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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Energieversorgungs-Steuerungs- bzw. Regelungssystem ("control system") für ein Fahrzeug.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Energieversorgungs-Steuerungssystem
für ein
Fahrzeug, das eine Leerlaufstoppsteuerung ausführt, die einen Motor entsprechend
einem Betriebszustand des Fahrzeugs einen Motor automatisch stoppt
oder startet.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Ein
Energieversorgungssystem für
ein Fahrzeug, das mit einer Blei-Säure-Batterie und einer Lithium-Ionen-Batterie ausgestattet
ist, ist bereits bekannt. Ein Beispiel eines solches Systems ist
zum Beispiel in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-313082
offenbart. Dieses Energieversorgungssystem führt eine beim Verzögern eines
Fahrzeugs erzeugte Energie wieder der Blei-Säure-Batterie bzw. der Lithium-Ionen-Batterie
zu, je nachdem, welche ein höheres
Regenerationsvermögen
besitzt. Daher kann der energetische Wirkungsgrad für das Bord-Energieversorgungssystem
als Ganzes verbessert werden. Ferner wird beim Fahrzeugstart in
dem Energieversorgungssystem dem Motor Leistung von der Blei-Säure-Batterie zugeführt.
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Ein
Fahrzeug kann mit einem System ausgestattet sein, das eine Steuerung
ausführt,
die einen Betrieb eines Motors zum Beispiel während eines Stopps an einer
Ampel oder dergleichen steuert, und den Betrieb des Motors wieder
einleitet, wenn das Fahrzeug wieder anfährt (diese Steuerung ist nachfolgend
als "Leerlaufsteuerung" bezeichnet). In
dem Zustand, in dem das Fahrzeug, in dem die Leerlaufsteuerung ausgeführt wird,
die oben genannte Blei-Säure-Batterie
und die Lithium-Ionen-Batterie einge baut hat, und wenn, wie in dem
oben diskutierten System, sowohl ein Motorstart, der mit einem normalen
Anfahren des Fahrzeugs einhergeht, und ein Motorstart, der mit der
Leerlaufstoppsteuerung einhergeht, ausgeführt werden, wobei ständig die Blei-Säure-Batterie
verwendet wird, wird die Verschlechterung der Blei-Säure-Batterie
beschleunigt, da sich die Blei-Säure-Batterie
in einem Zustand befindet, in dem sie kontinuierlich unter Last
betrieben wird. Daher wird in dieser Konfiguration die Zuverlässigkeit
des Motorstarts verringert, und es wird wiederum zunehmend möglich, dass
eine Gelegenheit, die Leerlaufstoppsteuerung auszuführen, nicht
zugelassen wird.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist ein Ziel der Erfindung, eine Energieversorgungs-Steuerungsvorrichtung
für ein
Fahrzeug und ein diesbezügliches
Verfahren bereitzustellen, die bzw. das sowohl einen Motorstart,
der ein Anfahrend es Fahrzeugs begleitet, als auch einen Motorstart,
der eine Leerlaufstoppsteuerung begleitet, ausführen kann, ohne die Verschlechterung
einer Batterie zu beschleunigen.
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Ein
Energieversorgungs-Steuerungssystem für ein Fahrzeug, in dem eine
Leerlaufstoppsteuerung so ausgeführt
wird, dass ein Motor entsprechend einem Betriebszustand des Fahrzeugs
automatisch gestoppt oder gestartet wird, wird bereitgestellt. Das
Energieversorgungs-Steuerungssystem umfasst
eine erste Batterie, die mit einem Starter des Fahrzeugs verbunden
ist, eine zweite Batterie, die mit dem Starter des Fahrzeugs verbunden
ist und eine Energiedichte aufweist, die höher als die der ersten Batterie
ist, und eine Leistungsdichte aufweist, die niedriger als die der
ersten Batterie ist, und einen Controller, der betriebsbereit ist,
um in einem ersten Zustand, in dem der Motor gestartet wird, um
zu bewirken, dass das Fahrzeug anfährt, die erste Batterie als
die Batterie auszuwählen,
die mit dem Starter verbunden wird, um so eine Energie von der ersten
Batterie zu empfangen, und um in einem zweiten Zustand, in dem der
Motor durch die Leerlaufstoppsteuerung gestartet wird, die zweite
Batterie als die Batterie auszuwählen,
die mit dem Starter verbunden wird, um so eine Energie von der zweiten
Batterie zu empfangen.
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Allgemein
ist beim Motorstart, der mit einem normalen Anfahren des Fahrzeugs
(nachfolgend als "normaler
Start" bezeichnet)
einhergeht, eine Batterielast relativ groß, da ein Kaltstart des Motors
erforderlich ist. Andererseits ist beim Motorstart, der mit der
Leerlaufstoppsteuerung (nachfolgend als "Neustart" bezeichnet) einhergeht, die Batterielast
relativ gering, da der Motor schon aufgewärmt worden ist. Um die Startbarkeit
beim Normalstart zu gewährleisten,
ist es daher zweckdienlich, eine Batterie mit einer höheren Leistungsdichte
als beim Neustart zu verwenden.
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Gemäß der Erfindung
wird einem Starter beim Normalstart Energie von der ersten Batterie
zugeführt.
Ferner wird dem Starter beim Neustart Energie von der zweiten Batterie
zugeführt,
die eine höhere
Energiedichte und eine niedrigere Leistungsdichte als die erste
Batterie besitzt. Daher kann die Zuverlässigkeit des Motorstarts sowohl
beim Normalstart als auch beim Neustart gewährleistet werden. Darüber hinaus
kann beim Normalstart, wo die Last vergleichsweise größer ist,
die Startbarkeit des Motors zuverlässig gewährleistet werden, da die vergleichsweise
niedrige Leistungsdichte der zweiten Batterie dem Starter keine
Energie zuführt.
