DE102004049082B4 - Output stage for controlling an airbag ignition unit with integrated test device - Google Patents
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Abstract
Elektronische Schaltungsanordnung (100) zur Ansteuerung einer Zündeinheit (115) für einen Airbags, mit: einer Treibereinrichtung (101) zum Treiben eines Zündstroms (104) durch die Zündeinheit (115), wobei die Zündeinheit (115) zwischen einen ersten Ausgangsanschluss (116) und einen zweiten Ausgangsanschluss (117) der Treibereinrichtung (101) geschaltet ist; einer Kommunikationseinrichtung (202) zur Verarbeitung von Ansteuersignalen (207) für eine Airbag-Auslösung und zur Bereitstellung von Auslösesignalen für die Treibereinrichtung (101) in Abhängigkeit von den Ansteuersignalen (207); und einer Testeinrichtung (201) zum Testen der Funktionsfähigkeit der Treibereinrichtung (101) und der Zündeinheit (115), wobei die Testeinrichtung (201) die Funktionsfähigkeit der Treibereinrichtung (101) und der Zündeinheit (115) mittels eines durch die Zündeinheit (115) getriebenen Prüfstroms (104') testet und ein Blockierungssignal (305) zur Blockierung der Airbag-Auslösung an die Treibereinrichtung (101) ausgibt, wenn der durch die Zündeinheit (115) getriebene Prüfstrom (104') mindestens einen vorgegebenen Schwellenwert (310, 311) überschreitet; dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinrichtung (201) ferner aufweist:...An electronic circuit arrangement (100) for controlling an ignition unit (115) for an airbag, comprising: a driver device (101) for driving an ignition current (104) through the ignition unit (115), the ignition unit (115) being connected between a first output connection (116) and a second output terminal (117) of the driver means (101); a communication device (202) for processing activation signals (207) for an airbag deployment and for providing release signals for the driver device (101) in dependence on the activation signals (207); and a test device (201) for testing the operability of the driving device (101) and the ignition unit (115), wherein the test device (201) the operability of the driving means (101) and the ignition unit (115) by means of a by the ignition unit (115) driven Test current (104 ') tests and outputs a blocking signal (305) for blocking the airbag triggering to the driver device (101) when the test current (104') driven by the ignition unit (115) exceeds at least a predetermined threshold value (310, 311) ; characterized in that the test device (201) further comprises: ...
Description
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Endstufen zum Zünden eines Airbags, und betrifft insbesondere eine Schaltungsanordnung, die eine mit zwei Endstufeneinheiten versehene Treibereinrichtung zum Treiben eines Zündstroms durch eine Airbag-Zündeinheit und eine Testeinrichtung zum Testen der Funktionsfähigkeit der Treibereinrichtung und der Zündeinheit umfasst.The present invention generally relates to end-stages for igniting an airbag, and more particularly to a circuit arrangement comprising a driver device provided with two output units for driving an ignition current through an airbag ignition unit and a test device for testing the operability of the driver device and the ignition unit.
Spezifisch betrifft die vorliegende Erfindung eine elektronische Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Zündeinheit für einen Airbag mit einer Treibereinrichtung zum Treiben eines Zündstroms durch die Zündeinheit, wobei die Zündeinheit zwischen einen ersten Ausgangsanschluss und einen zweiten Ausgangsanschluss der Treibereinrichtung geschaltet ist, einer Kommunikationseinrichtung zur Verarbeitung von Ansteuersignalen für eine Airbag-Auslösung und zur Bereitstellung von Auslösesignalen für die Treibereinrichtung in Abhängigkeit von den Ansteuersignalen und einer Testeinrichtung zum Testen der Funktionsfähigkeit der Treibereinrichtung und der Zündeinheit.Specifically, the present invention relates to an electronic circuit arrangement for driving an ignition unit for an airbag with a driver device for driving an ignition current through the ignition unit, wherein the ignition unit is connected between a first output terminal and a second output terminal of the driver device, a communication device for processing drive signals for a Airbag triggering and for providing triggering signals for the driver device in dependence on the drive signals and a test device for testing the operability of the driver device and the ignition unit.
