JPH02175350A - 車両用電源装置 - Google Patents
車両用電源装置Info
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- JPH02175350A JPH02175350A JP63329846A JP32984688A JPH02175350A JP H02175350 A JPH02175350 A JP H02175350A JP 63329846 A JP63329846 A JP 63329846A JP 32984688 A JP32984688 A JP 32984688A JP H02175350 A JPH02175350 A JP H02175350A
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- Japan
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 40
- 210000004899 c-terminal region Anatomy 0.000 abstract description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract 1
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
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- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
- F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
- F02N11/0862—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery
- F02N11/0866—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery comprising several power sources, e.g. battery and capacitor or two batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
- F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
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。
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)
本発明は車両に搭載され、エンジン始動時にエンジンス
タータの電源となる車両用電源装置に関する。
タータの電源となる車両用電源装置に関する。
(従来の技術)
従来から車両にはエンジンのスタータや他の補機類の電
源として鉛蓄電池が搭載され、エンジン始動時にはスタ
ータに例えば100〜200A程度の大電流を短時間供
給し、この大電力によるスタータトルクによってエンジ
ンのクランク軸を回転せしめ、エンジンの始動を行って
いる。
源として鉛蓄電池が搭載され、エンジン始動時にはスタ
ータに例えば100〜200A程度の大電流を短時間供
給し、この大電力によるスタータトルクによってエンジ
ンのクランク軸を回転せしめ、エンジンの始動を行って
いる。
そして、始動時に消費された大電力の充電は、走行中の
車両の発電機(オルタネータ)からの電力により鉛蓄電
池の充電が行われている。
車両の発電機(オルタネータ)からの電力により鉛蓄電
池の充電が行われている。
一方、自動車用電源装置の提案として、直流電源に対し
、エンジンスタータとスタータスイッチとの直列回路と
、単一方向性素子とコンデンサとの直列回路とを並列接
続し、該コンデンサの両端を負荷に接続して負荷に電力
を供給する提案が実開昭58−148644号公報に開
示されている。
、エンジンスタータとスタータスイッチとの直列回路と
、単一方向性素子とコンデンサとの直列回路とを並列接
続し、該コンデンサの両端を負荷に接続して負荷に電力
を供給する提案が実開昭58−148644号公報に開
示されている。
(発明が解決しようとする課題)
上述の二次電池として充放電の可能な周知の鉛蓄電池(
バッテリ)は電解液と電極との化学作用により充放電を
行うため、放電時には第6図(a)に示す放電特性のよ
うに短時間内では大電流の放電ができるが、充電に際し
ては第6図(b)に示す一例のように、IOA以下の電
流を長時間供給して充電が行われるもので、大電流を供
給すると発熱や電極の変形を生じて破損に至るものであ