Ferner kann beim Neustart, der relativ häufig auftritt, eine Beschleunigung
der Verschlechterung der ersten Batterie vermieden werden, da die
erste Batterie mit der relativ niedrigen Energiedichte den Starter
nicht mit Energie versorgt.
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Die
zweite Batterie kann entweder eine Lithium-Ionen-Batterie oder eine Nickel-Metallhydrid-Batterie
sein.
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Die
erste Batterie kann eine Blei-Säure-Batterie
sein.
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Der
Start des Motors in dem ersten Zustand wird auf der Basis einer
Absicht eines Fahrzeugführers
ausgeführt,
das Anfahren des Fahrzeugs zu bewirken.
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Der
Start des Motors in dem ersten Zustand wird durch Authentifizierung
einer drahtlosen Kommunikation zwischen einer in dem Fahrzeug eingebauten
Vorrichtung und einer von dem Fahrzeugführer getragenen Vorrichtung
ausgeführt.
Wie oben ausgeführt,
kann sowohl der Motorstart, der mit dem Anfahren des Fahrzeugs einhergeht,
als auch der Motorstart, der mit der Leerlaufstoppsteuerung einhergeht,
ohne die Verschlechterung der Batterie zu beschleunigen, zuverlässig ausgeführt werden.
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Wenn
die Energieversorgung des Starters über die zweite oder die erste
Batterie nicht adäquat ausgeführt wird,
so dass die Startbarkeit des Motors aufgrund einer Kapazitätsverringerung,
einer Temperaturänderung
oder dergleichen gewährleistet
ist, ist es schwierig, den Motor mit Hilfe einer solchen Batterie
zu starten.
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Der
Controller bestimmt, ob die Energiezufuhr zu dem Starter von der
zweiten Batterie ausreichend ist, um den Motor zu starten. Wenn
bestimmt wird, dass die Energiezufuhr zu dem Starter von der zweiten
Batterie, um den Motor in dem zweiten Zustand zu starten, nicht
ausreichend ist, wählt
der Controller die erste Batterie als die Bat terie, die mit dem
Starter verbunden wird, so dass dieser mit der Energie von der ersten
Batterie versorgt wird. Daher kann der Motor mit Hilfe der ersten
Batterie neu gestartet werden, selbst wenn der mit Hilfe der zweiten Batterie
nicht neu gestartet werden kann. Dadurch ist es möglich, einen
Zustand zu vermeiden, in dem der Motor aufgrund ungenügender Energiezufuhr
von der zweiten Batterie zum Starter nicht neu gestartet werden
kann.
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Der
Controller bestimmt, ob die Energiezufuhr zu dem Starter von der
ersten Batterie ausreichend ist, um den Motor zu starten. Wenn bestimmt wird,
dass die Energiezufuhr zu dem Starter von der ersten Batterie zum
Starten des Motors in dem ersten Zustand nicht ausreichend ist,
wählt der
Controller die zweite Batterie als die Batterie aus, die mit dem Starter
verbunden wird, so dass dieser mit der Energie von der zweiten Batterie
versorgt wird. Daher kann der Motor selbst dann mit Hilfe der zweiten
Batterie normal gestartet werden, wenn der Motor mit Hilfe der zweiten
Batterie nicht normal gestartet werden kann. Dadurch kann ein Zustand
verhindert werden, in dem der Motor aufgrund einer ungenügenden Energieversorgung
von der ersten Batterie zum Starter nicht normal gestartet werden
kann.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Aufbaudiagramm eines Energieversorgungs-Steuerungssystems eines
Fahrzeugs gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der
Erfindung; und
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2 ist
ein Flussdiagramm einer Steuerungsroutine, die ausgeführt wird,
um einen Motorneustart auszuführen,
der mit einer Leerlaufstoppsteuerung einhergeht.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 ist
ein Aufbaudiagramm eines Energieversorgungs-Steuerungssystems 10 eines
Fahrzeugs gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der
Erfindung. Wie 1 zeigt umfasst das Energieversorgungs-Steuerungssystems 10 zwei
Batterien 12 und 14. Die Batterie 12 ist
eine Blei-Säure-Batterie mit
einer Spannung von ungefähr
12 V, und die Batterie 14 ist eine Lithium-Ionen-Batterie
mit einer Spannung von ungefähr
14,4 V. Nachfolgend ist die Batterie 12 als die Blei-Säure-Batterie 12 bezeichnet, und
die Batterie 14 ist als die Lithium-Ionen-Batterie 14 bezeichnet.
Die Blei-Säure-Batterie 12 hat
im Vergleich zu der Lithium-Ionen-Batterie 14 eine höhere Leistung
pro Volumeneinheit (Einheit der Leistungsdichte: W/l), jedoch eine
niedrigere Energie pro Volumeneinheit (Einheit der Energiedichte:
Wh/l).
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Ein
Starter 18 ist über
einen Umschalter 16 sowohl mit der Blei-Säure-Batterie 12 als
auch mit der Lithium-Ionen-Batterie 14 verbunden.
Der Starter 18 ist mit einem (nicht gezeigten) Motor verbunden, der
als Leistungsquelle für
das Fahrzeug dient. Der Starter 18 nutzt die von der Blei-Säure-Batterie 12 oder
der Lithium-Ionen-Batterie 14,
die über
den Umschalter 16 mit ihm verbunden sind, gelieferte Energie
und dient dazu, den Moor zu starten, der sich in einem gestoppten
Zustand befindet.
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Der
Motor ist mit einem Gleichstromgenerator 20 versehen, der
unter Ausnutzung der Drehung des Motors elektrische Energie erzeugt.
