JP2957685B2 - 車両用エンジン出力制御装置 - Google Patents
車両用エンジン出力制御装置Info
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Description
大な駆動輪のスリップ発生を防止し、車両の走行に有効
な駆動力を発生させる車両用エンジン出力制御装置に関
する。
ついては大きく二つの利点を挙げることができる。一つ
は低車速域における駆動力の向上であり、雪道あるいは
発進時に路面が濡れているときにタイヤがスリップして
車両が前に進まず速度も上がらないということがある
が、かかる事態をなくし駆動力を上げることができると
いう点であり、もう一つは、低高車速域全般における操
縦安全性の向上であり、突然タイヤがスリップし舵がき
かなくなるような事態を駆動力の制御によりなくすこと
ができるという点にある。
るエンジンの出力を絞るもの、変速段を制御するもの、
そして、ブレーキを制御するもの等がすでに知られてお
り、これら制御の手法についても、スリップに伴い駆動
力を制御するスリップ検出形式のもの(例えば特開昭59
−68537号公報)、路面の状況、車両の接地荷重からタ
イヤが駆動できる限界トルクを計算し、そのトルクが得
られるようにエンジンを制御する形式のもの(例えば特
開昭60−147546号公報)等が知られている。
例えばスリップ値に応答する帰還制御によりエンジン出
力を制御すると制御系の遅れやエンジン回転数に伴い応
答の状況が変化すること等により減速、加速状態の反復
発生、これに伴い操舵性能についても影響が生ずるとい
う問題があり、また、タイヤ側からの限界トルクに基づ
く方式には、かかるトルクの予測算出に車両の接地荷
重、路面の摩擦係数の検出を要し、かかる接地荷重にし
てもそれは車両の運転走行状態下での動荷重であること
からその検出は甚だ困難なものとならざるを得ないし、
路面の状態にしても日常的に経験するところから分るよ
うに千差万別であるから、摩擦係数の検出も局限された
場でのものでない限り実用的にはこれまた難しいもので
あり、限界トルク予測方式もその適用については問題点
は有するものである。
をエンジン側から捉え、スリップ値に依存せずに、且つ
特殊なセンサを用いることなく、スリップの発生を抑制
し、有効な駆動トルクを得ることが可能な車両用エンジ
ン出力制御装置を提供することを目的とする。
リップ検出時のエンジントルクを用いて設定された目標
エンジントルクと、実際のエンジントルクとからエンジ
ン出低減量を設定し、該出力低減量に応じてエンジン出
力を制御する車両用エンジン出力制御装置において、ス
リップ検出時のエンジン回転数及びエンジン回転数変化
率に基づいて初期目標エンジン回転数を設定する初期目
標エンジン回転数設定手段と、スリップ検出時のエンジ
ントルクをスリップ検出時のエンジン回転数変化率によ
り補正して初期目標エンジントルクを設定する初期目標
エンジントルク設定手段と、上記初期目標エンジントル
クを、エンジン回転数と上記初期目標エンジン回転数と
の偏差に基づいて補正し、上記目標エンジントルクを設
定する目標エンジントルク設定手段とを備えたことを特
徴とする。
て、上記目標エンジントルクと実際のエンジントルクに
基づいてエンジン出力低減量を設定する出力低減量設定
手段と、上記エンジン出力低減量に基づいて噴射気筒数
と噴射気筒パターンを設定する噴射気筒数・パターン設
定手段と、上記噴射気筒数によるエンジン出力低減量の
剰余分に対応して点火時期を遅角補正する点火時期補正
手段とを、更に備えたことを特徴とする。
のエンジントルクとから設定されるエンジン出力低減量
に応じてエンジン出力を制御するに際し、スリップ検出
時のエンジン回転数及びエンジン回転数変化率に基づい
て初期目標エンジン回転数を設定すると共に、スリップ
検出時のエンジントルクをスリップ検出時のエンジン回
転数変化率により補正して初期目標エンジントルクを設
定する。そして、初期目標エンジントルクを、エンジン
回転数と上記初期目標エンジン回転数との偏差に基づい
て補正し、目標エンジントルクを設定する。これによ
り、スリップが発生したときには、初期目標エンジン回
転数によりエンジン回転数がスリップ発生初期のエンジ
