JP4362827B2 - 車両のタイヤ空気圧検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のタイヤ空気圧検出装置に係り、特に、タイヤ空気圧が低下したタイヤ取り付け位置を検出して、空気圧が低下したタイヤを特定し、報知するタイヤ空気圧検出装置に関するものである。

車両の安全走行を確保するためには、車両のタイヤ内空気圧を常に適度な状態に設定することが必要である。例えば、タイヤ内空気圧が低下すると、パンクの発生率が増大する。

このため、従来から、タイヤ内空気圧の低下を検出し、運転者に対し警報を発するタイヤ空気圧警報装置が、種々提案されている。例えば、車に搭載された車内ＬＡＮにタイヤ空気圧の異常を示す情報を載せ、タイヤ空気圧低下時に運転者に警報を発するようにしたタイヤ空気圧警報装置が提案されている。タイヤ内空気圧を測定する装置としては、ＡＢＳスピードセンサからデータを入力して間接的にタイヤ空気圧を推定する方法を用いるものや、空気圧センサにより直接タイヤ空気圧を測定する方法によるもの等が知られている。また、上記公報に開示されたものでは、タイヤ温度をモニタすることでタイヤ空気圧の異常を検出して運転者に警告するようにしている。

しかしながら、一般に、従来のタイヤ空気圧警報装置では、いずれかのタイヤの空気圧が低下したことを警告するのみで、どのタイヤの空気圧が低下したのかは示されなかった。そのため、空気圧が低下したタイヤを特定するためには、車外へ出て、一つ一つタイヤを点検しなければならなかった。また、従来の例では、タイヤの取り付け位置を予め車載コンピュータ等に登録しておき、その登録情報に基づいて、例えば、左前輪の圧力値を表示したり、圧力が低下したことを警報するものであった。あるいは、タイヤ取り付け位置の情報なしに、いずれかのタイヤ空気圧が低下したことを警報するものであった。

しかし、例えばタイヤ会社によっては、タイヤに対する負荷を均一とするために定期的にタイヤの位置交換を行なうことを勧めており、タイヤの取り付け位置は、任意に交換されることがある。従って、予めタイヤ取り付け位置をコンピュータ等に登録しておいても、タイヤの位置が交換されると、タイヤ空気圧が低下したタイヤを正しく検出することができないという問題があった。

そこで、タイヤ空気圧の低下したタイヤの取り付け位置を正しく認識して、そのタイヤ空気圧を表示することのできるタイヤ取り付け位置検出装置を提案されている。（特許文献１参照）。

特開２００３−２２０８０９号公報

特許文献１の例では、各タイヤ近傍の車両側にタイヤを識別するためのタイヤＩＤを受信する受信手段が車輪の数だけ必要となり、製造コスト上昇の要因となっている。また、各受信手段とタイヤ空気圧判定手段とを結ぶデータ伝送手段も必要となって、部品のコストもさらに上昇し、タイヤ空気圧判定処理も複雑になる。

上記問題を背景とし、本発明の課題は、低コストかつ簡便な構成でタイヤの取り付け位置を正しく認識できる車両のタイヤ空気圧検出装置を提供することにある。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明は、上記課題を解決するための車両のタイヤ空気圧検出装置を提供するものである。即ち、請求項１によれば、車両における複数の取付位置に着脱可能に取り付けられる車輪のタイヤの空気圧を、当該タイヤおよび車輪の取付位置を特定して検出する車両のタイヤ空気圧検出装置であって、車両の複数の車輪取付位置における各車輪のタイヤの空気圧を各タイヤに付属して、かつ各タイヤの識別情報であるタイヤＩＤと関連付けて検出するタイヤ空気圧検出手段から取得される情報のうち、少なくともタイヤＩＤの情報をタイヤ側からタイヤ近傍の車両外領域へ送信するタイヤＩＤ送信手段と、複数の車輪取付位置にそれぞれ対応して車両側に設けられ、空気圧が検出されるタイヤを含む車輪が車両に対して複数の取付位置のいずれの取付位置に取り付けられているかを示す識別情報である取付位置ＩＤを、当該空気圧が検出されるタイヤ近傍の車両外領域へ送信する取付位置ＩＤ送信手段と、車輪を車両の取付位置に対して着脱するために利用される着脱作業部材に設けられ、タイヤＩＤ送信手段から少なくともタイヤＩＤを受信するタイヤＩＤ受信手段と、その着脱作業部材に設けられ、取付位置ＩＤを取付位置ＩＤ送信手段から受信する取付位置ＩＤ受信手段と、その着脱作業部材に設けられ、受信したタイヤＩＤと取付位置ＩＤとを互いに関連付けた信号を、車両の受信装置へ送信するタイヤＩＤ・取付位置ＩＤ送信手段と、を含むことを特徴とする車両のタイヤ空気圧検出装置として構成される。

