CN104843011B - 使用gps优化停车距离以提高燃油经济性的方法 - Google Patents

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Abstract

一种向机动车辆的操作者发信号以优化停车距离的方法,包括确定车辆速度以及至少部分基于车辆速度确定优选停止时间。至少部分基于车辆速度确定最大可接受的停止时间。确定关于车辆的滑行速度,还确定开始滑行的最佳距离。方法进一步包括当车辆在最佳距离时向车辆的操作者提供信号以开始滑行。

Description

使用GPS优化停车距离以提高燃油经济性的方法
技术领域
本发明总体上涉及机动车辆,以及更具体地涉及当车辆接近停车处时提示车辆操作者开始滑行的系统。
背景技术
在操作期间,由于交通信号灯、停车标志、交通诸如此类,机动车辆经常需要停止。然而,滑行可能很晚开始,导致降低的燃油效率和增加的制动。
发明内容
本发明的一方面是向机动车辆的操作者发信号以优化停车距离的车辆和方法。方法包括确定车辆速度,并且至少部分基于车辆速度确定优选停止时间。方法进一步包括至少部分基于车辆速度确定最大可接受的停止时间。确定关于车辆的滑行速度,并且还确定开始滑行的最佳距离。方法进一步地包括向车辆的操作者提供信号以开始滑行。在最佳距离或在最佳距离之前提供信号。
根据本发明的一个实施例,包括:
利用操作者输入以确定优选停止时间和优选停止距离中的至少一个。
根据本发明的一个实施例,包括:
提示操作者输入优选停止时间和优选停止距离中的至少一个。
根据本发明的一个实施例,包括:
向操作者提供包含停止时间输入和/或优选停止距离输入的多个输入;
提示操作者选择停止时间输入中的至少一个和/或优选停止距离输入中的至少一个。
根据本发明的一个实施例,其中:
多个输入包含停止时间输入,停止时间输入包括一系列由最小停止时间输入和最大停止时间输入界定的停止时间输入。
根据本发明的一个实施例,包括:
向操作者提供对应于多个输入的燃油消耗信息。
根据本发明的一个实施例,其中:
确定关于车辆的滑行速度,包括利用车辆速度检索滑行速度数据。
根据本发明的一个实施例,其中
至少部分基于优选停止时间和优选停止距离中的至少一个,确定最佳距离。
根据本发明的一个实施例,包括:
确定从开始制动至停止位置的最佳距离。
根据本发明的一个实施例,包括:
向车辆的操作者提供信号以开始制动。
根据本发明的一个实施例,其中:
信号包含视觉指示器和声音中的至少一个。
根据本发明的一个实施例,包括:
提供对应于车辆自动变速器处于DRIVE(前进档)滑行并接着制动以将车辆停止在停止位置的操作的NORMAL COAST模式;
提供对应于用自动变速器处于NEUTRAL(空档)滑行的操作的NEUTRAL COAST模式,并且其中车辆没有制动地滑行至在停止位置的停车处;
提供对应于自动变速器处于NEUTRAL滑行的操作的FULL COAST模式,并且其中车辆没有制动低滑行至在停止位置的停车处;
向操作者提供使操作者能够选择NORMAL COAST、NEUTRAL COAST和FULL COAST模式中的一种的输入特征;
利用操作者模式选择以确定关于车辆的滑行速度以确定何时向操作者提供信号以开始滑行。
根据本发明的一个实施例,包括:
测量多个车辆速度和相应的距离,当接近停车处时操作者在相应的距离开始滑行;以及
利用测量的车辆速度和相应的距离确定优选停止时间和优选停止距离中的至少一个。
一种优化车辆的停车距离的方法,包含:
提示车辆操作者输入优选停止时间;
利用车辆速度和和优选停止时间以确定优选停止点;
利用车辆的滑行速度确定开始滑行的最佳距离;以及
当车辆在或接近最佳距离时,向操作者提供信号以开始滑行。
根据本发明的一个实施例,其中:
优选停止点包含优选停车距离。
根据本发明的一个实施例,其中:
优选停止点包含优选停止时间。
根据本发明的一个实施例,其中:
