JPS6193237A - エンジンのスロツトル弁制御装置 - Google Patents

エンジンのスロツトル弁制御装置

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JPS6193237A
JPS6193237A JP59213598A JP21359884A JPS6193237A JP S6193237 A JPS6193237 A JP S6193237A JP 59213598 A JP59213598 A JP 59213598A JP 21359884 A JP21359884 A JP 21359884A JP S6193237 A JPS6193237 A JP S6193237A
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engine
control
amount
target
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克義 飯田
Itaru Okuno
奥野 至
Tadashi Kaneko
金子 忠志
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    • F02D2041/1422Variable gain or coefficients
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、エンジンのスロットル弁制御装置に関し、特
に要求エンジン出力を示すアクセル操作量に対して所定
吸気量とすべくスロットル弁開成をフィードバック制御
するようにしたものに関する。
(従来の技術) 従来、要求エンジン出力を示すアクセル操作量に対して
エンジンの空燃比を所定空燃比に制御する技術として、
特開昭51−138235丹公報に示されるように、ア
クセル操作口を検出するアクセル検出手段と、該アクセ
ル検出手段の出力を受け、予め設定された空燃比となる
ようにエンジンに供給する空気の目標値を設定する目標
空気量設定手段と、該目標空気量設定手段の出力を受け
、空気量を目標値とすべくスロットル弁の開度を制御す
るスロットル弁開度制御手段とを備えて、アクセル操作
量に応じて目標空気量(つまり目標スロットル弁開度)
を求め、該目標空気量になるようにスロットル弁の開度
をフィードバック制myるようにしたものは知られてい
る。そして、このスロットル弁開成に甘づく吸入空気量
に応じて予め設定された空燃比になるように燃料向をエ
ンジンに供給することに′より、エンジンの空燃比を目
標値にするようにしたものである。
(発明が解決しようとする問題点〉 ところが、排気還流を行うエンジンにおいて、上述のよ
うにスロットル弁開度をフィードバック制御する場合、
排気還流■が増大するに伴い、その分エンジンに吸入さ
れる新気の吸気量が少なくなるので、排気還流間が多い
ときにはスロットル弁開度の変化に対する吸気の変化・
吊が小さくなって、スロットル弁開度のフィードバック
ゐす御による吸気量の応答性および制御精度が低下する
という問題がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、上述の如く排気還流を行うエンジン
においてアクセル操作量に応じてスロットル弁の間疫を
フィードバック制御する場合、その1lilJ1211
定数を排気還流量の大小に応じて適切に設定することに
より、スロットル弁のフィードバック制御による吸気m
の応答性および制御精度を向上させることにある。
(問題点を解決J−るだめの手段) 上記目的を達成するため、本発明の解決手段′は、第1
図に示すように、アクセル操作量αに応じて目標スロッ
トル弁開度θ1あるいは目標吸気単AC1を求め、該目
標値となるようにスロットル弁の開度θRをフィードバ
ック制御するようにしたエンジンのスロットル弁制御’
I=Vaを対象とするものであり、これに加えてエンジ
ンに還流する排気jヱ流伍を検出する排気還流量検出手
段25と、該排気還流予検出手段25の出力Rを受け、
排気還流量の増大に応じて上記スロットル弁のフィード
バック制御における制御定数kを大きくする制御定数変
