JP5499014B2 - 車載バッテリ管理システム - Google Patents

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    • B60R16/0232Circuits relating to the driving or the functioning of the vehicle for measuring vehicle parameters and indicating critical, abnormal or dangerous conditions

Description

本発明は、車両に搭載される電気機器(車載機器)に電力を供給するバッテリの状態を監視するための車載バッテリ管理システムに関する。
特許文献1には、動力源としてモータを使用する車両に搭載されるバッテリであって、モータに電力を供給するバッテリの充電率(チャージ残量)を監視するシステムが示されている。このシステムでは、バッテリの充電率を示す信号が繰り返し車両からセンタに送信され、センタは送信された充電率を記録し、車両ユーザの携帯電話機はバッテリの充電率をセンタに繰り返し問い合わせを行い、最新の充電率を待ち受け画面に表示するように構成されている。これにより、ユーザが携帯電話機を操作することなく、最新の充電率を車両から離れた場所で容易に認識できる。
特開2011−82937号公報
車両に搭載される電気機器(例えば空調装置)に電力を供給するためのバッテリ(以下「車載機器用バッテリ」という)と、その車載機器用バッテリを充電するための発電装置とを備える車両においては、車載機器用バッテリの最大充電容量は、動力源駆動用バッテリと比較して小さい。そのため、上記従来のシステムをそのまま適用すると、バッテリ充電率のセンタへの送信が繰り返し行われ、その送信動作によってバッテリの充電率が低下するという課題がある。
本発明はこの点に着目してなされたものであり、車両に搭載される比較的小容量の車載機器用バッテリの状態を、車両から離れている使用者がより適切に認識することができる車載バッテリ管理システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため請求項1に記載の発明は、発電手段(11)と、該発電手段(11)の発電電力により充電されるバッテリ(12)と、該バッテリ(12)の出力電力によって動作する車載機器(13)と、前記バッテリ(12)の状態を通知する通知手段(15,16)とを搭載した車両(1)と、前記車載機器(13)を操作可能な携帯端末(3)と、前記通知手段(15,16)及び携帯端末(3)と無線通信可能なサーバ(2)とからなる車載バッテリ管理システムにおいて、前記サーバ(2)は前記通知手段から通知された前記バッテリ(12)の状態を記憶する記憶部(23)を備え、前記通知手段(15,16)は、前記バッテリ(12)のチャージ残量(CHR)が所定量(CHRTH)以下である低チャージ残量状態または前記バッテリ(12)の異常状態を検出する監視手段(15)を備え、前記監視手段(15)により前記低チャージ残量状態または異常状態が検出されたときに、その旨前記サーバ(2)に通知し、前記サーバは、前記通知手段(15,16)により前記サーバ(2)に通知された前記バッテリ(12)の状態を前記記憶部(23)に記録し、前記携帯端末(3)からの問い合わせに対応して記録内容を前記携帯端末(3)に送信するように構成されており、前記車両(1)は、該車両の動力源に電力を供給する駆動用バッテリ(19)を備え、前記発電手段(11)の発電電力により充電されるバッテリ(12)は、前記駆動用バッテリ(19)とは別個のものであって、かつ前記駆動用バッテリ(19)より最大充電容量(CHMAX)が小さいものであり、前記通知手段(15,16)は、前記駆動用バッテリ(19)の出力電力を利用して前記低チャージ残量状態の通知を実行することを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の車載バッテリ管理システムにおいて、前記発電手段(11)は、光、熱、及び電磁波の少なくとも1つにより発電を行うことを特徴とする。
請求項に記載の発明は、請求項1または2に記載の車載バッテリ管理システムにおいて、前記通知手段(15,16)は、前記バッテリ(12)が充電により前記低チャージ残量状態でなくなったときは、その旨前記サーバ(2)に通知することを特徴とする。
