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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine, und insbesondere auf eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine, welche eine Restmenge einer Batterie zurückgewinnen kann, wenn die Restmenge der Batterie aufgrund eines automatischen Stopps der Verbrennungsmaschine oder dergleichen nicht ausreicht.
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Bei einer Verbrennungsmaschine treibt eine Energieerzeugungsvorrichtung einen Elektrizitätsgenerator unter Verwendung einer Antriebskraft der Verbrennungsmaschine an, und speichert die durch den Elektrizitätsgenerator erzeugte Elektrizität in einer Batterie. Bei der Verbrennungsmaschine stoppt eine Steuerungsvorrichtung die Verbrennungsmaschine automatisch, wenn eine Automatik-Stopp-Bedingung, wie etwa ein Stopp eines Fahrzeugs, erstellt ist, und startet die Verbrennungsmaschine automatisch, wenn eine Automatik-Start-Bedingung während des automatischen Stopps der Verbrennungsmaschine erstellt ist, so dass eine Brennstoffeffizienz verbessert wird.
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Mit der Steuerungsvorrichtung für die Verbrennungsmaschine gemäß dem Stand der Technik kann, wenn die Automatik-Stopp-Bedingung in einem Zustand erstellt ist, in welchem eine Restmenge der Batterie gering ist, die elektrische Erzeugung durch den automatischen Stopp der Verbrennungsmaschine gestoppt werden. Da in diesem Fall nur eine Entladung durch die Batterie durchgeführt wird, reicht die Restmenge der Batterie nicht aus. In einem solchen Fall kann, falls der nicht ausreichende Zustand der Restmenge der Batterie fortgesetzt wird, eine Lebensdauer der Batterie abnehmen (sich verschlechtern).
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Um das vorstehende Problem zu lösen, offenbart die
JP 2001-173480 A eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine einschließlich einer Stromverbrauchserfassungseinrichtung zum Erfassen eines Stroms, der durch elektrische Lasten verbraucht wird, und wenn ein durch die Stromverbrauchserfassungseinrichtung erfasster integrierter Stromverbrauchswert einen Einstellwert übersteigt, wird der automatische Stopp der Verbrennungsmaschine verhindert. Gemäß der Steuerungsvorrichtung der
JP 2001-173480 A wird, für den Fall, dass der von der Batterie verbrauchte Strom hoch ist, der automatische Stopp der Verbrennungsmaschine verhindert, und der Elektrizitätsgenerator wird durch die Verbrennungsmaschine angetrieben. Somit kann verhindert werden, dass ein exzessiver Mangel der Restmenge der Batterie vorliegt.
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Falls allerdings die Batterie in einer kurzen Zeit kontinuierlich entladen wird, weist die Batterie die Eigenschaft auf, dass eine Verschlechterung frühzeitig vereinfacht werden kann. Demgemäß kann die Verschlechterung der Batterie nicht nur durch Verhindern des automatischen Stopps, wie in der
JP 2001-173480 A offenbart, verhindert werden.
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Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine vorzusehen, welche eine Verschlechterung einer Batterie zuverlässig verhindern kann.
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Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 vorgesehen, aufweisend: einen Elektrizitätsgenerator, der konfiguriert ist, um durch die Verbrennungsmaschine angetrieben zu werden; eine Batterie, die konfiguriert ist, um durch den Elektrizitätsgenerator erzeugte Elektrizität zu speichern; einen Entlademengen-Erfassungsabschnitt, der konfiguriert ist, um eine Entlademenge der Batterie zu erfassen; einen Automatik-Stopp-Steuerungsabschnitt, der konfiguriert ist, um die Verbrennungsmaschine automatisch zu stoppen, wenn die Entlademenge ein erster Einstellwert oder kleiner ist;
einen Dauer-Entlademengen-Erfassungsabschnitt, der konfiguriert ist, um eine kontinuierliche Entlademenge der Batterie basierend auf der Entlademenge zu erfassen; und einen Automatik-Stopp-Verhinderungsabschnitt, der konfiguriert ist, um einen automatischen Stopp zu verhindern, wenn die kontinuierliche Entlademenge ein zweiter Einstellwert oder größer ist, welcher kleiner als der erste Einstellwert ist.
