JPH0765905B2 - 回転部分の角度位置検出装置 - Google Patents
回転部分の角度位置検出装置Info
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- JPH0765905B2 JPH0765905B2 JP60501166A JP50116685A JPH0765905B2 JP H0765905 B2 JPH0765905 B2 JP H0765905B2 JP 60501166 A JP60501166 A JP 60501166A JP 50116685 A JP50116685 A JP 50116685A JP H0765905 B2 JPH0765905 B2 JP H0765905B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P7/00—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
- F02P7/06—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of circuit-makers or -breakers, or pick-up devices adapted to sense particular points of the timing cycle
- F02P7/067—Electromagnetic pick-up devices, e.g. providing induced current in a coil
- F02P7/0675—Electromagnetic pick-up devices, e.g. providing induced current in a coil with variable reluctance, e.g. depending on the shape of a tooth
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/489—Digital circuits therefor
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- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 従来技術 本発明は、特許請求の範囲第1項の上位概念に記載の装
置に関する。この種の装置は、内燃機関の制御装置例え
ば点火制御および燃料噴射制御のための回転数情報およ
び角度情報に用いられる。このような装置は、2つのパ
ラメータが1つの発信器で検出できるという利点を有す
る。この種の装置は、たとえばドイツ連邦共和国特許公
開第2357061号公報、同第2939643号公報、第2947412号
公報、第3011822号公報、第3031357号公報および、ヨー
ロツパ特許第13846号明細書から公知である。この公知
の装置においては、周囲に均等一に分布された角度マー
キングの間に基準マーキングを設ける種々の方法が示さ
れている。角度マーキングは、通常歯として形成され、
その際基準マーキングは欠けた歯、幅広の歯または狭幅
の歯、広い歯幅間隔または狭い歯幅間隔、スリツトの入
れられた歯、斜めにテーパがつけられた歯、半分の歯、
フライス加工された歯、他の材料から成る歯、横方向の
厚さが半分の歯として形成される。
置に関する。この種の装置は、内燃機関の制御装置例え
ば点火制御および燃料噴射制御のための回転数情報およ
び角度情報に用いられる。このような装置は、2つのパ
ラメータが1つの発信器で検出できるという利点を有す
る。この種の装置は、たとえばドイツ連邦共和国特許公
開第2357061号公報、同第2939643号公報、第2947412号
公報、第3011822号公報、第3031357号公報および、ヨー
ロツパ特許第13846号明細書から公知である。この公知
の装置においては、周囲に均等一に分布された角度マー
キングの間に基準マーキングを設ける種々の方法が示さ
れている。角度マーキングは、通常歯として形成され、
その際基準マーキングは欠けた歯、幅広の歯または狭幅
の歯、広い歯幅間隔または狭い歯幅間隔、スリツトの入
れられた歯、斜めにテーパがつけられた歯、半分の歯、
フライス加工された歯、他の材料から成る歯、横方向の
厚さが半分の歯として形成される。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第2947412号公報および
ヨーロツパ特許第13846号明細書から、歯の所定の歯面
(前歯面または後歯面)において計数方向を変えるかま
たは所定の数値にセツトされる、クロツク周波数を計数
する計数器は公知である。そのため計数器は、角度マー
キングに同期して動作し、基準角度マーキングの検出に
用いらる。
ヨーロツパ特許第13846号明細書から、歯の所定の歯面
(前歯面または後歯面)において計数方向を変えるかま
たは所定の数値にセツトされる、クロツク周波数を計数
する計数器は公知である。そのため計数器は、角度マー
キングに同期して動作し、基準角度マーキングの検出に
用いらる。
発明の目的 本発明の目的ないし課題とするところは、基準マークを
