CN114435530B - 人力驱动车用的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够在马达的输出降低的情况下适当地控制变速器的人力驱动车用的控制装置。一种人力驱动车用的控制装置,其中,所述人力驱动车具备给所述人力驱动车施加推进力的马达和变更所述人力驱动车的车轮的旋转速度相对于所述人力驱动车的曲柄的旋转速度的变速比的变速器。所述控制装置具备控制部,所述控制部构成为,以根据所述人力驱动车相关联的第一参数与预定阈值的比较来变更所述变速比的方式控制所述变速器,并且构成为在响应于所述人力驱动车的车速的上升而所述马达的输出下降的情况下,变更所述预定阈值。
Description
技术领域
本发明涉及一种人力驱动车用的控制装置。
背景技术
例如,专利文献1公开的人力驱动车用的控制装置通过使用者选择行驶模式,从而变更用于变速器的变速的阈值,响应于人力驱动力的平均值,变更用于变速器的变速的阈值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2000-38187号公报
根据专利文献1的人力驱动车用的控制装置,为了变更用于变速器的变速的阈值,需要使用者自己选择操作模式,或者使用者自己使人力驱动力的平均值变化。
本发明的目的之一在于提供一种在通过马达施加推进力的人力驱动车中,能够在马达的输出降低的情况下适当地控制变速器的人力驱动车用的控制装置。
发明内容
解决课题的手段
根据本公开的第一方面的控制装置,其为人力驱动车用的控制装置,所述人力驱动车具备给所述人力驱动车施加推进力的马达、和设于人力驱动力的传递路径的、变更变速比的变速器,所述控制装置具备控制部,所述控制部构成为,以根据与所述人力驱动车相关的第一参数和预定阈值的比较来变更所述变速比的方式控制所述变速器,并且构成为在响应于所述人力驱动车的车速的上升而所述马达的输出下降的情况下,变更所述预定阈值。
根据第一方面的控制装置,在响应于人力驱动车的车速的上升而马达的输出下降的情况下,能够变更预定阈值,适当地控制变速器。
在根据本公开的第一方面的第二方面的控制装置中,所述马达的输出下降的情况包括所述马达停止的情况。
根据第二方面的控制装置,在通过马达施加推进力的情况和未通过马达施加推进力的情况下,可分别设定适当的预定阈值。
在根据本公开的第一方面或第二方面的第三方面的控制装置中,所述预定阈值包括预定的第一阈值,所述控制部构成为,若所述第一参数变为比所述预定的第一阈值小,则控制所述变速器以使所述变速比减小,在响应于所述人力驱动车的车速的上升而所述马达的输出下降的情况下,使所述预定的第一阈值增加。
根据第三方面的控制装置,在人力驱动车的车速上升而马达的输出下降的情况下,能够通过使预定的第一阈值增加,易于减小变速比,从而抑制骑行者的负荷的增加。
在根据本公开的第一方面至第三方面中的任一方面的第四方面的控制装置中,所述预定阈值包括预定的第二阈值,所述控制部构成为,若所述第一参数变为比所述预定的第二阈值大,则控制所述变速器以使所述变速比增加,在响应于所述人力驱动车的车速的上升而所述马达的输出下降的情况下,使所述预定的第二阈值增加。
根据第四方面的控制装置,在人力驱动车的车速上升而马达的输出下降的情况下,能够通过使预定的第一阈值增加,难以增加变速比,从而抑制骑行者的负荷的增加。
在根据本公开的第三方面或第四方面的第五方面的控制装置中,所述第一参数与所述人力驱动车的曲柄的旋转速度和所述人力驱动车的车速中的至少一者相关。
根据第五方面的控制装置,能够响应于曲柄的旋转速度、人力驱动车的车速、人力驱动力中的至少一者,适当地变更变速比。
在根据本公开的第一方面或第二方面的第六方面的控制装置中,所述预定阈值包括预定的第一阈值,所述控制部构成为,若所述第一参数变为比所述预定的第一阈值小,则控制所述变速器以使所述变速比增加,在响应于所述人力驱动车的车速的上升而所述马达的输出下降的情况下,使所述预定的第一阈值减少。
根据第六方面的控制装置,在人力驱动车的车速上升而马达的输出下降的情况下,能够通过使预定的第一阈值减小,难以减小变速比,从而抑制骑行者的负荷的增加。
在根据本公开的第一方面、第二方面、第六方面中的任一方面第七方面的控制装置中,所述预定阈值包括预定的第二阈值,所述控制部构成为,若所述第一参数变为比所述预定的第二阈值大,则控制所述变速器以使所述变速比减少,在响应于所述人力驱动车的车速的上升而所述马达的输出下降的情况下,使所述预定的第二阈值减小。
根据第七方面的控制装置,在人力驱动车的车速上升而马达的输出下降的情况下,能够通过使预定的第二阈值减小,易于减小变速比,从而抑制骑行者的负荷的增加。
在根据本公开的第六方面或第七方面的第八方面的控制装置中,所述第一参数与输入至所述人力驱动车的人力驱动力、所述人力驱动车的倾斜角度、以及所述人力驱动车的行驶道路的倾斜角度中的至少一者相关。
根据第八方面的控制装置,能够响应于输入至人力驱动车的人力驱动力、人力驱动车的倾斜角度、以及人力驱动车的行驶道路的倾斜角度中的至少一者,适当地变更变速比。
在根据本公开的第一方面至第八方面中的任一方面的第九方面的控制装置中,所述控制部构成为,在与所述人力驱动车的行驶阻力相关的第二参数比预定的第三阈值小的情况下,即使响应于所述人力驱动车的车速的上升而所述马达的输出下降,也不变更所述预定阈值。
根据第九方面的控制装置,能够响应于与人力驱动车的行驶阻力相关的第二参数,变更预定阈值或不变更预定阈值,因此,能够根据人力驱动车的行驶状态适当地变更变速比。
在根据本公开的第一方面至第八方面中的任一方面的第十方面的控制装置中,所述控制部构成为,在变更所述预定阈值的情况下,响应于与所述人力驱动车的行驶阻力相关的第二参数而使所述预定阈值的变更量不同。
根据第十方面的控制装置,能够响应于与行驶阻力相关的第二参数,将预定阈值设为适当的值。
在根据本公开的第九方面的第十一方面的控制装置中,所述控制部构成为,在变更所述预定阈值的情况下,响应于所述第二参数而使所述预定阈值的变更量不同。
