JPH07174508A - エンジンのチャージ弁の角度位置測定装置 - Google Patents

エンジンのチャージ弁の角度位置測定装置

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JPH07174508A
JPH07174508A JP14591192A JP14591192A JPH07174508A JP H07174508 A JPH07174508 A JP H07174508A JP 14591192 A JP14591192 A JP 14591192A JP 14591192 A JP14591192 A JP 14591192A JP H07174508 A JPH07174508 A JP H07174508A
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angular position
valve
armature
measuring device
position measuring
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Berna Michel
ミシェル・ベルナ
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Imphy SA
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 摺動式の角度位置測定装置の機械的接点を不
要にし、測定精度を向上させる。 【構成】 本発明の装置は、電子制御式燃料噴射エンジ
ンのチャージ弁1の角度位置を測定する装置である。弁
1は、エンジン内のガス入口管2内に配置され、管2に
対し略垂直に伸長する弁軸線X−Xを中心として回転可
能である。測定装置は、管2の外側に配置されてその一
部の弁と共に回転可能に動き得る、弁の位置を測定する
手段3を備える。この測定手段3は、可変信号が供給さ
れる電磁インダクタ6と、弁1の位置の関数として相互
に回転可能に動き得ると共にその電磁結合係数がその相
対的位置の関数として可変であり、電機子内のインダク
タにより誘導される電圧を変化させる電磁電機子7と、
前記電機子からの出力信号を処理し、弁の角度位置を測
定する手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子制御式燃料噴射エ
ンジンのチャージ弁の角度位置の測定装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】電子制御式燃料点火噴射エンジンの分野
において、自動乗物に搭載されたコンピュータが、各種
のセンサから提供されるデータに基づき、燃料の点火時
期を判断する。
【0003】このコンピュータは、2つの点火時期の間
で、燃料の充填に関するデータ、即ち、エンジン速度、
エンジン温度、及びこのエンジンのチャージ弁の位置に
関するデータに基づき、点火進角を設定する。
【0004】このため、電子制御式調節装置は乗物の各
運転状態に対し最適な燃焼状態を実現する、即ち、エン
ジンはいわゆる化学量論的比率にて混合気を燃焼させる
ことが出来る。
【0005】これは、最適な出力がエンジンに付与さ
れ、最小の燃料消費を実現すると共に、燃焼終了時にお
ける未燃焼ガスの量を少なくすることで排気ガスに起因
する大気汚染を軽減するという結果が得られる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】チャージ弁は、エンジ
ンのガス入口管内に配置されており、該チャージ弁は該
ガス管に対し略垂直に伸長する弁軸線を中心として回転
可能であるため、上述の利点を得るためには、チャージ
弁のその回転軸線を中心とする位置を正確に把握するこ
とが必須である。
【0007】より具体的には、静止位置、即ち、弁が閉
じた位置と、例えば、この弁が10°回転したときの位
置との間で、該チャージ弁の位置を正確に判断しなけれ
ばならず、その必要な測定精度は、上記角度位置の範囲
で0.1°程度である。
【0008】実際上、この角度範囲内で、空気に起因す
る乱流の結果、弁及び弁が取り付けられる管に対して空
気が直角に流動することが少なくなるため、かかる乱流
はチャージ弁の位置に大きく影響する。
【0009】又、チャージ弁の位置は、温度変化、チャ
ージ弁が開閉する間に生ずるヒステリシス、及び物理的
な隙間による影響を受けることにも留意しなければなら
ない。