る。
バッテリ)は電解液と電極との化学作用により充放電を
行うため、放電時には第6図(a)に示す放電特性のよ
うに短時間内では大電流の放電ができるが、充電に際し
ては第6図(b)に示す一例のように、IOA以下の電
流を長時間供給して充電が行われるもので、大電流を供
給すると発熱や電極の変形を生じて破損に至るものであ
る。
したがって、走行距離が短く、乗車時間の少ない自動車
ユーザー(一般の通勤用車)や、停車、発進の多いユー
ザー(宅配率など)の場合では、エンジンの始動回数が
多い割合に乗車時間が少ないため、始動時のバッテリの
放電電力を補うよう十分に充電できず、いわゆるバッテ
リ上がりを生じてエンジンの始動が不可能になる虞があ
る。
ユーザー(一般の通勤用車)や、停車、発進の多いユー
ザー(宅配率など)の場合では、エンジンの始動回数が
多い割合に乗車時間が少ないため、始動時のバッテリの
放電電力を補うよう十分に充電できず、いわゆるバッテ
リ上がりを生じてエンジンの始動が不可能になる虞があ
る。
また、上述の後者の自動車用電源装置の提案においては
、電気二重層コンデンサを用いた大容量コンデンサを電
源回路に採用しているが、この大容量コンデンサは負荷
用のものでエンジン始動時にはダイオードによりスター
タ回路と切離さね、エンジン始動電源として考慮されて
いないものである。
、電気二重層コンデンサを用いた大容量コンデンサを電
源回路に採用しているが、この大容量コンデンサは負荷
用のものでエンジン始動時にはダイオードによりスター
タ回路と切離さね、エンジン始動電源として考慮されて
いないものである。
つぎに、車両の設計に際してはバッテリの容量を決定す
るファクタとして、エンジン始動性を最m点に考慮する
ので、重量および容積の大きなバッテリが搭載されるが
、エンジン始動後はバッテリの容量は小容玉で足りると
いう問題がある。
るファクタとして、エンジン始動性を最m点に考慮する
ので、重量および容積の大きなバッテリが搭載されるが
、エンジン始動後はバッテリの容量は小容玉で足りると
いう問題がある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的はエンジンの始動時にスタータに大電流が供給
できるような車両用電源装置を)1供することにある。
その目的はエンジンの始動時にスタータに大電流が供給
できるような車両用電源装置を)1供することにある。
(課題を解決するための手段)
本発明によれば、バッテリからスタータスイッチを介し
て電磁リレーに通電し、該電磁リレーの主接点を閉じて
エンジンスタータを駆動する車両用電源装置において、
前記バッテリにより充電される大容量コンデンサと、該
大容量コンデンサの電荷を前記主接点を介してエンジン
スタータに通電する通電手段とを有する車両用電源装置
が提供される。
て電磁リレーに通電し、該電磁リレーの主接点を閉じて
エンジンスタータを駆動する車両用電源装置において、
前記バッテリにより充電される大容量コンデンサと、該
大容量コンデンサの電荷を前記主接点を介してエンジン
スタータに通電する通電手段とを有する車両用電源装置
が提供される。
(作用)
本発明では、車両用の電源装置として大容量コンデンサ
を取付けて、エンジンの始動時にはこの蓄電された電荷
によりスタータを駆動するので、バッテリ容量が減少し
ていても容易にスタータが駆動でか、エンジン始動が容
易に行われる。
を取付けて、エンジンの始動時にはこの蓄電された電荷
によりスタータを駆動するので、バッテリ容量が減少し
ていても容易にスタータが駆動でか、エンジン始動が容
易に行われる。
(実施例)
つぎに本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。
する。
第1図は本発明の一実施例の構成を示す回路図である。
同図において、1はバッテリであり、鉛蓄電池が車載さ
れてエンジンを始動するスタータユニット2や、車両の
電気負荷3の電源となるものである。
れてエンジンを始動するスタータユニット2や、車両の
電気負荷3の電源となるものである。
スタータユニット2は始動時にエンジンに係合してクラ
ンク軸を回転させるモータ21と、電磁リレー22を有
しており、該電磁リレー22の主接点22aに接触して
回路を閉じる可動片22bは、Aコイル22cとBコイ
ル22dの2 flのコイルの電磁吸引力により駆動さ
れるよう構成されている。そして、そ−夕21の電圧側
端子は主接点22aの一方とAコイル22cの一端に、
Aコイル22cの他端はBコイル22dの一端とスター
タユニット2のC端子に、主接点22aの他方はスター
タユニット2のB端子にそれぞれ接続されており、また
モータ21の接地側端子とBコイル22dの他端はそれ
ぞれ車体に接地されている。なお、23はスタータスイ
