JP2016211329A - スマートエントリーシステム - Google Patents

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    • E05BLOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
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    • G01S5/14Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location

Abstract

【課題】より確実に、オートロックを行うことができるスマートエントリーシステムを提供する。
【解決手段】車載装置(2)は、携帯機(3)へ、リクエスト信号を送信する車載装置送信部(23、24)と、携帯機からの、リクエスト信号の受信信号強度の計測値を含むレスポンス信号を受信する車載装置受信部(25)と、計測値から、携帯機の位置を推定する推定部(21)と、車両(10)の周囲に形成される車両周囲エリアと携帯機との位置関係に基づき、予め定められたロック条件が成立したとき、車両のドアのロック機構(50)を施錠状態にする制御指令を出力する出力部(26)と、を備え、携帯機は、車載装置からの、リクエスト信号を受信する携帯機受信部(33)と、リクエスト信号の受信信号強度を計測する計測部(34)と、車載装置へ、レスポンス信号を送信する携帯機送信部(35)と、を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、車両に用いられるスマートエントリーシステムに関する。
ユーザが所持する携帯機と、車両に搭載された車載装置との間で双方向通信を行い、車載装置が携帯機を認証し、その結果に基づいて、ドアのアンロック/ロック、エンジンの始動などの、車両の所定の機能の動作制御を行うスマートエントリーシステムが普及している。
スマートエントリーシステムでは、上述の機能の他に、ユーザが降車後、車両から離れたときに、ドアを自動的にロックするオートロック機能を備えたものもある(特許文献1参照)。本構成は、ドアがアンロック状態で、車載装置から一定周期で送信するリクエスト信号に応答する携帯機からのレスポンス信号を受信しなかった場合、ユーザが車両から離れたと判断し、ドアをロックする。
特許第4754439号公報
特許文献1の方法では、車両の周辺に携帯機を持ったユーザがいた場合でも、ノイズ等の影響で車載装置からのリクエスト信号を受信できない(携帯機がレスポンス信号を送信しない)ときは、オートロックが作動してしまう。
上記課題を背景として、本発明は、より確実に、オートロックを行うことができるスマートエントリーシステムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するためのスマートエントリーシステムは、車両(10)に搭載された車載装置(2)と、ユーザが所持する携帯機(3)と、を含み、車載装置は、携帯機へ、リクエスト信号を送信する車載装置送信部(23、24)と、携帯機からの、リクエスト信号に応答し、リクエスト信号の受信信号強度の計測値を含むレスポンス信号を受信する車載装置受信部(25)と、計測値から、携帯機の位置を推定する推定部(21)と、車両の周囲に形成される車両周囲エリアと携帯機との位置関係に基づき、予め定められたロック条件が成立したか否かを判定する判定部(21)と、ロック条件が成立したとき、車両のドアのロック機構(50)を施錠状態にする制御指令を出力する出力部(26)と、を備え、携帯機は、車載装置からの、リクエスト信号を受信する携帯機受信部(33)と、リクエスト信号の受信信号強度を計測する計測部(34)と、車載装置へ、レスポンス信号を送信する携帯機送信部(35)と、を備える。
本発明では、携帯機でリクエスト信号の受信信号強度を計測し、その計測値に基づいて、車載装置と携帯機の間で通信が正常に行われたことを確認した上で、携帯機(すなわち、ユーザ)が車両から離れたか否かを判定している。よって、従来技術のように、ノイズ等の影響で、一時的に車載装置と携帯機の間で通信が正常に行われなかったときのような、ユーザが意図しないタイミングでオートロックを行うことを防止できる。
