JP4785260B2 - Opening / closing object pinching determination control method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開閉体の挟み込み判定制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車などの車両用開閉体としてウィンドウやサンルーフパネルまたはスライドドアにおいて、電動モータを用いて自動で開閉するようにしたものがある。そのような自動開閉装置にあっては、特に開閉体を閉じる際に異物等が挟み込まれたことを検出したら反転させるなどの挟み込み防止制御を行うようにしている。
【0003】
上記挟み込み防止制御を行うようにしたパワーウィンドウ装置の一例を図4及び図5により以下に示す。本パワーウィンドウ装置にあっては、図4に概略を示されるように、運転席などに設けられたオート操作スイッチ12からの開閉操作用の各信号が制御部11に入力し、制御部11によりは各操作信号に応じてモータ3を正逆転駆動制御する。そして、モータ3に連結されたウィンドウ8が開閉動作し、またモータ3の回転を検出する回転センサ9を設け、その回転パルス信号を制御部11に入力して、ウィンドウ8の挙動を検出するようにしている。
【0004】
図5は、上記パワーウィンドウ装置におけるウィンドウ8の閉じ動作時におけるモータ3の回転速度の変化を示す図である。例えばモータ3とウィンドウ8とがワイヤを介して連結されている場合のワイヤの弛みや、セクタギアなどを用いたギア結合の場合のバックラッシュなどにより、モータ駆動開始時に略無負荷状態があり、それによりモータ3の角速度(回転速度)が大きく上昇し得る。図に示されるように、略一定の定常速度ωSよりも高い高角速度ωHまで上昇し、その後ワイヤの弛みなどが取れてウィンドウ8の負荷がかかることにより定常角速度ωSになり、その状態で閉じ動作が続行するようになる。
【0005】
また、挟み込み判定としては、しきい値ωdを設定しておき、角速度がしきい値ωd以下になった状態が所定時間続いたら挟み込みであるとする判定を行い、例えば反転させるようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、モータ駆動開始後にワイヤの弛みやギア結合のバックラッシュなどによりモータ角速度が一旦上昇した後に低下することから、その角速度の低下を挟み込みと誤判定してしまうことを防止するために、図に示されるようにモータ3の駆動開始位置から所定範囲を挟み込み判定禁止区間として、その区間が過ぎるまで挟み込み判定を行わず、その挟み込み判定禁止区間を過ぎた後に上記挟み込み判定を行うようにしていた。
【0007】
しかしながら、上記挟み込み判定禁止区間で挟み込みが発生した場合には、挟み込み判定禁止区間を過ぎて挟み込み判定を行うことになり、挟み込み判定に遅れが生じてしまう。また、挟み込み判定禁止区間にあっては、温度や電圧などの環境条件の違いが生じても誤判定をしてしまわないようにするため、比較的長めの設定になってしまい、挟み込み判定禁止区間経過までに図の想像線に示されるように角速度が大きく低下する場合が考えられ、その場合には挟み込み判定の確定時に挟み込み荷重が増大してしまうという問題がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、モータ駆動開始時においても挟み込み判定を可能にするために、本発明に於いては、開閉体をモータにより駆動して閉じる際の異物等の挟み込みをモータ回転速度と挟み込み判定のしきい値とを比較して、前記モータ回転速度が、前記挟み込み判定のしきい値を所定時間の間下回ったら、挟み込みと判定する開閉体の挟み込み判定制御方法において、前記開閉体の閉じ動作を行った最新の所定回数における前記モータ回転速度を平均化した平均速度を定常速度として学習し、前記開閉体の閉じ動作開始時からあらかじめ定められた前記モータの回転量で定められる駆動開始区間に前記モータ回転速度が前記定常速度に第1の所定値を加算した無負荷判別値以上になった場合には前記挟み込み判定のしきい値を第2の所定値だけ低くした低しきい値とするものとした。
【0009】
これによれば、経年劣化によりモータ回転速度が低下した場合でも、モータ回転速度を学習して定常速度として、常にその学習された定常速度と動作時のモータ回転速度とを比較して挟み込み判定のしきい値を求めることから、経年劣化等に応じた的確な挟み込み判定を行うことができる。
