JP2008155727A - Operating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シフトレバーの小型化によるレイアウト自由度を確保し、かつ、シフトレバーの操作の確実性を確保することができる車両に搭載される操作装置に関する。 The present invention relates to an operation device mounted on a vehicle that can secure a degree of freedom in layout due to downsizing of a shift lever and can ensure certainty of operation of the shift lever.
車両に搭載される自動変速機のシフト操作装置として、近年、装置の小型化や操作力の低減化において有利な、いわゆるシフト・バイ・ワイヤ方式のシフト操作装置が提案されている。 As a shift operation device for an automatic transmission mounted on a vehicle, a so-called shift-by-wire shift operation device has been proposed in recent years that is advantageous in reducing the size of the device and reducing the operation force.
シフト・バイ・ワイヤ方式のシフト操作装置は、運転者がシフトレバーを操作したときのシフト位置をセンサ等によって検知し、その検知信号に基づいてアクチュエータで自動変速機(オートマチック・トランスミッション:以下、ATという。)のレンジを切り替える、つまり電気的制御によりATのレンジを切り替える構成となっている。これにより、シフトレバーの操作態様についても設計の自由度が広がり、例えば、所定のシフト位置に入れたレバーから手を離すと、このシフトレバーが復帰機構によって中立位置に自動的に復帰する、いわゆるモーメンタリ機能を持たせることができる。 A shift-by-wire type shift operation device detects a shift position when a driver operates a shift lever by a sensor or the like, and an automatic transmission (automatic transmission: hereinafter referred to as AT) by an actuator based on the detection signal. In other words, the AT range is switched by electrical control. As a result, the degree of freedom in designing the operation mode of the shift lever is also increased. For example, when the hand is released from the lever placed in a predetermined shift position, the shift lever automatically returns to the neutral position by the return mechanism. It can have a momentary function.
また、シフト・バイ・ワイヤ方式のシフト操作装置では、シフトレバーの位置がP(パーキング)レンジに選択されるのに応じて、ATのレンジが、電動アクチュエータの駆動によりパーキングロック機構を作動させて、ATの出力軸を機械的にロック(パーキングロック)する。 In the shift-by-wire shift operation device, the AT range operates the parking lock mechanism by driving the electric actuator in response to the shift lever position being selected in the P (parking) range. The AT output shaft is mechanically locked (parking lock).
通常、このパーキングロックを解除するために、シフトレバーのノブには、パーキングロック解除スイッチが設けられている。運転者が、シフトレバーを、P位置(パーキング位置)から例えば、D(ドライブ)位置にシフト操作して、ATをPレンジからDレンジに切り替える際には、運転者は、パーキングロック解除スイッチを押した後に、シフトレバーを傾けて、Pレンジから他のレンジ(例えば、D(ドライブ)レンジ)を選択することができる。シフト・バイ・ワイヤ方式を併用しない通常のATにおいても、シフトノブに設けたパーキングロック解除スイッチを押さなければ、Pレンジからシフトレバーが移動しない設計となっている。 Usually, in order to release the parking lock, the knob of the shift lever is provided with a parking lock release switch. When the driver shifts the shift lever from the P position (parking position) to, for example, the D (drive) position and switches the AT from the P range to the D range, the driver sets the parking lock release switch. After pressing, the shift lever can be tilted to select another range (for example, D (drive) range) from the P range. Even in a normal AT that does not use the shift-by-wire system, the shift lever is not moved from the P range unless the parking lock release switch provided on the shift knob is pressed.
一方、シフト・バイ・ワイヤ方式は、シフトレバーの小型化によるレイアウト自由度の拡大を図ることができるが、パーキング位置解除の際に必要なパーキングロック解除スイッチは、大きくなってしまい、シフトレバーの小型化に反することになる。シフトレバーにパーキングロック解除スイッチを設けない方法として、人の手の接触を検出する静電センサを設けるようにした技術が公開されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1の対象とする装置は、自動変速機のセレクトアシスト装置であり、シフトノブに設けられた静電センサは、運転者の手が触れていなくても、手以外の接触でも検出してしまうので操作の確実性において問題がある。例えば、物がぶつかっても静電センサは、接触を検知するおそれがある。
The device that is the subject of
本発明は、上記の課題を解決するための発明であって、シフトレバーの小型化によるレイアウト自由度を確保し、かつ、シフトレバーの確実な操作性を確保することができる車両に搭載される操作装置を提供することを目的とする。 The present invention is an invention for solving the above-described problems, and is mounted on a vehicle capable of ensuring a degree of freedom in layout by downsizing the shift lever and ensuring reliable operability of the shift lever. An object is to provide an operating device.
