CN101376328A - 车辆高度调节设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆高度调节设备,其包括:用于在减震单元趋于过载时防止减震单元过载的控制停止部分(46)和用于取消控制停止部分(46)的暂停的控制恢复部分(48)。车辆高度调节设备还包括用于推定车辆(10)所在的路面的状况的路面推定装置(50)。路面推定装置(50)推定当控制停止部分(46)暂时中止减震单元执行所述控制时车辆在其上行驶的路面的状况。控制恢复部分(48)在作为路面状况的推定结果判定车辆已经离开趋于使减震单元过载的较差路面时取消减震单元的暂停执行所述控制。
Description
技术领域
本发明涉及车辆高度调节设备,并更具体而言,涉及在恢复车辆高度调节设备的动作的控制中的改良。
背景技术
传统地,车辆高度调节设备通过根据正被使用的车辆的状况和车辆的行驶状态控制流体的供应和排放来改变车辆高度。例如,可以降低车辆高度以帮助乘客出入车辆。还可以调节车辆高度,使得平台的高度与行李架的高度一致,以帮助从车辆装卸行李件。
日本专利申请公开NO.11-198625(JP-A-11-198625)中描述的车辆高度调节设备自动地将车辆高度调节到目标车辆高度。具体而言,提供了暂停控制装置,其在由于过度的负载导致不能实线目标车辆高度时,或者在虽然实现了目标车辆高度但是流体系统过载时,暂停流体的供应达预定时间,以保护包括流体泵、液压缸等的流体系统。
如果车辆在较差道路上行驶的情况下行驶到石头上,或者即使在常规行驶的情况下行驶到路缘上,则特定车轮处的车辆高度可以降低。在此情况下,即使实际车辆高度未升高,控制该特定车轮处的车辆高度的液压缸的内压升高并可能超过前述的保护压力,从而车辆高度控制的执行可能被临时地暂停。一旦在暂停的情况下产生故障保护动作,则故障保护动作不能简单地取消。通常,在不经过预定的取消步骤的情况下,不能取消故障保护动作。
一旦特定车轮离开较差的道路行驶区域或离开路缘,车辆高度应当升高。但是,由于前述的故障保护动作,液压缸的内压较高,因此临时地暂停的控制继续。因此,在试图达到合适的车辆高度时,车辆高度不能迅速地升高。结果,车辆倾斜并引起车辆中的乘客的不适。
发明内容
本发明提供了一种车辆高度调节设备,其通过即使在由于车辆高度调节装置的压力升高导致执行车辆高度控制的暂时中止的情况下在车辆已经移动到能够进行车辆的正常运动的位置时,迅速地取消车辆高度控制的暂时中止,来允许车辆以合适的车辆高度行驶。
本发明的一个方面涉及一种车辆高度调节设备。车辆高度调节设备包括:车辆高度调节装置,其布置在用于支撑车辆的各个车轮的车轴与车身之间,用于通过流体的供应和排放来改变所述车辆的每个车轮处的车辆高度;车辆高度传感器,其检测每个车轮处的所述车辆高度;车辆高度控制装置,其用于执行车辆高度控制,所述车辆高度控制包括标准车辆高度控制,用于通过控制所述车辆高度调节装置来使各个车轮处的所述车辆高度等于预定标准车辆高度;压力传感器,其检测所述车辆高度调节装置内的流体压力;控制停止装置,其用于如果所检测的所述流体压力超过阈值则暂时中止由所述车辆高度控制装置对所述车辆高度控制的执行;路面推定装置,其用于推定所述车辆在其上行驶的路面的状况;和控制恢复装置,其用于在所述控制停止装置暂时中止所述车辆高度控制装置执行所述控制时,如果所述路面推定装置推定所述车辆在其上行驶的路面满足预定状况,则取消由所述控制停止装置对所述车辆高度控制的暂时中止并允许所述车辆高度调节装置改变所述车辆高度。
车辆高度调节装置仅需要调节各个车轮处的车辆高度。例如,利用液压、气压的液压操作部件等可作为车辆高度调节装置。能够实现手动车辆高度控制(其当满足预定手动条件通过用户的手动来允许车辆高度手动改变)和自动车辆高度控制(用于将车辆高度自动调节到标准车辆高度)的部件可用于车辆高度控制装置。
标准车辆高度可以在设计车辆时确定,并可以在考虑行驶车辆的空气阻力和车辆重心位置的情况下实现行驶稳定。压力传感器设置在各个车轮处的车辆高度调节装置内,或设置在用于车辆高度调节装置的各个管线内,并能够基于实时地检测车辆高度调节装置内的压力。控制停止装置能够暂时中止车辆高度控制,以在车辆高度调节装置内的压力由于受到外力的压缩或由于车辆高度控制装置中的故障等而异常升高之后车辆高度调节装置趋于过载时,防止等于或大于阈值的负载施加到车辆高度调节装置。路面推定装置可以基于例如来自安装于车辆的各种传感器的参数推定路面的状况。
当在路面的特定部分上存在障碍物(石块、路缘等)并且例如左前轮行驶在障碍物上时,车辆倾斜使得车辆的重量集中于左前轮和右后轮。在此情况下,路面状况可以视为引起车辆高度改变的较差道路。此外,当车辆进入不平整道路时,路面状况可以视为引起车辆高度改变的较差道路。在此情况下,作为车辆重量集中于车轮中的一个或一些上的结果,车辆高度可以变得极低。
即,在各个车轮处的车辆高度调节装置受压并且其中的压力升高。如果试图在此状态下进一步升高车辆高度,则车辆高度调节装置内的压力过度升高。因此,控制停止装置暂时中止所述控制以防止车辆高度调节装置内的压力的进一步升高,以保护车辆高度调节装置。然后,当路面推定装置推定路面状况不再是较差道路,即车辆在其上行驶的路面满足能够进行常规行驶的预定状况时,控制恢复装置取消由控制停止装置对所述控制的暂时中止,并允许车辆高度调节装置执行所述控制。
根据本发明的此方面,即使在车辆已经进入较差道路并且车辆高度控制暂时中止以保护车辆高度调节装置的情况下,当推定车辆已经离开较差道路时能够迅速取消由控制停止装置对车辆高度控制的暂时中止。结果,可以在车辆已经离开较差道路之后平滑地恢复车辆高度控制。于是,能够在不引起车辆中乘客的不适的情况下执行车辆高度控制。