Üblicherweise bestehen Treibereinrichtungen zum Zünden eines Airbags aus zwei Endstufeneinheiten. Eine derartige Endstufeneinheit weist jeweils einen Endstufentransistor und Strommess-Transistoren auf. Jede der Endstufeneinheiten weist einen Ausgangsanschluss auf, wobei zwischen beide Ausgangsanschlüsse eine Zündeinheit (Zündpille) zur Auslösung des Airbags geschaltet ist.Usually, driver devices for igniting an airbag consist of two power amplifier units. Such a power amplifier unit has in each case an output stage transistor and current measuring transistors. Each of the power amplifier units has an output terminal, wherein an ignition unit (squib) for triggering the airbag is connected between both output terminals.
Eine erste Endstufeneinheit (High Side-Schalteinheit) schaltet einen ersten Ausgangsanschluss auf eine Zündspannung (z. B. eine Versorgungsspannung einer Energieversorgungseinheit bzw. einer Energiereserveeinheit), während die zweite Endstufeneinheit (Low Side-Schalteinheit) einen zweiten Ausgangsanschluss auf Masse schaltet. Aus Sicherheitsgründen wird bei Treibereinrichtungen für Airbags eine derartige Auslegung mit doppelten Endstufeneinheiten vorgesehen. Durch die doppelte Auslegung der Endstufeneinheiten ergeben sich weiterhin Vorteile bei der Überwachung und Diagnose der Zündeinheit/Zündpille.A first output stage unit (high side switching unit) switches a first output terminal to an ignition voltage (eg a supply voltage of a power supply unit or an energy reserve unit), while the second output stage unit (low side switching unit) switches a second output terminal to ground. For safety reasons, such a design with dual power amplifier units is provided in driver devices for airbags. Due to the double design of the power amplifier units continue to provide benefits in monitoring and diagnosis of the ignition / squib.
In einem Verfahren nach dem Stand der Technik werden zur Überwachung der Endstufeneinheiten und der Zündeinheit bzw. der Zündkreise die folgenden Überprüfungen unter Verwendung der elektronischen Schaltungsanordnung für den Airbag ausgeführt:
- i) die Endstufeneinheiten werden wechselweise derart geprüft, dass ein Ruhepotential entweder an einem ersten Ausgangsanschluss der ersten Endstufeneinheit oder an dem zweiten Ausgangsanschluss der zweiten Endstufeneinheit gemessen wird. Das Ruhepotential wird durch einen Spannungsteiler jeweils an dem ersten Ausgangsanschluss und dem zweiten Ausgangsanschluss eingestellt. Ist beispielsweise ein Kurzschluss nach Masse oder nach der Versorgungsspannung in einem Kabelbaum vorhanden, wird dieses Ruhepotential verändert, was in der Schaltungsanordnung beispielsweise durch ein zyklisches Messen detektierbar ist;
- ii) Messung des Widerstandes der Zündeinheit; hierbei wird eine spezielle Prüfstromquelle verwendet, die dafür sorgt, dass ein geringer Prüfstrom über die Zündeinheit (Zündpille) fließt, ohne eine Airbag-Auslösung zu bewirken. Vermöge einer Messung des Spannungsabfalls über der Zündeinheit (Zündpille) kann mit der elektronischen Schaltungsanordnung festgestellt werden, ob die Zündeinheit defekt ist oder eine unterbrochene Leitung zu der Zündeinheit vorhanden ist; und
- iii) Durchführung von Tests bezüglich der Endstufeneinheiten; hierbei werden die Endstufeneinheiten wechselweise kurzzeitig eingeschaltet, derart, dass die Funktionsfähigkeit der Endstufentransistoren und der übrigen Komponenten der Endstufeneinheit überprüfbar werden. Bei einem Einschalten der ersten Endstufeneinheit, die den ersten Ausgangsanschluss nach der Versorgungsspannung schaltet, muss das Ruhepotential beispielsweise kurz in Richtung der Zündspannung (Versorgungsspannung) gezogen werden. Beim Einschalten der zweiten Endstufeneinheit muss das Ruhepotential, das an dem zweiten Ausgangsanschluss anliegt, in Richtung Masse gezogen werden. Werden keine derartigen Verschiebungen der Ruhepotentiale, die an dem ersten und/oder zweiten Ausgangsanschlüssen anliegen, bestimmt, so wird auf eine fehlerhafte Funktion in einer oder beiden Endstufeneinheiten geschlossen.