根据第十一方面的控制装置,能够响应于与行驶阻力相关的第二参数,将预定阈值设为适当的值。
在根据本公开的第十方面或第十一方面的第十二方面的控制装置中,所述控制部构成为,在变更所述预定阈值的情况下,所述第二参数比预定的第三阈值小的情况与所述第二参数为所述预定的第三阈值以上的情况相比,使所述预定阈值的变更量减小。
根据第十二方面的控制装置,第二参数比预定的第三阈值小的情况与第二参数为预定的第三阈值以上的情况相比,伴随人力驱动车的车速的上升而骑行者的负荷变大,因此,能够根据骑行者的负荷,适当地设定预定阈值。
在根据本公开的第一方面至第十二方面中的任一方面的第十三方面的控制装置中,所述控制部构成为,在所述人力驱动车行驶在下坡的情况下,即使响应于所述人力驱动车的车速的上升而所述马达的输出下降,也不变更所述预定阈值。
根据第十三方面的控制装置,在人力驱动车行驶在下坡的情况下,骑行者的负荷的增加得到抑制,能够抑制不需要的变速。
在根据本公开的第一方面至第十三方面中的任一方面的第十四方面的控制装置中,所述控制部构成为,在变更所述预定阈值的情况下,阶段性地变更所述预定阈值。
根据第十四方面的控制装置,由于阶段性地变更预定阈值,因此,能够配合人力驱动车的行驶状态进行适当的变速。
在根据本公开的第一方面至第十三方面中的任一方面的第十五方面的控制装置中,所述控制部构成为,在变更所述预定阈值的情况下,以预定期间内的所述阈值的变化量变为预定变化量以下的方式变更所述预定阈值。
根据第十五方面的控制装置,能够抑制预定阈值的急剧变化,能够配合人力驱动车的行驶状态进行适当的变速。
在根据本公开的第一方面至第十五方面中的任一方面的第十六方面的控制装置中,所述控制部构成为,在所述马达相对于输入至所述人力驱动车的人力驱动力的输出特性彼此不同的第一控制状态和第二控制状态下控制所述马达,在所述第一控制状态下变更所述预定阈值的情况和在所述第二控制状态下变更所述预定阈值的情况下,使所述预定阈值的变更量不同。
根据第十六方面的控制装置,能够设定分别适于第一控制状态和第二控制状态的预定阈值。
在根据本公开的第一方面至第十六方面中的任一方面的第十七方面的控制装置中,所述控制部构成为,响应于输入至所述人力驱动车的人力驱动力控制所述马达。
根据第十七方面的控制装置,能够通过马达抑制骑行者的负荷。
在根据本公开的第十六方面的第十八方面的控制装置中,所述控制部构成为,响应于输入至所述人力驱动车的人力驱动力控制所述马达,响应于来自操作装置的输入切换所述第一控制状态和第二控制状态。
根据第十八方面的控制装置,使用者能够有意地切换第一控制状态和第二控制状态。
发明的效果
本公开的人力驱动车用的控制装置在通过马达施加推进力的人力驱动车中,能够在马达的输出下降的情况下适当地控制变速器。
附图说明
图1是包括第一实施方式的人力驱动车用的控制装置的人力驱动车的侧视图;
图2是表示包括第一实施方式的人力驱动车用的控制装置的人力驱动车的电气结构的框图;
图3是表示通过图2的控制部执行的,控制变速器的处理的流程图;
图4是表示通过图2的控制部执行的,变更预定阈值的处理的流程图;
图5是表示第二实施方式的控制部执行的,切换马达的控制状态的处理的流程图;
图6是表示第二实施方式的控制部执行的,控制变速器的处理的流程图。
具体实施方式
(第一实施方式)
参照图1至图5,对第一实施方式的人力驱动车用的控制装置70进行说明。人力驱动车10是具有至少一个车轮,能够至少通过人力驱动力H驱动的交通工具。人力驱动车10包括例如山地自行车、公路自行车、城市自行车、越野自行车、以及手扶自行车,斜躺式自行车等各种自行车。人力驱动车10所具有的车轮的数量没有限定。人力驱动车10包括例如具有一个车轮及三个以上车轮的交通工具。人力驱动车10并不限定于仅可以通过人力驱动力H驱动的交通工具。人力驱动车10包括不仅通过人力驱动力H还使用电动马达的驱动力进行推进的电动自行车(E-bike)。电动自行车包括通过电动马达辅助推进的电动辅助自行车。以下,在实施方式中,将人力驱动车10作为电动辅助自行车进行说明。
人力驱动车10具备供人力驱动力H输入的曲柄12。人力驱动车10还具备车轮14和车体16。车轮14包括后轮14A和前轮14B。车体16包括车架18。曲柄12包括:输入旋转轴12A,其相对于车架18可旋转;第一曲柄臂12B,其设于输入旋转轴12A的轴向的第一端部;以及第二曲柄臂12C,其设于输入旋转轴12A的轴向的第二端部。在本实施方式中,输入旋转轴12A为曲柄轴。第一曲柄臂连结有第一踏板20A。第二曲柄臂12C连结有第二踏板20B。后轮14A通过曲柄12旋转而被驱动。后轮14A支撑于车架18。曲柄12和后轮14A通过驱动机构22连结。驱动机构22包括与输入旋转轴12A连结的第一旋转体24。输入旋转轴12A和第一旋转体24可以以一体旋转的方式连结,也可以经由第一单向离合器连结。第一单向离合器构成为,在曲柄12向前旋转的情况下,使第一旋转体24向前旋转,在曲柄12向后旋转的情况下,允许曲柄12和第一旋转体24的相对旋转。第一旋转体24包括链轮,皮带轮或锥齿轮。驱动机构22还包括第二旋转体26和连结部件28。连结部件28将第一旋转体24的旋转力向第二旋转体26传递。连结部件28例如包括链条,皮带或传动轴。
第二旋转体26与后轮14A连结。第二旋转体26包括链轮,皮带轮或锥齿轮。优选地,在第二旋转体26和后轮14A之间设有第二单向离合器。第二单向离合器构成为,在第二旋转体26向前旋转的情况下,使后轮14A向前旋转,在第二旋转体26向后旋转的情况下,允许第二旋转体26和后轮14A的相对旋转。
前轮14B经由前叉30安装于车架18。车把34经由把立32连结于前叉30。在本实施方式中,后轮14A通过驱动机构22连结于曲柄12,但是,后轮14A和前轮14B中的至少一者可以通过驱动机构22连结于曲柄12。