在本发明的前述方面中,所述车辆高度调节设备还可以包括车辆高度调节开关,其由车辆驾驶者操作,并且通过所述开关的操作来手动开始所述车辆高度调节装置。
在本发明的前述方面中,所述车辆可以包括用于检测车辆速度的车辆速度传感器,并且基于所检测的所述车辆的速度和预定基准车辆速度之间的比较来推定所述路面状况。
如果所述车辆速度高于所述预定基准车辆速度,则所述路面推定装置可以推定所述车辆在其上行驶的所述路面满足所述预定状况。相反,如果所述车辆速度在所述预定基准车辆速度以下,则所述路面推定装置可以推定所述车辆在其上行驶的所述路面满足所述预定状况。
可以根据来自车轮速度传感器的参数或其他系统中使用的车辆速度,来获得车辆速度。这里应该注意,预定基准车辆速度可以设定为例如30km/h。在驾驶员以等于或低于预定基准车辆速度驾驶车辆的情况下,车辆在其上行驶的路面可以被推定为是具有不平整或障碍物的不稳定路面。换言之,可以推定车辆高度调节装置内的压力可能由于车辆在不平整或障碍物上行驶的外部因素而升高。此刻,当控制停止装置暂时中止车辆高度控制装置执行车辆高度控制时,继续车辆高度控制的暂时中止。另一方面,在驾驶员以高于预定基准速度驾驶车辆的情况下,车辆在其上行驶的路面可以被推定为是容易在其上行驶的不具有不平整或障碍物的路面。换言之,可以推定车辆高度调节装置内的压力不容易升高。此刻,当控制停止装置暂停车辆高度控制以避免执行车辆高度控制时,取消车辆高度控制的暂时中止以允许车辆高度控制,使得车辆高度能够控制为最佳高度。结果,可以在不引起车辆中乘客的不适的情况下执行车辆高度控制。
在本发明的前述方面中,所述车辆可以包括车辆高度计算装置,其用于计算在所述车轮中的布置于所述车辆的一个对角线上的两个车轮处的车辆高度的第一和值以及布置在所述车辆的另一个对角线上的其他两个车轮处的车辆高度的第二和值,并且可以基于所述第一和值与所述第二和值之间的比较推定所述路面状况。
如果所述第一和值与所述第二和值之间的差值小于预定值,则所述路面推定装置可以推定所述车辆在其上行驶的所述路面满足所述预定状况。此外,如果在由所述控制装置执行所述暂时中止时所述第一和值与所述第二和值之间的所述差值与在由所述控制停止装置执行所述暂时中止之后所述第一和值与所述第二和值之间的所述差值之间的差值的绝对值超过预定值,则所述路面推定装置可以推定所述车辆在其上行驶的所述路面满足所述预定状况。所述路面推定装置可以将在由所述控制装置执行所述暂时中止时所述第一和值与所述第二和值之间的所述差值与在由所述控制停止装置执行所述暂时中止之后所述第一和值与所述第二和值之间的所述差值相比较,并且如果每个都为正或负的所述差值的符号互逆,则推定所述车辆在其上行驶的所述路面满足所述预定状况。
路面推定装置将各个车轮处的车辆高度互相比较并由此推定四个车轮的着地位置的翘曲,即,车辆在其上行驶的路面的平坦程度。根据本发明的此方面,能够推定车辆在其上行驶的路面的翘曲状态。在路面并非不平整的情况下,四个车轮可以均匀地着地,并且可以推定车辆高度控制装置内的压力不容易由于外部因素而升高。此刻,当控制停止装置暂时中止车辆高度控制装置执行车辆高度控制时,取消车辆高度控制的暂时中止。结果,可以在不引起车辆中乘客的不适的情况下执行车辆高度控制。
在本发明的前述方面中,所述车辆可以包括车辆姿势计算装置,其用于计算所述车辆的姿势,并且基于当所述车辆在基本水平路面上行驶时建立的基准水平姿势与所计算的所述车辆的姿势之间的比较来推定所述路面状况。
所述车辆姿势计算装置可以基于车辆加速度和车辆横摆量中的至少一者来计算所述车辆的绝对姿势,并且所述路面推定装置将所计算的所述车辆的姿势与所述基准水平姿势相比较,并且如果所述车辆的姿势比所述基准水平姿势更水平,则推定所述车辆在其上行驶的所述路面满足所述预定状况。
可以基于来自安装在车辆上的各种传感器的参数来判断车辆是否采取基准水平姿势。例如,用于检测车辆的纵向加速度或车辆的横向加速度的加速度传感器、用于检测横摆量的横摆传感器等可用作所述传感器。在车辆的当前姿势可以视为与基准水平姿势基本一致的情况下,可以推定车辆在已经离开处于路缘等上或在不平整道路上行驶的状态之后可以不困难地行驶。换言之,可以推定车辆在其上行驶的路面没有不平整或障碍物,四个车轮可以均匀地着地,并且车辆高度调节装置内的压力不容易由于外部因素升高。此刻,当控制停止装置暂时中止车辆高度控制装置执行车辆高度控制时,取消车辆高度控制的暂时中止,由此车辆高度可以控制为最优高度。结果,可以在不引起车辆中乘客的不适的情况下执行车辆高度控制。
在本发明的前述方面中,所述车辆可以包括液面倾斜度测量装置,其用于测量设置在所述车辆中的液体的液面倾斜度,并且可以基于所测量的所述液面倾斜度来推定所述路面状况。
如果所测量的所述液面倾斜度等于或大于预定液面倾斜度水平,则所述路面推定装置可以推定所述车辆在其上行驶的所述路面满足所述预定状况。
根据本发明的此方面,例如,用于执行车辆高度调节控制的工作流体、制动流体、燃料等可以用作车辆所装载的所述液体。通过获得当车辆存在于基本平坦路面上时的基准液面倾斜度(基本水平状态)并将此状态与液体倾斜度水平相比较,可以容易地推定车辆的倾斜度水平。当车辆的倾斜度水平等于或小于预定水平时,可以推定车辆在其上行驶的路面不具有不平整或障碍物,四个车轮可以均匀地着地,并且车辆高度调节装置内的压力不容易由于外部因素升高。此刻,当控制停止装置暂时中止车辆高度控制装置执行车辆高度控制时,取消车辆高度控制的暂时中止,由此车辆高度可以控制为最优高度。结果,可以在不引起车辆中乘客的不适的情况下简单地恢复车辆高度控制。
在本发明的前述方面中,所述车辆可以包括用于从标示道路位置的地图获得所述车辆的位置的车辆位置获得装置,并且可以基于根据所获得的所述车辆的位置与所述地图中标示的所述道路位置之间的比较确定的所述车辆位置距道路的偏差,来推定所述路面状况。