Die Blei-Säure-Batterie 12 ist
mit dem Gleichstromgenerator 20 verbunden. Der Gleichstromgenerator 20 versorgt
die Blei-Säure-Batterie 12 mit
Leistung, indem er kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische
Energie umwandelt, wenn ein regeneratives Bremsen ausgeführt wird,
und er ist dazu geeignet, die Blei-Säure-Batterie 12 zu
laden. Der Gleichstromgenerator 20 kann den regenerativen
Wirkungsgrad dadurch erhöhen,
dass er mit der Seite der Lithium-Ionen-Batterie 14 verbunden
ist. In diesem Fall findet ein Ladevorgang von dem Gleichstromgenerator 20 zu
der Batterie 12 über
einen DC/DC-Wandler 22 statt, was nachstehend ausgeführt ist.
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Die
Lithium-Ionen-Batterie 14 ist über einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler
(nachfolgend als "DC/DC-Wandler" bezeichnet) 22 mit
der Blei-Säure-Batterie 12 verbunden.
Der DC/DC-Wandler 22, der einen Schaltvorgang eines in
ihm angeordneten Leistungstransistors verwendet, schaltet die Spannung
auf der Seite der Blei-Säure-Batterie 12,
die der Seite der Lithium-Ionen-Batterie 14 zugeführt werden soll,
hoch oder schaltet die Spannung auf der Seite der Lithium-Ionen-Batterie 14,
die der Seite der Blei-Säure-Batterie 12 zugeführt werden
soll, herunter. Da der Gleichstromgenerator 20 über den DC/DC-Wandler 22 mit
der Lithium-Ionen-Batterie 14 verbunden ist, führt der
Gleichstromgenerator 20 der Lithium-Ionen-Batterie 14 Energie
zu, um diese aufzuladen.
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Eine
Mehrzahl von Hilfseinrichtungen wie etwa eine Klimaanlage, eine
Audioanlage und dergleichen, die zum Betrieb mit Energie versorgt
werden, sowie sogenannte drahtgebundene Systeme wie etwa ein Gaspedal,
eine Bremse und dergleichen, sind mit dem Gleichstromgenerator 20,
der Blei-Säure-Batterie 12 und
der Lithium-Ionen-Batterie 14 verbunden. Jedes drahtgebundene
System ist sowohl mit der Seite der Blei-Säure-Batterie 12 als auch
mit der Seite der Lithium-Ionen-Batterie 14 verbunden.
Da folglich die drahtgebundenen Systeme Energie von sowohl der Blei-Säure-Batterie 12 als auch
von der Lithium-Ionen-Batterie 14 empfangen können, kann
der Betrieb des Fahrzeugs zuverlässig gewährleistet
werden, indem die Ener gieversorgung ohne die Vorrichtung wie etwa
einen Kondensator oder dergleichen zur Bereitstellung einer Reserve-Energieversorgung
verwendet wird.
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Ferner
umfassen die Hilfseinrichtungen solche, die auf der Seite der Blei-Säure-Batterie 12 vorgesehen
sind (wie etwa die Audioanlage, ein Fahrzeugnavigationssystem, ein
ABS-System, eine Ölpumpe
oder dergleichen) und solche, die auf der Seite der Lithium-Ionen-Batterie 14 vorgesehen
sind (zum Beispiel Messinstrumente, ein Feuchtigkeitsbeschlag-Entferner,
Scheibenwischer, ein elektrischer Fensterheber und dergleichen).
Jede Hilfseinrichtung und jedes drahtgebundene System wird mit der
Energie von dem Gleichstromgenerator 20, der Blei-Säure-Batterie 12 und
der Lithium-Ionen-Batterie 14 versorgt, wenn das Fahrzeug
von dem Motor angetrieben wird. Andererseits wird, wenn der Motor
gestoppt ist, die Energie von der Blei-Säure-Batterie 12 und der
Lithium-Ionen-Batterie 14 entnommen. Es gibt Hilfseinrichtungen
wie etwa die Audioanlage, das Fahrzeugnavigationssystem und dergleichen,
die in der Lage sind, die Energie aufzunehmen, wenn sich ein Zündschlüssel des
Fahrzeugs in einer Hilfseinrichtungsposition oder einer Zündung-AN-Position befindet,
und Hilfseinrichtungen wie etwa die Ölpumpe, das ABS-System, die Klimaanlage
und dergleichen, die die Energie aufnehmen können, wenn sich der Zündschlüssel in
der Zündung-AN-Position
befindet.
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Der
DC/DC-Wandler 22 ist mit einer elektronischen Steuerungseinheit
(im Folgenden als "ECU" bezeichnet) 24 verbunden,
die einen Mikrocomputer enthält.
Die ECU 24 steuert den DC/DC-Wandler 22 so, dass
der Energietransfer zwischen der Seite der Blei-Säure-Batterie 12 und
der Seite der Lithium-Ionen-Batterie 14 entsprechend ausgeführt wird.
Der Umschalter 16 ist ferner mit der ECU 24 verbunden. Der
Umschalter 16 hat die Funktion, entspre chend einem Befehl
von der ECU 24 wahlweise die Batterie, die mit einem Starter 18 verbunden
ist, zwischen der Blei-Säure-Batterie 12 und
der Lithium-Ionen-Batterie 14 umzuschalten. Die ECU 24 bestimmt
auf einer Grundlage, die unten ausgeführt ist, die Batterie, die mit
dem Starter 18 verbunden werden soll, und steuert den Umschalter 16 so,
dass die bestimmte Batterie ausgewählt wird.
