FR2713383A1 - Multi-function control module for a motor vehicle horn. - Google Patents
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Abstract
La sortie du module de commande 1 à semi-conducteur est reliée à l'avertisseur sonore 2, alors que l'entrée du module de commande 1 est reliée à une commande conventionnelle d'avertisseur 3, pour un fonctionnement en avertisseur, à une commande d'alarme 4 par l'intermédiaire d'un circuit de cadencement 5 pour un fonctionnement d'alarme, et à un générateur d'impulsions brèves 6 pour un fonctionnement en bruiteur. Pour éviter un bruit de claquement lors de la mise en tension et hors tension du générateur d'impulsions, celui-ci est relié à un circuit de modulation des impulsions. L'invention permet d'obtenir, avec un avertisseur sonore conventionnel, les fonctions d'avertisseur, d'alarme et de bruiteur.The output of control module 1 semiconductor is connected to horn 2, while the input of control module 1 is connected to a conventional control of horn 3, for horn operation, to a control alarm 4 via a timing circuit 5 for alarm operation, and to a short pulse generator 6 for buzzer operation. To avoid a clicking noise when switching on and off the pulse generator, the latter is connected to a pulse modulation circuit. The invention makes it possible to obtain, with a conventional buzzer, the functions of buzzer, alarm and buzzer.
Description
i La présente invention concerne lesThe present invention relates to
avertisseurs sonores pour véhicules à moteur. audible warning devices for motor vehicles.
Comme on le sait, les avertisseurs sonores des véhicules routiers fonctionnent selon le principe de la sonnette. C'est-à-dire que lorsque l'avertisseur est alimenté, une bobine attire un noyau plongeur solidaire d'une membrane. Cet équipage mobile vient, lors de son déplacement, ouvrir un rupteur qui interrompt le passage du courant électrique dans la bobine. La force d'attraction se trouve ainsi interrompue et, sous l'effet de l'élasticité de la membrane, l'équipage mobile tend à regagner sa position de repos en As we know, the audible warning of road vehicles operate according to the principle of the bell. That is, when the horn is energized, a coil attracts a plunger integral with a membrane. This moving element comes, when moving, open a switch that interrupts the passage of electric current in the coil. The attraction force is thus interrupted and, under the effect of the elasticity of the membrane, the moving equipment tends to return to its rest position by
rétablissant au passage le courant dans la bobine. restoring the current in the coil.
L'équipage mobile est ainsi mis en vibration et la membrane émet un son dont la fréquence correspond à la The mobile equipment is thus vibrated and the membrane emits a sound whose frequency corresponds to the
période de son déplacement.period of his displacement.
Alimenté par la batterie du véhicule, un tel dispositif émet un son unique dont la fréquence est déterminée par ses différents constituants: masse de l'équipage mobile, élasticité de la membrane, entrefer Powered by the vehicle battery, such a device emits a unique sound whose frequency is determined by its various constituents: mass of the moving equipment, elasticity of the membrane, air gap
m du rupteur etc....m of the breaker etc ....
Les avertisseurs standard de véhicule consomment un courant moyen élevé, de 4 à 7 ampères suivant les marques, les modèles et le niveau sonore émis. Toutefois le courant de crète est plus élevé encore, typiquement de 10 à 16 ampères. La commutation d'un tel courant nécessite généralement l'utilisation d'un relais car la disposition des commandes et l'ergonomie du poste de conduite des véhicules automobiles ne permettraient pas d'utiliser une commande directe. Outre l'avertisseur sonore réglementaire destiné aux autres usagers de la route, il s'est avéré nécessaire d'attirer l'attention du conducteur même du 3 véhicule dans certaines circonstances, par exemple lorsqu'il quitte son véhicule en laissant l'éclairage allumé. A cet effet la signalisation sonore s'est avérée la mieux adaptée car elle attire l'attention quelle que Standard vehicle alarms consume a high average current of 4 to 7 amps depending on the make, model and sound level. However, the peak current is still higher, typically from 10 to 16 amperes. The switching of such a current generally requires the use of a relay because the arrangement of controls and the ergonomics of the driving position of motor vehicles would not allow to use a direct command. In addition to the regulatory buzzer for other road users, it has been necessary to draw the attention of the driver of the vehicle in certain circumstances, for example when leaving the vehicle with the lights on. . For this purpose the sound signaling proved to be the most suitable because it attracts attention whatever
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soit la direction du regard. Bien entendu, le son émis est différent et le niveau sonore considérablement plus the direction of the gaze. Of course, the sound is different and the sound level considerably
faible par rapport à l'avertisseur sonore réglementaire. low compared to the standard buzzer.