如果判定所获得的所述车辆的位置距所述地图中标示的所述道路位置在预定距离内,则所述路面推定装置可以推定所述车辆在其上行驶的所述路面满足所述预定状况。
可以从安装在车辆上的导航系统获得道路信息和与车辆的位置相关的信息。可以推定由导航系统作为道路信息保存的大部分道路允许车辆常规行驶并具有不带有不平整或障碍物的路面,四个车轮可以在这些路面上均匀地着地,并且车辆高度调节装置内的压力不容易由于外部因素升高。此刻,当控制停止装置暂时中止车辆高度控制装置执行车辆高度控制时,取消车辆高度控制的暂时中止,由此车辆高度可以控制为最优高度。结果,使用简单的标准,可以在不引起车辆中乘客的不适的情况下恢复车辆高度控制。应该注意,由导航系统作为道路信息保存的一些道路可能是未铺砌路面的道路或者不平整道路。但是,导航系统侧可以设置有标示这些道路是“未铺砌路面的道路”或“不平整道路”的信息。在此情况下,基于地图,允许控制停止装置继续暂时中止车辆高度控制装置执行车辆高度控制。
根据本发明的车辆高度调节设备,即使当由于车辆高度调节装置的压力升高而执行车辆高度控制的暂时中止时,也可以在车辆已经移动到能够进行其常规行驶的位置时通过迅速地取消车辆高度控制的暂时中止来使车辆以合适的车辆高度行驶。
附图说明
通过结合附图对示例实施例的以下说明,本发明的上述和其他优点和特征将变得清楚,附图中相似标记用于表示相似元件,并且其中:
图1是安装有根据本发明的此实施例的车辆高度调节设备的车辆的构造图;
图2是用于解释根据本发明的此实施例的车辆高度调节设备的ECU的内部构造的框图;
图3是用于解释当根据本发明的此实施例的车辆高度调节设备中的控制停止部分临时地暂停车辆高度控制部分执行车辆高度控制时车辆的姿势的图;并且
图4是用于解释根据本发明的此实施例的车辆高度调节设备的动作的流程图。
具体实施方式
根据本发明实施例的车辆高度调节设备包括:控制停止装置,其在由于车辆重量负载集中于车轮中的一个或一些(其由在较差道路上行驶的车辆的倾斜引起)导致过度负载施加到车辆高度调节装置的情况下,暂时中止过度负载施加到车辆高度调节装置;以及控制恢复装置,其取消对由车辆高度调节装置执行车辆高度控制的暂时中止,所述车辆高度调节装置由液压缸等构成。所述车辆高度调节装置还包括推定车辆所行驶在其上的路面的状况的路面推定装置。
当控制停止装置暂时中止由车辆高度控制装置执行车辆高度控制时,路面推定装置推定车辆所行驶的路面的状况。如果作为路面状况的推定结果,判定车辆不再在导致车辆高度调节装置过度负载的较差道路上行驶(其是车辆所行驶的路面满足允许车辆常规行驶的预定状况的状态),则控制恢复装置取消控制停止装置的暂时中止由车辆高度调节装置进行的车辆高度控制。结果,一旦车辆不再在较差道路上行驶,可以平滑地恢复车辆高度的调节,并且在不引起车辆中乘客的不适的情况下实现了车辆高度控制。
图1是配备有根据本发明的实施例的车辆高度调节设备的车辆10的构造图。图1仅示出了车辆高度调节设备的构造,并省略了其他构造细节。在本发明的此实施例中,具有车辆高度调节功能并包括在例如电控液压悬架中的每个减震单元12可以用作用于改变特定车轮的位置处的车辆高度的车辆高度调节装置。
可以将传统部件用作减震单元12,其用作车辆高度调节装置。例如,可以通过调节出入形成于减震单元12内的腔体的工作流体的流量来调节减震单元12的延展程度,以改变车辆高度。减震单元12是支撑车辆的任一侧上的车轮14的悬架的一部分。减震单元12在其下端处连接到悬臂16(车轮14侧)。减震单元12的上端连接到车身(未示出)。
因此,即使当振动或冲击从车辆在其上行驶的路面施加到车辆时,减震单元12展现吸收振动或冲击的振动衰减效果,并因此有助于改善驾乘舒适性并有助于行驶稳定性的提高。通过使工作流体流动出入减震单元12的腔体,可以调节减震单元12的延展和收缩。于是,调节车身与各个车轮14之间的竖直距离,以改变车辆高度。
可以基于例如由设置在各个悬臂16(下臂等)处的用作车辆高度检测装置的车辆高度传感器18检测的车辆高度值,来控制减震单元12的延展和收缩。例如,当车辆10的负载或者车辆10中乘员的数量改变时,车辆高度随着其重量发生改变。如果当车辆的重量改变时控制减震单元12,则可以将车辆高度控制为基本恒定高度。结果,稳定了车辆水平的姿势。此外,车辆的簧上各部分的共振频率可以保持基本恒定,从而可以实现良好的驾乘舒适性和稳定的可操作性。
车辆高度还可以随着车辆的速度改变,使得车辆以针对其速度的合适车辆高度行驶。通过当乘客上下车辆时降低车辆高度,可以方便乘客上下车辆。如果调节行李厢底部的高度以装载/卸载行李,则可以有助于装载/卸载行李。此外,例如如果车轮14之一行驶到路面上的障碍物(例如,石块、路缘等)上或陷在坑洼中,则改变各个车轮14处的车辆高度。从而防止车辆10由于过度倾斜或者车辆底板与路面的接触而变为不能移动。
流体供应/排放单元22经由油路20连接到各个减震单元12。流体供应/排放单元22配备有由电动机22a驱动的液压泵22b。液压泵22b从储液箱22c提取工作流体,并将工作流体经由止回阀22d供应到油路20。供应到油路20的工作流体经由为各个车轮14设置的相应控制阀24被分配到各个减震单元12。通过将工作流体供应到减震单元12,升高了减震单元12中的内压,并从而使减震单元12延展。即,执行使车辆高度升高的车辆高度控制。
或者,当从减震单元12排放工作流体时,工作流体经由相应的控制阀24返回到流体供应/排放单元22的储液箱22c。由此降低减震单元12的内压,其使减震单元12收缩。于是,执行使车辆高度降低的车辆高度控制。
由ECU 26控制控制阀24以打开/关闭,ECU 26用作控制整个车辆高度调节设备的控制装置。
