CN115214294B - 一种车辆提前蓄冷以防止启停退出的方法及空调控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆提前蓄冷以防止启停退出的方法，包括车辆行驶工况下，若接收车外温度大于预设温度阈值时，通过周期性接收路侧单元发送的交通灯信息，得出车辆前向间距最近的红绿灯的位置、变化周期和当前信号状态；根据所得到的车辆前向间距最近的红绿灯的位置、变化周期和当前信号状态，并结合车辆当前行驶位置及对应的车速、加速度和车内温度，计算出车辆所需的蓄冷温度，且进一步控制车内空调预置蒸发器的蒸发温度降至该蓄冷温度，以实现车内提前蓄冷来防止红灯停车后发动机退出启停为车内制冷的现象。实施本发明，能在遇到红灯停车后，汽车不会因车内温度过高而导致发动机退出启停，延长发动机的停止时间，从而发挥最大节能作用。

Description

一种车辆提前蓄冷以防止启停退出的方法及空调控制器
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种车辆提前蓄冷以防止启停退出的方法及空调控制器。
背景技术
随着汽车行业的发展，节能减排要求的提高，越来越多的汽车已配有发动机启停系统，即汽车被踩下刹车至停止后发动机自动熄火，以减少能耗。
目前，汽车行驶道路上往往有很多红灯需要很长的等待时间。然而，在天热情况下驾驶员对行驶汽车踩下刹车，以停车等待行驶道路上红灯长时间变灯时，发动机进入停止，车内空调压缩机也随之停止工作，使得车内温度逐渐提高，一旦车内温度超过一定值，则发动机将会重新启动为车内提供制冷，从而导致发动机启停功能无法发挥出最大的节能作用。
因此，亟需一种车辆提前蓄冷以防止启停退出的方法，能在遇到红灯停车后，汽车不会因车内温度过高而导致发动机退出启停，延长发动机的停止时间，从而发挥出最大的节能作用。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种车辆提前蓄冷以防止启停退出的方法及空调控制器，能在遇到红灯停车后，汽车不会因车内温度过高而导致发动机退出启停，延长发动机的停止时间，从而发挥出最大的节能作用。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种车辆提前蓄冷以防止启停退出的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S1、在车辆行驶工况下，接收车外温度，并在该车外温度大于预设温度阈值时，周期性接收车辆当前行驶道路周边预设路侧单元所发送的交通灯信息，且进一步根据该交通灯信息，得到车辆前向间距最近的红绿灯的位置、变化周期和当前信号状态；
步骤S2、根据所得到的车辆前向间距最近的红绿灯的位置、变化周期和当前信号状态，并结合车辆当前行驶位置及对应的车速、加速度和车内温度，计算出车辆所需的蓄冷温度，且进一步控制车内空调预置蒸发器的蒸发温度降至该蓄冷温度，以实现车内提前蓄冷来防止红灯停车后发动机退出启停为车内制冷的现象。
其中，所述步骤S2具体包括：
确定车辆当前行驶位置，并结合车辆前向间距最近红绿灯的位置，得到车辆当前行驶位置到该车辆前向间距最近红绿灯对应当前行驶道路上所设的停止线的距离，且进一步结合该车辆前向间距最近红绿灯的变化周期及对应的当前信号状态，得到车辆当前行驶位置对应该车辆前向间距最近红绿灯的当前信号状态为绿灯时的剩余时长；
接收车辆当前行驶位置的车速、加速度和车内温度，并结合所得到的距离及剩余时长，计算出车辆所需的蓄冷温度，且进一步控制车内空调预置蒸发器的蒸发温度降至该蓄冷温度，以实现车内提前蓄冷来防止在该车辆前向间距最近红绿灯为红灯停车后，发动机退出启停为车内制冷的现象。