提示车辆操作者输入优选停止时间,包括提供包含对应于多个优选停止时间的多个输入的显示器。
一种机动车辆,包含:
提供动力以推动车辆的推进系统;
允许操作者控制由推进系统提供的推动车辆的动力的量的第一操作者输入特征;
确定车辆的位置的装置;
允许操作者输入优选停止参数的第二操作者输入特征;
发信号装置;以及
控制器,其在车辆操作期间利用车辆速度和关于来自第二操作者输入特征的优选停止参数的信息以确定优选停止点,并且其中控制器利用优选停止点和车辆滑行速度以确定最佳停车距离,并且其中当车辆在最佳停车距离附近时控制器引起发信号装置生成信号以开始滑行。
根据本发明的一个实施例,包括:
有选择地减速车辆的制动系统;以及其中:
控制器确定最佳制动距离并且当车辆在最佳制动距离附近时生成警告车辆操作者开始制动的信号。
根据本发明的一个实施例,其中:
推进系统包含具有内燃发动机和电动马达的混合动力系统;以及
当促动制动系统以减速机动车辆时制动系统生成电力。
从比如停止位置的GPS历史、车载照相机或其他合适的技术这样的信息,可以确定停止位置。利用这些技术,还可以确定相对于停车处的车辆位置。
通过研究下述说明书、权利要求和附图,本发明的这些和其它方面、目的和特征将被本领域技术人员所理解和领会。
附图说明
在附图中:
图1是包括可以用于实施根据本发明的一个方面的方法的各种组件的车辆的示意图;
图2是用于根据本发明的一个方面的最佳解决方案的车辆速度对距离的曲线图;
图3是表明车辆速度对距离的曲线图,在该图中操作者相对于最佳解决方案已经太晚开始滑行;
图4是表明车辆速度对距离的曲线图,在该图中操作者相对于最佳解决方案已经太晚开始制动;
图5是车辆速度对距离的曲线图,在该图中操作者已经太早开始滑行;
图6是表明根据本发明的一个方面的时间和车辆速度对距离的曲线图;以及
图7是表明根据本发明的一个方面的方法的流程图。
具体实施方式
为了在此说明的目的,术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”及其派生词应当如图1中所示的取向与本发明相关联。然而,可以理解的是,除非有明确的相反的指明,本发明可以采用各种可选的方向。还可以理解的是,在附图中表明的和在下述说明书中描述的具体装置和过程,仅仅是所附权利要求所限定的发明构思的示例性实施例。因此,除非权利要求中另有明确限定,与这里公开的实施例有关的具体尺寸和其他物理特性不应认为是限制。
参考图1,机动车辆1可以包括内燃发动机(未示出)和/或电驱动系统(未示出)。本发明可以连同具有传统内燃发动机(例如,汽油或柴油)的机动车辆使用,并且本发明还可以连同具有电驱动系统的车辆使用。更进一步地,本发明可以连同具有内燃发动机和电驱动特征两者的混合动力车辆使用。本发明可以连同包括由于制动生成电力的电动和/或混合动力车辆这样的在制动期间捕获能量的车辆使用。
在说明的示例中,机动车辆1包括可以可操作地连接至具有发射器10和接收器12的GPS单元8的控制器5。车辆1还可以包括允许车辆操作者/用户输入信息至控制器5的输入装置14。显示单元16可以用于向车辆操作者提供视觉和/或音频信号。将要理解的是,控制面板14可以包含一个或多个按钮或其他输入特征,或输入装置14可以包含与显示单元16整合的触摸屏幕。显示单元16可以包含LED或LCD显示屏幕,或它可以包含一个或多个指示灯、比如指针指示器这样的可移动的机械装置、或向车辆1的操作者提供视觉/光信号的类似物。车辆1还可以包括可操作地连接至控制器5的速度传感器18。控制器5可以配置成利用已知的无线通信技术与移动电话20通讯。将要理解的是,控制器5可以包含一个或多个单独的处理器和用于特定机动车辆1所需的其他组件。
控制器5可以装备有对应于停车标志和/或需要机动车辆1停止的其他已知类型的道路特征的停止位置。关于停止位置的数据可以储存在控制器5的存储器单元6中。控制器5还可以包括可用于利用已知的无线通信系统从远程源接收关于停止位置的数据的无线接收器/发射器4。关于停车标志位置的数据可以包含利用已知的GPS系统确定的GPS数据或可能从基于网络的网站地图诸如此类查阅的位置。可选地,可以从比如车载照相机、车载雷达或LIDAR(激光基传感系统)这样的其他合适技术确定相对于车辆的停车标志位置。
