CN110023580B - 车辆门开闭装置 - Google Patents

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Abstract

包括:驱动部件(7),其开闭驱动车辆(1)的门(3);第1检测部件(9)及第2检测部件(10),其检测距位于车外的第1检测范围或比第1检测范围更近的第2检测范围的被检测物的距离;以及控制部件(8),其基于第1检测部件(9)和第2检测部件(10)的检测结果来驱动控制驱动部件(7)从而开闭门(3)。控制部件(8)根据利用第1检测部件(9)和第2检测部件(10)检测到被检测物在车宽方向的预定间隔的操作范围中从作为第1检测范围的重复区域的启动区域(18)移动到作为第2检测范围的重复区域的触发区域(17),而进行由驱动部件(7)进行的门(3)的开闭准备。

Description

车辆门开闭装置
技术领域
本公开涉及车辆门开闭装置。
背景技术
以往,作为车辆门开闭装置,公知在满足预先决定的多个条件的检测模式下检测到障碍物的情况下,使后座门开闭驱动部进行后座门的开启动作(例如,参考专利文献1)。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:日本特开2014—221982号公报
发明内容
[发明要解决的课题]
但是,上述以往的车辆门开闭装置中检测模式复杂,对使用者来说使用方便性不佳。另外,也存在检测车辆后方的后侧声呐的检测范围较大,在复杂的检测模式下难以准确地检测使用者的动作的问题。
因此,本发明以提供一种尽管构成简单但能够准确地掌握使用者的动作而自动开闭门的车辆门开闭装置为课题。
[用于解决技术课题的技术方案]
本公开提供一种车辆门开闭装置作为用于解决上述技术课题的手段,其特征在于,包括:
驱动部件,其开闭驱动车辆的门,
第1检测部件及第2检测部件,其检测距被检测物的距离,该被检测物位于车外的第1检测范围或比第1检测范围更近的第2检测范围,以及
控制部件,其基于上述第1检测部件和上述第2检测部件的检测结果来驱动控制上述驱动部件从而开闭上述门;
上述控制部件通过利用上述第1检测部件和上述第2检测部件检测到在车宽方向的预定间隔的操作范围内上述被检测物从作为第1检测范围的重复区域的启动区域移动到作为上述第2检测范围的重复区域的触发区域,而进行由上述驱动部件进行的上述门的开闭准备。
根据该构成,即使是仅能检测距被检测物的距离的传感器,也能够确定被检测物的位置。由此,尽管构成简单但能够准确地掌握被检测物的动作从而顺利地进行门的开闭控制。特别是通过设定限制为车宽方向的预定间隔的操作范围,能够准确地掌握被检测物的动作。
发明效果
根据本发明,检测部件能够检测与被检测物的距离即可,可以使用现有的后侧声呐等。另外,由于能够通过2个检测部件来限制被检测物的检测范围,所以尽管构成简单但能够准确地掌握作为被检测物的使用者的动作从而使门自动开闭。
附图说明
图1是车辆的侧视图。
图2是表示门开闭装置的构成的框图。
图3是表示门开闭装置的检测范围和显示位置的关系的俯视图。
图4A是表示控制部件所进行的门开闭控制的主流程图。
图4B是表示图4A的后续的流程图。
图5A是表示检测一对检测传感器之间的被检测物的方法的示意图。
图5B是表示检测一对检测传感器间之外的被检测物的方法的示意图。
图5C是表示检测一对检测传感器间之外的被检测物的方法的示意图。
图6是图4A的接近处理的流程图。
图7是图4A的第1接近处理的流程图。
图8是图4B的第2接近处理的流程图。
图9是图4B的开启处理的流程图。
图10是图4B的第1关闭处理的流程图。
图11是图4B的第2关闭处理的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本公开的实施方式。
图1是使用本实施方式的门开闭装置2的车辆1的侧视图。门开闭装置2用于对设置在车辆1的后部的掀背门(以下简写为门3。)进行自动开闭。即根据门开闭装置2,若使用者在门3的后方侧进行某个既定的动作,则能够不用动手而自动开闭门3。关于自动开闭门3的处理内容在后详述。
