KR0144473B1 - Automatic caster adjusting apparatus - Google Patents
Automatic caster adjusting apparatusInfo
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- B62D17/00—Means on vehicles for adjusting camber, castor, or toe-in
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Abstract
본 발명은 자동차의 맥퍼슨형 독립현가장치에서 스트러트의 하단을 주행속도에 따라 자동으로 유동시켜 캐스터를 가변적으로 조절할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus capable of variably adjusting the caster by automatically flowing the lower end of the strut in accordance with the traveling speed in the McPherson type independent suspension device of the vehicle.
본 발명은 일정속도 이상에서 정의 캐스터를 자동으로 크게 조절하여 고속직진 안전성을 향상시키기 위하여, 스트러트(1) 하단에 볼(10)을 형성하고, 상기 볼(10)과 구면대우를 이루는 피스톤(4)이 차량의 전후방향으로 왕복운동가능하게 내장되는 조절실린더부(2)를 너클(3)상부에 일체로 형성하며, 모터(6)에 의하여 회전가능하고 구동축정지수단(D)에 의하여 정지가능하게 상기 조절실린더부(2)에 축결합되는 구동축(5)을 상기 피스톤(4)의 상대운동이 가능하게 그 선단을 상기 피스톤(4)과 암수나사결합시키고 상기 구동축(5)과 상기 조절실린더부(2)간에는 상기 구동축(5)의 회전각도를 감지할 수 있는 각도감지수단(S)을 설치하며, 상기 각도감지수단(S)과 차속센서(25)로 부터의 입력신로를 검출하고 연산하여 일정차속 이상에서 출력하는 전자제어유니트(7)의 출력신호에 따른 전원인가에 의하여 상기 모터를 일정회전수 회전시키고, 또 상기 모터(6)의 정지시점에서 상기 구동축정지수단(D)을 작동시켜 상기 구동축(5)의 회전을 정지시키게 한 것으로, 일정 차속 이상에서 구동축(5)의 회전에 따라 피스톤(4)이 전진하면 스트러트(1)의 하단이 이동하여 정의 캐스터가 크게 되도록 한 것이다.The present invention forms a ball (10) at the bottom of the strut (1) in order to improve the high-speed straight safety by automatically largely adjusting the positive caster at a certain speed or more, and the piston (4) forming a spherical treatment with the ball (10) ) Is formed integrally on the knuckle (3), the control cylinder (2) is built in the reciprocating direction of the vehicle forward and backward, rotatable by the motor (6) and can be stopped by the drive shaft stop means (D) In order to allow the relative movement of the piston (4) to the drive shaft (5) axially coupled to the control cylinder (2), the front end and the female screw coupling the piston 4 and the drive shaft (5) and the control cylinder Between the parts (2) is provided an angle detecting means (S) for detecting the rotation angle of the drive shaft (5), and detects the input path from the angle detecting means (S) and the vehicle speed sensor (25) Electronic control unit that calculates and outputs above a certain speed (7) The motor is rotated by a predetermined rotation speed by applying power according to an output signal, and the drive shaft stop means (D) is operated at a stop point of the motor (6) to stop the rotation of the drive shaft (5). When the piston 4 advances according to the rotation of the drive shaft 5 at a predetermined vehicle speed or more, the lower end of the strut 1 is moved so that the positive caster becomes large.
Description
제1도는 본 발명의 실시예의 전체구성도.1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention.
제2도는 그 조절실린더부 확대단면도.2 is an enlarged cross-sectional view of the adjustment cylinder.
제3도는 제2도의 A-A선 확대단면도.3 is an enlarged cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
제4도는 제2도의 B-B선 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1:스트러트 2:조절실린더부1: Strut 2: Adjusting cylinder part
3:너클 4:피스톤3: Knuckle 4: Piston
5:구동축 6:모터5: drive shaft 6: motor
7:전자제어유니트 10:볼7: Electronic control unit 10: Ball
11:리턴 스프링 12:슬롯11: return spring 12: slot
13:볼지지홀 14:암나사부13: Ball Support Hole 14: Female Thread
15:수나사부 17:각도조정볼트15: Male thread 17: Angle adjusting bolt
19:각도센서 21,21′:자석19: Angle sensor 21, 21 ': Magnet
22:스톱 홀 23:가동철심22: stop hole 23: movable core
24:솔레노이드 D:구동축정지수단24: Solenoid D: Drive shaft stop means
S:각도감지수단S: Angle detection means
본 발명은 자동차의 맥퍼슨형 독립현가장치에서 스트러트의 하단을 주행속도에 따라 자동으로 유동시켜 캐스터를 가변적으로 조절할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus capable of variably adjusting the caster by automatically flowing the lower end of the strut in accordance with the traveling speed in the McPherson type independent suspension device of the vehicle.