GPS单元8确定机动车辆1的位置,并且关于机动车辆1的位置的数据通过控制器5用于确定机动车辆1和即将出现的停止位置之间的距离。除关于停止位置的数据之外,控制器5还可以被供给以关于道路的位置、停车场和其他道路信息的GPS数据。利用来自GPS单元8和/或速度传感器18的位置和/或速度数据,控制器5确定机动车辆1可能遇到的最近的停车处位置。
如下面更详细的讨论,控制器5配置成确定距离即将出现的停车处以开始滑行的最佳距离,并且当车辆1在对应于开始滑行的最佳距离(或时间)的位置时,控制器5引起显示单元16(或其他音频或视觉指示器)向操作者发信号以开始滑行。由于在当“滑行”信号生成/显示和当操作者开始滑行之间有一些时间延迟,控制器5可以配置成在车辆到达开始滑行的最佳距离之前不久引起显示单元16生成视觉和/或音频信号。例如,如果车辆以45MPH(英里/小时)(每秒66英尺)的速度行驶,并且操作者延迟是0.50秒,控制器5可以配置成在机动车辆1到达开始滑行的最佳距离之前向操作者提供33英尺的“滑行”警报。将要理解的是,控制器5可以测量在“滑行”警报和给定操作者开始滑行的时间之间的多个时间延迟,从而生成关于特定机动车辆操作者的平均或预期延迟。可选地,控制器5可以配置成基于包含很多机动车辆操作者的测试数据或其他预先定义的标准提供早期信号。
总之,确定开始滑行的最佳距离包含在早期滑行和相对晚滑行之间平衡或妥协,早期滑行使燃油效率增加到最大程度但是需要更多时间,相对晚滑行减少停止所需的时间,但是典型地引起附加能量(例如,燃料)消耗。
参考图2,最佳滑行和制动曲线22可以说明为在距离停止点“D”的特定距离的车辆速度。首先,车辆以如通过在距离“A”和“B”之间的线段24所示的相对恒定的速度行驶。在对应于距离B的减油门点(tip-out point)26之前的操作者反应时间(例如2秒),系统通知操作者滑行以便车辆操作者使他的或她的脚离开加速踏板,并且如由线段28A所示,机动车辆开始滑行。将要理解的是,机动车辆1可以包括传统的加速踏板,或它可以包括允许操作者控制车辆速度和加速度的其他驾驶员输入特征。减油门点26对应于车辆操作者利用正使用的特定车辆的操作者输入特征引起车辆开始滑行的点。
在对应于点30的距离“C”之前的操作者反应时间(例如2秒),系统通知操作者制动,以便车辆操作者引起车辆制动,从而如由线段32所示减速车辆直到车辆在对应于距离“D”的点34停止。
控制器5可以配置成使用户能够从各种操作模式选择。例如,图2的线段28A可以包含NORMAL COAST(正常滑行)模式。在NORMAL COAST模式下,如果车辆1包括自动变速器,该自动变速器具有PRNDL(泊车档、倒车档、空档、前进档、低速档)或用于自动变速器的类似这样的控制输入,变速器保持在DRIVE(“D”)(前进档)控制配置,并且如上所述,用户在点30开始制动。控制器5还可以配置成提供除NORMAL COAST模式之外的对应于虚线32B的NEUTRALCOAST(空档滑行)模式和对应于虚线32C的FULL COAST(完全滑行)模式。在NEUTRAL COAST模式下,变速器放置在对应于“N”输入/变速杆位置的NEUTRAL(空档)操作模式,并且操作者允许车辆1没有任何制动地滑行至停车处。在FULL COAST模式下,变速器放置或留在DRIVE(前进档)(典型地对应于用于自动变速器的变速杆的“D”位置),并且允许车辆没有任何制动地滑行至停车处。滑行模式的选择引起控制器5选择用于变速器操作模式的适当的滑行速度(例如,图7的步骤84)。将要理解的是,希望没有制动地滑行至停车处的操作者可以利用NEUTRAL COAST模式和FULL COAST模式,但是如果需要的话,操作者仍然可以选择制动和/或从车辆的发动机/电源提供附加电力。在操作中,用户选择NORMAL COAST模式、NEUTRAL COAST模式或FULL COAST模式,并且控制器5在点26A、26B或26C中的一个警告操作者开始滑行,然后操作者将使他的/她的脚离开加速踏板,并且当选择的操作模式需要时/如果选择的操作模式需要,改换变速器档位。
