(57)【要約】【課題】最小限の接続配線と単純な制御システムとを使用しながら遠隔アイテムの制御を行う課題を解決する。【解決手段】電源から、信号送信機（３１０）及びコンポーネント又は装置に関連する少なくとも１つのバイナリ・アドレスを有する少なくとも１つの信号受信機（３０４）に共通の電源接続（３１２）を提供し、電源と電源接続との間に、ある無線周波数のインピーダンス（３０２）を提供し、送信機から電源接続上に無線周波数の信号を印加し、バイナリ・アドレスを含むパルス列を用いて信号を変調し、変調された信号を少なくとも１つの受信機において検出し、パルス列からバイナリ・アドレスを抽出し、バイナリ・アドレスと受信機の１つ又は複数のアドレスとを比較して、各バイナリ・アドレスが一致した場合にコンポーネント又は装置を制御することによって、制御信号を遠隔コンポーネント又は装置に提供する方法であって、変調された制御信号が連続的に存在する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コントローラ及び遠隔電動されるコンポーネント又は装置に共通の電源接続を提供し、バイナリ・アドレスを含むパルス列を備えた変調無線周波数信号を前記コントローラ側の前記接続に印加し、受信機において、前記電源接続上の変調を検出し、前記変調から変調パルス列を抽出し、前記パルス列から前記バイナリ・アドレスを抽出し、抽出された前記アドレスと前記遠隔コンポーネント又は装置のアドレスとを比較して、前記各アドレスが一致した場合に前記電動コンポーネント又は装置を制御することによって、少なくとも１つのバイナリ・アドレスに応答する制御信号受信機を有する電動コンポーネント又は装置を遠隔制御するシステムであって、
前記コントローラは、変調信号を連続的に提供することを特徴とする、システム。
【請求項２】
前記変調信号は、周波数偏移変調されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記パルス列は、それぞれ単一のパルスから始まり、その後に一連のバイナリ・アドレス・パルスが続くパルス群を有することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記電源接続にオーディオ信号も印加されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記制御は、前記コンポーネント又は装置に電力を供給し、又は前記コンポーネント又は装置の電力を遮断することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記電源接続は、電源から前記コントローラ及び受信機に供給され、前記変調信号の周波数では、前記電源と前記制御システムとの間に高いインピーダンスが存在することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
制御信号を遠隔受信機（３０４）に供給し、必要とされるバイナリ・アドレス及び列開始パルス（４０６）を表すパルス列を生成することが可能なパルス生成器（１０７）と、無線周波数信号生成器（１０１、１０２、１０６）と、生成された前記無線周波数信号上の前記パルス列を周波数偏移変調する変調器（１１１、１１２）と、生成された前記無線周波数信号を前記送信機及び任意の遠隔受信機に共通の前記電源線と結合する無線周波数信号結合器（１１４）と、を有する、請求項１に記載のシステムで使用される送信機（３０３、３１０）。
【請求項８】
制御側送信機と共通の電源線から給電され、電気コンポーネント又は装置を制御し、少なくとも１つの設定可能なバイナリ・アドレス（２１３）と、前記電源線から無線周波数信号を抽出する信号検出器（２０７）と、前記信号検出器からの変調信号を復元する復調器（２０９）と、前記変調信号からパルス列開始パルスを抽出し、バイナリ・アドレスを表す一連の末尾パルスを抽出するパルス列抽出器と、受信された前記バイナリ・アドレスと前記少なくとも１つの設定可能なバイナリ・アドレスとを比較して前記各アドレスが一致した場合に電気コンポーネント又は装置を制御することを特徴とするコンパレータ（２１２、２１５）と、を有する、請求項１に記載のシステムで使用される受信機。
【請求項９】
