JPH0588390B2 - - Google Patents
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- JPH0588390B2 JPH0588390B2 JP1082509A JP8250989A JPH0588390B2 JP H0588390 B2 JPH0588390 B2 JP H0588390B2 JP 1082509 A JP1082509 A JP 1082509A JP 8250989 A JP8250989 A JP 8250989A JP H0588390 B2 JPH0588390 B2 JP H0588390B2
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- engine
- battery
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- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 29
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
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- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- 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
-
- 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
- F02N2011/0881—Components of the circuit not provided for by previous groups
- F02N2011/0885—Capacitors, e.g. for additional power supply
-
- 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
- F02N2011/0881—Components of the circuit not provided for by previous groups
- F02N2011/0888—DC/DC converters
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、エンジンのスタータを駆動してエン
ジンを始動させるエンジン始動装置に関する。
ジンを始動させるエンジン始動装置に関する。
(従来の技術)
車両の動力源となる内燃式エンジンを始動させ
るために、通常スタータモータとして直流直巻式
のモータが用いられている。このスタータモータ
に車載されたバツテリの電力を供給して駆動し、
該スタータモータのピニオンギヤをエンジンのク
ランクシヤフトに取付けられたリングギヤに噛み
合わせてクランクシヤフトを回転することによつ
てエンジンの始動を行う。
るために、通常スタータモータとして直流直巻式
のモータが用いられている。このスタータモータ
に車載されたバツテリの電力を供給して駆動し、
該スタータモータのピニオンギヤをエンジンのク
ランクシヤフトに取付けられたリングギヤに噛み
合わせてクランクシヤフトを回転することによつ
てエンジンの始動を行う。
このエンジン始動時にバツテリからスタータモ
ータに供給される電流は、短時間ではあるが例え
ば100A以上であり消費電力が非常に多く、バツ
テリ容量の設定に際してはエンジン始動性を最重
点に考慮して決定しているのが現状である。そし
て、エンジン始動時に消費された大電力の補給
は、走行中に車両に搭載されたエンジンによつて
駆動される発電機(オルタネータ)からの電力を
バツテリに充電することによつて行われる。
ータに供給される電流は、短時間ではあるが例え
ば100A以上であり消費電力が非常に多く、バツ
テリ容量の設定に際してはエンジン始動性を最重
点に考慮して決定しているのが現状である。そし
て、エンジン始動時に消費された大電力の補給
は、走行中に車両に搭載されたエンジンによつて
駆動される発電機(オルタネータ)からの電力を
バツテリに充電することによつて行われる。
ところで、車載用のバツテリには二次電池とし
て周知の鉛バツテリが用いられており、電極と電
解液との化学作用により充放電が行われる。この
ようなバツテリは短時間内では大電流の放電は可
能であるが、充電は例えば10A以下の電流を長時
間供給して徐々に化学変化させて行われるので、
大電流を充電用に供給すると発熱や電極の変形が
生じて破損に至るという問題がある。
て周知の鉛バツテリが用いられており、電極と電
解液との化学作用により充放電が行われる。この
ようなバツテリは短時間内では大電流の放電は可
能であるが、充電は例えば10A以下の電流を長時