Cette fonction est à l'heure actuelle remplie par des générateurs sonores séparés ou "bruiteurs". De plus, comme il est connu, l'avertisseur sonore réglementaire peut être lui-même utilisé comme signal sonore d'alerte, en étant couplé à des This function is currently performed by separate sound generators or "noisemakers". Moreover, as is known, the regulatory buzzer can itself be used as a warning sound signal, coupled with
dispositifs d'alarme antivol montés sur le véhicule. anti-theft alarm devices mounted on the vehicle.
Dans ce cas, l'avertisseur est actionné de manière intermittente à une fréquence de i à 2 Hz et un rapport In this case, the alarm is operated intermittently at a frequency of i to 2 Hz and a report
cyclique de 50% environ.about 50% cyclic.
La présente invention a pour objet de simplifier et de rendre moins onéreux l'équipement sonore de véhicule mentionné ci-dessus, en permettant d'utiliser l'avertisseur sonore standard du véhicule non seulement pour les fonctions d'avertisseur normal et d'alarme, mais aussi pour la fonction de bruiteur en supprimant la nécessité d'un générateur sonore séparé The object of the present invention is to simplify and make the above-mentioned vehicle sound equipment less expensive, by making it possible to use the standard vehicle sounder not only for normal alarm and alarm functions, but also for the sounder function by removing the need for a separate sound generator
2 pour exercer cette fonction.2 to perform this function.
La déposante a en effet découvert que, de façon surprenante, lorsqu'un avertisseur sonore standard est alimenté par des impulsions de courant suffisamment brèves, le rupteur de l'avertisseur n'a pas le temps de 2 s'ouvrir et la membrane vibre alors à la fréquence des impulsions. L'énergie sonore ainsi produite est considérablement plus faible que celle de l'avertisseur normal, mais cela ne constitue pas un inconvénient pour The applicant has in fact discovered that, surprisingly, when a standard audible alarm is powered by sufficiently short current pulses, the horn breaker does not have time to open and the membrane then vibrates. at the frequency of the pulses. The sound energy thus produced is considerably lower than that of the normal alarm, but this is not a disadvantage for
la fonction de bruiteur.the sounder function.
Ainsi la déposante a produit un son de bruiteur de qualité acceptable en alimentant des avertisseurs sonores de sa fabrication par des impulsions électriques d'amplitude 12 V dont la durée n'excède pas 500 microsecondes et la fréquence est 3 supérieure à 650 Hz. Les meilleurs résultats ont été obtenus pour des fréquences harmoniques entières ou partielles de la fréquence de résonance mécanique des Thus the applicant has produced a noise sound of acceptable quality by supplying sound horns of its manufacture by electrical pulses of amplitude 12 V whose duration does not exceed 500 microseconds and the frequency is greater than 650 Hz. results were obtained for whole or partial harmonic frequencies of the mechanical resonance frequency of
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avertisseurs utilisés. Cette fréquence de résonance est peu différente de la fréquence à laquelle sonnent les avertisseurs lorsqu'on les alimente par une batterie. A cet effet, la présente invention propose de remplacer le relais de commande conventionnel de l'avertisseur sonore par un module électronique à composant semi- conducteur, et de relier ce module électronique d'une part à une source d'impulsions électriques fines pour fournir la fonction de bruiteur used horns. This resonance frequency is little different from the frequency with which the horns sound when powered by a battery. For this purpose, the present invention proposes to replace the conventional control relay of the buzzer by an electronic module semiconductor component, and connect this electronic module on the one hand to a source of fine electrical impulses to provide the noisemaker function
et d'autre part à une alimentation continue pour fournir la fonction d'avertisseur. and on the other hand to a continuous power supply to provide the alarm function.
Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, on adjoint au dit module électronique un According to a further feature of the invention, said electronic module is
circuit de cadencement du fonctionnement pour réaliser 15 la fonction alarme. operating timing circuit for performing the alarm function.
La société déposante a toutefois constaté que le fonctionnement de l'avertisseur sonore en bruiteur, au moyen du module électronique de commande mentionné ci-dessus, provoque à chaque mise sous tension un claquement désagréable précédant le son du bruiteur. Ce phénomène provient du fait que la position de repos de la membrane est distincte de sa position moyenne lors d'un fonctionnement en bruiteur. Le fonctionnement de l'équipage mobile des avertisseurs2 est en effet asymétrique: du fait de l'absence d'un champ magnétique permanent, le noyau de l'équipage mobile ne peut être qu'attiré et en aucun cas repoussé par la bobine. Il en résulte que la position de repos mécanique (absence de courant dans la bobine) de30 l'équipage mobile se situe vers l'extrémité de sa course la plus éloignée de la bobine alors que sa position neutre (position médiane) en fonctionnement se situe plus près de la bobine-d'autant plus près que le temps de conduction augmente. L'effet de claquement est dû au5 brusque déplacement supplémentaire de la membrane nécessaire pour passer de son point de repos mécanique au point neutre de son mouvement. Le claquement est d'autant plus désagréable que la vitesse de ce The applicant company, however, found that the operation of the buzzer sounder by means of the electronic control module mentioned above, causes each power up an unpleasant slam preceding the sound of the buzzer. This phenomenon arises from the fact that the rest position of the membrane is distinct from its average position during operation as a noisemaker. The operation of the mobile equipment of the horns 2 is indeed asymmetrical: due to the absence of a permanent magnetic field, the core of the moving equipment can only be attracted and in no case pushed back by the coil. As a result, the mechanical rest position (absence of current in the coil) of the moving element is towards the end of its furthest travel from the coil while its neutral position (middle position) in operation is situated. closer to the coil-aunt closer than the conduction time increases. The slamming effect is due to the sudden further displacement of the membrane necessary to move from its mechanical resting point to the neutral point of its movement. The slam is all the more unpleasant as the speed of this
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déplacement est grande.displacement is great.
Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, pour éviter ce claquement, il est proposé d'amener la membrane d'une manière prograssive au point,5 neutre de son déplacement. A cet effet, à la mise en route de la fonction de bruiteur, on fait croître According to a further characteristic of the invention, in order to prevent this slamming, it is proposed to bring the membrane in a progressively progressive manner to the neutral point of its displacement. For this purpose, at the start of the sounder function, we make it grow
progressivement la largeur des impulsions de commande de zéro à sa valeur maximale (500 microsecondes environ) ce qui permet alors d'obtenir un son de bruiteur d'une10 qualité acoustique irréprochable. progressively the width of the control pulses from zero to its maximum value (approximately 500 microseconds) which then makes it possible to obtain a sound of a sounder of impeccable acoustic quality.
La déposante a aussi remarqué que le claquement qui se produit lors de la mise sous tension se produit également lors de la mise hors tension, c'est-à-dire à la fin du son émis. Il est toutefois moins perceptible car amalgamé dans le son en cours d'émission et, de plus, son intensité est aléatoire. Ce claquement est alors dû au retour plus ou moins brusque de la membrane de la position qu'elle occupe au moment de la coupure du courant à son point de repos mécanique. L'intensité sonore aléatoire observée dépend de la position et de l'énergie cinétique de la membrane au moment o va se produire la coupure. Selon une autre caractéristique supplémentaire de l'invention il est proposé, pour éliminer le claquement se produisant lors de la mise hors tension, d'agir comme pour éliminer le claquement The Applicant also noticed that the click that occurs when power is turned on also occurs when the power is turned off, that is, at the end of the emitted sound. It is however less noticeable because amalgamated in the sound being broadcast and, moreover, its intensity is random. This slam is then due to the more or less abrupt return of the membrane of the position which it occupies at the moment of the cutting of the current at its point of mechanical rest. The observed random loudness depends on the position and the kinetic energy of the membrane at the moment when the cut will occur. According to another additional feature of the invention it is proposed, to eliminate the slam occurring during the power off, to act as to eliminate the slamming
constaté lors de la mise sous tension, en réalisant une décroissance progressive de la largeur des impulsions de commande pour assurer de façon suffisamment progressive30 le retour de la membrane à son point de repos mécanique. noted during power up, making a gradual decrease in the width of the control pulses to ensure sufficiently progressive30 the return of the membrane to its mechanical rest point.
