JPH0571431B2 - - Google Patents
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- JPH0571431B2 JPH0571431B2 JP59004598A JP459884A JPH0571431B2 JP H0571431 B2 JPH0571431 B2 JP H0571431B2 JP 59004598 A JP59004598 A JP 59004598A JP 459884 A JP459884 A JP 459884A JP H0571431 B2 JPH0571431 B2 JP H0571431B2
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- JP
- Japan
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- steering
- vehicle
- cornering power
- rear wheels
- wheels
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Links
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
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- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
- B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
- B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
- B62D7/15—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
- B62D7/159—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels characterised by computing methods or stabilisation processes or systems, e.g. responding to yaw rate, lateral wind, load, road condition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は四輪自動車等の車両の操舵装置に関す
る。
る。
本出願人は既に車両に於て前輪の転舵のみなら
ず例えば車速や前輪転舵角等の一定の条件によつ
て後輪をも転舵し、車両の取り廻し性や操縦応答
性を飛躍的に向上させ得るようにした車両の操舵
装置(特願昭57−134888号(特開昭59−26363号
参照)等)を種々提案している。
ず例えば車速や前輪転舵角等の一定の条件によつ
て後輪をも転舵し、車両の取り廻し性や操縦応答
性を飛躍的に向上させ得るようにした車両の操舵
装置(特願昭57−134888号(特開昭59−26363号
参照)等)を種々提案している。
ところで、一般に車両が旋回運動するときに各
車輪のタイヤに働くコーナリングパワーの大きさ
はタイヤの横すべり角の変化に対する横力の増加
の割合で示され、タイヤの空気圧、接地荷重、路
面状態等の各種条件によつて変動する。
車輪のタイヤに働くコーナリングパワーの大きさ
はタイヤの横すべり角の変化に対する横力の増加
の割合で示され、タイヤの空気圧、接地荷重、路
面状態等の各種条件によつて変動する。
つまり、タイヤの空気圧が低下したり、或るい
は積載荷物等によつて接地荷重が大きくなるとコ
ーナリングパワーは小さくなり、特に後輪タイヤ
のコーナリングパワーが減少すると旋回中に車体
が尻を振り易くなつて旋回性能が低下し、運転者
はハンドル操作を安定に行えなくなる。他方、こ
れとは反対に後輪タイヤのコーナリングパワーが
増加すると、車両はアンダステア傾向が強くな
り、例えば中速でコーナリング走行中に首を振り
にくくなつて旋回性能が低下し運転者はハンドル
操作を通常よりもより大きくする必要がある。こ
の場合、このような弊害が減少する方向へ後輪を
転舵制御すれば当該弊害を効果的に排除できる。
は積載荷物等によつて接地荷重が大きくなるとコ
ーナリングパワーは小さくなり、特に後輪タイヤ
のコーナリングパワーが減少すると旋回中に車体
が尻を振り易くなつて旋回性能が低下し、運転者
はハンドル操作を安定に行えなくなる。他方、こ
れとは反対に後輪タイヤのコーナリングパワーが
増加すると、車両はアンダステア傾向が強くな
り、例えば中速でコーナリング走行中に首を振り
にくくなつて旋回性能が低下し運転者はハンドル