スマートエントリーシステムの構成を示す図。 車両周囲エリアの設定例を示す図。 RSSIに対する携帯機の位置を示すデータテーブル。 車載装置と携帯機との通信データの構成例を示す図。 携帯機の通信処理を説明するフロー図。 車載装置のオートロック処理を説明するフロー図。 図6に続く、オートロック処理を説明するフロー図。 ロック条件を説明する図。
図1のように、スマートエントリーシステム1は、車両10(図2参照)に搭載された車載装置2、ユーザが所持する携帯機3を含む。
車載装置2は、ECU20と、ECU20に接続された、車室外送信部23(本発明の車載装置送信部)、車室内送信部24(本発明の車載装置送信部)、受信部25(本発明の車載装置受信部)を備える。
ECU20は、周知のCPU21(本発明の推定部、判定部、照合部)、車載装置制御プログラムや照合用のマスタコード等の各種情報を記憶する、不揮発性記憶媒体で構成されたメモリ22、および信号入出力回路であるI/O26(本発明の出力部)を含む。CPU21が車載装置制御プログラムを実行することで、車載装置2の各種機能を実現する。
車室外送信部23は、アンテナを含み、例えば、23a、23bのように車両10のセンターピラー内や、23cのようにトランク内(図2参照)に取り付けられる。車室内送信部24は、例えば、センターコンソール内のような車室内(図2参照)に取り付けられる。これら送信部は、LF(長波)帯の電波(例えば、125KHz)を用いて車室外あるいは車室内にリクエスト信号、計測用信号(詳細は後述)を送信する。
受信部25は、アンテナを含み、例えば車室内に取り付けられて、車外あるいは車室内から、携帯機3からRF(高周波)帯の電波(例えば、315MHz)を用いて送信されたレスポンス信号を受信する。RF帯の電波を用いることで、レスポンス信号の信号強度が比較的微弱でも相応に通信距離(例えば、30〜100m)が得られ、より確実にレスポンス信号を受信できる。
車室外送信部23および車室内送信部24は、ECU20からの送信指示信号に基づいて、例えば、23(23a、23b、23c)、24の順にリクエスト信号を送信する。受信部25は、各送信部に対する送信指示信号の出力タイミングと同期して、携帯機3からのレスポンス信号を受信可能な状態となる。これにより、レスポンス信号が、どの送信部から送信したリクエスト信号に応答したものかを判別できる。
図2に、リクエスト信号の送信エリアを示す。送信部(23a、23b、23c、24の総称、以下同じ)のリクエスト信号の送信エリアの外縁を、それぞれ、R23a、R23b、R23c、R24で示す。略楕円形状に形成される送信エリアは、他の送信エリアと一部が重複している。例えば、3つの送信エリアR23a、R23b、R24が重複したエリアを、車両周囲エリアR2に設定する。無論、車両周囲エリアR2の設定に、送信エリアR23cを用いてもよい。この場合、送信エリアR23cから車両周囲エリアR2を除いたエリアR2cが車両周囲エリアR2に含まれる。
図3のように、メモリ22は、携帯機3が受信した、送信部からのリクエスト信号のRSSI(Received Signal Strength Indicator:受信信号強度)と、携帯機3の位置とを関連付けたデータテーブルを記憶する。携帯機3は、各送信部に近い位置でリクエスト信号を受信するほど、RSSIが大きくなる。例えば、送信部23aのRSSIが大きいほど、携帯機3は、送信部23aにより近い場所に位置する。
図2に戻り、送信部のRSSIのうち少なくとも3つを取得できれば、三角測量の原理により携帯機3の位置を求めることができる。よって、図2の車両周囲エリアR2は、少なくとも3つのRSSIを取得できるように設定されている。なお、全ての送信部のRSSIを取得できれば、一層正確に携帯機3の位置を求めることができる。以上より、図3では、送信部のRSSIのうち少なくとも3つを取得できた場合に限って携帯機3の位置を定めている。
図1に戻り、車載装置2には、例えばLAN等の通信線6を介して、ドアユニット5が接続される。ドアユニット5は、ロック機構50、タッチセンサ51、スイッチ52を含む。ロック機構50により、ドアが施錠あるいは開錠される。タッチセンサ51は、例えばドアハンドルに装備されて、ユーザがドアハンドルを握ったことを検出する。スイッチ52は、例えばドアハンドル付近に備えられ、ユーザが押下したことを検出する。