間供給して徐々に化学変化させて行われるので、
大電流を充電用に供給すると発熱や電極の変形が
生じて破損に至るという問題がある。
従つて、走行距離が短く、乗車時間の少ない通
勤車両や、停車や発進の繰返しの多い宅配車両な
どの場合には、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、エンジン始動時のバツテ
リの放電電力を補うような充電ができず、所謂バ
ツテリ上がりが生じてエンジンの始動が行えない
という問題がある。
勤車両や、停車や発進の繰返しの多い宅配車両な
どの場合には、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、エンジン始動時のバツテ
リの放電電力を補うような充電ができず、所謂バ
ツテリ上がりが生じてエンジンの始動が行えない
という問題がある。
このような問題点を解決するために本出願人
は、車両に搭載されたバツテリによつて充電され
る大容量コンデンサを備え、エンジンの始動時に
該大容量コンデンサに蓄電された電荷によつてエ
ンジンスタータを駆動するようにした車両用電源
装置を昭和63年特許願第329846号として提案し
た。
は、車両に搭載されたバツテリによつて充電され
る大容量コンデンサを備え、エンジンの始動時に
該大容量コンデンサに蓄電された電荷によつてエ
ンジンスタータを駆動するようにした車両用電源
装置を昭和63年特許願第329846号として提案し
た。
(発明が解決しようとする課題)
ところで、コンデンサの放電による電圧降下は
バツテリの放電特性に比較して大きい特性を有し
ている。従つて、寒冷時などエンジン潤滑油の粘
度が高くフリクシヨンが大きい場合には、エンジ
ン始動時にスタータに大電力を供給する必要があ
り、このようなときコンデンサの電圧が低下して
エンジンの始動が困難な場合がある。このような
問題を解決するには、コンデンサの容量を大きく
すれば良いが、この大きさにも実用上限度があ
る。
バツテリの放電特性に比較して大きい特性を有し
ている。従つて、寒冷時などエンジン潤滑油の粘
度が高くフリクシヨンが大きい場合には、エンジ
ン始動時にスタータに大電力を供給する必要があ
り、このようなときコンデンサの電圧が低下して
エンジンの始動が困難な場合がある。このような
問題を解決するには、コンデンサの容量を大きく
すれば良いが、この大きさにも実用上限度があ
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、寒冷時においてもエンジン
スタータを駆動することができ、かつ、バツテリ
の容量が減少していても容易にエンジンスタータ
を駆動することができるようなエンシン始動装置
を提供することにある。
であり、その目的は、寒冷時においてもエンジン
スタータを駆動することができ、かつ、バツテリ
の容量が減少していても容易にエンジンスタータ
を駆動することができるようなエンシン始動装置
を提供することにある。
(課題を解決するための手段)
本発明によれば、バツテリの電気エネルギーに
よりスタータを駆動してエンジンを始動するエン
ジン始動装置において、バツテリからの電力を昇
圧する昇圧制御手段と、該昇圧後の電力により充
電される大容量コンデンサと、該大容量コンデン
サの充電した電荷をスタータスイツチの閉路によ
り前記スタータに通電する通電手段とを有するエ
ンジン始動装置が提供される。
よりスタータを駆動してエンジンを始動するエン
ジン始動装置において、バツテリからの電力を昇
圧する昇圧制御手段と、該昇圧後の電力により充
電される大容量コンデンサと、該大容量コンデン
サの充電した電荷をスタータスイツチの閉路によ
り前記スタータに通電する通電手段とを有するエ
ンジン始動装置が提供される。
(作用)
車両に搭載されたバツテリの電力によつてエン
ジンスタータを駆動するエンジン始動装置は、前
記バツテリからの電力を昇圧する昇圧手段と、該
昇圧手段によつて昇圧された電力により充電され
る大容量コンデンサとを備え、該大容量コンデン
サにバツテリ電圧より高い電圧で蓄えられた電力
によつてエンジンスタータを駆動する。
ジンスタータを駆動するエンジン始動装置は、前
記バツテリからの電力を昇圧する昇圧手段と、該
昇圧手段によつて昇圧された電力により充電され
る大容量コンデンサとを備え、該大容量コンデン
サにバツテリ電圧より高い電圧で蓄えられた電力
によつてエンジンスタータを駆動する。
(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。
細に説明する。
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク回路
図である。
図である。
同図において、1はエンジンスタータで、周知
の直巻のモータ11とマグネツトスイツチ12を
有するもので、マグネツトスイツチ12はプルイ
ンコイルpとホールデイングコイルhとを備えて