本发明提供一种根据比如图2中所示的曲线22这样的最佳滑行和制动曲线以更一致地控制车辆的方法。将要理解的是,图2的最佳曲线22是关于给定驾驶员和在给定停止位置的车辆的最佳曲线的示例,但是对于不同的车辆、不同的操作者以及不同的停止位置和道路状况,最佳曲线将典型地不同。控制器5(图1)可以配置成生成信号至操作者以在对应于距离B的点26开始滑行。可选地,控制器5可以配置成在减油门点26稍微之前的点27向车辆操作者提供警报以补偿驾驶员延迟。当车辆在对应于距离C的制动点30时,控制器5可以可选择地配置成向操作者提供“制动”信号。“制动”信号是可选择的,因为驾驶员自身可以观察停车标志或其他停止位置并且开始制动以使车辆减速。
总之,控制器5和显示单元16可以配置成提供比如词“BEGIN COASTING(开始滑行)”和/或向下指的箭头这样的视觉“滑行”信号和/或比如铃声或比如“开始滑行、前方停止”这样的语音命令这样的音频信号。可以可选择地在对应于图2的距离C的点30上提供比如词“制动”这样的视觉信号和/或比如“开始制动,前方停止”这样的音频信号。
如上面所讨论,图2的滑行和制动曲线22是提供在节约燃油与减少总停止时间之间的平衡或妥协的最佳解决方案的示例。图3-5是利用根据本发明的方法可以避免的非最佳滑行和制动曲线的示例。例如,图3的曲线36代表次佳曲线,在该曲线中滑行在对应于距离“B1”的点38开始,紧接着是在对应于距离“C1”的点40的车辆制动。图3的曲线36代表了导致相对于图2的最佳曲线的增加的燃油消耗的晚滑行方案。在图4中,曲线42包括对应于距离“B2”的点44,滑行在点44开始。操作者在对应于距离“C2”的点46开始制动。曲线42代表需要具有高制动的快速减速的晚制动方案。快速减速对车辆中的那些人来说可能不舒服,并且如果车辆1是在制动期间发电的电动车辆或混合动力车辆,高制动还可能抑制或阻止电力捕获。图5的曲线48包括点50,车辆在点50开始滑行。点50对应于距离“B3”。然而,在图5的示例中,车辆以不允许车辆到达对应于距离“D3”的停车处的速度沿着线52减速。因此,车辆操作者必须在对应于距离“C3”的点54“加油门”以沿着线段56提供附加电力以使车辆能够到达在距离D3的停止点58。图5的曲线48是次佳的,因为需要附加时间。此外,曲线48还可以导致相对于最佳曲线22(图2)的增加的燃油消耗。
图6包括表明车辆速度对距离的第一曲线图60,第一曲线图60具有总体上类似于上面关于图2更详细描述的最佳曲线22的最佳滑行和制动曲线22A。图6还包括表明关于根据曲线22A减速并且停止的车辆的时间对距离的第二曲线图62。如下面更详细的讨论,根据本发明的方法可以包括确定包含用户/操作者的时间和/或停止距离的优选停止点。优选停止时间的示例如图6的虚线64所示。根据与操作者典型可接受时间相对应的操作者数据,确定优选停止时间。这可以包含关于特定用户的测量数据和记录数据,或它可以包含关于多个操作者测量的可以求平均值或以其他方式组合的数据以提供预测的优选停止时间。可选地,停止距离数据还可以使用于确定优选停止距离。总之,滑行开始的优选点可以或者表示为优选停止时间或者表示为优选停止距离。最大可接受的停止时间也如图所示由线66所确定。根据与操作者最低程度可接受的最大停止时间(或距离)相对应的操作者数据,确定最大时间。优选停止时间和可接受停止时间之间的时间间隔或范围68然后用于确定最佳滑行距离“B”和最佳制动距离“C”。在时间对距离曲线图62中,车辆将遵循线76,并且车辆将在点70开始滑行。制动在点72开始,并且车辆在点74停止。