操作を通常よりもより大きくする必要がある。こ
の場合、このような弊害が減少する方向へ後輪を
転舵制御すれば当該弊害を効果的に排除できる。
そこで、本発明の目的はコーナリングパワーの
変動によつて車両走行が悪影響を受けることな
く、旋回走行中でも常に安定したハンドル操作を
行え、旋回性能の向上を図ることができる車両の
操舵装置を提供するにある。
変動によつて車両走行が悪影響を受けることな
く、旋回走行中でも常に安定したハンドル操作を
行え、旋回性能の向上を図ることができる車両の
操舵装置を提供するにある。
本発明は以上の目的を達成するため、後輪の転
舵角を一定の条件に従つて可変制御できる車両の
操舵装置に適用し、その主要構成とするところは
車両の走行状態を示す因子、例えば、ハンドル操
舵角と横加速度等検出することによつてタイヤの
コーナリングパワーを予測導出する導出手段と、
この導出手段からの導出結果に対応して後輪を転
舵制御する制御情報を出力する処理手段と、この
制御情報によつて後輪を所定の大きさの転舵角だ
け付加的に転舵せしめるように制御する制御手段
を具備し、上記コーナリングパワーを予測するこ
とにより例えばコーナリングパワーが基準設定値
より大きく又は小さくなつたとき当該コーナリン
グパワーが基準設定値に修正される方向へ後輪を
転舵せしめるようにしたことを特徴とする。
舵角を一定の条件に従つて可変制御できる車両の
操舵装置に適用し、その主要構成とするところは
車両の走行状態を示す因子、例えば、ハンドル操
舵角と横加速度等検出することによつてタイヤの
コーナリングパワーを予測導出する導出手段と、
この導出手段からの導出結果に対応して後輪を転
舵制御する制御情報を出力する処理手段と、この
制御情報によつて後輪を所定の大きさの転舵角だ
け付加的に転舵せしめるように制御する制御手段
を具備し、上記コーナリングパワーを予測するこ
とにより例えばコーナリングパワーが基準設定値
より大きく又は小さくなつたとき当該コーナリン
グパワーが基準設定値に修正される方向へ後輪を
転舵せしめるようにしたことを特徴とする。
以下には本発明をさらに具体化した好適な実施
例を挙げ図面を参照して詳述する。
例を挙げ図面を参照して詳述する。
先ず、本発明を明確にするため第1図に基づき
車両の操舵装置の概略構成について説明する。同
図は本発明に係る操舵装置を装備した車両の基本
構造を示す模式的平面図である。同図に於て1は
ステアリングハンドルで、このハンドル1のステ
アリング軸2はギヤボツクス3に内装した例えば
ラツク&ピニオン方式によるステアリングギヤ機
構に接続し、ハンドル1の操舵回動をタイロツド
4の車体幅方向への運動に変換する。このタイロ
ツド4の両端部は前輪5,5を支持するナツクル
アーム6,6に連結し、左右方向へ回動自在に支
持されたナツクルアーム6,6の機能によつてタ
イロツド4の車体幅方向の変位を前輪5,5をハ
ンドル1の操舵方向へ転舵せしめる。
車両の操舵装置の概略構成について説明する。同
図は本発明に係る操舵装置を装備した車両の基本
構造を示す模式的平面図である。同図に於て1は
ステアリングハンドルで、このハンドル1のステ
アリング軸2はギヤボツクス3に内装した例えば
ラツク&ピニオン方式によるステアリングギヤ機
構に接続し、ハンドル1の操舵回動をタイロツド
4の車体幅方向への運動に変換する。このタイロ
ツド4の両端部は前輪5,5を支持するナツクル
アーム6,6に連結し、左右方向へ回動自在に支
持されたナツクルアーム6,6の機能によつてタ
イロツド4の車体幅方向の変位を前輪5,5をハ
ンドル1の操舵方向へ転舵せしめる。
他方、7は後輪側ギヤボツクスであり、このギ
ヤボツクス7に内装したラツク&ピニオン方式等
の方向転換手段には後輪操舵サーボアクチエータ
8から後方へ延出する軸8aを接続する。またギ
ヤボツクス7を車体幅方向へ移動自在に貫通する
タイロツド9の両端部にはナツクルアーム10,
10を回動自在に連結し、このナツクルアーム1
0,10は後輪11,11を支持する。これによ
り前記後輪側の転舵と同様に軸8aの回転によつ
てタイロツド9を車体幅方向へ変位せしめ、さら
に後輪11,11を所定の方向へ転舵せしめる。
ヤボツクス7に内装したラツク&ピニオン方式等
の方向転換手段には後輪操舵サーボアクチエータ
8から後方へ延出する軸8aを接続する。またギ
ヤボツクス7を車体幅方向へ移動自在に貫通する
タイロツド9の両端部にはナツクルアーム10,
10を回動自在に連結し、このナツクルアーム1
0,10は後輪11,11を支持する。これによ
り前記後輪側の転舵と同様に軸8aの回転によつ
てタイロツド9を車体幅方向へ変位せしめ、さら
に後輪11,11を所定の方向へ転舵せしめる。
一方、車両には車載コンピユータ12を搭載
し、このコンピユータ12は例えば車両の横方向
への加速度を検出する横加速度センサ(又はヨー