ッチで、バッテリ1の十端子とスタータユニット2のC
端子の間に接続され、エンジンの始動に際して該スイッ
チの没入によりスタータユニット2を作動させて、モー
タ21の駆動力によってエンジンを始動させるものであ
る。
ンク軸を回転させるモータ21と、電磁リレー22を有
しており、該電磁リレー22の主接点22aに接触して
回路を閉じる可動片22bは、Aコイル22cとBコイ
ル22dの2 flのコイルの電磁吸引力により駆動さ
れるよう構成されている。そして、そ−夕21の電圧側
端子は主接点22aの一方とAコイル22cの一端に、
Aコイル22cの他端はBコイル22dの一端とスター
タユニット2のC端子に、主接点22aの他方はスター
タユニット2のB端子にそれぞれ接続されており、また
モータ21の接地側端子とBコイル22dの他端はそれ
ぞれ車体に接地されている。なお、23はスタータスイ
ッチで、バッテリ1の十端子とスタータユニット2のC
端子の間に接続され、エンジンの始動に際して該スイッ
チの没入によりスタータユニット2を作動させて、モー
タ21の駆動力によってエンジンを始動させるものであ
る。
4は大容量コンデンサであり、電子装置のメモリのバッ
クアップ電源に使用されている電気二重層コンデンサの
規模の大きいものを採用したもので、例えばIOF〜1
50F(ファラッド)程度の静電容量のものであり、該
大容量コンデンサ4の子端子はスタータユニット2のB
e4%子、すなわちバッテリ1の子端子側に接続され
、一端子は設地されて、常にバッテリ1によって十分に
充電されているものである。
クアップ電源に使用されている電気二重層コンデンサの
規模の大きいものを採用したもので、例えばIOF〜1
50F(ファラッド)程度の静電容量のものであり、該
大容量コンデンサ4の子端子はスタータユニット2のB
e4%子、すなわちバッテリ1の子端子側に接続され
、一端子は設地されて、常にバッテリ1によって十分に
充電されているものである。
なお、5はエンジンにより駆動される周知の発電機(オ
ルタネータ)であり、発電された電力は直流に変換され
てバッテリ1を充電するものである。
ルタネータ)であり、発電された電力は直流に変換され
てバッテリ1を充電するものである。
つぎにこのように構成された本実施例の作動について説
明する。
明する。
エンジンの始動に際してスタータスイッチ23を没入す
ると、バッテリ1からの電流はスタータユニット2のC
端子を介して電磁リレー22のAコイル22cからモー
タ21に通ずるとともに、C端子からはBコイル22d
に通じて、両コイルの電磁吸引力により可動片22bを
吸引して主接点aをオンにする。
ると、バッテリ1からの電流はスタータユニット2のC
端子を介して電磁リレー22のAコイル22cからモー
タ21に通ずるとともに、C端子からはBコイル22d
に通じて、両コイルの電磁吸引力により可動片22bを
吸引して主接点aをオンにする。
このため、今までバッテリ1によって十分に充電されて
いる大容量コンデンサ4の電荷と、バッテリ1からの電
流がモータ21に流れることになり、両者の大電流がモ
ータ21を起動して、係合されたクランク軸を強力に駆
動し、エンジンを始動させることになる。なお、この際
の起動時の大電流は第2図にその一例を示すように0.
5秒程度のものであり、例えばバッテリ1の蓄電量が減
じてバッテリからの電流ではエンジンの始動が不可能な
場合でも、大容量コンデンサ4の電荷による大電流のた
め、強力にモータ21を駆動シてエンジン始動ができる
ものである。
いる大容量コンデンサ4の電荷と、バッテリ1からの電
流がモータ21に流れることになり、両者の大電流がモ
ータ21を起動して、係合されたクランク軸を強力に駆
動し、エンジンを始動させることになる。なお、この際
の起動時の大電流は第2図にその一例を示すように0.
5秒程度のものであり、例えばバッテリ1の蓄電量が減
じてバッテリからの電流ではエンジンの始動が不可能な
場合でも、大容量コンデンサ4の電荷による大電流のた
め、強力にモータ21を駆動シてエンジン始動ができる
ものである。
ここでコンデンサの容量について説明すると、通常、排
気量1.5Jl程度のガソリンエンジンの始動時に必要
なスタータの電流は100〜200A程度であり、エン
ジンを起動させる時間は最大数秒間で十分である。した
がって、コンデンサの容量はこのような要求を満足させ
る値が必要である。
気量1.5Jl程度のガソリンエンジンの始動時に必要
なスタータの電流は100〜200A程度であり、エン
ジンを起動させる時間は最大数秒間で十分である。した
がって、コンデンサの容量はこのような要求を満足させ
る値が必要である。
第3図はコンデンサの放電特性の一例であり、一般のコ
ンデンサの放電式は、次式で表わされ、= g w H