其中，通过公式计算出车辆所需的蓄冷温度TE；其中，
S为车辆当前行驶位置到该车辆前向间距最近红绿灯所设停止线的距离；v为车辆当前行驶位置的车速；a为车辆当前行驶位置的加速度；n为使S-(v×(n×T+t)+0.5×a×(n×T+t)2)>0且计算值为最小时的整数；T为车辆前向间距最近红绿灯的变化周期；t为车辆当前行驶位置对应车辆前向间距最近红绿灯为绿灯时的剩余时长；K1为预先设定的车联网系数，取值为固定数值；K2为预先设定的内温系数，取值为固定数值；TR为车辆当前行驶位置的车内温度。
其中，所述交通灯信息是基于C-V2X技术与预设路侧单元进行通信获得的；所述车辆当前行驶位置是基于预先集成的高精度定位功能与通信卫星进行通信获得的。
其中，所述方法进一步包括：
在发动机熄火进入启停后，对车内空调预置鼓风机的风量以及预置空气混合风门位置进行调整。
其中，所述对车内空调预置鼓风机的风量以及预置空气混合风门位置进行调整的步骤具体为：
若检测到该鼓风机的档位大于等于预设档位时，则将该鼓风机的档位调整至所述预设档位；反之，若检测到该鼓风机的档位小于所述预设档位时，则保持该鼓风机的原有档位；以及
将该空气混合风门位置由原有的第二位置处调整至已定义的第一位置处。
本发明实施例还提供了一种空调控制器，其安装在汽车上，包括微控制单元；其中，
所述微控制单元包括交通灯信息接收模块和降温蓄冷模块；其中，
所述交通灯信息接收模块，用于在车辆行驶工况下，接收车外温度，并在该车外温度大于预设温度阈值时，周期性接收车辆当前行驶道路周边预设路侧单元所发送的交通灯信息，且进一步根据该交通灯信息，得到车辆前向间距最近的红绿灯的位置、变化周期和当前信号状态；
所述降温蓄冷模块，用于根据所得到的车辆前向间距最近的红绿灯的位置、变化周期和当前信号状态，并结合车辆当前行驶位置及对应的车速、加速度和车内温度，计算出车辆所需的蓄冷温度，且进一步控制车内空调预置蒸发器的蒸发温度降至该蓄冷温度，以实现车内提前蓄冷来防止红灯停车后发动机退出启停为车内制冷的现象。
其中，所述微控制单元还包括风量及风门位置调整模块；其中，
所述风量及风门位置调整模块，用于在发动机熄火进入启停后，对车内空调预置鼓风机的风量以及预置空气混合风门位置进行调整。
其中，所述微控制单元通过CAN总线与车内空调预置的蒸发器、鼓风机以及空气混合风门进行通信控制。
其中，所述空调控制器还包括与所述微控制单元均进行通信的V2X通讯芯片和高精度定位芯片；其中，
所述V2X通讯芯片，用于基于C-V2X技术与预设路侧单元进行周期性通信获得交通灯信息；
所述高精度定位芯片，用于与通信卫星进行通信获得车辆当前行驶位置。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明利用车联网技术，通过周期性接收车辆当前行驶道路周边预设路侧单元RSU来获取车辆前向交通灯信息，并根据当前行驶位置的车速、加速度和车内温度，以及车辆当前行驶位置到该红绿灯所设停止线的距离和对应红绿灯的当前信号状态为绿灯时的剩余时长，进行空调压缩机控制(如蒸发器饱和温度控制)，以提前储备冷空气，从而保证在遇到红灯停车后，车辆不会因为车内温度过高而发动机退出启停，延长了发动机的停止时间，从而发挥最大节能作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例提供的一种车辆提前蓄冷以防止启停退出的方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种空调控制器的系统结构示意图