なお、ドアユニット5は、車両10の複数のドア(運転席側ドア、助手席側ドア、後部座席右側ドア、後部座席左側ドア、トランクやバックドアなど)のうちの1つを例示したものである。
携帯機3は、制御部31と、制御部31に接続された、メモリ32、受信部33(本発明の携帯機受信部)、計測部34、送信部35(本発明の携帯機送信部)、操作部36を備える。制御部31は、周知のCPU等(図示せず)を含むコンピュータとして構成される。CPUが、メモリ32に記憶された携帯機制御プログラムを実行することで、携帯機3の各種機能を実現する。メモリ32は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性記憶媒体で構成され、携帯機制御プログラムや携帯機3を識別するIDコード等の、携帯機3の動作に必要なデータを記憶する。
受信部33は、アンテナを含み、車載装置2の送信部からのリクエスト信号を受信する。計測部34は、RSSIの計測用信号(詳細は後述)を受信したとき、例えば、受信部33のアンテナに誘起された電圧に基づいて、該計測用信号のRSSIを測定する。
送信部35は、アンテナを含み、受信部33がリクエスト信号を受信すると、IDコードを含むレスポンス信号、RSSIの計測値(詳細は後述)を、RF帯の電波にて送信する。
操作部36は、周知のリモートキーレスエントリー機能を実行するために用いるスイッチを含む。ユーザが車両10の車室外の通信範囲内で操作部36を操作すると、例えば、ロック機構50の開錠/施錠、トランクあるいはバックドア(いずれも図示せず)の開錠を行うことができる。
図1の構成により、スマートエントリーシステム1では、ユーザによるドアハンドルを握る操作をタッチセンサ51が検出すると、車室外送信部23から携帯機3へ向けてリクエスト信号を送信する。携帯機3はリクエスト信号を受信すると、送信部35からレスポンス信号を送信する。ECU20は、受信したレスポンス信号に含まれるIDコードとマスタコードとを照合する。正常に照合されたとき、ECU20は、I/O26を介して、ロック機構50を開錠状態あるいは開錠許可状態とするよう制御指令を出力する。また、ユーザがスイッチ52を押下すると、車室外での携帯機3との照合が成功したとき、ECU20は、ロック機構50を施錠状態とするよう制御指令を出力する。
図4に、車載装置2と携帯機3との通信データの構成例を示す。車載装置2は、携帯機3からのレスポンス信号を受信しないとき、送信部から、所定の周期で順次リクエスト信号(Q1)を送信する。携帯機3からのレスポンス信号(A1)を受信すると、どの送信部から送信したリクエスト信号に応答したものかを判別し、以降は、判別した送信部からのみリクエスト信号を送信する。
このとき、リクエスト信号に続いて、あるいは、リクエスト信号に含めて、送信部(23a、23b、23c、24)から、それぞれ、計測用信号(Sa、Sb、Sc、Sd)を送信する(Q2)。計測用信号は、所定の時間(例えば、10msec)の無変調連続波(CW)でもよいし、変調度を一定値とした振幅変調波でもよい。各計測用信号は、例えば10msecのインターバルをとって送信する。携帯機3では、リクエスト信号の受信を終了した後に受信した信号を計測用信号と見なす。計測用信号は、どの送信部から送信されたものかを判別可能なデータを含めてもよい。
上述の構成が、「車載装置送信部は、携帯機が受信信号強度を計測するための計測用信号を、リクエスト信号に続いて送信、あるいはリクエスト信号に含めて送信する」ものである。リクエスト信号を、例えば、ASK(Amplitude Shift Keying:振幅偏移)変調方式の電波として送信するとき、送信データの内容によって振幅が変化するので、正確な受信信号強度を計測することは難しい。本構成によって、例えば、無変調連続波、あるいは変調度を一定値とした振幅変調波を、計測用信号として送信することで、より正確に受信信号強度を計測することができる。
携帯機3は、計測用信号を受信すると、計測用信号のそれぞれについてRSSIを計測し、計測値をレスポンス信号に含めて送信する(A2)。
図4において、常時、リクエスト信号に続いて、計測用信号を送信してもよい。あるいは、リクエスト信号が計測用信号を兼ねる構成でもよい。あるいは、リクエスト信号および計測用信号が、車載装置2を識別する識別コードを含み、携帯機3は、予め登録された識別コードを含むリクエスト信号および計測用信号にのみレスポンス信号を送信するようにしてもよい。
