JP6648621B2 - 開閉体駆動モータ及びパワーウインドシステム - Google Patents

Description

本発明は、パワーウインドやスライドルーフ等の自動開閉を行う開閉体駆動モータ、及びパワーウインドモータを備えたパワーウインドシステムに関する。

車両の開閉体駆動システムとしてのパワーウインドシステムにおいて、搭乗者が車両から降車した状況でウインドガラスが全閉状態でないと、スピーカやディスプレイ等で警告報知する機能が備えられている車両がある（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−３３６８３１号公報

ところで、本発明者らは、例えば子供の乗車時等、所定状況下におけるパワーウインドモータの駆動によるウインドガラスの開閉作動を搭乗者等に報知することを検討していた。また、この報知に関して、ウインドガラスの開閉作動に直接的に関与するパワーウインドモータで何かできないかを合わせて検討していた。また、このようなパワーウインドシステムのみならず、車両の例えばスライドルーフを自動開閉するシステムにおいても同様である。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、所定状況下における開閉体の作動を自身を以て発音報知することができる開閉体駆動モータ及びパワーウインドシステムを提供することにある。

上記課題を解決する開閉体駆動モータは、車両の開閉体を自動開閉するためのモータ本体と、該モータ本体に駆動電力を供給する駆動回路と、前記駆動電力をＰＷＭ制御により調整し前記モータ本体を通じて前記開閉体の作動態様を変更可能に制御する制御回路とを備えた開閉体駆動モータであって、前記制御回路のＰＷＭ制御部は、車両ドアにおける室外側からの開操作を許容しつつ室内側からの開操作を禁止するチャイルドロックがオン状態のときに前記モータ本体を通じて前記開閉体を作動させる場合に、前記ＰＷＭ制御における制御周波数に可聴域の周波数を含ませて前記モータ本体を可聴域で振動させることで発音動作を行わせる。

この構成によれば、車両ドアのチャイルドロックがオン状態のときに開閉体を作動させる場合に、ＰＷＭ制御の制御周波数に可聴域の周波数を含ませてモータ本体を可聴域で振動させることで発音動作が行われる。このモータ本体からの発音によって、例えば子供の乗車時等の所定状況下における開閉体の作動を搭乗者等に報知することが可能である。また、モータ本体からの発音によって、車両ドアのチャイルドロックがオン状態であるか否かを確認することが可能である。

上記開閉体駆動モータにおいて、前記ＰＷＭ制御部は、前記発音動作を行わせる際、前記ＰＷＭ制御の制御周波数の可聴域と非可聴域との切り替えを少なくとも２以上繰り返すことが好ましい。

この構成によれば、モータ本体による発音が２以上繰り返されるため、モータ本体による発音を気付き易くすることが可能である。
上記開閉体駆動モータにおいて、前記モータ本体の開閉対象である前記開閉体は、車両ドアに備えられるウインドガラスであることが好ましい。

この構成によれば、車両ドアに備えられるウインドガラスを自動開閉するパワーウインドモータにおいて、モータ本体からの発音によって、例えば子供の乗車時等の所定状況下における開閉体の作動を搭乗者等に報知することが可能となる。

上記課題を解決するパワーウインドシステムは、車両における左右の後席ドアの各々に設けられたパワーウインドモータを備え、前記各パワーウインドモータは、自身が設けられた後席ドアのウインドガラスを自動開閉するためのモータ本体と、該モータ本体に駆動電力を供給する駆動回路と、前記駆動電力をＰＷＭ制御により調整し前記モータ本体を通じて前記ウインドガラスの作動態様を変更可能に制御する制御回路とを備えてなるパワーウインドシステムであって、前記各パワーウインドモータにおける前記制御回路のＰＷＭ制御部は、後席ドアにおける室外側からの開操作を許容しつつ室内側からの開操作を禁止するチャイルドロックがオン状態のときに前記モータ本体を通じて前記ウインドガラスを作動させる場合に、前記ＰＷＭ制御における制御周波数に可聴域の周波数を含ませて前記モータ本体を可聴域で振動させることで発音動作を行わせる。