ECU 26控制流体供应/排放单元22的操作。ECU 26基于由设置在各个车轮14处的相应车辆高度传感器18检测的车辆高度,通过反馈控制来控制各个控制阀24。因此,通过利用车辆高度传感器18检测悬臂16相对于车身的高度,通过合适地控制减震单元12的延展和收缩可以执行合适的车辆高度控制。例如,如果车轮14之一行驶到路面上的障碍物(例如,石块、路缘等)上,则控制工作流体的流量以降低车辆高度使得车轮14接近车辆10。相反,如果车轮14之一陷在坑洼中,使车轮14远离车辆10移动,控制工作流体的流动以升高车辆高度。
ECU 26设置有为控制车辆高度的调节所需的参数。
压力传感器28设置在各个减震单元12与相应的控制阀24之间。压力传感器28用作检测减震单元12内的压力值的压力检测装置。各个压力传感器28定常地将在相应减震单元12中检测的压力提供给ECU 26。
各个车辆高度传感器18将在其相应的车轮14处检测的车轮高度提供给ECU 26。车轮速度传感器30设置在各个车轮14附近以检测各个车轮14的车轮速度。车轮速度传感器30定常地将所检测的车轮速度提供给ECU 26。
ECU 26基于所检测的车轮速度判断车辆10的车辆速度。或者,ECU26可以从除了用于车辆高度控制的车辆高度控制设备以外的系统获得车轮速度和车辆速度。
可以由驾驶员操作以手动执行车辆高度调节的车辆高度调节开关32连接到ECU 26。一般仅当车辆10停止时可操作车辆高度调节开关32。还可以仅当车辆10停止时允许ECU 26从车辆高度调节开关32接收手动信号。
显示车辆高度调节的状态以及车辆高度调节控制的暂时中止或者该暂时中止的取消的显示单元34可以连接到ECU 26。显示单元34可以配备有指示器或扬声器。
此外,根据本发明的此实施例的车辆高度调节设备的ECU 26被提供有用于推定路面状况的各种参数。
例如,加速度传感器36可以将与车辆10的纵向加速度或车辆10的横向加速度相关的参数提供给ECU 26。横摆传感器38将与车辆10的横摆程度相关的信息提供给ECU 26。导航系统40将与车辆10的位置、道路状况等相关的信息提供给ECU 26。液面传感器42将与车辆10装载的液体的液面倾斜状态相关的信息提供给ECU 26。
如后所述,还基于仅来自车辆高度传感器18的信息或者来自车轮速度传感器30的信息,来推定车辆正在其上行驶的路面的状况。因此,不一定要将加速度传感器36、横摆传感器38或导航系统40提供给ECU26。可以合适地选择所使用的参数的类型和性质。但是,通过基于数个不同类型的参数推定路面的状况,可以提高推定的可靠性。
图2是解释ECU 26的构造的框图。在本发明的此实施例中,ECU 26包括车辆高度控制部分44、控制停止部分46、控制恢复部分48和路面定部分50。
车辆高度控制部分44通常在接收到表示驾驶员已经操作车辆高度调节开关32的信号之后操作。如果在车辆处于标准车辆高度的情况下期望车辆高度的降低以允许乘客上下车辆10或者当车辆的顶部可能接触门、隧道或车库的最高限度时,车辆高度调节开关32的向下操作指示车辆高度控制部分44使车辆高度从标准车辆高度降低。如果行李厢底部高度根据行李等被承载的高度升高能方便装载/卸载行李,或者如果车辆高度的升高使车辆容易在粗糙道路等的不平整表面上行驶,则车辆高度调节开关32的向上操作指示车辆高度控制部分44将车辆高度从参考车辆高度升高。
可以在设计车辆时确定标准车辆高度。标准车辆高度考虑了当车辆运动时的空气阻力和车辆的重心位置,并适于使车辆稳定并平滑地行驶。例如,当车辆的速度等于或高于预定速度(例如,等于或高于30km/h)时,通过使车辆10以标准车辆高度行驶,可以实现稳定行驶。
车辆高度控制部分44控制控制阀24以执行控制,来实现适用于车辆10的使用状况的合适车辆高度,或者实现标准车辆高度。为此,车辆高度控制部分44经由车辆高度传感器52获取由各个车辆高度传感器18检测的车辆高度,经由车辆速度传感器54获取车辆10的速度,经由压力传感器56获取由各个压力传感器28检测的压力值等。车辆高度控制部分44然后以例如反馈控制的形式执行各个控制阀24的致动控制,即,各个减震单元12的操作控制。车辆高度控制部分44还执行流体供应/排放单元22的供应和排放操作控制。
控制停止部分46基于各个车轮处检测的压力值来判断是否暂时中止由车辆高度控制部分44执行的车辆高度控制,并由此防止以过度压力使各个减震单元12过载。表示车辆高度控制的暂时中止的信号传送到车辆高度控制部分44,从而暂时中止控制阀24中与相关的一个减震单元12相应的一个控制阀24的控制。
图3是用于解释当控制停止部分46暂时中止由车辆高度控制部分44执行的车辆高度控制时车辆10的姿势的图。在图3中示出的是越野车辆,其作为配备有车辆高度调节设备的车辆的示例。图3示出了其中车辆10行驶在诸如石块、路缘等的障碍物58上的状态。
如上所述,车辆高度调节设备可以用于帮助乘客容易地出入车辆,以及装载/卸载行李。当这样使用车辆高度调节设备时,各个车轮处的车辆高度的调节被调节了基本相同量。于是,当调节车辆高度时,车辆10的车身保持相对于路面的水平。车辆高度调节设备还可以用于防止车辆由于路面上的不平整导致车辆的剧烈倾斜或者车辆的底板与路面接触而导致不能行驶。在此情况下,根据路面状况独立地调节各个车轮处的车辆高度。
如图3所示,在障碍物58存在于路面上且左前轮车轮14行驶在障碍物58的情况下,车辆10倾斜。于是,车辆的重量集中于左前轮14a和右后轮14d,支撑这些车轮14的减震单元12受到压缩。另一方面,右前轮14b(见图1)和左后轮14c离开路面,并经由相应的减震单元12从车辆10悬架(即,这些减震单元12延展)。在该情况下,车辆的重量集中于左前轮14a和右后轮14d,并且这些车轮14处的车辆高度降低。具体而言,位于安装有发动机的较重前轮侧的左前轮14a处的车辆高度显著降低。此刻,在左前轮14a的位置处的减震单元12的内压升高。