図5に、携帯機制御プログラムに含まれる、携帯機3の通信処理を示す。携帯機3は、車載装置2からのリクエスト信号を受信しないとき、あるいは、操作部36に対するユーザの操作が所定時間ないとき、通常の動作状態よりも消費電力の少ないスリープ状態にある(S11)。
スリープ状態でリクエスト信号を受信したとき(S12:Yes)、携帯機3は、通常の動作状態に移行する(S13)。次に、RSSIを計測するための計測用信号を受信したか否かを判定する。
リクエスト信号を受信してから所定時間内に計測用信号を受信しないとき(S14:No)、スリープ状態に移行し(S17)、本処理を終了する。一方、計測用信号を受信したとき(S14:Yes)、計測部34にて、各計測用信号(Sa、Sb、Sc、Sd)のRSSIを計測する(S15)。
次に、レスポンス信号とRSSIの計測値を送信する(S16)。計測値は、レスポンス信号に続けて送信してもよいし、レスポンス信号に含めて送信してもよい。この後、スリープ状態に移行し(S17)、本処理を終了する。
図6および図7に、車載装置制御プログラムに含まれるオートロック処理を示す。まず、予め定められた送信タイミングが到来したとき(S31)、上述のように、送信部から、順次リクエスト信号を送信する(S32)。この後、携帯機3からのレスポンス信号待ちの状態となる。
携帯機3からレスポンス信号を受信したとき(S33:Yes)、上述のように、IDコードとマスタコードとを照合する(S34)。照合が正常に行われなかったとき(S35:No)、ステップS31へ戻り、次のリクエスト信号の送信タイミングが到来するまで待つ。本処理を終了してもよい。一方、照合が正常に行われたとき(S35:Yes)、図7のステップS36へ進む。
ステップS31〜S35までの処理は、一般的なスマートエントリーシステムの照合処理と同様である。
図7に移り、予め定められた送信タイミングが到来したとき(S36)、ステップS33で携帯機3から受信したレスポンス信号が、どの送信部から送信したリクエスト信号に応答したものかを判別する。そして、判別した送信部からリクエスト信号を送信する。続いて、各送信部から、順次、計測用信号を送信する(S37)。この後、携帯機3からのレスポンス信号待ちの状態となる。
上述の構成が、「レスポンス信号は携帯機を識別するIDコードを含み、車載装置は、IDコードと予め記憶したマスタコードとを照合する照合部(21)を備え、車載装置送信部は、照合が正常に行われたとき、計測用信号を送信する」ものである。本構成によって、同種のスマートエントリーシステムを備えた他の車両の携帯機から送信されたレスポンス信号には反応しないので、ユーザが意図しないタイミングでオートロックを行うことを防止できる。
携帯機3からレスポンス信号を受信したとき(S38:Yes)、IDコードとマスタコードとを照合する(S39)。照合が正常に行われなかったとき(S40:No)、ステップS36へ戻り、次のリクエスト信号の送信タイミングが到来するまで待つ。あるいは、ステップS33へ戻ってもよいし、本処理を終了してもよい。一方、照合が正常に行われたとき(S40:Yes)、受信したレスポンス信号に含まれる、あるいは、レスポンス信号に続いて受信したRSSIの計測値を取得する(S41)。
次に、取得した計測値に基づき、図3のデータテーブルを参照し、携帯機3の位置を推定する(S42)。次に、携帯機3が車両周囲エリアR2(図2参照)の内に在るか否かを判定する。携帯機3が車両周囲エリアR2の内に在るとき(S43:No)、ステップS36へ戻り、次のリクエスト信号の送信タイミングが到来するまで待つ。あるいは、本処理を終了してもよい。
一方、携帯機3が車両周囲エリアR2の外に在るとき(S43:Yes)、全てのドアのロック機構(50)を施錠状態にするためのロック条件が成立したか否かを判定する。ロック条件は、以下のうちの少なくとも一つを用いる。なお、ロック条件を説明するために図8を用いる。
・携帯機3の位置が車両周囲エリアR2の外に在るとき、ロック条件が成立したと判定。すなわち、ステップS43で「Yes」と判定したとき、ロック条件が成立している。
・携帯機3の位置が車両周囲エリアR2の外に在り、予め定められた時間を超えて位置が変化しないとき、ロック条件が成立したと判定。つまり、携帯機3を所持したユーザが車両10の近くにいるものの、車両10に近づく意思がない状態と判定。