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Eine
Betriebszustandserfassungseinrichtung 30 ist ebenfalls
mit der ECU 24 verbunden. Die Betriebszustandserfassungseinrichtung
erfasst, ob sich der Motor in einem aufgewärmten Zustand befindet, ob
nach einem Motorstart ein Kilometerstand oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit
einen vorbestimmten Wert erreicht hat, ob ein Fahrzeugführer eine
Bremsbetätigung
ausführt
oder eine Schaltposition eines Getriebes vorliegt und wenn das Fahrzeug ein
Automatikgetriebe besitzt, ob eine Bremspedalbetätigung einen vorbestimmten
Wert erreicht hat, und wenn das Fahrzeug eine manuelle Schaltung
besitzt, ob ein Kupplungspedal betätigt wird. Die ECU 24 bestimmt
auf der Grundlage eines Ergebnisses der Betriebszustandserfassungseinrichtung 30,
ob sich das Fahrzeug in einem gestoppten Zustand (ein Zustand, in
dem die Geschwindigkeit im Wesentlichen "0" ist)
befindet. Die ECU 24 bestimmt ferner, ob ein Zustand zur
Ausführung
der Steuerung, die den Motor von einem Betriebszustand zu einem
gestoppten Zustand überführt, und
ferner den Motor von dem gestoppten Zustand in den Betriebszustand überführt (diese
Steuerung wird im Folgenden als „Leerlaufstoppsteuerung" bezeichnet), hergestellt
wurde.
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Im
Folgenden ist das Energieversorgungs-Steuerungssystem 10 gemäß dieser
beispielhaften Ausführungsform
erläutert.
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Gemäß der beispielhaften
Ausführungsform treten,
wenn der Zündschlüssel von
dem Fahrzeugführer
von der AUS-Position
zu der Hilfseinrichtungsposition gebracht wird, während der
Motor gestoppt ist, die Hilfseinrichtungen, die in der Hilfseinrichtungsposition
arbeiten sollten, beim Empfang der Versorgungsenergie von der Blei-Säure-Batterie 12 in
den Betriebszustand. Ferner treten, wenn der Zündschlüssel von der Hilfseinrichtungsposition
in die Zündung-AN-Position
gebracht wird, das Hilfseinrichtungen, die in der Zündung-AN-Position
arbeiten sollten, beim Empfangen der Versorgungsenergie von der
Blei-Säure-Batterie 12 in
den Betriebszustand.
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Ferner
wird, wenn der Zündschlüssel von
der Zündung-AN-Position zu der
Starter-AN-Position gebracht wird, die Energieversorgung von der
Blei-Säure-Batterie 12 zu
jeder Hilfseinrichtungen unterbrochen, und der Starter 18 wird über den
Umschalter 16 mit der Blei-Säure-Batterie 12 verbunden.
Der Starter 18 empfängt
die Versorgungsenergie von der Blei-Säure-Batterie 12, um
in den Betriebszustand zu gelangen. In diesem Fall aktiviert der
Starter 18 den Motor, um so aus dem gestoppten Zustand
gestartet zu werden. Sobald der Motor startet und in den Betriebszustand
eintritt, wird der Betriebszustand selbst dann fortgesetzt, wenn
der Zündschlüssel von
der Starter-AN-Position zu der Zündung-AN-Position
gebracht wird.
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Wenn
sich der Motor in dem Betriebszustand befindet, wird kinetische
Energie durch regeneratives Bremsen des Fahrzeugs durch den Gleichstromgenerator 20 in
elektrische Energie umgewandelt. In diesem Fall wird die Blei-Säure-Batterie 12 geladen, indem
ihr eine Spannung von dem Gleichstromgenerator 20 zugeführt wird,
und jede Hilfseinrichtung und dergleichen nimmt den Betriebszustand
an. Ferner wird die Lithium-Ionen-Batterie 14 durch die
Spannung aufgeladen, die durch die Operation des DC/DC-Wandlers 22 von
der Ladespannung des Gleichstromgenerators 20 hochgeschaltet
wurde, und die weitere Hilfseinrichtung und dergleichen nimmt den
Betriebszustand an. Wenn die Lithium-Ionen-Batterie an diesem Punkt
vollständig
geladen wurde, wird die Operation des DC/DC-Wandlers 22 unterdrückt, um
ein Überladen
der Lithium-Ionen-Batterie
zu verhindern, und die Energieversorgung von der Seite der Blei-Säure-Batterie 12 zu
der Seite der Lithium-Ionen-Batterie 14 wird gestoppt.
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Ferner,
nachdem der Motor des Fahrzeugs gestartet ist und den Betriebszustand
angenommen hat, ist die Betriebszustandserfassungsvorrichtung 30 betriebsbereit,
um auf der Grundlage der Ausführung
der Bremsoperation und der Betätigung
des Bremspedals, der Ausführung
der Kupplungsoperation und der Schaltposition des Getriebes zu bestimmen,
ob sich das Fahrzeug in dem gestoppten Zustand befindet. Die Betriebszustandserfassungsvorrichtung
erfasst auf der Grundlage des gestoppten Zustandes des Fahrzeugs,
des aufgewärmten
Zustandes des Fahrzeugs, der zurückgelegten
Kilometer oder History der Fahrzeuggeschwindigkeit nach dem Motorstart
und dergleichen, ob die Bedingung zur Ausführung der Leerlaufstoppsteuerung
erfüllt
ist. Wenn bestimmt wird, dass die Bedingung zur Ausführung der
Leerlaufstoppsteuerung erfüllt
ist, werden die Kraftstoffeinspritzung, die Zündung und so weiter gestoppt,
ohne dass der Fahrzeugführer
den Vorgang ausführt,
bei dem der Zündschlüssel von
der Zündungs-AN-Position
zu der AUS-Position
gebracht wird. Demzufolge wird der Motor von dem Betriebszustand
in den gestoppten Zustand überführt.
