JP6089841B2 - 車載緊急通報装置 - Google Patents

Description

本発明は、緊急通報信号をセンター装置に送信する機能を備えた車載緊急通報装置に関する。

車両に搭載された車載緊急通報装置は、例えばリチウムイオン電池等の充電池からなるバックアップ電池を有しており、交通事故等で車両バッテリが破損したときでも、バックアップ電池により動作可能な構成となっている。バックアップ電池を電源として緊急通報動作、例えば音声通話している場合に、バックアップ電池が消耗して電池切れを起こすと、緊急通報動作が突然できなくなる。このような事態を避けるために、バックアップ電池の電圧を検知し、検知電圧が所定の基準電圧値を下回ったときに、バックアップ電池の電池切れを事前に警告するようにしている。尚、バックアップ電池は、低温環境下において放電性能が低下するという特性があるため、低温環境下ではバックアップ電池の電池切れが起こり易い。

特開平７−２４３６９３号公報

氷点下の低温環境下において、バックアップ電池の電圧が所定の基準電圧値を下回り、バックアップ電池の電池切れが警告された後も、緊急通報動作を続行した場合に、バックアップ電池の電圧が上昇し始め上記基準電圧値を上回り、電池性能が回復することがあった。このように電池性能が回復する可能性がある場合に、バックアップ電池の検知電圧が基準電圧値を下回ったときに直ちに警告する警告制御を行うと、電池の放電性能が十分残っているのにもかかわらず、緊急通報動作を止めなければならない事態が発生するという不具合があった。

そこで、本発明の目的は、バックアップ電池の放電性能の低下を正確に検知することができる車載緊急通報装置を提供するにある。

請求項１の発明は、車両に搭載され、車両が衝突したと判定されたときに緊急通報信号を通信網を通じてセンター装置に送信する機能を有し、車両バッテリから供給される電力を動作電力として動作するように構成された車載緊急通報装置において、前記車両バッテリから供給される電力が低下したときに、前記車載緊急通報装置に動作電力を供給するバックアップ電池と、前記バックアップ電池の電圧を検知する電圧検知手段と、前記電圧検知手段により検知された電圧が電池切れ警告用のしきい値よりも低いか否かを判断する第１の判断手段と、電池電圧関数を時間で２次微分した２次微分係数が負であるか否かを判断する第２の判断手段と、前記検知電圧が電池切れ警告用のしきい値よりも低いときであって、前記２次微分係数が負であるときには、電池切れ警告を行わず、前記２次微分係数が正であるときには、電池切れ警告を行なう警告手段とを備えた。

本発明の第１実施形態を示す緊急通報システムの全体構成の機能ブロック図 電源制御部の機能ブロック図 バックアップ電池の検知電圧関数Ｖ（ｔ)の特性図 バックアップ電池の検知電圧関数Ｖ（ｔ)を時間ｔで微分した１次微分関数の特性図 バックアップ電池の検知電圧関数Ｖ（ｔ) を時間ｔで２回微分した２次微分関数の特性図 車載緊急通報装置の制御内容を示すフローチャート バックアップ電池の電池能力を判定する制御の内容を示すフローチャート 本発明の第２実施形態を示す図７相当図 図３相当図

以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図７を参照して説明する。まず、図１は、本実施形態の緊急通報システムの全体構成を概略的に示す機能ブロック図である。緊急通報システム１は、車両に搭載されている車載緊急通報装置２とサービスセンターに設置されているセンター装置３とが通信網４を通じて通信可能に構成されている。ここでいう通信網４は移動体通信網及び固定通信網を含む。

車載緊急通報装置２は、ＣＰＵ５、無線通信部６、ＧＰＳ測位部７、メモリ管理部８、音声処理部９、衝突検出部１０、タイマ管理部１１、電源制御部１２、周辺装置処理部１３及び車両ＬＡＮ制御部１４を備えて構成されている。ＣＰＵ５は、制御プログラムを実行して車載緊急通報装置２の動作全般を制御するものであり、制限手段としての機能を有する。

