JPH1071819A - タイヤ異常検知装置 - Google Patents
タイヤ異常検知装置Info
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- JPH1071819A JPH1071819A JP24900096A JP24900096A JPH1071819A JP H1071819 A JPH1071819 A JP H1071819A JP 24900096 A JP24900096 A JP 24900096A JP 24900096 A JP24900096 A JP 24900096A JP H1071819 A JPH1071819 A JP H1071819A
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Abstract
く、異常が発生したタイヤについての詳細な情報を得る
ことである。 【解決手段】 タイヤ1a〜1dと一体に回転体2a〜
2dが回転し、回転体2a〜2dに周方向に形成された
回転検出部21が通過するごとに、これを検出する回転
検出手段3a〜3dと、これにより得られた検出信号が
入力する電子制御装置4とを設け、電子制御装置4に
は、検出信号の周期の、基準値からのずれ量に依存する
ずれ量依存値を算出するずれ量依存値算出手段と、算出
されたずれ量依存値の特徴を示す特徴変数を算出する特
徴変数算出手段と、特徴変数に基づいてタイヤ状態を正
常と異常に二値判定する判定手段を具備せしめる。
Description
常を検知するタイヤ異常検知装置に関する。
行中に監視して空気抜けなどの異常を検知するとこれを
運転者等に知らせる装置である。タイヤ状態の検出技術
としては、従来より知られているタイヤ空気圧やタイヤ
内温度を検出するものの他、タイヤが空気抜けするとタ
イヤ半径が変化することに着目し、車輪の角速度を検出
するようにしたものがある。かかるタイヤ状態の検出技
術を用いたものとしては特開平4−232107号公報
に、第1、第2の対の車輪の角速度の自乗の差の線形関
数を計算し、これよりタイヤの空気抜けを検出するよう
にしたタイヤの空気抜け検出方法が開示されている。
平4−232107号公報記載のタイヤの空気抜け検出
方法では、4つの車輪に関する角速度を入力とする線形
関数からはタイヤの空気抜けの有無が知る得るのみであ
り、例えば空気抜けしたタイヤがフロント側なのかリア
側なのか等、異常が発生したタイヤについての詳細な情
報が得られない。
だけではなく、異常が発生したタイヤについての詳細な
情報を得ることのできるタイヤ異常検知装置を提供する
ことを目的とする。
は、タイヤと一体に回転体が回転し、回転体に周方向に
形成された回転検出部が通過するごとに、これを検出す
る回転検出手段と、回転検出手段により得られた検出信
号の周期の、基準値からのずれ量に依存するずれ量依存
値を算出するずれ量依存値算出手段と、算出されたずれ
量依存値の特徴を示す特徴変数を算出する特徴変数算出
手段とが設けられる。算出された特徴変数に基づいて判
定手段がタイヤ状態を二値判定する。
らのずれ量に基づいて表されるから、タイヤに異常が発
生したときにはタイヤ異常がずれ量依存値に反映され
る。タイヤ異常の発生時には特徴変数が大きく変化し、
判定手段によりタイヤ異常が判定される。したがってタ
イヤ異常の有無の判定には、すべてのタイヤについての
データを要しない。しかも特徴変数は各タイヤに対応し
た変数であるから、異常の発生したタイヤについての詳
細な情報が得られる。
転体1回転におけるずれ量依存値のばらつきや、請求項
3のようにずれ量依存値の経時変化量とすることによ
り、簡単に算出できる。
数の車輪間の差分を所定値と比較するように設定しても
よいし、請求項5のように特徴変数の今回の値と前回の
値の差分を所定値と比較するように設定してもよい。ま
た請求項6のように特徴変数の今回の値と初期値の差分
を所定値と比較するように設定してもよい。この場合、
請求項7のように特徴変数の初期値を、タイヤ正常時に
上記特徴変数算出手段で算出された算出値とし、上記判
定手段が上記算出値を記憶する記憶手段を具備する構成
とし得る。
知装置を示す。タイヤ異常検知装置は、車両の各タイヤ
