JPH05202858A - 可変液圧ポンプ用の閉ループ制御回路 - Google Patents

可変液圧ポンプ用の閉ループ制御回路

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JPH05202858A
JPH05202858A JP4310997A JP31099792A JPH05202858A JP H05202858 A JPH05202858 A JP H05202858A JP 4310997 A JP4310997 A JP 4310997A JP 31099792 A JP31099792 A JP 31099792A JP H05202858 A JPH05202858 A JP H05202858A
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JP
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closed loop
pressure
loop controller
closed
output flow
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JP4310997A
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Guenter Fischer
ギュンター、フィッシャー
Rainer Knoell
ライナー、クネル
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Bosch Rexroth AG
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Mannesmann Rexroth AG
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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/12—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by varying the length of stroke of the working members
    • F04B49/123—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by varying the length of stroke of the working members by changing the eccentricity of one element relative to another element
    • F04B49/128—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by varying the length of stroke of the working members by changing the eccentricity of one element relative to another element by changing the eccentricity of the cylinders, e.g. by moving a cylinder block
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B1/07—Control by varying the relative eccentricity between two members, e.g. a cam and a drive shaft

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  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 量産技術を使用して低コストで製造できる標
準の閉ループコントローラを使用することが可能となる
圧力／出力流れ閉ループコントローラ（出力流れ／圧力
閉ループコントローラ）を提供する。 【構成】 液圧ポンプ３０の出力流れが制御手段によっ
て可変であり、前記制御手段を作動させる少なくとも二
つの閉ループコントローラを備えた可変の液圧ポンプ３
０用の閉ループ制御回路において、少なくとも一つの液
圧切換要素（１４５）が設けられており、この切換要素
は最高又は最低の圧力を供給する閉ループコントローラ
を制御手段（３１）に自動的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は可変液圧ポンプ用の閉ル
ープ制御回路に係り、特に圧力制御、流れ制御、動力制
御及びこれらの組み合わされた制御に好適な閉ループ制
御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】出力流れ／圧力閉ループコントローラ１
１０は図６において回路ダイヤグラムで示され、図７に
おいて図記号を使用して示されている。
【０００３】ポンプ１１１の完全な出力流れは可変スロ
ットル又はオリフィスを通る。スロットル２は固定され
た位置にあるために、スロットル２における圧力降下は
出力流れに比例している。それゆえ、圧力降下は出力流
れを表すと考えることができる。圧力降下（又は差圧）
は出力流れ閉ループコントローラ（又は出力流れ制御バ
ルブ）１１２の第１制御スプール４の二つの端面に作用
する。
【０００４】スプール４の制御エッジａ及びハウジング
の孔の壁ｂによって形成された制御用の開口６が入力流