更手段37とを備える構成としたものである。
(作用) 上記の構成により、本発明では、排気還流■が増大する
に伴いエンジンに吸入される新気の吸気量が少なくなっ
て、スロットル弁σ口度の変化に対する吸気の変化沿が
小さくなるが、その際、排気還流量の増大に応じてスロ
ットル弁のフィードバック制御における制御定数kが大
きくなる゛ので、スロットル弁開度のフィードバック制
御における11J Ill[l利1!7が大となって、
上記吸気量の低減変化が補償されることになり、吸気量
が応答性良くかつ精度良く目標値に制御されることにな
る。
(ブ; 施 例 ) 以下、本発明の実施例について第2図以下の図面に基づ
いて説明する。
第2図は本発明の実施例に係るエンジンのスロットル弁
制m+t装置の全体構成を示し、1は例えば4気筒のエ
ンジン、2は一端がエアクリーナ3を介して大気に開口
し他端がエンジン1に開口してエンジン1に吸気(空気
)を供給する吸気通路、4は一端がエンジン1に開口し
他端が大気に開口してエンジン1からの排気を排出する
排気通路である。5はエンジン出力要求に応じて踏込み
操作されるアクセルペダル、6は吸気通路2に配設され
吸入空気量を制御1−るスロットル弁であって、該スロ
ットル弁6は、アクセルペダル5とは機械的な連係関係
がなく、後述の如くアクセルペダル5の踏込み量つまり
アクセル操作量により電気的に制御される。7はスロッ
トル弁6を開閉作動させるステップモータ等よりなるス
ロットルアクチュエータである。8は排気通路4に介設
され排気ガスを浄化するための触媒装置である。
また、9は、一端が排気通路4の触媒装置8上流に開口
し他端が吸気通路2のスロットル弁6下流に間口して、
排気通路4の排気ガスの一部を吸気通路2に還流する排
気還流通路、10は該排気還流通路9の途中に介設され
、排気還流量を制御する。吸気負圧を作動源とするダイ
ヤフラム装置よりなる還流制御弁、11は該還流制御弁
10を開閉制御するソレノイド弁である。
一方、12は吸気通路2のスロットル弁6下流に配設さ
れ燃料を噴射供給する燃料噴射弁であって、該燃料噴射
弁12は、燃料ポンプ13および燃料フィルタ14を/
P設した燃料供給通路15を介して燃料タンク16に連
通されており、該燃料タンク16からの燃料が送給され
るとともに、その余剰燃料は燃圧レギュレータ17を介
設したリターン通路18を介して燃料タンク16に運流
され、よって所定圧の燃料が燃料噴射弁12に供給され
るようにしている。
加えて、19は上記アクセルペダル5の踏込み単つより
アクセル操作■αを検出するアクセル検出手段としての
アクセルペダルポジションセンサ、20は吸気通路2の
スロットル弁6上流に配設され吸入空気mQaRを検出
づるエアフローメータ、21は同じく吸気通路2のスロ
ットル弁6上流に配設され吸入空気温度を検出する吸気
温センサ、22はスロットル弁6の開度を検出するスロ
ットルポジションセンサ、23はエンジン冷却水の温度
TWを検出する水温センサー424は排気通路4の触媒
装置8上流に配設され排気ガス中の酸素濃度成分よりエ
ンジン1の空燃比λを検出する02センサ、25は上記
還流制御弁10に付設され排気)!流flfiRを検出
するjノド気運流用検出手段としての還流センサであっ
て、これら19〜25の検出信号はアナログコンピュー
タ等よりなるコントロールユニット26に入力されてい
て、該コントロールユニット26により上記スロットル
アクチュエータ7、ソレノイド弁11J3よび燃料噴射
弁12が制御される。さらに、上記コントロールユニッ
ト26にはイグナイタ27が入力接続されていて、点火
回数つまりエンジン回転数NOの(を号を入力している
。また、上記コントロールユニット26にはデュストリ
ビュータ28およびバッテリ29が入力接続されていて
、それぞれ点火時期J5よびバッテリ電圧VBの信号を
入力している。
次に、上記コントロールユニット26の作動を第3図に
より説明する。尚、第3図では4気筒エンジンの場合に
ついて示している。
第3図において、先ず、スロットル弁開度制御系につい
て述べるに、MAI はアクセル操作■αに対して予め
設定された空燃比になるようにエンジン1に供給する空