請求項1に記載の本発明による操作装置は、複数の操作位置に変更できる操作子(例えば、シフトレバー31)を有する操作装置であって、運転者が前記操作子の操作時に触れる個所に配置した複数の電極と、該複数の電極のうち少なくとも2つの電極(例えば、電極33,34)が両端に接続される電流回路(例えば、電流検出器35、直流電源36、DC/DCコンバータ37、配線38で構成される電流回路)とを備え、前記電流回路に所定値以上の電流が流れたことを検知した場合に、前記操作子の現在の操作位置から他の操作位置への選択に対応した変更を許容することを特徴とする。
The operating device according to the first aspect of the present invention is an operating device having an operating element (for example, a shift lever 31) that can be changed to a plurality of operating positions, and is disposed at a location where the driver touches the operating element. A plurality of electrodes and a current circuit (for example, a
請求項1に記載の発明によれば、運転者が操作子の操作時に複数の電極を導通し、所定の電流値を検知した場合に、他のレンジへの変更操作、例えば、ロック解除操作を行うことを許容しているので、レンジ変更への確実な操作性を確保することができる。 According to the first aspect of the present invention, when the driver conducts the plurality of electrodes when operating the operation element and detects a predetermined current value, an operation for changing to another range, for example, an unlocking operation is performed. Since it is allowed to perform, reliable operability to the range change can be ensured.
本発明によれば、シフトレバーの小型化によるレイアウト自由度を確保し、かつ、シフトレバーの操作の確実性を確保することができる。 According to the present invention, it is possible to ensure the degree of freedom of layout by downsizing the shift lever and to ensure the reliability of the operation of the shift lever.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
《第1の実施の形態》
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る車両に搭載される自動変速機のシフト操作装置を示す概略構成図である。図2は、本発明の第1の実施の形態に係るシフト装置を示す斜視図である。図1に示すように、自動変速機(AT)1には、制御装置2とシフト装置10とを備えたシフト操作装置20が接続されている。AT1は、トルクコンバータ3を介してエンジン4のエンジン出力軸(図示せず)に連結されている。AT1の油圧制御部5には、AT1のレンジ切り替えを行うための電動アクチュエータ6が設けられている。油圧制御部5および電動アクチュエータ6は、制御装置2からの制御信号に基づいて駆動制御される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a shift operation device for an automatic transmission mounted on a vehicle according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the shift device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a shift operation device 20 including a control device 2 and a
制御装置2は、車室内に設けられたシフト・バイ・ワイヤ方式のシフト装置10と電気的に接続されており、シフト装置10のシフト操作状況に応じた検知信号が、制御装置2に入力される。制御装置2は、シフト装置10から入力される検知信号に基づいて、油圧制御部5および電動アクチュエータ6に制御信号を出力して両者を駆動制御する。
The control device 2 is electrically connected to a shift-by-
AT1のシフトレンジは、本実施の形態では、P(パーキング)レンジ、R(リバース)レンジ、N(ニュートラル)レンジ、D(ドライブ)レンジ、D2(ドライブ2)レンジを有しており、各レンジの配列はPレンジ、Rレンジ、Nレンジ、Dレンジ、D2レンジの順に設定されている。なお、AT1がNレンジに選択された場合は、AT1のエンジン4側と駆動輪(図示せず)側との動力伝達を遮断した中立状態に設定され、また、Pレンジに選択された場合は、エンジン4側と駆動輪側との動力伝達を遮断した中立状態に設定されるとともに、パーキングロック機構(図示せず)が作動してAT1の出力軸7を機械的にロックする。