图3为本发明实施例提供的一种空调控制器与车内发动机和车内空调系统的应用场景图；
图4为图3中车内空调系统的局部结构放大示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，为本发明实施例中，提供的一种车辆提前蓄冷以防止启停退出的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S1、在车辆行驶工况下，接收车外温度，并在该车外温度大于预设温度阈值时，周期性接收车辆当前行驶道路周边预设路侧单元所发送的交通灯信息，且进一步根据该交通灯信息，得到车辆前向间距最近的红绿灯的位置、变化周期和当前信号状态；
步骤S2、根据所得到的车辆前向间距最近的红绿灯的位置、变化周期和当前信号状态，并结合车辆当前行驶位置及对应的车速、加速度和车内温度，计算出车辆所需的蓄冷温度，且进一步控制车内空调预置蒸发器的蒸发温度降至该蓄冷温度，以实现车内提前蓄冷来防止红灯停车后发动机退出启停为车内制冷的现象。
具体过程为，在步骤S1中，车辆行驶工况下，空调控制器通过CAN总线接收整车控制器VCU所传输过来并由车辆外置温度传感器所采集到的车外温度(即当前行驶道路环境温度)，并将车外温度与预设温度阈值进行对比来判断是否需要提前蓄冷，以防止天热情况下，遇到红灯停车后发动机退出启停为车内制冷的现象。例如，若该车外温度大于预设温度阈值(如25度)，则需要提前蓄冷；反之，则不需要提前蓄冷。
在确定需要提前蓄冷的情况下，即车外温度大于预设温度阈值(如25度)，周期性(如每一次间隔2S为一周期)接收车辆当前行驶道路周边预设路侧单元RSU所发送的交通灯信息；其中，该交通灯信息是基于C-V2X技术与预设路侧单元进行通信获得的，其包括但不局限于当前行驶道路上所有红绿灯的位置、所有红绿灯的变化周期(即红灯、黄灯及绿灯之间变化的一个周期总时长)、所有红绿灯的当前信号状态的剩余时长和所有红绿灯在当前行驶道路上所设停止线的位置等。
因此，在上述交通灯信息上，根据车辆行驶方向，得到车辆前向间距最近的红绿灯及其对应的位置、变化周期和当前信号状态。
在步骤S2中，第一步、确定车辆当前行驶位置，并结合车辆前向间距最近红绿灯的位置，得到车辆当前行驶位置到该车辆前向间距最近红绿灯对应当前行驶道路上所设的停止线的距离，且进一步结合该车辆前向间距最近红绿灯的变化周期及对应的当前信号状态，得到车辆当前行驶位置对应该车辆前向间距最近红绿灯的当前信号状态为绿灯时的剩余时长。
第二步、接收车辆当前行驶位置的车速、加速度和车内温度，并结合所得到的距离及剩余时长，计算出车辆所需的蓄冷温度，且进一步控制车内空调预置蒸发器的蒸发温度降至该蓄冷温度，以实现车内提前蓄冷来防止在该车辆前向间距最近红绿灯为红灯停车后，发动机退出启停为车内制冷的现象。
在第一步中，首先，空调控制器基于预先集成的高精度定位功能(如北斗卫星定位功能和/或GPS定位功能)与通信卫星进行通信来获得车辆当前行驶位置，同时确定该车辆当前行驶位置对应前向间距最近红绿灯的当前信号状态(即红、黄及绿灯之其中一种)。
其次，从步骤S1中前向间距最近红绿灯的位置，筛选出对应该红绿灯在当前行驶道路上所设停止线的位置，并结合车辆当前行驶位置进行计算，得到车辆当前行驶位置到该前向间距最近红绿灯对应当前行驶道路上所设停止线的距离。
最后，定位车辆当前行驶位置对应该前向间距最近红绿灯的当前信号状态，确定出若该前向间距最近红绿灯的当前信号状态为绿灯时的已用时长，并结合该前向间距最近红绿灯的变化周期和当前信号状态，得到车辆当前行驶位置对应该前向间距最近红绿灯的当前信号状态为绿灯时的剩余时长。例如，车辆当前行驶位置对应该前向间距最近红绿灯呈绿灯状态的已用时长为4S，提取前向间距最近红绿灯的变化周期中绿灯总时长10S与已用时长4S相减，所得的差6S记为车辆当前行驶位置对应该红绿灯的当前信号状态为绿灯时的剩余时长。