電源から、信号送信機（３１０）及びコンポーネント又は装置に関連する少なくとも１つのバイナリ・アドレス（４０６）を有する少なくとも１つの信号受信機（３０４）に共通の電源接続（３１２）を提供し、前記電源と前記電源接続との間に、ある無線周波数のインピーダンス（３０２）を提供し、前記送信機から前記電源接続上に前記無線周波数の信号を印加し、バイナリ・アドレス（４０５）を含むパルス列（４０６）を用いて前記信号を変調し、変調された前記信号を少なくとも１つの受信機において検出し、前記パルス列から前記バイナリ・アドレスを抽出し、前記バイナリ・アドレスと前記受信機の１つ又は複数のアドレスとを比較して、前記各バイナリ・アドレスが一致した場合にコンポーネント又は装置を制御することによって、制御信号を遠隔コンポーネント又は装置に提供する方法であって、
変調された前記制御信号が連続的に存在することを特徴とする、方法。
【請求項１０】
前記信号送信機から前記共通の電源接続上にオーディオ信号も印加されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記パルス列は、常に存在する先導パルスを含むことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に多重化システムに関し、特に車両を対象とする多重化システムに関する。より詳細には、本発明は、車両上の各アイテム（物品又は付属品）をそれぞれの電源を介して制御することに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両は、中央位置から制御されるいくつかのアイテム（物品又は付属品）、例えばヘッドランプ、テールランプ、室内灯等を有する。各アイテムは制御スイッチに個別に配線することができ、制御スイッチは電源に配線することができる。場合によってはスイッチが各アイテムに電力を送る継電器を制御するだけのこともあるが、いずれにせよ、必要とされる電力を伝達するのに十分な量の配線を用意しなければならず、電源から電力使用アイテムに過負荷がもたらされる可能性もある。このため、車両の隅々に多数の大型ゲージ銅線を走らせることになる。
【０００３】
単一の給電配線を設け、別個の小型配線を介して各アイテム内に所在するアイテム用コントローラに切替信号を提供することにより、必要とされる配線量を少なくすることが知られている。これらの信号は、典型的には車両運転者が操作する制御ソースから発信される小型配線上の周波数多重信号又は時間多重信号である。各信号は、制御対象となる各アイテムのコントローラと相互作用し、ＯＮ／ＯＦＦ制御又は段階的制御を行う。このようなシステムは、特許文献１に記載されている。
【０００４】
同様に、例えば特許文献２に記載されるように、それぞれ動作周波数が異なるコントローラと受信機とを電源配線上に設けることが知られている。この手法では、各ユニットを周波数毎に異なる形で調整する必要がある。
【０００５】
同様に、特許文献３に記載されるように、給電用配線に制御信号としてパルス列を導入（ｉｍｐｏｓｅ）することが知られているが、そのような信号は車両の電気系統から干渉を受けやすい。
【０００６】
そのようなシステムの大半は複雑で構築費用も高く、大型の給電用配線と小型の制御用配線の両方を制御対象となる各アイテムに行き渡らせる必要がある。給電用配線にパルス列を導入するシステムは、干渉及び負荷効果の影響を受けやすい。
【特許文献１】米国特許第４３７０５６１号
【特許文献２】米国特許第４４６３３４１号
【特許文献３】米国特許第５５１７１７２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、最小限の接続配線と単純な制御システムとを使用しながら遠隔アイテムの制御を行う課題の解決策が必要とされている。
【０００８】
上記及び他の課題に対して、本発明は従来技術よりも優れた利点をもたらす解決策、又は少なくとも有益な選択肢を公衆に提供する解決策を提供する。
【０００９】