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Wenn
der Motor unter der Leerlaufstoppsteuerung den gestoppten Zustand
angenommen hat, wird der Zündschalter
in der Zündungs-AN-Position gehalten.
Daher behalten die Hilfseinrichtungen wie etwa die Klimaanlage,
eine Servolenkungsvorrichtung und die Messgeräte und die drahtge bundenen Systeme
wie das Gaspedal und die Bremsen den Betriebszustand, in dem die
Versorgungsenergie von der Lithium-Ionen-Batterie 14 empfangen
wird. Die Hilfseinrichtungen und die drahtgebundenen Systeme, die
ein Aufrechterhalten der Spannung erfordern, wie etwa die Audioanlage
und das Fahrzeugnavigationssystem, das ABS und die Ölpumpe bleiben in
dem Betriebszustand, in dem die Versorgungsenergie über den
DC/DC-Wandler 22 entweder von der Blei-Säure-Batterie 12 oder
der Lithium-Ionen-Batterie 14 empfangen
wird.
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Wenn
sich der Motor unter der Leerlaufstoppsteuerung in dem gestoppten
Zustand befindet, wird mit Hilfe der Betriebszustandserfassungsvorrichtung 30 auf
der Grundlage, ob die Schaltposition des Getriebes von einem "N"-Bereich
zu einem "D"-Bereich oder einem "R"-Bereich geschaltet wurde, falls das
Fahrzeug ein Automatikgetriebe besitzt, oder ob die Bremsbetätigung gelöst wurde
oder ob das Kupplungspedal gedrückt
wurde, falls das Fahrzeug eine manuelle Schaltung besitzt, bestimmt,
ob eine Bedingung zur Aufhebung der Leerlaufstoppsteuerung erfüllt ist.
Demzufolge tritt der Starter 18 in den Betriebszustand
ein, startet der Motor und der Betriebszustand wird neu gestartet,
ohne dass es erforderlich wäre,
dass der Fahrzeugführer
den Zündschlüssel von
der Zündungs-AN-Position in die Starter-AN-Position
schaltet, wenn bestimmt wird, dass die Bedingung zur Aufhebung der
Leerlaufstoppsteuerung hergestellt wurde. Nachfolgend ist die oben
erwähnte
Motorstartoperation als "Neustart" bezeichnet. Ferner
ist die Motorstartoperation in Übereinstimmung
mit einem normalen Vorgang der Betätigung des Zündschlüsselstarters
in die AN-Position als "Normalstart" bezeichnet.
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Auf
diese Weise wird in dem Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform,
nachdem der Motor den Be triebszustand angenommen hat, die Leerlaufstoppsteuerung
ausgeführt,
während
das Fahrzeug gestoppt ist. Daher kann gemäß der beispielhaften Ausführungsform
ein Verharren des Motors in dem verschwenderischen Betriebszustand vermieden
werden, und aus diesem Grund wird der Motor auf sehr effiziente
Weise betrieben und eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs erreicht.
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In
einem System, das die Leerlaufstoppsteuerung ausführt, ist
die Häufigkeit,
mit der der Starter 18 den Betriebszustand annimmt, mit
anderen Worten die Häufigkeit,
mit der dem Starter 18 Energie von einer Batterie zugeführt werden
muss, groß,
da das Starten und Stoppen des Motors häufiger als in einem System
ausgeführt
wird, das die Leerlaufstoppsteuerung nicht ausführt. Unter diesen Umständen hält, wenn
dem Starter 18 konstant die vergleichsweise hohe Leistungsdichte/niedrige
Energiedichte der Blei-Säure-Batterie 12 zugeführt wird,
ein Zustand, in dem die Blei-Säure-Batterie 12 mit
einer Last betrieben wird, an, wodurch eine Situation erzeugt wird,
in der eine Verschlechterung der Blei-Säure-Batterie 12 beschleunigt
wird.
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Das
genannte Problem kann gelöst
werden, indem die Kapazität
der Blei-Säure-Batterie 12 relativ erhöht wird.
In der Konfiguration der Ausführungsform
ist es jedoch erforderlich, einen großen Stauraum für die Blei-Säure-Batterie 12 zur
Verfügung
zu stellen, und darüber
hinaus entstehen zusätzliche Kosten.
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Da
im allgemeinen der Motor kalt ist, wenn der Normalstart ausgeführt wird,
ist die Batteriebelastung relativ groß. Da der Motor aufgewärmt ist,
wenn unter Verwendung der Leerlaufstoppsteuerung der Neustart ausgeführt wird,
ist andererseits die Batteriebelastung relativ gering. Um daher
die Startbarkeit des Motors zuverlässig zu gewährleisten, ist es zweckdienlich,
eine Batterie mit hoher Leistungsdichte zu verwenden, die eine hohe
Leistung pro Masseeinheit in einer Zeiteinheit liefert. Andererseits
ist es ausreichend, wenn beim Neustart eine Batterie niedriger Leistungsdichte
statt einer Batterie hoher Leistungsdichte verwendet wird. Die Leerlaufstoppsteuerung
wird in kurzen Intervallen während
der Fahrt des Fahrzeugs ausgeführt.
Um die Startbarkeit des Motors beim Neustart zuverlässig zu
gewährleisten,
ist es daher zweckdienlich, eine Batterie hoher Energiedichte zu
verwenden, die eine hohe Energie pro Masseeinheit liefert.