现在将连同图7更详细地描述根据本发明的方法。在步骤78,操作者(可选择地)选择NORMAL COAST模式、FULL COAST模式或NEUTRAL COAST模式。这可以利用输入装置14完成,并且当车辆在如在步骤78A的停车处之间操作时,其可以发生。利用速度传感器18和/或GPS单元8(图1)测量车辆的速度。总之,图7的步骤78或78A对应于在如由线段24(图2)和线段24A(图6)所示的滑行或制动之前的车辆操作。因此,除在步骤78A测量车辆速度之外,控制器5还在步骤78B确定停止位置,在步骤78C确定车辆的位置,以及在步骤78D确定至停车处的距离。当车辆在运转期间,可以连续不断地执行步骤78A、78B、78C和78D。控制器5将车辆的当前位置与数据库中的停止位置相比较以确定车辆1是否接近停止位置。所上面所讨论,控制器5可以配置成确定车辆速度和方向以确定车辆1是否接近已知的停止位置。控制器5可以配置成连续不断地确定车辆速度和位置,并且确定车辆是否接近停车处。
如果控制器5确定车辆1接近已知的停止位置,控制器在步骤80(图7)查阅优选用户停止时间对车辆速度。利用各种合适的方法,可以确定对于给定车辆速度的优选用户停止时间。例如,给定车辆通常有对应于给定车辆的最小可能停止时间的最大制动速度的能力。该车辆最小停止时间可以依赖于道路状况(例如,干、湿、松砾石等)和地形的坡度变化。相反地,给定车辆通常将具有对应于距离的最大可能停止时间,车辆在该距离将滑行至在停止位置的停车处(例如,图2的距离D)。在对于给定车辆的最大可能停止时间和车辆速度,车辆可能没有任何车辆制动地滑行至停车处。因此,控制器5可以配置成当车辆1接近特定停止位置时确定对于给定测量的车辆速度的最小可能停止时间和最大停止时间。可以经验地确定关于给定车辆的最小停止时间和最大停止时间,并且数据可以储存在查值表中。控制器5可以配置成检索数据并且按需要将道路状况、道路的坡度以及其他这样的因素纳入考虑进行插值以提供对于在给定停止位置的给定车辆速度的最小和最大可能停止时间值。
用户输入装置14和显示单元16(图1)可以配置成提供操作者输入以允许操作者选择优选的停止时间。例如,可以提示操作者从对应于在范围的一端的相对高的燃油效率和较长的停止时间(即,接近于最大可能停止时间值)至具有增加的燃油消耗和减少的停止时间的优选停止时间(即,接近于最小可能停止时间值)的一些列值选择。操作者可以利用输入装置14和/或显示单元16输入优选停止时间。这样,操作者可以提供预先定义的优选停止时间。控制器5还可以具有默认的优选用户停止时间。通过测量/观察车辆操作者的优选停止时间可以经验地确定默认值。同样,如上面所讨论,操作者可以从比如NORMAL COAST(例如,线28A;图2)、NEUTRAL COAST(例如,线32B;图2)或FULL COAST(例如,线32C;图2)这样的预先定义的模式选择。同样,控制器5可以配置成测量操作者的实际停止时间的次数(例如,操作中的图2的距离B和C),并且这些先前测量并且储存的停止时间曲线可以由控制器5用于预测作为车辆速度的函数的优选的操作者停止时间值。
再次参考图7,在步骤82,从数据库检索对于给定车辆速度的最大可接受的操作者停止时间。最大可接受的操作者停止时间可以通过操作者响应于由显示单元16提供的提示利用输入装置14和/或显示单元16输入。例如,可以提示操作者从自很短的停止时间至很长的停止时间变化的范围选择最大可接受的操作者停止时间。将要理解的是,最大可接受的操作者停止时间不能超过对于给定车辆的最大可能停止时间。
在步骤84(图7),通过从数据库查阅经验确定值,确定对于平坦道路的车辆的滑行速度。总之,滑行速度是在平坦道路上的滑行车辆的作为车辆速度的函数的减速度。滑行速度还可以依赖于车辆变速器是否在(或将在)对应于NORMAL COAST、NEUTRAL COAST和FULLCOAST模式的“D(前进档)”或“N(空档)”变化。