本明細書で引用される特許又は特許出願を含めたすべての引用文献を参考として本明細書に援用する。いずれの引用文献も従来技術を構成するものではない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一例において、本発明は、コントローラ及び遠隔給電（電動）されるコンポーネント又は装置に共通の電源接続を提供し、遠隔受信機のバイナリ・アドレスを含むパルス列を備えた変調信号を前記接続に印加し、前記受信機において、前記電源接続上の変調を検出し、前記変調から変調パルス列を抽出し、前記パルス列から前記バイナリ・アドレスを抽出し、抽出された前記アドレスと前記遠隔コンポーネント又は装置のアドレスとを比較し、前記各アドレスが一致した場合に前記電動コンポーネント又は装置を制御することによって、制御信号受信機及びバイナリ・アドレスを有する電動コンポーネント又は装置を遠隔制御するシステムを提供する。
【００１１】
前記変調信号は、周波数偏移変調される。
【００１２】
前記パルス列は、それぞれ単一のパルスから始まり、その後に一連のアドレス・パルスが続くパルス群を有する。
【００１３】
前記電源接続にはオーディオ信号も印加される。
【００１４】
前記制御は、前記コンポーネント又は装置に電力を供給し、又は前記コンポーネント又は装置の電力を遮断する。
【００１５】
前記電源接続は、電源から前記コントローラ及び受信機に供給され、前記変調信号の周波数では、前記電源と前記制御システムとの間に高いインピーダンスが存在する。
【００１６】
電源から、信号送信機及び少なくとも１つの関連する信号受信機に共通の電源接続を提供し、各受信機にバイナリ・アドレスを提供し、前記電源と前記電源接続との間に、ある無線周波数のインピーダンスを提供し、前記電源接続上に前記無線周波数の信号を印加し、受信機のバイナリ・アドレスを含むパルス列を用いて前記信号を変調することによって、制御信号を遠隔コンポーネント又は装置に提供する方法が提供される。
【００１７】
制御信号を遠隔受信機に供給し、必要とされるバイナリ・アドレス及び列開始パルスを表すパルス列を生成することが可能なパルス生成器と、無線周波数信号生成器と、生成された前記無線周波数信号上の前記パルス列を変調する変調器と、生成された前記無線周波数信号を前記送信機及び任意の遠隔受信機に共通の電源線と結合する無線周波数信号結合器と、を有する送信機が提供される。
【００１８】
制御側送信機と共通の電源線から給電され、電気コンポーネント又は装置を制御し、少なくとも１つの設定可能なバイナリ・アドレスと、前記電源線から無線周波数信号を抽出する信号検出器と、前記信号検出器からの変調信号を復元する復調器と、前記変調信号からパルス列開始パルスを抽出し、バイナリ・アドレスを表す一連の末尾パルスを抽出するパルス列抽出器と、受信された前記バイナリ・アドレスと前記設定可能なバイナリ・アドレスとを比較して前記各アドレスが一致した場合に電気コンポーネント又は装置を制御するコンパレータと、を有する受信機が提供される。
【００１９】
本発明の上記及び他の特徴ならびに利点は、以下の詳細な説明を添付図面と併せて読めば明らかとなるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
ここで図１を参照すると、１４ビット・バイナリ・カウンタ（１０３）及び７段リプル・カウンタ（１０６）にクロックを供給するインバータ（１０２）によって３．６ＭＨｚの周波数の水晶発振器（１０１）がバッファリングされるシステムにおける送信機の一例の回路図が示されている。後者は２つの出力、即ち、ゲート回路（１１１）に対する８クロック・パルス毎（２２５ＫＨｚ）の繰り返しパルスと、ゲート回路（１１２）に対する２クロック・パルス毎（１．８ＭＨｚ）の繰り返しパルスとを提供する。バイナリ・カウンタ（１０３）に対するクロックは、インバータ（１０４）を介してシフト・レジスタ（１０７）に対する２１４クロック毎にパルスを生成する。これにより、レジスタ（１１０）によってロードされるスイッチ（１０８）のシフト・レジスタがプリロードされ、カウンタ（１０３）が２１０のパルスをカウントする度にシフト・レジスタのクロック制御が行われ、その結果、２８のクロック・パルスから、又は図示の例では２２５ＫＨｚで出力が生成され、この出力が並列スイッチ・ビットの直列変換としてゲート（１１１）に引き渡される。ビット８は、後続のアドレス・ビットを変更するための一定のリード・ビット（ｌｅａｄ  ｂｉｔ）として働くように常に「ｈｉｇｈ」となる。スイッチ（１０９）からのプリロードの結果生成される出力は、多重化システム上の受信機のアドレスとして働く７ビット・バイナリ・コードであり、この７ビット・バイナリ・コードは、ｈｉｇｈビットの場合は２２５ＫＨｚの周波数、ｌｏｗビットの場合は１．８ＭＨｚの周波数を表す単一のマーク・ビット（ｓｉｎｇｌｅ  ｍａｒｋ  ｂｉｔ）の後に置かれる。