如图2所示的那样,门开闭装置2包括:检测部件4、照明部件5、核对部件6、门驱动部件7、以及控制部件8。但是在图2中,以双点划线包围的部分为本次追加的构成,关于检测部件4及核对部件6使用既存的部件。
一并参考图3,检测部件4由被安装于后保险杠30的共计4个检测传感器9~12构成。在此,各检测传感器9~12兼用被用作后侧声呐传感器的超声波传感器。第1检测传感器9与第2检测传感器10、第3检测传感器11与第4检测传感器12隔着车辆的中心线而线对称地配置。各检测传感器9~12具备发射机13及接收机14。通过从发射机13发出的超声波,分别形成向车辆后方圆锥状地扩散的检测范围。在地面上成为扇形的(中心角度约80度地扩散)检测范围。被发射到检测范围的超声波的反射波被由接收机14接收。基于来自各检测传感器9~12的检测范围的反射波的检测结果被用于判定检测范围内是否有被检测物、和计算被检测物的位置。
各检测传感器9~12所检测到的第1检测距离(例如120cm)内的范围的整体作为接近区域15。另外,在接近区域15中包含第1检测传感器9和第2检测传感器10这二者所检测到的以下区域。即包含:从第2检测距离(例如20cm)到第3检测距离(例如40cm)的范围的触发区域17;和从第4检测距离(例如50cm)到第1检测距离的范围的启动区域18。在启动区域18中进而包含:从第4检测距离到第5检测距离(例如80cm)的范围的第1启动区段18a;和从第5检测距离到第1检测距离的范围的第2启动区段18b。另外,在接近区域15中隔着车辆中心线在宽度方向以预定间隔均等地设定有操作范围16。关于操作范围16的决定方法见后述。
照明部件5由LED构成。关于其详细并未图示,但LED5被安装在后保险杠30的中央部所安装的外壳内的基板上。在外壳上形成有开口,透镜被设置在该处。来自LED5的光被透镜聚光,在车辆1的周围黑暗时自不用说,在明亮时也能够以使用者可以目视的照度照射地面。照射位置为触发区域17,成为用于引导使用者的光学性显示(操作记号)。
核对部件6具备包含接收来自钥匙(便携式机器)的信号的车外LF(LowFrequency:低频)天线的收发机。收发机利用LF信号与钥匙进行通信,根据来自车内侧的上级ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元)的命令而启动。由此,通过上级ECU进行钥匙的认证。
门驱动部件7虽未图示,但由可使门3向开启方向及关闭方向旋转的马达、齿轮机构、减震器等构成。门驱动部件7通过通信电缆而与控制部件8可通信地连接。此外,门驱动部件7与控制部件8也可以无线连接。
控制部件8由具备存储部21、测定部22、判定部23及照明控制部24的控制器构成。在本实施方式中,作为控制部件8使用1个微型电子计算机,但测定部22、判定部23及照明控制部24也可以由单独的微型电子计算机构成。
在存储部21中存储有控制程序、控制程序所使用的阈值或判定值等设定数据、及根据检测传感器的检测结果计算距离时所使用的数据表等。
测定部22将能够从各检测传感器9~12的发射机13发射超声波、并由接收机14接收反射波的区域判别为图3所示的多个区域、区段。另外,测定距第1检测传感器9和第2检测传感器10所检测到的被检测物的距离。此外,在存储部21中存储以下相关信息:被检测物所位于的区段或区域、从第1检测传感器9和第2检测传感器10到被检测物的距离、从第1检测传感器9或第2检测传感器10到被检测物的车宽方向的距离d。
判定部23基于测定部22的辨别结果来断作为被检测物的使用者位于接近区域15内的哪个区域或区段。另外,判断使用者是否位于被设定的操作范围内。
照明控制部24将LED5切换为点亮状态、闪烁状态及熄灭状态。例如,若判断为使用者位于启动区域18,则将LED5的照射状态从熄灭切换为闪烁。另外,若判断为使用者从启动区域18移动到了触发区域17,则将LED5的照射状态从闪烁切换为点亮。如这样,将使用者向触发区域17进行引导等。
下面,按照图4A到图11所示的流程图来说明由上述构成组成的车辆门开闭装置2的门开闭动作。