优选地,人力驱动车10还包括电池36。电池36包括一个或多个电池元件。电池元件包括充电电池。电池36构成为向控制装置70供给电力。优选地,电池36与控制装置70的控制部72通过通信线缆或无线通信装置可通信地连接。电池36例如能够通过电力线通信(PLC;power line communication),CAN(Controller Area Network),或UART(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter)与控制部72通信。
人力驱动车10具备马达38和变速器40。马达38构成为对人力驱动车10施加推进力。马达38包括一个或多个电动马达。马达38构成为,向从踏板20A,20B至后轮14A的人力驱动力H的动力传递路径以及前轮14B中的至少一者传递旋转。从踏板20A,20B至后轮14A的人力驱动力H的动力传递路径也包括后轮14A。在本实施方式中,马达38构成为设于人力驱动车10的车架18,向第一旋转体24传递旋转。马达38设于壳体42A。壳体42A设于车架18。壳体42A例如可拆卸地安装于车架18。优选地,壳体42A将输入旋转12A可旋转地支撑。传动单元42构成为,包括马达38和设有马达38的壳体42A。优选地,在马达38和输入旋转轴12A之间的动力传递路径设有第三单向离合器,以使在输入旋转轴12A向人力驱动车10前进的方向旋转时,曲柄12的旋转力不向马达38传递。在后轮14A和前轮14B中的至少一者设有马达38的情况下,马达38也可以包括花鼓马达。优选地,传动单元42还包括设在马达38和第一旋转体24之间的动力传递路径的减速器。
变速器40构成为,设于人力驱动力H的传递路径,变更变速比R。变速器40具有多个变速级。对应于各变速级的变速比R彼此不同。变速级的数量例如在从3至30的范围。变速比R为驱动轮的旋转速度相对于曲柄12的旋转速度NC的比率。在本实施方式中,驱动轮为后轮14A。变速器40包括例如前拨链器、后拨链器、以及内装变速器中的至少一者。在变速器40包括内装变速器的情况下,内装变速器例如设于后轮14A的花鼓。变速器40包括电动变速器,该电动变速器构成为通过致动器44进行动作。在变速器40包括前拨链器的情况下,变速器40包括第一旋转体24,第一旋转体24包括多个前链轮。在变速器40包括后拨链器的情况下,变速器40包括第二旋转体26,第二旋转体26包括多个后链轮。致动器44包括电动致动器。致动器44例如包括电动马达。变速比R、驱动轮的旋转速度NW、曲柄12的旋转速度NC之间的关系由式(1)表示。
式(1):变速比R=旋转速度NW/旋转速度NC
驱动轮的旋转速度NW和曲柄12的旋转速度NC可以分别为每单位时间的旋转数。可以将驱动轮的旋转速度NW置换为前链轮的齿数,曲柄12的旋转速度NC可以置换为后链轮的齿数。优选地,人力驱动车10还具备操作装置46。操作装置46构成为例如可通过使用者的手或手指进行操作。操作装置46例如设于车把34。操作装置46包括例如,码表、便携型信息通信装置、或智能手机。操作装置46通过电缆或无线通信装置与控制装置70可通信地连接。
控制装置70具备控制部72。控制部72包括执行预定控制程序的演算处理装置。演算处理装置包括例如CPU(Central Processing Unit)或MPU(Micro Processing Unit)。演算处理装置设于彼此分离的多个位置。控制部72可以包括1个或多个微型计算机。优选地,控制装置70还包括存储部74。存储部74存储有各种控制程序和用于各种控制处理的信息。存储部74包括例如非易失性存储器和易失性存储器。非易失性存储器包括例如ROM(Read-Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)以及闪存中的至少一者。易失性存储器包括例如RAM(Random access memory)。
优选地,控制装置70还具备马达38的驱动电路76。优选地,驱动电路76和控制部72设于传动单元42的壳体42A。驱动电路76和控制部72可以例如设于同一电路基板。驱动电路76包括逆变电路。驱动电路76控制从电池36向马达38供给的电力。驱动电路76与控制部72通过电缆或无线通信装置可通信地连接。驱动电路76根据来自控制部72的控制信号驱动马达38。
优选地,人力驱动车10还包括车速传感器48。优选地,人力驱动车10还包括曲柄旋转传感器50、人力驱动力检测部52、倾斜检测部54、风速检测部56、轮胎气压检测部58以及加速度检测部60中的至少一者。
车速传感器48构成为,检测响应于人力驱动车10的车轮14的旋转速度NW的信息。车速传感器48构成为,例如,检测设于人力驱动车10的车轮14的磁铁。车速传感器48构成为,例如,在车轮14旋转一圈期间,输出预定次数的检测信号。预定次数例如为1。车速传感器48输出响应于车轮14的旋转速度NW的信号。控制部72能够基于响应于车轮14的旋转速度NW的信息和与车轮14的周长相关的信息算出人力驱动车10的车速V。存储部74存储有与车轮14的周长相关的信息。
车速传感器48包括例如构成磁簧开关的磁簧或者霍尔元件等磁性传感器。车速传感器48可以构成为安装于人力驱动车10的车架18的后下叉且检测安装于后轮14A的磁铁,也可以构成为安装于前叉30且检测安装于前轮14B的磁铁。在本实施方式中,车速传感器48构成为,在车轮14旋转一圈的情况下,磁簧开关检测一次磁铁。车速传感器48只要能够检测与人力驱动车10的车速相关的信息,可以为任意结构。车速传感器48不限于检测设于车轮14的磁铁的结构,也可以为例如,检测设于盘式制动器转子的狭缝的结构。车速传感器48可以不是磁性传感器,而构成为包括光学传感器等。车速传感器48可以包括GPS接收器。在车速传感器48包括GPS接收器的情况下,控制部72能够根据时间和移动距离算出车速V。车速传感器48经由无线通信装置或电缆与控制部72连接。
曲柄旋转传感器50构成为,检测响应于曲柄12的旋转速度NC的信息。曲柄旋转传感器50例如设于人力驱动车10的车架18或传动单元42。曲柄旋转传感器50构成为包括输出响应于磁场强度的信号的磁性传感器。磁场强度在周向上变化的环状磁铁设于输入旋转轴12A、与输入旋转轴12A连动地旋转的部件、或从输入旋转轴12A至第一旋转体24之间的动力传递路径。与输入旋转轴12A连动地旋转的部件可以包括马达38的输出轴。