【0010】
また、モータ回転速度の上昇が定常速度よりも所定値以上になったことによりワイヤ等の弛みによる場合であるとすることができ、その場合にはしきい値を低くして負荷が加わることによる回転速度の低下を挟み込みであるとする誤判定を防止すると共に、その低くしたしきい値により閉じ動作開始時に挟み込みが生じた場合の速度低下を検知して、閉じ動作開始時における挟み込み判定を行うことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0012】
図1は、本発明が適用されたパワーウィンドウ装置の一例を示すブロック図である。なお、従来例で示した図4と同様の部分については同一の符合を付してその詳しい説明を省略する。図に示されるように、制御部1には、運転席などに設けられたオート操作スイッチ2a及びマニュアル操作スイッチ2bの各開閉操作信号に応じて自動または手動開閉制御信号を出力するオート制御回路1aと、その開閉制御信号に応じてモータ3を正逆転駆動制御するための駆動回路4と、駆動回路4に挟み込み判定信号を出力する判定回路5と、判定回路5に角速度信号を出力する角速度算出回路6とが設けられている。
【0013】
そして、駆動回路3からの駆動信号応じてモータ3が正逆転して、例えばモータ3にワイヤを介して連結しているウィンドウ8が開閉動作する。また、モータ3の回転を検出するための回転センサ9が設けられており、その回転センサ9からの回転パルス信号が上記判定回路5と角速度算出回路6とに入力するようになっている。なお、オート制御回路1aでは、オート操作スイッチ2aの開閉信号が入力された場合には連続した開閉制御信号を出力し、マニュアル操作スイッチ2bの開閉信号が入力された場合には操作されている間だけ開閉制御信号を出力する。
【0014】
次に、このようにして構成されたパワーウィンドウ装置による挟み込み判定制御の一例を、図2のフロー図を参照して以下に示す。まず、第1ステップST1で、過去の作動速度を平均化した平均速度ωaveを定常速度ωaとして設定する。次の第2ステップST2では、現在の角速度ωが定常速度ωaに所定値Aを加算した無負荷判別値以上であるか否かを判別し、その無負荷判別値(ωa+A)以上である場合には第3ステップST3に進む。
【0015】
角速度ωが無負荷判別値(ωa+A)以上になった場合にはワイヤの弛み等により略無負荷状態になって角速度が増加したことによるものであり、その場合にはウィンドウ8の負荷が加わった際に角速度が大きく低下することから、その低下を挟み込みであると判別してしまうことを防止するために、第3ステップST3では通常のしきい値ωdよりも所定値Bだけ低くした低しきい値(ωd−B)をしきい値ωdとして設定する。これにより、図3に示されるように動作開始時に増加した高角速度ωHからウィンドウ負荷により低下して低角速度ωL(<ωd)になった場合でも、予め実験値や設計値により低角速度ωLを求めて低しきい値(ωd−B)をその低角速度ωLよりも低く設定しておくことにより、角速度ωが低角速度ωLになっても挟み込みであると誤判定することがない。
【0016】
なお、上記平均速度ωaveを求める際の過去の作動速度を平均化するためのサンプル数は、閉じ動作を行った最新の任意の回数であって良い。このように常に最新の作動速度に基づいて平均速度ωaveを算出することにより、経年劣化に対応でき、経年劣化によるフリクション増大の影響を受けて誤判定してしまうことを防止することができる。
【0017】
第2ステップST2で角速度ωが無負荷判別値(ωa+A)を越えていない場合、または第3ステップST3に進んだ後には、次の第4ステップST4で駆動開始区間であるか否かを判別する。この駆動開始区間は、上記ワイヤの弛み等の影響を受ける区間として低しきい値(ωd−B)を設定する区間であり、例えば角速度ωが上記無負荷判別値(ωa+A)以上になってからのモータ3の回転パルスのカウント数により所定の回転量として設定しておいて良い。この設定の目安も実験値や設計値により求めることができる。
【0018】
第4ステップST4で駆動開始区間ではないと判別された場合には第5ステップST5に進み、その場合には通常の挟み込み判定を行うべく、しきい値ωdを初期値ω(0)とする。これにより、上記第3ステップST3で設定された低しきい値(ωd−B)の状態を通常のしきい値ω(0)に戻すことできる。
【0019】
