JPH1059264A - 補助電動モータ付乗物及びその踏力検出値補正方法 - Google Patents
補助電動モータ付乗物及びその踏力検出値補正方法Info
- Publication number
- JPH1059264A JPH1059264A JP22481896A JP22481896A JPH1059264A JP H1059264 A JPH1059264 A JP H1059264A JP 22481896 A JP22481896 A JP 22481896A JP 22481896 A JP22481896 A JP 22481896A JP H1059264 A JPH1059264 A JP H1059264A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 人力センサ自信の特性のばらつき、取付位置
誤差に起因する出力信号レベルを補正でき、補助力を正
しく制御でき、経年変化や取付位置のずれによる出力信
号レベル変化も補正できる補助動力付乗物を提供する。 【解決手段】 人力検出センサ19と、制御を行うコン
トローラ69内に設けたマイクロコンピュータ70及び
不揮発性メモリ73と、補正値記憶スイッチ72とを備
え、前記マイクロコンピュータ70の制御により補正値
記憶スイッチ72の設定ON時に人力が零の状態におけ
る人力検出センサ19の検出値をオフセット値としてメ
モリ73に記憶させ、スイッチ72の設定OFF時に人
力検出センサ19検出値からメモリ73より読み出した
オフセット値を補正値として差し引くことにより、人力
検出センサ19の検出値を補正する。
誤差に起因する出力信号レベルを補正でき、補助力を正
しく制御でき、経年変化や取付位置のずれによる出力信
号レベル変化も補正できる補助動力付乗物を提供する。 【解決手段】 人力検出センサ19と、制御を行うコン
トローラ69内に設けたマイクロコンピュータ70及び
不揮発性メモリ73と、補正値記憶スイッチ72とを備
え、前記マイクロコンピュータ70の制御により補正値
記憶スイッチ72の設定ON時に人力が零の状態におけ
る人力検出センサ19の検出値をオフセット値としてメ
モリ73に記憶させ、スイッチ72の設定OFF時に人
力検出センサ19検出値からメモリ73より読み出した
オフセット値を補正値として差し引くことにより、人力
検出センサ19の検出値を補正する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、補助電動モータ付
乗物及びその踏力検出値補正方法に関する。詳しくは、
補助駆動装置付乗物の人力駆動力と補助駆動力との比率
を保持するために、人力検出値を補正する方法及びこの
方法で制御される補助電動モータ付乗物に関する。
乗物及びその踏力検出値補正方法に関する。詳しくは、
補助駆動装置付乗物の人力駆動力と補助駆動力との比率
を保持するために、人力検出値を補正する方法及びこの
方法で制御される補助電動モータ付乗物に関する。
【0002】
【従来の技術】人力による駆動トルクを例えば、踏力に
より検出し、この踏力の大小に対応して電流を制御し、
人力に電動モータの駆動力を加えるもの、或いは、人力
と電動モータとの合力を検出し、この合力によって電動
モータの駆動力を制御するようにした電動モータ付き自
転車も既に提案され、市販されている。
より検出し、この踏力の大小に対応して電流を制御し、
人力に電動モータの駆動力を加えるもの、或いは、人力
と電動モータとの合力を検出し、この合力によって電動
モータの駆動力を制御するようにした電動モータ付き自
転車も既に提案され、市販されている。
【0003】しかし、一般に電動モータにおいては、性
能特性のばらつきが発生することは避けられない。この
ため、電動モータの駆動力を踏力或いは合力から計算さ
れる目標値に一致させるように電流値を求めても、この
電流/駆動力特性がモータごとに変化する以上、目標と
するモータ駆動力を正確に得ることは困難である。この
ような電動モータに特性のばらつきや経年変化があって
も常に正しいモータ駆動力を発生させるための電動モー
タ付き乗物が既に提案されている(特開平7−8166
0号)。
能特性のばらつきが発生することは避けられない。この
ため、電動モータの駆動力を踏力或いは合力から計算さ
れる目標値に一致させるように電流値を求めても、この
