JPS59224433A - ガス機関の空燃比制御装置 - Google Patents
ガス機関の空燃比制御装置Info
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- JPS59224433A JPS59224433A JP9908583A JP9908583A JPS59224433A JP S59224433 A JPS59224433 A JP S59224433A JP 9908583 A JP9908583 A JP 9908583A JP 9908583 A JP9908583 A JP 9908583A JP S59224433 A JPS59224433 A JP S59224433A
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- Japan
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- LYAVXWPXKIFHBU-UHFFFAOYSA-N N-{2-[(1,2-diphenylhydrazinyl)carbonyl]-2-hydroxyhexanoyl}-6-aminohexanoic acid Chemical compound C=1C=CC=CC=1N(C(=O)C(O)(C(=O)NCCCCCC(O)=O)CCCC)NC1=CC=CC=C1 LYAVXWPXKIFHBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
- F02D41/2496—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories the memory being part of a closed loop
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、排気管内の酸素濃度に応じて燃料追加量を増
減するととＫよシ空燃比を所定の値に制御するようにし
たガス機関の空燃比制御装置の改良に関するものである
。
減するととＫよシ空燃比を所定の値に制御するようにし
たガス機関の空燃比制御装置の改良に関するものである
。
例えば、三元触媒などを用いて排気ガス対策を行なう場
合には、触媒入口において空燃比がλ＝１であることを
要するため、第１図に示すような燃料追加量調整弁（１
）を用いて空燃比を制御することが一般に行なわれてい
る。この燃料追加量調整弁〔１）は、ニードルテーパ弁
（２）をステップモータなどの電気的アクチュエータ（
３）Ｋよって駆動して弁開度を調整するものであシ、定
期的に排気管内の酸素濃度を０２センサで検出し１、こ
の検出結果をフィードバックしてニードルテーバ弁（２
）のリフト量をｍ整することＫよって空燃比を制御して
いる。
合には、触媒入口において空燃比がλ＝１であることを
要するため、第１図に示すような燃料追加量調整弁（１
）を用いて空燃比を制御することが一般に行なわれてい
る。この燃料追加量調整弁〔１）は、ニードルテーパ弁
（２）をステップモータなどの電気的アクチュエータ（
３）Ｋよって駆動して弁開度を調整するものであシ、定
期的に排気管内の酸素濃度を０２センサで検出し１、こ
の検出結果をフィードバックしてニードルテーバ弁（２
）のリフト量をｍ整することＫよって空燃比を制御して
いる。
このような制御における二〜ドルテーバ弁（２）のリフ
ト量と、これに対応した燃料追加ｍ、の変化パターンの
一例を示すと、それぞれ第２図の（ａ）及び（ｂ）のよ
うになる。”すなわち、リフト量をＵあるいはＤのよう
に直線的に変化させても、燃料追加量はＵ′あるいはＤ
′のように曲線的に変化する。
ト量と、これに対応した燃料追加ｍ、の変化パターンの
一例を示すと、それぞれ第２図の（ａ）及び（ｂ）のよ
うになる。”すなわち、リフト量をＵあるいはＤのよう
に直線的に変化させても、燃料追加量はＵ′あるいはＤ
′のように曲線的に変化する。
また０！センサの検出信号により、Ｘ点でリーン（ＬＥ
ＡＮ）からリッチ（ＲＩＣＨ）ｆｃ、 Ｙ点でリッチか
らリーンにそれぞれ切換ったと判定された場合に、制御
系の時間遅れを修正し、極力λ＝１近傍のクインド区聞
に合致する時間を確保するために、Ｓ□あるいはＳ、の
ようにステップ状にリフトｍを一定量だけ変化させると
、Ｓ′１あるいｕ：ｓ′２のように時間遅れの修正が不
足あるいは過剰となるのである。
ＡＮ）からリッチ（ＲＩＣＨ）ｆｃ、 Ｙ点でリッチか
らリーンにそれぞれ切換ったと判定された場合に、制御