【００２１】
ゲート（１１１）の出力は増幅器（１１３）を駆動し、インダクタ（１１６）によって１２ボルト電源（１１５）と分離された調整済みの変圧器（１１４）を介して出力（１１７）を生成する。したがって、（１１５）における出力は、それ自体に１．８ＭＨｚ又は２２５ＫＨｚの交番周波数が印加（ｉｍｐｒｅｓｓ）される１２ボルト供給ラインである。これにより、パルス符号変調／周波数偏移変調されたほぼ一定の振幅のデジタル信号が提供される。（１１７）で周波数変調された１２ボルト・ラインには変圧器を介してオーディオ信号を直接印加することもできるが、これは任意選択である。
【００２２】
電源線上に印加すべきアドレスを設定するリモート・コントローラ・ファシリティの接続を可能にするコネクタ（１１８）が設けられている。これにより、７ビット・システムにおいて送信機から最大１２８個のコントローラへの動的アドレッシングが可能となる。
【００２３】
図２には、図１の送信機の相手方となる受信機が示されており、この受信機は図１の送信機とほぼ同じ周波数の水晶発振器（２０１）を有する。受信機からの出力は（２０２）でバッファリングされ、１２ビット・バイナリ・カウンタ（２０３）に供給される。カウンタ（２０３）の出力は、２１０のクロック・カウント毎に「ｈｉｇｈ」となり、２相４段シフト・レジスタの（２１４）及び（２１１）の両部分と、デコーダ・ディバイダ（２２０）と、ゲート（２０４）を介して第２の１２ビット・バイナリ・カウンタ（２０５）とをクロック制御するように働く。ディバイダ（２２０）は、２８クロック毎に１２ビット・バイナリ・カウンタ（２１９）にパルスを供給する。
【００２４】
バイナリ・アドレスが周波数偏移変調された１２ボルト・ラインは、（２０６）で変圧器を介して取得され、１２ボルト・ラインから給電されるレギュレータ（２０８）の電圧から電力を得る制限回路（ｌｉｍｉｔｉｎｇ  ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）（２０７）を介して位相ロック・ループに引き渡される（２０９）。この位相ロック・ループは、送信されたパルスを波列として取得する働きをし、それらをシフト・レジスタ（２１１）のデータ入力に供給する。カウンタ（２０３）の出力によってクロック制御される上記シフト・レジスタは、受信されたパルス列の最下位半分（ｌｅａｓｔ  ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  ｈａｌｆ）をマグニチュード・コンパレータ（２１２）に引き渡し、当該パルス列の最上位半分（ｍｏｓｔ  ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  ｈａｌｆ）をマグニチュード・コンパレータ（２１５）に引き渡す。マグニチュード・コンパレータ（２１２）において最下位のスイッチ（ｌｅａｓｔ  ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  ｏｆ  ｓｗｉｔｃｈｅｓ）（２１３）の設定と突き合わせて行われる比較の結果、マグニチュード・コンパレータ（２１５）及びマグニチュード・コンパレータ（２１６）に対して「ｇｒｅａｔｅｒ  ｔｈａｎ」（上回ることを表す）信号、「ｌｅｓｓ  ｔｈａｎ」（下回ることを表す）信号、及び「ｅｑｕａｌ  ｔｏ」（等しいことを表す）信号が供給される。各マグニチュード・コンパレータで検出された受信済みのパルス列がスイッチ（２１３）の設定と一致する場合は、コンパレータの出力によって１２ビット・バイナリ・カウンタ（２１９）がリセットされ、（２２１）で出力回路のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる。
【００２５】