無線通信部６は、センター装置３との間で通信網４を通じて行う無線通信を制御し、通信回線を接続したままで音声通話とデータ通信とを切換え、車両の乗員とサービスセンターに配置されているオペレータとの間で音声通話とデータ通信とを可能とする。無線通信部６は、ＣＰＵ５からの制御信号に応じて無線通信の送信電力の大きさを可変制御する送信出力設定部としての機能を有する。

ＧＰＳ測位部７は、ＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号を受信すると、そのＧＰＳ信号から抽出したパラメータを演算して車両位置を取得する（測位する）。メモリ管理部８は、各種のメモリ情報を記憶管理し、乗員情報（ユーザ情報）、車両情報、上記したＧＰＳ測位部７により取得された車両位置等を記憶管理する。

音声処理部９は、マイクロホン１５により入力された送話音声を音声処理すると共に、受話音声を音声処理してスピーカ１６から出力する。音声処理部９は、ＣＰＵ５からの制御信号に応じて受話音声（通話音声）の音声出力の大きさを可変制御する音声出力設定部としての機能を有する。タイマ管理部１１は、ＣＰＵ５から計時開始信号を入力すると計時を開始し、予め規定されている所定時間の計時を終了すると（タイムアップすると）、計時終了信号をＣＰＵ５に出力する。

電源制御部１２は、車両に搭載されている車両バッテリ１７から供給される電力を動作電力として各機能ブロックに供給して車載緊急通報装置２を動作させる機能を有する。この電源制御部１２は、図２に示すように、電源生成部１８、バックアップ電池１９、充電部２０及び電池電圧検知部（電圧検知手段）２１を備えている。電源生成部１８は、車両バッテリ１７から供給される電力を動作電力として各機能ブロックに供給する電力を生成し、各機能ブロックに供給する。そして、電源生成部１８は、車両バッテリ１７が破損したとき、即ち、車両バッテリ１７から電力が供給されなくなったときまたは電力の供給が低下したときには、バックアップ電池１９から供給される電力を動作電力として各機能ブロックに供給する電力を生成し、各機能ブロックに供給する。

バックアップ電池１９は、例えばリチウムイオン電池やネッケル水素電池等の充電池からなり、車両バッテリ１７から供給される電力により充電部２０を介して充電される構成となっている。

電池電圧検知部２１は、バックアップ電池１９の電池能力（バッテリ容量、放電性能）として例えば電圧を検知し、検知した電圧検知信号をＣＰＵ５へ出力する。ＣＰＵ５は、バックアップ電池１９の検知電圧値を所定のサンプリング周期（例えば１秒または０．５秒等毎に）でメモリ（例えばメモリ管理部８）に逐次記憶することが可能であり、これら記憶した）の検知電圧値Ｖ（ｔ_ｎ）に基づいて、検知電圧関数Ｖ（ｔ）（電池電圧関数Ｖ（ｔ)）を算出する機能を有する。この検知電圧関数Ｖ（ｔ）の特性図（検知電圧値Ｖ（ｔ_ｎ）の曲線）は、例えば図３に示すような特性図となる。尚、図３において、横軸は放電時間ｔを示し、縦軸は検知電圧Ｖ（ｔ）（検知電圧値Ｖ（ｔ_ｎ））を示す。

そして、ＣＰＵ５は、上記検知電圧関数Ｖ（ｔ）を時間ｔで微分した１次微分関数ｄ／ｄｔ（Ｖ（ｔ））を算出する機能を有する。１次微分関数ｄ／ｄｔ（Ｖ（ｔ））の特性図（１次微分関数の曲線）は、例えば図４に示すような特性図となる。尚、図４において、横軸は放電時間ｔを示し、縦軸は検知電圧関数Ｖ（ｔ）の１次微分関数ｄ／ｄｔ（Ｖ（ｔ））を示す。

更に、ＣＰＵ５は、上記１次微分関数ｄ／ｄｔ（Ｖ（ｔ））を時間ｔで微分した２次微分関数ｄ^２／ｄ^２ｔ（Ｖ（ｔ））を算出する機能（即ち、上記検知電圧関数Ｖ（ｔ）を時間ｔで２次微分した２次微分関数ｄ^２／ｄ^２ｔ（Ｖ（ｔ））を算出する機能）を有する。２次微分関数ｄ^２／ｄ^２ｔ（Ｖ（ｔ））の特性図（２次微分関数の曲線）は、例えば図５に示すような特性図となる。尚、図５において、横軸は放電時間ｔを示し、縦軸は検知電圧関数Ｖ（ｔ）の２次微分関数ｄ^２／ｄ^２ｔ（Ｖ（ｔ））を示す。