(主流程)
如图4A及图4B所示的那样,门开闭控制通过接近处理(步骤S12)、启动处理(步骤S13)、触发处理(步骤S14)、开启处理(步骤S15)、第1关闭处理(步骤S16)、及第2关闭处理(步骤S17)而进行。
即,将在门开闭处理中使用的各数据初始化后(步骤S1)、待机直到经过检测时间为止(步骤S2)。在此,将检测时间设定为0.025秒。经过检测时间后,从各检测传感器9~12的发射机13发射超声波(步骤S3),由接收机14接收其反射波(步骤S4)。然后,执行计算被检测物的位置坐标的坐标计算处理(步骤S5)。接下来,判断被设定的处理是哪一个处理(步骤S6~S11),执行该模式所对应的处理(步骤S12~17)。另外,在此期间,若任意一个检测传感器9~12所检测到的距使用者的检测距离D小于设定值(在此,设定为120cm),则判断为在接近区域15内(步骤S18),则将处理模式设定为接近模式(步骤S19)。若并非任意一个模式,且使用者也并未进入接近区域15,则清除全部模式(步骤S20)。
(坐标计算处理:步骤S5)
结合图3并参照图5A至图5C,操作范围被设定为从与车辆中心线平行且通过第1检测传感器9及第2检测传感器10的平行线进一步向车宽方向外侧远离预定尺寸的范围,并被存储于存储部21。基于第1检测传感器9和第2检测传感器10所检测到的距被检测物的距离并利用下式来计算被检测物的存在位置(坐标)是否在操作范围内。
[数式1]
|a2-b2|<3002 (1)
d<50 (2)
在此,a为从第1检测传感器9到被检测物的距离。b为从第2检测传感器10到被检测物的距离。第1检测传感器9的检测中心轴与第2检测传感器10的检测中心轴的距离α为300mm。d为为了对从第1检测传感器9的检测中心轴和第2检测传感器10的检测中心轴分别向车宽方向扩张的范围进行划分而被设定的距离。在此,d为从第1检测传感器9和第2检测传感器10的检测中心轴向车宽方向外侧小于50mm的范围。将包含检测传感器9、10之间的距离α和距离d的范围作为操作范围。此外,第1检测传感器9与第2检测传感器10的距离α(300mm)受被用作后侧探测器的超声波传感器的配置所左右,根据车辆而不同。因此,距离d(50mm)并不被限于该值,可以根据与距离α的平衡而自由地设定。
(数式1的(1))如以下这样决定。即,根据连结第1检测传感器9、第2检测传感器10及被检测物的位置的三角形各边的长度为a、b、300,将连结第1检测传感器9和第2检测传感器10的直线与连结第1检测传感器9和被检测物的直线所成的角度设为A,与连结第2检测传感器10和被检测物的直线所成的角度设为B时,根据余弦定理下式成立。
[数式2]
b2=3002+a2-2×300×a cos A (1)
a2=3002+b2-2×300×b cos B (2)
然后,若满足下式,则被检测物位于第1检测传感器9与第2检测传感器10之间的车宽区域。
[数式3]
a cos A<300 (1)
b cos B<300 (2)
因此,分别向(数式3)的(1)及(2)中代入(数式2)的(1)及(2)后得到下式。
[数式4]
a2-b2<3002 (1)
b2-a2<3002 (2)
然后,将(数式4)整理后为(数式1的(1))。
另外,在被检测物的位置位于第1检测传感器9的左侧的情况下,和位于第2检测传感器10的右侧的情况下,分别由下式得到距离d。
[数式5]
d=a cos A-300 (1)
d=b cos B-300 (2)
若分别代入(数式2)的(1)及(2)则得到下式。
[数式6]
Figure BDA0002075315850000061
Figure BDA0002075315850000062
然后,将数式(6)整理后得到下式。
[数式7]
Figure BDA0002075315850000071
该(数式7)满足小于50mm即可。