Pour bien faire comprendre le dispositif selon l'invention on en décrira ci-après, à titre d'exemple sans caractère limitatif, une forme d'exécution préférée en référence au dessin schématique3 annexé dans lequel: la figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif selon l'invention permettant d'obtenir, à partir d'un avertisseur sonore standard les fonctions In order to understand the device according to the invention, a preferred embodiment will be described hereinafter by way of non-limiting example with reference to the appended schematic drawing in which: FIG. 1 is a block diagram of FIG. a device according to the invention making it possible to obtain, from a standard audible alarm, the functions
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d'avertisseur, de bruiteur et d'alarme; les figures 2 à 4 représentent les formes d'onde des impulsions appliquées au commutateur de l'avertisseur sonore pour réaliser respectivement les5 fonctions d'avertisseur, d'alarme et de bruiteur; la figure 5 est un schéma du circuit électronique constituant le dispositif selon l'invention; et la figure 6 représente les signaux alarm, buzzer and alarm; Figures 2 to 4 show the waveforms of the pulses applied to the buzzer switch to respectively perform the functions of buzzer, alarm and buzzer; Figure 5 is a diagram of the electronic circuit constituting the device according to the invention; and FIG. 6 shows the signals
rectangulaire et trapézoidal reçus à l'entrée du comparateur. rectangular and trapezoidal received at the input of the comparator.
En référence à la figure 1, on a représenté schématiquement les éléments de l'appareil selon l'invention comprenant un commutateur de puissance 115 dont la sortie est reliée à un avertisseur sonore standard 2. L'entrée du commutateur de puissance 1 Referring to Figure 1, there is shown schematically the elements of the apparatus according to the invention comprising a power switch 115 whose output is connected to a standard buzzer 2. The input of the power switch 1
reçoit, d'un premier circuit de mise en forme 3 lors de l'actionnement de la commande d'avertisseur, une alimentation continue dont la forme d'onde est2 représentée à la figure 2, pour assurer un fonctionnement conventionnel de l'avertisseur sonore 2. receives, from a first shaping circuit 3 during the actuation of the buzzer control, a continuous power supply whose waveform 2 is shown in FIG. 2, to ensure a conventional operation of the buzzer 2.
L'entrée du commutateur de puissance 1 reçoit aussi, lors du déclenchement d'une commande d'alarme, d'un second dispositif de mise en forme 42 relié à un cadenceur 5 un signal d'alimentation continu cadencé dont la forme d'onde est représentée à la figure 3. L'avertisseur 2 peut ainsi être actionné à une fréquence de 1 à 2 Hz et un rapport cyclique de 50% environ pour produire un signal sonore d'alarme. 30 L'entrée du commutateur de puissance 1 est également reliée à la sortie d'un générateur d'impulsions 6 dont l'entrée est reliée par l'intermédiaire d'un dispositif de modulation de durée au circuit de démarrage 7 de la commande du bruiteur. Le3 circuit de démarrage 7 est aussi relié au cadenceur 5. Comme on le voit à la figure 4, l'entrée du commutateur de puissance 1 reçoit du générateur 6 de brefs trains d'impulsions cadencés par le cadenceur 5 pour fournir au The input of the power switch 1 also receives, when an alarm command is triggered, a second shaping device 42 connected to a timer 5, a clocked continuous power supply signal whose waveform is shown in Figure 3. The alarm 2 can be operated at a frequency of 1 to 2 Hz and a duty cycle of about 50% to produce an alarm sound signal. The input of the power switch 1 is also connected to the output of a pulse generator 6, the input of which is connected via a duration modulation device to the start circuit 7 of the drive control. noisemaker. The starting circuit 7 is also connected to the timer 5. As seen in FIG. 4, the input of the power switch 1 receives from the generator 6 short pulse trains clocked by the timer 5 to provide the
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niveau de l'avertisseur 2 un signal sonore de bruiteur. alarm level 2 a buzzer sound signal.