第4ステップST4で駆動開始区間であると判別された場合、または第5ステップST5に進んだ後には、次の第6ステップST6では挟み込み検知を行うべく、角速度ωがしきい値ωd以下であるか否かを判別する。角速度ωがしきい値ωd以下(挟み込み検知)の場合には第7ステップST7に進み、角速度ωがしきい値ωdを越えていた場合には、正常な動作中であるとして本ルーチンを終了し、次サイクル時に第1ステップST1から始める。
【0020】
第7ステップST7では、挟み込み判定のため、しきい値ωdを下回っている時間Tが判定時間Td以上であるか否かを判別する。判定時間Td以上経過していない場合には第6ステップST6に戻り、再度第6ステップST6から実行し直し、判定時間Td以上経過した場合には挟み込み検知状態(角速度ωがしきい値ωd以下の状態)が所定時間続いたことになり、それにより挟み込みであると判定し、第8ステップST8に進む。そして、第8ステップST8では、挟み込み処理として、例えばモータ3を逆転(開き方向に駆動)させて、本ルーチンを終了する。
【0021】
このように制御することにより、駆動開始区間でのワイヤの弛み等による略無負荷状態からウィンドウ負荷が加わったことによる角速度低下を挟み込みであると誤判定することを防止することができると共に、その駆動開始区間にあっては、しきい値ωdを低しきい値(ωd−B)に設定することから、挟み込みが生じた場合に角速度ωが低しきい値(ωd−B)以下になったら、それにより挟み込みを検知し、その状態が判定時間Td以上経過したら挟み込みであるとする通常と同様の挟み込み判定を行うことができる。したがって、従来例で述べたような駆動開始後の挟み込み判定禁止区間を設ける必要が無く、駆動開始時から挟み込み判定を行うことができ、挟み込み判定禁止区間を設けたことによる挟み込み荷重の増大も生じることがない。
【0022】
【発明の効果】
このように本発明によれば、経年劣化によりモータ回転速度が低下した場合でも、モータ回転速度を学習して定常速度として、常にその学習された定常速度と動作時のモータ回転速度とを比較して挟み込み判定のしきい値を求めることから、経年劣化等に応じた的確な挟み込み判定を行うことができる。特に、モータ回転速度の上昇が定常速度よりも所定値以上になったことによりワイヤ等の弛みによる場合であるとすることができ、その場合にはしきい値を低くして負荷が加わることによる回転速度の低下を挟み込みであるとする誤判定を防止すると共に、その速度低下を挟み込みであるとする誤判定を低しきい値を設定することにより防止すると共に、その低しきい値により挟み込みが生じた場合の速度低下を検知して挟み込み判定を行うことができるため、閉じ動作開始時に挟み込み判定禁止区間を設けた場合における判定遅れが生じることが無く、挟み込み荷重が増大してしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されたパワーウィンドウ装置の一例を示すブロック図。
【図2】本発明に基づく制御フロー図。
【図3】本発明に基づく制御要領を示すタイムチャート。
【図4】従来のパワーウィンドウ装置の一例を示すブロック図。
【図5】従来の制御要領を示すタイムチャート。
【符号の説明】
1 制御部
2a オート操作スイッチ、2b マニュアル操作スイッチ
3 モータ
4 駆動回路
5 判定回路
6 角速度算出回路
8 ウィンドウ
9 回転センサ
11 制御部
12 オート操作スイッチ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pinching determination control method for an opening / closing body.
[0002]
[Prior art]
As an opening / closing body for a vehicle such as an automobile, there is a window, a sunroof panel, or a sliding door that automatically opens and closes using an electric motor. In such an automatic opening / closing device, in particular, when the opening / closing body is closed, when it is detected that a foreign object or the like has been caught, the pinch prevention control such as reversal is performed.