若满足(数式1),则判断为被检测物位于操作范围16内。由此求得被检测物的车宽(x轴)方向的坐标d,其过程中根据余弦定理能够求得距车辆的直线距离(y轴)方向的坐标c(数式8),因此能够将被检测物的存在位置作为坐标准确地检测。通过这样检测被检测物的坐标位置,能够限制后述的触发区域17或启动区域18的操作范围。如仅根据第1检测传感器9和第2检测传感器10的检测距离来决定这些区域,则检测范围会变得过大,可能成为误动作的原因。因此,通过准确地检测被检测物的坐标位置,对操作范围16进行设定,而并非仅依靠第1检测传感器9和第2检测传感器10的检测距离。在本实施方式中,未使用直线距离(y轴)方向的坐标c,但也可以利用该坐标c来检测被检测物的直线距离。
[数式8]
(1)被检测部位置于传感器的内侧的情况
c=(b2-d2)1/2
Figure BDA0002075315850000072
(2)被检测部位置于传感器的外侧的情况(传感器11侧)
c=(b2-d2)1/2
Figure BDA0002075315850000073
(3)被检测部位置于传感器的外侧的情况(传感器12侧)
c=(b2-d2)1/2
Figure BDA0002075315850000074
(接近处理:步骤S12)
在步骤S19中,若被设定为接近模式,则执行图6所示的接近处理。在接近处理中,判断作为被检测物的使用者是否位于各检测传感器9~12所检测的接近区域15内(步骤S12-1)。若存在检测传感器9~12的任意一个所得到的检测信号,则判断为使用者位于接近区域15内。
若使用者位于接近区域15内(步骤S12-1:是),则对计数Na加1(步骤S12-2),待机直到计数Na超过2为止。然后,若判断为使用者位于接近区域15内预定时间(步骤S12-3:是),则要求钥匙认证(步骤S12-4)。在钥匙认证中,通过核对部件6对钥匙进行认证编码的发送请求,并将从钥匙接收到的认证编码与已登录的正规编码进行比较。然后,若认证编码与正规编码一致,则判断为使用者并清除接近模式而设定为启动模式(步骤S12-5)。即将处理模式从接近模式变更为启动模式。
若使用者未位于接近区域15内,或者,即使曾位于但在预定时间内移动到接近区域15外(步骤S12-1:否),则清除接近模式(步骤S12-6)。
如这样,在接近处理中,根据使用者位于预先设定的较大的范围的接近区域15内而进行钥匙认证。由此,在使用者使门3自动开闭时,在执行后述的特定动作之前,能够预先完成钥匙认证处理。另外,通过仅在使用者持续预定时间地位于接近区域15内的情况下进行认证,不对行人等临时地位于接近区域15内的人员进行认证,从而能够抑制电力消耗。
(启动处理:步骤S13)
若在接近处理中设定为启动模式,则开始图7所示的启动处理。在启动处理中,判断接近处理中是否适当地进行了钥匙认证(步骤S13-1)。若认证适当地进行,则读入门3的开闭状态(门3是否位于开启位置或关闭位置的任意一者)(步骤S13-2)。这时,点亮LED5。
然后,基于来自第1检测传感器9或第2检测传感器10的检测信号来判断使用者是否位于启动区域18内(步骤S13-3)。如上所述,启动区域18为根据第1检测传感器9和第2检测传感器10的检测距离而决定的范围内。
若使用者位于启动区域18内,则进一步判断其位置是否为操作范围16内(步骤S13-4)。即,判断使用者是否位于满足上述(数式1)的操作范围16内。由此,通过将启动区域18的范围进一步在车宽方向进行限制来使检测范围缩小,从而能够准确地掌握使用者的位置。
若使用者位于启动区域18中的操作范围16内,则使LED5闪烁并清除启动模式,并且设定为触发模式(步骤S13-5)。
若判断为智能进入的认证未适当地进行(步骤S13-1:否),则对计数Nb加1(步骤S13-6)。若直到计数Nb超过3为止都未进行智能进入的认证(步骤S13-7),则清除启动模式(步骤S13-8)。
若判断为使用者未位于启动区域18内(步骤S13-3:否),则对计数Nc加1(步骤S13-9)。若直到计数Nc超过20为止使用者都未位于启动区域18内(步骤S13-10),则清除启动模式(步骤S13-11)。另外,在判断为使用者未位于操作范围16内的情况下(步骤S13-4:否),也清除启动模式(步骤S13-11)。