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Gemäß dieser
beispielhaften Ausführungsform
empfängt
daher der Starter 18 beim Motorstart (der Normalstart)
auf der Grundlage der Absicht des Fahrzeugführers, die durch eine Zündoperation
zum Ausdruck gebracht wird, die Versorgungsenergie von der Blei-Säure-Batterie 12 und
nimmt den Betriebszustand an, wie es oben ausgeführt ist. Beim Leerlauf stopp
gesteuerten Motorstart (der Neustart) empfängt der Starter 18 die
Versorgungsenergie von der Lithium-Ionen-Batterie 14, nimmt
den Betriebszustand an und startet den Motor auf der Grundlage der Betätigung des
Umschalters 16 zum Umschalten der Batterie, die mit dem
Starter 18 verbunden wird, von der Blei-Säure-Batterie 12 zu
der Lithium-Ionen-Batterie 14.
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Gemäß dieser
Konfiguration kann die Startbarkeit des Motors selbst bei niedrigen
Temperaturen zuverlässig
gewährleistet
werden, da die Blei-Säure-Batterie 12 hoher
Leistungsdichte beim Normalstart verwendet wird, und die Startbarkeit
des Motors kann zuverlässig
gewährleistet
werden, ohne die Verschlechterung der Blei-Säure-Batterie 12 zu
beschleunigen, selbst wenn die Leerlaufstoppsteuerung häufig ausgeführt wird,
da die Lithium-Ionen-Batterie 14 hoher
Energiedichte beim Neustart verwendet wird. Daher kann gemäß dieser
beispielhaften Ausführungs form
selbst im Fall des Motorstarts, der mit einer Zündoperation durch den Fahrzeugführer einhergeht,
und im Fall des Motorstarts, der mit der Leerlaufstoppsteuerung
einhergeht, der Motorstart konstant und zuverlässig ausgeführt werden, ohne dass die Verschlechterung
der Blei-Säure-Batterie 12 beschleunigt
wird.
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2 zeigt
ein Flussdiagramm eines Beispiels einer Steuerungsroutine, die zum
Erreichen der oben genannten Funktionen erforderlich ist und die
von der ECU 24 in der Energieversorgungs-Steuerungsvorrichtung 10 gemäß dieser
beispielhaften Ausführungsform
ausgeführt
wird. Die in 2 gezeigte Routine wird in Intervallen
vorbestimmter Zeitspanne wiederholt gestartet. Wenn die in 2 gezeigte
Routine gestartet wird, wird zuerst ein Prozess in Schritt 100 ausgeführt.
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In
Schritt 100 erfasst die Betriebszustandserfassungsvorrichtung 30 auf
der Grundlage des Herstellens der Bedingung zur Aufhebung der Leerlaufstoppsteuerung,
während
die Steuerung ausgeführt wird,
ob der Neustart des Motors angefordert wurde. Wenn als Ergebnis
bestimmt wird, dass der Neustart des Motors nicht angefordert wurde,
endet die Routine und fährt
mit keinem der nachfolgenden Prozesse fort. Wenn hingegen bestimmt
wird, dass der Neustart des Motors angefordert wurde, fährt der
Prozess mit Schritt 102 fort.
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In
Schritt 102 wird bestimmt, ob die Batteriekapazität der Lithium-Ionen-Batterie 14 bis
auf einen vorbestimmten Wert oder unterhalb eines vorbestimmten
Wertes gefallen ist. Wenn man NEIN erhält, das heißt, wenn die Batteriekapazität der Lithium-Ionen-Batterie 14 nicht
gesunken ist, kann bestimmt werden, dass die Lithium-Ionen-Batterie 14 den
Starter 18 angemessen betreiben kann und den Motor angemessen
in den Betriebszustand überführen kann.
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In
Schritt 104 wird die Batterie, die mit dem Starter 18 verbunden
ist, zu der Lithium-Ionen-Batterie 14 umgeschaltet, und
der Umschalter 16 wird betätigt, so dass dem Starter 18 Energie
von der Lithium-Ionen-Batterie 14 zugeführt wird. In Schritt 104 empfängt danach
der Starter 18 die Versorgungsenergie von der Lithium-Ionen-Batterie 14,
nimmt den Betriebszustand an und startet den Motor neu. Wenn der
Prozess in Schritt 104 abgeschlossen ist, endet die Routine.
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Wenn
Schritt 102 JA liefert, das heißt, wenn die Batteriekapazität der Lithium-Ionen-Batterie 14 bis
auf den vorbestimmten Wert oder unterhalb des vorbestimmten Werts
gesunken ist, kann der Starter 18 nicht betrieben werden,
selbst wenn Energie von der Lithium-Ionen-Batterie 14 geliefert
wird. Demzufolge kann es sein, dass der Motor nicht adäquat in den
Betriebszustand überführt werden
kann. Der Prozess fährt
dann mit Schritt 106 fort.
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In
Schritt 106 wird die Batterie, die mit dem Starter 18 verbunden
ist, zu der Blei-Säure-Batterie 12 umgeschaltet,
und der Umschalter 16 wird betätigt, so dass dem Starter 18 Energie
von der Blei-Säure-Batterie 12 zugeführt wird.
In Schritt 106 empfängt
der Starter 18 danach die Versorgungsenergie von der Blei-Säure-Batterie 12,
nimmt den Betriebszustand an, und der Motor startet neu. Wenn der
Prozess in Schritt 106 abgeschlossen ist, endet die Routine.
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Gemäß der in 2 gezeigten
Routine kann beim Neustart des Motors, der mit der Leerlaufstoppsteuerung
einhergeht, dem Starter 18 Energie von der Lithium-Ionen-Batterie 14 und
nicht der Blei-Säure-Batterie 12 zuge führt werden,
wenn die Verringerung der Batteriekapazität nicht eingetreten ist. Daher
wird gemäß der Konfiguration
dieser beispielhaften Ausführungsform
der Starter 18 beim Normalstart, der mit der Zündoperation
des Fahrzeugführers einhergeht,
mit der Energie von der Blei-Säure-Batterie 12 versorgt.