曲柄旋转传感器50输出响应于曲柄12的旋转速度NC的信号。例如,在输入旋转轴12A与第一旋转体24之间未设有第一单向离合器的情况下,磁铁可以设于第一旋转体24。曲柄旋转传感器50只要能够检测与曲柄12的旋转速度NC相关的信息,则可以为任意结构。曲柄旋转传感器50可以包括与车速传感器48相同结构的磁性传感器。曲柄旋转传感器50可以包括光学传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器、或转矩传感器等,以代替磁性传感器。曲柄旋转传感器50经由无线通信装置或电缆与控制部72连接。
人力驱动力检测部52例如包括转矩传感器。转矩传感器构成为,输出响应于通过人力驱动力H施加到曲柄12的转矩的信号。例如,在动力传递路径设有第一单向离合器的情况下,优选地,转矩传感器设于比第一单向离合器更靠动力传递路径的上游侧。转矩传感器包括应变传感器、磁致伸缩传感器、或圧力传感器等。应变传感器包括应变仪。
转矩传感器设于动力传递路径、或动力传递路径所包含的部材的附近所包含的部件。动力传递路径所包含的部件例如为输入旋转轴12A、在输入旋转轴12A与第一旋转体24之间传递人力驱动力H的部件、曲柄臂12B、12C、或踏板20A、20B。人力驱动力检测部52经由无线通信装置或电缆与控制部72连接。人力驱动力检测部52只要能够获取与人力驱动力H相关的信息,则可以为任意结构,例如,可以包括检测施加给踏板20A、20B的压力的传感器、或检测链条的张力的传感器等。
倾斜检测部54构成为,检测人力驱动车10所行驶的路面的倾斜角度D。可以根据人力驱动车10的行进方向的倾斜角度来检测人力驱动车10所行驶的路面的倾斜角度D。人力驱动车10所行驶的路面的倾斜角度D与人力驱动车10的俯仰角度对应。倾斜检测部54在一例中包括倾斜传感器。倾斜传感器包括陀螺仪传感器和加速度传感器中的至少一者。在其他例中,倾斜检测部54包括GPS(Global positioning system)接收部。控制部72可以根据由GPS接收部获取的GPS信息和预先记录在存储部74中的映射信息所包含的与路面坡度相关的信息,演算人力驱动车10所行驶的路面的倾斜角度D。倾斜检测部54经由无线通信装置或电缆与控制部72连接。
风速检测部56构成为检测风速。风速检测部56包括风速传感器和风压传感器中的至少一者。风速检测部56例如设于人力驱动车10的车把34。风速检测部56优选构成为,能够检测人力驱动车10向前方行驶的情况下的逆风和顺风中的至少一者。风速检测部56经由无线通信装置或电缆与控制部72连接。
轮胎气压检测部58构成为,检测车轮14的轮胎15的气压。轮胎气压检测部58构成为,检测轮胎15的内部的气压。轮胎气压检测部58经由无线通信装置或电缆与控制部72连接。轮胎气压检测部58检测前轮14B的轮胎15B的气压和后轮14A的轮胎15A的气压中的至少一者。优选地,轮胎气压检测部58检测前轮14B的轮胎15B的气压和后轮14A的轮胎15A的气压这两者。
加速度检测部60构成为,检测响应于人力驱动车10前进方向上的加速度的信号。加速度检测部60可以包括加速度传感器,也可以包括车速传感器48。加速度检测部60经由无线通信装置或电缆与控制部72连接。在加速度检测部60包括车速传感器48的情况下,控制部72通过对车速V进行微分从而获取与人力驱动车10前进方向上的加速度相关的信息。
优选地,控制部72构成为控制马达38。优选地,控制部72构成为,根据输入至人力驱动车10的人力驱动力H控制马达38。人力驱动力H可以用转矩表示,也可以用功率表示。在人力驱动力H用功率表示的情况下,人力驱动力H通过由人力驱动力检测部52检测的转矩与由曲柄旋转传感器50检测的曲柄12的旋转速度NC相乘而得。
控制部72构成为,例如,控制马达38以使马达的辅助力M相对于人力驱动力H的比率变为预定比率A。预定比率A不是固定的,例如,可以根据人力驱动力H而变化,可以根据车速V而变化,也可以根据人力驱动力H和车速V这两者而变化。人力驱动力H和辅助力M可以用转矩表示,也可以用功率表示。在将人力驱动力H和辅助力M用转矩表示的情况下,将人力驱动力H记为人力转矩HT,将辅助力M记为辅助转矩MT。在将人力驱动力H和辅助力M用功率表示的情况下,将人力驱动力H记为人力功率HW,将辅助力M记为辅助功率MW。
有时将辅助转矩MT相对于人力驱动车10的人力转矩HT的比率记为辅助比率AT。有时将辅助功率HW相对于人力功率HW的比率记为辅助比率AW。控制部72构成为,根据人力转矩HT或人力功率HW,将控制指令输出至马达38的驱动电路76。控制指令包括例如转矩指令值。
控制部72构成为,控制马达38,以使辅助力M变为上限值MX以下。在辅助力M用转矩表示的情况下,控制部72构成为,控制马达38,以使辅助转矩MT变为上限值MTX以下。优选地,上限值MTX为30Nm以上且90Nm以下的范围的值。上限值MTX例如为85Nm。上限值MTX例如由马达38的输出特性来决定。在辅助力M用功率表示的情况下,控制部72构成为,控制马达38,以使辅助功率MW变为上限值MWX以下。
控制部72可以构成为,在人力驱动力H的基础上,根据曲柄12的旋转速度NC控制马达38。例如,控制部72在输入旋转轴12A的旋转速度NC小于预定旋转速度NCX的情况下,停止响应于曲柄12的旋转速度NC和人力驱动力H中的至少一者的马达38的驱动。预定旋转速度NCX例如为0rpm以上且5rpm以下的范围的值。
例如,若车速V变为第一车速V1以上,则控制部72停止马达38。第一车速V1例如为时速25Km。第一车速V1可以小于时速25Km,例如,可以为时速24Km。第一车速V1可以大于时速25Km,例如,可以为时速45Km。优选地,控制部72构成为,在从比第一车速V1低的第二车速V2至第一车速V1的范围内,以车速V越高而上限值MX和比率A中的至少一者下降的方式控制马达38。