レイトセンサ)13、前輪の転舵角度を検出する
前輪転舵角センサ14、その他不図示の車速を検
出する車速センサ等からの検出信号を受けてこれ
に対応した制御信号を前記後輪操舵サーボアクチ
エータ8へ供給し必要な後輪転舵、例えば高速時
には同位相方向へ、低速時は逆位相方向へ転舵制
御する。
し、このコンピユータ12は例えば車両の横方向
への加速度を検出する横加速度センサ(又はヨー
レイトセンサ)13、前輪の転舵角度を検出する
前輪転舵角センサ14、その他不図示の車速を検
出する車速センサ等からの検出信号を受けてこれ
に対応した制御信号を前記後輪操舵サーボアクチ
エータ8へ供給し必要な後輪転舵、例えば高速時
には同位相方向へ、低速時は逆位相方向へ転舵制
御する。
次に、第2図乃至第4図を参照し本発明の要部
の構成及び機能について具体的に説明する。第2
図は後輪操舵系の機能ブロツク図、第3図は作用
説明図、第4図は原理説明用特性図である。
の構成及び機能について具体的に説明する。第2
図は後輪操舵系の機能ブロツク図、第3図は作用
説明図、第4図は原理説明用特性図である。
第2図に示すように、前記コンピユータ12を
用いて、導出手段と、処理手段と、制御手段とを
構成している。
用いて、導出手段と、処理手段と、制御手段とを
構成している。
導出手段は、走行状態を示す因子を検出するこ
とによつてタイヤのコーナリングパワーを導出す
るもので、変換処理ニと比較処理ホとで構成して
いる。
とによつてタイヤのコーナリングパワーを導出す
るもので、変換処理ニと比較処理ホとで構成して
いる。
処理手段は、前記導出手段からの導出結果に対
応してコーナリングパワーが基礎設定値に修正さ
れる方向へ後輪を転舵せしめる制御情報を出力す
るもので、予め設定したデータヘと演算処理トと
で構成している。
応してコーナリングパワーが基礎設定値に修正さ
れる方向へ後輪を転舵せしめる制御情報を出力す
るもので、予め設定したデータヘと演算処理トと
で構成している。
制御手段は、前記処理手段からの制御情報d2
によつて後輪の転舵を制御するもので、予め設定
したデータイと、演算処理ロと、加算算処理ハと
で構成している。
によつて後輪の転舵を制御するもので、予め設定
したデータイと、演算処理ロと、加算算処理ハと
で構成している。
先ず、第2図に於て前記コンピユータ12には
第1図に示した横加速度センサ13、或るいは前
輪転舵角センサ14等の各種のセンサを接続する
が、この検出結果はコンピユータ12内に於て予
め設定したデータイに基づき演算処理ロし当該検
出結果に対応した後輪転舵情報doを得る。この
情報doは前記サーボアクチユエータ8へ付与さ
れ、例えばデジタルアナログ変換、増幅、モータ
駆動等、或いは油圧シリンダ等の機械的手段の動
作によつて前記軸8aを回転せしめ後輪11,1
1を転舵する。以上の構成及び機能は既に本出願
人が提案しているもので本発明の前提技術であ
る。
第1図に示した横加速度センサ13、或るいは前
輪転舵角センサ14等の各種のセンサを接続する
が、この検出結果はコンピユータ12内に於て予
め設定したデータイに基づき演算処理ロし当該検
出結果に対応した後輪転舵情報doを得る。この
情報doは前記サーボアクチユエータ8へ付与さ
れ、例えばデジタルアナログ変換、増幅、モータ
駆動等、或いは油圧シリンダ等の機械的手段の動
作によつて前記軸8aを回転せしめ後輪11,1
1を転舵する。以上の構成及び機能は既に本出願
人が提案しているもので本発明の前提技術であ
る。
一方、コンピユータ12に於て、前記前輪転舵
角センサ14から検出した走行状態を示す因子で
ある前輪実舵角δoは変換処理ニ……によつて異
なる複数のコーナリングパワーC1,C2,C3
……Cnに夫々変換される。この変換原理につい
て説明すると、一般にタイヤの横すべり角βに対
する横角Fの関係は第4図の如く示される。前述
したようにコーナリングパワーCは同図に於てC
=△F/△βで求めることができる。一方、前輪
舵角δと横すべり角βの関係は車速uに対する関
数をf(u)とするとβ=f(u)・δで表わされるため
前記前輪実舵角δoと横すべり角βはほぼ比例す
る。また、横力Fと横加速度αはほぼ比例する。
したがつて、第4図に於て横すべり角βを前輪実
舵角δoに、又横力Fを横加速度αに夫々置き換
えることができる。よつて、検出した前輪実舵角
の変化分△δoから各コーナリングパワーC1,
C2……Cnに対応する横加速度の変化分△α、
さらには予測横加速度データα1,α2……αn
を求めることができる。
角センサ14から検出した走行状態を示す因子で
ある前輪実舵角δoは変換処理ニ……によつて異
なる複数のコーナリングパワーC1,C2,C3
……Cnに夫々変換される。この変換原理につい
て説明すると、一般にタイヤの横すべり角βに対
する横角Fの関係は第4図の如く示される。前述