In this embodiment, the shift range of AT1 has a P (parking) range, an R (reverse) range, an N (neutral) range, a D (drive) range, and a D 2 (drive 2) range. sequence range is set P range, R range, N range, D range, in the order of D 2 range. When AT1 is selected in the N range, the neutral state is set in which the power transmission between the engine 4 side and the drive wheel (not shown) side of AT1 is cut off, and when the P range is selected. A neutral state is established in which power transmission between the engine 4 side and the drive wheel side is interrupted, and a parking lock mechanism (not shown) is activated to mechanically lock the output shaft 7 of the
図2に示すように、シフト装置10は、台座30に、ステーショナリ方式の操作子(シフトレバー)31を備えている。台座30の下部部分(図示せず)には、シフトレバー31のシフト位置に合わせて(図1参照)、P位置検知センサ11、R位置検知センサ12、N位置検知センサ13、D位置検知センサ14、およびD2位置検知センサ15が設けられている。シフトレバー31の上部のシフトノブ32の上部および側方には、電極33,34が設けられており、運転者がシフトノブ32に手を添え、離すことにより、電極33および電極34が生体スイッチ16(図1参照)の機能として働く。生体スイッチ16とは、人間の体の一部(生体器官)を利用してスイッチを構成することをいう。電極34は、電流検出器35を介して、直流電源36のアース側に接続されている。また、電極33は、DC/DCコンバータ37を介して、直流電源36の高圧側に接続されている。生体スイッチ16がオンされる(手に電流が流れる)と、電流検出器35、直流電源36、DC/DCコンバータ37を介して、閉回路が形成され、生体スイッチ16がオフされる(手が離れる)と、開回路が形成される。直流電源36は、制御装置2内の電源と共用することが、部品点数を削減する上で好ましい。配線38は、シフトレバー31内部に配置され、制御装置2に配線されている。ここでは、回路構成を説明するために、配線38はシフトレバー31の外置きで示されている。
As shown in FIG. 2, the
なお、位置検知センサ11〜15は、押されることにより信号を出力するものであってもよい。また、位置検知センサ11〜15は、非接触センサ(例えば、ホールセンサ)であり、シフトレバー31の下端に固着した磁石(図示せず)と対向するように配置されていてもよい。
Note that the position detection sensors 11 to 15 may output signals when pressed. Further, the position detection sensors 11 to 15 are non-contact sensors (for example, hall sensors), and may be disposed so as to face a magnet (not shown) fixed to the lower end of the
シフト装置10のシフトレバー31を操作して、例えば、P位置からD位置に変更すると、この操作状況がD位置検知センサ14によって検知され、D位置検知センサ14からD位置に対応した信号が制御装置2に出力される。そして、制御装置2は、入力される信号(D位置信号)に応じてAT1のDレンジが選択されるように油圧制御部5および電動アクチュエータ6に制御信号を出力して、両者を駆動制御する。これにより、AT1のDレンジに対応したバルブ(図示せず)が駆動され、Dレンジに切り替えられる。このとき、運転者がシフトノブ32を握り、生体スイッチ16がオンしないと、シフトレバー31がP位置から動かない機構となっている。
When the
図3は、シフトレバーの操作時を示す説明図である。P位置からの操作を例として説明する。車両の停止(駐車)時に、運転者がシフトレバー31をP位置に操作すると、駐車位置(P位置)に対応した信号が制御装置2に出力される。そして、制御装置2は、入力される信号(P位置信号)に応じてAT1のPレンジが選択されるように油圧制御部5および電動アクチュエータ6に制御信号を出力して、両者を駆動制御する。そして、これにより、Pレンジに対応したバルブが駆動され、エンジン4側と駆動輪側との動力伝達を遮断した中立状態に切り替えられる。さらに、制御装置2は入力される信号(P位置信号)に基づいて、パーキング用電動アクチュエータを駆動してパーキングロック機構を作動させ、AT1の出力軸7を機械的にロック(パーキングロック)する。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the operation of the shift lever. An operation from the P position will be described as an example. When the driver operates the
ところで、駐車操作状態のときは、シフトレバー31が不用意にシフト操作されないように、制御装置2は、シフトレバーがPレンジから他のレンジへ移動することを許可しないようシフトレバーロック機構を作動させている。そして、この駐車操作状態のときから、シフトレバー31を他の操作位置(例えば、D位置)にシフト操作する場合、シフトレバーロックを解除する必要がある。
