WO2023237249A1 - Verfahren zum einstellen der leuchtweite wenigstens eines frontscheinwerfers eines kraftfahrzeugs - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for adjusting the headlight range of at least one headlight of a motor vehicle.
- the invention further relates to a motor vehicle with a control/regulation device which is set up/programmed to carry out this method.
- Modern motor vehicles are often equipped with headlights that have automatic headlight range control.
- a change in the pitch angle caused, for example, by loading or acceleration of the motor vehicle and an associated change in the headlight range of the headlight light emitted forward by the headlights can be corrected, so that a predetermined target headlight range is maintained.
- DE 102014 225 344 A1 discloses a motor vehicle with a headlight and with a first position sensor for outputting first position information and with a second position sensor for outputting second position information.
- the first position sensor can be an acceleration sensor
- the second position sensor can be a level sensor.
- the motor vehicle comprises an adjustment system that is set up to adjust a light distribution generated by the headlight as a function of first and second position information.
- the basic idea of the present invention is therefore to use sensor signals from both an acceleration sensor installed in the motor vehicle and from a level sensor installed in the motor vehicle to determine a current pitch angle of a motor vehicle with headlight range-adjustable headlights.
- a cutoff frequency of the high-pass filter used for high-pass filtering of the sensor signals generated by the acceleration sensor is expediently essentially identical to a cutoff frequency of the low-pass filter used for low-pass filtering of the sensor signals generated by the level sensor.
- a certain frequency overlap can also be selected, in which case the cutoff frequency of the low-pass filter is greater than the cutoff frequency of the high-pass filter.
- the method according to the invention presented here is used to adjust the headlight range of at least one headlight of a motor vehicle.
- a headlight range of the headlight light generated by at least one headlight is determined on the basis of high-pass filtered sensor signals from an acceleration sensor installed in the motor vehicle Combination set and adjusted with low-pass filtered sensor signals from a level sensor installed in the motor vehicle.
- the headlight range can be regulated using a suitable controller so that a predetermined target headlight range of the headlight is maintained as the pitch angle of the motor vehicle changes.
- unfiltered sensor signals of the acceleration sensor and unfiltered sensor signals of the level sensor are combined to form frequency-dependent sensor data by means of a complementary filter, which contains a high-pass filter acting on the unfiltered sensor signals of the acceleration sensor and a low-pass filter acting on the unfiltered sensor signals of the level sensor.
- a complementary filter which contains a high-pass filter acting on the unfiltered sensor signals of the acceleration sensor and a low-pass filter acting on the unfiltered sensor signals of the level sensor.
- the headlight range of the headlight is set and adjusted or regulated based on this sensor data.
- the invention further relates to a motor vehicle with at least one headlight, preferably with two headlights for generating headlights with a variable beam range.
- the motor vehicle according to the invention comprises at least one acceleration sensor and at least one level sensor, both of which generate sensor signals during operation for determining a current pitch angle of the motor vehicle.
- the motor vehicle according to the invention comprises a control/regulation device for, preferably simultaneously, processing the sensor signals or sensor data generated by the at least one acceleration sensor and the at least one level sensor.
- the control/regulation device of the motor vehicle is set up/programmed to carry out the method according to the invention presented above. The advantages of the method according to the invention explained above are therefore transferred to the motor vehicle according to the invention.
- the motor vehicle according to the invention comprises a front level sensor, which is arranged in the area of a front axle of the motor vehicle, and a rear level sensor, which is arranged in the area of a rear axle of the motor vehicle.
- the control/regulation device carries out the method according to the invention during operation of the motor vehicle.
- Fig. 2 is a flow chart explaining the method according to the invention as an example.
- Figure 1 shows a side view and a schematic representation of an example of a motor vehicle 1 according to the invention.
- the motor vehicle 1 includes two headlights 2, of which only one can be seen in the side view of Figure 1.
- the two headlights 2 are each set up to generate headlights S with variable headlight range L.
- the motor vehicle 1 includes an acceleration sensor 3, which can be formed by a gyroscope 6, not shown in more detail, with several inertial sensors. Furthermore, the motor vehicle 1 includes a front and a rear level sensor 4a, 4b. The front level sensor 4a is arranged in the area of a front axle 7 of the motor vehicle 1, the rear level sensor 4b in the area of a rear axle 8 of the motor vehicle 1. The acceleration sensor 3 generates unfiltered frequency-dependent sensor signals USIG1 during operation, the two level sensors 4a, 4b together generate unfiltered frequency-dependent sensor signals SIG2 during operation.