また、図１に示すように、周辺装置処理部１３は、エアバッグＥＣＵ２２、メーデースイッチ２３、電源スイッチ２４及びプリクラッシュセーフティＥＣＵ２５を接続している。エアバッグＥＣＵ２２は、エアバッグ（図示せず）を接続しており、電源スイッチ２４から出力されているＩＧ（イグニッション）信号の入力がオンであることを条件として動作可能であり、エアバッグを展開すると、エアバッグ展開信号を出力する。

メーデースイッチ２３は、乗員が操作すると、操作検出信号を出力する。電源スイッチ２４は、ＩＧスイッチ及びＡＣＣ（アクセサリ）スイッチを備えて構成されており、ＩＧスイッチのオンオフを示すＩＧ信号及びＡＣＣスイッチのオンオフを示すＡＣＣ信号を出力する。プリクラッシュセーフティＥＣＵ２５は、カメラ２６、ミリ波レーダー２７、車速センサ２８、舵角センサ２９、ブレーキ制御ＥＣＵ３０、エアサスペンションＥＣＵ３１及びシートベルトＥＣＵ３２を接続している。

プリクラッシュセーフティＥＣＵ２５は、電源スイッチ２４から出力されているＩＧ信号の入力オンであることを条件として動作可能であり、例えばカメラ２６から入力した映像信号、ミリ波レーダー２７から入力したレーダー検出信号、車速センサ２８から入力した車速信号及び舵角センサ２９から入力したステアリング３３の舵角を示す舵角信号を解析して車両が先行車や障害物等に衝突する可能性があるか否かを判定する。この場合、プリクラッシュセーフティＥＣＵ２５は、車両が衝突する可能性があると判定すると、プリクラッシュ検出信号を出力する。

そして、プリクラッシュセーフティＥＣＵ２５は、プリクラッシュ検出信号を出力すると、ブレーキ制御ＥＣＵ３０を通じてブレーキアクチェータ３４を作動させ、エアサスペンションＥＣＵ３１を通じてエアサスペンション３５を作動させ、シートベルトＥＣＵ３２を通じてシートベルト３６を巻取らせ、車両が衝突した場合に発生する衝撃を和らげる準備を行う。また、プリクラッシュセーフティＥＣＵ２５は、コンビネーションメータ（図示せず）をも接続しており、車両が衝突する可能性があると判定すると、車両が衝突する可能性がある旨を示す警告をコンビネーションメータに表示させる。

車両ＬＡＮ制御部１４は、ナビゲーション装置３７、メーター装置３８、アラーム装置３９及びエンジン制御装置４０を車両ＬＡＮ４１を通じて接続しており、これら各装置３７〜４０との間で各種信号を送受信して各装置３７〜４０の動作を制御する。尚、アラーム装置３９は、ホーン４２、ヘッドライト４３及びハザードランプ４４を接続している。

次に、上記構成の車載緊急通報装置２の動作、特には、バックアップ電池１９の電池能力（放電性能）の低下を検知してユーザーに警告する制御について、図６及び図７も参照して説明する。尚、図６及び図７のフローチャートは、車載緊急通報装置２の制御内容を示す。

ここで、低温（氷点下）環境下における載緊急通報装置２のバックアップ電池１９の電池能力例えば電圧が低下した場合の動作について、図３の特性図に基づいて説明する。バックアップ電池１９の電圧を検知した検知電圧が電池切れ警告用のしきい値Ｖｔｈ（所定の基準電圧値）よりも低くなった後において、図３に示すように、検知電圧が、電池が不作動となる電圧値Ｖｃｕｔｏｆｆ（設定電圧値例えば２．２Ｖ）に達する前に、検知電圧が上昇し始め、電池切れ警告用のしきい値Ｖｔｈを越え、この越えた状態（電池正常作動状態）がある程度長く続くことがわかっている。このような場合に、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間で（検知電圧が電池切れ警告用のしきい値Ｖｔｈ以下の状態）で、電池切れの警告を行うと、バックアップ電池１９をまだ使用できるのに電池切れで使用できないという誤った警告をユーザーに与えてしまうという問題があった。尚、図３において、時刻Ｔ３で、検知電圧が電池切れ警告用のしきい値Ｖｔｈよりも低くなったときには、これ以降は検知電圧が再び上昇することがないから、時刻Ｔ３において速やかに電池切れの警告を行う必要がある。