請求項に記載の発明は、発電手段(11)と、該発電手段(11)の発電電力により充電されるバッテリ(12)と、該バッテリ(12)の出力電力によって動作する車載機器(13)と、前記バッテリ(12)の状態を通知する通知手段(15,16)とを搭載した車両(1)と、前記車載機器(13)を操作可能な携帯端末(3)と、前記通知手段(15,16)及び携帯端末(3)と無線通信可能なサーバ(2)とからなる車載バッテリ管理システムにおいて、前記車両(1)は、該車両の動力源に電力を供給する駆動用バッテリ(19)を備え、前記発電手段の発電電力により充電されるバッテリ(12)は、前記駆動用バッテリ(19)とは別個のものであって、かつ前記駆動用バッテリ(19)より最大充電容量が小さいものであり、前記通知手段は、前記バッテリ(12)のチャージ残量(CHR)が所定量(CHRTH)以下である低チャージ残量状態または前記バッテリの異常状態を検出する監視手段(15)を備え、前記監視手段(15)により前記低チャージ残量状態または異常状態が検出されたときに、その旨前記サーバ(1)に通知し、前記低チャージ残量状態の通知は、前記駆動用バッテリ(19)の出力電力を利用して実行し、前記通知手段(15,16)により前記サーバ(1)に通知された前記バッテリ(12)の状態は、前記携帯端末(3)から前記サーバ(1)に問い合わせ可能に構成されていることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、車載機器に電力を供給するバッテリのチャージ残量が所定量以下である低チャージ残量状態またはバッテリの異常状態が検出されたときに、その旨サーバに通知され、サーバに通知されたバッテリの状態は、記憶部に記録され、携帯端末からサーバの問い合わせに対応して記録内容が携帯端末に送信される。したがって、例えば携帯端末を介して車載機器の操作を行うことができないような場合に、携帯端末を用いてサーバに問い合わせることにより、その原因を使用者が認識し、迅速な対応が可能となる。すなわち、バッテリの低チャージ残量状態または異常状態であるときには、バッテリの充電や交換によって対応できる一方、バッテリの低チャージ残量状態また異常状態が原因でないときは、他の対応(例えば車載機器と携帯端末との間の通信環境の確認)をとることができる。また、発電手段の発電電力により充電される車載機器用バッテリは、車両の駆動用バッテリとは別個のものであり、かつ駆動用バッテリより最大充電容量が小さいので、サーバへの通知を常時行わないことによる、車載機器用バッテリの電力消費抑制効果が顕著となり、バッテリ電力消費を抑制しつつ低チャージ残量状態や異常状態を使用者が離れた所から容易に認識することが可能となる。さらに駆動用バッテリの出力電力を利用して低チャージ残量状態のサーバへの通知が実行されるので、車載機器用バッテリの低チャージ残量状態を確実にサーバへ通知することができる。
請求項2に記載の発明によれば、光、熱、及び電磁波の少なくとも1つにより発電されれた電力でバッテリの充電が行われるので、バッテリの充電状態は、車両の利用環境や保管環境の影響を受けやすく、低チャージ残量状態となる頻度が高くなることが想定される。したがって、サーバへの通知を常時行わないことによる、バッテリの電力消費抑制効果が顕著となり、バッテリ電力消費を抑制しつつ低チャージ残量状態や異常状態を使用者が離れた所から容易に認識することが可能となる。
請求項に記載の発明によれば、バッテリが充電により低チャージ残量状態でなくなったときは、その旨サーバに通知されるので、低チャージ残量状態から通常状態に復帰したことを使用者が認識することが可能となる。さらに、通知手段がバッテリの現在の充電量をサーバに通知して、使用者が携帯端末を使って現状のバッテリ充電量を確認できるようにしても良い。