- the motor vehicle 1 further comprises a control/regulation device 5 for simultaneously processing the sensor signals LISIG1, LISIG2 generated by the acceleration sensor 3 and by the two level sensors 4a, 4b.
- the control/regulation device 5 of the motor vehicle 1 is set up and programmed to carry out the method according to the invention, which is explained below by way of example using the flow chart in FIG.
- the method according to the invention is used to adjust the headlight range L of the two headlights 2 of the motor vehicle 1.
- the headlight range L of the headlight light S generated by the two headlights 2 is based on high-pass filtered sensor signals SIG1 of the acceleration sensor 3 in combination with low-pass filtered ones
- Sensor signals SIG2 of the two level sensors 4a, 4b are set and adjusted.
- the non-frequency filtered, i.e. unfiltered, frequency-dependent sensor signals USIG 1 provided by the acceleration sensor 3 are converted into high-pass filtered sensor signals SIG1 by means of a high-pass filter HPF, not shown.
- Unfiltered sensor signals USIG1 with a signal frequency below a predetermined cutoff frequency of the high-pass filter HPF are filtered out by the high-pass filter and are therefore no longer contained in the filtered sensor signals SIG1.
- the non-frequency filtered sensor signals USIG 2 provided by the two level sensors 4a, 4b are converted into low-pass filtered sensor signals SIG2 by means of a low-pass filter TPF, not shown in detail.
- Unfiltered sensor signals USIG2 with a signal frequency above a predetermined limit frequency of the low-pass filter TPF are filtered out by the low-pass filter and are therefore no longer included in the filtered sensor signals SIG2.
- the two cutoff frequencies of the high-pass filter HPF and low-pass filter TPF can be chosen to be essentially identical.
- the unfiltered sensor signals USIG1 of the acceleration sensor 3 and the unfiltered sensor signals LISIG2 of the two level sensors 4a, 4b are combined into frequency-dependent sensor data SENSDATA by means of a complementary filter KF, which includes the high-pass filter HPF and the low-pass filter TPF.
- a complementary filter KF which includes the high-pass filter HPF and the low-pass filter TPF.
- the headlight range L of the headlight 2 can be set and adjusted or regulated.
- the headlight range L of the headlights 2 can be regulated using a computer-implemented controller in the control/regulation device 5, so that a predetermined target headlight range L of the headlight S is maintained as the pitch angle of the motor vehicle 1 changes.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Leuchtweite (L) wenigstens eines Frontscheinwerfers (2) eines Kraftfahrzeugs (1). Bei dem Verfahren wird eine Leuchtweite (L) des vom wenigstens einen Frontscheinwerfer (2) erzeugten Scheinwerferlichtes (S) auf Grundlage von Hochpass-gefilterten Sensorsignalen (SIG1) eines im Kraftfahrzeug (1) verbauten Beschleunigungssensors (3) in Kombination mit Tiefpass-gefilterten Sensorsignalen (SIG2) eines im Kraftfahrzeug verbauten Niveausensors (4a, 4b) eingestellt und angepasst wird. Insbesondere wird die Leuchtweite mithilfe eines geeigneten Reglers reguliert, so dass eine vorbestimmte Soll-Leuchtweite (L-Soll) des Scheinwerferlichts (S) bei sich änderndem Nickwinkel des Kraftfahrzeugs (1) beibehalten wird.
Description
Verfahren zum Einstellen der Leuchtweite wenigstens eines Frontscheinwerfers eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Leuchtweite wenigstens eines Frontscheinwerfers eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung, die zur Durchführung dieses Verfahrens eingerichtet/programmiert ist.
Moderne Kraftfahrzeuge sind oftmals mit Frontscheinwerfern ausgestattet, die eine automatische Leuchtweitenregulierung aufweisen. Auf diese Weise kann eine beispielsweise durch Beladung oder Beschleunigung des Kraftfahrzeuges hervorgerufenen Änderung des Nickwinkels und eine damit einhergehende Änderung der Leuchtweite des von den Frontscheinwerfern nach vorne abgestrahlten Scheinwerferlichts korrigiert werden, sodass eine vorgegebene Soll-Leuchtweite eingehalten wird.