应当说明的是，若车辆当前行驶位置对应该前向间距最近红绿灯的当前信号状态为红灯或黄灯时，则将车辆当前行驶位置对应该前向间距最近红绿灯的当前信号状态为绿灯时的剩余时长记为0S。
在第二步中，首先，空调控制器通过CAN总线接收VCU在车辆当前行驶位置上所传输过来的车速、加速度车内温度；其中，车速是由车辆外置车速传感器所采集到的；加速度是由车辆外置加速度传感器所采集到的；车内温度是由车辆内置温度传感器所采集到的。
其次，通过以下公式，计算出车辆所需的蓄冷温度TE；
其中，S为车辆当前行驶位置到车辆前向间距最近红绿灯所设停止线的距离；v为车辆当前行驶位置的车速；a为车辆当前行驶位置的加速度；n为使S-(v×(n×T+t)+0.5×a×(n×T+t)2)>0且计算值为最小时的整数；可以理解的是，若满足S-(v×(n×T+t)+0.5×a×(n×T+t)2)>0中n有多个正整数，则n取最大的一个；T为车辆前向间距最近红绿灯的变化周期；t为车辆当前行驶位置对应车辆前向间距最近红绿灯为绿灯时的剩余时长；K1为预先设定的车联网系数，取值为固定数值；K2为预先设定的内温系数，取值为固定数值；TR为车辆当前行驶位置的车内温度。
应当说明的是，K1、K2可以需要根据不同车型在不同车外环境温度、不同车内温度和不同阳光强度下进行标定。
最后，控制车内空调预置蒸发器的蒸发温度降至该蓄冷温度TE，以实现车内提前蓄冷来防止在该车辆前向间距最近红绿灯为红灯停车后，发动机退出启停为车内制冷的现象。可以理解的是，车内提前蓄冷也适用于车辆在绿灯时通过红绿灯路口的场景。
在本发明实施例中，还可以在红灯停车后发动机进入停止，且车外温度大于预设温度阈值(如25度)时，通过进一步调节车内空调风量大小来提升体验舒适度。因此，所述方法进一步包括：在发动机熄火进入启停后，对车内空调预置鼓风机的风量以及预置空气混合风门位置进行调整，具体为：
若检测到鼓风机的档位(如3档及以上)大于等于预设档位(如3档)时，则将鼓风机的档位调整至预设档位(即下调至3档)；反之，若检测到鼓风机的档位(如1档)小于预设档位(如3档)时，则保持鼓风机的原有档位(即不改变档位继续维持在1档)；以及
将空气混合风门位置由原有的第二位置处调整至已定义的第一位置处，以轻微降低车内温度，以避免因提前蓄冷造成车内温度较冷而体验舒适度不佳的现象。
应当说明的是，空气混合风门位置包括第二位置处和第一位置处，二者均在车辆中预先设定好的。
如图2所示，为本发明实施例中，提供的一种空调控制器，其安装在汽车上，包括微控制单元1；其中，
所述微控制单元1包括交通灯信息接收模块11和降温蓄冷模块12；其中，
所述交通灯信息接收模块11，用于在车辆行驶工况下，接收车外温度，并在该车外温度大于预设温度阈值时，周期性接收车辆当前行驶道路周边预设路侧单元所发送的交通灯信息，且进一步根据该交通灯信息，得到车辆前向间距最近的红绿灯的位置、变化周期和当前信号状态；
所述降温蓄冷模块12，用于根据所得到的车辆前向间距最近的红绿灯的位置、变化周期和当前信号状态，并结合车辆当前行驶位置及对应的车速、加速度和车内温度，计算出车辆所需的蓄冷温度，且进一步控制车内空调预置蒸发器的蒸发温度降至该蓄冷温度，以实现车内提前蓄冷来防止红灯停车后发动机退出启停为车内制冷的现象。
其中，所述微控制单元1还包括风量及风门位置调整模块13；其中，
所述风量及风门位置调整模块13，用于在发动机熄火进入启停后，对车内空调预置鼓风机的风量以及预置空气混合风门位置进行调整。