請求項に記載の発明によれば、車載機器に電力を供給するバッテリのチャージ残量が所定量以下である低チャージ残量状態またはバッテリの異常状態が検出されたときに、その旨サーバに通知され、サーバに通知されたバッテリの状態は、携帯端末からサーバに問い合わせることができる。したがって、例えば携帯端末を介して車載機器の操作を行うことができないような場合に、携帯端末を用いてサーバに問い合わせることにより、その原因を使用者が認識し、迅速な対応が可能となる。すなわち、バッテリの低チャージ残量状態または異常状態であるときには、バッテリの充電や交換によって対応できる一方、バッテリの低チャージ残量状態また異常状態が原因でないときは、他の対応(例えば車載機器と携帯端末との間の通信環境の確認)をとることができる。また発電手段の発電電力により充電される車載機器用バッテリは、車両の駆動用バッテリとは別個のものであり、かつ駆動用バッテリより最大充電容量が小さいので、サーバへの通知を常時行わないことによる、車載機器用バッテリの電力消費抑制効果が顕著となり、バッテリ電力消費を抑制しつつ低チャージ残量状態や異常状態を使用者が離れた所から容易に認識することが可能となる。さらに駆動用バッテリの出力電力を利用して低チャージ残量状態のサーバへの通知が実行されるので、車載機器用バッテリの低チャージ残量状態を確実にサーバへ通知することができる。
本発明の第1の実施形態にかかる車載バッテリ監視システムの構成を示すブロック図である。 車両の監視部における処理のフローチャートである。 サーバの制御部における処理のフローチャートである。 携帯端末の制御部における処理のフローチャートである。 図2の処理の変形例を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態にかかる車載バッテリ監視システムの構成を示すブロック図である。 車両の監視部における処理のフローチャートである(第2の実施形態)。
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
図1は本発明の一実施形態にかかる車載バッテリ管理システムの構成を示すブロック図である。このシステムでは、車両1、サーバ2、及び携帯端末3によって構成される。
車両1は、内燃機関により駆動される車両であり、図示しない内燃機関、該機関により駆動される交流発電機、及び該機関によって駆動される車両駆動系と、それらの制御装置とを備えている。車両1はさらに、前記交流発電機とは別に発電部11と、発電部11からの電力により充電されるバッテリ12と、バッテリ12の出力電力によって動作する車載機器13(例えば空調装置)と、車載機器13を携帯端末3によって遠隔操作するための通信部14と、バッテリ12の状態(チャージ残量CHR、異常の有無)を監視する監視部15と、監視部15において検出された所定のバッテリ状態を無線通信によりサーバ2に通知するための通信部16とを備えている。本実施形態では、チャージ残量CHRが所定量CHRTH以下である低チャージ残量状態またはバッテリ11の異常状態が検出されたときに、その旨サーバ2に通知される。
発電部11は、太陽光のエネルギを電力に変換すること(光−電力変換)、及び内燃機関の熱を直接的に電力に変換すること(熱−電力変換)によって、発電を行うものである。光−電力変換は周知の太陽電池を用いることにより実現し、また熱−電力変換はゼーベック効果を利用した公知の手法を用いることにより実現する。発電部11による発電電力は、上記交流発電機による発電電力より小さい。
バッテリ12は、内燃機関の点火などに使用される機関駆動用バッテリとは別に設けられた、車載機器13に電力を供給するためのバッテリである。発電部11の発電電力が比較的小さいので、バッテリ12の最大充電容量CHMAXは、機関駆動用バッテリの最大充電容量より小さい。本実施形態では、監視部15及び通信部16の電源は、バッテリ12から供給される。
サーバ2は、車両1及び携帯端末3との間で無線通信を行うための通信部21と、サーバ2においてバッテリ12の最新の状態を記録するための制御を行う制御部22と、得られた情報を記憶する記憶部23とを備えている。制御部22は、車両1から送信されるバッテリ12の状態に関する情報を記録するとともに、携帯端末3からのバッテリ状態の問い合わせに対して応答する制御を行う。
携帯端末3は、車両1の使用者が保持するものであり、例えばスマートフォン、あるいはタブレット型のパーソナルコンピュータなどが使用される。携帯端末3は、通信部31と、制御部32と、操作部33と、表示部34とを備えている。通信部31は、車両1の通信部14及びサーバ2の通信部21との間で無線通信を行う。
携帯端末3は、使用者が操作部33を操作することによって、通信部31及び通信部14を介して車載機器13の遠隔操作を行う機能と、バッテリ12の状態をサーバ2に問い合わせる機能とを有する。
車載機器13は、通信部14を介して入力される操作情報にしたがった動作を行うとともに、その動作の完了通知(当該動作を完了できなかったときは異常通知)を、通信部14を介して携帯端末3へ送信する。