有する回転部分(回転部材)の角度位置を一義的に検出
し得、且当該基準マークの誤った識別検出を防止し得る
回転部分の角度位置検出装置を提供することにある。
有する回転部分(回転部材)の角度位置を一義的に検出
し得、且当該基準マークの誤った識別検出を防止し得る
回転部分の角度位置検出装置を提供することにある。
発明の構成 上記課題の解決のため本発明によれば、周囲に均等に分
布して配置された角度マークを有する回転部分の角度位
置検出装置であって、基準マークとして少なくとも1つ
の角度マーク及び/又は2つの角度マーク間のギャップ
が上記基準マーク以外の角度マークないしギャップとは
異なって形成されており、ここにおいて上記基準マーク
に対する当該時間間隔が、該基準マーク以外の残りのマ
ークないし同種マーク相互間の時間間隔とは特異的に相
異なるように構成されており、 上記角度マークを走査検出する検出器と矩形信号を生成
するための処理回路とを有しており、 この場合同種の角度マーク側縁間の間隔がクロック周波
数を計数する計数器によって検出され、さらに予め定め
られたそれぞれの角度マーク側縁によって瞬時の計数状
態がメモリに転送記憶される装置において、 前記計数器は自走形、連続計数器として構成されてお
り、記憶された少なくとも4つの順次連続する当該の値
から夫々3つの時間間隔が形成されて、該3つの時間間
隔相互間の比較により、基準マーク識別のための3つの
差値が求められるように構成されており、 ここにおいて当該3つの差値のうちの中間の差値が他の
2つの差値と所定量だけ異なっている場合に基準マーク
識別がなされるように構成されているのである。
布して配置された角度マークを有する回転部分の角度位
置検出装置であって、基準マークとして少なくとも1つ
の角度マーク及び/又は2つの角度マーク間のギャップ
が上記基準マーク以外の角度マークないしギャップとは
異なって形成されており、ここにおいて上記基準マーク
に対する当該時間間隔が、該基準マーク以外の残りのマ
ークないし同種マーク相互間の時間間隔とは特異的に相
異なるように構成されており、 上記角度マークを走査検出する検出器と矩形信号を生成
するための処理回路とを有しており、 この場合同種の角度マーク側縁間の間隔がクロック周波
数を計数する計数器によって検出され、さらに予め定め
られたそれぞれの角度マーク側縁によって瞬時の計数状
態がメモリに転送記憶される装置において、 前記計数器は自走形、連続計数器として構成されてお
り、記憶された少なくとも4つの順次連続する当該の値
から夫々3つの時間間隔が形成されて、該3つの時間間
隔相互間の比較により、基準マーク識別のための3つの
差値が求められるように構成されており、 ここにおいて当該3つの差値のうちの中間の差値が他の
2つの差値と所定量だけ異なっている場合に基準マーク
識別がなされるように構成されているのである。
本発明により次のような利点、効果が得られる。角度マ
ーク信号縁との計数器の同期を行なう必要もなく、周波
数てい倍または、PLLに類似の方法を行なう必要がない
という利点が得られる。当該計数器は、角度マークに対
して完全に無関係かつ非同期に計数するので、付加的に
他の目的に対しても用いられ得る。本発明の装置構成に
より、ねじり振動または回転数のダイナミック変化によ
り生ずる基準マークの誤った検出が回避される。回転部
分の瞬時の回転数に関する情報が、いつでも特別な手段
を使わずに得られる。
ーク信号縁との計数器の同期を行なう必要もなく、周波
数てい倍または、PLLに類似の方法を行なう必要がない
という利点が得られる。当該計数器は、角度マークに対
して完全に無関係かつ非同期に計数するので、付加的に
他の目的に対しても用いられ得る。本発明の装置構成に
より、ねじり振動または回転数のダイナミック変化によ
り生ずる基準マークの誤った検出が回避される。回転部
分の瞬時の回転数に関する情報が、いつでも特別な手段
を使わずに得られる。
実施態様項に記載の手段によって、特許請求の範囲第1
項記載の本発明の装置の有利な実施例ないし発展形が可
能である。
項記載の本発明の装置の有利な実施例ないし発展形が可
能である。
さらに、3つの測定された差値を用いて、角度基準の変
動を1増分(1インクリメント)だけ前もって又は後で
補正することが可能である。
動を1増分(1インクリメント)だけ前もって又は後で
補正することが可能である。
図 面 本発明の実施例は図面に示され、後で詳しく説明されて
いる。第1図は、実施例のブロツク回路図であり、第2
図は、動作を詳しく説明するための信号ダイアグラムで
ある。
いる。第1図は、実施例のブロツク回路図であり、第2
図は、動作を詳しく説明するための信号ダイアグラムで
ある。
実 施 例 内燃機関のクランク軸またはカム軸と連結されている回
転部分10は、周囲に均等に分布して設けられている角度
マーキング11を有し、その角度マーキングは歯形状に形
成されている。基準マーキング12は欠けた歯または2つ
の歯の間のより大きなギヤツプとして形成される。当然
ながら基準マーキング12は、たとえば冒頭に記載の従来
技術の実施例にそくして形成してもよい。誘導センサ13
は、角度マーキング11を検出し、その際、誘導された信
号は、たとえばコンパレータとして構成された処理回路
14において方形波信号として形成される。