上述の2つの例は、携帯機3が、図8で示す位置に在るときに相当する。
上述の構成が、「推定部が、携帯機が車両周囲エリアの外に在ると推定したとき、判定部は、ロック条件が成立したと判定する」ものである。例えば、車両周囲エリアを、ユーザが降車したものの、荷物の積み下ろしや同乗者の介助のため等で、留まっていたいことが予想される領域に設定することができる。これにより、ユーザが意図しないタイミングでオートロックを行うことを防止できる。
・携帯機3が車両周囲エリアR2の外に在り、携帯機3が車両10から遠ざかる方向に移動しているとき、ロック条件が成立したと判定。携帯機3の位置は、予め定められた期間遡って、メモリ22に記憶しておく。この位置の変化から、携帯機3の移動方向を推定できる。図8の、携帯機3の移動方向D1に相当する。
上述の構成が、「推定部が、携帯機が車両周囲エリアの外に在り、かつ、携帯機が車両から遠ざかる方向へ移動していると推定したとき、判定部は、ロック条件が成立したと判定する」ものである。本構成によって、ユーザが車両から離れていく意思を推定できるので、より確実に、オートロックを行うことができる。
携帯機3の移動方向は、RSSIの計測値に基づいて推定してもよい。例えば、全ての送信部のRSSIの計測値が減少する傾向にあるとき、携帯機3が車両から遠ざかっていると推定する。一方、それ以外の場合は車両から遠ざかっていない(すなわち、車両を周回している)と推定する。
・携帯機3が車両周囲エリアR2の外に在り、携帯機3が車両10から遠ざかる方向に移動したことを検知してから所定時間を経過するまでは判定を行わず、所定時間を経過した後も、携帯機3が車両10から遠ざかる方向に移動しているとき、ロック条件が成立したと判定。図8の、携帯機3の移動方向D2に相当する。
上述の構成が、「推定部が、携帯機が車両周囲エリアの外に在り、かつ、携帯機が車両から遠ざかる方向へ移動を開始してから所定時間を経過した後に、携帯機が車両周囲エリアの外に在ると推定したとき、判定部は、ロック条件が成立したと判定する」ものである。例えば、ユーザが降車して、荷物を下ろすために車両の側方から後方(トランク)に回り込むときのように、ユーザが一時的に車両周囲エリアの外に出て遠ざかった状態でオートロックを行うことを防止できる。
ロック条件が成立したとき(S44:Yes)、ECU20からドアユニット5に対し、ロック機構50を施錠状態とするよう制御指令を出力する(S45)。
一方、ロック条件が成立しないとき(S44:No)、以下のうちの少なくとも一方を実行し(実行しなくてもよい)、ステップS36へ戻り、次のリクエスト信号の送信タイミングが到来するまで待つ。あるいは、本処理を終了してもよい。
・リクエスト信号の送信タイミングを変更する(S46)。例えば、リクエスト信号の送信周期を通常時よりも短くする。
上述の構成が、「推定部が、携帯機が車両周囲エリアの外に在ると推定したとき、車載装置送信部は、リクエスト信号の送信タイミングを、携帯機が車両周囲エリアの内に在ると推定したときの送信タイミングとは異なるものとする」ものである。例えば、携帯機が車両周囲エリアの外に在ると推定したとき、リクエスト信号の送信周期を短くすることで、ユーザが車両から離れる際にレスポンス信号を突然受信できなくなることを回避できる。
・リクエスト信号の送信出力を変更する(S47)。例えば、リクエスト信号の送信出力を大きくする。送信部は、ECU20からの制御指令に基づいて、送信出力(例えば、アンテナへの印加電流)を変更可能な構成となっている。
上述の構成が、「推定部が、携帯機が車両周囲エリアの外に在ると推定したとき、車載装置送信部は、リクエスト信号の送信出力を、携帯機が車両周囲エリアの内に在ると推定したときの送信出力とは異なるものとする」ものである。例えば、ノイズなどの影響によってレスポンス信号を受信できなかった場合、リクエスト信号の送信出力を上げて、ノイズの影響を低減する。これにより、携帯機3は、より確実にリクエスト信号を受信できる。
図6および図7において、常時、リクエスト信号に続いて計測用信号を送信するときには、ステップS31〜S35は実行しない。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
1 スマートエントリーシステム
