JP2007265222A - Failure diagnostic method and failure diagnostic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、故障診断方法および故障診断装置に係り、特に、自己診断機能を持つ複数の電子制御装置をメインおよびサブの通信ラインで接続した通信ネットワークシステムの故障診断方法および故障診断装置に関する。 The present invention relates to a failure diagnosis method and a failure diagnosis device, and more particularly to a failure diagnosis method and a failure diagnosis device for a communication network system in which a plurality of electronic control devices having a self-diagnosis function are connected via main and sub communication lines.
例えば車両においては、車内LAN(Local Area Network)と呼ばれる通信ネットワークを介して車両各部に設けられたECU(電子制御装置)が通信を行っている。このような通信ネットワークシステムの故障診断を行う方法として、例えば特許文献1や特許文献2に記載の方法がある。
For example, in a vehicle, an ECU (Electronic Control Device) provided in each part of the vehicle performs communication via a communication network called an in-vehicle LAN (Local Area Network). As a method for performing a failure diagnosis of such a communication network system, for example, there are methods described in
特許文献1には、配線の抵抗値と各電子制御装置が記憶する電子制御装置間の通信異常コードの組合せによって故障部位を特定することが記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 describes that a failure portion is specified by a combination of a wiring resistance value and a communication abnormality code between electronic control devices stored in each electronic control device.
特許文献2には、各電子制御装置がそれぞれで診断した診断情報をゲートウェイ装置で集約すると共に、ゲートウェイ装置が取得した制御情報を利用して各電子制御装置の故障診断を行うことが記載されている。
特許文献1の技術では、全てのバス(通信ライン)を同時に診断する手法をとっているために、バスおよびこれに接続される電子制御装置が増加すると、故障部位を特定するための組み合わせ表が膨大な量となり、解析が困難になるという問題があった。
Since the technique of
また、特許文献2の技術では、ゲートウェイ装置は各電子制御装置から受信した診断情報だけを用いて故障診断を行っているために自装置の異常を診断することができず、ゲートウェイ装置の異常とこれに通信ラインで接続されている電子制御装置の異常とを切り分けることができないという問題があった。 Further, in the technique of Patent Document 2, the gateway device performs failure diagnosis using only the diagnostic information received from each electronic control device, and thus cannot diagnose the abnormality of its own device. There has been a problem that it is impossible to distinguish between the abnormality of the electronic control device connected to the communication line.
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、通信ラインおよびこれに接続される電子制御装置が増加しても解析を行うことができ、ゲートウェイ装置とこれに接続されている電子制御装置の異常を切り分けることができる故障診断方法および故障診断装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and can analyze even if the number of communication lines and electronic control devices connected thereto increases, and the gateway device and the electronic control connected thereto. It is an object of the present invention to provide a failure diagnosis method and a failure diagnosis device that can isolate an abnormality of a device.
本発明の故障診断方法は、自己診断機能を持つ複数の電子制御装置をメインおよびサブの通信ラインで接続した通信ネットワークシステムの故障診断方法において、
故障診断装置をメイン通信ラインに接続して前記メイン通信ラインのオープンまたはショートの故障を診断し、
前記メイン通信ラインに故障がない場合に、前記メイン通信ラインに接続されている複数の電子制御装置それぞれに自己診断結果を前記故障診断装置に送信させて、前記メイン通信ラインに接続されている複数の電子制御装置それぞれの故障を診断し、
前記メイン通信ラインに接続されている複数の電子制御装置に故障がない場合に、サブ通信ラインを接続するゲートウェイ装置から前記サブ通信ラインに接続されている複数の電子制御装置それぞれの自己診断結果を前記故障診断装置に送信させて、前記サブ通信ラインに接続されている複数の電子制御装置それぞれの故障を診断することにより、通信ラインおよびこれに接続される電子制御装置が増加しても解析を行うことができ、ゲートウェイ装置とこれに接続されている電子制御装置の異常を切り分けることができる。
The failure diagnosis method of the present invention is a failure diagnosis method for a communication network system in which a plurality of electronic control devices having a self-diagnosis function are connected via main and sub communication lines.