上記構成によって、各タイヤ近傍の車両側にタイヤを識別するタイヤＩＤを受信する受信手段は不要となり、製造コストは低減できる。また、各受信手段とタイヤ空気圧判定手段とを結ぶデータ伝送手段も不要となって、部品のコストもさらに低減できる。

また、請求項２によれば、本発明の車両のタイヤ空気圧検出装置における着脱作業部材には、特定の車輪についてタイヤＩＤ受信手段により受信したタイヤＩＤおよび取付位置ＩＤ受信手段により受信した取付位置ＩＤを互いに関連付けて、かつ対象となる車輪ごとに記憶する一時記憶手段が設けられ、タイヤＩＤ・取付位置ＩＤ送信手段は、着脱の対象となる車輪の着脱に伴う対象車輪のタイヤＩＤおよび取付位置ＩＤの一時記憶が完了した後、その記憶されているタイヤＩＤおよび取付位置ＩＤを受信装置へ一括して送信する構成をとることもできる。

上記構成によって、タイヤＩＤおよび取付位置ＩＤを互いに関連付けて記憶することでタイヤの取付位置を特定することが可能となる。また、タイヤ取付後に一括して送信することで、作業者の操作負荷を低減することが可能となる。

また、本発明の車両のタイヤ空気圧検出装置における着脱作業部材は、車輪の交換の際に車輪をホイールハブに固定するねじ部材を回転操作するレンチであり、そのレンチにタイヤＩＤ受信手段、取付位置ＩＤ受信手段およびタイヤＩＤ・取付位置ＩＤ送信手段が組み込まれている構成をとることもできる。レンチは車輪取付に必須の工具である。本構成によって、新に別の工具を準備することなく、即ち、従来のタイヤ取付工程に新たな工程を追加する必要がないので、工具の準備忘れ・作業漏れ等の作業ミスは発生しない。

また、本発明の車両のタイヤ空気圧検出装置における着脱作業部材は、一時記憶手段の記憶内容を表示するＩＤ表示手段を含む構成をとることもできる。本構成によって、作業者は車輪取付時にタイヤＩＤ・取付位置ＩＤが着脱作業部材で正しく受信されているかどうかを確認しながら作業することができ、作業の精度が向上する。

また、本発明の車両のタイヤ空気圧検出装置は、受信装置へ送信する前に、一時記憶手段に記憶されたタイヤＩＤ・取付位置ＩＤの内容を確認するための確認手段を含む構成をとることもできる。本構成によって、間違ったデータを送信するという事態は発生しない。

低コストで簡便な構成の車両のタイヤ空気圧検出装置を提供する目的を、車輪の交換の際に車輪をホイールハブに固定するねじ部材を回転操作するレンチレンチにタイヤＩＤ受信手段、取付位置ＩＤ受信手段およびタイヤＩＤ・取付位置ＩＤ送信手段を組み込み、タイヤ取付時に受信したタイヤＩＤ受信手段、取付位置ＩＤを車両に設置された受信機を介してタイヤ空気圧検出装置に送り、タイヤＩＤ受信手段、取付位置ＩＤを関連付けて記憶する車両のタイヤ空気圧検出装置として実現した。

以下、本発明の実施例である車両のタイヤ空気圧検出装置について、図面を参照しながら説明する。まず、図３は車両のタイヤ空気圧検出装置の全体構成を示す図である。構成は各車輪とも同様なので、図１の右前輪のタイヤ２ａを例に挙げて説明する。タイヤ空気圧検出装置は空気圧センサ３ａ，受信機６，タイヤレンチ８，取付位置信号送信機９ａを含んで構成される。