By the way, in the parking operation state, the control device 2 operates the shift lever lock mechanism so as not to allow the shift lever to move from the P range to another range so that the
シフトレバーロックを解除する場合、運転者がシフトノブ32を手40で握ると、手40の親指部分が電極34に接触し、また手40のひらの部分が電極33に接触することにより、生体スイッチ16に電流が流れる。制御装置2内の電流検出器35は、所定の電流値以上であると判定すると、シフトレバーロックの解除指令を出すことができ、かつ、シフトレバー31をP位置(現在の操作位置)から他の操作位置へ動かすことができる。
When releasing the shift lever lock, when the driver holds the
以下、動作について説明する。
図4は、シフトレバーを駐車位置から他の位置にシフト操作するときの制御装置の動作を示すフローチャートである。運転者が、シフトノブ32を握り、生体スイッチ16をオンし、所定の電流が検知された場合にシフトレバーロック解除することが特徴である。
The operation will be described below.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the control device when the shift lever is shifted from the parking position to another position. It is a feature that the driver holds the
制御装置2は、AT1のシフトレンジがPレンジか否かを判定する(ステップS101)。AT1のシフトレンジがPレンジの場合(ステップS101、Yes)、制御装置2は、シフトレバー31が、P位置検知センサ11の信号によりP位置か否かを判定する(ステップS102)。シフトレバー31がP位置である場合(ステップS102,Yes)には、制御装置2は、電流検出器35の電流値が第1の所定値以上であるか否かを判定する(ステップS103)。第1の所定値とは、例えば10mAである。電流検出器35の電流値が第1の所定値以上である場合(ステップS103,Yes)、ステップS104へ進む。制御装置2は、電流値が第2の所定値未満か否かを判定する(ステップS104)。第2の所定値とは、例えば、20mAである。電流検出器35の電流値が第2の所定値未満である場合(ステップS104,Yes)、制御装置2は、シフトレバーロック機構(図示せず)にロック解除信号を出力してこのシフトレバーロック機構を作動させ、シフトレバー31に対するロック状態を解除する(ステップS106)。電流検出器35の電流値が第2の所定値未満でない場合(ステップS104,No)、DC/DCコンバータ37の出力電圧の電圧調整をする(ステップS105)。これにより、運転者の手に印加される電圧を抑制することができる。生体抵抗は、通常数百Ω(オーム)から約2kΩと考えられる。このため、第2の所定値20mAの場合、生体への印加電圧としては、最大約40Vとなる。印加電圧は、許容時間以上に印加される場合には、DC/DCコンバータ37の出力電圧を低減もしくは、停止することが好ましい。シフトレバーのロック解除(ステップS106)ののち、DC/DCコンバータ37等の初期設定をする(ステップS107)。
The control device 2 determines whether or not the shift range of AT1 is the P range (step S101). When the shift range of AT1 is the P range (step S101, Yes), the control device 2 determines whether or not the
ステップS101において、AT1のシフトレンジがPレンジでない場合(ステップS101,No)、ステップS101へ戻る。ステップS102において、シフトレバー31がP位置でない場合(ステップS102,No)、ステップS101へ戻る。ステップS103において、電流検出器35の電流値が第1の所定値以上でない場合(ステップS103,No)、ステップS101へ戻る。なお、制御装置2は、一定の時間毎、例えば、1ms毎に、ステップS101〜S107のステップを繰り返し、運転者が操作するシフトレバー31のシフト位置を監視している。
If the shift range of AT1 is not the P range in step S101 (step S101, No), the process returns to step S101. In step S102, when the
図5は、シフトレバーの他の実施の形態を示す斜視図である。シフトレバー31のシフトノブ32の電極位置を変更した場合である。シフトノブ32の人差指、中指等が触れる位置に電極33aと、親指が触れる位置に電極34を設けている。この場合においても、運転者が、シフトノブ32を握ることにより、生体スイッチ16(図2参照)を機能させることができる。
FIG. 5 is a perspective view showing another embodiment of the shift lever. This is a case where the electrode position of the
また、電極33aは、複数の電極で構成され、人差指、中指、薬指および小指が触れる位置に電極が配置されていてもよい。運転者が前記操作子のシフト操作時に触れる複数の電極を有し、複数の電極のうち少なくとも2つの電極が両端に接続される電流回路を備えていればよい。