Connect a failure diagnosis device to the main communication line to diagnose an open or short failure of the main communication line,
When there is no failure in the main communication line, a plurality of electronic control devices connected to the main communication line are caused to transmit a self-diagnosis result to the failure diagnosis device, and are connected to the main communication line. Diagnose the failure of each electronic control unit
When there is no failure in the plurality of electronic control devices connected to the main communication line, the self-diagnosis result of each of the plurality of electronic control devices connected to the sub communication line is obtained from the gateway device connecting the sub communication line. By transmitting to the failure diagnosis device and diagnosing the failure of each of the plurality of electronic control devices connected to the sub-communication line, analysis can be performed even if the number of communication lines and electronic control devices connected thereto increases. It is possible to isolate the abnormality between the gateway device and the electronic control device connected thereto.
前記故障診断方法において、
前記サブ通信ラインに接続されている複数の電子制御装置それぞれの自己診断結果が送信されないとき、故障診断装置を前記サブ通信ラインに接続して前記サブ通信ラインのオープンまたはショートの故障を診断することができる。
In the failure diagnosis method,
When a self-diagnosis result of each of the plurality of electronic control devices connected to the sub-communication line is not transmitted, a failure diagnosis device is connected to the sub-communication line to diagnose an open or short-circuit failure of the sub-communication line Can do.
本発明の故障診断装置は、自己診断機能を持つ複数の電子制御装置をメインおよびサブの通信ラインで接続した通信ネットワークシステムの故障診断装置において、
前記メインおよびサブの通信ラインに接続して前記メインおよびサブの通信ラインのオープンまたはショートの故障を診断する第1診断手段と、
メイン通信ラインに接続されている複数の電子制御装置それぞれに自己診断結果を送信させて、前記メイン通信ラインに接続されている複数の電子制御装置それぞれの故障を診断し、サブ通信ラインを接続するゲートウェイ装置から前記サブ通信ラインに接続されている複数の電子制御装置それぞれの自己診断結果を送信させて、前記サブ通信ラインに接続されている複数の電子制御装置それぞれの故障を診断する第2診断手段を有することにより、ゲートウェイ装置とこれに接続されている電子制御装置の異常を切り分けることができる。
The failure diagnosis device of the present invention is a failure diagnosis device for a communication network system in which a plurality of electronic control devices having a self-diagnosis function are connected by main and sub communication lines.
A first diagnostic means for connecting to the main and sub communication lines and diagnosing an open or short failure of the main and sub communication lines;
Each of the plurality of electronic control devices connected to the main communication line is caused to transmit a self-diagnosis result, the failure of each of the plurality of electronic control devices connected to the main communication line is diagnosed, and the sub communication line is connected. A second diagnosis for diagnosing a failure of each of the plurality of electronic control devices connected to the sub communication line by transmitting a self-diagnosis result of each of the plurality of electronic control devices connected to the sub communication line from the gateway device By having the means, it is possible to isolate an abnormality between the gateway device and the electronic control device connected thereto.
本発明によれば、通信ラインおよびこれに接続される電子制御装置が増加しても解析を行うことができ、ゲートウェイ装置とこれに接続されている電子制御装置の異常を切り分けることができる。 According to the present invention, analysis can be performed even if the number of communication lines and electronic control devices connected to the communication line increases, and abnormalities between the gateway device and the electronic control device connected thereto can be separated.