空気圧センサ３ａとしては、例えば、図２のようにバルブ部３２ａよりタイヤリム７ａに取り付けられ、タイヤ２ａ内に連通するタイヤ内開口部にセンサ部３１ａを有する構成となっている。センサ部３１ａには、シリコンゴム等の弾性材よりなるダイヤフラムを有し、タイヤ内空気圧によるダイヤフラムの変形を、静電容量の変化として検出するものでもよいし、他のタイプのものでもよい。また、センサ部３１には空気圧センサ３ａの検出した信号を、タイヤ空気圧情報として、車体側に取り付けられた受信機６に微弱電波で送信する送信機３３ａが含まれている。送信機３３ａは、空気圧センサ３ａの検出した信号を送信する送信回路、送信アンテナ、タイヤを識別するためのタイヤＩＤを記憶したメモリ、および電池等を有している。なお、空気圧センサ３ａが本発明におけるタイヤ空気圧検出手段に、送信機３３ａがタイヤＩＤ送信手段に相当する。

センサ部３１ａにタイヤ内の空気温度を検出する温度センサを含めてもよい。温度センサの構成は特に限定されるものではなく、任意の温度センサが適用可能である。車両走行中にタイヤがパンクする際には、タイヤ内部の空気温度が急激に上昇するため、タイヤ内の空気圧を検出するだけでなく、タイヤ内空気温度を検出し、この温度情報を空気圧情報と併せて用いることにより、パンクによるタイヤ空気圧低下をより確実に検出することが可能となる。

受信機６は、図３のように例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信ネットワークを用いて構成された車内ＬＡＮ（Local Area Network）１０を介して、制御ＥＣＵ５と接続されている。受信機６は、送信機３３ａが送信した各センサ検出信号及びタイヤＩＤを、アンテナを通じて受信する。なお、受信機６が本発明における受信装置に相当する。

制御ＥＣＵ５は図示しない周知のＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ，入出力インターフェースであるＩ／Ｏおよびこれらの構成を接続するバスラインが備えられたマイクロコンピュータおよびその周辺回路により構成されている。ＣＰＵは、ＲＯＭおよびＲＡＭに記憶されたプログラムおよびデータにより制御を行なう。

図１に戻り、取付位置信号送信機９ａは、例えばトランスポンダにより構成されタイヤハブ１１ａの内部に取り付けられており、他の車輪取付位置に設けられた取付位置信号送信機９ｂ，９ｃ，９ｄと混信あるいは干渉を生じないように微弱電波で送信を行なう。また、取付位置信号送信機９ａは、取り付け位置を識別するための取付位置ＩＤを記憶したメモリ、取付位置ＩＤを送信する送信回路、送信アンテナ、および電池等を有している。この取付位置ＩＤにより取付位置信号送信機９ａの取り付け位置が識別され、これからタイヤ取り付け位置が特定される。なお、取付位置信号送信機９ａが本発明における取付位置ＩＤ送信手段に相当する。

タイヤレンチ８はタイヤ（車輪）をタイヤハブ１１ａに取り付けるための工具で、図６のように周知のＣＰＵ８１，ＲＯＭ８２，ＲＡＭ８３，入出力インターフェースであるＩ／Ｏ８４およびこれらの構成を接続するバスライン８５が備えられたマイクロコンピュータおよびその周辺回路を含む制御部９０を備えている。ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８２あるいはＲＡＭ８３に記憶されたプログラムおよびデータにより制御を行なう。なお、ＲＡＭ８３が本発明における一時記憶手段に相当する。

また、制御部９０にはＩＤ受信機８６，ＩＤ送信機８９，表示器８８が接続されている。ＩＤ受信機８６はタイヤＩＤおよび取付位置ＩＤを受信し、ＩＤ送信機８９は受信したタイヤＩＤおよび取付位置ＩＤを受信機６に送信するものである。表示器８８はＩＤ受信機８６，ＩＤ送信機８９の受信・送信の状態あるいはタイヤレンチ８の動作状態を表示するもので、タッチパネル式の液晶表示器を用いているが、表示はランプあるいはＬＥＤの表示色あるいは点灯パターンにより行なう方法を用いてもよい。また、タイヤレンチ８には操作ボタン，スイッチ等の入力操作部８７が備えられている。