[0003]
An example of a power window device configured to perform the pinching prevention control will be described below with reference to FIGS. In the present power window device, as schematically shown in FIG. 4, signals for opening and closing operations from an automatic operation switch 12 provided in a driver's seat or the like are input to the control unit 11, and the control unit 11 Controls forward / reverse drive of the motor 3 according to each operation signal. A window 8 connected to the motor 3 opens and closes, and a rotation sensor 9 for detecting the rotation of the motor 3 is provided. The rotation pulse signal is input to the control unit 11 to detect the behavior of the window 8. I have to.
[0004]
FIG. 5 is a diagram showing a change in the rotational speed of the motor 3 during the closing operation of the window 8 in the power window device. For example, when the motor 3 and the window 8 are connected via a wire, there is a substantially no-load state at the start of motor driving due to loosening of the wire, backlash in the case of gear coupling using a sector gear, etc. As a result, the angular speed (rotational speed) of the motor 3 can be greatly increased. As shown in the figure, it rises to a high angular velocity ωH that is higher than the substantially constant steady velocity ωS, and then the wire 8 is loosened and the load on the window 8 is applied to obtain the steady angular velocity ωS. Will continue.
[0005]
As the pinching determination, a threshold value ωd is set, and if the state where the angular velocity is equal to or lower than the threshold value ωd continues for a predetermined time, it is determined that pinching has occurred and is reversed, for example.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, since the motor angular velocity once increases due to loosening of the wire or gear coupling backlash after the start of motor driving and then decreases, in order to prevent erroneous determination that the decrease in angular velocity is pinching As shown in the figure, a predetermined range from the driving start position of the motor 3 is set as a pinching determination prohibition section, and pinching determination is not performed until the section passes, and the pinching determination is performed after the pinching determination prohibition section has passed. It was.
[0007]
However, when pinching occurs in the pinching determination prohibition section, the pinching determination is performed after the pinching determination prohibition section, and the pinching determination is delayed. In addition, in the pinching determination prohibition section, in order to prevent erroneous determination even if a difference in environmental conditions such as temperature and voltage occurs, the setting is relatively long, and the pinching determination prohibition section has elapsed. As shown by the imaginary line in the figure, there may be a case where the angular velocity is greatly reduced. In this case, there is a problem that the pinching load increases when the pinching determination is confirmed.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such problems and enable pinching determination even at the start of motor driving, in the present invention, pinching of foreign matter or the like when the opening / closing body is driven by the motor and closed is the motor rotation speed. In the pinching determination control method for an opening / closing body that determines pinching when the motor rotation speed falls below the pinching determination threshold value for a predetermined time. The average speed obtained by averaging the motor rotation speed at the latest predetermined number of times when the closing operation is performed is learned as a steady speed, and the driving is determined by a predetermined rotation amount of the motor from the start of the closing operation of the opening / closing body when the motor rotation speed to start section has become the first no-load determination value or more obtained by adding a predetermined value to the steady-state speed, the pinching determination threshold a It was assumed to be a predetermined value as low, low threshold.
[0009]
According to this, even when the motor rotation speed decreases due to aging deterioration, the motor rotation speed is learned to be a steady speed, and the learned steady speed is always compared with the motor rotation speed during operation to determine the pinching determination. Since the threshold value is obtained, it is possible to perform accurate pinching determination according to aging degradation or the like.
[0010]
Further, increase of the motors rotation speed can be assumed to be the case by loosening the wires or the like by equal to or greater than a predetermined value than the steady speed, the load is applied by lowering the threshold in that case In addition to preventing the erroneous determination that the reduction in rotational speed is due to pinching, the lower threshold value detects the speed drop when pinching occurs at the start of closing operation, and pinching determination at the start of closing operation It can be performed.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on specific examples shown in the accompanying drawings.