系の時間遅れを修正し、極力λ＝１近傍のクインド区聞
に合致する時間を確保するために、Ｓ□あるいはＳ、の
ようにステップ状にリフトｍを一定量だけ変化させると
、Ｓ′１あるいｕ：ｓ′２のように時間遅れの修正が不
足あるいは過剰となるのである。
このように、燃料追加量の変化パターンがニードルテー
バ弁（２）の位置の変化、すなわぢリフト量の変化パタ
ーンに対して歪を生ずるのは、第３図に示すように両者
の間に非線形的な関係があって、実際の燃料量が弁位置
の変化に対して比例しないためであり、この結果、クイ
ンド区間に合致する運転時間が少なくなシ、結果として
エミッションの悪化をまねくという問題点があった。
バ弁（２）の位置の変化、すなわぢリフト量の変化パタ
ーンに対して歪を生ずるのは、第３図に示すように両者
の間に非線形的な関係があって、実際の燃料量が弁位置
の変化に対して比例しないためであり、この結果、クイ
ンド区間に合致する運転時間が少なくなシ、結果として
エミッションの悪化をまねくという問題点があった。
本発明はこの点に着目し、弁位置と燃料追加量の実際値
との間の非線形的な関係を補正し、燃料追加量の増減を
適正に行なうことのできるガス機関の空燃比制御装置を
提供することを目的としてなされたものであシ、電気的
アクチュエータによって弁位置を操作される燃料追加量
増減手段と、燃料追加量増減手段の弁位置と燃料追加量
の実際値との同の非線形的なりＪ係を補正データとして
記憶する記憶手段と、０２センサの検出信号に基づいて
燃料追加量を算出し、算出結果を燃料追加量増減手段の
弁位置及び記憶手段に記憶された補正データに基づいて
補正した弁操作信号を出力する演算手段と、演算手段の
弁操作信号に応じて燃料追加量増減手段の電気的アクチ
ュエータを駆動する出力制御手段とを備えたことをＩＦ
！Ｊ−欲としている〇すなわち、本発明においては、演
算手段から出力される弁操作信号は弁位置と燃料追加量
との非線形的な関係が補正されたものとなっているので
、例えばニードルテーバ弁を有する燃）ト追加蛍調整弁
のように、比較的大８几のアクチュエータとして適して
いる反曲、極端な非線形出力特性を持つものを燃料ｊＢ
加加増増減手段して用いても、なお広範囲Ｑてわたって
良好な制御特性を得ることが可能となシ、用いられる燃
料追加量調整弁の種類などに対する制約をなくすことが
できるのである。
との間の非線形的な関係を補正し、燃料追加量の増減を
適正に行なうことのできるガス機関の空燃比制御装置を
提供することを目的としてなされたものであシ、電気的
アクチュエータによって弁位置を操作される燃料追加量
増減手段と、燃料追加量増減手段の弁位置と燃料追加量
の実際値との同の非線形的なりＪ係を補正データとして
記憶する記憶手段と、０２センサの検出信号に基づいて
燃料追加量を算出し、算出結果を燃料追加量増減手段の
弁位置及び記憶手段に記憶された補正データに基づいて
補正した弁操作信号を出力する演算手段と、演算手段の
弁操作信号に応じて燃料追加量増減手段の電気的アクチ
ュエータを駆動する出力制御手段とを備えたことをＩＦ
！Ｊ−欲としている〇すなわち、本発明においては、演
算手段から出力される弁操作信号は弁位置と燃料追加量
との非線形的な関係が補正されたものとなっているので
、例えばニードルテーバ弁を有する燃）ト追加蛍調整弁
のように、比較的大８几のアクチュエータとして適して
いる反曲、極端な非線形出力特性を持つものを燃料ｊＢ
加加増増減手段して用いても、なお広範囲Ｑてわたって
良好な制御特性を得ることが可能となシ、用いられる燃
料追加量調整弁の種類などに対する制約をなくすことが
できるのである。
以下、図示の一実施例により本発明を具体的に説すｊす
る。
る。
第４図は本天施例の概念系統図であり、（５）は根囲燃
焼室、（６）は吸気管、（７）は排気管を示す。吸気管
（６）のライン上には、ミキサー（８）及びスロットル
（９）が設けられ、更にミキサー（８）をバイパスする
形で第１図に示した構造の燃料追加量調整弁（１）が設
けられておす、寸だ排気管（７）のライン上には、ラム
グ形の０２センサ（１りと三元触媒（１２）が設けられ
てｂる。（ｌ萄は燃料追加五Ｆ＃、！ｌＩ整弁（１）の
弁位置を検出する位置中ンサである。（１５）はコント
ローラであって、伝えばマイクロコンピュータが用いら
れており、マイクロコンピュータｌｒＪ、 ＣＰＵ Ｑ
６ン、ＲＯＭ （＋７）、ＲＡＭ Ｑ８）、コンパレー
タやＡ／Ｄ変換器等からなる入力インター７エース（＋
９）、パワートランジスタ等からなる出力インターフェ
ースいＪ）などを備えている。０．センサ（１すと位置