れノズル７と略同一のサイズである時、すなわち、スプ
ール４のエッジａがまさに開孔ｂである時、制御スプー
ル４は到達される定められた作動位置を有している。入
力流れノズル７及び可変出力流れ開口６の間の圧力を分
割することによって、制御スプールに作用する圧力は多
くともポンプ圧力（開口６が閉塞された状態）に等し
く、少なくともリザーバ圧力（開口６が完全に開いた状
態）に等しい。スプール４の前記位置において、力の平
衡がある場合には、出力流れ制御は変動のない領域で作
動する。負荷３によって決定される作動圧力が圧力閉ル
ープコントローラ（圧力制御バルブ）１１３のスプリン
グ１２及びバルブ１５によって設定された圧力以下であ
る場合には、圧力制御バルブ１１３の制御用の開口１３
は閉塞され、現在の考慮の対象から除外される。スロッ
トル２の自由断面がより小さくなった場合には、現在の
出力流れによって、可変スロットル２における圧力降下
は増加し、出力流れ制御スプール４は圧縮コイルスプリ
ング５の力に抗して移動される。これ故、制御用の開口
６の面積は増加し、液圧オイルはより小さな抵抗でリザ
ーバに流れ、ポンプ１１１の制御ピストン９の圧力は減
少する。
【０００５】それから、制御ピストン９に対向する制御
ピストン１０は、可変スロットル２における圧力降下が
再びスプリング５の付勢力に一致するまでポンプ１１１
のカムリング１１に小さな出力をさせる。負荷圧力が増
加する時、ポンプ１１１の増加する洩れは、圧力閉ルー
プコントローラ１１３の第２又は圧力制御スプール１４
が制御用の開口１３を開くまで調整される。液圧オイル
は制御用の開口６に平行にリザーバに流れ、制御ピスト
ン９における圧力は減少し、ポンプ１１１にその出力流
れを減少させる。圧力閉ループコントローラ１１３が制
御用の開口を開く圧力（即ち締切り圧力）はソレノイド
作動バルブ１５をコントロールすることによって決定さ
れる。この出力流れ／圧力閉ループコントローラの使用
によって圧力及び出力流れの正確かつ繰り返し可能な電
気的制御が可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、閉ルー
プコントローラ、即ち、出力流れ閉ループコントローラ
１１２及び圧力閉ループコントローラ１１３の何れもが
特別に設計されている。出力流れ閉ループコントローラ
１１２と圧力閉ループコントローラ１１３とは互いに独
立ではない。閉ループコントローラ１１２及び１１３の
何れもが一つの共通のノズル７によって液圧オイルが供
給される。それ故、上述の公知の出力流れ／圧力閉ルー
プコントローラは特別な完全な構成部品を必要とすると
いう問題点があった。これは、特に、上述した出力流れ
制御バルブ１１２及び圧力制御バルブ１１３に当てはま
る。標準的な部品（又はコンポーネント）が使用できな
いために、システムの配置または構造が柔軟性に乏し
い。更に、従来の出力流れ／圧力閉ループコントローラ
１１０は標準の圧力閉ループコントローラより動的（ダ
イナミック）でない。このことは、特にゆっくりした制
御をする場合に顕著である。
【０００７】本発明は上述の事情に鑑みなされたもの
で、量産技術を使用して低コストで製造できる標準の閉
ループコントローラを使用することが可能となる圧力／
出力流れ閉ループコントローラ（出力流れ／圧力閉ルー
プコントローラ）を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため、本発明は液圧ポンプの出力流れが制御手段によっ
て可変であり、前記制御手段を作動させる少なくとも二
つの閉ループコントローラを備えた可変の液圧ポンプ用
の閉ループ制御回路において、少なくとも一つの液圧切
換要素（１４５）が設けられており、この切換要素は最
高又は最低の圧力を供給する閉ループコントローラを制
御手段（３１）に自動的に接続することを特徴とするも
のである。
【０００９】
【作用】前述した構成からなる本発明によれば、出力流
れ閉ループコントローラと圧力閉ループコントローラと
その他の制御閉ループコントローラとが互いに独立して
設置され、これら出力流れ／圧力閉ループコントローラ
及びその他の制御閉ループコントローラの制御信号は切
換要素を介してポンプの制御手段に供給される。したが
って、前記出力流れ閉ループコントローラ及び圧力閉ル
ープコントローラに低コストで製造できる標準の閉ルー
プコントローラを使用することができる。
【００１０】
【実施例】圧力／出力流れ閉ループコントローラの一実
施例を図１及び図２を参照して説明する。図１は本発明
による圧力／出力流れ閉ループコントローラＰＱを備え
たポンプユニット２１を含む装置２０を示している。圧
力／出力流れ閉ループコントローラＰＱは切換バルブ補
助プレート２２と、可変スロットルユニット２４と、出
力流れ閉ループコントローラ補助プレート２３と、圧力
閉ループコントローラ補助プレート２５とを備えてお
り、出力流れ閉ループコントローラ補助プレート２３及
び圧力閉ループコントローラ補助プレート２５は前記切
換バルブ補助プレート２２に対して独立に設置されてい
る。
【００１１】ポンプユニット２１ポンプユニット２１は
可変出力流れ機能を備えた液圧ポンプ３０からなってい
る。出力の変化は、ポンプ３０に作用し、ポンプ３０に
出力流れ閉ループコントローラ補助プレート２３又は圧
力閉ループコントローラ補助プレート２５から受けた情
報に応答して加圧された流体の出力を変えさせる制御手
段によって達成される。
【００１２】図示の実施例において、制御手段は、従来
技術の図８で示されるようにベーンポンプにおいてカム
リングに作用する第１制御スプール３１及び第２制御ス
プール３３からなっている。更に、スプリング３２は第
１制御スプール３１にポンプ３０に大きな出力を出させ