【0010】更に、チャージ弁の角度位置は、約90°
に亙る回転範囲で検出しなければならないが、上述の1
0°の回転範囲以外では、チャージ弁は、外部現象に対
するその感度が鈍くなる。
【0011】現在、チャージ弁の位置を測定する、従来
技術で公知の装置は、管の外側に配置され、電位差計を
備える測定手段であって、その一部が弁と共に回転可能
である測定手段を備えるものがある。
【0012】実際上、この電位差計は、例えば、その一
端がチャージ弁の回転軸線に接続される一方、その他端
が化学的抵抗性のある付着物質で覆ったリング状軌道の
上を摺動するスライドに取り付けられたロータを備えて
いる。
【0013】チャージ弁の所定の角度位置を求めるた
め、特定の位置においてスライドが軌道に接触する接点
は、その位置を示す電圧値に対応し、その電圧値は乗物
に搭載したコンピュータに伝送される。
【0014】かかる測定装置は、約10°の角度範囲に
亙る弁の休止位置付近では、望ましい測定精度が得られ
るものである。
【0015】しかし、これら従来の測定装置には、幾つ
かの欠点がある。
【0016】実際上、スライドと軌道との摺動接点は、
例えば、摩耗により劣化し、その結果、測定精度を著し
く損なう虞れのある付加的な接点抵抗を生じることがあ
る。かかる接点の劣化は、乗物の故障の原因となる可能
性がある。
【0017】故に、本発明の目的は、電子制御式燃料噴
射エンジンのチャージ弁の角度位置の測定装置であっ
て、摺動式の機械的接点を不要にし、所定の角度のチャ
ージ弁の回転に対し望ましい測定精度を実現する測定装
置を提供することにより、上記問題点を解決することで
ある。
【0018】
【課題を解決するための手段】この目的上、本発明の主
題は、電子制御式燃料噴射エンジンのチャージ弁の角度
位置の測定装置であって、該チャージ弁がエンンジン内
のガス入口管内に配置され、該管に対し略垂直に伸長す
る弁軸線を中心として回転可能であり、管の外側に配置
され、弁の位置を測定する手段であって、その一部が弁
と共に回転可能である測定手段を備える上記測定装置に
して、該測定手段が、可変信号が供給される電磁インダ
クタと、弁の位置の関数として、相互に回転可能である
電磁電機子とを備え、該電機子の電磁結合係数がその相
対的位置の関数として可変であり、電機子内のインダク
タにより誘導された電圧を変化させ、更に、電機子から
の出力信号を処理し、弁の角度位置を測定する手段を備
える測定装置を提供することである。本発明の特徴は、
次の通りである。
【0019】インダクタが弁に接続される一方、電機子
は管に接続されること。
【0020】インダクタは磁石コアを備え、該コアの周
囲に可変信号が供給される少なくとも1つのコイルが配
置されること。
【0021】電機子は磁石コアを備え、該コア上に少な
くとも1つのコイルが配置され、該コイルの端末には、
信号処理手段が接続され、弁の角度位置の測定を許容す
ること。
【0022】本発明のその他の特徴によれば、インダク
タバーは、弁軸線に対し略垂直な面内に配置され、又、
この軸線に対し略垂直な面内に円環体(トーラス)が配
置される。
【0023】
【実施例】単に一例として記載した本発明の以下の詳細
な説明及び添付図面を参照することにより、本発明は一
層良く理解されよう。
【0024】図1、図2及び図3から明らかであるよう
に、本発明による測定装置は、図示しない電子制御式燃
料噴射エンジンのチャージ弁1の角度位置を測定し得る
ようにしたものである。このチャージ弁は、エンジン内
のガス入口管2内に配置されており、該管の軸線に対し
略垂直に伸長する弁軸線X−Xを中心として回転可能で
ある。このチャージ弁の構造は、従来技術で周知であ
り、ここでは詳細には説明しない。
【0025】本発明による測定装置は又、管の外側に配
置され、その一部が弁と共に回転可能である、弁の角度
位置の測定手段3を備えている。
【0026】これら測定手段3は、管の外側でケーシン
グ4内に配置されており、このケーシング4は、任意の
適当な手段によりそれ自体、管に固定された基部5に固
定される。
【0027】該測定手段3は、可変信号が供給される電
磁インダクタ6と、弁の位置の関数として相互に回転可
能である電機子7とを備えている。
【0028】実際上、電機子7は、ケーシング4、及び
管に固定された基部5に接続される一方、電磁インダク
タ6は、弁1によりケーシング4内を回転可能である支
持構造体8により支持されている。この支持構造体8
は、基部5の穴10内に伸長する接続ロッド9を介して
この弁に接続される。故に、弁が管内を斜めに動くと