1a,1b,1c,1dにこれら各々と一体に回転する
回転体たるシグナルロータ2a,2b,2c,2dと、
シグナルロータ2a〜2dの外周に近接位置に設けられ
た回転検出手段たる電磁ピックアップ3a,3b,3
c,3dとを備えている。シグナルロータ2a〜2dは
周方向に磁性材料によって構成された多数(本実施形態
では48)個の歯21が規格上、等間隔で形成された歯
車であり、歯21が回転検出部21となる。電磁ピック
アップ3a〜3dは、タイヤ1a〜1dと一体に回転す
るシグナルロータ2a〜2dの、一つの歯が通過するこ
とにともなう磁界の変化を検出し、例えば歯の一つが通
過するごとに1つの正弦波状の検出信号が出力される。
電磁ピックアップ3a〜3dから出力される各シグナル
ロータ2a〜2dについての検出信号は電子制御装置
(ECU)4に入力するようになっている。
回路、および波形整形回路からの出力が入力されるマイ
クロコンピュータを含み構成されるもので、各シグナル
ロータ2a〜2dの正弦波状の検出信号が波形整形回路
にて矩形波状のパルス信号に整形されてマイクロコンピ
ュータに入力するようになっている。マイクロコンピュ
ータは、パルス信号より各シグナルロータ2a〜2dの
回転状態を演算しタイヤ異常の有無を判定するようにな
っている。
イヤ異常が検知されるとインディケータランプ等で運転
者に異常を知らせるようになっている。
1dの車輪速度を検出する車輪速度検出装置としても機
能し、各シグナルロータ2a〜2dの回転状態の演算結
果が、各タイヤ1a〜1dの車輪速度の演算に用いら
れ、装置全体としての演算負荷の軽減を実現している。
入力されるパルス信号の状態を示している。マイクロコ
ンピュータでは、パルス信号の立ち下がりに対応して、
これを割り込み信号として車速パルス割り込み処理が実
行される。またマイクロコンピュータでは、定時割り込
み処理がS1,S2・・・で示す時刻において実行され
る。
すもので、まずステップ1100ではパルス信号の周期
Δtn を計測する。パルス信号周期Δtn は前後するパ
ルス信号の、割り込み信号となる立ち下がり部の間隔
(図2)を演算して得る。ステップ1200では各パル
ス信号に各回転検出部に対応した回転検出部番号を付け
る。回転検出部番号とは、各シグナルロータ2a〜2d
の歯21に1から歯数の最高値(本実施形態においては
48)まで付けたシグナルロータの歯の番号である。す
なわち各パルス信号に1,2,3・・・46,47,4
8,1,2・・・のように各回転検出部に対応した1〜
48の数字を繰り返し付ける。
で、回転体が1回転する間の回転速度を一定速度とみな
せる。したがって回転体の1回転における48のパルス
信号周期は一定となるはずである。ところが実際はシグ
ナルロータ2a〜2dの回転検出部の加工誤差や、偏磨
耗、空気抜け等のタイヤ異常といった非規格要素によ
り、パルス信号周期にずれが発生する(図4(a)参
照)。そこで48パルス信号周期の平均値と各回転検出
部のパルス信号周期との偏差Hを0に近づけるように補
正を行う(図4(b)参照)。
tn のずれを補正するためのずれ量依存値たる補正係数
を更新する手順である。補正係数はステップ1300に
おいては、補正係数ωn,m の更新許可を判定する。添え
字nは上記回転検出部番号で、補正係数ωn,m はシグナ
ルロータ2a〜2dの回転検出部21と一対一に対応し
ている。添え字mはシグナルロータの回転数で、ω
n,m-1 が1回転前の補正係数であることを示している。
ここで補正係数ωn,m の更新条件は、最新連続48個の
パルス信号が定時割り込み区間に途切れることなく入力
した場合である(図5(a)更新可、図5(b)更新不
可)。ステップ1400はずれ量依存値算出手段として
の作動である。
ωn,m の更新の手順を示すもので、ステップ1410で
はブロックメモリからパルス信号周期Δtk (k=n−
48,n−47,・・・n−2,n−1)を読み出し、
読み出されたパルス信号周期Δtn よりシグナルロータ
の1回転にあたる48個のパルス信号周期の平均値Sを
式(1)により算出する。このパルス信号周期の平均値
Sが、非規格要素による検出誤差を含むパルス信号周期
Δtn の基準値となる。
り偏差依存値Δth を算出する。すなわちパルス信号周