るように付勢するために設けられている。第１制御スプ
ール３１の直径は第２制御スプール３３の直径より大き
い。ポンプユニット２１の種々のポートは参照符号４０
乃至４５で示されている。
【００１３】ポンプ３０の出力はライン３４を介してポ
ート４０に接続されており、ポンプ圧力Ｐ１及びライン
３４に存在するポンプ圧力Ｐ１は、小さな受圧面を有し
た第２制御スプール３３に制御ライン３７を介して加え
られ、更に制御ライン３８を介してポート４３に加えら
れる。
【００１４】ポンプ３０の入力側は入口（又は吸込）ラ
イン３６及びポート４１を介してリザーバに接続されて
いる。洩れオイルを排出するためにリザーバにポンプ３
０を接続する別の接続部が接続ライン３９及びポート４
２によって設けられている。ライン３９１はライン３９
をポート４５に接続する。大きな受圧面からなる第１制
御スプール３１は制御ライン３５を介して圧力／出力流
れ閉ループコントローラから受けた制御圧力（制御信
号）を受ける。
【００１５】本発明によれば、制御圧力はポート４４に
加えられ、この制御圧力は出力流れバルブ補助プレート
２３又は圧力閉ループコントローラ補助プレート２５の
何れかによって供給される。切換バルブ補助プレート２
２は出力流れバルブ補助プレート又は圧力閉ループコン
トローラ補助プレートが各制御信号をポート４４に与え
ることができるか否かを決定する。
【００１６】切換バルブ補助プレート２２ 図２に示される好ましいタイプの実施例においては、切
換バルブ補助プレート２２は切換バルブ１４５を主とし
て含んでいる。切換バルブ補助プレート２２は、ポンプ
ユニット２１のポート４３，４４及び４５に対応するポ
ートに加えてポート４６乃至５１及び制御ポートＸを備
えている。切換バルブ補助プレート２２において、接続
ラインはポート４６とポート４３とを接続し、ライン５
９はポート５１と制御ポートＸを接続する。更に、ライ
ン６０，６１，及び６２はポート４８とポート４５、及
びポート４９とポート４５とをそれぞれ接続するために
設けられている。
【００１７】これらの接続ラインに加えて、３／２方向
バルブ、即ち制御バルブである切換バルブ１４５はライ
ン５３を介してポート４７に接続され、ライン５６を介
してポート５０に接続されている。ライン５３はライン
５５を介してバルブ１４５の使用ポートに接続されてお
り、またライン５４を介してバルブ１４５のスプールの
一方の端面（図２参照）に接続されている。同様に他の
使用ポートに接続されているライン５６はライン５７を
介してスプールの他方の端面に接続されている。バルブ
１４５の出力はライン５８を介してポート４４に接続さ
れている。
【００１８】図２は切換バルブ１４５の好ましい実施例
を示す。切換スプールは図２に示されるようにハウジン
グ１２１内の長手孔内に往復動可能に設置されている。
【００１９】本発明によれば、好ましくは二つの独立し
た作動閉ループコントローラ、即ち、出力流れ閉ループ
コントローラＱ及び圧力閉ループコントローラＰが設け
られており、これらはスイッチバルブ補助プレートを形
成する補助プレートに取付けられている。
【００２０】出力流れ閉ループコントローラ補助プレー
ト２３ 出力流れ閉ループコントローラＱは切換バルブ補助プレ
ート２２のポートに対応する制御ポートＸ及びポート４
６，４７，及び４８を備えた閉ループコントローラ補助
プレート２３内に収容されている。図５において詳細に
示される出力流れ閉ループコントローラバルブ６５は３
／２方向バルブに類似しており、ライン６６，６７を介
してポート４６に接続されている入力を有し、これゆ
え、ポンプ出力圧力Ｐ１と接続されている。ライン６８
を介して、ポンプ３０の出力圧力Ｐ１は更にバルブ６５
（又はスプール１２０）の一端面に加えられる。
【００２１】出力側において、出力流れ閉ループ制御バ
ルブ６５はライン６９を介してポート４７に接続され、
ライン７０を介してポート４８に接続されている。制御
ポートＸに加えられる圧力Ｐ２は出力流れ閉ループ制御
バルブ６５のポンプの圧力に晒されている側の反対側の
面に存在し、更に調整可能なスプリング７５がこの面に
力を及ぼしている。
【００２２】図５に詳細に示されるように、出力流れ閉
ループコントローラバルブ６５は吸込ノズル７１を形成
し、又スプールの位置に応じて可変の吐出ノズル７２を
直列に形成している。この配置、即ち直列の吸込ノズル
７１及び吐出ノズル７２は、バルブ６５の入力ポートを
出力ポートに接続する。第２出力ポートは制動ノズル７
３及び接続ライン７４を介して吸込ノズル７１と吐出ノ
ズル７２との間の接続点に接続されている。制動ノズル
７３と吐出ノズル７２はバルブ６５のスプール１２０の
移動に応答して可変である。
【００２３】出力流れ閉ループコントローラＱは、公知
の方法でポンプの出力圧力Ｐ１と可変のスロットルユニ
ット２４の直下流で測定された圧力Ｐ２との間の差圧を
定めることによってポンプ３０から負荷又はユーザー
（図示せず）に吐出される加圧流体の量を定める。この
圧力Ｐ２はライン１２５を介して制御ポートＸに加えら
れる。
【００２４】圧力閉ループコントローラ補助プレート２
５ 圧力閉ループコントローラ補助プレート２５は切換バル
ブ補助プレート２２の各ポートに対応するポート４９，
５０，及び５１を備えている。更に圧力閉ループコント
ローラ補助プレート２５には、３／２方向バルブタイプ
の圧力制御バルブ８０が設けられている。バルブ８０の
入力ポートはライン８６及び８５を介してポート５１に
接続されている。又、ポート５１は接続ライン８５及び
８７を介してバルブ８０の一端面に接続され、これゆえ
圧力Ｐ２に接続されている。一つの出力ポートはライン
８３、８１を介してポート４９に接続され、他の出力ポ
ートはライン８４を介してポート５０に接続されてい
