JPS628869A - 車両の4輪操舵装置 - Google Patents

車両の4輪操舵装置

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JPS628869A
JPS628869A JP60150669A JP15066985A JPS628869A JP S628869 A JPS628869 A JP S628869A JP 60150669 A JP60150669 A JP 60150669A JP 15066985 A JP15066985 A JP 15066985A JP S628869 A JPS628869 A JP S628869A
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steering
torque distribution
vehicle
ratio
wheel steering
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JP60150669A
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Hitoshi Inoue
等 井上
Kozo Watanabe
渡辺 剛三
Ken Tanaka
建 田中
Yoshihiro Watanabe
渡辺 嘉寛
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Mazda Motor Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14Steering 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
    • B62D7/15Steering 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
    • B62D7/1518Steering 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 comprising a mechanical interconnecting system between the steering control means of the different axles
    • B62D7/1545Steering 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 comprising a mechanical interconnecting system between the steering control means of the different axles provided with electrical assistance
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/08Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles
    • B60K23/0808Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles for varying torque distribution between driven axles, e.g. by transfer clutch
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (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、前輪の転舵に応じて後輪をも転舵するように
した車両の4輪操舵装置に関し、特にトルク配分可変機
構を備えた4輪駆動装置と組合わされたものの改良に関
する。
(従来の技術) 従来より、この種の4輪操舵装置として、例えば特開昭
55−91457号公報に開示されるように、前輪を転
舵する前輪転舵機構と、後輪を転舵する後輪転舵機構と
を備え、車速に応じて前輪転舵角に対する後輪転舵角の
比を所定の転舵比時。
性に従って変化させ、車両のすべり角が常に零となるよ
うにしたものは知られている。
ここで、車両のすへり角が零となるような転舵比特性は
、低速時では後輪が前輪に対し逆向き(逆位相)に転舵
することにより旋回性能が向上し、最小回転半径の低減
を可能とし、高速時では後輪が前輪に対し同じ向きく同
位相)に転舵することにより操縦性が向上し、レーンチ
ェンジをスムーズに行うことができるものである。
一方、車両においては、4輪駆動車として、前輪と後輪