然后,当经由压力传感器56检测的压力传感器28之一的压力值超过预定阈值时,控制停止部分46暂时中止升高工作流体的液压的控制,使得减震单元12中相应一个的内压不再升高。在图3的情况下,控制停止部分46临时停止升高左前轮14a的液压的控制(车辆高度升高控制)。
因为发动机安装在前轮侧,所以当车辆10倾斜时车辆的重量容易落在左前轮14a上。于是,相比对于右后轮14d,对于左前轮14a更频繁地致动控制停止部分46。但是,由于车辆10的倾斜或者车辆10的重量平衡,车辆重量的负载还施加到右后轮14d。于是,可以存在控制停止部分46对于右后轮14d操作的情况。
在现有技术中,控制停止部分46基于防故障安全措施暂时中止车辆高度控制,以防止减震单元12过载。因此,在不进行预定操作步骤的情况下不能取消车辆高度控制的暂时中止。于是,即使在左前轮14a已经从凸出对象58下降之后,也维持车辆高度控制的暂时中止。结果,尽管车辆高度保持较低,但用于左前轮14a的减震单元12的内压保持较高。因此,车辆高度不能升高以返回标准车辆高度,而对车辆10中的乘客带来不适。
于是,在本发明的实施例中,路面推定部分50使用来自各种传感器的参数来推定车辆在其上行驶的路面的状况。如果判定车辆10在其上行驶的路面满足预定路面状况,则可以判定消除了引起减震单元12中的一个的内压的过度升高的原因。然后,控制恢复部分48取消车辆高度控制的暂时中止。
路面推定部分50在其接收到来自控制停止部分46的表示暂时中止车辆高度控制的信号之后推定车辆10在其上行驶的路面的状况。可以使用多种方法推定车辆10在其上行驶的路面的状况。
此后将描述各种方法。即使单独使用这些方法之一也可以推定路面状况。但是,通过使用这些方法中的一些或全部的组合来推定路里面状况,进一步提高了推定的可靠性。于是,可以平滑地恢复车辆高度控制。
如果车辆10正在移动,则可以基于车辆10的速度推定路面的状况。路面推定部分50从车辆速度传感器54获取车辆10的行驶状态(车辆速度)。车辆速度传感器54可以基于由车轮速度传感器30检测的车轮速度来计算车辆速度,或者获取由诸如ABS系统等之类的其他系统检测的车轮速度和车辆速度,并将获取值用于车辆高度控制。
如果车轮14中的一个行驶在障碍物58上或者如果车辆10行驶在不平整的道路上,则驾驶员通常判定难以使车辆10行驶,并可以使驾驶员降低车辆10的速度。相反,在车轮14已经经过障碍物58之后或者如果车辆10离开不平整的道路,则驾驶员判断容易使车辆10行驶,并可以使驾驶员将车辆10的速度升高到一定程度。即,可以基于车辆10的速度推定车辆10在其上行驶的路面的状况。
当控制恢复部分48判定路面状况满足用于取消车辆高度控制的暂时中止的车辆高度控制暂停取消条件时,控制恢复部分48将信号发送到控制停止部分46以取消车辆高度控制的暂时中止。当车辆速度在预定阈值速度以上时,控制恢复部分48判定车辆10在其上行驶的路面满足预定路面状况。
满足车辆高度控制暂停取消条件的预定阈值速度可以被设定为例如30km/h。当车辆速度超过30km/h时,取消车辆高度控制的临时停止。如果车辆10的速度等于或小于30km/h,则推定车轮14没有离开障碍物58或者车辆10没有离开不平道路,于是维持车辆高度控制的暂时中止。
控制停止部分46在其接收到取消车辆高度控制暂时中止的信号时取消车辆高度控制的暂时中止。结果,车辆高度控制部分44使得车辆高度控制已经被暂时中止的特定控制阀24的控制能够进行。即,在车轮14a已经经过使车辆高度保持较低的障碍物58之后,车辆高度控制部分44开始将工作流体供应到左前轮14a,以升高车辆高度(即,使车辆高度返回到标准车辆高度)。结果,左前轮14a处的车辆高度可以迅速返回到标准车辆高度,并且可以在不引起车辆10中乘客的不适的情况下迅速执行车辆高度控制。
可选地,路面推定部分50可以通过利用车辆高度值来推定路面状况。路面推定部分50在从控制停止部分46接收到暂时中止车辆高度控制的信号时向翘曲计算部分60发出计算用于推定路面状况的翘曲值的计算请求。
当翘曲计算部分60接收到计算请求时,其基于各个车轮14处检测的车辆高度的比较来计算表示车辆在其上行驶的路面的状况的翘曲值。翘曲计算部分60计算车辆10的对角相对的一对车轮14处检测的车辆高度值的和值。翘曲计算部分60计算该车辆高度值的和值与随后获得的与布置在车辆10的另一个对角线上的其他两个车轮14相对应的车辆高度和值之间的差值,所获得的两个和值之间的差值为翘曲。可以基于翘曲值的大小推定车辆10是行驶在平坦路面还是不平整路面上。
即使当车辆高度控制暂时中止时,如果车轮14已经离开障碍物58或者车辆10已经离开不平整道路,则车辆重量在各个车轮14上的分布改变。因此每个车轮14处的高度发生改变。即,基于车辆高度计算的翘曲值也发生改变。路面推定部分50基于翘曲值的改变推定路面状况。
更具体而言,如果在左前轮、右前轮、左后轮和右后轮处的车辆高度值分别是H[FL]、H[FR]、H[RL]和H[RR],则翘曲值Warp可以由以下表达式表达:Warp=(H[FL]+H[RR])—(H[FR]+H[RL])。
当翘曲值Warp较大时,推定路面状况在车辆10的对角线之一的方向上非常不平整。即,可以推定车辆10的姿势扭曲,并且车轮14仍然正在经过障碍物58或者车辆10尚未离开不平整道路。相反,如果翘曲值Warp较小(理想地为“0”),则可以推定车轮14已经经过障碍物58或者车辆10已经离开不平整道路。