- i) the power amplifier units are alternately tested so that a rest potential is measured either at a first output terminal of the first power amplifier unit or at the second output terminal of the second power amplifier unit. The rest potential is set by a voltage divider respectively at the first output terminal and the second output terminal. If, for example, there is a short circuit to ground or to the supply voltage in a cable harness, this rest potential is changed, which can be detected in the circuit arrangement, for example by a cyclic measurement;
- ii) measuring the resistance of the ignition unit; Here, a special test current source is used, which ensures that a small test current flows through the ignition unit (squib), without causing an airbag deployment. By virtue of a measurement of the voltage drop across the ignition unit (squib), it can be determined with the electronic circuitry whether the ignition unit is defective or there is a broken line to the ignition unit; and
- iii) conducting tests on the final stage units; In this case, the power amplifier units are switched on alternately for a short time, such that the functionality of the output stage transistors and the other components of the power amplifier unit are verifiable. When the first output stage unit is switched on, which switches the first output terminal after the supply voltage, the rest potential must, for example, be pulled briefly in the direction of the ignition voltage (supply voltage). When switching on the second output stage unit, the rest potential, which is applied to the second output terminal, must be pulled in the direction of ground. If no such displacements of the rest potentials that are present at the first and / or second output terminals are determined, then an erroneous function in one or both output stage units is concluded.
Ein wesentliches Problem bei einem Testen von Treibereinrichtungen, die zwei unterschiedliche Endstufeneinheiten aufweisen, besteht darin, dass der durch die Zündeinheit fließende Prüfstrom nie die Größenordnung des Zündstroms erreichen darf, da dies zu einer unbeabsichtigten Auslösung des Airbags führen würde.A major problem in testing driver devices having two different final stage units is that the test current flowing through the ignition unit must never reach the magnitude of the ignition current, as this would result in unintentional deployment of the airbag.
Um eine unbeabsichtigte Auslösung des Airbags zu vermeiden, ist gemäß der Verfahren nach dem Stand der Technik vorgeschlagen worden, zu einer Zeit lediglich eine der beiden Endstufeneinheiten der Treibereinrichtung auf ihre Funktionsfähigkeit zu testen, d. h. die oben erwähnten Veränderungen des Ruhestrompotentials einzuprägen. In order to avoid inadvertent release of the airbag, it has been proposed according to the prior art method to test at one time only one of the two output units of the driver device for their functionality, ie to impress the above-mentioned changes in the quiescent current potential.
Ein wesentlicher Nachteil dieses herkömmlichen Verfahrens besteht jedoch darin, dass bei einem Testen beispielsweise der ersten Endstufeneinheit nicht überprüft werden kann, ob die zweite Endstufeneinheit (Low Side-Schalteinheit) eventuell einen Kurzschluss nach Masse aufweist. In diesem Fall würde, da die erste Endstufeneinheit zu dem Energieversorgungspotential gezogen ist, unmittelbar ein hoher Strom in der Größenordnung des Zündstroms über die Zündeinheit (Zündpille) der Airbag-Auslösevorrichtung fließen.A major disadvantage of this conventional method, however, is that when testing, for example, the first power amplifier unit can not be checked whether the second power amplifier unit (low side switching unit) may have a short circuit to ground. In this case, since the first output stage unit has been pulled to the power supply potential, a high current of the order of the ignition current would flow directly through the ignition unit (squib) of the airbag deployment device.