如这样,在启动处理中,根据使用者是否停止于启动区域18内的、且进一步在车宽方向被限制的操作范围内来判定是否可以开始门开闭动作。因此,能够限制使用者应位于的范围而实现向可靠的触发处理的转移。另外,通过使LED5闪烁显示,能够在催促使用者移动的同时一目了然地表示应移动的场所。
(触发处理:步骤S14)
若在启动处理中设定为触发模式,则开始如图8所示的触发处理。在触发处理中,基于第1检测传感器9与第2检测传感器10的检测结果,来判断使用者是否从启动区域18内的操作范围16移动到触发区域17内(步骤S14-1)。若使用者移动到触发区域17内,则进一步判断该位置是否为操作范围16内(步骤S14-2)。触发区域是比操作范围16狭窄的范围,通过这样计算出的坐标能够准确地检测使用者的位置。然后,在使用者存在于操作范围16内的情况下,使LED5从闪烁状态成为点亮状态,使处理模式从触发模式变更为开启模式(步骤S14-3)。
若使用者未移动到触发区域17内(步骤S14-1:否),则对计数Nd加1(步骤S14-4)。直到计数Nd超过20为止使用者都未移动到触发区域17内(步骤S14-5),则在熄灭LED5的同时清除触发模式(步骤S14-6)。
如这样,在触发处理中,通过使LED5从闪烁状态变为点亮状态,能够使使用者通过视觉认识到从启动区域18内的操作范围16向触发区域17的移动完成。
如以上这样从接近处理到触发处理结束后,如以下这样,若门3为关闭状态则执行自动开启门3的开启处理,若门3为开启状态则执行自动关闭门3的关闭处理(第1关闭处理及第2关闭处理)。
(开启处理:步骤S15)
若触发处理中设定为开启模式,则开始如图9所示的开启处理。在开启处理中,使LED5闪烁显示(步骤S15-1),催促使用者向启动区域18的移动。
接下来,判断门3是否为开启状态(步骤S15-2)。若门3为关闭状态,则判断使用者是否移动到启动区域18的第1启动区段18a(步骤S15-3)。若使用者移动到第1启动区段18a内,则进一步判断该位置是否为操作范围16内(步骤S15-4)。即,判断使用者是否位于满足上述(数式1)的操作范围16内。由此,通过将第1启动区段18a的范围进一步在车宽方向进行限制而使检测范围缩小,从而能够准确地掌握使用者的位置。然后,在使用者存在于操作范围16内的情况下,执行驱动控制门驱动部件7而使门3开启的门开启输出、LED5的熄灭、及开启模式的清除(步骤S15-5)。
如这样,在开启处理中,通过从LED5以闪烁状态照射地面的光,能够催促移动到触发区域17的使用者移动到第1启动区段18a。然后,在能够确认到使用者移动到第1启动区段18a而安全后,开启门3。因此,能够使门3顺利且安全地自动开启。
若门3为开启状态(步骤S15-2:是),则将处理模式从开启模式变更为第1关闭模式(步骤S15-6)。
若使用者未移动到第1启动区段18a内(步骤S15-3:否),则对计数Ne加1(步骤S15-7)。若直到计数Ne超过20为止使用者都未移动到启动区域18内(步骤S15-8),则在熄灭LED5的同时清除开启模式(步骤S15-9)。
(第1关闭处理:步骤S16)
若门3处于开启状态,且在开启处理中处理模式设定为第1关闭模式,则开始如图10所示的第1关闭处理。在第1关闭处理中,判断使用者是否位于第1启动区段18a(步骤S16-1)。在该时刻,在开启处理中利用LED5进行闪烁显示,使用者可知移动到第1启动区段18a内即可。然后,若使用者位于第1启动区段18a(步骤S16-1:是),则进一步判断该位置是否为操作范围16内(步骤S16-2)。即,判断使用者是否位于满足上述(数式1)的操作范围16内。由此,通过将第1启动区段18a的范围进一步在车宽方向进行限制而使检测范围缩小,从而能够准确地掌握使用者的位置。并且,在使用者存在于操作范围16内的情况下,将处理模式从第1关闭模式变更为第2关闭模式(步骤S16-3)。
若使用者未移动到第1启动区段18a内(步骤S16-1:否),则对计数Nf加1(步骤S16-4)。若直到计数超过20为止使用者都未移动到第1启动区段18a内(步骤S36-5),则在清除第1关闭模式的同时熄灭LED5(步骤S16-6)。
(第2关闭处理:步骤S17)