[0012]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a power window device to which the present invention is applied. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part similar to FIG. 4 shown in the prior art example, and the detailed description is abbreviate | omitted. As shown in the drawing, the control unit 1 outputs an automatic or manual opening / closing control signal to the control unit 1 according to each opening / closing operation signal of the automatic operation switch 2a and the manual operation switch 2b provided in the driver's seat or the like. A driving circuit 4 for controlling forward / reverse driving of the motor 3 according to the opening / closing control signal, a determination circuit 5 for outputting a pinching determination signal to the driving circuit 4, and an angular velocity calculation for outputting an angular velocity signal to the determination circuit 5. A circuit 6 is provided.
[0013]
Then, the motor 3 rotates forward and backward in response to a drive signal from the drive circuit 3, and the window 8 connected to the motor 3 via a wire, for example, opens and closes. A rotation sensor 9 for detecting the rotation of the motor 3 is provided, and a rotation pulse signal from the rotation sensor 9 is input to the determination circuit 5 and the angular velocity calculation circuit 6. The automatic control circuit 1a outputs a continuous open / close control signal when the open / close signal of the automatic operation switch 2a is input, and is operated when the open / close signal of the manual operation switch 2b is input. Only open / close control signal is output.
[0014]
Next, an example of pinching determination control by the power window device configured as described above will be described below with reference to the flowchart of FIG. First, in the first step ST1, an average speed ωave obtained by averaging past operation speeds is set as a steady speed ωa. In the next second step ST2, it is determined whether or not the current angular velocity ω is equal to or higher than the no-load determination value obtained by adding the predetermined value A to the steady speed ωa, and if it is equal to or higher than the no-load determination value (ωa + A). Advances to the third step ST3.
[0015]
When the angular velocity ω is equal to or greater than the no-load discrimination value (ωa + A), the angular velocity is increased due to loosening of the wire and the like, and the load on the window 8 is added in that case. Since the angular velocity greatly decreases at this time, in order to prevent the decrease from being determined to be sandwiched, in the third step ST3, a low threshold value that is lower than the normal threshold value ωd by a predetermined value B. The value (ωd−B) is set as the threshold value ωd. As a result, as shown in FIG. 3, even when the high angular velocity ωH increased at the start of the operation is lowered by the window load and becomes the low angular velocity ωL (<ωd), the low angular velocity ωL is obtained in advance by experimental values and design values. Thus, by setting the low threshold value (ωd−B) lower than the low angular velocity ωL, even if the angular velocity ω becomes the low angular velocity ωL, it is not erroneously determined that the object is caught.
[0016]
Note that the number of samples for averaging past operating speeds when obtaining the average speed ωave may be the latest arbitrary number of times of performing the closing operation. In this way, by always calculating the average speed ωave based on the latest operating speed, it is possible to cope with aging degradation and prevent erroneous determination due to the influence of increased friction due to aging degradation.
[0017]
If the angular velocity ω does not exceed the no-load discrimination value (ωa + A) in the second step ST2, or after proceeding to the third step ST3, it is discriminated whether or not it is a drive start section in the next fourth step ST4. . This drive start section is a section in which a low threshold (ωd−B) is set as a section affected by the slackness of the wire. For example, after the angular velocity ω becomes equal to or greater than the no-load discrimination value (ωa + A). A predetermined rotation amount may be set according to the number of rotation pulses of the motor 3. A guideline for this setting can also be obtained from experimental values and design values.
[0018]
If it is determined in the fourth step ST4 that it is not the drive start section, the process proceeds to a fifth step ST5. In this case, the threshold value ωd is set to the initial value ω (0) in order to perform normal pinching determination. Thus, it is possible to return the state of low threshold (.omega.d-B) set in the third step ST3 the normal threshold omega (0).
[0019]
When it is determined in the fourth step ST4 that it is a drive start section, or after proceeding to the fifth step ST5, in the next sixth step ST6, the angular velocity ω is equal to or less than the threshold value ωd so as to detect pinching. It is determined whether or not. If the angular velocity ω is equal to or lower than the threshold value ωd (pinch detection), the process proceeds to the seventh step ST7. If the angular velocity ω exceeds the threshold value ωd, the routine is terminated as normal operation. In the next cycle, the process starts from the first step ST1.