In nachteiliger Weise ist es nicht möglich, aus einer Messung des Verlaufs der Spannung an der Zündeinheit bzw. des Potentialverlaufs an dem ersten Ausgangsanschluss, einen Stromanstieg eines Stroms, der durch die Zündeinheit fließt, in allen Fällen schnell genug zu erkennen.Disadvantageously, it is not possible, from a measurement of the course of the voltage at the ignition unit or the potential profile at the first output terminal, to detect a current increase of a current flowing through the ignition unit fast enough in all cases.
Im umgekehrten Fall, d. h. in dem Fall, dass mit einer Überprüfung bzw. einem Test der zweiten Endstufeneinheit der Treibereinrichtung begonnen wird, besteht ebenfalls die Gefahr, dass die erste Endstufeneinheit einen Kurzschluss gegenüber dem Versorgungspotential aufweist. Auch in diesem Falle würde, sobald die zweite Endstufeneinheit der Treibereinrichtung getestet wird, ein hoher Zündstrom durch die Zündeinheit fließen und die Gefahr einer unbeabsichtigten Auslösung des Airbags mit sich bringen.In the opposite case, d. H. in the event that a test or a test of the second output stage unit of the driver device is started, there is also the risk that the first output stage unit has a short circuit to the supply potential. Also in this case, as soon as the second output stage unit of the driver device is tested, a high ignition current would flow through the ignition unit and bring with it the risk of unintentional triggering of the airbag.
In der
Bei der Schaltungsanordnung zur Prüfung des Zündenergiespeichers eines Zündkreises nach der
Entsprechende Vorgehensweise zur Prüfung eines Zünders sind auch in der
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Zündeinheit für eine Airbag-Auslösung mittels einer Treibereinrichtung bereitzustellen, die eine zuverlässige und sichere Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Treibereinrichtung und der Zündeinheit erlaubt, ohne dass eine unbeabsichtigte Auslösung des Airbags bei der Überprüfung herbeigeführt wird.It is therefore an object of the present invention to provide an electronic circuit arrangement for controlling an ignition unit for an airbag deployment by means of a driver device, which allows a reliable and secure verification of the functioning of the driver device and the ignition unit, without causing an unintentional deployment of the airbag in the Verification is brought about.
VORTEILE DER ERFINDUNGADVANTAGES OF THE INVENTION
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektronische Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by an electronic circuit arrangement with the features of
Ferner wird die Aufgabe durch ein im Patentanspruch 6 angegebenes Verfahren gelöst.Furthermore, the object is achieved by a method specified in claim 6.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, den herkömmlichen Tests zum Testen einer ersten Endstufeneinheit und einer zweiten Endstufeneinheit einer elektronischen Treibereinrichtung zum Treiben eines Zündstroms durch eine Zündeinheit eines Airbags neben einer Ruhepotentialmessung eine Strommessung hinzuzufügen, die einen absoluten Strombetrag, der durch die Zündeinheit einer Airbag-Auslösevorrichtung bei einem Testen der ersten und/oder zweiten Endstufeneinheit der Treibereinrichtung fließt, zu detektieren.An essential concept of the invention is to add to the conventional tests for testing a first output stage unit and a second output stage unit of an electronic driver device for driving an ignition current through an ignition unit of an airbag in addition to a resting potential measurement current measurement, the absolute amount of current through the ignition unit of an airbag Triggering device during testing of the first and / or second output stage unit of the driver device flows to detect.