電流/駆動力特性がモータごとに変化する以上、目標と
するモータ駆動力を正確に得ることは困難である。この
ような電動モータに特性のばらつきや経年変化があって
も常に正しいモータ駆動力を発生させるための電動モー
タ付き乗物が既に提案されている(特開平7−8166
0号)。
【0004】この電動モータ付き乗物の動力系統図を図
7に示す。同図に示すように、人力クランク軸32から
伝えられる動力は、一方向クラッチ44を経て駆動軸3
0から次の一方向クラッチ40を経て変速機構42で減
速され、駆動輪である後輪14に伝達される。一方、コ
ントローラ68に内蔵された電力回路68cから送られ
た電流によりモータ22が回転し、その動力は一方向ク
ラッチ46、減速機構48を経由して駆動軸30を回
し、ここで人力による駆動トルクと合力する。
7に示す。同図に示すように、人力クランク軸32から
伝えられる動力は、一方向クラッチ44を経て駆動軸3
0から次の一方向クラッチ40を経て変速機構42で減
速され、駆動輪である後輪14に伝達される。一方、コ
ントローラ68に内蔵された電力回路68cから送られ
た電流によりモータ22が回転し、その動力は一方向ク
ラッチ46、減速機構48を経由して駆動軸30を回
し、ここで人力による駆動トルクと合力する。
【0005】速度検出器56において駆動軸30の回転
から車速を検出し、また、駆動軸30と一方向クラッチ
40の間のトルク検出センサ50により人力又は合力が
検出され、その信号がコントローラ68内の補助力演算
制御回路68bに伝えられ、この補助力演算制御回路6
8bにおいて補助力演算/修正がなされ、電力回路68
cに送られる。コントローラ68の補助力演算制御回路
68bよりモータ22へ送られるチョッパ方式(PW
M)の制御出力波形を図8に示す。
から車速を検出し、また、駆動軸30と一方向クラッチ
40の間のトルク検出センサ50により人力又は合力が
検出され、その信号がコントローラ68内の補助力演算
制御回路68bに伝えられ、この補助力演算制御回路6
8bにおいて補助力演算/修正がなされ、電力回路68
cに送られる。コントローラ68の補助力演算制御回路
68bよりモータ22へ送られるチョッパ方式(PW
M)の制御出力波形を図8に示す。
【0006】この出力制御波形は、図8に示すように、
休止期間t1と印加期間t2とを交互に周期的に設けてお
り、補助力の休止期間t1の間に入力駆動力を、また印
加期間t2の間に、トルク検出センサ50において人力
駆動力及び補助力の合力をそれぞれ検出し、その信号が
コントローラ68内の補助力演算制御回路68bに伝え
られ、ここでトルク検出センサ50で検出した合力から
人力駆動力を減算することにより求めた補助力の実際値
を検出し、メモリ68aに記憶されている人力駆動力に
対応する補助力の目標値と比較してメモリ69aに記憶
している目標値を修正する。
休止期間t1と印加期間t2とを交互に周期的に設けてお
り、補助力の休止期間t1の間に入力駆動力を、また印
加期間t2の間に、トルク検出センサ50において人力
駆動力及び補助力の合力をそれぞれ検出し、その信号が
コントローラ68内の補助力演算制御回路68bに伝え
られ、ここでトルク検出センサ50で検出した合力から
人力駆動力を減算することにより求めた補助力の実際値
を検出し、メモリ68aに記憶されている人力駆動力に
対応する補助力の目標値と比較してメモリ69aに記憶
している目標値を修正する。
【0007】休止期間と印加期間を交互に周期的に設け
てある制御出力波形の周期は、人力によるクランクの回
転周期より遙に短く、駆動トルクの変化は踏力において
知覚し難い程度のものである。
てある制御出力波形の周期は、人力によるクランクの回
転周期より遙に短く、駆動トルクの変化は踏力において
知覚し難い程度のものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、電動
モータの性能、特性のばらつき、電動モータの性能、特
性の経年変化を補正する手段はあったが、踏力を検出す
るセンサ自身の性能、特性のばらつき、経年変化や取付
け誤差に起因する出力信号レベルのばらつきを補正する
手段はなかった。このように踏力検出誤差があると、踏
力が小さくても大きい補助力が発生したり、逆に踏力が
大きくなっても、一向に補助モータが人力を助けてくれ
ない事態が生じる可能性がある。