路面推定部分50计算当车辆高度控制暂时中止时获得的翘曲值Warp与车辆高度控制的暂时中止已经取消之后获得的翘曲值Warp之间的差值的绝对值。如果该差值的绝对值等于或大于预定阈值翘曲值(即,阈值翘曲值Warp可以在车辆高度控制暂停并且所计算的翘曲值Warp等于150mm时等于100mm),然后路面推定部分50推定车轮14已经经过障碍物58或者车辆10已经离开不平整道路。根据此推定,控制恢复部分48判定车辆10在其上行驶的路面满足预定状况,并将取消车辆高度控制的暂时中止的信号发送到控制停止部分46。
警告处理部分62连接到控制停止部分46。当控制停止部分46暂时中止车辆高度控制的执行或当车辆高度控制的暂时中止取消时,警告处理部分62在显示单元34上显示表示车辆高度控制的暂时中止或者车辆高度控制的取消的信息,从而警示驾驶员。与各个车轮14处的车辆高度、各个车轮14处的压力等相关的信息可以显示在显示单元34上。
当在车辆高度控制的暂时中止期间获得的翘曲值Warp的信号和在暂停取消之后获得的翘曲值Warp的符号(其每个是“+”或者“—”)互逆时,即,当车辆10的扭转中发生显著改变时,路面推定部分50可以推定车轮14已经经过障碍物58或者车辆10已经离开不平整道路。控制恢复部分48基于该推定判定车辆10在其上行驶的路面满足预定状况,并将取消车辆高度控制的暂时中止的信号发送到控制停止部分46。
路面推定部分50还可以基于由加速度传感器36检测的车辆加速度或者由横摆传感器38检测的车辆横摆来推定路面状况。可以将横向加速度或纵向加速度中的任一者用于推定路面状况。
如果车辆10在车轮14之一行驶在障碍物58上的情况下以倾斜姿势行驶,或者如果车辆在不平整道路上行驶,则车辆的纵向加速度、车辆的横向加速度和车辆横摆增大。相反,如果车辆10从该状态改变并在车轮14已经经过障碍物58之后或在车辆已经离开不平整道路之后开始在平坦道路上行驶,则车辆10返回到水平姿势,并且车辆的纵向加速度、车辆的横向加速度和车辆的横摆减小。因此,基于当车辆10在基本水平路面上行驶时的基准水平姿势与车辆10的当前姿势之间的比较,可以推定车辆10在其上行驶的路面是否满足预定状况。
更具体而言,如果纵向加速度或横向加速度>临界值,则控制停止部分46暂时中止车辆高度控制。此后,如果纵向加速度或横向加速度<临界值b(a>b),则推定车轮14已经经过障碍物58或者车辆10已经离开不平整道路,继续在平整道路上行驶,并恢复基准水平姿势。基于此推定,控制恢复部分48将取消车辆高度控制的暂时中止的信号发送到控制停止部分46。
当使用以与加速度信息相似的方式使用的与横摆相关的信息时,如果横摆量>临界值c,则控制停止部分46暂时中止车辆高度控制。此后,如果建立了如下关系:横摆量<临界值d(其中c>d),则可以推定车轮14已经经过障碍物58或车辆10已经离开不平整道路,返回到平坦道路,并恢复基准水平姿势。基于此推定,控制恢复部分48将取消车辆高度控制的暂时中止的信号发送到控制停止部分46。
为了避免确定时的振荡,期望将临界值a和b设定为分别与临界值c和d不同。临界值a、b、c和d基于控制停止部分46暂时中止车辆高度控制时阈值压力的设定以及减震单元12的可位移量而不同。因此期望预先进行试验,并接着根据经验确定临界值a、b、c和d。
路面推定部分50可以基于从导航系统40获得的车辆10的位置和车辆在其上行驶的道路来推定路面状况。通常,当车辆位于地图中表示的道路以外的某处(即,多石区域、河床等)时,控制停止部分46暂时中止车辆高度控制。因此,路面推定部分50首先从导航系统40获得与车辆10的位置相关的信息和与车辆在其上行驶的道路相关的信息。如果在地图上除道路之外的某处(例如在距道路至少20m的距离处)控制停止部分46暂时中止车辆高度控制,并且此后车辆10返回到地图上的道路(例如返回到距道路10m内的位置,则路面推定部分50可以推定路面状况不是不平整道路。即,可以推定车辆10在其上行驶的路面满足预定状况。基于此推定,控制恢复部分48将取消车辆高度控制的暂时中止的信号发送到控制停止部分46。
当车辆10已经返回到距道路10m内的位置时,可以基于在距道路10m内的情况下的车辆速度推定路面状况。当车辆越野行驶时,驾驶员可以小心地驾驶车辆,并由于路面的倾斜等变得不能显著升高车辆速度。因此,在一些情况下,可以延迟车辆高度控制的暂停的取消。另一方面,如果使用导航系统40,可以避免由驾驶员的精神状态导致的推定错误。因此,路面推定部分50可以更可靠地推定路面状况。
路面推定部分50可以基于来自液面传感器42的、车辆10所装载的液体的液面倾斜度来推定路面状况。当车辆10在车轮14之一行驶在障碍物58上或在已经经入不平整道路之后的情况下倾斜时,液面也随着车辆10的倾斜而倾斜。即,可以基于液面的倾斜度是否返回到基本水平状态来推定车辆10在其上行驶的路面的状况。即,可以推定车辆10在其上行驶的路面满足预定状况。因此,当车辆10停止倾斜时,可以取消车辆高度控制的暂时中止。
车辆10所装载的液体可以是例如供应到减震单元12的工作流体、存储在储液箱中的诸如制动流体、燃料等的流体。具体而言,存储在储液箱中的流体通常不会补充或消耗,因此仅随着温度的改变而增大/减小。
更具体而言,路面推定部分50将由液面传感器42获得的液面和基准液面(在平坦路面上时的液面)之间的差值的绝对值L与由温度导致的液面改变值L0相比。然后,如果当L>L0(即,当液面显著倾斜)时控制停止部分46暂时中止车辆高度控制,并且此后建立了关系:L<L0(即,液面此后变为基本水平),则可以推定车轮14已经经过障碍物58或者车辆10已经离开不平整道路并返回到水平道路。即,可以推定车辆10在其上行驶的路面满足预定状况。基于此推定,控制恢复部分48将取消车辆高度控制的暂时中止的信号发动到控制停止部分46。如果在储液箱或燃料箱中设置多个液面传感器,则可以直接检测液面的倾斜度。因此,如果液面的倾斜度变为等于或小于预定阈值,则可以合适地推定车轮14已经经过障碍物58或者车辆10已经离开不平整道路并返回到平坦道路。