この構成によれば、後席ドアに設けられたパワーウインドモータにおいて、後席ドアのチャイルドロックがオン状態のときにウインドガラスを作動させる場合に、ＰＷＭ制御の制御周波数に可聴域の周波数を含ませてモータ本体を可聴域で振動させることで発音動作が行われる。このモータ本体からの発音によって、例えば子供の乗車時等の所定状況下における、後席ドアのウインドガラスの作動を搭乗者等に報知することが可能である。また、モータ本体からの発音によって、後席ドアのチャイルドロックがオン状態であるか否かを確認することが可能である。

上記パワーウインドシステムにおいて、前記各パワーウインドモータにおける前記制御回路のＰＷＭ制御部は、前記各後席ドアの少なくとも一方において前記チャイルドロックがオン状態のときに前記モータ本体を通じて前記ウインドガラスを作動させる場合に、前記モータ本体の前記発音動作を行わせることが好ましい。

この構成によれば、左右の後席ドアの一方のみでチャイルドロックがオン状態とされている場合であっても、後席の左右の各ウインドガラスの作動時にモータ本体の発音動作を行わせることが可能となる。

上記パワーウインドシステムにおいて、前記各パワーウインドモータにおける前記制御回路のＰＷＭ制御部は、自身が設けられた前記後席ドアにおいて前記チャイルドロックがオン状態のときに前記モータ本体を通じて前記ウインドガラスを作動させる場合に、前記モータ本体の前記発音動作を行わせることが好ましい。

この構成によれば、左右の後席ドアの各々において、チャイルドロックがオン状態であるか否かをモータ本体の発音によって確認することが可能となる。

本発明の開閉体駆動モータ及びパワーウインドシステムによれば、所定状況下における開閉体の作動を自身を以て発音報知することができる。

実施形態におけるパワーウインドモータを含むシステムの概略構成図。 同形態において後席の各ドアのチャイルドロックがオフ状態のときの動作を説明するための動作説明図。 同形態において後席の各ドアの少なくとも一方のチャイルドロックがオン状態のときの動作を説明するための動作説明図。

以下、開閉体駆動モータとしてのパワーウインドモータを備えたパワーウインドシステムの一実施形態について説明する。
図１に示すように、車両に搭載されるパワーウインドシステム１０は、車両後席の左右の車両ドア（後席右側ドアＤＲ１及び後席左側ドアＤＲ２）のウインドガラスＷＧの自動開閉を行うために各ドアＤＲ１，ＤＲ２内に取り付けられるパワーウインドモータ１１と、各ドアＤＲ１，ＤＲ２毎のパワーウインドモータ１１と通信可能に接続されるボディＥＣＵ（Electric Control Unit:電子制御装置）２１とを備える。

各パワーウインドモータ１１は、モータ本体１２と、駆動回路１３と、パワーウインドＥＣＵ（Ｐ／ＷＥＣＵ）１４とが一体に組み付けられて構成されている。なお、図１では、代表して後席右側ドアＤＲ１のパワーウインドモータ１１の具体構成を示しているが、後席右側ドアＤＲ１と後席左側ドアＤＲ２の各パワーウインドモータ１１は同一構成であるため、後席左側ドアＤＲ２のパワーウインドモータ１１の具体構成の図示及び詳細な説明は省略する。

モータ本体１２は、駆動回路１３からの駆動電力の供給に基づいて回転駆動し、ウインドレギュレータ（図示略）を介してウインドガラスＷＧを上下方向に開閉作動させる。
駆動回路１３は、リレー回路１３ａと、ＦＥＴ（Field effect transistor）１３ｂとを備える。リレー回路１３ａは、車両搭載のバッテリＢＴからの電力供給を受けてモータ本体１２に対する正逆転駆動のための駆動電力の供給及び停止を行う回路である。また、半導体スイッチング素子であるＦＥＴ１３ｂは、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御が行われ、リレー回路１３ａから出力する駆動電力の調整を行う。つまり、リレー回路１３ａは、モータ本体１２の正転又は逆転駆動とその駆動停止、即ちウインドガラスＷＧの開又は閉方向への作動とその作動停止を行い、ＦＥＴ１３ｂは、モータ本体１２の回転速度の変更、即ちウインドガラスＷＧの作動速度の変更を行う。リレー回路１３ａ及びＦＥＴ１３ｂは、Ｐ／ＷＥＣＵ１４にて制御される。

Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、ＰＷＭ制御部１４ａと、位置速度検出部１４ｂと、挟み込み処理部１４ｃとを備える。Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、これらＰＷＭ制御部１４ａ、位置速度検出部１４ｂ、及び挟み込み処理部１４ｃ等を用い、ウインドガラスＷＧの開閉作動に係る各種制御を行う。ここで、各種制御を行うに際し、Ｐ／ＷＥＣＵ１４には、モータ本体１２の回転に同期した回転パルス信号が回転センサ１５から入力される。また、Ｐ／ＷＥＣＵ１４には、各ドアＤＲ１，ＤＲ２等に備えられる開閉スイッチ２０からの開又は閉指令信号が入力される。

Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、開指令信号の入力の場合にはリレー回路１３ａに対してモータ本体１２を例えば正転させるための給電方向で、閉指令信号の入力の場合にはモータ本体１２を例えば逆転させるための給電方向で、それぞれ給電可能な状態（ＯＮ）に切り替える。またこの場合、Ｐ／ＷＥＣＵ１４のＰＷＭ制御部１４ａは、ＦＥＴ１３ｂの制御端子にＰＷＭ制御信号を出力し、ＦＥＴ１３ｂがオン固定（デューティ１００％）、若しくは所定周波数でオンオフ駆動（デューティ可変）するように切り替える。開閉指令信号の入力が無くなると、Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、リレー回路１３ａに対してモータ本体１２への給電を停止（ＯＦＦ）し、ＰＷＭ制御部１４ａは、ＰＷＭ制御信号を通じてＦＥＴ１３ｂをオフに切り替える。

位置速度検出部１４ｂは、モータ本体１２の回転に同期した回転パルス信号に基づいて、具体的にはパルス信号のエッジのカウントに基づいて、モータ本体１２の回転位置、即ちウインドガラスＷＧの位置検出を行う。ウインドガラスＷＧの位置情報は、Ｐ／ＷＥＣＵ１４内のメモリ（図示略）に都度記憶される。また、同じく回転パルス信号に基づいて、具体的にはパルス信号の周期の長短に基づいて、位置速度検出部１４ｂは、モータ本体１２の回転速度（ウインドガラスＷＧの作動速度）の検出を行う。モータ本体１２の回転速度が遅くなる程、回転パルス信号の周期は長くなる。

挟み込み処理部１４ｃは、ウインドガラスＷＧを閉作動しているモータ本体１２の回転速度が基準速度以下に低下した場合、閉作動中のウインドガラスＷＧとドアＤＲ１，ＤＲ２との間で異物の挟み込みが生じたと判定する。この場合、ウインドガラスＷＧの作動速度をウインドガラスＷＧの位置等に応じて途中で変更させている場合では、挟み込みを判定するための基準速度も適宜変更される。そして、挟み込みが生じたと判定した場合、挟み込み処理部１４ｃは、挟み込んだ異物を解放可能とすべくウインドガラスＷＧを例えば所定量開作動させるようにリレー回路１３ａ及びＦＥＴ１３ｂを制御する。なお、挟み込み処理部１４ｃにて、開作動中のウインドガラスＷＧとドアＤＲ１，ＤＲ２との間で生じる異物の巻き込みの判定を行ってもよく、この場合、挟み込み処理部１４ｃは、巻き込んだ異物を解放可能とすべくウインドガラスＷＧを例えば所定量閉作動させるようにリレー回路１３ａ及びＦＥＴ１３ｂを制御する。

各パワーウインドモータ１１のＰ／ＷＥＣＵ１４は、上位ＥＣＵであるボディＥＣＵ２１と車両通信システムを介して通信可能に接続されている。車両通信システムとしては、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）通信や、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信等がある。Ｐ／ＷＥＣＵ１４は、必要な各種の車両情報をボディＥＣＵ２１から取得する。