Dans l'exemple représenté l'amplitude des impulsions électriques est de 12 V et leur durée est un peu inférieure à 500 microsecondes, alors que la fréquence est légèrement supérieure à 650 Hz. Ainsi qu'on le voit sur la figure 4, la largeur des impulsions de commande est modulée pour croître de zéro à 500 microsecondes environ au début de chaque train d'impulsions (ce qui a pour effet d'amener0 de façon progressive la membrane de l'avertisseur 2 au point neutre de son déplacement), et pour décroître de 500 microsecondes environ à zéro à la fin de chaque train d'impulsions (en ramenant de façon progressive la membrane à son point de repos mécanique). Ceci a pour15 effet de supprimer les claquements désagréables qui se produiraient sinon au début et à la fin de chaque In the example shown, the amplitude of the electrical pulses is 12 V and their duration is a little less than 500 microseconds, while the frequency is slightly greater than 650 Hz. As can be seen in FIG. control pulses are modulated to grow from zero to about 500 microseconds at the beginning of each pulse train (which has the effect of gradually moving the horn 2 membrane to the neutral point of its movement), and to decrease by about 500 microseconds to zero at the end of each pulse train (by progressively reducing the membrane to its mechanical resting point). This has the effect of suppressing the unpleasant clicks that would otherwise occur at the beginning and end of each
émission sonore.sound emission.
Sur le schéma de réalisation du dispositif donné à titre d'exemple sur la figure 5, la commande de l'avertisseur s'effectue par un transistor MOS T2, lequel est attaqué par un étage adaptateur d'impédance T1 rendu nécessaire par la trop forte impédance de sortie des circuits U5 et U6. La présence d'une tension positive, voisine 2 de la tension d'alimentation, au point commun A entre les résistances R15 et R22 provoque la mise en conduction de T1 et T2 et, partant, l'alimentation de la bobine de l'avertisseur. Cette tension positive peut être appliquée au point A de trois manières différentes, correspondant chacune à l'un des modes de fonctionnement de l'appareil In the embodiment of the device given by way of example in FIG. 5, the alarm is controlled by a MOS transistor T2, which is driven by an impedance matching stage T1 made necessary by the excessive output impedance of circuits U5 and U6. The presence of a positive voltage, close to the supply voltage, at the common point A between the resistors R15 and R22 causes the conduction of T1 and T2 and, consequently, the supply of the horn of the horn . This positive voltage can be applied at point A in three different ways, each corresponding to one of the operating modes of the apparatus
(avertisseur, alarme, bruiteur), via l'une des trois diodes D6, D3 et D7. (alarm, alarm, buzzer), via one of three diodes D6, D3 and D7.
Lorsque, d'abord, la borne S3 est alimentée 3 par une tension positive (+12V), cette tension est directement transmise à la résistance R15 et provoque la When, first, the terminal S3 is powered by a positive voltage (+ 12V), this voltage is directly transmitted to the resistor R15 and causes the
mise en conduction de T1 et T2 d'une manière permanente pendant tout le temps que cette tension sera appliquée. conduction T1 and T2 permanently for the time that this voltage will be applied.