いる。そして、スタータリレー2の接点21が閉
じられ、これらのコイルp,hに通電されると、
その吸引力によりマグネツトスイツチ12の主接
点13が閉じてモータ11に大電流が供給され、
図示していないエンジンのクランク軸を回転して
始動させるよう構成されている。
の直巻のモータ11とマグネツトスイツチ12を
有するもので、マグネツトスイツチ12はプルイ
ンコイルpとホールデイングコイルhとを備えて
いる。そして、スタータリレー2の接点21が閉
じられ、これらのコイルp,hに通電されると、
その吸引力によりマグネツトスイツチ12の主接
点13が閉じてモータ11に大電流が供給され、
図示していないエンジンのクランク軸を回転して
始動させるよう構成されている。
3はキースイツチで、バツテリ4からの電力を
車両の各部所に通電するスイツチとなるものであ
り、エンジンを止めたまま例えばラジオやカース
テレオに通電するAC位置、点火装置に通電する
IG位置、エンジンを始動させるST位置の3接点
位置に回転して切換えるスイツチを備えている。
車両の各部所に通電するスイツチとなるものであ
り、エンジンを止めたまま例えばラジオやカース
テレオに通電するAC位置、点火装置に通電する
IG位置、エンジンを始動させるST位置の3接点
位置に回転して切換えるスイツチを備えている。
5はバツテリ4に接続された昇圧制御器5で、
バツテリ4から入力された直流電力をスイツチン
グ回路によつて脈流とし、これを昇圧トランスに
より昇圧後、整流回路によつて所定の高い電圧例
えば、バツテリ4の電圧が12Vの場合14V程度の
直流電力に変換するものである。
バツテリ4から入力された直流電力をスイツチン
グ回路によつて脈流とし、これを昇圧トランスに
より昇圧後、整流回路によつて所定の高い電圧例
えば、バツテリ4の電圧が12Vの場合14V程度の
直流電力に変換するものである。
第1図における7は大容量のコンデンサであ
り、電子装置のメモリのバツクアツプ用電源に使
用されている電気二重層コンデンサの規模の大き
いものが採用され、例えば100F(フアラツド)程
度の静電容量を有している。そしてコンデンサ7
の+端子に昇圧制御器5の+端子に接続され、−
端子は接地、即ち昇圧制御器5の−端子に接続さ
れている。
り、電子装置のメモリのバツクアツプ用電源に使
用されている電気二重層コンデンサの規模の大き
いものが採用され、例えば100F(フアラツド)程
度の静電容量を有している。そしてコンデンサ7
の+端子に昇圧制御器5の+端子に接続され、−
端子は接地、即ち昇圧制御器5の−端子に接続さ
れている。
つぎにこのように構成された本実施例の作動を
説明する。
説明する。
バツテリ4からの電流が昇圧制御器5に加わ
り、該昇圧制御器5によつて12Vのバツテリ電圧
が14Vに昇圧される。
り、該昇圧制御器5によつて12Vのバツテリ電圧
が14Vに昇圧される。
この昇圧された電力によりコンデンサ7は充電
されている。
されている。
ついでキースイツチ3のスイツチBをST位置
に操作すると、バツテリ4からの電流がスタータ
リレー2に通電されて接点21が閉となり、した
がつて、コンデンサ7からの電流はスタータ1の
両コイルp,hに通電されてマグネツトスイツチ
12の主接点13を閉じることになる。
に操作すると、バツテリ4からの電流がスタータ
リレー2に通電されて接点21が閉となり、した
がつて、コンデンサ7からの電流はスタータ1の
両コイルp,hに通電されてマグネツトスイツチ
12の主接点13を閉じることになる。
このため、コンデンサ7に充電された電荷はモ
ータ11に大電力となつて回転駆動させ、エンジ
ンのクランク軸を回転させてエンジンが始動する
ことになる。
ータ11に大電力となつて回転駆動させ、エンジ
ンのクランク軸を回転させてエンジンが始動する
ことになる。
第4図は本発明の他の実施例を示すブロツク回
路図で、上記実施例と同一部品には同一符号を付
して詳細な説明は省略する。
路図で、上記実施例と同一部品には同一符号を付
して詳細な説明は省略する。
同図において、1はスタータ、2はスタータリ
レーで、上記実施例と同一部品であるため説明は
省略する。
レーで、上記実施例と同一部品であるため説明は
省略する。
30はキースイツチで、前記スイツチ3と同様
にラジオやカーステレオ等に通電するAC位置、
点火装置に通電するIG位置、エンジンを始動さ
せるST位置の3接点位置に回転して切換えるス
イツチBを備えているとともに、プツシユ操作に
より端子Cを閉じて後述する昇圧制御器50に通
電するスイツチPとが設けられている。なお、第
2図はキースイツチ30のそれぞれの位置におけ
る通電状態を示す図表である。
にラジオやカーステレオ等に通電するAC位置、
点火装置に通電するIG位置、エンジンを始動さ
せるST位置の3接点位置に回転して切換えるス
イツチBを備えているとともに、プツシユ操作に
より端子Cを閉じて後述する昇圧制御器50に通
電するスイツチPとが設けられている。なお、第