とに対する駆動トルクの配分を可変とするトルク配分可
変機構を有してなる4輪駆動装置を備えたものは一般に
知られており、また、この4輪駆動装置と上述の4輪操
舵装置とが組合わされて装備されることもある。
(発明が解決しようとする問題点) ところが、上述の如く4輪操舵装置と4輪駆動装置とが
組合わされた車両にあっては、4輪操舵装置における転
舵比制御の面で次のような問題点がある。すなわち、4
輪駆動装置のトルク配分機構の作動により前後輪に対す
るトルク配分が変化する場合には、それに伴って前後輪
の路面に対するグリップ力が変化するので、車両のすへ
り角が常に零となるような転舵比特性を設定することが
できず、その結果、トルク配分の変化によりステアリン
グ特性が変化して運転性が損われるという問題である。
本発明はかかる点に名みてなされたものであり、その目
的とするところは、特に4輪操舵装置と4輪駆動装置と
が組合わされた車両において、4輪操舵装置の後輪転舵
機構における前輪転舵角に対する後輪転舵角の比を可変
制御する制御部に対し改良を加えて、車両のすべ角がト
ルク配分の変化にも拘らず零となるようになし、ステア
リング特性の変化を防止して運転性の向上を図ることに
ある。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、ハンド
ル操舵に応じて前輪を転舵する前輪転舵機構と、この前
輪の転舵に応じて後輪を転舵する後輪転舵機構とを備え
てなり、前後輪に対するトルク配分を可変とするトルク
配分可変機構を備えた4輪駆動装置と組合わされた車両
の4輪操舵装置において、上記後輪転舵機構を、前輪転
舵角に対する後輪転舵角の比を所定の転舵比特性に従っ
て可変とする転舵比可変手段と、上記トルク配分可変機
構による前後輪に対するトルク配分の変化に応じて転舵
比特性を補正する補正手段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、後輪転舵機構の転舵比
可変手段において前輪転舵角に対する後輪転舵角の比(
転舵比)が所定の転舵比特性に従って可変されるに当り
、上記転舵比特性は、補正手段によりトルク配分の変化
に応じて補正され、この補正された転舵比特性に従って
転舵比が可変されることになる。
そして、上記補正手段において、後輪のトルク配分の増
加に応じて同位相方向に転舵比特性を補正し、その転舵
比特性に基づいて車両のすへり角がトルク配分の変化に
拘らず常に零となるようにすると、トルク配分の変化に
よるステアリング特性の変化を防止できるものである。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の第1実施例に係る車両の4輪操舵装置
の全体構成を示し、1は左右の前輪2し。
2Rを転舵する前輪転舵機構であって、該前輪転舵機構
1は、ステアリングハンドル3と、該ステアリングハン
ドル3の回転運動を直線運動に変換するラックルビニオ
2機構4と、該ラック&ピニオン機構4の作動を前輪2
L、2Rに伝達してこれらを左右に転舵させる左右のタ
イロッド5.5およびナックルアーム6.6とからなる
7は左右の後輪8L、8Rを転舵する後輪転舵機構であ
って、該後輪転舵機構7は、両端が左右の後輪81.8
Rにタイロッド9.9およびナックルアーム10,10
を介して連結された車幅方向に延びる後輪操作ロッド1
1を備えている。該後輪操作ロッド11にはラック12
が形成され、該ラック12に噛合するビニオン13がパ
ルスモータ14により一対の傘歯車15.16およびビ
ニオン軸17を介して回転されることにより、上記パル
スモータ14の回転方向および回転量に対応して後輪8
L、8Rが左右に転舵されるように構成されている。
また、上記後輪操作ロッド11には、該ロッド11を操
作ロンドとするパワーシリンダ18が接続されている。
該パワーシリンダ18は、後輪操作ロッド11にvA着
したピストン18aにより車幅方向に仕切られた左転用
油圧室18bおよび右転用油圧室18cを有していると
ともに、該8油圧室18b、180はそれぞれ油圧通路
19a。
19bを介して、パワーシリンダ18への油供給方向お
よび油圧を制御するコントロールバルブ20に連通し、
該コントロールバルブ20には油供給通路21および油
戻し路22を介して油圧ポンプ23が接続されており、
該油圧ポンプ23はモータ24によって回転駆動される
。上記コントロールバルブ20は、ピニオン軸17の回
転方向を検出して後輪8L、8Rの左方向転舵(図中反
時計方向への転舵)時には油供給通路21を左転用油圧
室18bに連通しかつ右転用油圧室18Gを油戻し路2
2に連通ずる一方、後輪81.8Rの右方向転舵(図中