センサθ３）の検出信号はそれぞれ入力インターフェー
スＱ９）を経てコントローラ０荀に入力され、ＣＰＵ
（１８）による演算結果は弁操作信号として出力インタ
ーフェース（イ）を経て出力され、燃料追加：ｆ′！、
調整弁（１）の電気的アクチュエータ（３）を駆動し、
ニードルテーバ弁（２）のリフト量を制御するのである
。（２４はガス燃料、瞥は空気、（２４）は排気ガスを
示す０ 次に、上記構成の装＠傾おける制御について、第５図に
示す制御フローチャートとともに説明する。寸ず、ステ
ップ１において０□センサ０１）の検出信号を適当なサ
ンプリング間隔で入力し、検出結果に応じて０２センサ
（Ｉｌ）の近傍における空燃比をλ＝１妊するだめの燃
料迫ｔｈ量を算出する。この算出結果を図示すると、第
２図の（ａ）に示したようなパターンとなる。図中のＸ
点およびＹ点は、０゜センサ（１すの検出出力が一定の
基準値に対して大または小となり、リッチあるいはり−
ンへの状態反転があったと判断される点であり、この時
点で燃拐追加Ｊ■（の増減方向が反転する０ 従来は、この算出結果をそのまま弁操作信号として出力
していたのであるが、本装置においては次のような手段
で補正が行なわれる。すなわち、燃料追加量調整弁（４
）の持つ非線形特性、つまりニードルデーパ弁（２）の
位置と実際の燃料追加量との関係を、第６図に示すよう
に使用領域を対象としていくつかの区間、例えばＡ、Ｂ
、Ｃの三つの区間に分割し、それぞれの区間ごとの補正
定数を求め、数表の形でＲＯＭ０７）に記憶してあシ、
ステップ２において位置センサ０３）の検１」」信号を
適当なラーンプリング間隔で入力し、区間に応じた補正
定数をステップ１での算出結果に乗する演算が行なわれ
る。この補正演算の結果は第２図の（Ｃ）に示すような
パターンとなっており、これをステップ３で弁操作信号
として出力し、ステップ４で電気的アクチュエータ（３
）を駆動して弁位置を調整することにより、第２図の（
ａ）に対応した第２図の（ｄ）のような実際の燃料追加
量のパターンが得られ、非線形特性が補正されて適正な
制御が行なわ九るのである。
焼室、（６）は吸気管、（７）は排気管を示す。吸気管
（６）のライン上には、ミキサー（８）及びスロットル
（９）が設けられ、更にミキサー（８）をバイパスする
形で第１図に示した構造の燃料追加量調整弁（１）が設
けられておす、寸だ排気管（７）のライン上には、ラム
グ形の０２センサ（１りと三元触媒（１２）が設けられ
てｂる。（ｌ萄は燃料追加五Ｆ＃、！ｌＩ整弁（１）の
弁位置を検出する位置中ンサである。（１５）はコント
ローラであって、伝えばマイクロコンピュータが用いら
れており、マイクロコンピュータｌｒＪ、 ＣＰＵ Ｑ
６ン、ＲＯＭ （＋７）、ＲＡＭ Ｑ８）、コンパレー
タやＡ／Ｄ変換器等からなる入力インター７エース（＋
９）、パワートランジスタ等からなる出力インターフェ
ースいＪ）などを備えている。０．センサ（１すと位置
センサθ３）の検出信号はそれぞれ入力インターフェー
スＱ９）を経てコントローラ０荀に入力され、ＣＰＵ
（１８）による演算結果は弁操作信号として出力インタ
ーフェース（イ）を経て出力され、燃料追加：ｆ′！、
調整弁（１）の電気的アクチュエータ（３）を駆動し、
ニードルテーバ弁（２）のリフト量を制御するのである
。（２４はガス燃料、瞥は空気、（２４）は排気ガスを
示す０ 次に、上記構成の装＠傾おける制御について、第５図に
示す制御フローチャートとともに説明する。寸ず、ステ
ップ１において０□センサ０１）の検出信号を適当なサ
ンプリング間隔で入力し、検出結果に応じて０２センサ
（Ｉｌ）の近傍における空燃比をλ＝１妊するだめの燃
料迫ｔｈ量を算出する。この算出結果を図示すると、第
２図の（ａ）に示したようなパターンとなる。図中のＸ
点およびＹ点は、０゜センサ（１すの検出出力が一定の
基準値に対して大または小となり、リッチあるいはり−
ンへの状態反転があったと判断される点であり、この時
点で燃拐追加Ｊ■（の増減方向が反転する０ 従来は、この算出結果をそのまま弁操作信号として出力
していたのであるが、本装置においては次のような手段
で補正が行なわれる。すなわち、燃料追加量調整弁（４
）の持つ非線形特性、つまりニードルデーパ弁（２）の
位置と実際の燃料追加量との関係を、第６図に示すよう
に使用領域を対象としていくつかの区間、例えばＡ、Ｂ
、Ｃの三つの区間に分割し、それぞれの区間ごとの補正
定数を求め、数表の形でＲＯＭ０７）に記憶してあシ、
ステップ２において位置センサ０３）の検１」」信号を
適当なラーンプリング間隔で入力し、区間に応じた補正