控制部72构成为控制变速器40。控制部72构成为,根据与人力驱动车10关联的第一参数P1和预定阈值P1X的比较,控制变速器40,以变更变速比R,并构成为,在响应于人力驱动车10的车速V的上升而马达38的输出下降的情况下,变更预定阈值P1X。优选地,预定阈值P1X预先存储于存储部74。预定阈值P1X的初始值可以由使用者设定。优选地,控制部72构成为,在响应于人力驱动车10的车速V的上升而马达38的输出下降的情况下,将存储于存储部74的预定阈值P1X从预定阈值P1X的初始值变更为其他值。
优选地,马达38的输出下降的情况包括停止马达38的情况。优选地,响应于车速V的上升而马达38的输出下降的情况包括车速V为第二车速V2以上时车速V上升的情况。优选地,响应于车速V的上升而马达38的输出下降的情况包括车速V为第一车速V1以上的情况。优选地,控制部72构成为,在变更预定阈值P1X的情况下,阶段性地变更预定阈值P1X。优选地,控制部72构成为,在变更预定阈值P1X的情况下,以预定期间内的预定阈值P1X的变化量为预定变化量以下的方式变更预定阈值P1X。控制部72在变更预定阈值P1X的情况下,以预定阈值P1X不会急剧变化的方式变更预定阈值P1X。预定期间例如为1秒以上且5秒以下的期间。在为曲柄的旋转速度的情况下,预定变化量为1rpm以上且10rpm以下的范围。
控制部72构成为,响应于第一参数P1和预定阈值P1X的比较变更变速比R。第一参数P1与曲柄12的旋转速度NC和人力驱动车10的车速V中的至少一者相关。在第一参数P1与曲柄12的旋转速度NC相关的情况下,例如,第一参数P1为曲柄12的旋转速度NC。在第一参数P1与车速V相关的情况下,例如,第一参数P1为车速V。
优选地,预定阈值P1X包括预定的第一阈值P11。若第一参数P1变为比预定的第一阈值P11小,则控制部72控制变速器40,以使变速比R减小。优选地,预定阈值P1X包括预定的第二阈值P12。若第一参数P1变为比预定的第二阈值P12大,则控制部72控制变速器40,以使变速比R增加。优选地,第二阈值P12比第一阈值P11大。第一阈值P11和第二阈值P12的初始值可以由使用者设定。在第一参数P1为曲柄12的旋转速度NC的情况下,第一阈值P11例如为30rpm以上且70rpm以下的范围的值。在为曲柄的旋转速度的情况下,第二阈值P12例如为55rpm以上且100rpm以下的范围的值。
参照图3,对控制变速器40的处理进行说明。若电力供给至控制部72,则控制部72开始处理,进入图3所述的流程图的步骤S11。若图3的流程图结束,则控制部72在预定周期后反复进行从步骤S11开始的处理,直至电力的供给停止。
在步骤S11中,控制部72判定第一参数P1是否小于预定的第一阈值P11。控制部72在第一参数P1小于预定的第一阈值P11的情况下进入步骤S12。在步骤S12中。控制部72判定现在的变速比R是否大于变速器40的最小变速比Rmin。控制部72在现在的变速比R为最小变速比Rmin以下的情况下结束处理。控制部72在变速比R大于最小变速比Rmin的情况下进入步骤S13。在步骤S13中,控制部72控制变速器40以使变速比R减小,然后结束处理。在步骤S13中,控制部72将变速级仅变更一级。
在步骤S11中,控制部72在第一参数P1为预定的第一阈值P11以上的情况下,进入步骤S14。在步骤S14中,控制部72判定第一参数P1是否大于预定的第二阈值P12。控制部72在第一参数P1为预定的第二阈值P12以下的情况下结束处理。控制部72在第一参数P1大于预定的第二阈值P12的情况下进入步骤S15。
在步骤S15中,控制部72判定现在的变速比R是否小于变速器40的最大变速比Rmax。控制部72在现在的变速比R为最大变速比Rmax以上的情况下结束处理。控制部72在现在的变速比R小于最大变速比Rmax的情况下进入步骤S16。在步骤S16中,控制部72控制变速器40以使变速比R增加,然后结束处理。在步骤S16中,控制部72将变速级仅变更一级。
在步骤S12中,控制部72可以不比较现在的变速比R和最小变速比Rmin,而比较现在的变速级和最小变速级。在比较现在的变速级和最小变速级的情况下,例如,为各变速级预先分配数字,对与现在的变速级对应的数字和与最小变速级对应的数字进行比较。与最小变速级对应的数字例如为1。
在步骤S15中,控制部72可以不比较现在的变速比R和最大变速比Rmax,而比较现在的变速级和最大变速级。在比较现在的变速级和最大变速级的情况下,例如,为各变速级预先分配数字,对与现在的变速级对应的数字和与最大变速级对应的数字进行比较。
优选地,控制部72构成为,在响应于人力驱动车10的车速V的上升而马达38的输出下降的情况下,增加预定的第一阈值P11。优选地,控制部72构成为,在响应于人力驱动车10的车速V的上升而马达38的输出下降的情况下,增加预定的第二阈值P12。在第一参数P1为曲柄12的旋转速度NC的情况下,例如,车速在1km/h至5km/h的范围内每次上升时,预定阈值P1X可以在1rpm至5rpm的范围内变更。
优选地,控制部72构成为,根据与人力驱动车10的行驶阻力X相关的第二参数P2设定预定阈值P1X。优选地,与人力驱动车10的行驶阻力X相关的第二参数P2为,随着行驶阻力X的增加而增加的参数。与人力驱动车10的行驶阻力X相关的第二参数P2例如为行驶阻力X。行驶阻力X包括倾斜阻力、空气阻力、轮胎15的滚动阻力和加速阻力中的至少一者。倾斜阻力随着倾斜角度D的增加而增加。轮胎15的滚动阻力随着轮胎15的气压减小而增加。空气阻力随着来自人力驱动车10的行进方向的下游侧的风速增加而增加。加速阻力随着人力驱动车10的行进方向的加速度增加而增加。
控制部72根据由倾斜检测部54检测的倾斜角度D、由风速检测部56检测的风速、由轮胎气压检测部58检测的轮胎15的气压、和由加速度检测部60检测的加速度中的至少一者设定预定阈值P1X。优选地,与第二参数P2和预定阈值P1X的变更量之间的关系相关的信息预先存储于存储部74。与第二参数P2和预定阈值P1X的变更量之间的关系相关的信息包括表格、映射、和关系式中的至少一者。