時計方向への転舵)時には上記とは逆の連通状態とし、
同時に油圧ポンプ23からの油圧をピニオン軸17の回
転力に応じた圧力に減圧でるものであり、パルスモータ
14により傘歯車15.16、ピニオン軸17、ビニオ
ン13およびラック12を介して後輪操作ロッド11が
軸方向(車幅方向)に移動されるときにはパワーシリン
ダ18への圧油供給により上記後輪操作ロッド11の移
動を助勢するようにしている。
そして、上記パルスモータ14および油圧ポンプ23の
駆動用モータ24は、後輪転舵機構7の制御部たるコン
トローラ25から出力される制御信号によって作動制御
される。上記コントローラ25には、前輪転舵機構1に
おけるステアリングハンドル3の操舵量等から前輪転舵
角を検出する舵角センサ26からの舵角信号と、車速を
検出する車速センサ27からの車速信号と、後述するト
ルク配分可変機構32の前後輪に対するトルク配分を検
出するトルク配分検出手段28からの出力信号とがそれ
ぞれ入力されているとともに、バッテリ電源29が接続
されている。
一方、上記の4輪操舵装置と組合わされる4輪駆動装置
の全体構成は第2図に示している。第2図において、3
0はエンジン、31はトランスミッション、32はトラ
ンスミッション31に連結されたトルク配分可変機構で
あり、該トルク配分可変機構32からは、前輪用推進軸
33が車体前方に、後輪用推進軸34が車体後方にそれ
ぞれ延出されている。上記前輪用推進軸33の前部は差
動歯車装置35に駆動連結され、該差動歯車装置35に
は左右の駆動軸36.36を介して前輪2L、2Rが連
結されている一方、上記後輪用推進軸34の後部は差動
歯車装置37に駆動連結され、該差動歯車装置37には
左右の駆動軸38.38を介して後輪8L、8Rが連結
されている。
上記トルク配分可変機構32は、第3図に示すように、
入力軸39に互いに近接して設けられた前輪用油圧クラ
ッチ4oと後輪用油圧クラッチ41とを備え、上記前輪
用油圧クラッチ40には歯車42.・・・を介して前輪
用推進軸33の後端が連結されている一方、上記後輪用
油圧クラッチ41には後輪用推進軸34の前端が連結さ
れている。
また、上記両油圧りラッ・チ40,41はそれぞれ流f
fi調整弁43a 、43bを通して油圧ポンプ44に
連通されている。上記流量調整弁43a、43aは、制
御ユニット45から出力される制御信号によって制御さ
れ、該制御ユニット45には、入力軸39の回転量から
駆動トルクを検出するトルク検出手段46からの出力信
号と、車両の上下振動等の走行状態を検出する走行状態
検出手段47からの出力信号とがそれぞれ入力されてい
る。
以上ににって、上記流1調整弁43a 、43bにおい
て制御ユニット45の制御の下で車両の走行状態に応じ
て油圧ポンプ44から前輪用および接輪用油圧クラッチ
40.41への油供給量を調整し、該名演圧クラッチ4
0.41での駆動トルクの伝達率を変化させることによ
り、前輪2L、2Rおよび後輪8L、8Rに対する駆動
トルクの配分を可変とするようにしたトルク配分可変機
構32が構成されている。このトルク配分可変機構32
による前後輪に対するトルク配分は、上記4輪操舵装置
におけるトルク配分検出手段28により制御ユニット4
5からの出力信号に基づいて検出され、該トルク配分検
出手段28から検出信号としての出力信号がコントロー
ラ25に対し出力される。尚、第3図中、48はオイル
タンク、4つはオイルクーラである。
そして、上記コントローラ25は、第4図に示すように
、舵角センサ26からの舵角信号および車速センサ27
からの車速信号を受け、特性記憶部50に記憶された転
舵比特性から前輪転舵角および車速に対応する後輪の目
標転舵角を演算する目標転舵角演算部51と、該目標転
舵角演算部51で演算された目標転舵角に対応するパル
ス信号を出力するパルスジェネレータ52と、該パルス
ジェネレータ52からのパルス信号を受けてパルスモー
タ14および油圧ポンプ23の駆動用モータ24を駆動
する駆動パルス信号に変換するドライバ53とを備え、
これらによって前輪転舵角に対する後輪転舵角の比(転
舵比)を所定の転舵比特性に従って可変として後輪転舵
角が目標転舵角となるようにパルスモータ14および油
圧ポンプ23の駆動用モータ24を制御する転舵比可変
手段54が構成されている。
また、上記コントローラ25は、トルク配分検出手段2
8からの出力信号を受け、トルク配分可変機構32によ
る前後輪に対するトルク配分の変化に応じて特性記憶部
50に記憶された転舵比特性を選択し車両のすべり角が
常に零となるように転舵比を補正する補正手段としての
特性選択部55を備えており、該特性選択部55で選択
された特性記憶部50の転舵比特性に従って上記目標転