Moreover, the
また、シフトノブ32の形状は、円柱状でも同様に本実施の形態を実現できる。シフトノブ32の人差指、中指等が触れる位置に電極33aと、親指が触れる位置に電極34を設けるとよい。
Further, even if the
以上のように、この実施の形態では、パーキング位置(P位置)からのシフト操作によるシフトレバー31の許可判断に、生体スイッチ16の電極33と電極34との導通があり所定の電流値以上があるか否かを判定することにより、AT1のレンジ変更の指示許可をしている。これにより、運転者がパーキング位置からシフト操作する場合、シフトレバー31の小型化によるレイアウト自由度を確保し、かつ、シフトレバーの確実な操作性を確保することができる車両に搭載される自動変速機のシフト操作装置を提供することができる。
As described above, in this embodiment, the permission judgment of the
本実施の形態においては、図1において、ステーショナリ式のシフトレバー31の例を示したが、所定のシフト位置に入れたシフトレバーから手を離すと、このシフトレバーが復帰機構によって中立位置に自動的に復帰する、いわゆるモーメンタリ機能を持つモーメンタリ式のシフトレバーを用いてもよい。例えば、AT1のレンジがPレンジにあり他のシフトレンジに移動する場合、運転者は、シフトノブ32の生体スイッチ16を、手で導通させ、制御装置2は、所定電流値を検出判定すると、AT1のレンジ変更の指示許可をする。これに対して、運転者がシフトノブ32を握っていないとき、シフトレバーは動くが、AT1のレンジ変更は許可しない。これにより、運転者がパーキング位置からシフト操作する場合、シフトレバー31の小型化によるレイアウト自由度を確保し、かつ、シフトレバーの確実な操作性を確保することができる車両に搭載される自動変速機のシフト操作装置を提供することができる。
In the present embodiment, an example of the stationary
《第2の実施の形態》
図6は、本発明の第2の実施の形態に係るシフト装置を示す外観図である。図6(a)は上面からの外観図であり、図6(b)は、A矢視図、図6(c)は、B矢視図、図6(d)は、運転者がシフト装置を操作する状態を示している。回動操作のつまみ形状のシフト装置において、回動操作つまみ50の両側には、図6(b)に示すように電極34b、図6(c)に示すように電極33bが設けられている。図6(d)に示すように、運転手が、シフト装置の回動操作つまみ50を操作する場合に、回動操作つまみ50を親指と人差指または中指でつまむと、生体スイッチ16をオンすることができる。
<< Second Embodiment >>
FIG. 6 is an external view showing a shift device according to the second embodiment of the present invention. 6 (a) is an external view from the top, FIG. 6 (b) is a view from arrow A, FIG. 6 (c) is a view from arrow B, and FIG. 6 (d) is a shift device by the driver. The state which operates is shown. In the pivot operation knob-shaped shift device, on both sides of the
本実施の形態の場合は、回動操作のつまみ形状のシフト装置の場合においても生体スイッチを形成することができ、シフト装置の小型化によるレイアウト自由度を確保し、かつ、シフト装置の確実な操作性を確保することができる車両に搭載される自動変速機のシフト操作装置を提供することができる。 In the case of the present embodiment, a biological switch can be formed even in the case of a knob-shaped shift device for rotational operation, ensuring a degree of freedom in layout by downsizing the shift device, and ensuring a reliable shift device. It is possible to provide a shift operation device for an automatic transmission mounted on a vehicle that can ensure operability.
《第3の実施の形態》
図7は、本発明の第3の実施の形態に係るパドルスイッチを示す外観図である。第3の実施の形態は、パドルスイッチに本発明を適用した場合である。図7(a)は、運転者側からの外観図であり、図7(b)は、A矢視図、図7(c)は、B矢視図である。
<< Third Embodiment >>
FIG. 7 is an external view showing a paddle switch according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the present invention is applied to a paddle switch. 7 (a) is an external view from the driver side, FIG. 7 (b) is a view as seen from the arrow A, and FIG. 7 (c) is a view as seen from the arrow B.