优选地,控制部72构成为,在与人力驱动车10的行驶阻力X相关的第二参数P2小于预定第三阈值P2X的情况下,即使响应于人力驱动车10的车速V的上升而马达38的输出下降,也不变更预定阈值P1X。
优选地,控制部72构成为,在变更预定阈值P1X的情况下,第二参数P2小于预定第三阈值P2X的情况与第二参数P2为预定第三阈值P2X以上的情况下相比,减小预定阈值P1X的变更量。
优选地,控制部72构成为,在变更预定阈值P1X的情况下,根据与人力驱动车10的行驶阻力X相关的第二参数P2,使预定阈值P1X的变更量不同。
优选地,控制部72构成为,在人力驱动车10行驶在下坡的情况下,即使响应于人力驱动车10的车速V的上升而马达38的输出下降,也不变更预定阈值P1X。
参照图5,对控制预定阈值P1X的处理进行说明。若电力供给至控制部72,则控制部72开始处理,然后进入图5所示的流程图的步骤S31。若图5的流程图结束,则控制部72在预定周期后反复进行从步骤S31开始的处理,直至电力的供给停止。
在步骤S31中,控制部72判定是否响应于车速V的上升而马达38的输出下降。例如,在车速V变为第一车速V1以上且马达38停止的情况下,控制部72判定响应于车速V的上升而马达38的输出下降。在响应于车速V的上升而马达38的输出未下降的情况下,控制部72结束处理。在响应于车速V的上升而马达38的输出下降的情况下,控制部72进入步骤S32。
在步骤S32中,控制部72判定人力驱动车10是否行驶在下坡。在人力驱动车10行驶在下坡的情况下,控制部72结束处理。在人力驱动车10未行驶在下坡的情况下,控制部72进入步骤S33。
在步骤S33中,控制部72判定第二参数P2是否小于第三阈值P2X。在第二参数P2为第三阈值P2X以上的情况下,控制部72进入步骤S34。在步骤S34中,控制部72将预定的第一阈值P11变更为第一值P1A,将预定的第二阈值P12变更为第二值P1B,然后结束处理。
在步骤S33中,在第二参数P2小于第三阈值P2X的情况下,控制部72进入步骤S35。在步骤S35中,控制部72将预定的第一阈值P11变更为第三值P1C,将预定的第二阈值P12变更为第四值P1D,然后结束处理。
第一值P1A和第三值P1C比存储于存储部74的预定的第一阈值P11的初始值大。第二值P1B和第四值P1D比存储于存储部74的预定的第二阈值P12的初始值大。优选地,第三值P1C小于第一值P1A。优选地,第四值P1D小于第二值P1B。
优选地,控制部72在响应于车速V的上升而马达38的输出下降的情况下变更预定阈值P1X时,若预定条件成立,则将变更后的预定阈值P1X恢复为变更前的预定阈值P1X。例如,若预定条件成立,则控制部72将预定阈值P1X恢复为存储于存储部74的预定阈值P1X的初始值。预定条件例如包括车速V下降的情况、车速V低于第一车速V1的情况、和车速V低于第二车速V2的情况中的至少一种情况。
优选地,控制部72构成为,在马达38相对于输入至人力驱动车10的人力驱动力H的输出特性彼此不同的第一控制状态和第二控制状态下控制马达38。控制部72构成为,例如,根据从人力驱动力H和预定比率A之间的对应关系中的至少一部分彼此不同的多个控制状态中选择的一个控制状态,控制马达38。多个控制状态包括第一控制状态和第二控制状态。多个控制状态可以包括除第一控制状态和第二控制状态以外的至少一个其他控制状态。多个的控制状态可以包括不驱动马达38的控制状态。
优选地,控制部72构成为,根据来自操作装置46的输入,切换第一控制状态和第二控制状态。若使用者执行用于切换控制状态的操作,则操作装置46向控制部72发送与控制状态的切换要求相关的信号。若控制部72从操作装置46接收到与控制状态的切换要求相关的信号,例如,如果为第一控制状态则切换为第二控制状态,如果为第二控制状态则切换为第一控制状态。控制部72若从操作装置46接收到与控制状态的切换要求相关的信号,则可以根据从操作装置46接收到与控制状态的切换要求相关的信号的接收次数,切换多个控制状态。
操作装置46只要能够切换第一控制状态和第二控制状态,则可以为任意结构。操作装置46可以发送与用于切换为第一控制状态相关的信号。控制部72若接收到与用于切换为第一控制状态的切换要求相关的信号,如果为第二控制状态或至少一个其他控制状态,则切换为第一控制状态。操作装置46可以发送与用于切换为第二控制状态的切换要求相关的信号。控制部72若接收到与用于切换为第二控制状态的切换要求相关的信号,如果为第一控制状态或至少一个其他控制状态,则切换为第二控制状态。
参照图5,对切换控制状态的处理进行说明。若电力供给至控制部72,则控制部72开始处理,然后进入图5所示的流程图的步骤S41。若图5的流程图结束,则控制部72在预定周期后反复进行从步骤S41开始的处理,直至电力的供给停止。
在步骤S41中,控制部72判定是否为第一控制状态。在为第一控制状态的情况下,控制部72进入步骤S42。在步骤S42中,控制部72判定是否存在来自操作装置46的控制状态的切换要求。在没有来自操作装置46的控制状态的切换要求的情况下,控制部72结束处理。在存在来自操作装置46的控制状态的切换要求的情况下,控制部72进入步骤S43。在步骤S43中,控制部72切换为第二控制状态,然后结束处理。
在步骤S41中,在不为第一控制状态的情况下,控制部72进入步骤S44。在步骤S44中,控制部72判定是否存在来自操作装置46的控制状态的切换要求。在没有来自操作装置46的控制状态的切换要求的情况下,控制部72结束处理。在存在来自操作装置46的控制状态的切换要求的情况下,控制部72进入步骤S45。在步骤S45中,控制部72切换为第一控制状态,然后结束处理。
优选地,控制部72构成为,在第一控制状态下变更预定阈值P1X的情况和在第二控制状态下变更预定阈值P1X的情况下,使预定阈值P1X的变更量不同。例如,在第一控制状态下的预定比率A的最大值小于在第二控制状态下的预定比率A的最大值的情况下,使在第一控制状态下通过图4的流程图的步骤S34和步骤S35的处理而变更的预定阈值P1X的变更量,小于在第二控制状态下通过图4的流程图的步骤S34和步骤S35的处理而变更的预定阈值P1X的变更量。