Vor diesem Hintergrund offenbart die DE 102014 225 344 A1 ein Kraftfahrzeug mit einem Scheinwerfer und mit einem ersten Lagesensor zur Ausgabe erster Lageinformationen sowie mit einem zweiten Lagesensor zur Ausgabe zweiter Lageinformationen. Der erste Lagesensor kann ein Beschleunigungssensor sein, der zweite Lagesensor kann ein Niveausensor sein. Weiterhin umfasst das Kraftfahrzeug ein Stellsystem, das zum Einstellen einer durch den Scheinwerfer erzeugten Lichtverteilung in Abhängigkeit von ersten und zweiten Lageinformationen eingerichtet ist. Durch Bereitstellung zweier Lagesensoren können von die von einem der beiden Lagesensoren bereitgestellten Lageinformationen durch die vom jeweils anderen Lagesensor bereitgestellten Lageinformationen plausibilisiert werden. Somit wird der Verwendung fehlerbehafteter Lageinformationen zum Einstellen der Lichtverteilung entgegengewirkt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für Verfahren zum Einstellen und Regulieren der Leuchtweite eines Frontscheinwerfers eines Kraftfahrzeugs neue Wege aufzuzeigen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Grundidee der vorliegenden Erfindung ist demnach, zur Bestimmung eines momentanen Nickwinkels eines Kraftfahrzeugs mit leuchtweiten-regulierbaren Frontscheinwerfern Sensorsignale sowohl von einem im Kraftfahrzeug verbauten Beschleunigungssensor als auch von einem im Kraftfahrzeug verbauten Niveausensor heranzuziehen.
Als erfindungswesentlich erweist sich dabei die Idee, die vom Beschleunigungssensor bereitgestellten Sensorsignale vor der Weiterverarbeitung mittels eines Hochpassfilters zu filtern und entsprechend die vom Niveausensor bereitgestellten Sensorsignale mittels eines Tiefpassfilters zu filtern. Auf diese Weise können die bei einem Beschleunigungssensor eher bei niederen Frequenzen ungenauen Sensorsignale ausgefiltert und stattdessen die in diesem Frequenzbereich vom Niveausensor bereitgestellten Sensorsignale verwendet werden, dessen Sensorsignale eher bei hohen Frequenzen ungenau sind. Somit stehen sowohl im hohen als auch niederen Frequenzbereich - und somit im gesamten Frequenzband - Sensorsignale zur Weiterverarbeitung zur Verfügung, die mit geringen - im Idealfall gar keinen - Signalfehlern behaftet sind.
Dadurch können die frequenz-gefilterten Sensorsignale zu frequenzabhängigen Sensordaten zusammengesetzt werden, die eine besonders genaue Ermittlung des momentanen Nickwinkels des Kraftfahrzeugs ermöglichen.
Zweckmäßig ist eine Grenzfrequenz des verwendeten Hochpassfilters zum Hochpass- Filtern der vom Beschleunigungssensor erzeugten Sensorsignale im Wesentlichen identisch zu einer Grenzfrequenz des verwendeten Tiefpassfilters zum Tiefpass-Filtern der vom Niveausensor erzeugten Sensorsignale. Es kann aber auch ein gewisser Frequenz-Überlapp gewählt werden, wobei in diesem Fall die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters größer ist als die Grenzfrequenz des Hochpassfilters.
Im Einzelnen dient das hier vorgestellte, erfindungsgemäße Verfahren zum Einstellen der Leuchtweite wenigstens eines Frontscheinwerfers eines Kraftfahrzeugs. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Leuchtweite des vom wenigstens einen Frontscheinwerfer erzeugten Scheinwerferlichtes auf Grundlage von Hochpass-gefilterten Sensorsignalen eines im Kraftfahrzeug verbauten Beschleunigungssensors in
Kombination mit Tiefpass-gefilterten Sensorsignalen eines im Kraftfahrzeug verbauten Niveausensors eingestellt und angepasst. Insbesondere kann die Leuchtweite mithilfe eines geeigneten Reglers reguliert werden, so dass eine vorbestimmte Soll-Leuchtweite des Scheinwerferlichts bei sich änderndem Nickwinkel des Kraftfahrzeugs beibehalten wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ungefilterte Sensorsignale des Beschleunigungssensors und ungefilterte Sensorsignale des Niveausensors mittels eines Komplementärfilters zu frequenzabhängigen Sensordaten zusammengesetzt, welches einen auf die ungefilterten Sensorsignale des Beschleunigungssensors wirkenden Hochpassfilter und einen auf die ungefilterten Sensorsignale des Niveausensors wirkenden Tiefpassfilter enthält. Auf Basis dieser Sensordaten wird bei dieser Ausführungsform die Leuchtweite des Frontscheinwerfers eingestellt und angepasst bzw. reguliert.