ン回転数乃至その近傍のエンジン回転数に一致するよう
にエンジン出力が制御されると共に、初期目標エンジン
トルクによりエンジンの発生トルクがスリップ発生初期
のエンジントルク乃至その近傍のエンジントルクと一致
するようにエンジン出力が制御されて、過大な駆動輪速
度の上昇、過大なスリップの発生が確実に抑制され、適
切な車両の駆動力が得られる。
ルクと実際のエンジントルクに基づいてエンジン出力低
減量を設定し、該エンジン出力低減量に基づいて噴射気
筒数と噴射気筒パターンを設定すると共に、上記噴射気
筒数によるエンジン出力低減量の余剰分に対応して点火
時期を遅角補正する。
式の車両に実施した装置の概略図を示し、車両1は駆動
輪(前輪)2a,2b、従動輪3a,3b、エンジン4を有し、エ
ンジンの回転は変速機及び差動装置をもつ動力伝達装置
5を介して駆動輪2a,2bに伝達される。エンジンの各気
筒6a〜6fの動作行程、エンジンの運転状態を検出するク
ランク角センサ7、カム角センサ8、水温センサ9、吸
気管路に設けられた吸入空気量センサ(エアフローメー
タ)10等の検出信号はエンジンコントロールユニット11
に導入され、同ユニットは、クランク角センサ7、カム
角センサ8の信号に基づいて各気筒6a〜6fの点火プラグ
12a〜12fの点火時期を制御し、各気筒のインジェクタ13
a〜13fによる燃料噴射を制御する。
が駆動輪2a,2bに、同じく速度センサ15a,15bが従動輪3
a,3bにそれぞれ設けられ、これら各センサの検出信号は
ASRコントロールユニット(駆動スリップコントロール
ユニット)16に導入され、同ユニットは、駆動輪速度と
従動輪速度に従って車両の対地速度との差に基づいて駆
動輪のスリップ率を演算し、スリップ率が目標スリップ
率以上になった時にスリップ状態を判定し、ブレーキ制
御信号を出力する。油圧源としての油圧ポンプ17により
給油される油圧制御回路18はASRコントロールユニット1
6からのスリップ状態判定に基づくブレーキ制御信号に
応答し、駆動輪2a,2bのブレーキパッド19a,19bを制御
し、ブレーキ制御によりスリップを制御する。
ユニット16との間に三つの信号線路20a,20b,20cが配設
される。信号線路20aはASRコントロールユニット16がス
リップ状態を判定したときスリップ信号(AET)をエン
ジンコントロールユニット11に与えるものであり、同ユ
ニット11はスリップ信号に応答し、エンジン出力を制御
する。信号線路20bはASRコントロールユニット16がスリ
ップ状態判定に基づくブレーキ制御が可能か否かについ
ての状態信号をエンジンコントロールユニット11に与え
るものであり、第3の信号線路20cは、エンジンコント
ロールユニット11がシステムの立上がり時に信号線路20
a,20bについて断線のチェックを行い、断線状態が検出
されるとその検出信号をASRコントロールユニット16に
与えるとともに、水温が低い等エンジン固有の問題でエ
ンジンの出力制御が行なえないときにそれを示す信号を
ASRコントロールユニット16に印加する線路である。
を示すブロック図である。点火・噴射タイミング検出手
段31はクランク角センサ7及びカム角センサ8の信号に
応答して点火及び燃料噴射のタイミング信号を発生し、
各点火プラグ12a〜12fの点火制御手段32及び各インジェ
クタ13a〜13fの噴射制御手段33に印加する。またクラン
ク角センサ7の信号はエンジン回転数算出手段34に入力
される。燃料噴射量算出手段35は、エンジン回転数算出
手段34で得られたエンジン回転数Nと吸入空気量センサ
10による吸入空気量Qから、燃料噴射量TpをTp=kQ/Nに
基づいて算出し、これを噴射制御手段33に与える。
射量Tpに応答し、同手段はエンジン回転数Nが高いとき
には点火時期を早めるように点火時期を決定する。点火
制御手段32は点火時期補正手段37を経て通常点火時期算
出手段36の出力信号に応答し、スリップ状態が判定され
ないときには点火プラグ12a〜12fは通常点火時期算出手
段36で算出された点火時期に点火される。
35の噴射量Tpに基づいて、瞬時瞬時の、つまり制御時に
おける全気筒が稼働していると仮定した状態での、実際
のエンジントルク、即ち全気筒噴射に相当するトルクTr
の値を出力する。この実際のエンジントルクTrは、第6