2図はキースイツチ30のそれぞれの位置におけ
る通電状態を示す図表である。
昇圧制御器50は入力された直流電力をスイツ
チング回路によつて脈流とし、これを昇圧トラン
スにより昇圧後、整流回路によつて所定の高い電
圧例えば、バツテリ電圧が12Vの場合14V程度の
直流電力に変換するものであり、この昇圧動作は
キースイツチ30のスイツチPの端子Cからの通
電指令によつて制御される。
チング回路によつて脈流とし、これを昇圧トラン
スにより昇圧後、整流回路によつて所定の高い電
圧例えば、バツテリ電圧が12Vの場合14V程度の
直流電力に変換するものであり、この昇圧動作は
キースイツチ30のスイツチPの端子Cからの通
電指令によつて制御される。
なお、第3図は昇圧制御器50の一例を示すも
ので、スイツチング回路51、昇圧トランス5
2、整流回路53を備えている。該昇圧制御器5
0は、バツテリ4から昇圧トランス52を介して
流れる電流が、発振回路OSCのパルスにより駆
動されるパワートランジスタTrによりスイツチ
ングが行われて脈流となり、昇圧トランス52の
2次側コイルにより昇圧された後、整流回路53
のダイオードブリツジDによつて直流に変換す
る。
ので、スイツチング回路51、昇圧トランス5
2、整流回路53を備えている。該昇圧制御器5
0は、バツテリ4から昇圧トランス52を介して
流れる電流が、発振回路OSCのパルスにより駆
動されるパワートランジスタTrによりスイツチ
ングが行われて脈流となり、昇圧トランス52の
2次側コイルにより昇圧された後、整流回路53
のダイオードブリツジDによつて直流に変換す
る。
そして、この昇圧制御器50はバツテリの端子
電圧が12Vの場合、整流回路53からの出力電圧
として、14V程度の電圧が得られるような巻線比
の昇圧トランスが採用されている。
電圧が12Vの場合、整流回路53からの出力電圧
として、14V程度の電圧が得られるような巻線比
の昇圧トランスが採用されている。
第4図における7は大容量のコンデンサで、そ
の+端子は昇圧制御器50の+端子に接続され、
−端子は接地、即ち昇圧制御器5の−端子に接続
されている。
の+端子は昇圧制御器50の+端子に接続され、
−端子は接地、即ち昇圧制御器5の−端子に接続
されている。
したがつて、キースイツチ30のスイツチPを
閉じて昇圧制御器50を駆動させると、所定時間
後には昇圧制御器50の作動によつてコンデンサ
7の端子電圧は、14V程度の端子電圧に上昇する
ことになる。
閉じて昇圧制御器50を駆動させると、所定時間
後には昇圧制御器50の作動によつてコンデンサ
7の端子電圧は、14V程度の端子電圧に上昇する
ことになる。
8は昇圧指示器で、コンデンサ8の端子電圧を
検出して指示するもので、発光ダイオードL、ツ
エナダイオードZなどを有している。そして、そ
のツエナ電圧を14V程度の電圧に設定したため、
コンデンサ7の端子電圧が上記電圧以上に到達す
ると、ツエナダイオードZが通電して発光ダイオ
ードLに電流が流れて発光し、コンデンサ7が十
分に充電されたことを指示するものである。
検出して指示するもので、発光ダイオードL、ツ
エナダイオードZなどを有している。そして、そ
のツエナ電圧を14V程度の電圧に設定したため、
コンデンサ7の端子電圧が上記電圧以上に到達す
ると、ツエナダイオードZが通電して発光ダイオ
ードLに電流が流れて発光し、コンデンサ7が十
分に充電されたことを指示するものである。
つぎにこのように構成された本実施例の作動を
説明する。
説明する。
エンジンの始動に際して、まず、キースイツチ
30に設けたスイツチPを押すと、バツテリ4か
らの電流が端子Cを介して昇圧制御器50に加わ
り、該昇圧制御器50の昇圧トランス52に印加
されるとともに、スイツチング回路51の動作に
よつて一次側コイルには脈流が供給される。この
ため、昇圧トランス52の二次側コイルには一次
側より高い電圧が誘起され、整流回路53によつ
て直流電力に変換されて、接続されたコンデンサ
7の充電が開始される。そして、所定の短時間が
経過するとコンデンサ7の端子電圧は、昇圧指示
器8のツエナダイオードZのツエナ電圧に達して
発光ダイオードLを点灯させて、コンデンサ7が
十分に充電されたことを指示する。
30に設けたスイツチPを押すと、バツテリ4か
らの電流が端子Cを介して昇圧制御器50に加わ
り、該昇圧制御器50の昇圧トランス52に印加
されるとともに、スイツチング回路51の動作に
よつて一次側コイルには脈流が供給される。この
ため、昇圧トランス52の二次側コイルには一次
側より高い電圧が誘起され、整流回路53によつ
て直流電力に変換されて、接続されたコンデンサ
7の充電が開始される。そして、所定の短時間が
経過するとコンデンサ7の端子電圧は、昇圧指示
器8のツエナダイオードZのツエナ電圧に達して
発光ダイオードLを点灯させて、コンデンサ7が
十分に充電されたことを指示する。
ついでキースイツチ30のスイツチBをST位