在步骤86,控制器5利用GPS数据确定道路或路线的坡度,并且在步骤88,控制器5根据坡度调节滑行速度。将要理解的是,坡度数据可以包括在沿着从车辆的当前位置至即将出现的停止位置的预测车辆路径的许多点的道路的斜度和/或高度,并且滑行速度因此可以作为车辆速度和车辆位置两者的函数而变化。
在步骤90,控制器5计算开始滑行的最佳距离,并且生成信号至操作者以开始滑行。最佳距离的示例是图2中的距离B和D之间的距离。如果操作者已经选择NEUTRAL COAST模式或FULL COAST模式,最佳距离将对应于从图2中的点26B或26C分别至点D的距离。总之,利用先前关于给定车辆操作者建立的优选操作者停止时间值,可以计算最佳距离。将要理解的是,控制器5可以储存关于多个操作者的优选操作者停止时间数据,并且操作者可以利用输入装置14和/或显示单元16选择特定的优选停止时间。在步骤90A,利用如上面所讨论的适当信号通知操作者/用户开始滑行。
在步骤92(图7),基于最佳制动速度确定开始制动的最佳距离。最佳距离的示例是图2的点C和D之间的距离。在步骤92A,控制器5可以可选择地生成指示制动应该开始的音频或视觉信号至操作者。在步骤94(图7),控制器5可以监控车辆的减速度/制动速度并且向操作者提供信号以指示正应用适量的制动或需要更少或更多的制动。例如,如果正在执行图2的最佳曲线22,控制器5可以配置成连续不断地监控实际制动速度,并且将测量的制动速度(减速度)与由线段32代表的最佳制动速度相比较。如果测量的制动速度包含在线32上方的点,控制器5可以生成信号至操作者以更紧急制动,并且如果测量的制动速度包含低于最佳线32的点,控制器5可以生成信号至操作者以降低制动速度。
可以理解的是,在不背离本发明的构思的情况下,可以对上述结构作出变形和修改,并且进一步可以理解的是,这样的构思旨在由下面的权利要求所覆盖,除非这些权利要求用他们的语言另有明确的规定。

Claims (10)

1.一种向机动车辆的操作者发信号以优化停车距离的方法,方法包含:
确定车辆速度;
确定停止位置;
确定优选的停止参数,其中优选的停止参数包含至少部分基于车辆速度的优选停止时间和优选停止距离中的至少一个;
至少部分基于车辆速度,确定最大可接受的停止时间和/或距离;
确定用于车辆的滑行速度;
确定从停止位置至开始滑行的最佳距离;
向车辆的操作者提供信号以开始滑行,其中当车辆在开始滑行的最佳距离或在开始滑行的最佳距离之前时,信号提供至操作者,
其中,所述优选停止时间处于由最小停止时间和最大停止时间界定的范围内。
2.如权利要求1所述的方法,包括:
利用操作者输入以确定优选停止时间和优选停止距离中的至少一个。
3.如权利要求2所述的方法,包括:
提示操作者输入优选停止时间和优选停止距离中的至少一个。
4.如权利要求3所述的方法,包括:
向操作者提供包含停止时间输入和/或优选停止距离输入的多个输入;
提示操作者选择停止时间输入中的至少一个和/或优选停止距离输入中的至少一个。
5.如权利要求4所述的方法,其中:
多个输入包含停止时间输入,停止时间输入包括一系列由最小停止时间输入和最大停止时间输入界定的停止时间输入。
6.如权利要求4所述的方法,包括:
向操作者提供对应于多个输入的燃油消耗信息。
7.一种优化车辆的停车距离的方法,包含:
提示车辆操作者输入优选停止时间;
利用车辆速度和优选停止时间以确定优选停止点;
利用车辆的滑行速度确定开始滑行的最佳距离;以及
当车辆在或接近最佳距离时,向操作者提供信号以开始滑行,
其中,所述优选停止时间处于由最小停止时间和最大停止时间界定的范围内。
8.如权利要求7所述的方法,其中:
优选停止点包含优选停车距离。
9.如权利要求7所述的方法,其中:
优选停止点包含优选停止时间。
10.如权利要求7所述的方法,其中:
提示车辆操作者输入优选停止时间,包括提供包含对应于多个优选停止时间的多个输入的显示器。
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