モータの性能、特性のばらつき、電動モータの性能、特
性の経年変化を補正する手段はあったが、踏力を検出す
るセンサ自身の性能、特性のばらつき、経年変化や取付
け誤差に起因する出力信号レベルのばらつきを補正する
手段はなかった。このように踏力検出誤差があると、踏
力が小さくても大きい補助力が発生したり、逆に踏力が
大きくなっても、一向に補助モータが人力を助けてくれ
ない事態が生じる可能性がある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の問題点に対し、本
発明は、人力駆動系と電気モータ駆動系とを並列に設
け、電気モータによる駆動系出力を人力駆動力に略比例
するように制御する補助電動モータ付乗物において、前
記人力駆動系に設けた人力検出センサと、制御を行うコ
ントローラ内に設けたマイクロコンピュータ及び不揮発
性メモリと、前記電動モータ付乗物のフレームに設けた
補正値記憶スイッチとを備え、前記マイクロコンピュー
タの制御により、前記補正値記憶スイッチの設定ON時
に人力が零の状態における人力検出センサの検出値をオ
フセット値として前記メモリに記憶させ、上記スイッチ
の設定OFF時に前記人力検出センサ検出値から前記メ
モリより読み出したオフセット値を補正値として差し引
くことにより、前記人力検出センサの検出値を補正し、
補正後の人力に対応する補助力が前記モータにより出力
されることを特徴とする補助電動モータ付乗物の踏力検
出値補正方法を以て、課題解決の手段とする。
発明は、人力駆動系と電気モータ駆動系とを並列に設
け、電気モータによる駆動系出力を人力駆動力に略比例
するように制御する補助電動モータ付乗物において、前
記人力駆動系に設けた人力検出センサと、制御を行うコ
ントローラ内に設けたマイクロコンピュータ及び不揮発
性メモリと、前記電動モータ付乗物のフレームに設けた
補正値記憶スイッチとを備え、前記マイクロコンピュー
タの制御により、前記補正値記憶スイッチの設定ON時
に人力が零の状態における人力検出センサの検出値をオ
フセット値として前記メモリに記憶させ、上記スイッチ
の設定OFF時に前記人力検出センサ検出値から前記メ
モリより読み出したオフセット値を補正値として差し引
くことにより、前記人力検出センサの検出値を補正し、
補正後の人力に対応する補助力が前記モータにより出力
されることを特徴とする補助電動モータ付乗物の踏力検
出値補正方法を以て、課題解決の手段とする。
【0010】また、上記補助電動モータ付乗物におい
て、前記人力駆動系に設けた人力検出センサと、制御を
行うコントローラ内に設けたマイクロコンピュータ及び
不揮発性メモリと、前記電動モータ付乗物のフレームに
設けた補正値記憶スイッチとを備え、上記方法により、
前記人力センサの検出値を補正し、前記モータの補助力
を制御することを特徴とする補助電動モータ付乗物を以
て課題解決の手段とする。
て、前記人力駆動系に設けた人力検出センサと、制御を
行うコントローラ内に設けたマイクロコンピュータ及び
不揮発性メモリと、前記電動モータ付乗物のフレームに
設けた補正値記憶スイッチとを備え、上記方法により、
前記人力センサの検出値を補正し、前記モータの補助力
を制御することを特徴とする補助電動モータ付乗物を以
て課題解決の手段とする。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の実施例により、その構成
と作用を説明する。図1は実施例に係る補助動力付自転
車の側面図、図2は図1に示す自転車の底面図、図3は
図1に示す自転車の動力系統図、図4は図3の動力系統
図内内のモータ制御部のブロック図である。
と作用を説明する。図1は実施例に係る補助動力付自転
車の側面図、図2は図1に示す自転車の底面図、図3は
図1に示す自転車の動力系統図、図4は図3の動力系統
図内内のモータ制御部のブロック図である。
【0012】同図に示すように、補助動力付自転車16
のフレーム18のクランクハブの取付位置にモータ直結
変速機構33が取り付けられている。このモータ直結変
速機構33には人力(踏力)を駆動軸に伝えるクランク
15が備えられると共に人力又はモータ駆動力により回
転するスプロケットホィール4が備えられている。
のフレーム18のクランクハブの取付位置にモータ直結
変速機構33が取り付けられている。このモータ直結変