気の目標tll’IQa+が設定された第1マツプであ
って、アクセルペダルポジションセンサ19からの出力
を受け、アクセル操作■αに応じてエンジン1に供給す
る目標空気ff1Qa1を設定するようにしている。M
A2はエンジン冷却水)温度Twに対しCアイドルアッ
プのために必要な空燃比とすべく最低空気@ Q am
が設定された第2マツプであって、水chンサ23から
の出力を受け、エンジン冷却水温m T wに応じて水
温補正用最低空気m Q amを設定するようにしてい
る。
31は、上記第1マツプMzi+および第2マツプMA
2の各出力を受け、第1マツプMAIで求められた目標
空気11Qa+と第2マツプMA2で求められた水温補
正用最低空気、10amとのうちその最大値Qa2を選
択する最大値選択回路であり、上記目標空気ff1Qa
+が水温補正用最低空気mQamを下回るときには0ア
イドルアツプのため水温補正用最低空気m Q am@
選択して良好なエンジン運転性を確保するようにしてい
る。また、MA3はエンジン回転Fil N Oに対し
て該エンジン回転数NOにより決まる最大空気111Q
aMが設定された第3マツプであって、イグナイタ27
からの出力を受(プ、エンジン回転数Neに応じて最大
空気ffiQaMを設定するようにしている。32は、
上記最大値選択回路31および第3マツプMA3の各出
力を受け、最大値選択回路31で求められた最大空気f
f1Qazと第3マツプMA3で求められた最大空気f
fiQaMとのうちその最小値Qa3を選択する最小値
選択回路であり、よって上記目標空気ff1Qa+がエ
ンジン回転数Neにより定まる最大空気ffiQaMを
上回るとぎには、スロットル弁6が全開で吸入可能な空
気量以上の吊を目標値としても無意味であることから、
上記最大空気ii Q aNを選択して最大値を制限す
ることにより、スロットル弁6全聞に対応した全開信号
を出力するようにしている。以上により、アクセル操作
機αに対して、エンジン冷却水温度Twに対する補正お
よびエンジン回転数Neにより決まるスロットル弁6全
開での最大空気量に対する補正を考慮した目5標空気伍
Qa3が求まる。
さらに、33は上記最小値選択回路32からの出力を受
け、上記目標空気量Qa3を、エンジン回転数Neを2
イ6した値(NeX2)で除算する除算器で、4気筒エ
ンジンでの1気筒当りの吸気間Ac+を求めでいる。M
A4およびMA5はそれぞれ排気還流停止時および排気
連流時におけるエンジン回転数Neに対する目標吸気機
△c1とすべきスロットル弁開度θ1又はθI E h
<設定された第4および第5マツプであって、両マツプ
MA4.MA5は上記還流センサ25からの信号により
排気還流停止時と排気32流とで切換わる)!流スイッ
チ34によって選択され、上記除算器33からの出力を
受け、目標吸気mAc+ とすべぎスロットル弁開度θ
j又はθ+E@82定するようにしている。また、35
は吸気量フィードバック補正モジュールで、上記除算器
33からの目標吸気伍△C1の信号を受けるとともに、
上記エアフローメータ20により実測された実空気ff
1Qa R。
エンジン回転数Neおよび還流センサ25からの排気還
流間Rの各信号を受け、実空気量QaRとエンジン回転
数Neとで演算された1気筒当りの実吸気ff1AcR
と目標吸気ff1Ac+ とを比較して、その偏差およ
び排気還流ff1Rに応じ・てスロットル弁開度をフィ
ードバック補正するためのフィードバック補正係数Ca
Feを算出するものである。
さらに、36は、上記第4又は第5マツプM A a 
*MA5および吸気量フィードバック補正モジュール3
5からの各出力を受け、該マツプMA4.MA5で求め
られた目標スロットル弁開度θ1又はθIEを吸気量フ
ィードバック補正モジュール35で求められたフィード
バック補正係数Car:Bで乗葦補正する乗障器であっ
て、該乗算器36で補正された目標スロットル弁開度θ
2の信号は上記スロットルアクチュエータ7に出力され
、スロットル弁6の開度を目(7ス【」ットル弁同麿θ
2にフィードバック制御するように構成されている。
そして、本発明の主要構成要素として、上記吸気量フィ
ードバック補正モジュール35の作動を第4図のフロー