る。また他の出力ポートはライン８１及び８２を介して
バルブ８０の他端面に接続されている。更に、調整可能
なスプリング９１によって発生する付勢力はバルブ８０
の前記他端面に加えられる。バルブ８０は更に吸込ノズ
ル８８及び吐出ノズル８９の直列回路を形成している。
出力流れ制御バルブ６５と同様に、ノズル８８及び８９
間の中心タップは制動ノズル９０を介して他の出力ポー
トに接続されている。両ノズル８９，９０は同時に可変
である。
【００２５】図５は、図１による出力流れ閉ループコン
トローラ補助プレート２３及び図１による圧力閉ループ
コントローラ補助プレート２５を示している。同一の参
照符号が図１及び図２と同一の部材を示すために使われ
ている。
【００２６】図１及び図２による圧力／出力流れ閉ルー
プコントローラの動作に関する限り、当業者にとっては
その動作は上述の説明から明らかであると考えられる。
説明の完全性を記すために、二つの閉ループコントロー
ラ、即ち、出力流れ閉ループコントローラＱ及び圧力閉
ループコントローラＰが互いに独立に作動し、従来技術
の場合のように互いに直接に影響し合わず、特に図６及
び図７の従来技術の共通のノズル７におけるように互い
に影響し合わないということを付け加えておく。これ
故、標準の閉ループコントローラであるといわれている
出力流れ及び圧力閉ループコントローラの性質は維持さ
れる。
【００２７】出力流れ閉ループコントローラＱはポート
４７に圧力信号としての制御信号を与えている間に、圧
力閉ループコントローラＰはポート５０に圧力信号とし
ての制御信号を与える。切換バルブ１４５は自動的に二
つの信号の低い方を通過させるように機能し、その信号
を、ポンプを調整又は制御するために制御スプール３１
に加えるように機能する。
【００２８】図３及び図４はいわゆる圧力負荷調整を除
いて図１及び図２と同一の機能原理を示しており、即
ち、図３及び図４の切換バルブ１５０は圧力信号として
ポート４７に加えられた出力流れ閉ループコントローラ
Ｑの制御信号と圧力信号としてポート５０に与えられた
圧力閉ループコントローラＰの制御信号とから大きい方
の信号を選択し、この大きい方の信号を、より小さな受
圧面を有しているが付加的なスプリングを備えている制
御スプール３３０に対して作用する制御スプール３１０
に加える。
【００２９】又、図３及び図４の実施例は先の実施例に
対応しており、即ち切換バルブ１５０のスプール１５１
は言わば相補的である。更に、出力流れ及び圧力制御バ
ルブは図３及び図４に示されるように変形される。特
に、切換スプール１５１はボールであり得る。
【００３０】又、互いに独立に作動する出力流れ及び圧
力閉ループコントローラを使用することが可能であり、
これ故、他の形状又はアプリケーションにおいて互いに
影響されることがない出力流れ及び圧力閉ループコント
ローラを使用することが可能である。例えば、一つの閉
ループコントローラのみが信号を提供するが両方の閉ル
ープコントローラが同時に信号を提供しないで、それ
故、互いに影響し合わないように切換バルブを使用した
種々の圧力及び／又は出力流れ閉ループコントローラを
使用することが可能である。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、出
力流れ閉ループコントローラと圧力閉ループコントロー
ラとその他の制御閉ループコントローラとが互いに独立
して設置され、これら出力流れ／圧力閉ループコントロ
ーラ及びその他の制御閉ループコントローラの制御信号
は切換要素を介してポンプの制御手段に供給される。し
たがって、前記出力流れ閉ループコントローラ及び圧力
閉ループコントローラに低コストで製造できる標準の閉
ループコントローラを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による圧力／出力流れ閉ループコントロ
ーラの第１実施例を示す図である。
【図２】本発明の本質的な要素、即ち切換ピストンを有
したスイッチバルブが詳細に示されている図１と同様な
図である。
【図３】本発明の圧力／出力流れ閉ループコントローラ
の第２実施例を示し、圧力閉ループコントローラ及び出
力流れ閉ループコントローラの圧力のより高い方が切換
要素を介して制御スプールに加えられている状態を示す
図である。
【図４】圧力付加調整の機能的な原理のために好ましく
使用される図２に類似した切換え要素の構造を詳細に示
す図である。
【図５】第１実施例で好適に使用される圧力又は出力流
れ閉ループコントローラの断面図である。
【図６】マンネスマンのカタログＲＤ１０４９１／１
１．８３で示される従来の圧力／出力流れ閉ループコン
トローラを示す図である。
【図７】図６の閉ループコントローラを示す図である。
【符号の説明】
Ｐ 圧力流れ閉ループコントローラ Ｑ 出力流れ閉ループコントローラ ２１ ポンプユニット ２２ 切換バルブ補助プレート ２３ 閉ループコントローラ補助プレート ２４ 可変スロットルユニット ２５ 圧力閉ループコントローラ補助プレート ３０ 液圧ポンプ ３１ 第１制御スプール ３３ 第２制御スプール ３４、３５、３６、３７、３８、３９、５２、５３、５
４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６
２、６６、６７、６８、６９、７０、８１、８２、８
３、８４、８５、８６、８７ ライン ４０ ５１ ポート ６５ 閉ループコントローラバルブ ７１、８８ 吸込ノズル ７２、８５ 吐出ノズル ７３、９０ 制動ノズル ８０ 圧力制御バルブ １４５、１５０ 切換バルブ
フロントページの続き (72)発明者 ライナー、クネル ドイツ連邦共和国 ブルクジン、キルヒシ ュトラーセ 20