速機構33には人力(踏力)を駆動軸に伝えるクランク
15が備えられると共に人力又はモータ駆動力により回
転するスプロケットホィール4が備えられている。
【0013】また、自転車16の後輪17の軸にワンウ
ェイクラッチを介して従動スプロケットホィール2が取
り付けられており、この従動スプロケットホィール2と
上記スプロケットホィール4が連掛けされている。更
に、フレーム18には充電可能なバッテリ77が装着さ
れている。
ェイクラッチを介して従動スプロケットホィール2が取
り付けられており、この従動スプロケットホィール2と
上記スプロケットホィール4が連掛けされている。更
に、フレーム18には充電可能なバッテリ77が装着さ
れている。
【0014】図3に示すように、クランク15から伝え
られる人力は、一方向クラッチ55を経て駆動軸39か
ら次の一方向クラッチ57を経て変速機構33で減速さ
れ駆動輪である後輪に伝達される。一方、コントローラ
69に内蔵された電力回路71から送られた電流により
モータ31が回転し、その動力は一方向クラッチ59、
減速機構41を経由して駆動軸39を回し、ここで人力
による駆動トルクと合体する。
られる人力は、一方向クラッチ55を経て駆動軸39か
ら次の一方向クラッチ57を経て変速機構33で減速さ
れ駆動輪である後輪に伝達される。一方、コントローラ
69に内蔵された電力回路71から送られた電流により
モータ31が回転し、その動力は一方向クラッチ59、
減速機構41を経由して駆動軸39を回し、ここで人力
による駆動トルクと合体する。
【0015】速度検出器67は、駆動軸39の回転から
車速を検出し、また、トルク検出センサ19は駆動軸3
9から人力を検出し、それらの信号はコントローラ69
内のマイクロコンピュータ70に送られ、このマイクロ
コンピュータ70において補助力演算/修正がなされ、
電力回路71へ送られる。コントローラ69は、図4に
示すように、制御回路79と、モータ31を駆動する電
力回路71と、モータ電流を検出する電流センサ78
と、制御回路用電源回路76とを備えている。電源回路
76の一次側はコントローラ外部(内部でも良い)のバ
ッテリ77である。
車速を検出し、また、トルク検出センサ19は駆動軸3
9から人力を検出し、それらの信号はコントローラ69
内のマイクロコンピュータ70に送られ、このマイクロ
コンピュータ70において補助力演算/修正がなされ、
電力回路71へ送られる。コントローラ69は、図4に
示すように、制御回路79と、モータ31を駆動する電
力回路71と、モータ電流を検出する電流センサ78
と、制御回路用電源回路76とを備えている。電源回路
76の一次側はコントローラ外部(内部でも良い)のバ
ッテリ77である。
【0016】制御回路79は、制御プログラムを内蔵す
るマイクロコンピュータ70と、マイクロコンピュータ
70によって制御されるAD変換器74と、速度センサ
入力回路75と、不揮発性メモリ73とから構成されて
いる。制御回路79内は、全てデジタルで制御される。
マイクロコンピュータ70は、モータ31を駆動する電
力回路71へ電力指令値を出力する。電力指令値は、デ
ジタルのPWM波形で出力され、電力回路71において
印加電圧に変換され、モータ31へ出力される。モータ
出力トルク(補助力)は、電流指令値(モータ電流)に
比例する。
るマイクロコンピュータ70と、マイクロコンピュータ
70によって制御されるAD変換器74と、速度センサ
入力回路75と、不揮発性メモリ73とから構成されて
いる。制御回路79内は、全てデジタルで制御される。
マイクロコンピュータ70は、モータ31を駆動する電
力回路71へ電力指令値を出力する。電力指令値は、デ
ジタルのPWM波形で出力され、電力回路71において
印加電圧に変換され、モータ31へ出力される。モータ
出力トルク(補助力)は、電流指令値(モータ電流)に
比例する。
【0017】マイクロコンピュータ70には、補正値記
憶スイッチ72が接続されている。この補正値記憶スイ
ッチ72のON/OFFの状態はマイクロコンピュータ
70に読み込まれる。補正値記憶スイッチ72がONと
されると、後述するように、人力センサ検出値のオフセ
ット値が記憶される。補正値記憶スイッチ72は、電動
モータ付自転車16の組立後(人力センサ組付後)に操
作できる位置に取り付けられる。
憶スイッチ72が接続されている。この補正値記憶スイ