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<通信ネットワークシステムの構成>
図1は、本発明の故障診断方法が適用される通信ネットワークシステムの一実施形態の構成図を示す。同図中、CAN(Controllar Area Network)バスであるメイン通信ライン10にはECU(電子制御装置)11a〜11dが接続されると共に、故障診断装置を接続するためのコネクタ13、およびゲートウェイ装置14が接続されている。
<Configuration of communication network system>
FIG. 1 shows a configuration diagram of an embodiment of a communication network system to which a failure diagnosis method of the present invention is applied. In the figure, ECUs (Electronic Control Units) 11a to 11d are connected to a
ゲートウェイ装置14は上記メイン通信ライン10とCANバスであるサブ通信ライン20を接続している。サブ通信ライン20にはECU21a〜21fが接続されると共に、ゲートウェイ装置24が接続されている。ゲートウェイ装置24は上記サブ通信ライン20とCANバスであるサブ通信ライン30を接続している。サブ通信ライン30にはECU31a〜31fが接続されている。
The
ECU11a〜11d,21a〜21f,ECU31a〜31fは、例えばエンジン制御、ブレーキ制御、サスペンション制御、ステアリング制御、ナビゲーション、等の各種制御を行うもので車両各部に設けられている。各ECU11a〜11d,21a〜21f,ECU31a〜31fは自己診断機能を有しており、故障診断装置またはゲートウェイ装置14,24からの送信要求に応じて自己診断結果を要求元装置に応答して送信する。
The ECUs 11a to 11d, 21a to 21f, and ECUs 31a to 31f perform various controls such as engine control, brake control, suspension control, steering control, navigation, and the like, and are provided in various parts of the vehicle. Each of the
メイン通信ライン10,サブ通信ライン20,30それぞれは2本のワイヤCAN−H,CAN−L構成され、この2本のワイヤCAN−H,CAN−L間の抵抗値は例えば60Ωとされている。
Each of the
<故障診断装置の構成>
図2は、本発明の故障診断装置の一実施形態のブロック図を示す。同図中、故障診断装置は、テスタ部40Aと診断部40Bに分割されている。勿論、テスタ部40Aと診断部40Bを一体化しても良い。
<Configuration of fault diagnosis device>
FIG. 2 shows a block diagram of an embodiment of the fault diagnosis apparatus of the present invention. In the figure, the failure diagnosis apparatus is divided into a
テスタ部40Aは、接続端子41をコネクタ13に装着してメイン通信ライン10に接続されるか、または、サブ通信ライン20,30に接続されているECUのいずれかと取り替えてサブ通信ライン20,30に接続されて、メイン通信ライン10またはサブ通信ライン20,30のワイヤCAN−H,CAN−L間の抵抗値を測定する。
The
診断部40Bは、CPU部42と、記憶部43と、操作部44と、表示部45と、通信部46よりなり、これらは内部バス47で相互に接続されている。また、通信部46は接続端子48を有しており、接続端子48はコネクタ13に装着されてメイン通信ライン10に接続される。
The diagnosis unit 40B includes a CPU unit 42, a
CPU部42は、通信部46を介してメイン通信ライン10に接続され、記憶部43に記憶されている診断プログラムを実行して通信ネットワークシステムの各ECUの自己診断結果を収集することで、通信ネットワークシステム全体の診断を行う。操作部44からは診断開始、診断項目選択等の操作が入力される。また、CPU部42は診断結果を表示部43に表示する。記憶部43は上記診断プログラムの他に、診断対象、および各ECUから収集した自己診断結果を記憶する。
The CPU unit 42 is connected to the
<ゲートウェイ装置の構成>
図3は、ゲートウェイ装置14,24の一実施形態のブロック図を示す。同図中、ゲートウェイ装置は、CPU部52と、記憶部53と、通信部54,55よりなり、これらは内部バス56で相互に接続されている。また、通信部54,55は接続端子57,58を有しており、接続端子57,58は、ゲートウェイ装置14ではメイン通信ライン10,サブ通信ライン20に接続され、ゲートウェイ装置24ではサブ通信ライン20,30に接続される。
<Configuration of gateway device>
FIG. 3 shows a block diagram of an embodiment of the
CPU部52は、接続端子57,58によって通信部54,55に接続されたメイン通信ライン10とサブ通信ライン20間、または,サブ通信ライン20,30間の通信を制御する。
The
記憶部53は通信制御プログラムおよび診断プログラムを記憶していると共に、各ECUから収集した自己診断結果を記憶する。
The
また、CPU部52は所定時間毎に下流の通信ラインに接続された各ECUに対して自己診断結果の送信要求をブロードキャストし、各ECUからの応答を受信して自己診断結果を収集する。なお、下流の通信ラインとは、ゲートウェイ装置14ではサブ通信ライン20であり、ゲートウェイ装置24ではサブ通信ライン30である。
Further, the
<故障診断装置が実行する処理>
図4および図5は、故障診断装置が実行する故障診断処理のフローチャートを示す。図4において、ステップS11でテスタ部40Aの接続端子41をコネクタ13に装着してメイン通信ライン10に接続して、ワイヤCAN−H,CAN−L間の抵抗値を測定する。
<Processing executed by the fault diagnosis device>
4 and 5 show a flowchart of the failure diagnosis process executed by the failure diagnosis apparatus. 4, in step S11, the