定数をステップ１での算出結果に乗する演算が行なわれ
る。この補正演算の結果は第２図の（Ｃ）に示すような
パターンとなっており、これをステップ３で弁操作信号
として出力し、ステップ４で電気的アクチュエータ（３
）を駆動して弁位置を調整することにより、第２図の（
ａ）に対応した第２図の（ｄ）のような実際の燃料追加
量のパターンが得られ、非線形特性が補正されて適正な
制御が行なわ九るのである。
従って、この実施例の場合には、比較的大容量のアクチ
ュエータとして適しており、しかも非線形出力特性を持
つニードルテーバ弁式の燃料・追加量調整弁を支障なく
使用することができるので、主として中、大容量のガス
機関に適した０２センサツイ一ドバツク式の空燃比制御
装置が容易に得られるのである。
ュエータとして適しており、しかも非線形出力特性を持
つニードルテーバ弁式の燃料・追加量調整弁を支障なく
使用することができるので、主として中、大容量のガス
機関に適した０２センサツイ一ドバツク式の空燃比制御
装置が容易に得られるのである。
力お、燃料追加量増減手段としては、上記以外の他の形
式のｉ＝弁を使用することも可能でありそれぞれの調整
弁の特性に応じて求められた第６図に対応する補正デー
タを用いて、補正演算を行なえばよい。また、実施例に
示した位誼セン＋／″０萄は、電気的アクチュエータ（
３）としてパルスモータを使用した場合には省略するこ
とができる。これは、コントローラ（＋５）において、
パルスモークに対して出力するパルス列の数を正逆の回
転方向をも含めて増減カクントすることにより、弁位Ｅ
を演算推定できるからである。しかし、アクチュエータ
としては例えば単なる電動モータ弁、あるいはサーボソ
レノイド弁等の使用も可能であり、このような場合には
、位置センサθ（６）によって弁位置を検出することが
必要である０ 上述の実施例からも明らかなように、本発明は燃料追加
量増減手段の弁位置と燃料追加量の実際値との同の非線
形的な関係を補正する補正演算を行ない、補正された弁
操作信り・によって燃料追加量を制御するようにしてお
り、燃料追加量増減手段として非線形な特性を有するＳ
ｌを整弁を用いて空燃比を適正に制御することが可能と
なるのである０
式のｉ＝弁を使用することも可能でありそれぞれの調整
弁の特性に応じて求められた第６図に対応する補正デー
タを用いて、補正演算を行なえばよい。また、実施例に
示した位誼セン＋／″０萄は、電気的アクチュエータ（
３）としてパルスモータを使用した場合には省略するこ
とができる。これは、コントローラ（＋５）において、
パルスモークに対して出力するパルス列の数を正逆の回
転方向をも含めて増減カクントすることにより、弁位Ｅ
を演算推定できるからである。しかし、アクチュエータ
としては例えば単なる電動モータ弁、あるいはサーボソ
レノイド弁等の使用も可能であり、このような場合には
、位置センサθ（６）によって弁位置を検出することが
必要である０ 上述の実施例からも明らかなように、本発明は燃料追加
量増減手段の弁位置と燃料追加量の実際値との同の非線
形的な関係を補正する補正演算を行ない、補正された弁
操作信り・によって燃料追加量を制御するようにしてお
り、燃料追加量増減手段として非線形な特性を有するＳ
ｌを整弁を用いて空燃比を適正に制御することが可能と
なるのである０
＠１図は燃料追加二バト調整弁の一例の概略断面図、第
２図は弁のリフトｆｔｔと燃料追加量の変化パターンの
一例を示す図で、（ａ） （ｂ）は従来例、（ｃＸｄ）
は本発明の一実施例である。第３図は弁位置と燃料追加
量の非線形な関係の一例を示す図、第４図は本発明の一
実施例の概念系統図、第５図は同上の制御フローチャー
ト、第６図は補正データとして用いる弁位置と燃料追加
量の関係を示す図であるＯ ＋１＋・・・燃料追加量調整弁、（２）・・・ニードル
テーバ弁、（３）・・・電気的アクチュエータ、（５）
・・・機関燃焼室、（６）・・・吸気管、（７）・・・
排気管、（８）・・・ミキサー、（ｌす・・・０２セン
サ、０３）・・・位置センサ、θ〜・・・コントローラ
、（＋６）・・・ＣＰＵ 、 （＋７）・・・ＲＯＭ
、 （１９）・・・入力インターフェース、（財）・・
・出力インターフェース。 特許出願人 ヤンマーディーゼル株式会社代理人 ブ
ト理士篠 １） 實 第２図 第３図 →イヤ イ弘寥１ 第４図
２図は弁のリフトｆｔｔと燃料追加量の変化パターンの
一例を示す図で、（ａ） （ｂ）は従来例、（ｃＸｄ）
は本発明の一実施例である。第３図は弁位置と燃料追加
量の非線形な関係の一例を示す図、第４図は本発明の一