ッチ72のON/OFFの状態はマイクロコンピュータ
70に読み込まれる。補正値記憶スイッチ72がONと
されると、後述するように、人力センサ検出値のオフセ
ット値が記憶される。補正値記憶スイッチ72は、電動
モータ付自転車16の組立後(人力センサ組付後)に操
作できる位置に取り付けられる。
【0018】コントローラ69における人力センサ検出
値の補正は、図5に示すフローチャートに従って、次の
ように行われる。先ず、補正値記憶スイッチ72のON
/OFF状態がマイクロコンピュータ70によって読み
取られる(ステップS1)。ここで、補正値記憶スイッ
チ72は、人力によりクランク15が回されるとき、つ
まり、人力が零でないときには、OFFとする。
値の補正は、図5に示すフローチャートに従って、次の
ように行われる。先ず、補正値記憶スイッチ72のON
/OFF状態がマイクロコンピュータ70によって読み
取られる(ステップS1)。ここで、補正値記憶スイッ
チ72は、人力によりクランク15が回されるとき、つ
まり、人力が零でないときには、OFFとする。
【0019】次に、補正値記憶スイッチ72がONのと
き、人力センサ19の検出信号をAD変換し(ステップ
S2)、そのAD変換値を、人力が零状態における人力
センサ検出値信号の理想値S0よりのオフセット値(図
6のe1又はe2)として不揮発性メモリ73へ記憶する
ようにマイクロコンピュータ70のプログラムが制御す
る(ステップS3)。ここで、人力センサ検出値信号の
理想値S0は、人力に比例する人力センサ検出理想値で
ある。
き、人力センサ19の検出信号をAD変換し(ステップ
S2)、そのAD変換値を、人力が零状態における人力
センサ検出値信号の理想値S0よりのオフセット値(図
6のe1又はe2)として不揮発性メモリ73へ記憶する
ようにマイクロコンピュータ70のプログラムが制御す
る(ステップS3)。ここで、人力センサ検出値信号の
理想値S0は、人力に比例する人力センサ検出理想値で
ある。
【0020】引き続き、上記スイッチ72がOFFのと
き、人力センサ19の検出信号(図6中のS1又はS2)
は、マイクロコンピュータ70によって制御されるAD
変換器74によってデジタル値に変換されて制御回路7
9内部に取り込まれる(ステップS4)。
き、人力センサ19の検出信号(図6中のS1又はS2)
は、マイクロコンピュータ70によって制御されるAD
変換器74によってデジタル値に変換されて制御回路7
9内部に取り込まれる(ステップS4)。
【0021】更に、不揮発性メモリ73よりオフセット
値(図6のe1又はe2)を読み出し(ステップS5)、
人力センサ19の検出信号のAD変換値から、補正値と
して差し引くことにより(ステップS6)、人力検出セ
ンサ19の検出値のオフセットをキャンセルして、人力
センサ検出の理想値に近づける。
値(図6のe1又はe2)を読み出し(ステップS5)、
人力センサ19の検出信号のAD変換値から、補正値と
して差し引くことにより(ステップS6)、人力検出セ
ンサ19の検出値のオフセットをキャンセルして、人力
センサ検出の理想値に近づける。
【0022】その後、モータ31に人力に比例した補助
力を発生させるように(ステップS7)、マイクロコン
ピュータ70により補正後のモータ電流指令が電力回路
71へ出力される(ステップS8)。なお、補助力は、
速度センサ67の検出信号から求められる車速に応じて
逓減される。
力を発生させるように(ステップS7)、マイクロコン
ピュータ70により補正後のモータ電流指令が電力回路
71へ出力される(ステップS8)。なお、補助力は、
速度センサ67の検出信号から求められる車速に応じて
逓減される。
【0023】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明によれば、人力センサの組付後に、こ
の人力センサのオフセット値を補正することにより、人
力センサ自身の特性のばらつき、取付位置誤差に起因す
る出力信号レベルを補正できるので、補助力を正しく制
御できる。出荷後においても、随時補正値記憶スイッチ
を操作しオフセット値の補正ができるため、人力センサ
の経年変化や取付位置のずれによる出力信号レベル変化
を補正でき、新車時同様の補助駆動力性能の保持が可能
である。
たように、本発明によれば、人力センサの組付後に、こ
の人力センサのオフセット値を補正することにより、人