在如上所述构造的车辆高度调节设备中,将基于图4的流程图描述取消车辆高度控制的暂时中止的过程。在图4的流程图中描述了在路面推定部分50的推定方法中车辆速度和翘曲值的使用。但是,此方法不是路面推定部分50的唯一推定方法。
首先,当车辆10的点火开关打开时,ECU 26确认车辆高度控制部分44的控制状态,并检查车轮14是否互相独立地受到车辆高度控制(S100)。如果四个车轮同时受到车辆高度控制(S100中的“否”),则可以同时升高或降低各个车轮14处的车辆高度。因此,控制停止部分46将由于减震单元12中的特定一个的内压的升高导致暂时中止车辆高度控制的可能性显著降低。于是,在S100中继续监视是否四个车轮同时受到车辆高度控制。如果各个车轮14互相独立地受到车辆高度控制(S100中的“是”),则如上所述,车轮14中的一个可能行驶在障碍物58上,或者车辆10可能行驶在不平整道路上。
如果S100中的结果是肯定的,则ECU 26经由压力传感器56获得对于各个车轮14的各个减震单元12中的检测压力。
ECU 26然后判断控制停止部分46是否暂时中止车辆高度控制(S104)。如果控制停止部分46没有暂时中止车辆高度控制(S104中的“否”),则ECU 26返回到S100以继续监视四个车轮是否互相独立地受到车辆高度控制。另一方面,如果在S104中控制停止部分46暂时中止了车辆高度控制(S104中的“是”),则操作进行到S106。
在S106,为了警告驾驶员车辆高度控制已经暂时中止,ECU 26经由警告处理部分62在显示单元34上显示警告。
ECU 26接着经由车辆速度传感器54获得车辆10的车辆速度V,并判断车辆速度是否超过预定阈值(例如,30km/h)(S108)。如果车辆速度超过阈值(S108中的“是”),路面推定部分50推定车辆在其上行驶的路面是平滑的。即,控制恢复部分48推定车辆10的车轮14已经离开障碍物58,或者车辆10已经离开不平整道路并在平滑路面上行驶。换言之,控制恢复部分48推定车辆10在其上行驶的路面满足预定状况。
如果车辆速度超过阈值(S108中的“是”),则ECU 26将车辆高度控制的暂时中止的取消通知控制停止部分46,并取消暂时中止(S110)。
ECU 26随后经由警告处理部分62在显示单元34上显示车辆高度控制的暂时中止已经取消的情况(S112),并返回到S100以继续监视四个车轮是否互相独立地受到车辆高度控制。
然后,如果在S108中车辆10的车辆速度没有大于阈值(S108中的“否”),即,当车辆速度等于或低于30km/h时,操作进行到S114。
在S114,ECU 26经由车辆高度传感器52获得各个车轮14处的车辆高度值,并在翘曲计算部分60的辅助下计算翘曲值(S114)。
ECU 26接着基于翘曲值进行判断(S116)。如果在车辆高度控制暂时中止之后翘曲值的改变量显著改变,或者如果翘曲值的符号逆转,则路面推定部分50推定车辆10所在的路面不太可能是翘曲的(此后“对翘曲值的判断是“OK””)(S116中的“是”)。结果,控制恢复部分48推定车轮14已经离开障碍物58或者车辆10已经离开不平整道路并已经继续在平滑路面上行驶。
如果对翘曲值的判断是“OK”(S116中的“是”),则处理进行到S110,并且控制恢复部分48取消车辆高度控制的暂时中止(S110)并使显示单元34指示暂时中止已经取消(S112)。然后返回到S100以继续监视四个车轮是否互相独立地受到车辆高度控制。
如果在S116中对翘曲值的判断不是“OK”(S116中的“否”),即,如果在车辆高度控制的暂时中止之后翘曲值没有显著改变,ECU 26判定车辆10不太可能已经离开不平整道路。操作然后返回到S108以继续判断是否取消车辆高度控制的暂时中止。
如上所述,根据本发明的此实施例,即使控制停止部分46由于减震单元12之一的压力的升高而执行车辆高度控制的暂时中止,也可以基于路面状况容易地判断车辆10是否在平滑道路上行驶。当车辆10移动到允许车辆10继续在平滑道路上行驶的位置时,可以迅速取消车辆高度控制的暂停。结果,在车辆10恢复在平滑道路上行驶时,车辆高度可以迅速被设定为合适的车辆高度。
在图4的流程图中,ECU 26首先根据车辆的速度推定路面状况,并当车辆的速度低于阈值速度时基于翘曲值推定路面状况。但是,ECU 26还可以仅基于车辆的速度或仅基于翘曲值来推定路面状况。
可选地,代替如参照图2所述基于翘曲值推定路面状况,可以基于从加速度传感器36、横摆传感器38、导航系统40、液面传感器42等获得的信息来推定路面状况。可以独立地使用每个获得的参数或者组合使用全部参数来进行推定。在全部参数都相继用于推定路面状况的情况下,并且如果基于信息之一推定车辆10已经移动到满足预定状况的路面上,则可以取消由控制停止部分46进行的车辆高度控制的暂时中止。
通过使用数个不同参数推定路面状况,可以提高推定的可靠性,并且可以平滑的取消由控制停止部分46进行的车辆高度控制的暂时中止。结果,在车辆已经恢复在水平道路上行驶之后,车辆高度可以迅速调节到合适高度。
如在本发明的此实施例中所使用的图中示出的构造仅是示例。只要设备可以基于路面状况判断在控制停止部分46由于减震单元12之一的内压的升高而暂时中止车辆高度控制时车辆10是否已经恢复在水平道路上行驶,并在判定车辆10已经恢复在水平道路上行驶时取消车辆高度的暂停,则即使适当地改变各个构造,也可以获得与本发明的此实施例相似的效果。
在图2中,考虑到便于理解描述,ECU 26内的构造图示为分离的功能单元。但是,只要可以实现相似功能,即使这些功能集成或进一步分离,也可以获得与本发明的此实施例相似的效果。