使用者は、例えば携帯端末3を用いて車載機器13の遠隔操作を行ったときに、車載機器13から異常通知を受けた場合には、携帯端末3を用いてバッテリ12の状態をサーバ2に問い合わせることができる。
図2は、車両1の監視部15における処理のフローチャートであり、この処理は所定時間毎に実行される。
ステップS11ではバッテリ12に関する検出データを読み込む。本実施形態では、チャージ残量CHR(満充電量に対する割合で示される)、バッテリ温度TB、及び出力電圧VBが読み込まれる。ステップS12では、チャージ残量CHRが所定量CHRTH(例えば0.3)以下であるか否かを判別し、その答が肯定(YES)であって、バッテリ12が低チャージ残量状態であるときは、そのことを通信部16を介してサーバ2に通知する(ステップS13)。
ステップS12の答が否定(NO)であるときは、異常フラグFABNLが「1」であるか否を判別する(ステップS14)。例えばバッテリ温度TBが所定上下限温度の範囲外にあるとき、またはバッテリ電圧VBが所定上下限電圧の範囲外にあるとき、バッテリ12は異常であると判定され、異常フラグFABNLが「1」に設定される。
ステップS14の答が肯定(YES)であるときは、バッテリ12が異常状態であることをサーバ2に通知する(ステップS15)。ステップS14でFABNL=0であるときは直ちに処理を終了する。
図3は、サーバ2の制御部22で実行されるバッテリ管理処理のフローチャートである。
ステップS21及びS22で、車両1からのバッテリ状態に関する通知、及び携帯端末3からの問い合わせを待ち、車両1からの通知を受信すると、ステップS21からステップS23に進み、通知内容及び受信時刻を記憶部23に記録し、ステップS21に戻る。
また携帯端末3からの問い合わせを受信すると、ステップS22からステップS24に進み、記憶部23から記録内容を読み出して、携帯端末3へ送信する。なお、記憶部23のバッテリ12の状態についての記録がないときは、通常状態(低チャージ残量状態または異常状態が検出されていない状態)であるので、その情報を携帯端末3へ送信する。
図4は、携帯端末3の制御部32で実行される遠隔操作/問い合わせ処理のフローチャートである。
ステップS31で使用者による操作入力を待ち、操作入力が行われるとステップS31からステップS32に進み、車載装置13の遠隔操作入力であるか否かを判別する。この答が肯定(YES)であるときは、操作情報を通信部13を介して車両1へ送信する(ステップS33)。
これに対応して車載機器13が操作情報にしたがった動作を行うとともに、その動作の完了通知または当該動作を完了できないという異常通知を、通信部14を介して携帯端末3へ送信する(図示せず)。
ステップS34では、車載機器13からの通知を受信し、受信内容を表示部34に表示する(ステップS37)。
ステップS32の答が否定(NO)であって、バッテリ状態の問い合わせ操作が行われたときは、サーバ2へ問い合わせ信号を送信する(ステップS35)。これに対応してサーバ2が記録内容を送信すると、送信された記録内容を受信し(ステップS36)、受信内容を表示部34に表示する(ステップS37)。
以上のように本実施形態では、車載機器13に電力を供給するバッテリ12のチャージ残量CHRが所定量CHRTH以下である低チャージ残量状態またはバッテリ12の異常状態が検出されたときに、その旨サーバ2に通知され、サーバ2に通知されたバッテリ12の状態は、携帯端末3からサーバ2に問い合わせることができるので、例えば携帯端末3により車載機器13の遠隔操作を行い、異常通知を受信した場合に、携帯端末3を用いてサーバ2に問い合わせることにより、その原因を使用者が認識し、迅速な対応が可能となる。すなわち、バッテリ12の低チャージ残量状態であるときには、内燃機関を始動させて熱を発生させたり、太陽光の当たるところに車両を移動させたりして、バッテリ12を充電することで対応できる。またバッテリ12の異常状態であるときには、バッテリ12の交換によって対応できる。一方、バッテリ12の低チャージ残量状態また異常状態が、遠隔操作不能であることの原因でないときは、他の対応、例えば車載機器13(通信部14)と携帯端末3(通信部31)との間の通信環境の確認を行うといった対応をとることができる。