舵角演算部51における目標転舵角の演算が行われるよ
うになっている。
上記特性記憶部50に予め記憶されている転舵比特性は
、第5図に示すように、前後輪に対するトルク配分の割
合に対応して複数の転舵比特性A1〜Anがある。これ
らの転舵比特性A1〜Anは、いずれも基本的には、車
速が低速から高速に上昇するに従って転舵比kが負方向
の逆位相(前後輪が逆方向に転舵される状態)で大きな
値から零に近づくように移行し、中速域にて転舵比kが
正方向の同位相く前後輪が同方向に転舵される状態)に
変わり、高速域では同位相で転舵比kが大きくなるよう
に設定されている。
そして、上記複数の転舵比特性A1〜Anのうち゛、最
も逆位相側にある転舵比特性A1は、後輪のトルク配分
が零のとき、つまり前輪のみの駆動による2輪駆動状態
のときに選択されるものである。この転舵比特性A1に
対し、他の転舵比特性A2〜Anは、後輪のトルク配分
の増加に応じて漸次同位相方向にずれた傾向にあり、後
輪のトルク配分が最大のときに選択される転舵比特性A
nは、転舵比特性A1に比べてかなり同位相側にずれて
いる。また、上記複数の転舵比特性A1〜Anは、いず
れも選択されるときのトルク配分に対応して車両のすべ
り角がほぼ零となるように設定されている。
次に、上記第1実施例の作用・効果について説明するに
、後輪転舵機構7のコントローラ25においては、特性
選択部55で特性記憶部50に記憶された複数の転舵比
特性A1〜Anの中から所定の転舵比特性が選択され、
この選択された転舵比特性に従って前輪転舵角に対する
後輪転舵角の転舵比が転舵比可変手段54により可変制
御されることにより、後輪8L、8Rは、低速時では前
輪2L、2Rと逆位相に転舵され、高速時では前輪2L
、2Rと同位相に転舵される。
この場合、上記特性選択部55での転舵比特性の選択は
、4輪駆動装置における1−ルク配分可変機構32の前
後輪に対するトルク配分を検出するトルク配分検出手段
28からの出力信号を受【ノ、トルク配分に対応して、
そのトルク配分で車両のすべり角が零となるように設定
された転舵比特性が選択されるので、トルク配分の変化
に拘らず、また同位相・逆位相の別を問わず車両のすべ
り角が常に零となり、ステアリング特性の変化を防止し
て運転性を向上させることができる。
第6図は上記第1実施例における後輪転舵機構7のコン
トローラ25の変形例を示したものである。このコント
ローラ25は、目標転舵角演算部51′とパルスジェネ
レータ52′とドライバ53′とによって構成され、前
輪転舵角に対する後輪転舵角の転舵比を特性記憶部50
’ に記憶された所定の転舵比特性(第1実施例におけ
る特性記憶部50に記憶された2輪駆動時用の転舵比特
性A+に相当)に従って可変制御する転舵比可変手段5
4′を備えているとともに、トルク配分検出手段28か
らの出力信号を受け、後輪のトルク配分の増加に応じて
上記転舵比可変手段54′の目標転舵角演算部51′で
演算された目標転舵角に車両のすべり角が零となるよう
に所定の補正転舵角を加算して転舵比を同位相方向に補
正する補正手段としての補正部56を備えてなるもので
ある。
また、第6図は別の変形例として前輪転舵角θFの大き
さに応じて後輪転舵角θRを演算して転舵比を制御する
場合の転舵比特性を示したものである。この舵角による
転舵比制御は、前輪転舵角θFが高速時では小さく、低
速時では大きくなるという実情に基づいて前輪転舵角θ
Fに対する後輪転舵角θRの転舵比を制御するものであ
り、その転舵比特性は、基本的には車速による転舵比制
御の場合と同様、低速時では前輪と後輪とを逆位相に、
高速時では同位相にするように設定されている。
そして、上記舵角による転舵比制御の場合においても、
その転舵比特性としては、前後輪に対するトルク配分の
割合に対応して複数の転舵比特性B+−Bnがある。こ
れらの転舵比特性B1〜Bnは、車速による転舵比制御
の場合における転舵比特性At−Anと同様に、後輪の
トルク配分に増加に応じて漸次同位相方向にずれ、かつ
各トルク配分に対応して車両のすべり角がほぼ零となる
ように設定されている。尚、舵角による転舵比制御の場
合には、第1実施例の如き車速を検出する車速センサ2
7は不要である。
さらに、第7図は本発明の第2実施例に係る車両の4輪
操舵装置の全体構成を示し、この4輪操舵装置における
後輪転舵機構7′は、第1実施例の4輪操舵装置におけ
る後輪転舵機構7の如くパルスモータ14の作動により
後輪8L、8Rを電気的に転舵する代わりに、前輪転舵
機構1の操舵力を利用して後輪8L、8Rを機械的に転
舵するようにしたものである。
すなわち、上記後輪転舵機構7′は、ギヤ等からなる転
舵比変更装置60を備え、該転舵比変更装置6oには車