コンパレータ（２１６）は、コンパレータ（２１６）よりも上位のアドレス・シーケンスを変更して１２ビット・バイナリ・カウンタ（２１７）を介して切り替えられた出力（２１８）を操作する際にコンパレータ（２１２）とも連動する。複数のコンパレータ（２１６）及び（２１７）ならびに出力制御（２１８）を設けることによって、様々なアドレスに対応するコントローラとして働かせることができる。
【００２６】
添付図面にはデジタル機能に関する標準的な論理コンポーネントの使用が示されているが、送信機及び受信機の各機能は他の任意の適切な回路によって提供することができ、例えばプログラムされたマイクロコントローラが送信機又は受信機で必要とされる機能を実行することができる。同様に、本明細書に記載の回路は８ビットのバイナリ制御信号を使用しているが、送信機と受信機において一致するアドレスを使用することができれば、任意のビット数を使用することが可能である。
【００２７】
送信機と１２ボルト電源との間の分離インピーダンスとしてインダクタが示されているが、必要な分離が実現されれば、他の任意のコンポーネント又はコンポーネントの組合せを使用することができる。
【００２８】
上記のシステムでは切替周波数の一定のＲＦ信号が電力線に供給されるので、受信機は常に、何らかの周波数の追跡可能な振幅を伴うＲＦ信号を受信することになる。このため、電源上の負荷の変動は受信信号の振幅に影響を及ぼすが、周波数偏移変調には影響が及ばず、典型的な車両環境におけるオルタネータ・リプルによる電気雑音、点火雑音、オルタネータのスリップ・リングのハッシュ（ｈａｓｈ）、及びインジェクタのソレノイドにおける過渡電流によって影響されることもないので、受信機側では比較的安定な環境が提供される。
【００２９】
図３には、電源接続（３０１）が送信機及び受信機の各要素と、受信機によって制御されるすべてのコンポーネント又は装置との両方に電力を供給するシステムのブロック図が示されている。（３０２）には、無線周波数信号の電源への漏洩を低減させるインピーダンスが設けられており、このインピーダンスは、特に高い除去率が望まれる場合に制御周波数を除去するように調整することができる。送信機のパルス列作成器（３０３）及び無線周波数変調器／生成器（３１０）は、変調済みのＲＦ信号を、受信機（３０４）、（３０５）、（３０６）とも接続されている電源線と結合する。
【００３０】
スイッチとして図示されている制御要素（３０７）、（３０８）、（３０９）は、それぞれ特定のバイナリ・アドレスと関連付けられており、その結果、該当するスイッチの状態を変更することにより、変調対象となる（３０３）の出力に対して、バイナリ・アドレスが電源接続上に送信される周波数偏移変調波形として提供される。
【００３１】
受信機（３０４）、（３０５）、（３０６）においてＲＦ波形が受信され、抽出され、バイナリ・アドレスが復号化される。アドレスが受信機のバイナリ・アドレスと一致する場合には、（３１１）、（３１５）、（３１９）のような継電器が切り替えられ、接点（３１３）、（３１７）、（３２１）を介して負荷（３１４）、（３１８）、（３２２）が接続され又は切断される。典型的にはインダクタンスであるインピーダンス（３１２）、（３１６）、（３２０）は、負荷が制御電圧をバイパスするのを防止する。
【００３２】
図４には、周波数偏移された制御周波数のうち有意な周波数の波形の振幅が示されている。有意な周波数が示されていない場所では、有意でない周波数の波形が電源電圧上に導入されることに留意していただきたい。図４には、３つの異なるアドレス毎に発生する有意なパルス・アドレス波形が示されており、各アドレスの先頭には開始ビット（４０５）が存在する。アドレス（４０１）は、７つのアドレス・ビット（４０６）がすべて「ｈｉｇｈ」であり、バイナリ値がアドレス（１２７）と等価なアドレスを示し、アドレス（４０２）は、３９と等価なアドレスを示し、アドレス（４０３）は、１０３と等価なアドレスを示している。７つのアドレス・ビットを使用して最大１２８個の受信機を制御することができ、あるいは、１２８の制御ステップを必要とする何らかの装置を単一の受信機によって制御することもできる。また、パルス列が存在しないギャップ（４０７）は８ビット長であり、このギャップは有意でない制御周波数の連続送信を含む。これにより、制御パルスが規則正しく隔置され、制御電圧の振幅が常に一定となることが保証される。