Ferner wird der Starter 18 beim Neustart, der mit der Leerlaufstoppsteuerung
einhergeht, durch Energie von der Lithium-Ionen-Batterie 14 versorgt.
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Gemäß dieser
Konfiguration kann bei einem Kaltstart, wo der Normalstart stattfindet,
während
der Motor kalt ist, mit anderen Worten, selbst wenn die Batteriebelastung
groß ist,
die Startbarkeit des Motors zuverlässig gewährleistet werden, da die Blei-Säure-Batterie 12 mit
der vergleichsweise hohen Leistungsdichte zum Betrieb des Starters 18 verwendet
wird. Ferner kann beim Neustart, der mit der Leerlaufstoppsteuerung
einhergeht, die Startbarkeit des Motors zuverlässig gewährleistet werden, obwohl die
Lithium-Ionen-Batterie 14 mit vergleichsweise niedriger
Leistungsdichte zum Betrieb des Starters 18 verwendet wird,
da der Neustart, der mit der Leerlaufstoppsteuerung einhergeht,
stattfindet, während
der Motor aufgewärmt
ist (mit anderen Worten, wenn die Batteriebelastung gering ist).
Ferner, da beim Neustart die Lithium-Ionen-Batterie 14 mit
vergleichsweise hoher Leistungsdichte zum Betrieb des Starters 18 verwendet
wird, ist die Verschlechterung der Blei-Säure-Batterie 12 nicht
beschleunigt, und die Startbarkeit des Motors kann zuverlässig gewährleistet
werden, selbst wenn der Motorneustart häufig ausgeführt wird.
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Gemäß dem Energieversorgungs-Steuerungssystem 10 dieser
beispielhaften Erfindung ist es in einem Fahrzeug, in dem der Motor
häufig
durch Ausführung
der Leerlaufstoppsteuerung gestartet wird, möglich, die Häufigkeit
zu verringern, mit der der Motor unter Verwendung der Blei- Säure-Batterie 12 gestartet
wird. Darüber
hinaus ist es möglich,
zwischen den Batterien umzuschalten, die den Starter 18 mit
Energie versorgen, wobei die unterschiedlichen Batteriebelastungen
für Normalstart
und Neustart des Motors berücksichtigt
werden. Gemäß dem Energieversorgungs-Steuerungssystem 10 dieser beispielhaften
Ausführungsform
kann daher sowohl der Normalstart als auch der Neustart des Motors
zuverlässig
ausgeführt
werden, ohne dass dabei eine Beschleunigung der Verschlechterung
der Blei-Säure-Batterie 12 eintritt.
Somit ist es möglich,
eine Fehlfunktion des Systems zu verhindern, die durch einen Zusammenbruch
oder eine Verschlechterung der Batterie verursacht ist.
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In
dem System gemäß der beispielhaften Ausführungsform,
in der dem Starter 18 beim Motorneustart, der mit der Leerlaufstoppsteuerung
einhergeht, Energie von der Lithium-Ionen-Batterie 14 zugeführt wird,
kann die Verringerung der Batteriespannung der Blei-Säure-Batterie 12 verhindert
werden, da die Blei-Säure-Batterie 12 beim
Motorneustart nicht mit dem Starter 18 verbunden ist. Daher
empfangen die Hilfseinrichtungen wie die Audioanlage und das Fahrzeugnavigationssystem,
das ABS, welches eine Hanghaltefunktion besitzt, und die Ölpumpe,
die mit der Seite der Blei-Säure-Batterie 12 verbunden
sind, zuverlässig
eine Versorgungsspannung können
den Betrieb aufrechterhalten bzw. fortsetzen, selbst während der
Motor mit Hilfe der Lithium-Ionen-Batterie 14 gestartet
wird. Falls die Wirkung der Blei-Säure-Batterie 12 aufgrund
der Kapazitätsverringerung
oder dergleichen schwächer
wird, wenn der Motorneustart eintritt, können die Hilfseinrichtungen über den
DC/DC-Wandler 22 mit der Energieversorgungsspannung von
der Lithium-Ionen-Batterie 14 versorgt werden. Daher kann
gemäß dem System dieser
beispielhaften Ausführungsform
eine Fehlfunktion oder eine Betriebsunterbrechung (zum Beispiel
eine Unterbrechung des Audio klangs, ein Resetting eines Navigationsbildschirms
oder dergleichen) der Hilfseinrichtungen, die ein Halten der Spannung
beim Motorneustart erfordern, vermieden werden, und der Betrieb
der Hilfseinrichtung kann zuverlässig
gewährleistet
werden.
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Ferner
kann beim Motorneustart ein Spannungsabfall in der mit dem Starter 18 verbundenen Lithium-Ionen-Batterie 14 eintreten.
Jedoch wird der Betrieb der Hilfseinrichtungen wie der Feuchtigkeitsbeschlag-Entferner
und die Scheibenwischer, die mit der Seite der Lithium-Ionen-Batterie 14 verbunden sind,
fortgesetzt, ohne stark beeinträchtigt
zu werden oder ohne dass bedeutende Probleme hervorgerufen werden,
trotz der reduzierten Versorgungsspannung. Daher ist das System
gemäß dieser
beispielhaften Ausführungsform
für den
aus dem Spannungsabfall der Lithium-Ionen-Batterie 14 beim
Neustart folgenden Einfluss nicht anfällig.
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Ferner,
wenn in dieser beispielhaften Ausführungsform die Batteriekapazität der Lithium-Ionen-Batterie 14 beim
Motorneustart, der mit der Leerlaufstoppsteuerung einhergeht, verringert
wird, wird der Starter 18 von der Blei-Säure-Batterie 12,
statt von der Lithium-Ionen-Batterie 14 mit Energie versorgt.