ステップS12で測定した抵抗値からメイン通信ライン10がオープン(抵抗値無限大)またはショート(抵抗値0Ω)であるか否かを判別する。メイン通信ライン10がオープンまたはショートの場合にはステップS13に進み、メイン通信ライン10の修理作業を行う。
It is determined from the resistance value measured in step S12 whether or not the
メイン通信ライン10のワイヤCAN−H,CAN−L間の抵抗値が60Ωでメイン通信ライン10にオープンまたはショートがない場合、もしくはメイン通信ライン10の修理作業が終了した場合にはステップS14に進む。
When the resistance value between the wires CAN-H and CAN-L of the
ステップS14では診断部40Bの接続端子48をコネクタ13に装着してメイン通信ライン10に接続し、診断部40Bからメイン通信ライン10に接続されているECU11a〜11dに対して自己診断結果の送信要求をブロードキャストし、ECU11a〜11dからの応答を順次受信して自己診断結果を収集する。図6に、自己診断結果の送信要求をブロードキャストで送信する様子を実線の矢印で示し、各ECUからの応答の様子を破線の矢印で示す。
In step S14, the connection terminal 48 of the diagnosis unit 40B is attached to the
次に、ステップS15でメイン通信ライン10に接続されている全てのECU11a〜11dから自己診断結果を収集できたか否かを判別し、1つでも自己診断結果を収集できていないECUがあればステップS16に進み、無応答のECUの点検と修理作業、および無応答のECUとコネクタ13間のメイン通信ライン10の点検と修理作業を行う。
Next, it is determined whether or not the self-diagnosis results can be collected from all the
全てのECU11a〜11dから自己診断結果を収集できた場合、または、ステップS16での修理作業が終了した場合にはステップS17に進む。ステップS17では下流となるサブ通信ラインが接続されているか否かを判別し、下流となるサブ通信ラインがなければこの処理を終了する。
When the self-diagnosis results can be collected from all the
一方、下流のサブ通信ラインがあれば図5の処理を実行する。図1の構成では、メイン通信ライン10にゲートウェイ装置14を介して下流のサブ通信ライン20が接続されているため、ステップS17から図5のステップS21に進む。
On the other hand, if there is a downstream sub-communication line, the processing of FIG. 5 is executed. In the configuration of FIG. 1, since the
ステップS21では、下流側のゲートウェイ装置14(または24)をアクセスして下流のサブ通信ライン20(または30)に接続されているECU21a〜21f(または31a〜31f)の自己診断結果を読み出す。
In step S21, the gateway device 14 (or 24) on the downstream side is accessed, and the self-diagnosis results of the
ステップS22では、ゲートウェイ装置14(または24)をアクセスできたか否かを判別し、ゲートウェイ装置をアクセスできなかった場合はゲートウェイ装置14(または24)の故障とみなし、ステップS23に進んでゲートウェイ装置14(または24)の修理を行う。
In step S22, it is determined whether or not the gateway device 14 (or 24) can be accessed. If the gateway device cannot be accessed, the gateway device 14 (or 24) is regarded as a failure, and the process proceeds to step S23 to proceed to the
ゲートウェイ装置をアクセスできた場合、または、ステップS23でゲートウェイ装置を修理した場合には、ステップS24で下流のサブ通信ライン20(または30)に接続されているECU21a〜21f(または31a〜31f)の自己診断結果を読み出せたか否かを判別する。
If the gateway device can be accessed or if the gateway device is repaired in step S23, the
自己診断結果を読み出せなかった場合は、ステップS25で下流のサブ通信ライン20(または30)に接続されているECU21a〜21f(または31a〜31f)のいずれかを取り外し、取り外した位置にテスタ部40Aの接続端子41をコネクタ13に装着してサブ通信ライン20(または30)に接続して、ワイヤCAN−H,CAN−L間の抵抗値を測定する。
If the self-diagnosis result could not be read, the
ステップS26で測定した抵抗値からサブ通信ライン20(または30)がオープン(抵抗値無限大)またはショート(抵抗値0Ω)であるか否かを判別する。サブ通信ライン20(または30)がオープンまたはショートの場合にはステップS27に進み、サブ通信ライン20(または30)の修理作業を行う。オープンまたはショートではない場合にはステップS28に進み、ゲートウェイ装置14(または24)の修理を行う。 It is determined from the resistance value measured in step S26 whether the sub communication line 20 (or 30) is open (resistance value is infinite) or short (resistance value 0Ω). If the sub-communication line 20 (or 30) is open or shorted, the process proceeds to step S27, and the sub-communication line 20 (or 30) is repaired. If it is not open or short-circuited, the process proceeds to step S28, and the gateway device 14 (or 24) is repaired.