일반적으로 맥퍼슨형식의 독립현가장치에서는 캐스터를 조정할 수 없도록 되어 있다. 예컨데, 현대자동차(주)의 「그랜저」의 경우에는 생산시 캐스터 표준치를 2°45′± 30′으로 하여 조립되어 있어서, 이캐스터가 표준치 안에 들지않으면 굽은 부품이나 손상부품을 교환하도록 하고 있다.In general, the McPerson-type independent suspension system does not allow the caster to be adjusted. For example, in the case of Grandeur of Hyundai Motor Co., Ltd., the caster standard value is assembled at 2 ° 45 '± 30' at the time of production. If the caster is not within the standard value, the bent parts or damaged parts are replaced.
주로 승용차 등에서는 고속주행시의 안정성을 고려해 정의 캐스터를 두고 있는데 이러한 정의 캐스트는 부의 캐스터에 비해 상대적으로 조향력이 커지고 승차감이 저하되는 경향이 있다.Primarily, passenger cars have positive casters in consideration of stability at high speeds. Such casts tend to have a higher steering power and a lower ride quality than negative casters.
또, 근본적으로 간과될 수 없는 부분은 캐스터가 주행속도에 따라 가변성을 내재하고 있다는 점이다.In addition, what cannot be overlooked is that the caster has inherent variability depending on the traveling speed.
이러한 원인은 바퀴가 노면과 접하고 회전할 때 차량의 진행방향으로 원심력이 작용하게 되고, 그래서 노면과 접하는 킹핀중심선과 바퀴붕심선간에 어떠한 리드(간격)가 존재하게 되면 바퀴를 중심선 쪽으로 되돌리려는 복원력이 작용하게 된다.This causes the centrifugal force to act in the direction of the vehicle when the wheels are in contact with the road surface, so that if there is any lead between the kingpin center line and the wheel core line that is in contact with the road surface, the restoring force to return the wheel to the center line is lost. It will work.
이 역할은 기본적으로 캐스터가 가지는 고유기능으로서 속도와 비례하는 캐스터의 변화를 유도할 필요가 있다.This role is basically a unique function of the caster and needs to induce a change of the caster in proportion to the speed.
본 발명의 목적은 일정속도 이상에서 정의 캐스터를 자동으로 크게 조절하여 고속직진 안전성을 향상시키고자 하는데 있는 것이다.An object of the present invention is to improve the high-speed straight-line safety by automatically largely adjusting the positive caster above a certain speed.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 스트러트 하단에 볼을 형성하고, 상기 볼과 구면대우를 이루는 피스톤이 차량의 전후방향으로 왕복운동가능하게 내장되는 조절실린더부를 일체로 형성하며, 모터에 의하여 회전가능하고 구동축정지수단에 의하여 정지가능하게 상기 조절실린더부에 축결합되는 구동축을 상기 피스톤의 상대운동이 가능하게 그 선단을 상기 피스톤과 암수나사결합시키고 상기 구동축과 상기 조절실린더부 간에는 상기 구동축의 회전각도를 감지할 수 있는 각도감지수단을 설치하며, 상기 각도감지수단과 차속센서로 부터의 입력신호를 검출하고 연산하여 출력하는 전자제어유니트의 출력신호에 따른 전원인가에 의하여 상기 모터를 일정회전수 회전시키고, 또 상기 모터의 정지시점에서 상기 구동축정지 수단을 작동시켜 상기 구동축의 회전을 정지시키게 한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention forms a ball at the bottom of the strut, and the piston forming the spherical treatment of the ball is integrally formed with a control cylinder that is reciprocally built in the front and rear direction of the vehicle, and rotates by a motor. And the drive shaft coupled to the adjustment cylinder portion to be stop by the drive shaft stop means to allow the relative movement of the piston to female and female screwed ends of the piston and to rotate the drive shaft between the drive shaft and the adjustment cylinder portion. An angle detecting means for detecting an angle is provided, and the motor is rotated at a predetermined speed by applying power according to an output signal of an electronic control unit which detects, calculates and outputs an input signal from the angle detecting means and the vehicle speed sensor. Rotate and operate the drive shaft stop means at the stop of the motor. One will thereby stop the rotation of the drive shaft.