其中，所述微控制单元通过CAN总线(即采用内置CAN芯片来实现)与车内空调预置的蒸发器、鼓风机以及空气混合风门进行通信控制。
其中，所述空调控制器还包括与所述微控制单元1均进行通信的V2X通讯芯片2和高精度定位芯片3；其中，
所述V2X通讯芯片2，用于基于C-V2X技术与预设路侧单元进行周期性通信获得交通灯信息；
所述高精度定位芯片3，用于与通信卫星进行通信获得车辆当前行驶位置。
如图3和图4所示，为本发明实施例中提供的一种空调控制器的应用场景图。
在图3中，空调控制器内置有MCU、CAN芯片、V2X通讯芯片和高精度定位芯片。空调控制器通过V2X通讯芯片与车辆当前行驶道路周边预设路侧单元进行通信，周期性接收该路侧单元所发送的交通灯信息，以及通过高精度定位芯片与通信卫星进行通信获得车辆当前行驶位置。同时，空调控制器基于CAN芯片来获取车辆当前行驶位置的车速、加速度、车内外温度。最后，空调控制器通过MCU将路侧单元所发送的交通灯信息、车辆当前行驶位置的车速、加速度、车内外温度进行计算，以得到车辆在车外温度大于预设温度阈值(如25度)时所需的蓄冷温度，且进一步控制车内空调预置蒸发器的蒸发温度降至该蓄冷温度，以实现车内提前蓄冷来防止红灯停车后发动机退出启停为车内制冷的现象。
在图4中，位置1为预先定义的第一位置处，位置2为预先定义的第二位置处。空调控制器通过总线信号获取当前发动机是否进入启停状态？若发动机进入启停后，空调控制器在车外温度大于预设温度阈值(如25度)，且提前蓄冷时，强制鼓风机风量降低至3档以下(若当前鼓风机为3档或3档以上，则令鼓风机为3档；若当前鼓风机为3档以下，则不改变鼓风机档位)，空气混合风门由位置2调至位置1。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明利用车联网技术，通过周期性接收车辆当前行驶道路周边预设路侧单元RSU来获取车辆前向交通灯信息，并根据当前行驶位置的车速、加速度和车内温度，以及车辆当前行驶位置到该红绿灯所设停止线的距离和对应红绿灯的当前信号状态为绿灯时的剩余时长，进行空调压缩机控制(如蒸发器饱和温度控制)，以提前储备冷空气，从而保证在遇到红灯停车后，车辆不会因为车内温度过高而发动机退出启停，延长了发动机的停止时间，从而发挥最大节能作用。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个系统单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种车辆提前蓄冷以防止启停退出的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤S1、在车辆行驶工况下，接收车外温度，并在该车外温度大于预设温度阈值时，周期性接收车辆当前行驶道路周边预设路侧单元所发送的交通灯信息，且进一步根据该交通灯信息，得到车辆前向间距最近的红绿灯的位置、变化周期和当前信号状态；
步骤S2、根据所得到的车辆前向间距最近的红绿灯的位置、变化周期和当前信号状态，并结合车辆当前行驶位置及对应的车速、加速度和车内温度，计算出车辆所需的蓄冷温度，且进一步控制车内空调预置蒸发器的蒸发温度降至该蓄冷温度，以实现车内提前蓄冷来防止红灯停车后发动机退出启停为车内制冷的现象。
2.如权利要求1所述的车辆提前蓄冷以防止启停退出的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
确定车辆当前行驶位置，并结合车辆前向间距最近红绿灯的位置，得到车辆当前行驶位置到该车辆前向间距最近红绿灯对应当前行驶道路上所设的停止线的距离，且进一步结合该车辆前向间距最近红绿灯的变化周期及对应的当前信号状态，得到车辆当前行驶位置对应该车辆前向间距最近红绿灯的当前信号状态为绿灯时的剩余时长；