転部分10は、周囲に均等に分布して設けられている角度
マーキング11を有し、その角度マーキングは歯形状に形
成されている。基準マーキング12は欠けた歯または2つ
の歯の間のより大きなギヤツプとして形成される。当然
ながら基準マーキング12は、たとえば冒頭に記載の従来
技術の実施例にそくして形成してもよい。誘導センサ13
は、角度マーキング11を検出し、その際、誘導された信
号は、たとえばコンパレータとして構成された処理回路
14において方形波信号として形成される。
角度マーキングを誘導的に検出する外に、光学的方法、
容量的方法、又は高周波数的方法のいずれかを選択して
使用することもできる。その場合、原理的に角度マーキ
ングをスリツトまたは孔として形成してもよい。処理回
路14の出力は、マイクロプロセツサまたはマイクロコン
ピユータ15の割込み入力側(INT)と接続され、その割
込み入力側を通して点火の制御および/または燃料噴射
の制御のための出力段16が制御される。そのためにもち
ろん別のパラメータが必要であるが、簡略化のために詳
しくは図示されていない。マイクロコンピユータ15には
計数器17およびに有利にはRAMとして構成される作業メ
モリ18が、バスシステム19を介して接続されている。17
から19までの系は、たとえばマイクロコンピユータ15に
含まれている内部系である。計数器17用の計数クロツク
周波数は、マイクロコンピユータ15の内部で発生され、
この計数器17のクロツク入力側に供給される。この計数
クロツク周波数は、一定であり、精度を高くするために
最高回転数の時にセンサ13で生ずる角度マーキング11の
周波数よりも高い。180の歯数の場合に最大角マーキン
グ周波数は約20KHzであるので、約200KHzから500KHzま
での計数クロツク周波数に定められる。
容量的方法、又は高周波数的方法のいずれかを選択して
使用することもできる。その場合、原理的に角度マーキ
ングをスリツトまたは孔として形成してもよい。処理回
路14の出力は、マイクロプロセツサまたはマイクロコン
ピユータ15の割込み入力側(INT)と接続され、その割
込み入力側を通して点火の制御および/または燃料噴射
の制御のための出力段16が制御される。そのためにもち
ろん別のパラメータが必要であるが、簡略化のために詳
しくは図示されていない。マイクロコンピユータ15には
計数器17およびに有利にはRAMとして構成される作業メ
モリ18が、バスシステム19を介して接続されている。17
から19までの系は、たとえばマイクロコンピユータ15に
含まれている内部系である。計数器17用の計数クロツク
周波数は、マイクロコンピユータ15の内部で発生され、
この計数器17のクロツク入力側に供給される。この計数
クロツク周波数は、一定であり、精度を高くするために
最高回転数の時にセンサ13で生ずる角度マーキング11の
周波数よりも高い。180の歯数の場合に最大角マーキン
グ周波数は約20KHzであるので、約200KHzから500KHzま
での計数クロツク周波数に定められる。
次に動作が第2図に示された信号ダイアグラムを用いて
説明する。第2図では処理された角度マーキング信号が
信号列U14として示されている。3番目に示された角度
マーキング信号の後、欠けた歯、またはなくなつた歯に
より信号ギヤツプが生じ、その信号ギヤツプは、基準マ
ーキングとして評価される。信号U14の立下り縁で、ダ
イナミツク割込み入力側に割込み信号INTが発生し、そ
の割込み信号は、計数器17の前述の立下り縁の時点の計
数状態が、メモリ18のメモリセルに転送されるようにす
る。この場合メモリ18は、たとえばシフトレジスタのよ
うに動作し、その都度同時に4つの計数状態に相当する
メモリ値が存在する。計数器17は、加えられた計数周波
数を連続して計数し、その際、角度マーキング信号縁と
の計数器の同期は存在しない。すなわち計数過程は、角
度マーキングまたは基準マーキングの評価とは完全に無
関係である。計数器17は、環状計数器の形で動作する。
説明する。第2図では処理された角度マーキング信号が
信号列U14として示されている。3番目に示された角度
マーキング信号の後、欠けた歯、またはなくなつた歯に
より信号ギヤツプが生じ、その信号ギヤツプは、基準マ
ーキングとして評価される。信号U14の立下り縁で、ダ
イナミツク割込み入力側に割込み信号INTが発生し、そ
の割込み信号は、計数器17の前述の立下り縁の時点の計
数状態が、メモリ18のメモリセルに転送されるようにす
る。この場合メモリ18は、たとえばシフトレジスタのよ
うに動作し、その都度同時に4つの計数状態に相当する
メモリ値が存在する。計数器17は、加えられた計数周波
数を連続して計数し、その際、角度マーキング信号縁と
の計数器の同期は存在しない。すなわち計数過程は、角
度マーキングまたは基準マーキングの評価とは完全に無
関係である。計数器17は、環状計数器の形で動作する。
基準マーキングを検出するために、2つの角度マーキン
グ縁間の時間が決定され、その都度3つの前後に連続す
る周期の時間(t0,t1,t2)が相互に比較される。時間な
いし時間に比例した数値は、対応する立下り縁において
記憶された数値の差をとることによつて得られる。つま
り、3つの前後に連続した周期に対して次のように行な