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L'ensemble fonctionne comme un simple relais et il s'agit là du mode de fonctionnement conventionnel de l'avertisseur. Le circuit U6 et les composants qui l'entourent (résistances R17, R18, R19, R20, R21 et condensateur C7) forment un oscillateur basse fréquence conventionnel. Lorsque la borne S1 est reliée au + de l'alimentation, la tension de sortie du circuit U6 oscille entre une valeur proche de zéro et une valeur10 proche de la tension d'alimentation, le rythme de cette oscillation étant fixé par la valeur des résistances R17 et R21 et du condensateur C7. On peut avantageusement obtenir une fréquence de 1,5Hz environ. La tension carrée ainsi obtenue à la sortie du circuit U6 est15 appliquée au point A à travers la diode D3 et provoque la mise en conduction intermittente de T1 et T2 à la fréquence de 0,5Hz. L'avertisseur fonctionne ainsi en mode alarme. Pour le mode de fonctionnement en bruiteur, ) les impulsions fines nécessaires sont fournies par le circuit US, à travers la diode D7, lorsque la borne S2 est reliée au + de l'alimentation. Dans ces conditions le circuit U5 fonctionne comme un comparateur recevant sur son entrée inverseuse (-) un signal triangulaire aZ dont la fréquence correspond à celle du bruiteur (tonalité des "bips" émis) et sur son entrée non inverseuse (+) un signal trapézoidal b dont la période The assembly functions as a simple relay and this is the conventional operating mode of the alarm. The circuit U6 and surrounding components (resistors R17, R18, R19, R20, R21 and capacitor C7) form a conventional low frequency oscillator. When the terminal S1 is connected to the + of the power supply, the output voltage of the circuit U6 oscillates between a value close to zero and a value close to the supply voltage, the rate of this oscillation being fixed by the value of the resistors. R17 and R21 and capacitor C7. It is advantageous to obtain a frequency of approximately 1.5 Hz. The square voltage thus obtained at the output of the circuit U6 is applied to the point A through the diode D3 and causes the intermittent conduction of T1 and T2 at the frequency of 0.5 Hz. The alarm operates in alarm mode. For the noisy operating mode, the necessary fine pulses are provided by the US circuit, through the diode D7, when the terminal S2 is connected to the + of the power supply. Under these conditions, the circuit U5 functions as a comparator receiving on its inverting input (-) a triangular signal aZ whose frequency corresponds to that of the buzzer (tone of the "beeps" emitted) and on its non-inverting input (+) a trapezoidal signal b whose period
correspond à la période de récurrence du son du bruiteur (espacement des "bips"). corresponds to the recurrence period of the sound of the buzzer (spacing of "beeps").
Ce fonctionnement est illustré à la figure 6. Le signal triangulaire a appliqué à l'entrée (-) du circuit U5 est obtenu par les circuit U3 et U4 montés en générateur de dent de scie selon un schéma This operation is illustrated in FIG. 6. The triangular signal applied to the input (-) of the circuit U5 is obtained by the circuits U3 and U4 mounted in a sawtooth generator according to a diagram
conventionnel.conventional.
Le signal trapézoïdal b appliqué à l'entrée (+) du circuit U5 est obtenu en partant d'un signal rectangulaire c fourni par le circuit U1 monté de façon The trapezoidal signal b applied to the input (+) of the circuit U5 is obtained starting from a rectangular signal c supplied by the circuit U1 assembled so
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conventionnelle. Ce signal carré est envoyé à l'étage U2 monté en intégrateur qui a pour effet de transformer les fronts raides de montée et de descente du signal carré en pentes douces. L'inclinaison des pentes obtenuesS dépend de la constante de temps R24C4: plus celle- ci est élevée, plus les pentes sont inclinées et plus le conventional. This square signal is sent to the integrator-integrated stage U2 which has the effect of transforming the steep rising and falling edges of the square signal into smooth slopes. The inclination of the slopes obtained S depends on the time constant R24C4: the higher it is, the more the slopes are inclined and the lower the slope.
temps de montée et de descente du signal est long. On a constaté expérimentalement qu'une suppression efficace des claquements nécessite que les temps de montée et de10 descente du signal ne soient pas inférieurs à 10 milisencondes. rise and fall time of the signal is long. It has been found experimentally that effective slap suppression requires that the rise and fall times of the signal be not less than 10 milliseconds.
On comprendra que la description ci-dessus a It will be understood that the above description has
été donnée à titre d'exemple, sans caractère limitatif, et que des adjonctions ou des modifications been given by way of example, without limitation, and that additions or modifications
constructives pourraient y être apportées sans sortir du cadre de la présente invention. Constructions could be made without departing from the scope of the present invention.
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Legal Events
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ST | Notification of lapse |
Effective date: 20100831 |