Hierbei besteht der Vorteil, dass in Abhängigkeit von vorgegebenen Schwellenwerten eine jeweilige, im Test befindliche Endstufeneinheit der Treibereinrichtung dann abgeschaltet werden kann, wenn der Strom durch die Zündeinheit den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.In this case, there is the advantage that, as a function of predetermined threshold values, a respective output stage unit of the driver device under test can be switched off when the current through the ignition unit exceeds the predetermined threshold value.
In vorteilhafter Weise kann eine derartige Blockierung bzw. Abschaltung einer Endstufeneinheit einen Kurzschluss schneller detektieren und ein schnelleres Abschalten als herkömmliche Verfahren bereitstellen. Advantageously, such blockage of an output stage unit can detect a short circuit more quickly and provide a faster shutdown than conventional methods.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen elektronischen Schaltungsanordnung besteht darin, dass der Zündstrom über einen Messwiderstand und einen Verstärker innerhalb der Elektronikeinheiten der ersten und zweiten Endstufeneinheiten der Treibereinrichtung messbar ist, wodurch keine zusätzlichen Komponenten erforderlich sind.A further advantage of the electronic circuit arrangement according to the invention is that the ignition current can be measured via a measuring resistor and an amplifier within the electronic units of the first and second output stage units of the driver device, whereby no additional components are required.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergeben sich Vorteile hinsichtlich eines zuverlässigen Tests der Treibereinrichtung und/oder der Zündeinheit, ohne die Kosten für die gesamte Anordnung wesentlich zu erhöhen.The method according to the invention affords advantages with regard to a reliable test of the driver device and / or the ignition unit, without substantially increasing the costs for the entire arrangement.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfindung.In the dependent claims are advantageous developments and improvements of the respective subject of the invention.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die Treibereinrichtung zum Treiben eines Zündstroms durch die Zündeinheit eine erste Endstufeneinheit, die auf den ersten Ausgangsanschluss wirkt, und eine zweite Endstufeneinheit, die auf den zweiten Ausgangsanschluss wirkt, auf. Vorzugsweise ist die von den ersten und zweiten Endstufeneinheiten angesteuerte Zündeinheit als eine Airbag-Zündpille ausgebildet. Eine derartige Zündpille wird in Auslöseinrichtungen für Airbags eingesetzt.According to a preferred development of the present invention, the drive device for driving an ignition current through the ignition unit has a first output stage unit acting on the first output terminal, and a second output stage unit acting on the second output terminal. Preferably, the ignition unit controlled by the first and second output stage units is designed as an airbag squib. Such a squib is used in airbag deployment devices.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die erste Endstufeneinheit eine erste Blockierungseinheit zur Blockierung der ersten Endstufeneinheit in Abhängigkeit von dem aus der Testeinrichtung ausgegebenen Blockierungssignal auf, während die zweite Endstufeneinheit eine zweite Blockierungseinheit zur Blockierung der zweiten Endstufeneinheit in Abhängigkeit von dem aus der Testeinrichtung ausgegebenen Blockierungssignal aufweist. Vorzugsweise werden die ersten und zweiten Endstufeneinheiten der Treibereinrichtung bei einem Testen von der Testeinrichtung wechselweise angesteuert.According to a further preferred development of the present invention, the first power amplifier unit has a first blocking unit for blocking the first power amplifier unit in dependence on the blocking signal output from the tester, while the second power amplifier unit has a second blocking unit for blocking the second power amplifier unit depending on the test equipment outputted blocking signal. Preferably, the first and second output stage units of the driver device are alternately driven during testing by the tester.