期平均値Sと前回の補正係数ωn,m-1 により補正した各
回転検出部のパルス信号周期Δtn との偏差を算出し
(式(2)における分子参照)、上記偏差の速度依存性
をなくすために上記偏差をパルス信号周期の平均値Sで
規格化する。 Δth =(S−ωn,m-1 Δtn )/S・・・・(2)
〜2dの各回転検出部のパルス信号周期の、その基準値
に対するずれ量を示していると考えられる。ところが実
際に車両が道路を走行した場合、路面の振動により車輪
速度はランダムに変動するため、Δth もパルス信号入
力ごとにランダムに変動し各回転検出部におけるシグナ
ルロータ2a〜2dの特徴を示す値とはなり得ない。そ
こでステップ1430において、補正係数ωn,m の収束
速度を調整する補正感度係数kをΔth にかける(kΔ
th )ことによって、1回のパルス信号入力に対するΔ
th の補正係数ωn,m への影響度合いを調整する。例え
ば補正感度係数kの値を小さくすれば補正係数ωn,m の
変動量を小さくすることができる。この手段によって路
面振動による車輪速度のランダム変動が補正係数ωn,m
に及ぼす影響を無くすことが可能となる。
補正感度係数kにより調整した値kΔth を用いて補正
係数ωn,m を式(3)により更新する。すなわちkΔt
h を各回転検出部の補正係数の前回値ωn,m-1 に加算す
る。ここで補正係数ωn,m の初期値は1とする。 ωn,m =ωn,m-1 +kΔth ・・・・(3)
ップ3a〜3dの被回転検出部を通過するごとに各回転
検出部に対応する補正係数ωn,m を更新し、任意の速度
で各回転検出部に対応する非規格要素による誤差を補正
し得る補正係数収束値を求めることを意味する。
a〜2dの加工誤差等の他、タイヤ1a〜1dの空気抜
け等に起因するシグナルロータ2a〜2dの回転状態が
反映されている。したがってタイヤ異常が発生した場合
には、補正係数は、タイヤ正常時における補正係数に比
して1回転あたりのばらつき量が大きくなり、また時間
的な変化が大きくなる。本発明では補正係数のばらつき
量もしくは時間変化量を補正係数の特徴を示す特徴変数
として用い、タイヤの正常と異常とを判定する。
するステップである。図7はステップ1450の詳細な
手順を示すもので、ステップ1451では補正係数ω
n,m を補正係数最大値ωmax と比較し、補正係数ωn,m
の方が大きければこれを改めて補正係数最大値ωmax と
する(ステップ1452)。補正係数最大値ωmax の初
期値は0であり、後述するステップ1600(図3)に
おいて、シグナルロータ2a〜2d1回転ごとにクリア
される。続くステップ1453では補正係数ωn,m を補
正係数最小値ωmin と比較し、補正係数ωn,m の方が小
さければこれを改めて補正係数最小値ωmin とする(ス
テップ1454)。補正係数最小値ωminの初期値は0
であり、補正係数最大値ωmax がクリアされる上記ステ
ップ1600においてクリアされる。しかして車速パル
ス割り込み処理ごとに補正係数ωn,m が補正係数最大値
ωmax および補正係数最小値ωmin と比較され、補正係
数最大値ωmax と補正係数最小値ωmin とが更新され
る。
100で計測されたパルス信号周期Δtn を式(4)に
より補正する。式中、Δtn ’は補正したパルス信号周
期である。 Δtn ’=Δtn ×ωn,m ・・・・(4)
に示す。まずステップ1610では回転検出部番号が4
8かどうかが判定され、回転検出部番号48のパルス信
号が入力するごとに、すなわちシグナルロータ2a〜2
dの1回転ごとにステップ1620〜1640が実行さ
れる。ステップ1620では式(5)により、補正係数
最大値ωmax と補正係数最小値ωmin の差Δωm を算出
する。補正係数最大値ωmax と補正係数最小値ωmin と
は0クリアされた後、回転検出部番号1〜48のパルス
信号による車速パルス割り込み処理において更新されて
いるからシグナルロータ2a〜2dの1回転あたりの、
最大値と最小値である。したがって差Δωm はシグナル
ロータ2a〜2dの補正係数のばらつきを表している。 Δωm =ωmax −ωmin ・・・・(5)
20において算出したΔωm を積算値ΣΔωm に加算す
る。ステップ1640では補正係数最大値ωmax および