exr(−7j5:) ・・・・・・(1)ここで
、Eo・・・コンデンサの充電電圧R・・・負荷抵抗 C・・・コンデンサ容量 であり、Rの負荷抵抗はガ
ソリン車の場合は0.05Ω程度である。また、前述の
ように放電の時間は数秒間でよいため、 R−C=5〜
7 (see)とすると、 CΣ100〜150(F
)となる。
ンデンサの放電式は、次式で表わされ、= g w H
exr(−7j5:) ・・・・・・(1)ここで
、Eo・・・コンデンサの充電電圧R・・・負荷抵抗 C・・・コンデンサ容量 であり、Rの負荷抵抗はガ
ソリン車の場合は0.05Ω程度である。また、前述の
ように放電の時間は数秒間でよいため、 R−C=5〜
7 (see)とすると、 CΣ100〜150(F
)となる。
このようにスタータ起動時、数秒間コンデンサの電荷を
放電する場合について計算したが、大電流を必要とする
のは 〜0.5sec程度であるので、コンデンサの負
担をこの時間のみに限定すると、 R−C−0,5(
sea)となりCΣto(F)程度でよいことになる。
放電する場合について計算したが、大電流を必要とする
のは 〜0.5sec程度であるので、コンデンサの負
担をこの時間のみに限定すると、 R−C−0,5(
sea)となりCΣto(F)程度でよいことになる。
第4図は本発明の他の実施例の構成を示す回路図であり
、同図において第1図と同一の部分については同一の符
号をつけ、その説明は省略する6第4図において6はリ
レーであり、バッテリエの子端子と車両の子回路の間に
接続され、常時はリレー6の接点61が閉じられて、バ
ッテリ1の+端子と車両の子回路とが接続されている。
、同図において第1図と同一の部分については同一の符
号をつけ、その説明は省略する6第4図において6はリ
レーであり、バッテリエの子端子と車両の子回路の間に
接続され、常時はリレー6の接点61が閉じられて、バ
ッテリ1の+端子と車両の子回路とが接続されている。
そして、リレー6のコイル62は通電により接点61を
開放するよう作動するもので、スタータユニット2のC
端子と、接地との間に接続されている。
開放するよう作動するもので、スタータユニット2のC
端子と、接地との間に接続されている。
このように構成された第4図に示す実施例では前述の実
施例の作動と同様にスタータスイッチ23の投入により
、スタータユニット2が動作して大容量コンデンサ4に
充電された電荷によってモータ21が駆動されるが、ス
タータスイッチ2の投入にてリレー6が開き、バッテリ
1の子端子は車両の子回路から開放されてバッテリ1の
蓄電量の消耗が保護されることになる。なお、リレー6
の開放により車両の子回路にバッテリ1から電源が供給
されなくても、リレー6のコイル62と電inリレー2
のBコイル22dには大容量コンデンサ4から電流が供
給されて、両コイルとも吸引作動を保持することになる
。
施例の作動と同様にスタータスイッチ23の投入により
、スタータユニット2が動作して大容量コンデンサ4に
充電された電荷によってモータ21が駆動されるが、ス
タータスイッチ2の投入にてリレー6が開き、バッテリ
1の子端子は車両の子回路から開放されてバッテリ1の
蓄電量の消耗が保護されることになる。なお、リレー6
の開放により車両の子回路にバッテリ1から電源が供給
されなくても、リレー6のコイル62と電inリレー2
のBコイル22dには大容量コンデンサ4から電流が供
給されて、両コイルとも吸引作動を保持することになる
。
以上本発明を上述の実施例を用いて説明したが、本発明
の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらの変
形を本発明の範囲から排除するものではない。
の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらの変
形を本発明の範囲から排除するものではない。
(発明の効果)
本発明によれば、車両用の電源装置として多量の電荷を
蓄積できる大容量コンデンサを取付けたので、走行距離
が短かく、乗車時間の少ないユーザーの車両や、発進、
停車の多い車両のため、バッテリの蓄電量が常に少ない
場合でも、始動の際には大容量コンデンサの電荷により
スタータを駆動してエンジンの始動が可能になる効果が
得られる。
蓄積できる大容量コンデンサを取付けたので、走行距離
が短かく、乗車時間の少ないユーザーの車両や、発進、
停車の多い車両のため、バッテリの蓄電量が常に少ない
場合でも、始動の際には大容量コンデンサの電荷により
スタータを駆動してエンジンの始動が可能になる効果が
得られる。
例えば、蓄電量が95%程度放電したバッテリにて約1
50Fのコンデンサを充電するときのデータを′M5図
に示すが、はぼ20秒程度でコンデンサの充電が完了す