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Mit dieser Konfiguration wird die kontinuierliche Entlademenge der Batterie erfasst und der automatische Stopp der Verbrennungsmaschine wird verhindert, wenn die erfasste kontinuierliche Entlademenge gleich oder größer als der zweite Einstellwert ist, welcher kleiner als der erste Einstellwert der Entlademenge zum automatischen Stoppen der Verbrennungsmaschine ist. Demgemäß kann die Verschlechterung der Batterie aufgrund der kontinuierlichen Entladung zuverlässig verhindert werden.
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Da ferner der automatische Stopp der Verbrennungsmaschine verhindert wird, wenn die kontinuierliche Entlademenge gleich oder größer als der zweite Einstellwert ist, welcher kleiner als der erste Einstellwert der Entlademenge ist, kann der automatische Stopp der Verbrennungsmaschine verglichen mit dem Stand der Technik frühzeitig verhindert werden, für den Fall, dass die Batterie kontinuierlich entladen wird. Obwohl sogar die Verschlechterung der Batterie aufgrund der kontinuierlichen Entladung frühzeitig startet, kann die Verschlechterung zuverlässig verhindert werden.
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In den begleitenden Zeichnungen zeigen:
- 1 ein Systemdiagramm, das eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2 ein Zeitdiagramm einer automatischen Stoppverhinderung gemäß dem Ausführungsbeispiel;
- 3 ein Zeitdiagramm einer kontinuierlichen Entlademenge gemäß dem Ausführungsbeispiel; und
- 4 ein Flussdiagramm der Steuerungsvorrichtung für die Verbrennungsmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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1 bis 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In 1 umfasst eine Steuerungsvorrichtung 2 für eine Verbrennungsmaschine 1 einen Elektrizitätsgenerator 3, der durch die Verbrennungsmaschine 1 angetrieben wird, eine Batterie 4, die durch den Elektrizitätsgenerator 3 erzeugte Elektrizität speichert, um sie einer elektrischen Last zuzuführen, und einen Stromsensor 5 zum Erfassen eines Stroms der Batterie 4. Der Stromsensor 5 ist mit einer Eingabeseite einer Steuerungseinrichtung 6 verbunden. Die Eingabeseite der Steuerungseinrichtung 6 ist mit einem Zündschalter 7, einem Starterantriebsschalter 8 und einer Fahrzeuginformationseingabeeinrichtung 9 verbunden. Ferner ist eine Ausgabeseite der Steuerungseinrichtung 6 mit einer Zündvorrichtung 10, einer Brennstoffeinspritzvorrichtung 11 und einem Startermotor 12 verbunden.
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Die Steuerungseinrichtung 6 weist einen Entlademengen-Erfassungsabschnitt 13 und einen Automatik-Stopp-Steuerungsabschnitt 14 auf. Der Entlademengen-Erfassungsabschnitt 13 erfasst eine Entlademenge Q1 basierend auf einem Ausgabewert des Stromsensors 5. Der Automatik-Stopp-Steuerungsabschnitt 14 stoppt die Verbrennungsmaschine 1 automatisch und startet die Verbrennungsmaschine 1, die automatisch gestoppt ist, automatisch, basierend auf der von dem Entlademengen-Erfassungsabschnitt 13 eingegebenen Entlademenge Q1, einem von dem Zündschalter 7 eingegebenen Ein-/Aus-Signal, einem von dem Starterantriebsschalter 8 eingegebenen Starterantriebssignal und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen, Drosselöffnungsgradinformationen, Fahrpedalbetätigungsinformationen, Bremspedalbetätigungsinformationen oder dergleichen, die von einer Fahrzeuginformationseingabeeinrichtung 9 eingegeben sind.
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Der Automatik-Stopp-Steuerungsabschnitt 14 stoppt die Verbrennungsmaschine 1 automatisch durch eine Stoppoperation der Zündvorrichtung 10 und der Brennstoffeinspritzvorrichtung 11, wenn eine Automatik-Stopp-Bedingung erfüllt ist, z.B. dass die Entlademenge Q1 ein erster Einstellwert S1 oder kleiner ist (siehe 2). Ferner startet der Automatik-Stopp-Steuerungsabschnitt 14 die Verbrennungsmaschine 1 automatisch durch Betreiben der Zündvorrichtung 10, der Brennstoffeinspritzvorrichtung 11, und des Startermotors 12, wenn eine Automatik-Start-Bedingung erfüllt ist, z.B. dass ein Fahrpedal betätigt wird, während die Verbrennungsmaschine 1 automatisch gestoppt ist.