図に示すように燃料噴射量Tpと比例関係にあり、Tr=AT
p−B(ただし、A,Bは定数)で示される噴射量Tpの1次
関数である。
ンジンコントロールユニット11に入力されたスリップ信
号(AET)はスリップ開始判定手段39に導入され、スリ
ップ開始を判定しその出力信号Spを初期目標エンジン回
転数設定手段40及び初期目標エンジントルク設定手段41
に印加する。
ップ率が目標スリップ率を超えた時点におけるエンジン
回転数を設定するものであって、この時点とエンジン回
転数算出手段34の算出時の差等を考慮し、エンジン回転
数算出手段34で得られるエンジン回転数Nを同回転数N
に応答するエンジン回転数変化率演算手段43からのエン
ジン回転数変化率により補正して初期目標エンジン回
転数Noを設定する。
定手段39の出力信号Spの発生に伴いエンジン出力トルク
変換手段38の実エンジントルクTr、エンジン回転数変化
率演算手段43のエンジン回転数変化率に応答し初期目
標エンジントルクTrbを設定する。
クの値にエンジントルクを抑えればより以上のスリップ
は発生しない。ところで、エンジンの出力トルクについ
て考慮すると、それはエンジンから駆動輪に至るまでの
エンジン及び駆動系を駆動するためのトルクと、駆動輪
によって車体を駆動するためのトルクからなり、これを
スリップが発生しているときについてみれば、 エンジントルク=車体の加速トルク+エンジン及び駆動系の加速トルク という関係が成立する。したがって、スリップが発生し
たときに、エンジントルクを、スリップ発生時の実エン
ジントルクからエンジン及び駆動系の加速トルク分を差
引いて得られる車体を加速するに必要なトルクに抑えれ
ば、より大きなスリップは発生せず、適切なスリップ率
を維持することが可能となる。
ン及び駆動系の慣性モーメントJと角加速度即ち回転数
変化率の積であるから、この加速トルクはスリップが
発生し、エンジン及び駆動系の回転数に変化があるとき
に得ることが可能であり、エンジン及び駆動系の慣性モ
ーメントJを一定とすると、エンジンおよび駆動系の加
速トルクはエンジン回転数変化率に比例する値のもの
となる。
から理解されるように、初期目標エンジントルクTrbと
して、実際のエンジントルクTrとエンジン回転数変化率
から Trb=Tr−k,ただし、kは定数 の関係式に基づくトルク値を設定する。
Trbとなるようにエンジンの出力を制御すればスリップ
の増加が抑えられ適切な車両の駆動力が得られる訳であ
るが、燃料噴射量Tpからのエンジン発生トルク変換の誤
差、変速機のギヤチェンジ、操舵等による慣性モーメン
トの変化等諸々の誤差要因存在の問題がある。しかし慣
性モーメントの違いはエンジン回転数の変化となって反
映されるし、エンジントルク検出誤差等諸々の誤差要因
の存在もまた最終的にはエンジン回転数の変化となって
現われる。そこで、エンジン回転数を初期の値に戻すフ
ィードバック項を付加することにより誤差要因の影響を
除くことが可能であり、目標エンジントルク設定手段42
には、初期目標エンジントルクTrbとともに、かかるフ
ィードバック量を導入するために初期目標エンジン回転
数Noとエンジン回転数Nが導入され、目標エンジントル
クTrdを Trd=Trb−K(N−No) ただし、Kはエンジン回転数フィードバックゲイン の関係式に基づいて設定する。
は、スリップ発生開始時のエンジン回転数の近傍に制御
されるから、スリップ発生開始時以上の駆動輪速度の上
昇が抑制され、エンジン回転数の変化に伴う乗心地の悪
化防止にも寄与する。ブレーキ制御との併用時において
もフィードバックゲインの値を調整することで、ブレー
キ制御との干渉を避けることができ、問題発生の可能性
が少ない。
ク変換手段38からの実際のエンジントルクTrと目標エン
ジントルク設定手段42の目標エンジントルクTrdに応答
し、エンジン出力低減量を設定する。第7図は、3次元
マップで表されるエンジン出力の低減指数Aoutを平面図
上で示したものである。横軸は全6気筒が稼働している
ものとしての実際のエンジントルクTr、縦軸は実際のエ
ンジントルクTrと目標エンジントルクTrdとの比即ち正
規化目標エンジントルクTn(0〜1)であり、6気筒エ
ンジンにあっては、低減指数は例えば0〜6の値をとる