図7に示すように、パドルスイッチ61,62は、ステアリングハンドル60の裏側の左右両側に設けられている。ステアリングハンドル60側には、電極33c,33dが設けられ、パドルスイッチ61,62側には、電極34c,34dが設けられている。電極33cおよび電極34cに生体スイッチ16が構成され、同様に、電極33dおよび電極34dにより生体スイッチ16が構成されている。パドルスイッチ61には、図示していないが、「−」位置検知センサ(マイナス位置検知センサ)が設置され、パドルスイッチ62には、「+」位置検知センサ(プラス位置検知センサ)が設置されている。パドルスイッチ61,62を押すこと(図面手前に引くこと)により、それぞれの位置検知センサが押圧されたことを検出する。運転者が、パドルスイッチ61を押すと、「−」位置検知センサが−位置を検知しシフト位置を制御装置2に送信する。−位置は、現状よりも1段階低速側にAT1のレンジ設定の切り替えをすることを意味する。また、運転者が、パドルスイッチ62を押すと、+位置検知センサが+位置を検知しシフト位置を制御装置2に送信する。+位置は、現状よりも1段階高速側にAT1のレンジ設定の切り替えをすることを意味する。
As shown in FIG. 7, the paddle switches 61 and 62 are provided on the left and right sides on the back side of the
本実施の形態の場合は、パドルスイッチの場合においても生体スイッチを形成することができ、シフト操作のパドルスイッチのレイアウト自由度を確保し、かつ、パドルスイッチの確実な操作性を確保することができる車両に搭載される自動変速機のシフト操作装置を提供することができる。 In the case of the present embodiment, even in the case of a paddle switch, a biological switch can be formed, the degree of freedom of layout of the paddle switch for shifting operation can be ensured, and the reliable operability of the paddle switch can be ensured. It is possible to provide a shift operation device for an automatic transmission that is mounted on a vehicle that can be used.
以上述べた実施の形態においては、シフトレバー31の確実な操作性を確保する装置を説明した。一例として、生体スイッチ16がシフトレバー31のシフトノブ32に設けられ、パーキング位置からのパーキング解除スイッチとして説明した。しかし、シフトレバー31の確実な操作性を確保する装置として、必ずしもこのパーキング解除スイッチに限らない。例えば、図1において、NレンジからDレンジまたはNレンジからRレンジへの変更をするための変更許可操作スイッチとしてもよい。また、DレンジからRレンジへの変更、あるいは、RレンジからDレンジへの変更をするための変更許可操作スイッチとしてもよい。
In the embodiment described above, the device that ensures the reliable operability of the
1 自動変速機(AT)
2 制御装置(制御手段)
3 トルクコンバータ
4 エンジン
5 油圧制御部
6 電動アクチュエータ
7 出力軸
10 シフト装置
11 P位置検知センサ
12 R位置検知センサ
13 N位置検知センサ
14 D位置検知センサ
15 D2位置検知センサ
16 生体スイッチ
20 シフト操作装置
30 台座
31 シフトレバー(操作子)
32 シフトノブ
33,34 電極
35 電流検出器
36 直流電源
37 DC/DCコンバータ
60 ステアリングハンドル
61,62 パドルスイッチ
1 Automatic transmission (AT)
2 Control device (control means)
3 Torque Converter 4 Engine 5 Hydraulic Control Unit 6 Electric Actuator 7
32
Claims (1)
運転者が前記操作子の操作時に触れる個所に配置した複数の電極と、
該複数の電極のうち少なくとも2つの電極が両端に接続される電流回路とを備え、
前記電流回路に所定値以上の電流が流れたことを検知した場合に、前記操作子の現在の操作位置から他の操作位置への選択に対応した変更を許容する
ことを特徴とする操作装置。 An operation device having an operation element that can be changed to a plurality of operation positions,
A plurality of electrodes arranged at locations where the driver touches when operating the operating element;
A current circuit having at least two electrodes connected to both ends of the plurality of electrodes,
An operation device that allows a change corresponding to selection of the operation element from a current operation position to another operation position when it is detected that a current greater than or equal to a predetermined value flows in the current circuit.
Priority Applications (1)
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