また、車両後席の各ドアＤＲ１，ＤＲ２には、チャイルドロック機構２２が備えられている。チャイルドロック機構２２は、例えば、ドアＤＲ１，ＤＲ２を開けた状態で操作が可能な操作レバー（図示略）を有し、該操作レバーの操作によってチャイルドロックのオン／オフの切り替えが可能となっている。チャイルドロックがオン状態とされたドアＤＲ１，ＤＲ２では、室内側からの開操作が禁止されるが、室外側からの開操作は許容される。なお、各ドアＤＲ１，ＤＲ２には通常のロック機構（図示略）も勿論備えられており、室外側からのドアＤＲ１，ＤＲ２の開操作が可能となるのは通常のロック機構によるドアロックがかかっていないときである。そして、前記チャイルドロックのオン状態では、通常のロック機構によるドアロックのオンオフに関わらず、室内側からのドアＤＲ１，ＤＲ２の開操作が禁止されるようになっている。

各ドアＤＲ１，ＤＲ２のチャイルドロック機構２２は、ボディＥＣＵ２１と電気的に接続されており、各ドアＤＲ１，ＤＲ２におけるチャイルドロックのオン／オフ情報がチャイルドロック機構２２からボディＥＣＵ２１に出力される。また、ボディＥＣＵ２１は、後席右側ドアＤＲ１及び後席左側ドアＤＲ２のパワーウインドモータ１１（Ｐ／ＷＥＣＵ１４）の各々に対し、両方のドアＤＲ１，ＤＲ２のチャイルドロックのオン／オフ情報を出力する。

次に、パワーウインドシステム１０の動作（作用）について説明する。
図２及び図３に示すように、各パワーウインドモータ１１のＰ／ＷＥＣＵ１４は、開閉スイッチ２０のオン操作に基づく指令信号（開又は閉指令信号）を受けると、駆動回路１３のリレー回路１３ａ及びＦＥＴ１３ｂを動作させてモータ本体１２に駆動電力（モータ印加電圧）を供給する。これにより、モータ本体１２が回転駆動され、その駆動力によってウインドガラスＷＧが開作動又は閉作動される。このときのＰＷＭ制御部１４ａの制御周波数は、各ドアＤＲ１，ＤＲ２のチャイルドロックがオフ状態である場合と、ドアＤＲ１，ＤＲ２の少なくとも一方のチャイルドロックがオン状態である場合とで異なっている。

図２に示すように、各ドアＤＲ１，ＤＲ２のチャイルドロックがオフ状態である場合、ＰＷＭ制御部１４ａは、制御周波数を通常作動の周波数（本実施形態では約２０［ｋＨｚ］）で一定とする。

一方、図３に示すように、ドアＤＲ１，ＤＲ２の少なくとも一方のチャイルドロックがオン状態である場合、ＰＷＭ制御部１４ａは、制御周波数に可聴域の周波数（本実施形態では約１［ｋＨｚ］）を含ませてモータ本体１２を可聴域で振動させることで、モータ本体１２に発音動作を行わせる。具体的には、ＰＷＭ制御部１４ａは、制御周波数を１［ｋＨｚ］→２０［ｋＨｚ］→１［ｋＨｚ］→２０［ｋＨｚ］→１［ｋＨｚ］→２０［ｋＨｚ］→…と切り替える。この１［ｋＨｚ］とする期間ｔ１は例えば５０［ｍｓ］、２０［ｋＨｚ］とする期間ｔ２は例えば１５０［ｍｓ］である。モータ本体１２の振動としては、１［ｋＨｚ］の期間ｔ１ではこれに準じた周波数の振動となり、２０［ｋＨｚ］の期間ｔ２ではこれに準じた周波数の振動となる。