また発電部11は、光−電力変換及び熱−電力変換によって発電を行い、その発電電力でバッテリの充電が行われるので、バッテリ12の充電状態は、車両の利用環境や保管環境の影響を受けやすく、低チャージ残量状態となる頻度が高くなることが想定される。したがって、サーバ2への通知を常時行わないことによる、バッテリ12の電力消費抑制効果が顕著となり、バッテリ電力消費を抑制しつつ低チャージ残量状態や異常状態を使用者が離れた所から容易に認識することが可能となる。
本実施形態では、発電部11が発電手段に相当し、監視部15が監視手段に相当し、監視部15及び通信部16が通知手段を構成する。
[変形例]
図2に示す監視部15における処理は、図5に示すように変形してもよい。図5は、図2のステップS13をステップS13aに変更し、さらにステップS13b及び13cを追加したものである。
ステップS13aでは、低チャージ残量状態であることをサーバ2へ通知するとともに、その通知を行ったことを示す通知完了フラグFMSNTを「1」に設定する。ステップS13bでは、通知完了フラグFMSNTが「1」であるか否かを判別し、その答が肯定(YES)であるときは、充電によって低チャージ残量状態から通常の状態へ復帰したことをサーバ2に通知し、通知完了フラグFMSNTを「0」に戻す。ステップS13bの答が否定(NO)であるときは直ちにステップS14に進む。
この変形例では、バッテリ12が充電により低チャージ残量状態でなくなったときは、その旨サーバ2に通知されるので、低チャージ残量状態から通常状態に復帰したこと使用者が認識することが可能となる。
[第2の実施形態]
図6は、本発明の第2の実施形態にかかる車載バッテリ管理システムの構成を示すブロック図である。本実施形態は、以下に説明する点以外は第1の実施形態と同一である。
本実施形態では、車両1はハイブリッド車両であり、内燃機関(図示せず)とともに、動力源としてのモータ17と、モータ17を駆動するためのパワードライブユニット18と、モータ19に電力を供給する駆動用バッテリ19とを備えており、モータ17は発電機としても機能する(第1の実施形態における交流発電機として機能する)。駆動用バッテリ19の最大充電容量CHMAXDは、車載機器用バッテリ12の最大充電容量CHMAXより大きい。
駆動用バッテリ19は、監視部15及び通信部16にも接続されており、監視部15及び通信部16は、駆動用バッテリ19からも電源を供給できるように構成されている。
図7は、監視部15において実行される処理のフローチャートである。図7のステップS51,S52,S54,S57,及びS58は、それぞれ図2のステップS11,S12,S13,S14,及びS15と同一である。すなわち、図7の処理は、図2の処理にステップS53,S55,及びS56を追加したものに相当する。
図7のステップS52でバッテリ12の低チャージ残量状態が検出されると、ステップS53に進み、電源の切換を行うとともに、そのことを示す電源切換フラグFBSWを「1」に設定する。すなわち、監視部15及び通信部16は、通常状態ではバッテリ12から電源が供給されるが、低チャージ残量状態では、駆動用バッテリ19から電源が供給されるように電源の切換が行われる。
低チャージ残量状態でないときは、ステップS55で電源切換フラグFBSWが「1」であるか否かを判別する。その答が肯定(YES)であるときは、監視部15及び通信部16の電源を元に戻す切換(逆切換)を行い、電源切換フラグFBSWを「0」に戻す(ステップS56)。ステップS55の答が否定(NO)であるときは直ちにステップS57に進む。
本実施形態では、発電部11の発電電力により充電されるバッテリ12は、車両1の駆動用バッテリ19とは別個のものであり、かつバッテリ12の最大充電容量CHAMXは駆動用バッテリ19の最大充電容量CHMAXDより小さいので、サーバ2への通知を常時行わないことによる、バッテリ12の電力消費抑制効果が顕著となり、バッテリ電力消費を抑制しつつ低チャージ残量状態や異常状態を使用者が離れた所から容易に認識することが可能となる。
また低チャージ残量状態では、監視部15及び通信部16の電源がバッテリ12から駆動用バッテリ19に切り換えられるので、サーバ2への通知のために必要な電力が不足することがなく、バッテリ12の低チャージ残量状態を確実にサーバ2へ通知することができる。
[変形例]
本実施形態においても、第1の実施形態の変形例と同様に、バッテリ12が低チャージ残量状態から通常状態へ復帰したときは、その旨サーバ2に通知するようにしてもよい。