力センサ自身の特性のばらつき、取付位置誤差に起因す
る出力信号レベルを補正できるので、補助力を正しく制
御できる。出荷後においても、随時補正値記憶スイッチ
を操作しオフセット値の補正ができるため、人力センサ
の経年変化や取付位置のずれによる出力信号レベル変化
を補正でき、新車時同様の補助駆動力性能の保持が可能
である。
【図1】本発明の一実施例に係る補助動力付自転車の側
面図である。
面図である。
【図2】図1に示す自転車の底面図である。
【図3】図1に示す自転車の動力系統図である。
【図4】図3に示す動力系統図内のモータ制御部を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図5】図2及び図3における人力センサの信号補正動
作のフローチャートである。
作のフローチャートである。
【図6】人力センサの機械的な信号誤差を示すグラフで
ある。
ある。
【図7】従来の補助動力付自転車の動力系統図である。
【図8】図7に示す補助動力付自転車のモータ印加電圧
の波形図である。
の波形図である。
15 クランク 16 補助動力付自転車 19 トルク検出センサ 31 モータ 69 コントローラ 70 マイクロコンピュータ 72 補正値記憶スイッチ 73 不揮発性メモリ
Claims (2)
- 【請求項1】 人力駆動系と電気モータ駆動系とを並列
に設け、電気モータによる駆動系出力を人力駆動力に略
比例するように制御する補助電動モータ付乗物におい
て、前記人力駆動系に設けた人力検出センサと、制御を
行うコントローラ内に設けたマイクロコンピュータ及び
不揮発性メモリと、前記電動モータ付乗物のフレームに
設けた補正値記憶スイッチとを備え、前記マイクロコン
ピュータの制御により、前記補正値記憶スイッチの設定
ON時に人力が零の状態における人力検出センサの検出
値をオフセット値として前記メモリに記憶させ、上記ス
イッチの設定OFF時に前記人力検出センサ検出値から
前記メモリより読み出したオフセット値を補正値として
差し引くことにより、前記人力検出センサの検出値を補
正し、補正後の人力に対応する補助力が前記モータによ
り出力されることを特徴とする補助電動モータ付乗物の
踏力検出値補正方法。 - 【請求項2】 人力駆動系と電気モータ駆動系とを並列
に設け、電気モータによる駆動系出力を人力駆動力に略
比例するように制御する補助電動モータ付乗物におい
て、前記人力駆動系に設けた人力検出センサと、制御を
行うコントローラ内に設けたマイクロコンピュータ及び
不揮発性メモリと、前記電動モータ付乗物のフレームに
設けた補正値記憶スイッチとを備え、請求項1に記載の
方法により、前記人力センサの検出値を補正し、前記モ
ータの補助力を制御することを特徴とする補助電動モー
タ付乗物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22481896A JPH1059264A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 補助電動モータ付乗物及びその踏力検出値補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22481896A JPH1059264A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 補助電動モータ付乗物及びその踏力検出値補正方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1059264A true JPH1059264A (ja) | 1998-03-03 |
Family
ID=16819687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22481896A Withdrawn JPH1059264A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 補助電動モータ付乗物及びその踏力検出値補正方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1059264A (ja) |
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