ものとし、図示点線で示すように実際のエンジントルク
TrがTr1、正規化目標エンジントルクTnがTn1のとき指数
は4.8ということになる。この指数値に基づき噴射気筒
数・パターン設定手段45は6気筒の内5気筒を噴射動作
させるように設定するとともに、いずれの気筒の燃料噴
射をカットし、どの気筒を動作させるかのパターンを設
定し、噴射制御手段33を介して各インジェクタを制御す
る。そして5−4.8=0.2の低減分は点火時期のリタード
量であり、これが点火時期補正手段37に加えられて通常
点火時期算出手段36による点火時期からリタード量だけ
遅らせるように点火時期を補正して点火制御手段32を介
して点火プラグを制御する。このようにして、エンジン
出力の低減制御が行われ、実エンジントルクが目標エン
ジントルクTrdとなるようにエンジン出力が制御され
る。
らブレーキ制御が行なえないことを示す信号(AEB)が
発生したときには、同信号を目標エンジントルク設定手
段42に導入し、目標エンジントルク値を変えるようにし
てもよい。
スリップ信号(AET)、水温センサ9及びその他のセン
サ例えばノックセンサの信号に応答し、エンジン側に支
障があるときエンジン制御ができないことを示す出力を
発生し、同出力は、かかる状態をASRコントロールユニ
ット16に第2図の信号線路20cを介して知らせるための
モニタ信号(EAM)の発生手段47に印加される。
の機能構成についてのブロック図を示す。
速度変換手段51は駆動輪速度Vdを算出し、対地速度変換
手段52は従動輪の速度センサ15a,15bの信号から対地速
度Vgを算出する。スリップ率演算手段53は駆動輪速度Vd
と対地速度Vgからスリップ率Sを S=(Vd−Vg)/Vd 但し、0≦S≦1 に基づいて算出する。目標スリップ率演算手段54は従動
輪の速度センサ15a,15bの信号から目標スリップ率Stを
演算するものであって、例えば、速度が大きいとき、操
舵時に大きな横力(サイドフォース)を要するとき、ス
リップ率を小さくするように、従動左右輪の速度に依存
させて目標スリップ率Stを演算する。スリップ率Sと目
標スリップ率Stはスリップ判定手段55に入力されてスリ
ップ率Sが目標スリップ率St以上になったときスリップ
を判定する。このスリップ判定の信号はブレーキ制御条
件判定手段56に入力され、同手段は、対地速度変換手段
52による対地速度、人為的に操作されるASR・OFFスイッ
チ、エンジンモニタ信号に応答し、対地速度が高くな
く、ブレーキ性御がオフにされておらず、エンジン動作
が正常であってブレーキ制御をしてもよいときに、スリ
ップ判定の信号が入力されるとブレーキ制御を可とする
信号を出力する。これに伴いブレーキ制御手段58は目標
スリップ率Stと実スリップ率Sに応じて適切なブレーキ
量が得られるようにブレーキ制御を行い、ブレーキ信号
発生手段59はブレーキ制御が行われていることを示す信
号(AEB)を発生する。
段60に入力され、同手段はASRがオフでなく、エンジン
モニタ信号によりエンジンに支障がないことを条件とし
てエンジン制御を可とする信号を出力し、これに伴いタ
イミング信号発生手段61はスリップ信号(AET)を出力
するようになっている。
号、ASR・OFFスイッチ、エンジンモニタ信号に応答する
が、スリップ判定の信号の存在中はASRがオフ、あるい
はエンジンに異常が発生してもOFF表示を可とせず、ス
リップ制御が続行されてスリップがなくなったときにOF
F表示を可とする判定を行い、ASR・OFF表示発生手段63
を動作させる。
ロールユニット11のエンジン制御についてのフローチャ
ートを示す。
ン回転数Nの算出、燃料噴射量Tpの算出、通常点火時期
の設定が順次行われる。次いでスリップ信号(AET)が
発生しているか否かが判定され(105)、発生している
(YESの)ときには、前回もそうであったか否かが判定
され(106)、今回新たにスリップ信号が発生した(NO
の)ときには、ステップ107で初期目標エンジントルクT
rbが算出設定され、ステップ108で、初期目標エンジン
回転数Noが設定される。
実際のエンジントルクTrが算出されて(110)、目標エ
ンジントルクと実際のエンジントルクに基づいてエンジ
ン出力低減量についての指数Aoutが設定される(11