き、支持構造体8及びインダクタ6も又ケーシング4内
で回転し、該測定装置の静止部分により支持された電機
子7に対して可動であることが理解されよう。
【0029】図2及び図3から明らかであるように、電
磁インダクタ6は、その周囲に可変信号が供給される少
なくとも1つのコイル6bが配置される磁石コア6aを
備えている。この磁石コア6aは、実際上、保磁力12
0A/m以下の柔軟な合金から成り、電機子7内で弁軸
線X−Xに対し略垂直な面内に配置された略平行六面体
のバーである。該バーは又、円筒状の形状としてもよ
い。
【0030】又、この電機子7は、その周囲に少なくと
も1つのコイル7bが配置された磁石コア7aを備えて
いる。
【0031】電機子7の磁石コア7aは、保磁力1.2
A/m以下の柔軟な合金から成る磁性材料の少なくとも
1つのディスクから成るトーラスの形状をしている。こ
のトーラスは又、弁の回転軸線X−Xに対し略垂直な面
内に配置されており、この一実施例においては、電機子
を中心として対称に伸長している。
【0032】これら測定手段は、電磁インダクタと電機
子との間の相互インダクタンスがその相対的位置の関数
として変化するという電磁原理を利用するものである。
【0033】実際上、インダクタと電機子との間の電磁
結合係数は、その相対的位置の関数として変化させ、電
機子内でインダクタにより誘導される電圧を変化させる
ことが出来る。
【0034】インダクタに供給される可変信号は、イン
ダクタとこの電機子との間の相互インダクタンス係数の
関数として変化する磁束をインダクタのコイル内を循環
させることにより発生させる。各相互インダクタンス係
数に対し、電機子7は、該電機子7に対するインダクタ
の角度位置、従って、管内の弁の角度位置を示す可変の
誘導起電力の中心点であり、従来の電子手段によりこの
起電力を処理することにより、チャージ弁の角度位置を
正確に測定することが可能となる。この角度位置は乗物
に搭載したコンピュータに伝送し、燃料の噴射時期の調
節に利用する。故に、本発明による測定装置は、時間の
経過と共に損傷され易く、測定精度を損なう虞れのある
機械的接点を使用せずに、チャージ弁の角度位置を検出
することを可能にするものである。
【0035】図2及び図3に示し、又上述したように、
該インダクタは、可変入力信号が供給されるコイル6b
がその上に配置された磁石コア6aを備えている。この
可変信号は、正弦波が交流型式又はパルス信号等とする
ことが出来る。
【0036】測定装置の全体を管に固定する基部5は
又、略平行六面体の形状をしており、例えば、管の各端
部の穴5a、5bを通るねじのような手段により管に固
定されるようにし、該ねじの軸線は、弁をインダクタ6
の支持構造体8に接続するロッドを通す穴10に対し平
行となるようにすることが理解されよう。
【0037】ケーシング4は、例えば、溶接によりこの
基部に固定され、管状の形状をしている。
【0038】支持構造体8は、その中央位置に電磁イン
ダクタを受け入れるハウジングを備える一方、その端部
8a、8bは、基部のガイド凹所5c及びケーシング4
を閉じるカバー11のガイド凹所11aにそれぞれ係合
し得るようにしてある。
【0039】又、このケーシング4は、この図に全体と
して符号12で示した、電機子を固定する構造体を備え
ている。この構造体12は、略円環状の形状であり、一
方が他方の頂部の上になるように配置され、参照符号1
2a、12bで示してあり、その内部に電機子が収容さ
れる2つの部分を備えている。
【0040】故に、この支持構造体12は、インダクタ
の周囲に沿って伸長し、基部5の対応する表面及びこの
ケーシング4の内壁に設けられた肩部13a、13bに
よりケーシング4内の適所に保持される。
【0041】又、カバー11は、電磁インダクタに信号
を送る手段と、電機子からの出力側で受け取る信号を処
理する信号処理手段とを備えることが理解されよう。
【0042】電磁インダクタのコイルに信号を供給する
手段は、従来型式のものであり、例えば、乗物のバッテ
リにより付与される5ボルトの直流電圧にて供給手段に
より供給される10mA以下の平均電圧値に対応するピ
ークピーク値15mAの正弦波電流を供給する。
【0043】かかる正弦波供給信号は、乗物のバッテリ
により付与される供給信号を従来の方法で変換すること
により得られる。
【0044】この値は、多数のセンサが乗物に搭載され
ており、無視し得ない程度のバッテリ出力が必要とされ
ることを前提とする値である。
【0045】このため、各センサの電気消費量は、10