Es ist vorteilhaft, eine Potentialdifferenz zwischen einem an dem ersten Ausgangsanschluss erfassten ersten Ruhepotential und einem an dem zweiten Ausgangsanschluss erfassten zweiten Ruhepotential während des Testens durch die Testeinrichtung zu überwachen.It is advantageous to monitor a potential difference between a first rest potential detected at the first output terminal and a second rest potential detected at the second output terminal during testing by the test device.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird die Treibereinrichtung durch das Blockierungssignal dann blockiert, wenn bei einem Ansteuern der ersten Endstufeneinheit der durch die Zündeinheit getriebene Prüfstrom den ersten Schwellenwert überschreitet. Ferner wird die Treibereinrichtung durch das Blockierungssignal dann blockiert, wenn bei einem Ansteuern der zweiten Endstufeneinheit der durch die Zündeinheit getriebene Prüfstrom einen zweiten Schwellenwert überschreitet.According to yet another preferred development of the present invention, the driver device is blocked by the blocking signal when, when the first output stage unit is driven, the test current driven by the ignition unit exceeds the first threshold value. Furthermore, the driver device is blocked by the blocking signal when, when the second output stage unit is driven, the test current driven by the ignition unit exceeds a second threshold value.
Es ist vorteilhaft, eine Kommunikation zwischen externen Schaltungseinheiten und der Testeinrichtung mittels der Kommunikationseinrichtung bereitzustellen.It is advantageous to provide a communication between external circuit units and the test device by means of the communication device.
Ein Testen der Funktionsfähigkeit der Treibereinrichtung der Zündeinheit, das mittels der Testeinrichtung durchgeführt wird, wird vorzugsweise in Abhängigkeit von einem von der Kommunikationseinrichtung ausgegebenen Aktivierungssignal aktiviert.A testing of the functionality of the driving device of the ignition unit, which is carried out by means of the test device, is preferably activated as a function of an activation signal output by the communication device.
Somit ermöglicht es die erfindungsgemäße elektronische Schaltungsanordnung, dass beide Endstufeneinheiten einer Treibereinrichtung für Zündeinheiten zur Auslösung von Airbags wechselseitig getestet werden, wobei eine unbeabsichtigte Auslösung des Airbags sicher vermieden wird.Thus, the electronic circuit arrangement according to the invention makes it possible for both final-stage units of a driver unit for ignition units for airbag deployment to be mutually tested, with unintentional triggering of the airbag being reliably avoided.
ZEICHNUNGENDRAWINGS
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten oder Schritte.In the figures, like reference characters designate like or functionally equivalent components or steps.
Im Folgenden wird zunächst die Treibereinrichtung
Der erste Endstufentransistor
Ein erstes Steuersignal
Zur Bereitstellung des ersten Steuersignals
Wie oben erwähnt, werden die ersten Endstufeneinheit
Veränderungen des zweiten Ruhepotentials zum Testen der Funktionsfähigkeit der zweiten Endstufeneinheit
Zu diesem Zweck wird der durch den zweiten Endstufentransistor
Im Folgenden wird die Signalverarbeitungseinrichtung
In Bezug auf die Testeinrichtung
Unter Bezugnahme auf
Hierbei ist die erste Endstufeneinheit
Die erfindungsgemäße Testeinrichtung
Es sei darauf hingewiesen, dass ein Vergleich mit Schwellenwerten prinzipiell auch in den ersten bzw. zweiten Endstufeneinheiten
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht darauf beschränkt, die entsprechenden Vergleiche in der Testeinrichtung
Ferner sei darauf hingewiesen, dass die ersten und zweiten Schwellenwerte
Die Testeinrichtung
Das erste Vergleichssignal
Das Blockierungssignal
Durch die erfindungsgemäße elektronische Schaltungsanordnung ist sichergestellt. dass auch bei einem Vorhandensein eines Kurzschlusses beispielsweise des zweiten Ausgangsanschlusses
Eine fortlaufende Messung des ersten Ruhepotentials
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in many ways.
Auch ist die Erfindung nicht auf die genannten Anwendungsmöglichkeiten beschränkt.Also, the invention is not limited to the applications mentioned.
Endstufe zur Ansteuerung einer Airbag-Zündeinheit mit integrierter TesteinrichtungOutput stage for controlling an airbag ignition unit with integrated test device
BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten oder Schritte.
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2005
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