なお、タイヤレンチ８が本発明における着脱作業部材に，レンチ、ＩＤ受信機８６がタイヤＩＤ受信手段，取付位置ＩＤ受信手段に、表示器８８がＩＤ表示手段に、ＩＤ送信機８９がタイヤＩＤ・取付位置ＩＤ送信手段に相当する。

（車輪位置検出処理）
次に、図４を用いて車輪位置検出処理について説明する。本処理はタイヤレンチ８のＲＯＭ８２あるいはＲＡＭ８３に記憶されたプログラムおよびデータにより繰り返し実行される。まず、タイヤ２ａおよび空気圧センサ３ａをタイヤリム７ａに取り付けた状態である車輪をタイヤハブ１１ａに取り付けてボルトあるいはナットで固定するためにタイヤレンチ８を車輪に接近させると、トランスポンダである取付位置信号送信機９ａから送信される取付位置ＩＤを受信するまで待つ。図４ではトランスポンダをトラポンと略記している。

なお、取付位置信号送信機９ａとＩＤ受信機８６の通信は、ＩＤ送信機８９から送信される送信エネルギーを取付位置信号送信機９ａの電源エネルギーとして使用する電磁誘導通信システムとしてもよい。

取付位置ＩＤを受信すると（Ｓ１：Ｙｅｓ）、ＩＤ受信機８６から制御部９０に受信した取付位置ＩＤのデータが送られ、ＲＡＭ８３の所定の領域に一時的に記憶される。そして、図５（ａ）のように表示器８８に取付位置ＩＤの情報「ＦＲ（Front Right：右後輪の意）」と表示される。次に、空気圧センサ３ａからのタイヤＩＤを受信するまで待つ。タイヤＩＤを受信すると（Ｓ２：Ｙｅｓ）、同様にＩＤ受信機８６から制御部９０に受信したタイヤＩＤのデータが送られ、ＲＡＭ８３の所定の領域に一時的に記憶される。そして、図５（ｂ）のように表示器８８にタイヤＩＤの情報「０００１」が表示される。タイヤＩＤは空気圧センサに固有のもので、空気圧センサのシリアル番号を用いてもよい。図４では空気圧センサをセンサと略記している。また、図４では取付位置ＩＤの情報を輪位置情報と記載している。

なお、空気圧センサ３ａとＩＤ受信機８６の通信も、ＩＤ送信機８９から送信される送信エネルギーを空気圧センサ３ａの識別ＩＤ送信部の電源エネルギーとして使用する電磁誘導通信システムとしてもよい。

そして、ＲＡＭ８３に一時的に記憶されている取付位置ＩＤとタイヤＩＤを、「取付位置ＩＤが右前輪のタイヤＩＤは０００１」というように、取付位置ＩＤとタイヤＩＤとを関連付けてＲＡＭ８３の所定の領域に記憶する（Ｓ３）。

ステップＳ１からＳ３までの処理をタイヤの本数の回数繰り返す。タイヤの本数すなわち繰り返す回数はタイヤレンチ８に含まれる入力操作部８７および表示器８８を用いて予め設定することができる。

タイヤの本数分の取付位置ＩＤとタイヤＩＤとを関連付けて記憶されると（Ｓ４：Ｙｅｓ）、図５（ｃ）のように表示器８８の画面上に表示された内容でよいかどうかを確認するための「ＯＫ」，「もどる」ボタンが表示される。表示された内容でよい場合は「ＯＫ」ボタンを押して該記憶内容をＩＤ送信機８９から受信機６へ一括して送信する。表示された内容に誤りがある場合は「もどる」ボタン押して最初からやり直す。

受信機６は該記憶内容を受信したら、車内ＬＡＮ（Local Area Network）１０を介して、制御ＥＣＵ５へ該受信内容を送る。制御ＥＣＵ５は受信した内容を制御ＥＣＵ５に含まれる図示しないＲＡＭあるいは不揮発メモリへ記憶する。