Die Erfindung betrifft ferner Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Frontscheinwerfer, vorzugsweise mit zwei Frontscheinwerfern zum Erzeugen von Scheinwerferlicht variierbarer Leuchtweite. Ferner umfasst das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug wenigstens einen Beschleunigungssensor und wenigstens einen Niveausensor, welche im Betrieb beide jeweils Sensorsignale zum Bestimmen eines momentanen Nickwinkels des Kraftfahrzeugs erzeugen. Ferner umfasst das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung zum, vorzugsweise simultanen, Verarbeiten der vom wenigstens einen Beschleunigungssensor und vom wenigstens einen Niveausensor erzeugten Sensorsignale bzw. Sensordaten. Die Steuerungs-/Regelungs-einrichtung des Kraftfahrzeugs ist dabei zur Durchführung des voranstehend vorgestellten, erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet/programmiert. Die vorangehend erläuterten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragen sich daher auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug einen vorderen Niveausensor, der im Bereich einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, und einen hinteren Niveausensor, der im Bereich einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Durch Kombination der beiden Niveausensoren kann aus einem ermittelten Achshöhen-Unterschied zwischen einer Achshöhe der Vorderachse und einer Achshöhe der Hinterachse der momentane Nickwinkel des Kraftfahrzeugs besonders genau ermittelt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs führt die Steuerungs-/Regelungseinrichtung im Betrieb des Kraftfahrzeugs das erfindungsgemäße Verfahren aus.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch:
Fig. 1 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
Fig. 2 ein das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft erläuterndes Ablaufdiagramm.
Die Figur 1 zeigt in einer Seitenansicht und in schematischer Darstellung ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst zwei Frontscheinwerfer 2, von welchen in der Seitenansicht der Figur 1 nur ein Einziger erkennbar ist. Die beiden Frontscheinwerfer 2 sind jeweils zum Erzeugen von Scheinwerferlicht S variierbarer Leuchtweite L eingerichtet.
Ferner umfasst das Kraftfahrzeug 1 einen Beschleunigungssensor 3, der durch ein nicht detaillierter dargestelltes Gyroskop 6 mit mehreren Inertial-Sensoren gebildet sein kann. Des Weiteren umfasst das Kraftfahrzeug 1 einen vorderen und einen hinteren Niveausensor 4a, 4b. Der vordere Niveausensor 4a ist im Bereich einer Vorderachse 7 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet, der hintere Niveausensor 4b im Bereich einer Hinterachse 8 des Kraftfahrzeugs 1.
Der Beschleunigungssensor 3 erzeugt im Betrieb ungefilterte frequenzabhängige Sensorsignale USIG1 , die beiden Niveausensoren 4a, 4b erzeugen im Betrieb zusammen ungefilterte frequenzabhängige Sensorsignale SIG2.
Gemäß Figur 1 umfasst das Kraftfahrzeug 1 weiterhin eine Steuerungs- /Regelungseinrichtung 5 zum simultanen Verarbeiten der vom Beschleunigungssensor 3 und von den beiden Niveau-sensoren 4a, 4b erzeugten Sensorsignale LISIG1 , LISIG2. Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung 5 des Kraftfahrzeugs 1 ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet und programmiert, welches im Folgenden anhand des Ablaufdiagramm der Figur 2 beispielhaft erläutert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Einstellen der Leuchtweite L der beiden Frontscheinwerfer 2 des Kraftfahrzeugs 1. Gemäß dem Verfahren wird die Leuchtweite L des von den beiden Frontscheinwerfern 2 erzeugten Scheinwerferlichtes S auf Grundlage von Hochpass-gefilterten Sensorsignalen SIG1 des Beschleunigungssensors 3 in Kombination mit Tiefpass-gefilterten Sensorsignalen SIG2 der beiden Niveausensoren 4a, 4b eingestellt und angepasst.
Wie in Figur 2 angedeutet werden die vom Beschleunigungssensor 3 bereitgestellten, nicht frequenzgefilterten, also ungefilterten frequenzabhängigen Sensorsignale USIG 1 mittels eines nicht näher dargestellten Hochpassfilters HPF zu Hochpass-gefilterten Sensorsignalen SIG1 konvertiert. Ungefilterte Sensorsignale USIG1 mit einer Signalfrequenz unterhalb einer vorbestimmten Grenzfrequenz des Hochpassfilters HPF werden von diesem ausgefiltert und sind somit in den gefilterten Sensorsignalen SIG1 nicht mehr enthalten.