[0020]
In the seventh step ST7, it is determined whether or not the time T that is below the threshold value ωd is equal to or longer than the determination time Td for the pinching determination. If the determination time Td or more has not elapsed, the process returns to the sixth step ST6, and the process is restarted from the sixth step ST6. If the determination time Td or more has elapsed, the pinching detection state (the angular velocity ω is less than or equal to the threshold ωd). State) has continued for a predetermined time, so that it is determined that pinching has occurred, and the process proceeds to the eighth step ST8. In the eighth step ST8, for example, the motor 3 is reversely rotated (driven in the opening direction) as the sandwiching process, and this routine is terminated.
[0021]
By controlling in this way, it is possible to prevent erroneous determination that the angular velocity decrease due to the window load being applied from the substantially no-load state due to the slack of the wire in the driving start section is sandwiched, and that In the driving start section, the threshold value ωd is set to the low threshold value (ωd−B), so that when the angular velocity ω becomes equal to or lower than the low threshold value (ωd−B) when the trapping occurs, As a result, pinching is detected, and pinching determination similar to normal can be performed when pinching is detected when the state exceeds the determination time Td. Therefore, there is no need to provide a pinching determination prohibition section after the start of driving as described in the conventional example, pinching determination can be performed from the start of driving, and the pinching load increases due to the provision of the pinching determination prohibition section. There is nothing.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when the motor rotation speed is reduced due to aging, the motor rotation speed is learned to be a steady speed, and the learned steady speed is always compared with the motor rotation speed during operation. Thus, the pinch determination threshold value can be obtained, so that pinch determination can be performed accurately according to aging degradation or the like. In particular, it can be assumed that the increase in the motor rotational speed has become a predetermined value or more than the steady speed due to the slack of the wire or the like. In this case, the load is applied by lowering the threshold value. In addition to preventing erroneous determination that the reduction in rotational speed is pinching, and preventing erroneous determination that the speed reduction is pinching by setting a low threshold value, pinching is caused by the low threshold value. Since it is possible to detect pinching by detecting a decrease in speed when it occurs, there is no determination delay when a pinching determination prohibition section is provided at the start of the closing operation, and the pinching load is prevented from increasing. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a power window device to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a control flow diagram according to the present invention.
FIG. 3 is a time chart showing a control procedure according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a conventional power window device.
FIG. 5 is a time chart showing a conventional control procedure.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control part 2a Auto operation switch, 2b Manual operation switch 3 Motor 4 Drive circuit 5 Judgment circuit 6 Angular velocity calculation circuit 8 Window 9 Rotation sensor 11 Control part 12 Auto operation switch

Claims (1)

開閉体をモータにより駆動して閉じる際の異物等の挟み込みをモータ回転速度と挟み込み判定のしきい値とを比較して、前記モータ回転速度が、前記挟み込み判定のしきい値を所定時間の間下回ったら、挟み込みと判定する開閉体の挟み込み判定制御方法において、
前記開閉体の閉じ動作を行った最新の所定回数における前記モータ回転速度を平均化した平均速度を定常速度として学習し、
前記開閉体の閉じ動作開始時からあらかじめ定められた前記モータの回転量で定められる駆動開始区間に前記モータ回転速度が前記定常速度に第1の所定値を加算した無負荷判別値以上になった場合には前記挟み込み判定のしきい値を第2の所定値だけ低くした低しきい値とすることを特徴とする開閉体の挟み込み判定制御方法。
When the opening / closing body is driven by a motor to close the object, the motor rotation speed is compared with the threshold value for the pinching determination, and the motor rotation speed is set to the pinching determination threshold value for a predetermined time. In the pinching determination control method of the opening and closing body that determines pinching when it falls below ,
Learning an average speed obtained by averaging the motor rotation speed in the latest predetermined number of times that the closing operation of the opening / closing body is performed as a steady speed,
The motor rotation speed is equal to or greater than a no-load determination value obtained by adding a first predetermined value to the steady speed in a drive start section determined by a predetermined rotation amount of the motor from the start of the closing operation of the opening / closing body. case, pinching determination method of controlling opening and closing member, characterized in that a low threshold of the pinching determination threshold was lowered by a second predetermined value.
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