そこで、本発明者は、時刻Ｔ１からＴ２の間と、時刻Ｔ３以降とを識別するために、バックアップ電池１９の検知電圧関数Ｖ（ｔ）を時間ｔで２次微分した関数ｄ^２／ｄ^２ｔ（Ｖ（ｔ））が正であるか負であるかを調べることにより、時刻Ｔ１からＴ２の間と、時刻Ｔ３以降とを識別できることを発明した。具体的には、時刻Ｔ１からＴ２の間は、２次微分関数ｄ^２／ｄ^２ｔ（Ｖ（ｔ））が負でなくなり（正となり）、即ち、検知電圧関数Ｖ（ｔ）の曲線形状が下に凸の形状となる。これに対して、時刻Ｔ３以降は、２次微分関数ｄ^２／ｄ^２ｔ（Ｖ（ｔ））が負となる、即ち、検知電圧関数Ｖ（ｔ）の曲線形状が上に凸の形状となることから、両者を明確に判定することができる。これにより、時刻Ｔ１からＴ２の間は電池切れの警告を実行しないように制御することができる。尚、図７のフローチャートには、上記した電池切れ警告の判定制御が組み込まれている。

さて、図６のステップＳ１０において、車両の衝突検出処理を実行する。ここでは、プリクラッシュセーフティＥＣＵ２５からプリクラッシュ検出信号が出力されると、それを受けて、車両の衝突の可能性が判断され、車載緊急通報装置２の無線通信部６とセンター装置３との間の無線通信回線が接続される。そして、エアバッグＥＣＵ２２からエアバッグ展開信号が出力されると、それを受けて、車両の衝突事故が発生したと判断される。この判断によって、ステップＳ２０の判断ステップにて「ＹＥＳ」へ進み、ステップＳ３０へ進み、緊急通報処理が開始される。この緊急通報処理により車載緊急通報装置２からセンター装置３へ送信される情報には、乗員情報、車両情報、最新の車両位置の情報等が含まれる。

尚、車両の衝突の可能性が判断された後、設定時間内に、エアバッグＥＣＵ２２からエアバッグ展開信号を受けないときは、車両の衝突事故が発生しなかったと判断され、無線通信部６とセンター装置３との間の無線通信回線を遮断し、ステップＳ２０にて「ＮＯ」へ進み、ステップＳ１０へ戻り、車両の衝突検出処理を繰り返す。

次に、上記緊急通報処理が開始された後は、ステップＳ４０へ進み、バックアップ電池１９の電池能力を判定する処理を実行する。具体的には、図７のステップＳ１１０へ進み、電池電圧検知部２１によりバックアップ電池１９の電圧を検知し、検知した電圧値（Ｖ（ｔ_ｎ））を記憶する。ここで、検知電圧関数Ｖ（ｔ）を算出するためには、設定個数（例えば１００個）の検知電圧値（Ｖ（ｔ_ｎ））が必要であるから、電源オン後、初めてステップＳ４０を実行する場合には、上記設定個数の検知電圧値（Ｖ（ｔ_ｎ））を記憶するまで、電圧検出を所定のサンプリング周期（例えば１秒等）で続ける。尚、すでに設定個数の検知電圧値（Ｖ（ｔ_ｎ））を記憶している場合には、電圧検出を１回行ってこの検出値を記憶する。

この後、記憶している設定個数の検知電圧値（Ｖ（ｔ_ｎ））、具体的には、最新の検知電圧値（Ｖ（ｔ_ｎ））を含む設定個数の検知電圧値（Ｖ（ｔ_ｎ））に基づいて、検知電圧関数Ｖ（ｔ）を算出してこれをメモリに記憶する。尚、最も古い検知電圧値（Ｖ（ｔ_ｎ））はメモリから削除しても良いし（即ち、設定個数の検知電圧値（Ｖ（ｔ_ｎ））を常時記憶している）、残しておくようにしても良い（即ち、設定個数以上の検知電圧値（Ｖ（ｔ））を記憶し、メモリの空きが不足してきたら削除する）。