したようにコーナリングパワーCは同図に於てC
=△F/△βで求めることができる。一方、前輪
舵角δと横すべり角βの関係は車速uに対する関
数をf(u)とするとβ=f(u)・δで表わされるため
前記前輪実舵角δoと横すべり角βはほぼ比例す
る。また、横力Fと横加速度αはほぼ比例する。
したがつて、第4図に於て横すべり角βを前輪実
舵角δoに、又横力Fを横加速度αに夫々置き換
えることができる。よつて、検出した前輪実舵角
の変化分△δoから各コーナリングパワーC1,
C2……Cnに対応する横加速度の変化分△α、
さらには予測横加速度データα1,α2……αn
を求めることができる。
他方、車両の走行状態を示す因子である実際の
横加速度の大きさは前記横加速度センサ13から
実測値加速度データα0として検出できる。そし
て、この実測横加速度データα0と上記予測横加速
度データα1,α2……αnを比較処理ホしα0に
最も近似する予測横加速度データα1,α2……
αnを選択すれば対応するコーナリングパワーC
1,C2……Cnを導出することができ、実際の
コーナリングパワーを予測できる。
横加速度の大きさは前記横加速度センサ13から
実測値加速度データα0として検出できる。そし
て、この実測横加速度データα0と上記予測横加速
度データα1,α2……αnを比較処理ホしα0に
最も近似する予測横加速度データα1,α2……
αnを選択すれば対応するコーナリングパワーC
1,C2……Cnを導出することができ、実際の
コーナリングパワーを予測できる。
この導出したコーナリングパワーは制御データ
d1として、予め設定したデータヘに基づき後に
詳述する演算処理トし、当該制御データd1に対
応した所要の制御情報d2を得る。そして、この
制御情報d2を加減算処理ハによつて前記後輪転
舵情報doから加算、又は減算し前記サーボアク
チユエータ8へは情報(do+d2)又は(do−
d2)を供給することになる。
d1として、予め設定したデータヘに基づき後に
詳述する演算処理トし、当該制御データd1に対
応した所要の制御情報d2を得る。そして、この
制御情報d2を加減算処理ハによつて前記後輪転
舵情報doから加算、又は減算し前記サーボアク
チユエータ8へは情報(do+d2)又は(do−
d2)を供給することになる。
次に演算処理トについて具体的に説明する。こ
の演算処理トはタイヤの空気圧が低下したり、或
るいは積載荷物等によつて接地荷重が大きくな
り、コーナリングパワーが設定値より小さくなつ
た場合に前記後輪転舵情報doに従つて転舵され
た後輪の転舵状態に対しさらに前輪の転舵方向
(同位相方向)へ所定の大きさの転舵角だけ付加
的に転舵する。つまり第3図の如く実線で示す後
輪11,11に対し仮想線で示す後輪11a,1
1aに転舵せしめるための制御情報d2を生成す
る。この付加する転舵角の大きさは後輪全体の転
舵角が車体の尻振りを防止する大きさに選定さ
れ、データヘとして設定記憶されている。
の演算処理トはタイヤの空気圧が低下したり、或
るいは積載荷物等によつて接地荷重が大きくな
り、コーナリングパワーが設定値より小さくなつ
た場合に前記後輪転舵情報doに従つて転舵され
た後輪の転舵状態に対しさらに前輪の転舵方向
(同位相方向)へ所定の大きさの転舵角だけ付加
的に転舵する。つまり第3図の如く実線で示す後
輪11,11に対し仮想線で示す後輪11a,1
1aに転舵せしめるための制御情報d2を生成す
る。この付加する転舵角の大きさは後輪全体の転
舵角が車体の尻振りを防止する大きさに選定さ
れ、データヘとして設定記憶されている。
他方、これとは反対にコーナリングパワーが設
定値より大きくなつた場合には後輪転舵情報do
に基づく後輪の転舵状態に対して前輪の転舵方向
とは逆方向(逆位相方向)へ所定の大きさの転舵
角だけ付加的に転舵する。つまり第3図の如く実
線で示す後輪11,11に対し仮想線で示す後輪
11b,11bに転舵せしめるための制御情報d
2を生成するもので、この転舵角の大きさはハン
ドル操作にもとづく正規の旋回走行軌跡が得られ
る大きさに設定する。
定値より大きくなつた場合には後輪転舵情報do
に基づく後輪の転舵状態に対して前輪の転舵方向
とは逆方向(逆位相方向)へ所定の大きさの転舵
角だけ付加的に転舵する。つまり第3図の如く実
線で示す後輪11,11に対し仮想線で示す後輪
11b,11bに転舵せしめるための制御情報d
2を生成するもので、この転舵角の大きさはハン
ドル操作にもとづく正規の旋回走行軌跡が得られ
る大きさに設定する。
また、冒頭で述べたようにコーナリングパワー
の大きさはタイヤの空気圧及び接地荷重に関連し
て変動するため、これらを直接検出することによ
り、各検出結果をコンピユータ12へ付与し前記
の如く求めたコーナリングパワーの予測結果とと
もに並列的に組合わせて制御情報を生成し制御の
信頼性を向上させることもできる。
