開度量と車速の比率を補正する量であり勾配路のスロープから決定される上向変速パターンの補正量の限界値として設定される補正限界値(RSU)、変速パターンを補正するための最少勾配度(RS0)、及び前記補正限界値(RSU)に補正すると決められた最大勾配度(RS1)のうちの一つ以上、および、キックダウン変速時の変速開始時点で解放要素への油圧デューティを低くして制御するための解除初期値(Dsr)、前記解除初期値(Dsr)から漸進的に油圧を低くして制御するための傾斜制御傾斜度(dDr)、及び解放要素の突然の油圧解除を防止して変速衝撃を減らすための上昇維持デューティ(Dcr)のうちの一つ以上を含むことを特徴とする。
【0016】
変速パターンの補正は、車両が勾配路走行する場合には高いエンジン出力を維持できるように行うもので、変速パターンを補正するための補正係数は勾配度によって決定される。その一例を図2に示しており、補正係数を適用した上向変速パターンの一例を図3に示している。
図2に示すように、補正係数には補正限界値(RSU)が設定されており、変速パターンを補正するための最少勾配度(RS0)と補正限界値(RSU)に補正すると決められた最大勾配度(RS1)とが設定されている。すなわち、路面の勾配度が最少勾配度(RS0)以下である場合には変速パターンを補正せず、最大勾配度(RS1)以上である場合には前記補正限界値(RSU)に補正し、最少勾配度(RS0)と最大勾配度(RS1)との間である場合には勾配度が大きいほど補正係数が大きく設定される。
【0017】
前記変数値設定段階は、予め設定された複数の基準大気圧によって分割された大気圧レンジのうち、前記検出された大気圧が属する大気圧レンジに該当する制御変数の変数値を、制御変数の変数値に設定することを特徴とし、前記設定された変数値に基づいて上向変速を行うか否かを判断する段階を含むことを特徴とする。
【0018】
キックダウン変速制御のために、キックダウン変速条件を満たすか否かを判断する変速可否判断段階;及びキックダウン変速条件を満たす場合に、前記変更された制御変数の変数値に基づいて変速制御する変速遂行段階を含む。
【0019】
前記変数値設定段階で設定される変数は、結合要素が結合の瞬間に小さな衝撃で結合できるように低圧を維持するための低圧維持デューティ(Da)及び結合要素のスリップが発生しないように強く結合させるための変換デューティ(De)のうちの一つ以上を含むのが好ましい。
【0020】
前記大気圧反映条件は、前記自動変速機の制御状態が変速制御状態でないことを含み、前記大気圧反映判断段階は、前記自動変速機の制御状態が変速中である場合には前記大気圧反映条件が満たされないと判断する。
また、前記大気圧反映条件は、スロットルバルブ開度量の変化率が設定レンジ以内にあることを含み、前記大気圧反映判断段階は、スロットルバルブ開度量の変化率が前記設定レンジ以内でない場合には大気圧反映条件が満たされないと判断する。
【0021】
前記大気圧反映条件は、大気圧検出信号が正常であることを含み、前記大気圧反映判断段階は、大気圧検出信号が正常な場合に限って大気圧反映条件が満たされたと判断し、大気圧検出信号が正常でない場合には検出された大気圧を設定大気圧に設定する。
大気圧検出信号が正常であるか否かは、大気圧検出器との通信異常及び大気圧検出器の故障のうちのいずれか一つに該当する場合には大気圧検出信号が正常でないと判断できる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明による好ましい実施例について説明する。
図5は、本発明の実施例による変速制御方法が行われる変速制御装置を示した図である。
図5に示したように、本発明の実施例の変速制御方法が行われる変速制御装置は、車速、スロットルバルブ開度量及びその他車両の走行状態に関する情報を検出する車両走行状態感知部400、前記車両走行状態感知部400から検出される車両走行状態情報に基づいて自動変速機を制御する変速機制御ユニット(以下、“TCU”と称する)450、及び自動変速機内で前記変速機制御ユニット450の制御信号に応じて変速を行う駆動部470を含む。
【0023】
前記車両走行状態感知部400は、車速を検出する車速検出器410、スロットルバルブ開度量を検出するスロットルバルブ開度量検出器415、変速機に含まれるトルクコンバータのタービン回転数を検出するタービン回転数検出器420、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出器425及び大気圧を検出する大気圧検出器430を含む。
【0024】
前記大気圧検出器430は、エンジンの外部に装着されて直接大気圧を検出するセンサーとすることができ、MAP(Manifold Absolute Pressure)方式で吸入空気量を検出する車両では、このために含まれた圧力センサーとして、大気圧は前記圧力センサーの出力値を利用して換算することができる。