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Die Steuerungsvorrichtung 2 für die Verbrennungsmaschine 1 umfasst einen Dauer-Entlademengen-Erfassungsabschnitt 15 und einen Automatik-Stopp-Verhinderungsabschnitt 16. Der Dauer-Entlademengen-Erfassungsabschnitt 15 erfasst eine kontinuierliche Entlademenge Q2 der Batterie 4 basierend auf der durch den Entlademengen-Erfassungsabschnitt 13 erfassten Entlademenge Q1. Der Automatik-Stopp-Verhinderungsabschnitt 16 verhindert den automatischen Stopp der Verbrennungsmaschine 1 durch den Automatik-Stopp-Steuerungsabschnitt 14, wenn die durch den Dauer-Entlademengen-Erfassungsabschnitt 15 erfasste kontinuierliche Entlademenge Q2, wie in 2 dargestellt, ein zweiter Einstellwert S2 oder größer ist. Der zweite Einstellwert S2 der kontinuierlichen Entlademenge Q2 ist ein Wert, der kleiner als der erste Einstellwert S1 der Entlademenge Q1 ist.
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Für den Fall, dass der automatische Stopp der Verbrennungsmaschine 1 verhindert wird, wenn die durch den Dauer-Entlademengen-Erfassungsabschnitt 15 erfasste kontinuierliche Entlademenge Q2, wie in 2 dargestellt, der zweite Einstellwert S2 oder größer ist, setzt der Automatik-Stopp-Verhinderungsabschnitt 16 eine Verhinderung des automatischen Stopps fort, bis der Entlademengen-Erfassungsabschnitt 13 die Ladung eines ersten Beurteilungswerts D1 oder darüber erfasst. Wenn ferner der Dauer-Entlademengen-Erfassungsabschnitt 15, wie in 3 dargestellt, die Ladung eines zweiten Beurteilungswertes D2 oder darüber erfasst, kehrt die kontinuierliche Entlademenge Q2 zu einem Anfangswert (0) zurück.
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Im Folgenden wird der Betrieb der Steuerungsvorrichtung 2 für die Verbrennungsmaschine 1 mit Bezug auf das Flussdiagramm in 4 beschrieben.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist der Fall, in welchem die Steuerung in dem Zustand ausgeführt wird, in welchem die durch den Entlademengen-Erfassungsabschnitt 13 erfasste Entlademenge Q1 der erste Einstellwert S1 oder kleiner ist, und die Verbrennungsmaschine 1, die für den automatischen Stopp zugelassen ist, angetrieben wird, als ein Beispiel beschrieben worden, aber die Steuerung wird, sogar für den Fall ausgeführt, dass die Entlademenge Q1 der erste Einstellwert S1 oder größer ist, und der automatische Stopp verhindert wird.
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Falls das EIN-Signal von dem Zündschalter 7 empfangen wird, startet die Steuerungsvorrichtung 2 der Verbrennungsmaschine 1 ein Steuerungsprogramm (101), wie in 4 dargestellt. Falls der Zündschalter 7 ein ist (102: JA), berechnet die Steuerungsvorrichtung die Entlademenge wie folgt.
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In dem Zustand, in welchem die durch den Entlademengen-Erfassungsabschnitt 13 erfasste Entlademenge Q1 der erste Einstellwert S1 oder kleiner ist, und die für den automatischen Stopp zugelassene Verbrennungsmaschine 1 angetrieben wird, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 2 für die Verbrennungsmaschine 1, ob der Dauer-Entlademengen-Erfassungsabschnitt 15 die Ladung des zweiten Beurteilungswerts D2 oder darüber erfasst (ob der Dauer-Entlademengen-Erfassungsabschnitt 15 die Verringerung der kontinuierlichen Entlademenge Q2 des zweiten Beurteilungswerts D2 oder darüber erfasst) (103).
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Falls die Bestimmung (103) JA ergibt, wird bestimmt, dass die kontinuierliche Entladung gestoppt ist, und die kontinuierliche Entlademenge Q2 wird auf den Anfangswert S2 zurückgesetzt (104). Es wird bestimmt, ob die durch den Dauer-Entlademengen-Erfassungsabschnitt 15 erfasste kontinuierliche Entlademenge Q2 der zweite Einstellwert S2 oder größer ist (105). Falls ferner die Bestimmung (103) NEIN ergibt, wird bei der Bestimmung (105) fortgefahren, dass die durch den Dauer-Entlademengen-Erfassungsabschnitt 15 erfasste kontinuierliche Entlademenge Q2 der zweite Einstellwert S2 oder größer ist.