の大きさはタイヤの空気圧及び接地荷重に関連し
て変動するため、これらを直接検出することによ
り、各検出結果をコンピユータ12へ付与し前記
の如く求めたコーナリングパワーの予測結果とと
もに並列的に組合わせて制御情報を生成し制御の
信頼性を向上させることもできる。
よつて、コンピユータ12に於ては車両の走行
旋回中、つまり前輪が転舵されているときに、タ
イヤのコーナリングパワーを予測し、後輪の転舵
角を付加的に制御することにより走行条件に対し
最も適した後輪転舵角に設定することができ、以
上コンピユータ12における各処理は予めメモリ
に格納された制御プログラム(ソフトウエア)に
従つて実行される。なお、コンピユータ12の代
わりに同機能を有する電気的回路等でもよい。
旋回中、つまり前輪が転舵されているときに、タ
イヤのコーナリングパワーを予測し、後輪の転舵
角を付加的に制御することにより走行条件に対し
最も適した後輪転舵角に設定することができ、以
上コンピユータ12における各処理は予めメモリ
に格納された制御プログラム(ソフトウエア)に
従つて実行される。なお、コンピユータ12の代
わりに同機能を有する電気的回路等でもよい。
このように、本発明に係る車両の前後輪操舵装
置はタイヤの空気圧、接地荷重、路面状態等の条
件変化によるタイヤのコーナリングパワーの変動
によつて車両走行が悪影響を受けることなく、旋
回走行中でも常に安定したハンドル操作を行え、
車両の旋回性能の向上を図ることができる。
置はタイヤの空気圧、接地荷重、路面状態等の条
件変化によるタイヤのコーナリングパワーの変動
によつて車両走行が悪影響を受けることなく、旋
回走行中でも常に安定したハンドル操作を行え、
車両の旋回性能の向上を図ることができる。
第1図は本発明に係る操舵装置を装備した車両
の基本構造を示す模式的平面図、第2図は後輪操
舵系の機能ブロツク図、第3図は作用説明図、第
4図は原理説明用特性図である。 尚、図面中、11,11,11a,11a,1
1b,11bは後輪、12は車載コンピユータ、
13は横加速度センサ、14は前輪転舵角セン
サ、イ,ヘはデータ、ロ,トは演算処理、ハは加
減算処理、ニ……は変換処理、ホは比較処理、
doは後輪転舵情報、d2は制御情報である。
の基本構造を示す模式的平面図、第2図は後輪操
舵系の機能ブロツク図、第3図は作用説明図、第
4図は原理説明用特性図である。 尚、図面中、11,11,11a,11a,1
1b,11bは後輪、12は車載コンピユータ、
13は横加速度センサ、14は前輪転舵角セン
サ、イ,ヘはデータ、ロ,トは演算処理、ハは加
減算処理、ニ……は変換処理、ホは比較処理、
doは後輪転舵情報、d2は制御情報である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 後輪の転舵角を一定の条件に従つて可変制御
できる車両の操舵装置において、 走行状態を示す因子を検出することによつてタ
イヤのコーナリングパワーを導出する導出手段
と、 前記導出手段からの導出結果に対応してコーナ
リングパワーが基準設定値に修正される方向へ後
輪を転舵せしめる制御情報を出力する処理手段
と、 前記処理手段の制御情報によつて後輪の転舵を
制御する制御手段とを備えたことを特徴とする車
両の操舵装置。 2 前記処理手段は前記コーナリングパワーが基
準設定値より小さくなつたとき、後輪を前輪の転
舵方向(同位相方向)へ所定の転舵角だけ転舵せ
しめる制御情報を出力することを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の車両の操舵装置。 3 前記処理手段は前記コーナリングパワーが基
準設定値より大きくなつたとき、後輪を前輪の転
舵方向とは逆方向(逆位相方向)へ所定の転舵角
だけ転舵せしめる制御情報を出力することを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の車両の操舵装
置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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-
1984
- 1984-01-13 JP JP459884A patent/JPS60148770A/ja active Granted
Patent Citations (1)
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JPS5760974A (en) * | 1980-09-02 | 1982-04-13 | Honda Motor Co Ltd | Vehicle steering system |
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