われる。t0=Z1−Z0、t1=Z2−Z1、t2=Z3−Z2 通常の場合、求められた時間は、−その都度の加速状態
に依存して−ほぼ等しい。それに対して、第2図の基準
マーキングギヤツプが現われると、相応する時間間隔t1
は、その前の時間間隔t0または次の時間間隔t2よりも相
当長い。基準マーキングは、中間の時間間隔t1が、所定
の値だけその前の時間間隔および次の時間間隔からずれ
る場合に検出される。基準マーキングを検出するための
条件は、たとえばt1・n>t0およびt1・n>t2である。
図示の例ではたとえばn=2/3が選ばれている。この簡
単な数学的な比較は、マイクロコンピユータ15で行なわ
れ、マイクロコンピユータ15は、計数値Z3を検出し、評
価した後角度マーキング情報を出力段16に供給する。こ
の場合、計数nには捩り振動または回転数のダイナミツ
ク変化の結果生じる誤差が避けられるように選択され
る。
グ縁間の時間が決定され、その都度3つの前後に連続す
る周期の時間(t0,t1,t2)が相互に比較される。時間な
いし時間に比例した数値は、対応する立下り縁において
記憶された数値の差をとることによつて得られる。つま
り、3つの前後に連続した周期に対して次のように行な
われる。t0=Z1−Z0、t1=Z2−Z1、t2=Z3−Z2 通常の場合、求められた時間は、−その都度の加速状態
に依存して−ほぼ等しい。それに対して、第2図の基準
マーキングギヤツプが現われると、相応する時間間隔t1
は、その前の時間間隔t0または次の時間間隔t2よりも相
当長い。基準マーキングは、中間の時間間隔t1が、所定
の値だけその前の時間間隔および次の時間間隔からずれ
る場合に検出される。基準マーキングを検出するための
条件は、たとえばt1・n>t0およびt1・n>t2である。
図示の例ではたとえばn=2/3が選ばれている。この簡
単な数学的な比較は、マイクロコンピユータ15で行なわ
れ、マイクロコンピユータ15は、計数値Z3を検出し、評
価した後角度マーキング情報を出力段16に供給する。こ
の場合、計数nには捩り振動または回転数のダイナミツ
ク変化の結果生じる誤差が避けられるように選択され
る。
基準マーキングの次の発出に関する情報は、マイクロコ
ンピユータ15において、歯付き車の歯数に基づいて決定
される。しかしながら、後続周期の相応する時間t1が、
基準マーキングギヤツプではないと検出される場合、2
つの隣接する機関t0またはt2のうちの1つが、基準マー
キング検出のための条件を満たしているかどうかが検討
される。隣接する期間の1つが条件を満たしている場合
には、たとえば障害による、角度マーキング縁の欠落ま
たは角度マーキング縁に似た側縁の付加的な出現が、角
度基準の補正により補償される。角度マーキングは、そ
の補償により冗長的に検出される。
ンピユータ15において、歯付き車の歯数に基づいて決定
される。しかしながら、後続周期の相応する時間t1が、
基準マーキングギヤツプではないと検出される場合、2
つの隣接する機関t0またはt2のうちの1つが、基準マー
キング検出のための条件を満たしているかどうかが検討
される。隣接する期間の1つが条件を満たしている場合
には、たとえば障害による、角度マーキング縁の欠落ま
たは角度マーキング縁に似た側縁の付加的な出現が、角
度基準の補正により補償される。角度マーキングは、そ
の補償により冗長的に検出される。
1つの欠落した角度マーキングまたは2つの角度マーキ
ングの間の拡大したギヤツプの代わりにスリツト間隙の
ある角度マーキングを用いたり、間隔を低減させたりす
る場合、係数nに相当する数値は、1よりも大きく選択
されなければならず、不等号条件>を不等号条件<と代
えなければならない。
ングの間の拡大したギヤツプの代わりにスリツト間隙の
ある角度マーキングを用いたり、間隔を低減させたりす
る場合、係数nに相当する数値は、1よりも大きく選択
されなければならず、不等号条件>を不等号条件<と代
えなければならない。
検出された時間または時間に比例する数値t0,t2は、同
時に回転数情報として用いられる。何故なら、数値t0,t
2は、回転数の丁度逆数であるからである。このように
して、唯一の計数器17およびメモリ18を用いて基準マー
キングと回転数は検出される。この際、計数器17および
メモリ18の記憶場所の大多数は、他の目的のために用い
ることができる。
時に回転数情報として用いられる。何故なら、数値t0,t
2は、回転数の丁度逆数であるからである。このように
して、唯一の計数器17およびメモリ18を用いて基準マー
キングと回転数は検出される。この際、計数器17および
メモリ18の記憶場所の大多数は、他の目的のために用い
ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドイマー,ロルフ ドイツ連邦共和国 D−7252 ヴアイル デア シユタツト 2 ブライヒシユトラ ーセ 18 (72)発明者 マイアー,デイーター ドイツ連邦共和国 D−7988 ヴアンゲン /アルゴイ アム エンゲルベルク 22 (72)発明者 ペーレンターラー,エグベルト ドイツ連邦共和国 D−7000 シユツツト ガルト 80 テインクシユトラーセ 16 (56)参考文献 特開 昭59−176464(JP,A) 特開 昭60−76610(JP,A) 米国特許4,356,447(US,A)