また、上述の例は、確認操作を全ての車輪を取り付けた後に行なっているが、車輪を一本ずつ取り付けるたびに確認操作を行なうようにしてもよい。また、確認操作を行なった後に取付位置ＩＤとタイヤＩＤをＩＤ送信機８９から受信機６へ一本ずつ送信してもよい。この場合、制御部９０，表示器８８，入力操作部８７が本発明の確認手段に相当する。

車輪位置検出処理を車両に設けられたスイッチの所定の操作によって、運転者が通常に使用する通常モードから車両の整備・調整に必要な部分のみ動作する整備モードに移行したときに実施するようにしてもよい。

（空気圧異常検出処理）
次に、空気圧異常検出処理について説明する。本処理は制御ＥＣＵ５の図示しないＲＯＭおよびＲＡＭに記憶されたプログラムおよびデータにより繰り返し実行される。まず、受信機６を介して送られる空気圧センサ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄからのタイヤ空気圧情報に基づいてタイヤ空気圧が低下していないか判定する。すなわち、各空気圧センサ３ａ〜３ｄの検出した空気圧を、予め設定された所定の空気圧と比較して判定する。この所定の空気圧としては、特に限定はされないが、標準空気圧の８割程度が好ましい。

タイヤ空気圧が低下したと判定した場合には、制御ＥＣＵ５の図示しないＲＡＭあるいは不揮発メモリに記憶されているタイヤＩＤ及び取付位置ＩＤを参照し、空気圧が低下した情報を送信した空気圧センサのタイヤＩＤからタイヤ空気圧が低下したタイヤを特定し、車内の計器パネル等に設けられた図示しない表示器に空気圧の低下したタイヤの取り付け位置を明示する形で表示して運転者に警報を発する。警報を受けた運転者は、直ちに最寄りのガソリンスタンドあるいはタイヤショップ等へ行き、タイヤを交換する。その際、空気圧の低下したタイヤの取り付け位置が特定されているので、タイヤ交換を容易に行なうことができる。

上述の実施例では表示器８８はタイヤレンチ８に含む構成であるが、車両に取り付けられた周知のナビゲーション装置に用いられる表示器を使用してもよい。この場合、受信機６で受信した取付位置ＩＤとタイヤＩＤを車内ＬＡＮ１０を介してＥＣＵ５およびナビゲーション装置の両方に送る方法、ＥＣＵ５に記憶されている取付位置ＩＤとタイヤＩＤをナビゲーション装置に送る方法等がある。

また、表示器８８をタイヤレンチ８に含まず車両の外に設置する構成をとってもよい。例えば、タイヤレンチ８に表示器用の入出力回路を設けて車外に設置された表示器とケーブル接続するものである。ケーブル接続の代わりに無線通信を用いてもよい。この場合、車外に設置された表示器はタイヤレンチ８にふくまれる表示器８８よりも表示画面を大きくできるので、取付位置ＩＤとタイヤＩＤ以外にも車輪位置検出に必要なデータを表示することが可能となる。

上記構成は車両の製造ラインや整備工場に好適である。例えば、車輪取付位置に位置した車両に４台の車輪取付ロボット（四輪車の場合）を使用してほぼ同時に車輪を取り付ける形態の製造ラインでは、それぞれの車輪取付ロボットに取付位置ＩＤとタイヤＩＤを受信するＩＤ受信機を含み、一組の取付位置ＩＤとタイヤＩＤを受信すると、製造ラインの傍らに設置された受信機に該ＩＤデータを送信する。該ＩＤデータを受信した受信機は受信機に接続された表示器に該ＩＤデータを送り、表示器は送られてきたＩＤデータを表示する。表示器の表示内容は検査員によってモニタされ、図５（ｃ）のように４輪全てのＩＤデータを受信したことを確認して「ＯＫ」ボタンを押すと、表示器に接続された送信機から車両の受信機６に全ての取付位置ＩＤとタイヤＩＤを送る。１台の車輪取付ロボットで全ての車輪を取り付ける場合も、車輪の取付毎に取付位置ＩＤとタイヤＩＤを受信機へ送信すること以外は上記と同様である。

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。

車両のタイヤ空気圧検出装置の概略構成を示すブロック図。 空気圧センサの構成を示す図。 車両のタイヤ空気圧検出装置を車両に適用した全体構成の概略を示すシステム構成図。 タイヤ取り付け位置検出処理を説明するためのフロー図。 タイヤレンチの表示器の表示例を示す図。 タイヤレンチの構成例を示す図。