이하 본 발명의 실시예를 도면에 의하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
제1도는 본 발명의 전체구성도이고, 제2도는 그 요부확대도로서 부호1은 스트러트이고, 2는 조절실린더부, 3은 너클, 4는 피스톤, 5는 구동축, 6은 모터, 7은 전자제어유니트이다.FIG. 1 is an overall configuration diagram of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of the main part, where 1 is a strut, 2 is an adjustment cylinder, 3 is knuckle, 4 is piston, 5 is drive shaft, 6 is motor, 7 is electron It is a control unit.
스트러트(1)는 차체에 고정되는 스트러트 인슐레이터(8)와 코일스프링(9)을 갖는 맥퍼슨형식의 일반적인 형태로서, 이스트러트(1)의 하단에는 볼(10)이 일체로 형성되어 있다.The strut 1 is a general form of the McPherson type which has the strut insulator 8 and the coil spring 9 fixed to a vehicle body, and the ball 10 is integrally formed in the lower end of the strut 1.
조절실린더부(2)는 너클(3)상부에 일체로 형성된 것으로서 차량의 전후방향으로 길게 형성되어 있다.The adjustment cylinder part 2 is integrally formed in the upper part of the knuckle 3, and is formed long in the front-back direction of a vehicle.
이 조절실린더부(2)내는 중공으로서 피스톤(4)과 리턴 스프링(11)이 설치되고, 또 일측에는 구동축(5)이 축결합되어 있는 바, 상면에는 스트러트(1)의 하부가 일정각도 유동할 수 있는 슬롯(12)이 형성되어 있다.In the adjusting cylinder part 2, the piston 4 and the return spring 11 are provided as a hollow, and the drive shaft 5 is axially coupled to one side, and the lower part of the strut 1 flows at an angle on the upper surface. The slot 12 which can be formed is formed.
피스톤(4)은 조절실린더부(2)내에서 왕복운동가능하게 설치된 것으로서, 중간에 스트러트(1)의 볼(10)과 구면 대우를 이룰 수 있는 볼지지홀(13)이 형성되고 우측, 즉 차량의 후방으로는 암사나부(14)가 형성되어 구동축(5)과 상대운동가능하게 나사결합되고, 좌측,즉 차량의 전방쪽으로는 리턴 스프링(11)의 복원력이 작용하도록 설치되어 있다.The piston 4 is installed reciprocally in the adjusting cylinder part 2, and a ball supporting hole 13 is formed in the middle thereof so as to be spherical to the ball 10 of the strut 1. A female threaded portion 14 is formed at the rear of the vehicle to be screwed to the drive shaft 5 so as to be relatively movable, and is installed on the left side, that is, at the front side of the vehicle so that the restoring force of the return spring 11 acts.
구동축(5)은 조절실린더부(2)에 정지가능하고 회전가능하게 축결합되어 있고 모터(6)의 축을 이루고 있다.The drive shaft 5 is axially rotatably coupled to the adjustment cylinder portion 2 and constitutes the axis of the motor 6.
이 구동축(5)은 선단에 수나사부(15)가 형성되어 상기한 피스톤(4)의 암사나부(14)와 상대운동가능하게 나사결합되어 있고, 중간에는 칼라(16)가 형성되어 조절실린더부(2) 일측에 조여지는 각도조정볼트(17)에 의하여 축방향으로의 유동이 방지되고 있다.The drive shaft 5 has a male screw portion 15 formed at the tip thereof and is screwed to the female threaded portion 14 of the piston 4 so as to be relatively movable, and a collar 16 is formed in the middle thereof to adjust the cylinder portion. (2) The flow in the axial direction is prevented by the angle adjusting bolt 17 tightened on one side.