mA以下に制限することが望ましい。
【0046】電機子からの出力信号は、従来の信号処理
手段により、コンピュータが利用可能な信号、即ち直流
電圧信号に変換する。このため、例えば、これら信号処
理手段は、増幅器と直列のピーク検出器を備えることが
出来る。
【0047】図2及び図3から明らかであるように、場
合によっては、2つのコイル7b、7cは、電機子のト
ーラス7a上で対称に配置し、測定手段の感度を2倍に
増大させることが望ましいこともある。
【0048】実際上、図2に示し、0°の角度に等しい
ようなチャージ弁の休止位置付近の10°の角度範囲内
で測定手段に望ましい測定精度は、0.1°程度であ
り、そのためには、測定手段の感度は可能な限り大きく
なければならない。
【0049】2つの電機子コイルの使用により、図4に
示すように、電機子からの出力電圧のピーク値を0乃至
200mVの範囲内で変化させることが出来、これによ
り測定結果に対する干渉作用の影響を軽減することが可
能となる。
【0050】この信号は、供給周波数が5000Hzの
ときに得られるものである。
【0051】更に、この測定精度は又、インダクタがチ
ャージ弁の休止位置に一致する位置にあるとき、このイ
ンダクタバーの各端部に対向するコイルの巻線密度を増
大させることで更に向上させることが出来る。
【0052】図2に示したこの位置にて、相互インダク
タンス係数は最小値である一方、図3に示すように、弁
が管内の最大の開放角度位置にあるとき、この相互イン
ダクタンス係数は最大値となる。
【0053】図3に示した位置付近において、チャージ
弁の位置に対応して、角度測定値が大きい値である場
合、測定手段の測定精度は低下するが、その必要な測定
機能を損なう程度ではない。
【0054】更に、インダクタバーの終端位置に対し電
機子コイルをトーラスの上方で対称に配置することによ
り、電機子トーラスとインダクタバーの端部との間の空
隙の変化を有利に補正することが可能となる。
【0055】かかる補正を行わなかったならば、空隙が
変化する結果、測定感度が低下し、測定誤差が生じる。
【0056】本発明の測定装置の別の実施例によれば、
インダクタコアは、その周囲に可変入力信号が供給され
る少なくとも1つのコイルが配置されたトーラスとして
形成し得る一方、電機子コアは、少なくとも1つのコイ
ルが取り付けられた略平行六面体により形成し、該コイ
ルの端末には、管内の弁の角度位置を示す出力信号が付
与されるようにする。
【0057】一例として、本発明の測定装置の各種の構
成要素は、次の寸法にて形成することが出来る。
【0058】インダクタバー6aは、例えば、各々12
x3mmの寸法で厚さ0.3mmの磁性合金から成る1
0数枚の金属薄板から成る積み重ね体にて形成する。
【0059】インダクタコイルは、0.1mm径のワイ
ヤーを800回巻いて形成する。
【0060】電機子トーラスは、磁性合金の円環状ディ
スクから成る積み重ね体にて形成する。
【0061】これらディスクの数は、例えば10枚と
し、それぞれ次の寸法とする。
【0062】厚さ 0.3mm; 内径 16mm; 外径 20mm: この電機子トーラスの製造方法は、チャージ弁の精密な
角度測定が必要とされ、このため、装置の精密な製造が
必要であるときに採用すると有利であることが理解され
る。
【0063】故に、ストリップを巻いてトーラスを形成
することは、その精度が不十分であり、又、各トーラス
の巻き付け部分の間に空隙が生ずるために不適当であ
る。
【0064】又、トーラスは、例えば、内径16mm及
び外径17mmの円筒管により形成することも出来る。
【0065】更に、厚さ10分の数ミリ以上のディスク
を選択し、高周波数の供給信号のとき、誘導される電流
及び透過現象の影響を悪化させないようにする必要があ
る。このトーラスの場合、例えば、0.1mm径のワイ
ヤーを150回巻いて形成した2本のコイルが対称に配
置される。
【0066】このワイヤー寸法は、温度による巻線の抵
抗値に対する影響が、各コイルのリアクタンス値に比し
て無視し得る程度であるようにするために選択したもの
である。
【0067】このトーラスを形成する磁性合金は、その
保磁力が1.2A/m以下の柔軟な合金であり、これに
より、望ましい測定精度を下廻る小さい回転ヒステリシ
ス、即ち、0.1°の角度が維持される。
【0068】実際上、チャージ弁、従ってインダクタバ
ーの回転中、トーラスの磁気ヒステリシス値に依存する
ヒステリシスが生じ、そのため、このトーラスの磁気ヒ