補正係数最小値ωmin をクリアする。しかしてシグナル
ロータ2a〜2dが1回転するごとに、当該1回転につ
いての補正係数のばらつきΔωm が算出され、その積算
値ΣΔωm が更新される。Δωm を加算するのは路面振
動等の影響を平均作用により抑えるためである。
で、この処理はECU4のマイクロコンピュータの定時
割り込み信号ごとに実行される。まずタイヤ1a〜1d
ごとに、最新の定時割り込み区間における、補正したパ
ルス信号周期の積算値Δts、入力パルス信号数N
p (図2参照)、シグナルロータ2a〜2dの歯数(こ
こでは48)と車輪半径によって決まる速度定数aに基
づいて式(6)により車輪速度の演算を実行する(ステ
ップ2010)。 Vx =a(Np /Δts )・・・・(6)
たかどうかを判定する。所定時間は予め設定した車速パ
ルス割り込み処理の回数で規定される時間である。すな
わち所定回数の車速パルス割り込み処理が実行される
と、ステップ2030〜2100が実行される。なお以
後の説明では補正係数のばらつきΔωm の積算値ΣΔω
m は、右側フロントタイヤについてはΣΔωFRと、左側
フロントタイヤについてはΣΔωFLと、右側リアタイヤ
についてはΣΔωRRと、左側リアタイヤについてはΣΔ
ωRLと表すものとする。ステップ2030では、式
(7)によりフロント側の左右の車輪についての、補正
係数のばらつきΔωm の積算値ΣΔωFRとΣΔωFLの差
分ΔωF を算出する。 ΔωF =|ΣΔωFR−ΣΔωFL|・・・・(7)
030において算出した差分ΔωFを所定値と比較す
る。ここで所定値は、予め実験等で正常時および異常発
生時における補正係数のばらつきを求め、このばらつき
に基づいて設定される。差分ΔωF が所定値よりも小さ
ければフロント側タイヤは正常と判定し(ステップ20
51)、差分ΔωF が所定値よりも大きければフロント
側タイヤで異常が発生したものと判定する(ステップ2
052)。判定後、積算値ΣΔωFRおよびΣΔωFLはク
リアする(ステップ2060)。
ア側タイヤについての補正係数のばらつきΔωm の積算
値ΣΔωRRおよびΣΔωRLより、リア側タイヤの異常の
有無を判定する。すなわち式(8)により差分ΔωR を
算出し(ステップ2070)、差分ΔωR を所定値と比
較し(ステップ2080)、フロント側タイヤの場合と
同様にリア側タイヤについての正常、異常を判定する
(ステップ2091,2092)。次いで積算値ΣΔω
RRおよびΣΔωRLをクリアする(ステップ2100)。 ΔωR =|ΣΔωRR−ΣΔωRL|・・・・(8)
ら、タイヤ異常の有無だけではなく、フロント側または
リア側のいずれのタイヤの異常であるかが特定できる。
絶対値としたが、単に右側タイヤについての積算値から
左側タイヤについての積算値を減じた値としてもよい。
この場合、その符号により、異常の発生したタイヤが右
側か左側かが判定できる。あるいは補正係数のばらつき
の積算値の、前輪と後輪の差分を左右輪それぞれについ
て算出し、異常の発生した車輪が左側車輪か右側車輪か
を判定できる。あるいは各車輪の補正係数のばらつきの
積算値をそれぞれ独立に、正常と異常を画する所定値と
比較して各車輪の異常の有無を判定するようにしてもよ
いし、各車輪の補正係数のばらつきの積算値の今回値と
前回値の差分を、それが正常と異常を画する所定値と比
較するようにしてもよい。
1回転における補正係数の最大値と最小値の偏差を用い
たが、ばらつきの指標となる統計値、例えば分散などが
用いられ得る。
(図9)において算出した車輪速度の変動が前後輪いず
れにおいても右側もしくは左側のみ大きい場合、路面が
荒れているものと判断してタイヤ異常の有無を判定しな
いように設定するのもよい。これにより異常検知の確度
が高められる。またタイヤ異常の判定を、直進走行中ま
たは路面荒れが少ない道路を走行中である可能性が高い
高速領域に限定するのもよい。
出装置は構成が図1に示したものと基本的には同じで、
主にECU4のマイクロコンピュータで実行されるソフ
トウェア等が異なっている。図10には車速パルス割り
込み処理の流れを示し、図11には、図10におけるス
テップ1400Aの詳細手順を、図12には、図11に
おけるステップ1450Aの詳細手順を示す。図13に