【0025】
前記TCU450は、設定されたプログラムによって動作するマイクロプロセッサーであって、変速制御に必要な各制御変数を保存するメモリ460を備えている。
前記メモリには、勾配度による変速パターンの補正係数に関し、補正限界値(RSU)、最少勾配度(RS0)及び最大勾配度(RS1)が保存される。
【0026】
また、キックダウン変速時の解放要素制御のために解除初期値(Dsr)、傾斜制御傾斜度(dDr)、上昇維持デューティ(Dcr)が保存され、結合要素の油圧を供給制御するために低圧維持デューティ(Da)と変換デューティ(De)とが保存される。前記各変数の機能は従来の技術で説明した通りである。
【0027】
以下、本発明の実施例について図6を参照して詳細に説明する。
まず、大気圧を検出する(S505)。
前記大気圧検出(S505)は、前記大気圧検出器430から直接測定信号を受信することによって行うことができ、MAP方式で吸入空気量を検出する車両では、このために装備した圧力センサーの出力信号を利用して換算して行うことができる。前記大気圧検出器430は、エンジン及びその他車両の装置を制御するための制御装置から大気圧信号を受信しても差支えない。
【0028】
大気圧を検出した後には、前記検出された大気圧を反映するか否かを判断するための大気圧反映条件が満たされたか否かを判断する(S510)。
前記大気圧反映条件が満たされたか否かを判断するためには、まず現在の自動変速機の状態が変速中であるか否かを判断する(S515)。
自動変速機の状態が変速中であるか否かは、前記駆動部470が変速駆動中であるか否か、つまりTCU450が前記駆動部470に変速制御信号を送信しているか否かによって判断することができる。
【0029】
変速中であると判断された場合には本発明の実施例の変速制御方法を終了し、変速中でないと判断された場合にはスロットルバルブ開度量(TH)の変化率(△TH)が設定レンジ以内であるか否かを判断する(S520)。
スロットルバルブ開度量(TH)が急激に変化する場合には大気圧検出器430の検出値に大きな誤差があり得るので、スロットルバルブ開度量の変化率(△TH)が設定レンジ以内でない場合には本発明の実施例の変速制御方法を終了する。
従って、前記設定レンジは大気圧検出器430から検出される大気圧検出信号の誤差が大きくないと認められる任意の範囲に設定されることができる。
【0030】
スロットルバルブ開度量の変化率(△TH)判断段階(S520)でスロットルバルブ開度量の変化率(△TH)が設定レンジ以内であると判断される場合には、大気圧検出信号が正常であるか否かを判断する(S525)。
前記大気圧検出信号が正常であるか否かの判断(S525)は、大気圧検出器との通信異常及び大気圧検出器の故障のうちのいずれか一つに該当する場合には正常でないと判断し、前記大気圧検出器との通信異常は通信線路の異常有無を判断する従来の技術による任意の方法で判断でき、大気圧検出器の故障もまた公知の任意の方法によって判断することができる。
【0031】
前記信号異常判断段階(S525)で大気圧検出信号に異常があると判断される場合には、検出大気圧を予め設定された標準大気圧に設定し(S530)、前記標準大気圧に該当する値として制御変数の制御値を設定した後(S535)、本発明の実施例の変速制御方法を終了する。前記標準大気圧は、例えば海水面高度の平均大気圧である760mmHgとすることができ、これに基づいて設定される前記標準大気圧に該当する制御値は後述する変数値設定段階(S540)と同一な方法で設定される。
前記信号異常判断段階(S525)で大気圧検出信号が正常であると判断される場合には、前記検出された大気圧に基づいて制御変数の変数値を設定する変数値設定段階(S540)を行う。
【0032】
前記変数値設定段階(S540)では予め設定された複数の基準大気圧によって分割されて形成される各大気圧レンジのうち、前記検出された大気圧の属する大気圧レンジに該当する制御変数の変数値に、制御変数の変数値を設定する。
前記設定される制御変数は、リフトフットアップシフト制御のために上向変速パターンの補正量の限界値として設定される補正限界値(RSU)、変速パターンを補正するための最少勾配度(RS0)及び前記補正限界値(RSU)に補正すると決められた最大勾配度(RS1)を含む。
【0033】
また、キックダウン変速時の変速制御のために、キックダウン変速時の変速開始時点で解放要素への油圧デューティを低くして制御するための解除初期値(Dsr)、前記解除初期値(Dsr)から漸進的に油圧を低くして制御するための傾斜制御傾斜度(dDr)、解放要素の突然の油圧解除を防止して変速衝撃を減らすための上昇維持デューティ(Dcr)、結合要素が結合の瞬間に小さな衝撃で結合できるように低圧を維持するための低圧維持デューティ(Da)、及び結合要素のスリップが発生しないように強く結合させるための変換デューティ(De)を含む。