体前後方向に延びる伝達ロッド61の後端が連結され、
該伝達ロッド61の前端部には、前輪転舵機構1のラッ
クルビニオ2機構4のラック軸4aに形成されたラック
62と噛合するとニオン63が設けられている。また、
上記転舵比変受装@60からは摺動部材64が延出され
、該摺動部材64に形成されたラック65に対しては、
後輪操作ロッド11にラック12およびピニオン13を
介して連結されたピニオン軸17の前端部に設けたピニ
オン66が噛合している。しかして、前輪転舵機構1の
操舵力がラックルビニオ2機構4のラック軸4aから伝
達ロッド61を介して転舵比変更装置60に伝達され、
該転舵比変更装置60においてコントローラ25の制御
に従つて転舵比が変更された後に操舵力が摺動部材64
およびピニオン軸17を介して後輪操作ロッド11に伝
達されることにより、後輪8L、8Rが左右に転舵され
るように構成されている。尚、4輪操舵装置のその他の
構成は、第1実施例の4輪操舵装置と同じであり、同一
部材には同一符号を付してその説明は省略する。
そして、上記転舵比変更装置60を制御するコントロー
ラ25自体は、第1実施例の場合と同じであり、また、
それにより同様の作用・効果を奏することができるのは
勿論である。
(発明の効果) 以上の如く、本発明における、トリク配分可変機構を備
えた4輪駆動装置と組合わされた車両の4輪操舵装置に
よれば、前後輪に対するトルク配分の変化に対応して転
舵比特性が補正され、この補正された転舵比特性に従っ
て転舵比が可変制御されるので、トルク配分の変化に拘
らず車両のすべり角を常に零とすることがで゛き、ステ
アリング特性の変化を防止して運転性の向上を図ること
ができるものである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図ないし第5
図は第1実施例を示し、第1図は車両の4輪操舵装置の
全体構成図、第2図は4輪駆動装置の全体構成を示す模
式図、第3図はトルク配分可変機構の全体構成図、第4
図はコントローラのブロック構成図、第5図はコントロ
ーラの車速による転舵比制御の場合における転舵比特性
を示す図である。第6図および第7図はそれぞれ第1実
施例の変形例を示し、第6図は第4図相当図、第7図は
コントローラの舵角による転舵比制御の場合における転
舵比特性を示す図である。第8図は第2実施例を示す第
1図相当図である。 1・・・前輪転舵機構、7.7′・・・後輪転舵機構、
25・・・コントローラ、32・・・トルク配分可変機
構、54.54’・・・転舵比可変手段、55・・・特
性選択第1図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ハンドル操舵に応じて前輪を転舵する前輪転舵機
    構と、この前輪の転舵に応じて後輪を転舵する後輪転舵
    機構とを備えてなり、前後輪に対するトルク配分を可変
    とするトルク配分可変機構を備えた4輪駆動装置と組合
    わされた車両の4輪操舵装置であつて、上記後輪転舵機
    構は、前輪転舵角に対する後輪転舵角の比を所定の転舵
    比特性に従って可変とする転舵比可変手段と、上記トル
    ク配分の変化に応じて転舵比特性を補正する補正手段と
    を備えたことを特徴とする車両の4輪操舵装置。
  2. (2)補正手段は、後輪のトルク配分の増加に応じて同
    位相方向に転舵比特性を補正するものである特許請求の
    範囲第(1)項記載の車両の4輪操舵装置。
  3. (3)補正手段は、トルク配分に対応して常に車両の横
    すベり角が零となるように転舵比特性を補正するもので
    ある特許請求の範囲第(1)項記載の車両の4輪操舵装
    置。
JP60150669A 1985-07-08 1985-07-08 車両の4輪操舵装置 Pending JPS628869A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60150669A JPS628869A (ja) 1985-07-08 1985-07-08 車両の4輪操舵装置
US06/880,918 US4768602A (en) 1985-07-08 1986-07-01 Vehicle steering system
EP86109011A EP0208992B1 (en) 1985-07-08 1986-07-02 Vehicle steering system
DE8686109011T DE3671615D1 (de) 1985-07-08 1986-07-02 Fahrzeuglenkung.

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