ステリシスは最大限、制限しなければならない。
【0069】ニッケル80%、モリブデン6%及び鉄1
4%から成る合金は、この適用例に完全に適したもので
ある。
【0070】更に、温度変化の結果、トーラス及びバー
の寸法及びバーの端部とトーラスとの間の空隙が変化
し、それにより、測定手段の測定感度が変動することが
確認されている。
【0071】インダクタバーの磁石コアは、保磁力が1
20A/m以下の柔軟な合金にて形成し、磁化電流の消
費量を制限し得るようにする。
【0072】このバーは、電機子トーラスと同一の磁気
合金にて形成し、温度変化の関数としての寸法変化の差
を軽減し得るようにすることが望ましい。
【0073】本発明の測定装置の別の実施例が図5に示
してあり、ここで、電機子7のトーラス7aは、インダ
クタ6のバー6aの上方に配置されている。この場合、
インダクタバー及び電機子トーラスは、その保磁力が
1.2A/m以下であることが望ましい同一の柔軟な磁
性合金にて形成される。
【0074】インダクタバーは、例えば、寸法20x3
mmで厚さ0.5mmの単一の薄板にて形成し、電機子
内で誘導される電圧値を制限する結果となる余分な空隙
が生じないようにする。
【0075】電機子トーラスは、最大寸法のバーに等し
い外径、即ち、外径20mmである一方、その内径は1
6mmとする。このトーラスは、例えば、肉厚0.5m
mの単一のディスクにて形成する。
【0076】インダクタコイルは、0.1mm径のワイ
ヤーを400回巻いて形成する一方、電機子コイルの各
々は、0.1mm径のワイヤーを150回巻いて形成す
る。この実施例において、電機子トーラス及びインダク
タバーは、磁気空隙2mmに対応して0.2mmだけ分
離して配置する。
【0077】相互に対面するバー及びトーラスの表面積
はこれら表面を離間させる空隙の寸法に比して大きいた
め、トーラス及びバーを上述のように配置することは有
利であることが理解される。
【0078】このように、磁束は、これら表面を容易に
通過し、電機子コイルの端末で受け取られる誘導電圧
は、優れた測定感度の実現を可能にするものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による装置の第1の実施例の横断面図で
示す概略図である。
【図2】インダクタバー及び電機子トーラスが2つの相
対的位置にあるときの図1に示した装置の部分概略平面
図である。
【図3】インダクタバー及び電機子トーラスが2つの相
対的位置にあるときの図1に示した装置の部分概略平面
図である。
【図4】本発明による測定装置の電機子により誘導され
る出力電圧をチャージ弁の各種の角度位置の関数として
示す曲線である。
【図5】本発明による測定装置の第2の実施例を部分斜
視図で示す概略図である。
【符号の説明】
1 チャージ弁 2 入口管 3 測定手段 4 ケーシン
グ 5 基部 5a 穴 5b 穴 5c ガイド
凹所 6 電磁インダクタ 6a 磁石コ
ア 6b コイル 7 電機子 8 支持構造体 8a 端部 8b 端部 9 接続ロッ
ド 10 穴 11 カバー 11a ガイド 12 構造体 12a 部分 12b 部分 13a 肩部 13b 肩部 X 軸線

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子制御式燃料噴射エンジンのチャージ
    弁の角度位置測定装置であって、前記チャージ弁(1)
    が、エンジン内のガス入口管(2)内に配置されてお
    り、かつ、管(2)に対し略垂直に伸長する弁軸線(X
    −X)を中心として回転可能であり、さらに、管(2)
    の外側に配置されてその一部が前記弁と共に回転可能で
    あるような、前記チャージ弁(1)の角度位置を測定す
    る手段(3)を備えている前記角度位置測定装置におい
    て、 前記測定手段が、可変信号が供給される電磁インダクタ
    (6)と、電磁電機子(7)にして、前記弁(1)の位
    置の関数として相互に回転可能である共に、その電磁結
    合係数がその相対的位置の関数として可変であり、前記
    電磁電機子内で電磁インダクタ(6)により誘導される
    電圧を変化させる電磁電機子(7)と、前記電機子
    (7)からの出力信号を処理し、弁の角度位置を測定す
    る手段と、を備えることを特徴とする装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の角度位置測定装置にし