리턴 스프링(11)은 피스톤(4)을 구동축(5) 측으로 밀고 있고, 이에 따라 구동축(5)의 칼라(16)는 항상 각도조정볼트(17)와 접하면서 압력을 가하므로 각도조정볼트(17)를 조이거나 풀면 구동축(5)의 축방향 이동이 가능하고 이러한 이동은 스트러트(1)의 하단을 이동시켜 캐스터를 조정할 수 있다. 이러한 캐스터의 조정은 피스톤(4)과 구동축(5)간의 상대운동에 따른 캐스터 조정을 위한 기본적인 캐스터 값을 갖게 하기위한 것이다.The return spring 11 pushes the piston 4 toward the drive shaft 5, so that the collar 16 of the drive shaft 5 is always in contact with the angle adjustment bolt 17 and pressurizes the angle adjustment bolt 17. Tighten or loosen) allows the axial movement of the drive shaft 5, which can be adjusted by moving the lower end of the strut 1. This adjustment of the caster is intended to have a basic caster value for adjusting the caster according to the relative movement between the piston 4 and the drive shaft 5.
상기한 구동축(5)에는 각도감지수단(S)과 구동축정지수단(D)이 공히 부속설치되고 있다.The above-described drive shaft 5 is provided with both the angle detecting means S and the driving shaft stopping means D.
각도감지수단(S)은 구동축(5)에 고정되게 설치되는 플랜지(18)와, 이 플랜지(18)의 원주면 근방에 설치되는 각도센서(19)와 이 각도센서(19)가 원주방향으로 선회할 때 180°지점에서 각도센서(19)의 폴 피스(20)와 근접할 수 있는 자석(21,21′)이 제2도 및 제4도에서 보는 바와 같이 조절실린더부(2) 측면 상하에서 각각 부착된 것이다.The angle detecting means S includes a flange 18 fixed to the drive shaft 5, an angle sensor 19 installed near the circumferential surface of the flange 18, and the angle sensor 19 in the circumferential direction. When turning, magnets 21 and 21 ', which can approach the pole piece 20 of the angle sensor 19 at 180 °, are upward and downward on the side of the adjustment cylinder part 2 as shown in FIGS. 2 and 4. Each attached.
상기 각도센서(19)는 유도기전력을 이용하여 전압신호를 발생토록 한 것으로서, 폴 피스(20)가 자석(21,21′)에 접근하면 자력선이 변화하여 자속이 강해지고 이에 따라 내부의 코일전압이 상승하면 전압신호가 “0”으로 되고, 폴 피스(20)가 자석(21,21′)으로부터 멀어지면 자력선 생성이 약해져 내부의 코일에서 유도기전력이 발생하는 형식을 취하고 있다.The angle sensor 19 is to generate a voltage signal using the induced electromotive force, when the pole piece 20 approaches the magnets (21, 21 '), the magnetic force line is changed, the magnetic flux is stronger and accordingly the internal coil voltage When the voltage signal rises, the voltage signal becomes "0", and when the pole piece 20 moves away from the magnets 21 and 21 ', magnetic field generation is weakened and induction electromotive force is generated in the internal coil.
구동축정지수단(D)은 구동축(5)의 회전을 일정시점에서 정지시켜 캐스터의 변화가 없도록 한 것으로, 구동축(5)면에 원주방향으로 등간격 다수개로 형성되는 스톱 홀(22)과, 이 스톱 홀(22)에 삽입될 수 있는 가동철심(23) 및 가동철심(23)을 여자력으로 흡인시킬 수 있는 솔레노이드(24)로 구성되어 있다.The drive shaft stop means (D) stops the rotation of the drive shaft (5) at a certain point so that there is no change in the casters, and the stop hole (22) is formed on the drive shaft (5) in a plurality of equal intervals in the circumferential direction, and The movable iron core 23 which can be inserted into the stop hole 22 and the solenoid 24 which can attract the movable iron core 23 by an excitation force are comprised.