るものであり、これにより十分にエンジン始動が可能に
なる。
50Fのコンデンサを充電するときのデータを′M5図
に示すが、はぼ20秒程度でコンデンサの充電が完了す
るものであり、これにより十分にエンジン始動が可能に
なる。
また、本発明によれば、大容量コンデンサの付加により
エンジン始動時にはバッテリの蓄電量に依存することが
少なくなるので、車両の設計に際して搭載するバッテリ
容量を従来より減少させ得るという効果も生ずる。
エンジン始動時にはバッテリの蓄電量に依存することが
少なくなるので、車両の設計に際して搭載するバッテリ
容量を従来より減少させ得るという効果も生ずる。
例えば、ガソリン乗用車の場合、通常25〜3OAHの
容量のバッテリが使用されるが、本発明を通用すれば1
0AH程度のもので十分となり、つぎにバッテリおよび
コンデンサの寸法・重量例を示す。
容量のバッテリが使用されるが、本発明を通用すれば1
0AH程度のもので十分となり、つぎにバッテリおよび
コンデンサの寸法・重量例を示す。
27AHの寸法 227 x127 x187 mm
M 量9.5kg 10AH+47 x92 xH8mm4.5kg 大容量コンデンサの寸法、重量 150 F /16V 120 x120 x140
mm 重量5、 5kg 10F/16V 60x80 X40 +
u+0、 65kg
M 量9.5kg 10AH+47 x92 xH8mm4.5kg 大容量コンデンサの寸法、重量 150 F /16V 120 x120 x140
mm 重量5、 5kg 10F/16V 60x80 X40 +
u+0、 65kg
第1図は本発明の一実施例の構成を示す回路図、第2図
は起動時のスタータ電流の曲線図、第3図はコンデンサ
の放電特性図、第4図は他の実施例の構成を示す回路図
、第5図は大容量コンデンサの充電特性図、第6図はバ
ッテリの放電および充電特性の一例の曲線図。 1・・・バッテリ、2・・・スタータユニット、4・・
・大容量コンデンサ、6・・・リレー、21・・・モー
タ、22・・・電磁リレー 22a・・・主接点。 特許出願人 いすy自動車株式会社 代 理 人 弁理士 辻 實第2図 第3 図 第5 図 (a) パーツデフ葭Tヤ1′I Cb) 叶m (叶)
は起動時のスタータ電流の曲線図、第3図はコンデンサ
の放電特性図、第4図は他の実施例の構成を示す回路図
、第5図は大容量コンデンサの充電特性図、第6図はバ
ッテリの放電および充電特性の一例の曲線図。 1・・・バッテリ、2・・・スタータユニット、4・・
・大容量コンデンサ、6・・・リレー、21・・・モー
タ、22・・・電磁リレー 22a・・・主接点。 特許出願人 いすy自動車株式会社 代 理 人 弁理士 辻 實第2図 第3 図 第5 図 (a) パーツデフ葭Tヤ1′I Cb) 叶m (叶)
Claims (3)
- (1)バッテリからスタータスイッチを介して電磁リレ
ーに通電し、該電磁リレーの主接点を閉じてエンジンス
タータを駆動する車両用電源装置において、前記バッテ
リにより充電される大容量コンデンサと、該大容量コン
デンサの電荷を前記主接点を介してエンジンスタータに
通電する通電手段とを有することを特徴とする車両用電
源装置。 - (2)前記大容量コンデンサは電気二重層コンデンサを
用いたことを特徴とする請求項(1)記載の車両用電源
装置。 - (3)前記エンジンスタータへの通電はバッテリからの
電力は使用せず、前記大容量コンデンサの電荷のみにて
エンジンスタータを駆動することを特徴とする請求項(
1)記載の車両用電源装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63329846A JP2518368B2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 車両用電源装置 |
DE8989313559T DE68903753T2 (de) | 1988-12-27 | 1989-12-22 | Stromversorgungsgeraet fuer kraftfahrzeuge. |
EP89313559A EP0376667B1 (en) | 1988-12-27 | 1989-12-22 | Power supply apparatus for automotive vehicles |
US07/776,882 US5256956A (en) | 1988-12-27 | 1991-10-17 | Power supply apparatus for automotive vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
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