ステップS24で自己診断結果を読み出せた場合、または、ステップS27,S28を実行した場合には、ステップS29で下流のサブ通信ライン20(または30)に接続されている全てのECU21a〜21f(または31a〜31f)の自己診断結果を読み出せたか否かを判別し、1つでも自己診断結果を収集できていないECUがあればステップS30に進み、収集できていないECUの点検と修理作業、および収集できていないECUとゲートウェイ装置14(または24)間のサブ通信ライン20(または30)の点検と修理作業を行う。
If the self-diagnosis result can be read out in step S24, or if steps S27 and S28 are executed, all
全ての21a〜21f(または31a〜31f)から自己診断結果を収集できた場合、または、ステップS30での修理作業が終了した場合にはステップS31に進む。ステップS31では下流となるサブ通信ライン30が接続されているか否かを判別し、下流となるサブ通信ライン30がなければこの処理を終了する。一方、下流のサブ通信ライン30があれば図5の処理をステップS21から再度実行する。
When the self-diagnosis results can be collected from all 21a to 21f (or 31a to 31f), or when the repair work in step S30 is completed, the process proceeds to step S31. In step S31, it is determined whether or not the downstream
<CANプロトコルのデータフレーム>
診断部40Bと、ECU11a〜11dまたはゲートウェイ装置14,24間で送受されるCANプロトコルのデータフレームのフォーマットを図7に示す。同図中、データフレームは、SOF(Start Of Frame)フィールド、ID(IDentifier)フィールド、Controlフィールド、Dataフィールド、CRC(Cyclic Redundancy Check)フィールド、ACK(ACKnowledge)フィールド、EOF(End Of Frame)フィールドからなる。
<Data frame of CAN protocol>
FIG. 7 shows a format of a CAN protocol data frame transmitted and received between the diagnosis unit 40B and the
ここで、IDフィールドは調停用フィールドを兼ねており、同時に2つ以上のECUが送信を開始したときに、IDフィールドを1ビット単位で比較し、ドミナント(優先的)を長く出し続けたECUが送信権を獲得する。Dataフィールドに要求、応答に相当する値が定義され、応答の場合には自己診断結果が載せて送信される。 Here, the ID field also serves as an arbitration field. When two or more ECUs start transmission at the same time, the ID field is compared in units of 1 bit, and the ECU that has continued to output dominant (priority) for a long time is used. Acquire the transmission right. Values corresponding to request and response are defined in the Data field, and in the case of a response, a self-diagnosis result is loaded and transmitted.
本発明においては、まず、テスタ部40Aでメイン通信ライン10のオープンまたはショートの故障を診断し、メイン通信ライン10に故障がない場合に診断部40Bでメイン通信ライン10に接続されているECU11a〜11dの故障を診断する。
In the present invention, first, an open or short failure of the
ECU11a〜11dに故障がない場合はゲートウェイ装置14でサブ通信ライン20に接続されているECU21a〜21fの故障を診断部40Bで診断し、ECU21a〜21fに故障がない場合にサブ通信ライン30に接続されているECU31a〜31fの故障を診断部40Bで診断する。
When there is no failure in the
このように、通信ライン単位で診断を行うために、1回に診断するECUの数が少なく、故障部位を特定するための組み合わせが少なく解析が簡単となる。 As described above, since diagnosis is performed in communication line units, the number of ECUs to be diagnosed at one time is small, and there are few combinations for specifying a faulty part, so that analysis is simple.