虽然已经参考本发明的示例实施例描述了本发明,但是应该理解,本发明不限于所述的实施例或构造。相反,本发明意图覆盖各种修改方案和等同设置。此外,虽然实施例的各个元件以各种示例组合和构造示出,但是包括更多元件、更少元件或仅单个元件的其他组合和构造也落在本发明的范围内。
2007年8月28日递交的日本专利申请No.2007-221496的包括说明书、附图和摘要在内的公开通过引用而将其整个内容包含于此。
Claims (15)
1.一种车辆高度调节设备,其特征在于包括:
车辆高度调节装置(12),其布置在用于支撑车辆(10)的各个车轮(14)的车轴与车身之间,用于通过流体的供应和排放来改变所述车辆(10)的每个车轮(14)处的车辆高度;
车辆高度传感器(18),其检测所述每个车轮(14)处的车辆高度;
车辆高度控制装置(44),其用于执行车辆高度控制,所述车辆高度控制包括标准车辆高度控制,用于通过控制所述车辆高度调节装置(12)来使所述每个车轮(14)处的车辆高度等于预定标准车辆高度;
压力传感器(28),其检测所述车辆高度调节装置(12)内的流体压力;
控制停止装置(46),其用于如果所检测到的流体压力超过阈值,暂时中止由所述车辆高度控制装置(44)执行车辆高度控制;
路面推定装置(50),其用于推定所述车辆(10)在其上行驶的路面的状况;和
控制恢复装置(48),其用于在所述控制停止装置(46)暂时中止所述车辆高度控制装置(44)执行所述控制时,如果所述路面推定装置(50)推定所述车辆在其上行驶的路面满足预定状况,则取消由所述控制停止装置(46)对所述车辆高度控制的暂时中止并允许所述车辆高度调节装置(12)改变车辆高度。
2.根据权利要求1所述的车辆高度调节设备,还包括:车辆高度调节开关(34),其由车辆驾驶者操作,
其中通过所述开关(34)的操作来手动启动所述车辆高度调节装置(12)。
3.根据权利要求1或2所述的车辆高度调节设备,其中:
所述车辆(10)包括用于检测车辆速度的车辆速度传感器(30);并且
基于所检测到的所述车辆(10)的速度和预定基准车辆速度之间的比较来推定所述路面状况。
4.根据权利要求3所述的车辆高度调节设备,其中如果所述车辆速度高于所述预定基准车辆速度,则所述路面推定装置(50)推定所述车辆(10)在其上行驶的路面满足所述预定状况。
5.根据权利要求3所述的车辆高度调节设备,其中如果所述车辆速度低于所述预定基准车辆速度,则所述路面推定装置(50)推定所述车辆(10)在其上行驶的路面满足所述预定状况。
6.根据权利要求1或2所述的车辆高度调节设备,其中:
所述车辆(10)包括车辆高度计算装置(60),其用于计算在所述车轮(14)中的布置于所述车辆(10)的一个对角线上的两个车轮处的车辆高度的第一和值以及布置在所述车辆(10)的另一个对角线上的其他两个车轮(14)处的车辆高度的第二和值;并且
基于所述第一和值与所述第二和值之间的比较推定所述路面状况。
7.根据权利要求6所述的车辆高度调节设备,其中如果所述第一和值与所述第二和值之间的差值小于预定值,则所述路面推定装置(50)推定所述车辆(10)在其上行驶的路面满足所述预定状况。
8.根据权利要求6所述的车辆高度调节设备,其中如果在由所述控制停止装置(46)执行所述暂时中止时所述第一和值与所述第二和值之间的差值与在由所述控制停止装置(46)执行所述暂时中止之后所述第一和值与所述第二和值之间的差值之间的差值的绝对值超过预定值,则所述路面推定装置(50)推定所述车辆(10)在其上行驶的路面满足所述预定状况。
9.根据权利要求6所述的车辆高度调节设备,其中所述路面推定装置(50)将在由所述控制停止装置(46)执行所述暂时中止时所述第一和值与所述第二和值之间的差值与在由所述控制停止装置(46)执行所述暂时中止之后所述第一和值与所述第二和值之间的差值相比较,并且如果每个都为正或负的所述差值的符号相反,则推定所述车辆(10)在其上行驶的路面满足所述预定状况。
10.根据权利要求1或2所述的车辆高度调节设备,其中:
所述车辆(10)包括车辆姿势计算装置(36,38),其用于计算所述车辆(10)的姿势;并且
基于当所述车辆(10)在基本水平路面上行驶时建立的基准水平姿势与所计算出的所述车辆(10)的姿势之间的比较来推定所述路面状况。
11.根据权利要求10所述的车辆高度调节设备,其中:
所述车辆姿势计算装置(36,38)基于车辆加速度和车辆横摆量中的至少一者来计算所述车辆(10)的绝对姿势;并且
所述路面推定装置(50)将所计算出的所述车辆(10)的姿势与所述基准水平姿势相比较,并且如果所述车辆(10)的姿势比所述基准水平姿势更水平,则推定所述车辆(10)在其上行驶的路面满足所述预定状况。
12.根据权利要求1或2所述的车辆高度调节设备,其中:
所述车辆(10)包括液面倾斜度测量装置(42),其用于测量提供在所述车辆(10)中的液体的液面倾斜度;并且
基于所测量的液面倾斜度来推定所述路面状况。
13.根据权利要求12所述的车辆高度调节设备,其中如果所测量的液面倾斜度等于或高于预定液面倾斜水平,则所述路面推定装置(50)推定所述车辆(10)在其上行驶的路面满足所述预定状况。
14.根据权利要求1或2所述的车辆高度调节设备,其中:
所述车辆(10)包括用于从标示道路位置的地图获得所述车辆(10)的位置的车辆位置获得装置(40);并且
基于根据所获得的所述车辆(10)的位置与所述地图中标示的道路位置之间的比较确定的所述车辆位置距所述道路的偏离,来推定所述路面状况。
15.根据权利要求14所述的车辆高度调节设备,其中如果判定所获得的所述车辆(10)的位置距所述地图中标示的所述道路位置在预定距离内,则所述路面推定装置(50)推定所述车辆(10)在其上行驶的路面满足所述预定状况。
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