전자제어유니트(7)는 차량의 주행속도를 감지할 수 있는 차속센서(25)와 각도센서(19)로부터 입력되는 신호를 검출하고 연산하여 일정차속 이상에서 모터(6)와 솔레노이드(24)에 출력하도록 하고 있다.The electronic control unit 7 detects and calculates a signal input from the vehicle speed sensor 25 and the angle sensor 19 capable of detecting the traveling speed of the vehicle and supplies the motor 6 and the solenoid 24 above a certain vehicle speed. To output.
상기에서 일정차속이라는 것은, 예컨데 80㎞/h를 설정치로 할 경우, 이 설정치 이상에서 출력신호를 내보내도록 한 것이며, 출력신호는 모터(6)와 솔레노이드(24)에 전원을 인가시키는 상태를 의미한다. 그리고, 차속이 일정속도 이상에서 설정치 이하로 저하되면, 전자제어유니트(7)는 모터(6)의 회전이 상기와 반대로 되게함과 동시에 솔레노이드(24)가 작동되게 전원을 인가시켜 피스톤(4)이 복원되게 하는 것이다.In the above description, the constant speed means that, for example, when 80 km / h is set as the set value, the output signal is outputted at or above this set value, and the output signal means a state in which power is supplied to the motor 6 and the solenoid 24. do. When the vehicle speed falls below the set value at a predetermined speed or more, the electronic control unit 7 causes the rotation of the motor 6 to be reversed to the above, and at the same time, applies power to operate the solenoid 24 so that the piston 4 Will be restored.
모터(6)는 전자제어유니트(7)에 의하여 그 회수가 일정하게 제어된다. 이 회전수는 캐스터 각도를 단계별로 증가시키는 형식을 취할 경우에는 각각 그에 상응하는 회전수로 제어되는데 이러한 모터(6)의 회전은 구동축(5)의 수나사부(15)와 피스톤(4)의 암나사부(14)간에 주어지는 피치 등에 의하여 결정되고, 또 현재의 구동축(5)의 위치를 각도센서(19)에 의하여 읽고 있을 때 그 현재의 위치에 따라 회전수가 달라진다.The number of times that the motor 6 is controlled by the electronic control unit 7 is constantly controlled. This rotational speed is controlled by the rotational speed corresponding to each of the steps of increasing the caster angle step by step. Such rotation of the motor 6 is performed by the male screw portion 15 of the drive shaft 5 and the female screw of the piston 4. It is determined by the pitch or the like given between the sections 14, and when the current position of the drive shaft 5 is read by the angle sensor 19, the rotation speed varies depending on the current position.
전자제어유니트(7)의 캐스터 제어단계를 3단계로 할 경우 캐스터는 1。, 1.5。, 2。로 증가되도록 하고, 이 때의 차속은 80㎞/h, 100㎞/h, 140㎞/h로 하여 각 단계별로 세팅되도록 할 수 있는 것이다.When the caster control step of the electronic control unit 7 is made into three stages, the casters are increased to 1 °, 1.5 ° and 2 °, and the vehicle speeds at this time are 80 km / h, 100 km / h, and 140 km / h. It can be set to each step.
따라서 일정차속 이상일 때 전자제어유니트(7)는 각도센서(19)가 회전에 의하여180。구간의 전압신호를 읽어 저장하고 그 후의 변화에 대한 전압신호까지를 연산하여 현재의 위치, 즉 캐스터가 얼마인가를 판정하고 현재의 차속에 합당한 출력을 내보내 모터(6)를 역방향으로 회전시키므로서 구동축(5)이 회전되어 피스톤(4)이 좌측으로 이동되어 그에 합당한 캐스터로 조절되게 하는 것이다.Therefore, when the speed exceeds a certain speed, the electronic control unit 7 reads and stores the voltage signal of 180 ° section by the rotation of the angle sensor 19 and calculates up to the voltage signal for the subsequent change. The drive shaft 5 is rotated so that the piston 4 is moved to the left to adjust the caster accordingly by determining the application and outputting the output corresponding to the current vehicle speed to rotate the motor 6 in the reverse direction.