続いて、上記算出した検知電圧関数Ｖ（ｔ）を時間ｔで微分した１次微分関数ｄ／ｄｔ（Ｖ（ｔ））を算出して記憶する。更に、上記算出した１次微分関数ｄ／ｄｔ（Ｖ（ｔ））を時間ｔで微分した２次微分関数ｄ^２／ｄ^２ｔ（Ｖ（ｔ））を算出して記憶する。

次いで、ステップＳ１２０へ進み、最新の検知電圧値（Ｖ（ｔ_ｎ））が、電池切れ警告用のしきい値Ｖｔｈよりも低いか（未満であるか）否かを判断する（第１の判断手段としての機能）。ここで、最新の検知電圧値（Ｖ（ｔ_ｎ））が、電池切れ警告用のしきい値Ｖｔｈよりも低くないときには、ステップＳ１２０にて「ＮＯ」へ進み、電池能力判定処理を終了する。

また、ステップＳ１２０において、最新の検知電圧値（Ｖ（ｔ_ｎ））が、電池切れ警告用のしきい値Ｖｔｈよりも低いときには、「ＹＥＳ」へ進み、ステップＳ１３０へ進む。このステップＳ１３０では、２次微分関数ｄ^２／ｄ^２ｔ（Ｖ（ｔ））（即ち、２次微分係数ｄ^２／ｄ^２ｔ（Ｖ（ｔ_ｎ）））が負であるか否かを判断する（第２の判断手段としての機能）。ここで、２次微分関数ｄ^２／ｄ^２ｔ（Ｖ（ｔ））が負でないときには、ステップＳ１３０にて「ＮＯ」へ進み、電池能力判定処理を終了する。

また、ステップＳ１３０において、２次微分関数ｄ^２／ｄ^２ｔ（Ｖ（ｔ））が負であるときには、「ＹＥＳ」へ進み、ステップＳ１４０へ進無。このステップＳ１４０では、バックアップ電池１９が消耗していることを警告する報知、例えば警告メッセージの音声や警告アラームの音などをスピーカ１６から出力する（警告手段としての機能）。そして、電池能力判定処理を終了する。

尚、上記した電池能力判定処理（図６のステップＳ４０、即ち、図７のステップＳ１１０〜ステップＳ１４０）は、設定時間間隔毎（例えば１秒または１０秒間隔毎）に実行されるように構成されている。

このような構成の本実施形態によれば、検知電圧が電池切れ警告用のしきい値Ｖｔｈよりも低いときであって、２次微分関数ｄ^２／ｄ^２ｔ（Ｖ（ｔ））（即ち、２次微分係数ｄ^２／ｄ^２ｔ（Ｖ（ｔ_ｎ）））が負でないとき（バックアップ電池１９の放電性能が回復するとき）には、電池切れ警告を行わず、２次微分関数ｄ^２／ｄ^２ｔ（Ｖ（ｔ））が負であるとき（バックアップ電池１９の放電性能が回復しないとき）には、電池切れ警告を行なうように構成したので、バックアップ電池１９の放電性能の低下を正確に検知することができる。

（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一ステップには、同一ステップ番号を付している。この第２実施形態では、２次微分関数ｄ^２／ｄ^２ｔ（Ｖ（ｔ））が負でないときに（ステップＳ１３０にて「ＮＯ」）、バックアップ電池１９が不作動となるまでの予測時間を計算し、この計算時間が設定値Ｔｄｏｗｎよりも小さいときには、負荷を低減してバックアップ電池１９が不作動となることを極力防止するように構成した。