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Falls die Bestimmung (105) JA ergibt, wird ein Automatik-Stopp-Flag Pis auf eins (1) gesetzt (106), und es wird bestimmt, ob der Entlademengen-Erfassungsabschnitt 13 die Ladung, welche der erste Beurteilungswert D1 oder größer ist, erfasst (ob der Entlademengen-Erfassungsabschnitt 13 die Verringerung der Entlademenge Q1 um den ersten Beurteilungswert D1 oder darüber erfasst) (107).
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Falls die Bestimmung (107) JA ergibt, wird das Automatik-Stopp-Flag Pis auf null (0) gesetzt, um die Verhinderung des automatischen Stopps der Verbrennungsmaschine 1 durch den Automatik-Stopp-Verhinderungsabschnitt 16 aufzuheben (108) und um zuzulassen, dass die Verbrennungsmaschine 1 durch den Automatik-Stopp-Steuerungsabschnitt 14 automatisch gestoppt wird (109), und es wird bestimmt, ob der Zündschalter 7 aus ist (110).
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Falls die Bestimmung (110) JA ergibt, wird das Programm beendet (111). Falls die Bestimmung (110) NEIN ergibt, wird zu der Bestimmung (103) zurückgekehrt.
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Falls die Bestimmung (105) NEIN ergibt, wird bestimmt, ob das Automatik-Stopp-Flag Pis auf 1 gesetzt ist, und der automatische Stopp der Verbrennungsmaschine 1 wird durch den Automatik-Stopp-Verhinderungsabschnitt 16 verhindert (112).
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Falls die Bestimmung (112) JA ergibt, wird zu der Bestimmung (107) fortgefahren, ob der Entlademengen-Erfassungsabschnitt 13 die Ladung, welche der erste Beurteilungswert D1 oder größer ist, erfasst. Falls die Bestimmung (112) NEIN ergibt, wird zu der Zulassung (109) für den automatischen Stopp der Verbrennungsmaschine 1 durch den Automatik-Stopp-Steuerungsabschnitt 14 fortgefahren.
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Falls die Bestimmung (107) NEIN ergibt, verhindert der Automatik-Stopp-Verhinderungsabschnitt 16 den automatischen Stopp der Verbrennungsmaschine 1 (113), und es wird zu der Bestimmung (110) fortgefahren, ob der Zündschalter 7 aus ist.
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Falls die Bestimmung (110) JA ergibt, wird das Programm beendet (111). Falls die Bestimmung (110) NEIN ergibt, wird zu der Bestimmung (103) zurückgekehrt.
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Falls die durch den Dauer-Entlademengen-Erfassungsabschnitt 15 erfasste kontinuierliche Entlademenge Q2, wie in 2 dargestellt, der zweite Einstellwert S2 oder größer ist (t1), verhindert die Steuerungsvorrichtung 2 für die Verbrennungsmaschine 1 den automatischen Stopp der Verbrennungsmaschine 1 durch den Automatik-Stopp-Verhinderungsabschnitt 16. Aufgrund der Verhinderung des automatischen Stopps treibt die kontinuierlich betriebene Verbrennungsmaschine 1 den Elektrizitätsgenerator 3 an, um die Batterie 4 zu laden.
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Aufgrund der Ladung der Batterie 4, falls die durch den Dauer-Entlademengen-Erfassungsabschnitt 15 erfasste kontinuierliche Entlademenge Q2 um den zweiten Beurteilungswert D2 oder darüber verringert ist (3), und die Batterie um die kontinuierliche Entlademenge Q2, die größer als der zweite Beurteilungswert D2 (t2) ist, geladen ist, wird die kontinuierliche Entlademenge Q2 auf den Anfangswert (0) zurückgesetzt.
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Anschließend wird, aufgrund der Ladung der Batterie 4, falls die durch den Entlademengen-Erfassungsabschnitt 13 erfasste Entlademenge Q1 um den ersten Beurteilungswert D1 oder darüber verringert ist, und die Batterie durch die Entlademenge Q1, die größer als der erste Beurteilungswert D1 ist, geladen ist, die Verhinderung des automatischen Stopps aufgehoben (t3).