つまり、モータ本体１２の振動は、制御周波数が１［ｋＨｚ］の期間ｔ１では人の可聴域内の音となり、２０［ｋＨｚ］の期間ｔ２では非可聴域となるため人には音として聞こえない。そして、この場合のモータ本体１２の駆動では、１［ｋＨｚ］の期間ｔ１となる度に発音が生じる。このように、本実施形態の各パワーウインドモータ１１では、ドアＤＲ１，ＤＲ２の少なくとも一方のチャイルドロックがオン状態である場合の駆動の際、パワーウインドモータ１１（モータ本体１２）自身で発音動作が行われ、搭乗者等への報知が行われる。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）後席のドアＤＲ１，ＤＲ２の少なくとも一方のチャイルドロックがオン状態のときにモータ本体１２を通じてウインドガラスＷＧを作動させる場合に、ＰＷＭ制御の制御周波数に可聴域の周波数（例えば１［ｋＨｚ］）を含ませてモータ本体１２を可聴域で振動させることで発音動作が行われる。このモータ本体１２からの発音によって、例えば子供の乗車時等の所定状況下におけるウインドガラスＷＧの作動を運転席の搭乗者等に報知することが可能である。特に、子供の乗車時には、後席の各ドアＤＲ１，ＤＲ２においてチャイルドロック及びウインドロック（ドアＤＲ１，ＤＲ２の開閉スイッチ２０の操作によるウインドガラスＷＧの作動を禁止する機能）をかけておくことが好ましい。そして、チャイルドロックをオンとし、ウインドロックをかけ忘れている場合において、後席のウインドガラスＷＧの作動時にモータ本体１２から発音報知が行われることで、例えば運転席にいる搭乗者がウインドロックのかけ忘れにいち早く気付くことができる。また、ウインドガラスＷＧを作動させたときのモータ本体１２からの発音によって、ドアＤＲ１，ＤＲ２の少なくとも一方のチャイルドロックがオン状態であるか否かを確認することが可能である。

また、本実施形態では、後席のドアＤＲ１，ＤＲ２の少なくとも一方においてチャイルドロックがオン状態のときにウインドガラスＷＧを作動させる場合に、モータ本体１２の発音動作が行われる。この構成によれば、後席のドアＤＲ１，ＤＲ２の一方のみでチャイルドロックがオン状態とされている場合であっても、各ドアＤＲ１，ＤＲ２の各ウインドガラスＷＧの作動時にモータ本体１２の発音動作を行わせることが可能となり、安全性の向上により一層寄与できる。

（２）モータ本体１２の発音動作において、ＰＷＭ制御の制御周波数の可聴域と非可聴域との切り替えが少なくとも２以上繰り返されるため、モータ本体１２による発音を気付き易くすることができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、モータ本体１２の発音動作において、ＰＷＭ制御の制御周波数の可聴域と非可聴域との切り替えを少なくとも２以上繰り返したが、これに限らず、ＰＷＭ制御の制御周波数を可聴域の周波数で固定として、ウインドガラスＷＧの作動中にモータ本体１２が発音し続けるようにしてもよい。

・上記実施形態では、後席の各ドアＤＲ１，ＤＲ２のパワーウインドモータ１１は、ドアＤＲ１，ＤＲ２の少なくとも一方のチャイルドロックがオン状態のときにウインドガラスＷＧを作動させる場合に、モータ本体１２の発音動作を行うが、これに特に限定されるものではない。例えば、各ドアＤＲ１，ＤＲ２のパワーウインドモータ１１は、自身が設けられたドアＤＲ１，ＤＲ２のチャイルドロックがオン状態のときにウインドガラスＷＧを作動させる場合に、モータ本体１２の発音動作を行うものであってもよい。この場合、例えば後席右側ドアＤＲ１のチャイルドロックがオンで後席左側ドアＤＲ２のチャイルドロックがオフである場合、後席右側ドアＤＲ１のウインドガラスＷＧの作動時には発音動作が行われるが、後席左側ドアＤＲ２のウインドガラスＷＧの作動時には発音動作が行われない。これにより、後席右側ドアＤＲ１及び後席左側ドアＤＲ２の各々において、チャイルドロックがオン状態であるか否かを、ウインドガラスＷＧの作動させたときのモータ本体１２の発音動作の有無によって確認することが可能となる。

・上記実施形態では特に言及していないが、運転席ドア等の開閉スイッチの操作による後席の各ドアＤＲ１，ＤＲ２のウインドガラスＷＧの作動時にモータ本体１２の発音動作を行ってもよい。

・上記実施形態では、後席の各ドアＤＲ１，ＤＲ２にチャイルドロック機構２２が設けられた車両を例にとって説明したが、これに特に限定されるものではなく、後席の各ドアＤＲ１，ＤＲ２だけでなく例えば助手席ドアにもチャイルドロック機構が設けられた車両にも適用可能である。