<第二实施方式>
第二实施方式的控制装置70与第一实施方式的控制装置70仅在控制部72中的处理不同,其他结构相同,因此,对不同的部分进行说明。
第二实施方式的第一参数P1与第一实施方式的第一参数P1不同。第二实施方式的第一参数P1与输入至人力驱动车10的人力驱动力H、人力驱动车10的倾斜角度D和人力驱动车10的行驶道路的倾斜角度中的至少一者相关。在第一参数P1与人力驱动力H相关的情况下,例如,第一参数P1为人力驱动力H。在第一参数P1与人力驱动车10的倾斜角度D相关的情况下,例如,第一参数P1为人力驱动车10的倾斜角度D。在第一参数P1与人力驱动车10的行驶道路的倾斜角度相关的情况下,例如,第一参数P1为人力驱动车10的行驶道路的倾斜角度。控制部72从倾斜检测部54获取与人力驱动车10的倾斜角度或人力驱动车10的行驶道路的倾斜角度相关的信息。
优选地,预定阈值P1X包括预定的第一阈值P11。若第一参数P1变为小于预定的第一阈值P11,则控制部72控制变速器40以使变速比R增加。优选地,预定阈值P1X包括预定的第二阈值P12。若第一参数P1变为大于预定的第二阈值P12,则控制部72控制变速器40以使变速比R减小。优选地,预定的第二阈值P12大于预定的第一阈值P11。在为人力转矩的情况下,第一阈值P11例如为20Nm以上且60Nm以下的范围的值。在为人力转矩的情况下,第二阈值P12例如为40Nm以上且80Nm以下的范围的值。
优选地,控制部72构成为,在响应于人力驱动车10的车速V的上升而马达38的输出下降的情况下,使预定的第一阈值P11变小。优选地,控制部72构成为,在响应于人力驱动车10的车速V的上升而马达38的输出下降的情况下,使预定的第二阈值P12变小。
参照图6,对控制变速器40的处理进行说明。若电力供给至控制部72,则控制部72开始处理,然后进入图6所示的流程图的步骤S21。若图6的流程图结束,则控制部72在预定周期后反复进行从步骤S21开始的处理,直至电力的供给停止。
在步骤S21中,控制部72判定第一参数P1是否小于预定的第一阈值P11。在第一参数P1小于预定的第一阈值P11的情况下,控制部72进入步骤S22。在步骤S12中,控制部72判定现在的变速比R是否小于最大变速比Rmax。在现在的变速比R为最大变速比Rmax以上的情况下,控制部72结束处理。在现在的变速比R小于最大变速比Rmax的情况下,控制部72进入步骤S23。在步骤S23中,控制部72控制变速器40,以使变速比R增加,然后结束处理。
在步骤S21中,在第一参数P1为预定的第一阈值P11以上的情况下,控制部72进入步骤S24。在步骤S24中,控制部72判定第一参数P1是否大于预定的第二阈值P12。在第一参数P1为预定的第二阈值P12以下的情况下,控制部72结束处理。在第一参数P1大于预定的第二阈值P12的情况下,控制部72进入步骤S25。在步骤S25中,控制部72判定现在的变速比R是否大于最小变速比Rmin。在现在的变速比R为最小变速比Rmin以下的情况下,控制部72结束处理。在现在的变速比R大于最小变速比Rmin的情况下,控制部72进入步骤S26。在步骤S26中,控制部72控制变速器40,以使变速比R减小,然后结束处理。
第一值P1A和第三值P1C小于存储于存储部74的预定的第一阈值P11的初始值。第二值P1B和第四值P1D小于存储于存储部74的预定的第二阈值P12的初始值。优选地,第三值P1C大于第一值P1A。优选地,第四值P1D大于第二值P1B。
<变形例>
关于实施方式的说明为本公开的人力驱动车用的控制装置可采取方式的示例,并非意图限制该方式。本公开的人力驱动车用的控制装置例如可采取以下所述的实施方式的变形例和彼此不矛盾的至少两个变形例而得的方式。在以下的变形例中,对于与实施方式的方式共通的部分,附加与实施方式同一的符号并省略其说明。
·可以从图4的流程图中省略步骤S32、和步骤S33及步骤S35中的至少一个处理。在省略步骤S32、步骤S33、和步骤S35的处理的情况下,控制部72在步骤S31中判定为“是”的情况下进入步骤S34。在仅省略步骤S32的情况下,控制部72在骤S31中判定为“是”的情况下,进入步骤S33。在省略步骤S33和步骤S35的情况下,控制部72在步骤S32中判定为“否”的情况下,进入步骤S34。总而言之,控制部72只要构成为,根据与人力驱动车10相关联的第一参数P1和预定阈值P1X的比较,控制变速器40以变更变速比R,在响应于人力驱动车10的车速V的上升而马达38的输出下降的情况下,变更预定阈值P1X,则可以省略其他结构。
·在第一实施方式中,控制部72可以构成为,在响应于人力驱动车10的车速V的上升而马达38的输出下降的情况下,使预定的第一阈值P11减小。若预定的第一阈值P11减小,则变速比R难以减小,因此,虽然骑行者的负荷难以减小,但是抑制曲柄12的旋转数的增加,易于维持车速V。
·在第一实施方式中,控制部72可以构成为,在响应于人力驱动车10的车速V的上升而马达38的输出下降的情况下,使预定的第二阈值P12减小。若减小预定的第二阈值P12,则变速比易于增加,因此,虽然骑行者的负荷容易增加,但是抑制曲柄旋转数的增加,易于增加车速V。
·在第一实施方式中,控制部72可以在响应于人力驱动车10的车速V的上升而马达38的输出下降的情况下,仅变更预定的第一阈值P11和预定的第二阈值P12中的一者。
·在第二实施方式中,控制部72可以构成为,在响应于人力驱动车10的车速V的上升而马达38的输出下降的情况下,增加预定的第一阈值P11。在该情况下,变速比R易于减小。
·在第二实施方式中,控制部72可以构成为,在响应于人力驱动车10的车速V的上升而马达38的输出下降的情况下,增加预定的第二阈值P12。在该情况下,变速比R难以增加。
·在第二实施方式中,控制部72可以在响应于人力驱动车10的车速V的上升而马达38的输出下降的情况下,仅变更预定的第一阈值P11和预定的第二阈值P12中的一者。