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では発電部11は光−電力変換及び熱−電力変換を行うものを示したが、電磁波−電力変換を行うものを用いてもよい。電磁波−電力変換は、例えば特許第3878464号公報に示されるように、空中を伝播する電磁波のエネルギを電力に変換する発電方法である。
また上記3つの発電手法の何れか1つあるいは何れか2つの組み合わせ、または3つ全部を用いてもよい。さらに上記3つの発電手法以外にも、例えば振動による発電や電磁誘導による発電など種々の発電手法が利用可能である。
また上述した実施形態では、内燃機関のみを動力源とする車両、及び内燃機関及びモータを動力源とするハイブリッド車両に本発明を適用したが、本発明はモータのみを動力源とする車両にも適用可能である。
また本発明における携帯端末は、図4に示すような処理を実行する制御部を有するものには限られない。例えば、使用者の操作に基づいて、車載機器への操作信号を発信する機能、サーバへの問い合わせ信号を発信する機能、サーバからの回答情報を受信し表示する機能、を有する単純なリモートコントローラであっても良い。
1 車両
2 サーバ
3 携帯端末
11 発電部(発電手段)
12 バッテリ
13 車載機器
14 通信部(通知手段)
15 監視部(監視手段、通知手段)
16 通信部

Claims (4)

  1. 発電手段と、該発電手段の発電電力により充電されるバッテリと、該バッテリの出力電力によって動作する車載機器と、前記バッテリの状態を通知する通知手段とを搭載した車両と、前記車載機器を操作可能な携帯端末と、前記通知手段及び携帯端末と無線通信可能なサーバとからなる車載バッテリ管理システムにおいて、
    前記サーバは前記通知手段から通知された前記バッテリの状態を記憶する記憶部を備え、
    前記通知手段は、前記バッテリのチャージ残量が所定量以下である低チャージ残量状態または前記バッテリの異常状態を検出する監視手段を備え、前記監視手段により前記低チャージ残量状態または異常状態が検出されたときに、その旨前記サーバに通知し、
    前記サーバは、前記通知手段により前記サーバに通知された前記バッテリの状態を前記記憶部に記録し、前記携帯端末からの問い合わせに対応して記録内容を前記携帯端末に送信するように構成されており、
    前記車両は、該車両の動力源に電力を供給する駆動用バッテリを備え、前記発電手段の発電電力により充電されるバッテリは、前記駆動用バッテリとは別個のものであって、かつ前記駆動用バッテリより最大充電容量が小さいものであり、
    前記通知手段は、前記駆動用バッテリの出力電力を利用して前記低チャージ残量状態の通知を実行することを特徴とする車載バッテリ管理システム。
  2. 前記発電手段は、光、熱、及び電磁波の少なくとも1つにより発電を行うことを特徴とする請求項1に記載の車載バッテリ管理システム。
  3. 前記通知手段は、前記バッテリが充電により前記低チャージ残量状態でなくなったときは、その旨前記サーバに通知することを特徴とする請求項1または2に記載の車載バッテリ管理システム。
  4. 発電手段と、該発電手段の発電電力により充電されるバッテリと、該バッテリの出力電力によって動作する車載機器と、前記バッテリの状態を通知する通知手段とを搭載した車両と、前記車載機器を操作可能な携帯端末と、前記通知手段及び携帯端末と無線通信可能なサーバとからなる車載バッテリ管理システムにおいて、
    前記車両は、該車両の動力源に電力を供給する駆動用バッテリを備え、前記発電手段の発電電力により充電されるバッテリは、前記駆動用バッテリとは別個のものであって、かつ前記駆動用バッテリより最大充電容量が小さいものであり、
    前記通知手段は、前記バッテリのチャージ残量が所定量以下である低チャージ残量状態または前記バッテリの異常状態を検出する監視手段を備え、前記監視手段により前記低チャージ残量状態または異常状態が検出されたときに、その旨前記サーバに通知し、前記低チャージ残量状態の通知は、前記駆動用バッテリの出力電力を利用して実行し、
    前記通知手段により前記サーバに通知された前記バッテリの状態は、前記携帯端末から前記サーバに問い合わせ可能に構成されていることを特徴とする車載バッテリ管理システム。
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