【００３３】
アドレスは、任意数のバイナリ・ビット長とすることができ、アドレス・パルス列間の間隔は、最大アドレス・パルスの長さと等しいことが好ましい。アドレス及びパルス列は、任意の長さ及び使用可能な任意の周波数とすることができるが、提供されるアドレス数に関わらず制御要素の動作に対して外見上遅延なく応答し得る長さ及び周波数とすることが好ましい。パルス間の間隔及びパルスの繰り返し率も所望のスループットに合わせて調整される。各パルス・スロットは１６サイクルの最高偏移周波数を含み、各パルス列は１６パルス・スロットを含み、各パルス列セットは１２８個のパルス列を含むことが好ましい。これにより、１２８個の異なるユニットを単一の電力線から制御することが可能となる。
【００３４】
最高偏移周波数として選択される無線周波数は、免許不要無線帯域のうちの１つ、例えば２２５ＫＨｚ帯であることが好ましいが、周波数偏移変調の代わりにパルス幅変調又はパルス符号変調を使用することもできる。
【００３５】
本明細書に記載のシステムは、車両に適用可能なＤＣ電源システムであるが、本システムは、遠隔の付属品又は装置のＡＣ電源制御に適用することもできる。
【００３６】
上記では本発明の様々な実施形態の様々な特徴及び利点をそれらの構造及び機能の詳細と併せて説明してきたが、本開示は単なる例示にすぎず、本発明の機能が損なわれない限り、本開示の細部に様々な変更を施すことができることを理解していただきたい。例えば、回路内の特定の要素は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱しない限り、当該要素が使用される具体的な用途に応じて変更することができる。
【００３７】
また、本明細書に記載される好ましい実施形態は車両内で使用される多重化システムを対象としているが、本発明の教示内容は、本発明の範囲及び趣旨から逸脱しない限り、交流電流で給電される航空機又はアイテム等の他のシステムにも適用することができることが当業者には理解されるだろう。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明に係る制御装置は、車両産業又は電気産業で利用される電動アイテムの遠隔制御及び管理で使用される。したがって、本発明は産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】多重化システムと共に使用される送信機回路の回路図である。
【図２】多重化システムと共に使用される受信機回路の回路図である。
【図３】多重化システムのブロック図である。
【図４】いくつかの可能なパルス・アドレス列を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０１：水晶発振器、１０２：インバータ、１０３：バイナリ・カウンタ、１０４：インバータ、１０６：７段リプル・カウンタ、１０７：シフト・レジスタ、１１１：ゲート回路、１１２：ゲート回路、１１３：増幅器、１１４：変圧器、１１５：電源、１１６：インダクタ、１１７：出力、１１８：コネクタ、
２０１：水晶発振器、２０３：バイナリ・カウンタ、２０４：ゲート、２０５：バイナリ・カウンタ、２０７：制限回路、２０８：レギュレータ、２１１：シフト・レジスタ、２１２：マグニチュード・コンパレータ、２１３：スイッチ、２１５：マグニチュード・コンパレータ、２１６：マグニチュード・コンパレータ、２１７：バイナリ・カウンタ、２１９：バイナリ・カウンタ、２２０：デコーダ・ディバイダ、
３０２：インピーダンス、３０３：パルス列作成器、
３０４，３０５，３０６：受信機、
３０７，３０８，３０９：スイッチ（制御要素）、
３１１，３１５，３１９：継電器、
３１２，３１６，３２０：インピーダンス、
３１３，３１７，３２１：接点、
３１４，３１８，３２２：負荷、
４０１，４０２，４０３：アドレス、
４０５：開始ビット、４０６：アドレス・ビット、４０７：ギャップ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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