本说明书中使用的“至少一个”的表述表示所期望的选项的“一个以上”。作为一例,本说明书中使用的“至少一个”的表述表示如果选项的个数为两个,则为“仅一个选项”或“两个选项这两者”。作为其他例子,本说明书中使用的“至少一个”的表述表示如果选项的个数为三个以上,则为“仅一个选项”或“两个以上任意选项的组合”。
符号说明:
10…人力驱动车,12…曲柄,38…马达,40…变速器,46…操作装置,70…控制装置,72…控制部。
Claims (20)
1.一种人力驱动车用的控制装置,其中,
所述人力驱动车具备给所述人力驱动车施加推进力的马达和设于人力驱动驱动力的传递路径的、变更变速比的变速器,
所述控制装置具备控制部,所述控制部构成为,以根据与所述人力驱动车相关的第一参数和预定阈值的比较来变更所述变速比的方式控制所述变速器,并且构成为在响应于所述人力驱动车的车速的上升而所述马达的输出下降的情况下,变更所述预定阈值。
2.根据权利要求1所述的控制装置,其中,
所述马达的输出下降的情况包括所述马达停止的情况。
3.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,
所述预定阈值包括预定的第一阈值,
所述控制部构成为,
若所述第一参数变为比所述预定的第一阈值小,则控制所述变速器以使所述变速比减小,
在响应于所述人力驱动车的车速的上升而所述马达的输出下降的情况下,使所述预定的第一阈值增加。
4.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,
所述预定阈值包括预定的第二阈值,
所述控制部构成为,
若所述第一参数变为比所述预定的第二阈值大,则控制所述变速器以使所述变速比增加,
在响应于所述人力驱动车的车速的上升而所述马达的输出下降的情况下,使所述预定的第二阈值增加。
5.根据权利要求3所述的控制装置,其中,
所述第一参数与所述人力驱动车的曲柄的旋转速度和所述人力驱动车的车速中的至少一者相关。
6.根据权利要求4所述的控制装置,其中,
所述第一参数与所述人力驱动车的曲柄的旋转速度和所述人力驱动车的车速中的至少一者相关。
7.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,
所述预定阈值包括预定的第一阈值,
所述控制部构成为,
若所述第一参数变为比所述预定的第一阈值小,则控制所述变速器以使所述变速比增加,
在响应于所述人力驱动车的车速的上升而所述马达的输出下降的情况下,使所述预定的第一阈值减小。
8.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,
所述预定阈值包括预定的第二阈值,
所述控制部构成为,
若所述第一参数变为比所述预定的第二阈值大,则控制所述变速器以使所述变速比减小,
在响应于所述人力驱动车的车速的上升而所述马达的输出下降的情况下,使所述预定的第二阈值减小。
9.根据权利要求7所述的控制装置,其中,
所述第一参数与输入至所述人力驱动车的人力驱动力、所述人力驱动车的倾斜角度以及所述人力驱动车的行驶道路的倾斜角度中的至少一者相关。
10.根据权利要求8所述的控制装置,其中,
所述第一参数与输入至所述人力驱动车的人力驱动力、所述人力驱动车的倾斜角度以及所述人力驱动车的行驶道路的倾斜角度中的至少一者相关。
11.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,
所述控制部构成为,
在与所述人力驱动车的行驶阻力相关的第二参数比预定的第三阈值小的情况下,即使响应于所述人力驱动车的车速的上升而所述马达的输出下降,也不变更所述预定阈值。
12.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,
所述控制部构成为,
在变更所述预定阈值的情况下,响应于与所述人力驱动车的行驶阻力相关的第二参数而使所述预定阈值的变更量不同。
13.根据权利要求11所述的控制装置,其中,
所述控制部构成为,
在变更所述预定阈值的情况下,响应于所述第二参数而使所述预定阈值的变更量不同。
14.根据权利要求12所述的控制装置,其中,
所述控制部构成为,
在变更所述预定阈值的情况下,所述第二参数比预定的第三阈值小的情况与所述第二参数为所述预定的第三阈值以上的情况相比,使所述预定阈值的变更量减小。
15.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,
所述控制部构成为,
在所述人力驱动车行驶在下坡的情况下,即使响应于所述人力驱动车的车速的上升而所述马达的输出下降,也不变更所述预定阈值。
16.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,
所述控制部构成为,
在变更所述预定阈值的情况下,阶段性地变更所述预定阈值。
17.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,
所述控制部构成为,
在变更所述预定阈值的情况下,以预定期间内的所述阈值的变化量变为预定变化量以下的方式变更所述预定阈值。
18.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,
所述控制部构成为,
在所述马达相对于输入至所述人力驱动车的人力驱动力的输出特性彼此不同的第一控制状态和第二控制状态下控制所述马达,
在所述第一控制状态下变更所述预定阈值的情况和在所述第二控制状态下变更所述预定阈值的情况下,使所述预定阈值的变更量不同。
19.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,
所述控制部构成为,
响应于输入至所述人力驱动车的人力驱动力控制所述马达。
20.根据权利要求18所述的控制装置,其中,
所述控制部构成为,
响应于输入至所述人力驱动车的人力驱动力控制所述马达,响应于来自操作装置的输入切换所述第一控制状态和第二控制状态。
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