    て、前記インダクタ(6)が前記弁に接続される一方、
    前記電機子(7)は管に接続されることを特徴とする角
    度位置測定装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の角度位置測定装
    置にして、前記インダクタ(6)が、その周囲に可変信
    号が供給される少なくとも1つのコイル(6b)が配置
    された磁石コア(6a)を備えることを特徴とする角度
    位置測定装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の角度位置測定装置にし
    て、前記磁石コア(6a)がバーの形状であることを特
    徴とする角度位置測定装置。
  5. 【請求項5】 請求項3に記載の角度位置測定装置にし
    て、前記磁石コアがトーラスであることを特徴とする角
    度位置測定装置。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至5の何れか1項に記載の角
    度位置測定装置にして、前記電機子(7)は、その周囲
    に少なくとも1つのコイル(7b)が配置された磁石コ
    ア(7a)を備え、前記コイルの端末には、弁の角度位
    置の測定を許容する信号処理手段が接続されることを特
    徴とする角度位置測定装置。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の角度位置測定装置にし
    て、前記電機子の磁石コア(7a)がトーラスであるこ
    とを特徴とする角度位置測定装置。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の角度位置測定装置にし
    て、前記トーラスが少なくとも1つの磁気ディスクから
    成ることを特徴とする角度位置測定装置。
  9. 【請求項9】 請求項6に記載の角度位置測定装置にし
    て、前記電機子の磁石コアが略平行六面体のバーである
    ことを特徴とする角度位置測定装置。
  10. 【請求項10】 請求項3乃至9の何れか1項に記載の
    角度位置測定装置にして、前記インダクタの磁石コア
    (6a)が弁軸線(X−X)に対し略垂直な面内に配置
    されることを特徴とする角度位置測定装置。
  11. 【請求項11】 請求項6乃至10の何れか1項に記載
    の角度位置測定装置にして、前記電機子の磁石コア(7
    a)が弁軸線(X−X)に対し略垂直な面内に配置され
    ることを特徴とする角度位置測定装置。
  12. 【請求項12】 請求項10及び11に記載の角度位置
    測定装置にして、インダクタ及び電機子の磁石コア(6
    a、7a)が、その一方がその他方の内側になるように
    配置されることを特徴とする角度位置測定装置。
  13. 【請求項13】 請求項10及び11に記載の角度位置
    測定装置にして、インダクタ及び電機子の磁石コア(6
    a、7a)が、その一方がその他方の上になるように配
    置されることを特徴とする角度位置測定装置。
JP14591192A 1991-06-05 1992-06-05 エンジンのチャージ弁の角度位置測定装置 Pending JPH07174508A (ja)

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FR9106815A FR2677446B1 (fr) 1991-06-05 1991-06-05 Dispositif de mesure de la position angulaire d'un volet de charge d'un moteur a injection electronique.
FR9106815 1991-06-05

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JPH07174508A true JPH07174508A (ja) 1995-07-14

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EP0517587A1 (fr) 1992-12-09
FR2677446B1 (fr) 1995-04-28
FR2677446A1 (fr) 1992-12-11

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