実施例の概念系統図、第５図は同上の制御フローチャー
ト、第６図は補正データとして用いる弁位置と燃料追加
量の関係を示す図であるＯ ＋１＋・・・燃料追加量調整弁、（２）・・・ニードル
テーバ弁、（３）・・・電気的アクチュエータ、（５）
・・・機関燃焼室、（６）・・・吸気管、（７）・・・
排気管、（８）・・・ミキサー、（ｌす・・・０２セン
サ、０３）・・・位置センサ、θ〜・・・コントローラ
、（＋６）・・・ＣＰＵ 、 （＋７）・・・ＲＯＭ
、 （１９）・・・入力インターフェース、（財）・・
・出力インターフェース。 特許出願人 ヤンマーディーゼル株式会社代理人 ブ
ト理士篠 １） 實 第２図 第３図 →イヤ イ弘寥１ 第４図
Claims (1)
- （１）機関の排気管内の酸素濃度を０□センサにより検
出し、この検出信号をフィードバックして燃量追加量を
増減すること忙よシ、空燃比を所定の値に制御するよう
に構成されたガス機関の空燃比制御装置において、 電気的アクチュエータによって弁位置を掃作される燃料
追加量増減手段と、 燃料追加量増減手段の弁位置と燃料・追加量、の実際値
との間の非線形的な関係を補正データとして記憶する記
憶手段と、 ０２センサの検出信号に基づいて燃料追加量を算出し、
算出結果を燃料追加量増減手段の弁位置及び記憶手段に
記憶された補正データに基づいて補正した弁操作信号を
出力する演算手段と、 演算手段の弁操作信号に応じて燃料追加量増減手段の電
気的アクチュエータを駆動する出力制御手段 とを備えたことを特徴とするガス機関の空燃比制御装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9908583A JPS59224433A (ja) | 1983-06-02 | 1983-06-02 | ガス機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9908583A JPS59224433A (ja) | 1983-06-02 | 1983-06-02 | ガス機関の空燃比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59224433A true JPS59224433A (ja) | 1984-12-17 |
Family
ID=14238064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9908583A Pending JPS59224433A (ja) | 1983-06-02 | 1983-06-02 | ガス機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59224433A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61210260A (ja) * | 1985-03-13 | 1986-09-18 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | ガス燃料機関の空燃比制御装置 |
| JPS6232239A (ja) * | 1985-08-02 | 1987-02-12 | Mazda Motor Corp | エンジンの吸気装置 |
| JPS62228650A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-07 | Aisin Seiki Co Ltd | スタ−リング機関の温度制御方法 |
Citations (3)
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| JPS52101317A (en) * | 1976-02-19 | 1977-08-25 | Nissan Motor Co Ltd | Purifying exhaust gas lpg engine |
| JPS5652559A (en) * | 1979-10-05 | 1981-05-11 | Aisan Ind Co Ltd | Air-fuel ratio controller for lpg engine |
-
1983
- 1983-06-02 JP JP9908583A patent/JPS59224433A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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