【0034】
以下、前記変数値設定段階(S540)をより具体的に説明する。
まず、TCU450には前記複数の基準大気圧の一例として2個の基準大気圧が第1、第2基準大気圧(P1)、(P2)として保存される。従って、大気圧レンジは第1基準大気圧(P1)以上である場合(以下、“低地帯状態”という)、第1基準大気圧(P1)未満であり第2基準大気圧(P2)以上である場合(以下、“中地帯状態”という)、及び第2基準大気圧(P2)未満である場合(以下、“高地帯状態”という)など3個の大気圧レンジに分割される。
例えば、前記第1基準大気圧(P1)は642.41mmHgに設定され、前記第2基準大気圧(P2)は前記第1基準大気圧(P1)より107.3mmHg低い535.11mmHgに設定される。
【0035】
TCU450内には検出された大気圧(Pa)が前記各レンジのどの範囲に該当するかを保存するための大気圧変数メモリが備えられ、この大気圧変数メモリには前記高地帯状態、中地帯状態及び低地帯状態のうちのいずれか一つを意味する変数値が保存される。
また、前記TCU450内のメモリ460には前記3個に分割された各大気圧レンジに適用される前記各制御変数の変数値が保存されている。つまり、前記各制御変数は高地帯状態、中地帯状態及び低地帯状態に関して別個の値で保存されている。
従って、検出された大気圧(Pa)が第1基準大気圧(P1)以上であるか否かを判断して(S545)、それ以上である場合には前記大気圧変数メモリに低地帯状態を意味する変数値を保存する(S550)。
【0036】
前記検出大気圧(Pa)が第1基準大気圧(P1)以上でない場合には第2基準大気圧(P2)以上であるか否かを判断し(S555)、それ以上である場合には前記大気圧変数メモリに中地帯状態を意味する変数値を保存する(S560)。
前記検出大気圧(Pa)が第2基準大気圧(P2)以上でない場合には、前記大気圧変数メモリに高地帯状態を意味する変数値を保存する(S565)。
【0037】
従って、制御変数の変数値は複数の基準大気圧(P1)、(P2)に基づいて、前記複数の基準大気圧によって分割されて形成される各大気圧レンジのうち、前記検出された大気圧を含む大気圧レンジに該当する制御変数の変数値に設定される。
大気圧に基づいて制御変数の変数値を設定した(S540)後には、上向変速を行うか否かを前記設定された変数値に基づいて判断する(S570)。
【0038】
車両の走行高度が低地帯から中地帯などに変化した場合には前記設定された変数の変数値も変化し、前記設定された変数値には勾配度に関する変数も含まれるので、勾配度による上向変速パターンが変化するようになる。従って、勾配度におけるリフトフットアップの発生は高度によって異なるように設定される。
前記上向変速可否判断段階(S570)で上向変速を行うと判断した場合には、従来の方法によって上向変速制御を行う(S575)。
【0039】
また、前記TCU450はキックダウン変速条件を満たすか否かを判断する(S580)。前記キックダウン変速条件を満たすか否かは、スロットルバルブ開度量の変化によって下向変速パターンの境界線を越えたか否かによって判断することができる。
前記キックダウン変速可否判断段階(S580)でキックダウン変速条件が満たされなかった場合には本発明の実施例の変速制御方法を終了し、キックダウン変速条件を満たした場合には前記設定された制御変数の変数値に基づいて変速制御する(S585)、(S590)。
【0040】
前記キックダウン変速制御段階(S585)、(S590)は、前記大気圧変数メモリに保存された高度状態を抽出してこれに該当するキックダウン変速制御変数の変数値を抽出し(S585)、これに基づいてキックダウン変速制御を行う(S590)。
【0041】
【発明の効果】
本発明の実施例によれば、車両の走行高度の変化に応じてエンジンの出力が変化するので、キックダウン変速時に油圧に与える影響を考慮することができ、高地帯でのキックダウン変速時の変速衝撃を減らすことができる。
また、傾斜路で勾配度による上向変速パターンの変化の程度を、車両の走行高度に応じて適用できるようになるので、高地帯で走行する時の頻繁な変速を防止し、従って変速機の耐久性を増大させ、より安定的な走行性能を得ることができる。
【0042】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、当業者であればこれから自明な様々な変化を実施できると思われる。従って、本発明は特許請求の範囲だけでなく、これと同等と認められる範囲まで拡張することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】変速パターンの一例であって、2速と3速との間の上向及び下向変速パターンを示す図である。