符号の説明

１ 車両
２ａ タイヤ
３ａ 空気圧センサ（タイヤ空気圧検出手段）
７ａ タイヤリム
５ 制御ＥＣＵ
６ 受信機（受信装置）
８ タイヤレンチ（着脱作業部材，レンチ）
９ａ 取付位置信号送信機（取付位置ＩＤ送信手段）
１１ａ タイヤハブ
３３ａ 送信機（タイヤＩＤ送信手段）
８３ ＲＡＭ（一時記憶手段）
８６ ＩＤ受信機（タイヤＩＤ受信手段，取付位置ＩＤ受信手段）
８７ 入力操作部
８８ 表示器（ＩＤ表示手段）
８９ ＩＤ送信機（タイヤＩＤ・取付位置ＩＤ送信手段）
９０ 制御部（確認手段）

Claims (5)

1. 車両における複数の取付位置に着脱可能に取り付けられる車輪のタイヤの空気圧を、当該タイヤおよび車輪の取付位置を特定して検出する車両のタイヤ空気圧検出装置であって、
   前記車両の複数の車輪取付位置における各車輪のタイヤの空気圧を各タイヤに付属して、かつ各タイヤの識別情報であるタイヤＩＤと関連付けて検出するタイヤ空気圧検出手段から取得される情報のうち、少なくとも前記タイヤＩＤの情報をタイヤ側からタイヤ近傍の車両外領域へ送信するタイヤＩＤ送信手段と、
   前記複数の車輪取付位置にそれぞれ対応して車両側に設けられ、前記空気圧が検出されるタイヤを含む車輪が車両に対して前記複数の取付位置のいずれの取付位置に取り付けられているかを示す識別情報である取付位置ＩＤを、当該空気圧が検出されるタイヤ近傍の車両外領域へ送信する取付位置ＩＤ送信手段と、
   前記車輪を車両の前記取付位置に対して着脱するために利用される着脱作業部材に設けられ、前記タイヤＩＤ送信手段から少なくとも前記タイヤＩＤを受信するタイヤＩＤ受信手段と、
   その着脱作業部材に設けられ、前記取付位置ＩＤを前記取付位置ＩＤ送信手段から受信する取付位置ＩＤ受信手段と、
   その着脱作業部材に設けられ、前記受信したタイヤＩＤと前記取付位置ＩＤとを互いに関連付けた信号を、前記車両の受信装置へ送信するタイヤＩＤ・取付位置ＩＤ送信手段と、
   を含むことを特徴とする車両のタイヤ空気圧検出装置。
2. 前記着脱作業部材には、特定の車輪について前記タイヤＩＤ受信手段により受信したタイヤＩＤおよび前記取付位置ＩＤ受信手段により受信した取付位置ＩＤを互いに関連付けて、かつ対象となる車輪ごとに記憶する一時記憶手段が設けられ、
   前記タイヤＩＤ・取付位置ＩＤ送信手段は、前記着脱の対象となる車輪の着脱に伴う対象車輪のタイヤＩＤおよび取付位置ＩＤの一時記憶が完了した後、その記憶されているタイヤＩＤおよび取付位置ＩＤを前記受信装置へ一括して送信するものである請求項１に記載の車両のタイヤ空気圧検出装置。
3. 前記着脱作業部材は、前記一時記憶手段の記憶内容を表示するＩＤ表示手段を含むものである請求項２に記載の車両のタイヤ空気圧検出装置。
4. 前記受信装置へ送信する前に、前記一時記憶手段に記憶された前記タイヤＩＤ・取付位置ＩＤの内容を確認するための確認手段を含むものである請求項２または３に記載の車両のタイヤ空気圧検出装置。
5. 前記着脱作業部材は、車輪の交換の際に車輪をホイールハブに固定するねじ部材を回転操作するレンチであり、そのレンチに前記タイヤＩＤ受信手段、前記取付位置ＩＤ受信手段および前記タイヤＩＤ・取付位置ＩＤ送信手段が組み込まれている請求項１または２に記載の車両のタイヤ空気圧検出装置。

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