Entsprechend werden wie in Figur 2 ebenfalls dargestellt die von den beiden Niveausensoren 4a, 4b bereitgestellten, nicht-frequenzgefilterten Sensorsignale USIG 2 mittels eines nicht näher dargestellten Tiefpassfilters TPF zu Tiefpass-gefilterten Sensorsignalen SIG2 konvertiert. Ungefilterte Sensorsignale USIG2 mit einer Signalfrequenz oberhalb einer vorbestimmten Grenzfrequenz des Tiefpassfilters TPF werden von diesem ausgefiltert und sind somit in den gefilterten Sensorsignalen SIG2 nicht mehr enthalten. Die beiden Grenzfrequenzen von Hochpassfilter HPF und Tiefpassfilter TPF können im Wesentlichen identisch gewählt werden.
Im Beispielszenario werden die ungefilterten Sensorsignale USIG1 des Beschleunigungssensors 3 und die ungefilterten Sensorsignale LISIG2 der beiden Niveausensoren 4a, 4b mittels eines Komplementärfilters KF, welcher den Hochpassfilter HPF und den Tiefpassfilter TPF umfasst, zu frequenzabhängigen Sensordaten SENSDATA zusammengesetzt. Auf Basis dieser Sensordaten SENSDATA kann die Leuchtweite L des Frontscheinwerfers 2 eingestellt und angepasst bzw. reguliert werden. Auf diese Weise kann die Leuchtweite L der Frontscheinwerfer 2 mithilfe eines in der Steuerungs-/Regelungseinrichtung 5 computer-implementierten Reglers reguliert werden, so dass eine vorbestimmte Soll-Leuchtweite L-Soll des Scheinwerferlichts S bei sich änderndem Nickwinkel des Kraftfahrzeugs 1 beibehalten wird.
Claims
Patentansprüche Verfahren zum Einstellen, insbesondere Regulieren, der Leuchtweite eines Frontscheinwerfers (2) eines Kraftfahrzeugs (1), gemäß welchem eine Leuchtweite (L) des vom Frontscheinwerfer (2) erzeugten Scheinwerferlichtes (S) auf Grundlage von Hochpass-gefilterten Sensorsignalen (SIG1) eines im Kraftfahrzeug (1) verbauten Beschleunigungssensors (3) in Kombination mit Tiefpass-gefilterten Sensorsignalen (SIG2) wenigstens eines im Kraftfahrzeug (1) verbauten Niveausensors (4a, 4b) eingestellt und angepasst, insbesondere reguliert, wird. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ungefilterte Sensorsignale (USIG1) des Beschleunigungssensors (3) und ungefilterte Sensorsignale (USIG2) des Niveausensors (4) mittels eines Komplementärfilters (KF), welches einen Hochpassfilter (HPF) und einen Tiefpassfilter (TPF) enthält, zu frequenzabhängigen Sensordaten (SENSDATA) zusammengesetzt werden, auf Basis derer die Leuchtweite (L) eingestellt bzw. reguliert wird. Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem, vorzugsweise zwei, Frontscheinwerfer(n) (2) zum Erzeugen von Scheinwerferlicht (S) variierbarer Leuchtweite (L), mit wenigstens einem Beschleunigungssensor (3) und mit wenigstens einem Niveausensor (4a, 4b), welche im Betrieb Sensorsignale (SIG 1, SIG2) zum Bestimmen eines momentanen Nickwinkels des Kraftfahrzeugs (1) erzeugen, mit einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung (5) zum, vorzugsweise simultanen, Verarbeiten der vom wenigstens einen Beschleunigungssensor (3) und vom wenigstens einen Niveausensor (4a, 4b) erzeugten Sensorsignale (SIG1 , SIG2), wobei die Steuerungs-/Regelungseinrichtung (5) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet/programmiert ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug einen vorderen Niveausensor (4a), der im Bereich einer Vorderachse (7) des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist, und einen hinteren Niveausensor (4b), der im Bereich einer Hinterachse (8) des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist, umfasst Kraftfahrzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs-/Regelungseinrichtung (5) im Betrieb des Kraftfahrzeugs (1) das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 durchführt.
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| NENP | Non-entry into the national phase |
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