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Auf diese Art und Weise kann die Steuerungsvorrichtung 2 für die Verbrennungsmaschine 1 die kontinuierliche Entlademenge Q2 der Batterie 4 durch den Dauer-Entlademengen-Erfassungsabschnitt 15 erfassen und den automatischen Stopp der Verbrennungsmaschine 1 verhindern, wenn die erfasste kontinuierliche Entlademenge Q2 gleich oder größer als der zweite Einstellwert S2 ist, welcher kleiner als der erste Einstellwert S1 der Entlademenge Q1 ist, welcher die Verbrennungsmaschine 1 automatisch stoppt. Deshalb kann die Verschlechterung der Batterie 4 aufgrund der kontinuierlichen Entladung zuverlässig verhindert werden, indem die Verbrennungsmaschine 1 kontinuierlich angetrieben wird, um die Batterie 4 zu laden.
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Ferner verhindert die Steuerungsvorrichtung 2 für die Verbrennungsmaschine 1 den automatischen Stopp der Verbrennungsmaschine 1, wenn die kontinuierliche Entlademenge Q2 gleich oder größer als der zweite Einstellwert S2 ist, welcher kleiner als der erste Einstellwert S1 der Entlademenge Q1 ist. Deshalb kann im Vergleich zum Stand der Technik der automatische Stopp der Verbrennungsmaschine 1 frühzeitig verhindert werden, für den Fall, dass die Batterie 4 kontinuierlich entladen wird. Obwohl sogar die Verschlechterung der Batterie 4 frühzeitig aufgrund der kontinuierlichen Entladung startet, kann die Verschlechterung zuverlässig verhindert werden.
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Zusätzlich fährt für den Fall, dass der automatische Stopp der Verbrennungsmaschine 1 verhindert ist, der Automatik-Stopp-Verhinderungsabschnitt 16 fort, um den automatischen Stopp zu verhindern, bis der Entlademengen-Erfassungsabschnitt 13 die Ladung des ersten Beurteilungswerts D1 oder darüber erfasst. Da die Verhinderung des automatischen Stopps kontinuierlich aufrechterhalten wird, bis das ausreichende Laden durchgeführt ist, startet deshalb die Verschlechterung der Batterie 4 nicht, obwohl sogar der automatische Stopp erneut startet.
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Wenn der Automatik-Stopp-Steuerungsabschnitt 14 das Laden des zweiten Beurteilungswerts D2 oder darüber erfasst, bestimmt der Automatik-Stopp-Verhinderungsabschnitt 16 außerdem, dass das kontinuierliche Entladen der Batterie 4 gestoppt ist, indem die kontinuierliche Entlademenge Q2 auf den Anfangswert (0) zurückgesetzt wird. Deshalb kann verhindert werden, dass der automatische Stopp häufig verhindert wird.
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In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Verhinderung des automatischen Stopps durch die kontinuierliche Entlademenge Q2 der Batterie 4 bestimmt. Da allerdings Stromempfangseigenschaften der Batterie 4 unter dem Einfluss von Temperaturen geändert werden, wird eine Temperatur der Batterie, eine Temperatur von Luft, eine Temperatur eines Kühlmittels in der Verbrennungsmaschine und eine innere Temperatur der Batterie gemessen, und ein erster Wert (erster Einstellwert S1, zweiter Einstellwert S2, erster Beurteilungswert D1 und zweiter Beurteilungswert D2) zum Bestimmen des Ladens/Entladens kann in Abhängigkeit von jeder Temperatur geändert werden.
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Für den Fall, dass ein Wert zum Bestimmen des Ladens/Entladens der Batterie 4 durch die Temperatur verkleinert wird, kann die Verschlechterung der Batterie durch Verhindern des automatischen Stopps verhindert werden. Für den Fall, dass der Beurteilungswert durch die Temperatur vergrößert wird, steigt die Frequenz des automatischen Stopps an, was zu einer Verbesserung der Brennstoffeffizienz führt.
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Die vorliegende Erfindung verhindert die Verschlechterung der Batterie zuverlässig und ist nicht auf ein Fahrzeug beschränkt, das nur mit der Verbrennungsmaschine als Antriebsquelle ausgerüstet ist, sondern kann auf die Verhinderung des automatischen Stopps eines Fahrzeugs angewendet werden, das mit der Verbrennungsmaschine und einem Motor als Antriebsquelle ausgerüstet ist.