10 車両
2 車載装置
20 ECU
21 CPU(推定部、判定部、照合部)
23(23a、23b、23c) 車室外送信部(車載装置送信部)
24 車室内送信部(車載装置送信部)
25 受信部(車載装置受信部)
26 I/O(出力部)
3 携帯機
31 制御部
33 受信部(携帯機受信部)
34 計測部
35 送信部(携帯機送信部)
50 ロック機構
R2 車両周囲エリア

Claims (8)

  1. 車両(10)に搭載された車載装置(2)と、ユーザが所持する携帯機(3)と、を含み、
    前記車載装置は、
    前記携帯機へ、リクエスト信号を送信する車載装置送信部(23、24)と、
    前記携帯機からの、前記リクエスト信号に応答し、前記リクエスト信号の受信信号強度の計測値を含むレスポンス信号を受信する車載装置受信部(25)と、
    前記計測値から、前記携帯機の位置を推定する推定部(21)と、
    前記車両の周囲に形成される車両周囲エリアと前記携帯機との位置関係に基づき、予め定められたロック条件が成立したか否かを判定する判定部(21)と、
    前記ロック条件が成立したとき、前記車両のドアのロック機構(50)を施錠状態にする制御指令を出力する出力部(26)と、
    を備え、
    前記携帯機は、
    前記車載装置からの、前記リクエスト信号を受信する携帯機受信部(33)と、
    前記リクエスト信号の受信信号強度を計測する計測部(34)と、
    前記車載装置へ、前記レスポンス信号を送信する携帯機送信部(35)と、
    を備えることを特徴とするスマートエントリーシステム。
  2. 前記車載装置送信部は、前記携帯機が前記受信信号強度を計測するための計測用信号を、前記リクエスト信号に続いて送信、あるいは前記リクエスト信号に含めて送信する請求項1に記載のスマートエントリーシステム。
  3. 前記レスポンス信号は前記携帯機を識別するIDコードを含み、
    前記車載装置は、
    前記IDコードと予め記憶したマスタコードとを照合する照合部(21)を備え、
    前記車載装置送信部は、前記照合が正常に行われたとき、前記計測用信号を送信する請求項2に記載のスマートエントリーシステム。
  4. 前記推定部が、前記携帯機が前記車両周囲エリアの外に在ると推定したとき、
    前記判定部は、前記ロック条件が成立したと判定する請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のスマートエントリーシステム。
  5. 前記推定部が、前記携帯機が前記車両周囲エリアの外に在り、かつ、前記携帯機が前記車両から遠ざかる方向へ移動していると推定したとき、
    前記判定部は、前記ロック条件が成立したと判定する請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のスマートエントリーシステム。
  6. 前記推定部が、前記携帯機が前記車両周囲エリアの外に在り、かつ、前記携帯機が前記車両から遠ざかる方向へ移動を開始してから所定時間を経過した後に、前記携帯機が前記車両周囲エリアの外に在ると推定したとき、
    前記判定部は、前記ロック条件が成立したと判定する請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のスマートエントリーシステム。
  7. 前記推定部が、前記携帯機が前記車両周囲エリアの外に在ると推定したとき、
    前記車載装置送信部は、前記リクエスト信号の送信タイミングを、前記携帯機が前記車両周囲エリアの内に在ると推定したときの送信タイミングとは異なるものとする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のスマートエントリーシステム。
  8. 前記推定部が、前記携帯機が前記車両周囲エリアの外に在ると推定したとき
    前記車載装置送信部は、前記リクエスト信号の送信出力を、前記携帯機が前記車両周囲エリアの内に在ると推定したときの送信出力とは異なるものとする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のスマートエントリーシステム。
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