・ＰＷＭ制御周波数、期間ｔ１，ｔ２等で用いた数値は一例であり、適宜変更してもよい。
・駆動回路１３をリレー回路１３ａとＦＥＴ１３ｂとで構成したが、駆動回路の構成はこれに限らず、例えばＦＥＴ等の半導体スイッチング素子を４個用いたフルブリッジ型駆動回路、半導体スイッチング素子を２個用いたハーフブリッジ型駆動回路を用いてもよい。

・開閉対象はウインドガラスＷＧでありそれを開閉するパワーウインドモータ１１（パワーウインドシステム１０）に適用したが、車両の他の開閉体駆動モータ（開閉体駆動システム）、例えばスライドルーフを駆動するモータ（システム）に適用してもよい。

・上記した実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。

１０…パワーウインドシステム、１１…パワーウインドモータ（開閉体駆動モータ）、１２…モータ本体、１３…駆動回路、１４…パワーウインドＥＣＵ（制御回路）、１４ａ…ＰＷＭ制御部、ＤＲ１…後席右側ドア（車両ドア）、ＤＲ２…後席左側ドア（車両ドア）、ＷＧ…ウインドガラス（開閉体）。

Claims (6)

1. 車両の開閉体を自動開閉するためのモータ本体と、該モータ本体に駆動電力を供給する駆動回路と、前記駆動電力をＰＷＭ制御により調整し前記モータ本体を通じて前記開閉体の作動態様を変更可能に制御する制御回路とを備えた開閉体駆動モータであって、
   前記制御回路のＰＷＭ制御部は、車両ドアにおける室外側からの開操作を許容しつつ室内側からの開操作を禁止するチャイルドロックがオン状態のときに前記モータ本体を通じて前記開閉体を作動させる場合に、前記ＰＷＭ制御における制御周波数に可聴域の周波数を含ませて前記モータ本体を可聴域で振動させることで発音動作を行わせることを特徴とする開閉体駆動モータ。
2. 請求項１に記載の開閉体駆動モータにおいて、
   前記ＰＷＭ制御部は、前記発音動作を行わせる際、前記ＰＷＭ制御の制御周波数の可聴域と非可聴域との切り替えを少なくとも２以上繰り返すことを特徴とする開閉体駆動モータ。
3. 請求項１又は２に記載の開閉体駆動モータにおいて、
   前記モータ本体の開閉対象である前記開閉体は、車両ドアに備えられるウインドガラスであることを特徴とする開閉体駆動モータ。
4. 車両における左右の後席ドアの各々に設けられたパワーウインドモータを備え、
   前記各パワーウインドモータは、自身が設けられた後席ドアのウインドガラスを自動開閉するためのモータ本体と、該モータ本体に駆動電力を供給する駆動回路と、前記駆動電力をＰＷＭ制御により調整し前記モータ本体を通じて前記ウインドガラスの作動態様を変更可能に制御する制御回路とを備えてなるパワーウインドシステムであって、
   前記各パワーウインドモータにおける前記制御回路のＰＷＭ制御部は、後席ドアにおける室外側からの開操作を許容しつつ室内側からの開操作を禁止するチャイルドロックがオン状態のときに前記モータ本体を通じて前記ウインドガラスを作動させる場合に、前記ＰＷＭ制御における制御周波数に可聴域の周波数を含ませて前記モータ本体を可聴域で振動させることで発音動作を行わせることを特徴とするパワーウインドシステム。
5. 請求項４に記載のパワーウインドシステムにおいて、
   前記各パワーウインドモータにおける前記制御回路のＰＷＭ制御部は、前記各後席ドアの少なくとも一方において前記チャイルドロックがオン状態のときに前記モータ本体を通じて前記ウインドガラスを作動させる場合に、前記モータ本体の前記発音動作を行わせることを特徴とするパワーウインドシステム。
6. 請求項４に記載のパワーウインドシステムにおいて、
   前記各パワーウインドモータにおける前記制御回路のＰＷＭ制御部は、自身が設けられた前記後席ドアにおいて前記チャイルドロックがオン状態のときに前記モータ本体を通じて前記ウインドガラスを作動させる場合に、前記モータ本体の前記発音動作を行わせることを特徴とするパワーウインドシステム。

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