接收车辆当前行驶位置的车速、加速度和车内温度，并结合所得到的距离及剩余时长，计算出车辆所需的蓄冷温度，且进一步控制车内空调预置蒸发器的蒸发温度降至该蓄冷温度，以实现车内提前蓄冷来防止在该车辆前向间距最近红绿灯为红灯停车后，发动机退出启停为车内制冷的现象。
3.如权利要求2所述的车辆提前蓄冷以防止启停退出的方法，其特征在于，通过公式计算出车辆所需的蓄冷温度TE；其中，
S为车辆当前行驶位置到该车辆前向间距最近红绿灯所设停止线的距离；v为车辆当前行驶位置的车速；a为车辆当前行驶位置的加速度；n为使S-(v×(n×T+t)+0.5×a×(n×T+t)2)>0且计算值为最小时的整数；T为车辆前向间距最近红绿灯的变化周期；t为车辆当前行驶位置对应车辆前向间距最近红绿灯为绿灯时的剩余时长；K1为预先设定的车联网系数，取值为固定数值；K2为预先设定的内温系数，取值为固定数值；TR为车辆当前行驶位置的车内温度。
4.如权利要求1所述的车辆提前蓄冷以防止启停退出的方法，其特征在于，所述交通灯信息是基于C-V2X技术与预设路侧单元进行通信获得的；所述车辆当前行驶位置是基于预先集成的高精度定位功能与通信卫星进行通信获得的。
5.如权利要求1所述的车辆提前蓄冷以防止启停退出的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
在发动机熄火进入启停后，对车内空调预置鼓风机的风量以及预置空气混合风门位置进行调整。
6.如权利要求5所述的车辆提前蓄冷以防止启停退出的方法，其特征在于，所述对车内空调预置鼓风机的风量以及预置空气混合风门位置进行调整的步骤具体为：
若检测到该鼓风机的档位大于等于预设档位时，则将该鼓风机的档位调整至所述预设档位；反之，若检测到该鼓风机的档位小于所述预设档位时，则保持该鼓风机的原有档位；以及
将该空气混合风门位置由原有的第二位置处调整至已定义的第一位置处。
7.一种空调控制器，其特征在于，其安装在汽车上，包括微控制单元；其中，
所述微控制单元包括交通灯信息接收模块和降温蓄冷模块；其中，
所述交通灯信息接收模块，用于在车辆行驶工况下，接收车外温度，并在该车外温度大于预设温度阈值时，周期性接收车辆当前行驶道路周边预设路侧单元所发送的交通灯信息，且进一步根据该交通灯信息，得到车辆前向间距最近的红绿灯的位置、变化周期和当前信号状态；
所述降温蓄冷模块，用于根据所得到的车辆前向间距最近的红绿灯的位置、变化周期和当前信号状态，并结合车辆当前行驶位置及对应的车速、加速度和车内温度，计算出车辆所需的蓄冷温度，且进一步控制车内空调预置蒸发器的蒸发温度降至该蓄冷温度，以实现车内提前蓄冷来防止红灯停车后发动机退出启停为车内制冷的现象。
8.权利要求7所述的空调控制器，其特征在于，所述微控制单元还包括风量及风门位置调整模块；其中，
所述风量及风门位置调整模块，用于在发动机熄火进入启停后，对车内空调预置鼓风机的风量以及预置空气混合风门位置进行调整。
9.权利要求8所述的空调控制器，其特征在于，所述微控制单元通过CAN总线与车内空调预置的蒸发器、鼓风机以及空气混合风门进行通信控制。
10.权利要求9所述的空调控制器，其特征在于，所述空调控制器还包括与所述微控制单元均进行通信的V2X通讯芯片和高精度定位芯片；其中，
所述V2X通讯芯片，用于基于C-V2X技术与预设路侧单元进行周期性通信获得交通灯信息；
所述高精度定位芯片，用于与通信卫星进行通信获得车辆当前行驶位置。
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