1)。そしてステップ112で低減指数から噴射気筒数及び
点火時期のリタード量が設定され、次いでステップ113,
114で、点火時期及び噴射気筒パターンが設定されて、
これに対応してステップ115で噴射、点火が行われ、ス
テップ101に戻る。
ていた(YESの)ときには、直ちにステップ109の目標エ
ンジントルク設定に進む。またステップ105でスリップ
信号が発生していないときにはステップ116で別途、目
標エンジントルクTraを算出し、ステップ110に移行す
る。このエンジントルクTraは、前回のトルク値に所定
のトルク増分を付加する形で最大トルク値に達するまで
毎回更新される。
ルユニット16のスリップ検出、ブレーキ制御についての
フローチャートを示す。
4で駆動輪速度、対地速度、スリップ率が順次算出され
る。ステップ205でASR・OFFスイッチ操作されていない
か否かが判定され、操作されていない(NOの)ときはス
テップ206でエンジンに支障がないか否かが判定され
る。エンジンに支障がないときはステップ207でASR・OF
Fランプを消灯、即ちASRが行なえる状態であることを示
し、次いで、ステップ208でスリップ状態か否かが判定
される。スリップ状態であればスリップ信号(AET)を
発生し(209)、ステップ210で、例えば対地速度(車
速)が設定値以下か否かに基づき低車速であればブレー
キ制御条件を可(YES)とし、ステップ211、212でブレ
ーキ信号を発生して、ブレーキ制御を実行し、ステップ
202に戻る。
合は、ステップ213で現在スリップ状態であるか否か判
定され、スリップ状態が続いている場合はステップ206
以降に移り、スリップ状態でない場合は、ステップ214
でASR・OFFランプを点灯し、スリップ信号(AET)をオ
フし(215)、ブレーキ信号をオフにする(216)。
プ214に移り、ステップ208でスリップ状態にない場合は
ステップ215に、そしてステップ210でブレーキ制御条件
を充足しない場合は上述のステップ216に移行し、再び
ステップ202に戻る。
標エンジントルクと実際のエンジントルクとから設定さ
れるエンジン出力低減量に応じてエンジン出力を制御す
るに際し、スリップ検出時のエンジン回転数及びエンジ
ン回転数変化率に基づいて初期目標エンジン回転数を設
定すると共に、スリップ検出時のエンジントルクをスリ
ップ検出時のエンジン回転数変化率により補正して初期
目標エンジントルクを設定する。そして、初期目標エン
ジントルクを、エンジン回転数と上記初期目標エンジン
回転数との偏差に基づいて補正し、目標エンジントルク
を設定するので、スリップが発生したときには、初期目
標エンジン回転数によりエンジン回転数がスリップ発生
初期のエンジン回転数乃至その近傍のエンジン回転数に
一致するようにエンジン出力が制御されると共に、初期
目標エンジントルクによりエンジンの発生トルクがスリ
ップ発生初期のエンジントルク乃至その近傍のエンジン
トルクと一致するようにエンジン出力が制御されて、過
大な駆動輪速度の上昇、過大なスリップの発生を的確且
つ確実に抑制することができ、且つ、適切な車両の駆動
力を得ることができる。
サを要することなく行えるものであり、スリップ値に依
存する帰還制御によるものではなく、スリップの発生源
たるエンジン回転数の帰還制御により行われるため、応
答性を向上しつつ、安定且つ確実に制御を行うことがで
きる。
回転数及びエンジン回転数変化率に基づいて設定した初
期目標回転数との偏差に基づいて、初期目標エンジント
ルクを補正し、目標エンジントルクを設定するので、目
標エンジントルクを設定するに際し、エンジン回転数を
スリップ発生初期の値に戻すフィードバック項が付加さ
れることになり、エンジントルク検出誤差、変速機のギ
ヤチェンジや操舵等による慣性モーメントの変化等によ
る誤差要因がエンジン回転数の変化に反映されて、これ
ら誤差要因の影響を排除することが可能となり、制御信
頼性および制御性をより向上することができる効果を有
する。
ントルクと実際のエンジントルクに基づいてエンジン出
力低減量を設定し、該エンジン出力低減量に基づいて噴
射気筒数と噴射気筒パターンを設定すると共に、上記噴
射気筒数によるエンジン出力低減量の乗余分に対応して