は定時割り込み処理の流れを示す。各図中、第1実施形
態に説明で示した図3,6,7,8と同一番号を付した
ステップについては実質的に同じ作動をするので第1実
施形態との相違点を中心に説明する。
0)後のステップ1450Aでは、図12に示すよう
に、まず式(9)により、補正係数の経時変化量Δωn
を算出する(ステップ1455)。 Δωn =|ωn,m −ωn,m-1 |・・・・(9)
55において算出した経時変化量Δωn を積算値ΣΔω
n に加算する。しかしてシグナルロータ2a〜2dが1
回転するごとに、経時変化量Δωn が算出され、その積
算値ΣΔωn が更新される。
のステップ2010と同一手順で車輪速度が算出される
(ステップ3010)。ステップ3020では、所定時
間が経過したかどうかを判定する。所定時間とは、予め
設定した車速パルス割り込み処理の回数で規定される時
間である。すなわち所定回数の車速パルス割り込み処理
が実行されると、ステップ3030〜3060が実行さ
れる。なおステップ3030〜3060は各タイヤ1a
〜1dについてそれぞれ実行される。
差分Δ(ΣΔωn )を算出し、これを予め設定した所定
値と比較する。所定値は予め実験等でタイヤの空気抜け
等のタイヤ異常時の補正係数の経時変化量に基づいて設
定される。 Δ(ΣΔωn )=|ΣΔωn −ΣΔωn の前回値|・・・・(10)
n )が所定値よりも小さければタイヤは正常と判定し
(ステップ3041)、差分Δ(ΣΔωn )が所定値よ
りも大きければ当該タイヤで異常が発生したものと判定
する(ステップ3042)。判定後、積算値ΣΔωn の
前回値を今回の積算値ΣΔωn の値に更新し(ステップ
3050)、積算値ΣΔωn をクリアする(ステップ3
060)。
てそれぞれ実行されるから、タイヤ異常の有無だけでは
なく、異常の発生したタイヤが特定できる。
1つの回転検出部の、補正係数の経時変化量としたが、
経時変化量の48全部もしくはその一部の回転検出部に
ついての平均値としてもよい。この場合、車両が停止し
た場合に回転検出部番号が特定できなくとも正確な判定
ができる。
回値と前回値との差分を所定値と比較するようにした
が、第1実施形態のごとく車輪間の差分とし得る。
出装置は構成および車速パルス割り込み処理が第2実施
形態と基本的には同じで、第2実施形態の定時割り込み
処理に代えて別の定時割り込み処理としたものである。
図14に本実施形態の定時割り込み処理の流れを示す。
図中、第1および第2実施形態の説明で示した図13と
同一番号を付したステップについては実質的に同じ作動
をするので第2実施形態との相違点を中心に説明する。
期化操作がされているかどうかを判定する。初期化操作
とは運転者などが行うスイッチ操作であり、タイヤ交換
時等、タイヤ正常時に行われる。初期化操作がされてい
ればステップ3080に進み積算値ΣΔωn 記憶値を積
算値ΣΔωn に設定し記憶手段たるバックアップメモリ
に記憶する。以降の定時割り込み処理では積算値ΣΔω
n 記憶値がタイヤ異常の判定に使用される。
差分Δ(ΣΔωn )を算出し、これを予め設定した所定
値と比較する。ここで所定値は、予め実験等でタイヤの
空気抜け等のタイヤ異常発生時における補正係数の経時
変化量を求めておき、この経時変化量より設定される。 Δ(ΣΔωn )=|ΣΔωn −ΣΔωn の記憶値|・・・・(11)
ωn )が所定値よりも小さければタイヤは正常と判定し
(ステップ3101)、差分Δ(ΣΔωn )が所定値よ
りも大きければ当該車輪で異常が発生したものと判定す
る(ステップ3102)。判定後、積算値ΣΔωn をク
リアする(ステップ3110)。
ことにより、判定誤差を抑えるようにしたが、路面振動
などの判定誤差要因が小さければ、積算しなくともよ
い。
ある。
明する第1の模式図である。
明する第1のフローチャートである。
作動を説明する第2の模式図であり、(b)は本発明の
第1のタイヤ異常検知装置の作動を説明する第3の模式
図である。
作動を説明する第3の模式図であり、(b)は本発明の
第1のタイヤ異常検知装置の作動を説明する第4の模式
図である。
明する第2のフローチャートである。
明する第3のフローチャートである。
明する第4のフローチャートである。