チャートに基づいて説明する。先ず、ステップStr実
空気囚θaRおよびエンジン回転数Neから1気筒当り
の実吸気mAcRを演算したのら、ステップ$2で排気
還流fiRに対して制御定数kが設定された制御定数マ
ツプに基づいて還流センサ25による排気還流IRによ
り制御定数kを読込む。tをわら、この制御定数マツプ
は、制御定数kを、排気還流量RがOのときに萌、1と
し、排気還流量Rの増大に伴って漸次増大させて、排気
還流量が最大量のときに0.5としたものである。
次いで、ステップS3で目標空気量△c1が実空気mA
c Rより大きいか否かを判別し、Act>ACRのY
ESの場合にはスロットル弁6が開度不足であると判断
してステップs4でフィードバック係数CaFeをca
 F 9 +にとする一方、Act<ACRのNOの場
合にはスロットル弁6が間き過ぎであると判断してステ
ップs5でフィードバック係数CaFeをCa t= 
e−にとし、それぞれステップS6で1Qmsec持機
したのちステップSIに戻る。ここで、上記ステップS
2により、還流センサ25(排気還流量検出手段)の出
力を受け、排気還流ff1Rの増大に応じてスロットル
弁6のフィードバック制御における制御定数kを大きく
する制御定数変更手段37を構成している。
次に、第3図における燃料供給m制御系について述べる
に、MB6はアクセル操作量αに対して予め設定された
空燃比になるようにエンジン1に供給する燃料の目標1
直Qf+が設定された第6マツプであって、アクセルペ
ダルポジションセンサ19からの出力を受ジノ、アクセ
ル操作量αに応じてエンジン1に供給する目標燃料ff
1Qf+を設定するようにしている。MB7は上記第2
マツプMA2で設定される空気量Qamに対してアイド
ルアップのために必要な空燃比となるようにエンジン冷
却水温a T wに対する最低燃料ffiQfmが設定
された第7マツプであって、水温センサ23の出力を受
け、エンジン冷却水温度Twに応じて水温補正用最低燃
料ff1Qftnを設定する。39は、上記第6マツプ
Ms6および第7マツプMayの各出力を受け、第6マ
ツプMssで求められた目(=燃料IQr+と第7マツ
プMayで求められた水温補正用最低燃料ffiQfm
とのうちその最大値Qf2を選択する最大値選択回路で
あり、上記目標燃料量Of+が水温補正用最低撚11m
Qfmを下回るとぎにはアイドルアップのため水温補正
用最低燃料量Qfmを選択して良好なエンジン運転性を
確保づるようにしている。また、Maaは上記第3マツ
プMA3で設定される最大空気fitQaMに対して予
め設定された目標空燃比となるようにエンジン回転数N
+3に対する最大燃料量Qr図が設定された第8マツプ
であって、エンジン回転数Neに応じ′C最最大料吊Q
fMを設定する。40は、上記最大値選択回路39およ
び第8マツプMsaの各出力を受け、最大値選択回路3
9で求められた最大燃料mQf2と第8マツプMaaで
求められた最大燃料徴QfMとのうちその最小値QI’
3を選択する最小値選択回路であり、上記目標燃料量Q
f1がエンジン回転数NOにより定まる最大燃料量Qf
Mを上回っているとぎ、つまり上述の如く目標空気@Q
a+がエンジン回転数NOにより定まる最大空気ffi
QaMを上回って、スロットル弁6が全開で吸入可能な
空気量以上の吊を目標値としている時には、最大空気m
Qa Mを選択すると共に上記最大燃料1nQfMを選
択して、エンジン1に供給される吸気量に対し予め設定
された目標空燃比になるように上記目標値Of+を補正
している。以上により、空気量の場合と同様に、アクセ
ル操作詞αに対して、エンジン冷却水温度Twに対する
補正J3よびエンジン回転数NBにより決まるスロット
ル弁6全問での最大燃料量に対づ゛る補正を考慮した目
標燃料ff1Qf3が求まる。 そして、上記最大値選
択回路40からの目標燃料ff1Qf3信号は、除綿器
41、第1〜第3乗睦器42〜44、フユエルカットス
イッチ45および燃オ斗噴射弁補正回路46を介しT:
燃料噴射弁12に出力される。上記除詐器41は、最小
ti11!選択回路40からの出力を受け、目標燃料m
Qf 3を、2気筒ずつ同時に燃料噴射するものとして