また、故障診断装置はテスタ部40Aと診断部40Bを持つため、ゲートウェイ装置24,34の故障とサブ通信ライン20,30の故障を切り分けることができ、さらに、このサブ通信ライン20,30に接続されたECU21a〜21f,31a〜31fの故障を切り分けることができる。
Further, since the failure diagnosis apparatus has the
なお、テスタ部40Aが請求項記載の第1診断手段に相当し、診断部40Bが第2診断手段に相当する。
Note that the
10 メイン通信ライン
11a〜11d,21a〜21f,31a〜31f ECU(電子制御装置)
13 コネクタ
14,24 ゲートウェイ装置
20,30 サブ通信ライン
40A テスタ部
40B 診断部
41,48 接続端子
42,52 CPU部
43,53 記憶部
44 操作部
45 表示部
46,54,55 通信部
10
13
Claims (3)
故障診断装置をメイン通信ラインに接続して前記メイン通信ラインのオープンまたはショートの故障を診断し、
前記メイン通信ラインに故障がない場合に、前記メイン通信ラインに接続されている複数の電子制御装置それぞれに自己診断結果を前記故障診断装置に送信させて、前記メイン通信ラインに接続されている複数の電子制御装置それぞれの故障を診断し、
前記メイン通信ラインに接続されている複数の電子制御装置に故障がない場合に、サブ通信ラインを接続するゲートウェイ装置から前記サブ通信ラインに接続されている複数の電子制御装置それぞれの自己診断結果を前記故障診断装置に送信させて、前記サブ通信ラインに接続されている複数の電子制御装置それぞれの故障を診断することを特徴とする故障診断方法。 In a failure diagnosis method for a communication network system in which a plurality of electronic control devices having a self-diagnosis function are connected via main and sub communication lines,
Connect a failure diagnosis device to the main communication line to diagnose an open or short failure of the main communication line,
When there is no failure in the main communication line, a plurality of electronic control devices connected to the main communication line are caused to transmit a self-diagnosis result to the failure diagnosis device, and are connected to the main communication line. Diagnose the failure of each electronic control unit
When there is no failure in the plurality of electronic control devices connected to the main communication line, the self-diagnosis result of each of the plurality of electronic control devices connected to the sub communication line is obtained from the gateway device connecting the sub communication line. A failure diagnosing method, characterized in that a failure is diagnosed in each of a plurality of electronic control devices connected to the sub communication line by being transmitted to the failure diagnosing device.
前記サブ通信ラインに接続されている複数の電子制御装置それぞれの自己診断結果が送信されないとき、故障診断装置を前記サブ通信ラインに接続して前記サブ通信ラインのオープンまたはショートの故障を診断することを特徴とする故障診断方法。 The failure diagnosis method according to claim 1,
When a self-diagnosis result of each of the plurality of electronic control devices connected to the sub-communication line is not transmitted, a failure diagnosis device is connected to the sub-communication line to diagnose an open or short-circuit failure of the sub-communication line A failure diagnosis method characterized by the above.
前記メインおよびサブの通信ラインに接続して前記メインおよびサブの通信ラインのオープンまたはショートの故障を診断する第1診断手段と、
メイン通信ラインに接続されている複数の電子制御装置それぞれに自己診断結果を送信させて、前記メイン通信ラインに接続されている複数の電子制御装置それぞれの故障を診断し、サブ通信ラインを接続するゲートウェイ装置から前記サブ通信ラインに接続されている複数の電子制御装置それぞれの自己診断結果を送信させて、前記サブ通信ラインに接続されている複数の電子制御装置それぞれの故障を診断する第2診断手段を
有することを特徴とする故障診断装置。
In a failure diagnosis device for a communication network system in which a plurality of electronic control devices having a self-diagnosis function are connected via main and sub communication lines,
A first diagnostic means for connecting to the main and sub communication lines and diagnosing an open or short failure of the main and sub communication lines;
Each of the plurality of electronic control devices connected to the main communication line is caused to transmit a self-diagnosis result, the failure of each of the plurality of electronic control devices connected to the main communication line is diagnosed, and the sub communication line is connected. A second diagnosis for diagnosing a failure of each of the plurality of electronic control devices connected to the sub communication line by transmitting a self-diagnosis result of each of the plurality of electronic control devices connected to the sub communication line from the gateway device A fault diagnosis apparatus comprising means.
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