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液圧ポンプの出力流れが制御手段によっ
    て可変であり、前記制御手段を作動させる少なくとも二
    つの閉ループコントローラを備えた可変の液圧ポンプ用
    の閉ループ制御回路において、少なくとも一つの液圧切
    換要素（１４５）が設けられており、この切換要素は最
    高又は最低の圧力を供給する閉ループコントローラを制
    御手段（３１）に自動的に接続することを特徴とする閉
    ループ制御回路。
  2. 【請求項２】 前記液圧切換要素は切換バルブ（１４
    ５）であることを特徴とする請求項１記載の閉ループ制
    御回路。
  3. 【請求項３】 前記切換バルブ（１４５）は切換バルブ
    補助プレート（１２２）に設置されていることを特徴と
    する請求項１記載の閉ループ制御回路
  4. 【請求項４】 前記少なくとも二つの閉ループコントロ
    ーラは前記切換バルブ補助プレート（１２２）に設置さ
    れていることを特徴とする請求項１記載の閉ループ制御
    回路。
  5. 【請求項５】 前記閉ループコントローラには標準の閉
    ループコントローラが使用されていることを特徴とする
    請求項１記載の閉ループ制御回路。
  6. 【請求項６】 前記閉ループコントローラによって供給
    される制御信号は圧力信号として存在し、前記切換バル
    ブはより低い方の信号を選択して前記液圧ポンプの前記
    制御手段に通すことを特徴とする請求項１記載の閉ルー
    プ制御回路。
  7. 【請求項７】 前記切換バルブは、圧力付加調整の場合
    に、閉ループコントローラによって供給される圧力信号
    からより高い信号を選択して前記制御手段に通すことを
    特徴とする請求項１記載の閉ループ制御回路。
  8. 【請求項８】 前記切換バルブのバルブスプール（１２
    ０，１５１）は、より高い圧力によって選択されるべき
    各圧力信号が通過される切換位置に動かされることを特
    徴とする請求項６又は７記載の閉ループ制御回路。
JP4310997A 1991-10-25 1992-10-26 可変液圧ポンプ用の閉ループ制御回路 Pending JPH05202858A (ja)

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DE4135277.7 1991-10-25
DE4135277A DE4135277C2 (de) 1991-10-25 1991-10-25 Regeleinrichtung für eine verstellbare Hydraulikpumpe

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JPH05202858A true JPH05202858A (ja) 1993-08-10

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ID=6443432

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JP4310997A Pending JPH05202858A (ja) 1991-10-25 1992-10-26 可変液圧ポンプ用の閉ループ制御回路

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US (1) US5326230A (ja)
JP (1) JPH05202858A (ja)
DE (1) DE4135277C2 (ja)
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