点火時期を遅角補正するので、上記請求項1記載の発明
の効果に加え、目標エンジントルクと実際のエンジント
ルクに基づいて設定されたエンジン出力低減量に応じ
て、緻密且つ正確にエンジンの出力を制御することが可
能となり、エンジンの出力制御精度をより向上すること
ができる効果を有する。
ントロールユニットの機能構成を示すブロック図、第2
図は本発明が適用される車両の全体概略構成図、第3図
は駆動スリップコントロールユニットの機能構成を示す
ブロック図、第4図はエンジンコントロールユニットに
おいて実行されるエンジン制御手順を示すフローチャー
ト、第5図は駆動スリップコントロールユニットにおい
て実行されるスリップ検出及びスリップ検出及びブレー
キ制御手順を示すフローチャート、第6図は燃料噴射量
とエンジントルクとの関係を示す説明図、第7図はエン
ジントルクと正規化目標エンジントルクとによるエンジ
ン出力低減量の設定関係を示す説明図である。 37……点火時期補正手段 40……初期目標エンジン回転数設定手段 41……初期目標エンジントルク設定手段 42……目標エンジントルク設定手段 44……出力低減量設定手段 45……噴射気筒数・パターン設定手段
Claims (2)
- 【請求項1】スリップ検出時のエンジントルクを用いて
設定された目標エンジントルクと、実際のエンジントル
クとからエンジン出力低減量を設定し、該出力低減量に
応じてエンジン出力を制御する車両用エンジン出力制御
装置において、 スリップ検出時のエンジン回転数及びエンジン回転数変
化率に基づいて初期目標エンジン回転数を設定する初期
目標エンジン回転数設定手段と、 スリップ検出時のエンジントルクをスリップ検出時のエ
ンジン回転数変化率により補正して初期目標エンジント
ルクを設定する初期目標エンジントルク設定手段と、 上記初期目標エンジントルクを、エンジン回転数と上記
初期目標エンジン回転数との偏差に基づいて補正し、上
記目標エンジントルクを設定する目標エンジントルク設
定手段とを備えたことを特徴とする車両用エンジン出力
制御装置。 - 【請求項2】上記目標エンジントルクと実際のエンジン
トルクに基づいてエンジン出力低減量を設定する出力低
減量設定手段と、 上記エンジン出力低減量に基づいて噴射気筒数と噴射気
筒パターンを設定する噴射気筒数・パターン設定手段
と、 上記噴射気筒数によるエンジン出力低減量の剰余分に対
応して点火時期を遅角補正する点火時期補正手段とを、
更に備えたことを特徴とする請求項1記載の車両用エン
ジン出力制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29438690A JP2957685B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 車両用エンジン出力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP29438690A JP2957685B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 車両用エンジン出力制御装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH04166625A JPH04166625A (ja) | 1992-06-12 |
JP2957685B2 true JP2957685B2 (ja) | 1999-10-06 |
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ID=17807057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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-
1990
- 1990-10-31 JP JP29438690A patent/JP2957685B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH04166625A (ja) | 1992-06-12 |
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