【図2】変速パターンを補正するための補正係数が勾配度によってどのように変わっていくかを示す図である。
【図3】図2の補正係数が適用されて補正された上向変速パターンの一例を示す図である。
【図4】キックダウン変速遂行時に解放要素及び結合要素に油圧を供給するための解放デューティ及び結合デューティのデューティマップの一例を示す図である。
【図5】本発明の実施例による変速制御方法が行われる変速制御装置を示した図である。
【図6】本発明の実施例の変速制御方法に関するフローチャートである。
【符号の説明】
210 実線
220 点線
400 車両走行状態感知部
410 車速検出器
415 スロットルバルブ開度量検出器
420 タービン回転数検出器
425 エンジン回転数検出器
430 大気圧検出器
450 変速機制御ユニット(TCU)
460 メモリ
470 駆動部
Da 低圧維持デューティ
De 変換デューティ
Dcr 上昇維持デューティ
Dsr 解除初期値
dDr 傾斜制御傾斜度
P1 第1基準大気圧
P2 第2基準大気圧
RS0 最少勾配度
RS1 最大勾配度
RSU 補正限界値
TH スロットルバルブ開度量
△TH スロットルバルブ開度量変化率

Claims (9)

  1. 車両用自動変速機の変速を制御する変速制御方法において、大気圧を検出する大気圧検出段階、
    大気圧反映条件が満たされたか否かを判断する大気圧反映判断段階;及び前記大気圧反映条件が満たされた場合に、前記検出された大気圧に基づいて制御変数の変数値を設定する変数値設定段階、
    を含み、
    前記変数値設定段階で設定される変数は、スロットルバルブ開度量と車速の比率を補正する量であり勾配路のスロープから決定される上向変速パターンの補正量の限界値として設定される補正限界値(RSU)、変速パターンを補正するための最少勾配度(RS0)、及び前記補正限界値(RSU)に補正すると決められた最大勾配度(RS1)のうちの一つ以上、および、キックダウン変速時の変速開始時点で解放要素への油圧デューティを低くして制御するための解除初期値(Dsr)、前記解除初期値(Dsr)から漸進的に油圧を低くして制御するための傾斜制御傾斜度(dDr)、及び解放要素の突然の油圧解除を防止して変速衝撃を減らすための上昇維持デューティ(Dcr)のうちの一つ以上を含むことを特徴とする車両用自動変速機の変速制御方法。
  2. 前記変数値設定段階は、予め設定された複数の基準大気圧によって分割された大気圧レンジのうち、前記検出された大気圧が属する大気圧レンジに該当する制御変数の変数値を、制御変数の変数値に設定することを特徴とする、請求項1に記載の車両用自動変速機の変速制御方法。
  3. 前記設定された変数値に基づいて上向変速を行うか否かを判断する段階を含むことを特徴とする、請求項1に記載の車両用自動変速機の変速制御方法。
  4. キックダウン変速条件を満たすか否かを判断する変速可否判断段階;及びキックダウン変速条件を満たす場合に、前記変更された制御変数の変数値に基づいて変速制御する変速遂行段階を含むことを特徴とする、請求項1に記載の車両用自動変速機の変速制御方法。
  5. 前記変数値設定段階で設定される変数は、結合要素が結合の瞬間に小さな衝撃で結合できるように低圧を維持するための低圧維持デューティ(Da)、及び結合要素のスリップが発生しないように強く結合させるための変換デューティ(De)のうちの一つ以上を含むことを特徴とする、請求項1に記載の車両用自動変速機の変速制御方法。
  6. 前記大気圧反映条件は、前記自動変速機の制御状態が変速制御状態でないことを含み、前記大気圧反映判断段階は、前記自動変速機の制御状態が変速中である場合には前記大気圧反映条件が満たされないと判断することを特徴とする、請求項1に記載の車両用自動変速機の変速制御方法。
  7. 前記大気圧反映条件は、スロットルバルブ開度量の変化率が設定レンジ以内にあることを含み、前記大気圧反映判断段階は、スロットルバルブの開度量の変化率が前記設定レンジ以内でない場合には大気圧反映条件が満たされないと判断することを特徴とする、請求項1に記載の車両用自動変速機の変速制御方法。
  8. 前記大気圧反映条件は、大気圧検出信号が正常であることを含み、前記大気圧反映判断段階は、大気圧検出信号が正常な場合に限って大気圧反映条件が満たされたと判断し、大気圧検出信号が正常でない場合には検出された大気圧を設定大気圧に設定することを特徴とする、請求項1に記載の車両用自動変速機の変速制御方法。
  9. 大気圧検出信号が正常であるか否かは、大気圧検出器との通信異常及び大気圧検出器の故障のうちのいずれか一つに該当する場合には大気圧検出信号が正常でないと判断することを特徴とする、請求項8に記載の車両用自動変速機の変速制御方法。
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