상기 과정에서 모터(6)가 회전할 때에는 솔레노이드(24)에 먼저 전원이 인가되어 가동철심(23)을 흡인시키므로서 스톱 홀(22)이 가동철심(23)으로 부터의 구속이 해제되고, 그 후 구동축(5)이 정 또는 역방향으로 회전하게 되는데 이 때 수나사부(15)와 암나사부(14)는 서로 체결되거나 풀려나와 피스톤(4)을 제2도에서 좌 또는 우로 이동시키므로서 스트러트(1)의 하부가 슬롯(12)내에서 움직이게 된다.When the motor 6 rotates in the above process, power is first applied to the solenoid 24 to suck the movable core 23 so that the stop hole 22 is restrained from the movable core 23. After the drive shaft 5 is rotated in the forward or reverse direction, at this time, the male screw portion 15 and the female screw portion 14 are fastened or released from each other to move the piston 4 to the left or right in FIG. The lower part of) moves in the slot 12.
스트러트(1)가 상기와 같이 움직일 때 스트러트 인슐레이터(8)측은 고정점이 된다. 따라서 차속이 올라갈수록 정의 캐스터는 증가되는데 이것은 피스톤(4) 및 볼(10)이 제2도의 좌측으로 이동되는 상태로 나타나고, 차속이 감소되면 피스톤(4) 및 볼(10)이 제2도의 우측으로 이동되는 상태로서 이 때 정의 캐스터는 감소된다.When the strut 1 moves as described above, the strut insulator 8 side becomes a fixed point. Therefore, as the vehicle speed increases, the positive caster increases, which appears as the piston 4 and the ball 10 are moved to the left of FIG. 2, and when the vehicle speed is decreased, the piston 4 and the ball 10 are to the right of FIG. In this case, the positive caster is reduced.
정의 캐스터가 증가할 때에는 모터(6)가 시계반대방향인 역방향으로 회전하여 구동축(5)을 돌려주게 되어 피스톤(4)이 좌측으로 이동하고, 이러한 회전이 완료되면 즉시 구동축정지수단(D)에 가해지는 전류가 차단되어 가동철심(23)이 스톱 홀(22)에 삽입되므로서 구동축(5)은 정지된다.When the positive caster increases, the motor 6 rotates in the counterclockwise direction to rotate the drive shaft 5 so that the piston 4 moves to the left, and immediately after the rotation is completed, the drive shaft stopping means D The driving shaft 5 is stopped as the applied current is interrupted and the movable iron core 23 is inserted into the stop hole 22.
반대로, 정의 캐스터가 감소될 때에는 모터(6)가 시계방향인 정방향으로 회전되면서 구동축(5)이 회전되어 피스톤(4)이 우측으로 이동하며, 이와 더불어 리턴 스프링(11)의 복원력에 따라 피스톤(4)과 구동축(5)이 상대운동하게 되며 이 때의 캐스터는 각도감지수단(S)에 의하여 읽어지며, 일정제어시점에서의 구동축(5)의 구속은 역시 구동축정지수단(D)의 단속에 의하여 행하여 지는 것이다. 여기서, 모터(6)가 작동되기 전에 솔레노이드(24)가 작동하여, 모터(6)의 작동과 피스톤(4)의 이동이 원활히 이루어 지도록 한다.On the contrary, when the positive caster is decreased, the drive shaft 5 is rotated while the motor 6 is rotated clockwise in the forward direction, and the piston 4 is moved to the right, and the piston according to the restoring force of the return spring 11 4) and the drive shaft (5) relative movement and the caster at this time is read by the angle detection means (S), the restraint of the drive shaft (5) at a constant control point is also in the interruption of the drive shaft stop means (D) It is done by Here, the solenoid 24 is operated before the motor 6 is operated, so that the operation of the motor 6 and the movement of the piston 4 are made smoothly.
이와 같은 본 발명은 차량의 고속주행시 캐스터를 자동으로 조절하므로서 차량의 직진안정성을 향상시키게 되고 저속주행시에는 조향성을 향상시키게 되는 등의 효과가 있는 것이다.The present invention has the effect of improving the straightness stability of the vehicle by automatically adjusting the caster during high-speed driving of the vehicle and the steering performance during low-speed driving.
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1995
- 1995-08-21 KR KR1019950025610A patent/KR0144473B1/en not_active IP Right Cessation
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