明する第5のフローチャートである。
説明する第1のフローチャートである。
説明する第2のフローチャートである。
説明する第3のフローチャートである。
説明する第4のフローチャートである。
説明するフローチャートである。
出手段、判定手段、記憶手段)
Claims (7)
- 【請求項1】 車輪と一体に回転する回転体であって周
方向に複数の回転検出部が形成された回転体と、回転体
に対向して設けて回転体の回転検出部の通過を検出する
回転検出手段と、回転検出手段により得られた検出信号
の検出周期の、基準値からのずれ量に依存するずれ量依
存値を算出するずれ量依存値算出手段と、ずれ量依存値
算出手段で算出されたずれ量依存値の特徴を示す特徴変
数を算出する特徴変数算出手段と、特徴変数算出手段に
より算出された特徴変数に基づいてタイヤ状態を二値判
定する判定手段とを具備することを特徴とするタイヤ異
常検知装置。 - 【請求項2】 請求項1記載のタイヤ異常検知装置にお
いて、上記特徴変数を、上記回転体1回転におけるずれ
量依存値のばらつき量としたタイヤ異常検知装置。 - 【請求項3】 請求項1記載のタイヤ異常検知装置にお
いて、上記特徴変数を、ずれ量依存値の経時変化量とし
たタイヤ異常検知装置。 - 【請求項4】 請求項1ないし3いずれか記載のタイヤ
異常検知装置において、上記判定手段は、上記特徴変数
の車輪間の差分を所定値と比較するように設定したタイ
ヤ異常検知装置。 - 【請求項5】 請求項1ないし3いずれか記載のタイヤ
異常検知装置において、上記判定手段は、上記特徴変数
の今回の値と前回の値の差分を所定値と比較するように
設定したタイヤ異常検知装置。 - 【請求項6】 請求項1ないし3いずれか記載のタイヤ
異常検知装置において、上記判定手段は、上記特徴変数
の今回の値と、予め設定された特徴変数の初期値の差分
を所定値と比較するように設定したタイヤ異常検知装
置。 - 【請求項7】 請求項6記載のタイヤ異常検知装置にお
いて、上記特徴変数の初期値を、タイヤ正常時に上記特
徴変数算出手段で算出された算出値とし、かつ上記判定
手段には上記算出値を記憶する記憶手段を具備せしめた
タイヤ異常検知装置。
Priority Applications (4)
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JP24900096A JP3728826B2 (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | タイヤ異常検知装置 |
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EP97115024A EP0826526B1 (en) | 1996-08-29 | 1997-08-29 | Tire abnormality sensor |
DE69716542T DE69716542T2 (de) | 1996-08-29 | 1997-08-29 | Sensor von Reifenfehlern |
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JPH1071819A true JPH1071819A (ja) | 1998-03-17 |
JP3728826B2 JP3728826B2 (ja) | 2005-12-21 |
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ID=17186527
Family Applications (1)
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JP24900096A Expired - Fee Related JP3728826B2 (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | タイヤ異常検知装置 |
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Country | Link |
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