置に操作すると、バツテリ4からの電流がスター
タリレー2に通電されて接点21が閉となり、し
たがつて、コンデンサ7からの電流はスタータ1
の両コイルp,hに通電されてマグネツトスイツ
チ12の主接点13を閉じることになる。
置に操作すると、バツテリ4からの電流がスター
タリレー2に通電されて接点21が閉となり、し
たがつて、コンデンサ7からの電流はスタータ1
の両コイルp,hに通電されてマグネツトスイツ
チ12の主接点13を閉じることになる。
このため、コンデンサ7に充電された電荷はモ
ータ11に大電力となつて回転駆動させ、エンジ
ンのクランク軸を回転させてエンジンが始動する
ことになる。
ータ11に大電力となつて回転駆動させ、エンジ
ンのクランク軸を回転させてエンジンが始動する
ことになる。
以上本発明を図示の実施例によつて説明した
が、本発明は実施例に示されたもののみに限定さ
れるものではなくて、本発明の主旨の範囲内で
種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲
から排除するものではない。
が、本発明は実施例に示されたもののみに限定さ
れるものではなくて、本発明の主旨の範囲内で
種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲
から排除するものではない。
(発明の効果)
上述のように本発明によれば、昇圧制御器によ
つて、バツテリからの電力をバツテリ電圧より
2V程度高い電圧に昇圧させて大容量のコンデン
サに充電し、該コンデンサに蓄えられた電荷によ
つてスタータを作動させてエンジンを始動させる
ので、寒冷時においてスタータの負荷が大きい場
合でも、また、バツテリの蓄電量が減じて直接に
はスタータにより始動できない程度のバツテリで
も、その残存する電気エネルギーにより、十分に
エンジン始動が行えるという効果がある。
つて、バツテリからの電力をバツテリ電圧より
2V程度高い電圧に昇圧させて大容量のコンデン
サに充電し、該コンデンサに蓄えられた電荷によ
つてスタータを作動させてエンジンを始動させる
ので、寒冷時においてスタータの負荷が大きい場
合でも、また、バツテリの蓄電量が減じて直接に
はスタータにより始動できない程度のバツテリで
も、その残存する電気エネルギーにより、十分に
エンジン始動が行えるという効果がある。
また本発明によれば、キースイツチ30に押釦
式などのスイツチPを設け、エンジンの始動に先
立ち該スイツチPをONして昇圧制御器を作動さ
せ、バツテリ電圧を昇圧して昇圧した電力を大容
量コンデンサ7に充電するようにしたので、常に
コンデンサに充電している前述の第1図に示す実
施例のものに比べて、コンデンサからの自然放電
を未然に防止することができる。
式などのスイツチPを設け、エンジンの始動に先
立ち該スイツチPをONして昇圧制御器を作動さ
せ、バツテリ電圧を昇圧して昇圧した電力を大容
量コンデンサ7に充電するようにしたので、常に
コンデンサに充電している前述の第1図に示す実
施例のものに比べて、コンデンサからの自然放電
を未然に防止することができる。
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク回路
図、第2図はキースイツチの通電状態の説明図、
第3図は本実施例に用いる昇圧制御器の結線を示
す回路図、第4図は本発明の他の実施例を示すブ
ロツク図である。 1……スタータ、3……キースイツチ、4……
バツテリ、5……昇圧制御器、7……コンデン
サ、51……スイツチング回路、52……昇圧ト
ランス、53……整流回路。
図、第2図はキースイツチの通電状態の説明図、
第3図は本実施例に用いる昇圧制御器の結線を示
す回路図、第4図は本発明の他の実施例を示すブ
ロツク図である。 1……スタータ、3……キースイツチ、4……
バツテリ、5……昇圧制御器、7……コンデン
サ、51……スイツチング回路、52……昇圧ト
ランス、53……整流回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 バツテリの電気エネルギーによりスタータを
駆動してエンジンを始動するエンジン始動装置に
おいて、バツテリからの電力を昇圧する昇圧制御
手段と、該昇圧後の電力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充電した電
荷をスタータスイツチの閉路により前記スタータ
に通電する通電手段とを有することを特徴とする
エンジン始動装置。 2 前記大容量コンデンサは電気二重層コンデン
サを採用したことを特徴とする請求項1記載のエ
ンジン始動装置。 3 前記昇圧制御手段はスイツチング回路により
直流を脈流に変換して昇圧トランスを用いて昇圧
するとともに、昇圧された脈流を整流することを
特徴とする請求項1記載のエンジン始動装置。
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