具体的には、ステップＳ１１０からステップＳ１３０までの処理は、第１実施形態（図７参照）と同じである。ステップＳ１３０において、２次微分関数ｄ^２／ｄ^２ｔ（Ｖ（ｔ））が負でないときには、「ＮＯ」へ進み、ステップＳ２１０へ進む。このステップＳ２１０においては、バックアップ電池１９が不作動となるまでの予測時間を計算し、この計算時間が設定値Ｔｄｏｗｎよりも小さいか否かを判断する。この場合、上記予測時間は、（現在の検知電圧値Ｖ（ｔ)−電池が不作動となる電圧値Ｖｃｕtoff）を、１次微分関数ｄ／ｄｔ（Ｖ（ｔ））から求めた傾き−ｄ／ｄｔ（Ｖ（ｔ））で除算することにより計算できる（図９参照、計算手段としての機能）。

上記ステップＳ２１０において、予測時間が設定値Ｔｄｏｗｎよりも小さいときには、「ＹＥＳ」へ進み、ステップＳ２２０へ進む。このステップＳ２２０においては、負荷を低減してバックアップ電池１９が不作動となることを極力防止する（負荷低減手段としての機能）。具体的には、スピーカ１５の音量を低下させたり（通話音声出力低減）、音声通話を終了してデータ通信だけを実行したりする。そして、電池能力判定処理を終了する。尚、上記ステップＳ２１０において、予測時間が設定値Ｔｄｏｗｎよりも小さくないときには、「ＮＯ」へ進み、電池能力判定処理を終了する。

上述した以外の第２実施形態の構成は、第１実施形態と同じ構成となっている。従って、第２実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第２実施形態によれば、検知電圧Ｖ（ｔ）が電池切れ警告用のしきい値Ｖｔｈよりも低くなり、且つ、２次微分関数ｄ^２／ｄ^２ｔ（Ｖ（ｔ））が負でないときに（ステップＳ１３０にて「ＮＯ」）、バックアップ電池１９が不作動となるまでの予測時間を計算し、この計算時間が設定値Ｔｄｏｗｎよりも小さいときには、負荷を低減するように構成したので、バックアップ電池１９が不作動となることを極力防止することができる。

尚、上記第２実施形態では、車載緊急通報装置２の種々の機能の中の制限する機能の例として、通話音声出力低減と音声通話機能停止を実行したが、これに限られるものではなく、車載緊急通報装置２の無線装置の電力低減を実行しても良いし、他の機能を制限するように構成しても良い。

図面中、１は緊急通報システム、２は車載緊急通報装置、３はセンター装置、４は通信網、５はＣＰＵ、６は無線通信部、８はメモリ管理部、１０は衝突検出部、１２は電源制御部、１７は車両バッテリ、１９はバックアップ電池、２１は電池電圧検知部（電圧検知手段）を示す。

Claims (5)

1. 車両に搭載され、車両が衝突したと判定されたときに緊急通報信号を通信網を通じてセンター装置に送信する機能を有し、車両バッテリ（１７）から供給される電力を動作電力として動作するように構成された車載緊急通報装置（２）において、
   前記車両バッテリ（１７）から供給される電力が低下したときに、前記車載緊急通報装置（２）に動作電力を供給するバックアップ電池（１９）と、
   前記バックアップ電池（１９）の電圧を検知する電圧検知手段（２１）と、
   前記電圧検知手段（２１）により検知された電圧が電池切れ警告用のしきい値よりも低いか否かを判断する第１の判断手段と、
   電池電圧関数を時間で２次微分した２次微分係数が負であるか否かを判断する第２の判断手段と、
   前記検知電圧が電池切れ警告用のしきい値よりも低いときであって、前記２次微分係数が負でないときには、電池切れ警告を行わず、前記２次微分係数が負であるときには、電池切れ警告を行なう警告手段とを備えたことを特徴とする車載緊急通報装置。
2. 前記検知電圧が電池切れ警告用のしきい値よりも低いときであって、前記２次微分係数が負であるときには、前記バックアップ電池（１９）が不作動となるまでの予測時間を計算する計算手段と、
   前記計算時間が設定値よりも小さいときには、負荷を低減する負荷低減手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の車載緊急通報装置。
3. 前記負荷低減手段は、通話音声出力低減または音声通話機能停止を行うことを特徴とする請求項２記載の車載緊急通報装置。
4. 前記バックアップ電池（１９）は、前記車両バッテリ（１７）から供給される電力で充電される充電池であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の車載緊急通報装置。
5. 前記充電池は、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池であることを特徴とする請求項４記載の車載緊急通報装置。
   

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