若在第1关闭处理中设定为第1关闭模式,则开始如图11所示的第2关闭处理。在第2关闭处理中,判断使用者是否从第1启动区段18a移动到第2启动区段18b(步骤S17-1)。若使用者移动到第2启动区段18b内,则进一步判断该位置是否为操作范围16内(步骤S17-2)。即,判断使用者是否位于满足上述(数式1)的操作范围16内。由此,通过将第2启动区段18b的范围进一步在车宽方向进行限制而使检测范围缩小,从而能够准确地掌握使用者的位置。然后,在使用者存在于操作范围16内的情况下,向门驱动部件7发送门关闭输出信号,使门3关闭。另外,熄灭LED5,清除第2关闭模式(步骤S17-3)。
若使用者未移动到第2启动区段18b内(步骤S17-1:否),则对计数加1(步骤S17-4)。若直到计数超过20为止使用者都未从第1启动区段18a移动到第2启动区段18b(步骤S17-5),则在清除第2关闭模式的同时熄灭LED5(步骤S17-6)。
如这样,在第1关闭处理及第2关闭处理中,根据使用者从第1启动区段18a移动到第2启动区段18b而使门3自动关闭。因此,使用者能够不会被门3夹住而安全地、并且以简单的动作来对应。
此外,本发明并非被限定于上述实施方式所记载的构成,可以有各种变更。
在上述实施方式中,作为门3,说明了掀背式门,但并非限定于此,也可以是上下车用的铰链式门或滑动式门。
在上述实施方式中,基于既存的4个后侧声呐传感器的检测信号来进行门的开闭控制,但也可以通过3个或5个以上的后侧声呐传感器来进行。
[附图标记说明]
1…车辆
2…门开闭装置
3…门
4…第1检测部件
6…核对部件
7…门驱动部件
8…控制部件
9…第1检测传感器
10…第2检测传感器
11…第3检测传感器
12…第4检测传感器
13…发射机
14…接收机
15…接近区域
16…操作范围
17…触发区域
18…启动区域
18a…第1启动区段
18b…第2启动区段
21…存储部
22…测定部
23…判定部
30…后保险杠

Claims (5)

1.一种车辆门开闭装置,其特征在于,包括:
驱动部件,其开闭驱动车辆的门,
第1检测部件及第2检测部件,其分别检测距位于车外的第1检测范围或比第1检测范围更近的第2检测范围的被检测物的距离,以及
控制部件,其基于上述第1检测部件和上述第2检测部件的检测结果来驱动控制上述驱动部件从而开闭上述门;
上述第1检测部件及第2检测部件由监控上述车辆后方的多个后侧声呐中的、相邻的2个构成;上述控制部件利用在车长方向延伸且相对于上述第1检测部件和上述第2检测部件分别在车宽方向的外侧隔开预定间隔地设定的一对直线,分别在车宽方向上划分上述第1检测范围和上述第2检测范围,并将被上述一对直线夹着的范围确定为操作范围;
上述控制部件通过利用上述第1检测部件和上述第2检测部件检测到在上述操作范围内上述被检测物从作为上述第1检测范围的重复区域的启动区域移动到作为上述第2检测范围的重复区域的触发区域,从而进行由上述驱动部件进行的上述门的开闭准备。
2.如权利要求1所述的车辆门开闭装置,其特征在于,
上述控制部件根据连结上述第1检测部件、上述第2检测部件及被检测物的三角形的各边的长度来计算上述被检测物的坐标,并根据该计算出的坐标来判定上述被检测物是否位于上述操作范围。
3.如权利要求1所述的车辆门开闭装置,其特征在于,
上述控制部件若通过上述第1检测部件和上述第2检测部件检测到上述被检测物从上述触发区域移动到上述启动区域后,则开始由上述驱动部件进行的上述门的开闭动作。
4.如权利要求3所述的车辆门开闭装置,其特征在于,
上述控制部件根据上述门位于关闭位置而开始由上述驱动部件进行的上述门的开启动作。
5.如权利要求3所述的车辆门开闭装置,其特征在于,
上述控制部件根据上述门位于开启位置,且若利用上述第1检测部件和上述第2检测部件检测到在上述启动区域中上述被检测物从第1启动区段移动到比上述第1启动区段更远的第2启动区段后,则开始由上述驱动部件进行的上述门的关闭动作。
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