Claims (4)
- 【請求項1】周囲に均等に分布して配置された角度マー
クを有する回転部分の角度位置検出装置であって、基準
マークとして少なくとも1つの角度マーク及び/又は2
つの角度マーク間のギャップが上記基準マーク以外の角
度マークないしギャップとは異なって形成されており、
ここにおいて上記基準マークに対する当該時間間隔が、
該基準マーク以外の残りのマークないし同種マーク相互
間の時間間隔とは相異なるように構成されており、 上記角度マークを走査検出する検出器(13)と矩形信号
を生成するための処理回路(14)とを有しており、 この場合同種の角度マーク側縁間の間隔がクロックパル
スを計数する計数器(17)によって検出され、さらに予
め定められたそれぞれの角度マーク側縁によって瞬時の
計数状態がメモリ(18)に転送記憶される装置におい
て、 記憶された少なくとも4つの順次連続する当該の値
(Z0,Z1,Z2,Z3)から隣接値の差を形成することにより
(Z1−Z0;Z2−Z1;Z3−Z2)夫々3つの時間間隔(t0,t1,
t2)が形成されて、 当該3つの時間間隔のうちの中間時間間隔(t1)が他の
2つの時間間隔(t0,t2)と所定量だけ異なっている場
合に基準マーク識別がなされるように構成されているこ
とを特徴とする、回転部分の角度位置検出装置。 - 【請求項2】前記計数器(17)及びメモリ(18)は、マ
イクロコンピュータ(15)と接続されるかまたはマイク
ロコンピュータ(15)内に含まれており、 マイクロコンピュータ(15)の割込み入力側(INT)と
接続されている角度マーク発振器(10,13)が設けら
れ、この場合各割込み信号が、メモリ(18)の計数値の
転送を制御する請求の範囲第1項記載の装置。 - 【請求項3】前記計数器(17)の計数するクロックパル
スは、マイクロコンピュータ(15)によって発生される
請求の範囲第2項記載の装置。 - 【請求項4】前記時間間隔は回転数情報として用いられ
る請求の範囲第1項から第4項までのいずれか1項に記
載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843423664 DE3423664A1 (de) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | Vorrichtung zur winkellageerfassung eines rotierenden teils |
| DE3423664.3 | 1984-06-27 | ||
| PCT/DE1985/000080 WO1986000415A1 (fr) | 1984-06-27 | 1985-03-13 | Dispositif pour detecter la position angulaire d'un organe rotatif |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61502557A JPS61502557A (ja) | 1986-11-06 |
| JPH0765905B2 true JPH0765905B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=6239267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60501166A Expired - Fee Related JPH0765905B2 (ja) | 1984-06-27 | 1985-03-13 | 回転部分の角度位置検出装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4715009A (ja) |
| EP (1) | EP0188433B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0765905B2 (ja) |
| AU (1) | AU571962B2 (ja) |
| BR (1) | BR8506792A (ja) |
| DE (2) | DE3423664A1 (ja) |
| IT (1) | IT1184623B (ja) |
| WO (1) | WO1986000415A1 (ja) |
Families Citing this family (46)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2593606B1 (fr) * | 1986-01-29 | 1988-12-09 | Malinet Frederic | Procede permettant de calculer la vitesse instantanee d'avancement d'un organe tournant ou percutant notamment d'un outil de forage et appareil permettant la mise en oeuvre de ce procede |
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