Daher kann beim Motorneustart, selbst wenn der Motorstart mit Hilfe
der Lithium-Ionen-Batterie 14 aufgrund
der Verringerung der Batteriekapazität der Lithium-Ionen-Batterie 14 nicht
ausgeführt
werden kann, der Motor mit Hilfe der Blei-Säure-Batterie 12 zuverlässig gestartet
und betrieben werden. Daher ist es gemäß dem Energieversorgungs-Steuerungssystem 10 dieser
beispielhaften Ausführungsform möglich, zuverlässig das
Entstehen einer Situation zu vermeiden, in der der Motorneustart
aufgrund der Verringerung der Batteriekapazität der Lithium-Ionen-Batterie 14 nicht
möglich
ist.
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In
der beispielhaften Ausführungsform
ist die ECU 4 betriebsbereit, um beim Normalstart den Starter 18 mit
Energie von der Blei-Säure-Batterie 12 zu versorgen,
und den Starter beim Neustart mit Energie von der Lithium-Ionen-Batterie 14 zu
versorgen, indem der Umschalter 16 betätigt wird. Ferner wird die Umschaltsteuerung
der Batterie ausgeführt,
indem Schritt 102 und Schritt 106 der in 2 gezeigten Routine
ausgeführt
werden.
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Wenn
in der obigen beispielhaften Ausführungsform die Bedingung zur
Ausführung
der Leerlaufstoppsteuerung erfüllt
ist, wird der Motor gestoppt, und wenn beim Motorneustart, der mit
der Leerlaufstoppsteuerung einhergeht, die Batteriekapazität der Lithium-Ionen-Batterie 14 absinkt,
wird der Motor unter Zuhilfenahme der Blei-Säure-Batterie 12 gestartet. Die
Ausführung
der Leerlaufstoppsteuerung kann unterbrochen werden, wenn die Batteriekapazitäten der
Blei-Säure-Batterie 12 und
der Lithium-Ionen-Batterie 14 beide
verringert sind. Die Ausführung
der Leerlaufstoppsteuerung kann in einem Zustand gestoppt werden,
in dem wenigstens entweder die Batteriekapazität oder die Batteriespannung
der Blei-Säure-Batterie
und der Lithium-Ionen-Batterie 14.
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Ferner
wird in der obigen beispielhaften Ausführungsform beim Motorneustart,
der mit der Leerlaufstoppsteuerung einhergeht, der Motor unter Verwendung
der Blei-Säure-Batterie 12 gestartet,
wenn die Batteriekapazität
der Lithium-Ionen-Batterie 14 verringert ist. Wenn jedoch
die Batteriekapazität
der Blei-Säure-Batterie 12 bis
auf einen vorbestimmten Wert oder unterhalb des vorbestimmten Wertes
beim Normalstart, der mit der Zündoperation
durch den Fahrzeugführer
einhergeht, gefallen ist, kann der Motor durch Ausnutzen der Lithium-Ionen-Batterie 14 gestartet
werden. Selbst wenn der Motorstart beim Normalstart des Motors unter
Ausnutzung der Blei-Säure-Batterie 12 aufgrund
der Verringerung von deren Batteriekapazität nicht möglich ist, kann die Situation,
in der der Motor den Normalstart aufgrund der resultierenden Batteriekapazität nicht
ausführen
kann, zuverlässig
vermieden werden, indem zum Starten und Betreiben des Motors die
Lithium-Ionen-Batterie 14 verwendet
wird. Wenn in dieser beispielhaften Ausführungsform bestimmt wird, dass
die Batteriekapazität
der Blei-Säure-Batterie 12 verringert
wurde, ist die ECU 24 betriebsbereit, um die Batterieumschaltsteuerung
auszuführen,
in der die Verbindung der Batterie zu dem Starter 18 von
der Blei-Säure-Batterie 12 zu
der Lithium-Ionen-Batterie 14 umgeschaltet wird, so dass
der Starter 18 mit der Energie von der Lithium-Ionen-Batterie 14 versorgt wird.
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Ferner
ist in der obigen beispielhaften Ausführungsform, obwohl auf der
Grundlage der Batteriekapazität
bestimmt wird, ob der Starter ausreichend mit der Energie von der
Lithium-Ionen-Batterie 14 und der Blei-Säure-Batterie 12 versorgt
wird, eine solche Bestimmung nicht auf die Batteriekapazität begrenzt.
Die Bestimmung kann unter Ausnutzung von Parametern wie etwa einer
Temperatur der Batterie, der Batteriespannung oder eines Batteriestroms
durchgeführt
werden.
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Ferner
kann in der obigen beispielhaften Ausführungsform, obwohl die Lithium-Ionen-Batterie 14 als
die Batterie mit der vergleichsweise niedrigen Leistungsdichte und
hohen Energiedichte verwendet wird, eine Nickelhydridbatterie oder
eine andere Blei-Säure-Batterie
oder dergleichen verwendet werden.
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Ferner,
wenn in der obigen beispielhaften Ausführungsform der Zündschalter
von dem Fahrzeugführer
in die Starter-AN-Position gebracht wurde, empfängt der Starter 18 die
Versorgungsenergie von der Blei-Säure-Batterie 12, nimmt
den Betriebszustand an und startet den Motor. Sie kann ferner auf eine
Konfiguration angewendet werden, in der der Starter 18 die
Versorgungsenergie von der Blei-Säure-Batterie 12 empfängt, in
den Betriebszustand eintritt und den Motor startet, ohne von dem
Eingreifen des Fahrzeugführers
begleitet zu sein, wenn auf der Grundlage einer drahtlosen Kommunikation,
die zwischen einer tragbaren Einheit, die von dem Fahrzeugführer getragen
wird, und einer Bordeinheit auf Seiten des Fahrzeugs ausgeführt wird,
eine Authentifizierung vorliegt.