エンジン回転数N’eで除律して、1気筒当りの燃料供
給量Qfiを算出するものである。また、上記第1乗算
器42は、除1x器41で求められた目標燃料供給量Q
fiを、第9マツプM139で求められたエンジン冷I
I水濡a T vに対する水温補正係数0丁vおよびエ
ンリッチ補正モジュール47で求められたエンリッチ補
正係数CER″cf!綽補正して目標燃料供給mQfi
+を算出するものである。このエンリッチ補正モジュー
ル47は、後述のゾーン判定モジュール51からのゾー
ン信号に基づいてエンジン回転数Neに対する吸気ff
1Ac+がエンリッチライン領域にあるときには燃料供
給機を例えば−律8%増員すべくエンリッチ補正係数C
εR(例えば1.08)を出力するものである。
さらに、上記第2乗算器43は、第1乗算器42で求め
られた目標燃料供給1Qfilを、燃料学習補正モジュ
ール48で求められた学習補正係数C5TDで乗算補正
して目標燃料供給m Q f i 2を算出するもので
ある。この燃料学習補正モジュール48は、ゾーン判定
モジュール51からのゾーン活号および後述の燃料フィ
ードバック補正モジュール4つからの燃料フ、C−ドパ
ツク補正係数0fFB信丹に基づいて、燃料フィードバ
ック補正モジュール49での燃料フィードバック補正条
件の成立後例えば2秒以上経過したとき、燃料学習補正
係数C5TDを、その初期値=1.0としたのち、下記
式 %式% Cfpaのピーク値+過去8回の CfFeのボトム値)/16.−1.0)によって順次
更新して出力するものである。
また、第3@偉器44は、上記第2@算器43で求めら
れた目標燃料供給ff1a ti2を、燃13[フィー
ドバック補正モジュール49で求められた燃料フィード
バック補正係数Cfpsで乗算補正して目標燃料供給f
fi Q f i aを算出するものである。この燃料
フィードバック補正モジュール49は、ゾーン判定モジ
ュール51からのゾーン信号および02センサ24から
の空燃比λ信号に基づいて例えば下記条件 ■ エンジン冷却水温度Tw>60’C■ 吸気aAc
+≧シリンダ行程容積の10%■ エンジン回転数Ne
に対する吸気lAc+がエンリッチラインおよびツユエ
ル力ットゾーン以外であること ■ 02センサ24が活性であるとと を満たずとき、燃料供給(6)をフィードバック制御す
べく燃料フィードバック補正係数CfpeC例えば0.
8≦C[「8≦1.25で、比例定数P=0.06、積
分定数I =0.05/sec ) 全出力するしので
ある。
さらに、上記ツユニルカットスイッチ45は、ツユニル
カット制御モジュール50からの出ツク信号によって間
開制御されるものである。このツユニルカット制御モジ
ュール50は、ゾーン判定モジュール51からのゾーン
信号および目標吸気量Actの信号に基づいて、例えば
下記条件■ エンジン冷却水温度Tw>60℃ ■ 吸気IAc+<シリンダ行fl容積の10%■ エ
ンジン回転数Ne>11000rpを満たすとき、燃料
噴射をカットすべくツユニルカットスイッチ45を聞く
ように制御するものである。ここで、上記ゾーン判定モ
ジュール51は、エンジン回転数Ne、目標吸気量Ac
+、エンジン冷却水温度Twおよび空燃比λの各信号に
基づいて上記各制御モジュール47〜50の条件判定信
号(ゾーン信号)を作成するものである。
さらにまた、上記燃料噴射弁補正回路46は、上記第3
乗算器44からの目標燃料供給in Q f ’ 3信
号およびバッテリ29からのバッテリ電圧Va信号を受
け、バッテリ電圧VBに応じて燃t31噴射弁12への
目標燃料供給湯1g号としてのパルス信号を補正して燃
料噴射弁12に出力するものrある。以上により、該燃
料噴射弁12を点火と同期して所定時間駆動し、その燃
1°31供給回を目標直に制御するにうに構成されてい
る。
したがって、上記実施例においては、アクセル操作量α
に応じてエンジン1に供給する目標空気mが求められ、
この目標空気量に塞づいてスロットル弁6の目標開度が
求められ、この目標間Ifになるようにスロットル弁6
の開度がフィードバック制御されて、エンジン1に目標
吸気量が供給される。その際、排気還流時には、吸気量
フィードバック補正モジュール35において排気還流f
f1Rの増大に応じて、スロットル弁6のフィードバッ
ク制御における制御定数kを大きく設定したことにより
、スロットル弁6のフィードバック制御にJ5ける制御
利得を大きくして、そのフィードバック制御による吸気
量の変化を大きくしたので、排気還流量の増大による新
気の吸気量の減少によりスロットル弁開成の変化に対す
る吸気量の変化が小さくなることを補償することになり
、よって吸気量を応答性良くかつ精度良く目標直に制御
することができる。
また、アクセル操作量αに対して目標空気量と目標燃料
量とがそれぞれ求められ、この求められた目標値に基づ
いて吸入空気量と燃わ1供給量とがそれぞれ同時に並行
して目標値になるように制御されることにより、アクセ
ル操作量αの変化に対して吸入空気量と燃料供給開とが
双方間に時間的ズレなく共に同時に目標1直に変化する
ので、エンジンの過渡運転時においても燃料の応答近れ
などを生じることがなく、エンジンの空燃比を目標空燃
比に精度良く制御することができ、よってエンジンの息
付きや失火等がなくエンジンの加速性能および運転性能
を向上させることができる。しかも、アクセル操作mα
に対して吸入空気(5)と燃1′31供給員とを予め設
定された空燃比になるように同時に制御するので、フィ
ードバック制御を要さずに目標空燃比に精度良く制御す
ることができ、よって制御の簡略化を図ることができる
尚、上記実施例では、制御定数変更手段37を、排気還
流砧の増大に応じて制御定数kをリニアに増大させるよ
うに閉成したが、制御定数kを段階的に増大させるよう
に変更してもよい。
また、上記実施例では、アクセル操作量に応じて先ず目
標空気口を求め、次いぐこの目標空気琶に基づいて目標
スロットル弁開度を求めて、該目標スロットル弁開成に
なるようにスロットル弁6をフィードバック制御するよ
うにしたものに適用したが、その他、アクセル操作量に
応じて目標スロットル弁開成あるいは目標空気量を直接
求め、該目標1直になるようにスロットル弁をフィード
バック制御するものに対しても同様に適用可0!:、で
ある。
(考案の効果) 以上説明したように、本発明によれば、排気j!流mの
増大に応じてスロットル弁のフイードバツり制御におけ
る制御定数を大きくして、その制御利1′Jを大きくし
たので、ス1」ットル弁間度のフィードバック制御によ
る吸気量を応答性良くかつ精度良く目a Iil!Iに
制御することができ、排気速流frlの多少に拘らず吸
気伍ffl+制御の応答性d′3よび制御精度の向上を
図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の)j4成を示すブロック図である。 第2図ないし第4図は本発明の実施例を示し、第2図は
全体概略溝成図、第3図はコントロールユニットの作動
フローを示すブロック図、第4図は吸気量フィードバッ
ク補正モジュールの作動フローを示すフローチャート図
である。 1・・・エンジン、5・・・アクヒルペダル、6・・・
スロットル弁、7・・・スロットルアクチュエータ、1
つ・・・アクロルペダルポジションセンサ、25・・・
還流センサ、26・・・コントロールユニット、37・
・・制御定数変更手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アクセル操作量に応じて目標スロットル弁開度あ
    るいは目標吸気量を求め、該目標値となるようにスロッ
    トル弁の開度をフィードバック制御するようにしたエン
    ジンのスロットル弁制御装置において、エンジンに還流
    する排気還流量を検出する排気還流量検出手段と、該排
    気還流量検出手段の出力を受け、排気還流間の増大に応
    じて上記スロットル弁のフィードバック制御における制
    御定数を大きくする制御定数変更手段とを備えたことを
    特徴とするエンジンのスロットル弁制御装置。
JP59213598A 1984-10-11 1984-10-11 エンジンのスロツトル弁制御装置 Granted JPS6193237A (ja)

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