Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges, sowie einen Generator und eine Generatorsteuerung.

Stand der Technik

Schon länger ist bekannt dass ein Kraftfahrzeug einen Generator umfassen kann, wobei der Generator eine nicht für den Antrieb benötigte Ener- gie des Antriebsmotors nutzen kann, um einen Energiespeicher des Kraftfahrzeuges aufzuladen. Der Generator kann beispielsweise eine sogenannte„Lichtmaschine" sein, der Energiespeicher kann beispielsweise eine übliche 12 Volt Batterie des Kraftfahrzeuges sein. Der Energiespeicher kann jedoch auch eine Hochvoltbatterie zur Versorgung eines Antriebs- elektromotors sein, der Generator kann auch durch einen solchen Antriebselektromotor gebildet sein.

Für derartige Generatoren in Fahrzeugen ist bekannt, dass bei aktivierten Bremsen, also in einem Bremsbetrieb des Kraftfahrzeuges, eine Rekupera- tion stattfindet, also die beim Bremsen des Fahrzeuges freiwerdende

Energie zum Betreiben des Generators und somit zum Aufladen des Energiespeichers genutzt wird. Für ein derartiges regeneratives Bremsen bzw. eine solche Rekuperation ist es bekannt, die Generator- Ausgangsspannung auf einen vorgegebenen Wert, also eine vorgegebene Brems-Generatorspannung, zu erhöhen, um einen effizienten Ladevorgang des Energiespeichers zu ermöglichen.

Anschließend, wenn das Kraftfahrzeug nicht mehr gebremst wird, also in einem Normalfahrbetrieb, wird die Generator-Ausgangsspannung wieder abgesenkt, auf eine übliche Fahr- Generatorspannung, um den Generator und den Antriebsmotor zu entlasten.

In einer Situation in der zwar das Bremspedal des Kraftfahrzeuges nicht betätigt wird, das Gaspedal jedoch auch nicht betätigt wird, liegt ein sogenannter„Motor-Schub-Betrieb" bzw. ein„Segeln" des Fahrzeuges vor. Das Fahrzeug wird rollen gelassen ohne die Geschwindigkeit des Fahrzeugs über die zu Verfügung stehenden Pedale zu erhöhen oder aktiv zu vermindern.

In einem solchen Motor-Schub-Betrieb erkennen manche Generatorsteuerungen einen Rekuperationszustand und starten einen Rekuperationsvor- gang, in welchem, wie oben beschrieben, die Generator- Ausgangsspannung auf die Brems-Generatorspannung erhöht wird. Dies hat den Nachteil, dass sich das Schubverhalten des Kraftfahrzeuges verändert, wobei die Änderung abhängig vom Ladezustand des Energiespeichers sein kann und für den Fahrer des Kraftfahrzeuges nicht nachvollziehbar sein kann. Andere Generatorsteuerungen sind dazu eingerichtet in einem solchen Motor-Schub-Betrieb keinen Rekuperationsvorgang in Gang zu setzen, wodurch das Fahrverhalten des Fahrzeuges zwar nicht geändert wird, jedoch auch eine in bestimmten Situationen an sich vorhandene Energie zum Laden der Energiespeicher nicht genutzt wird. Will der Fahrer des Fahrzeuges dennoch eine Rekuperation erreichen, muss dieser das

Bremspedal betätigen.

Beispielsweise offenbart die DE 10 2005 046 342 AI ein Verfahren zur Regelung einer Ausgangsspannung eines Generators in einem Kraftfahrzeug, bei dem ein Ladezustand und eine Temperatur einer Kraftfahrzeugbatterie bestimmt werden und der bestimmte Ladezustand unter Berücksichtigung der Temperatur der Kraftfahrzeugbatterie mit einem von der Temperatur der Kraftfahrzeugbatterie abhängigen Ladezustands- Schwellwert verglichen wird, wobei die Ausgangsspannung des Generators in einem ersten Modus durch eine Regelung der an der Kraftfahrzeugbatterie anliegenden Ladespannung oder durch eine Regelung des Ladestroms der Kraftfahrzeugbatterie geregelt wird, wenn der bestimmte Ladezustand den Ladezustands-Schwellwert unterschreitet, und die Ausgangs- Spannung des Generators in einem zweiten Modus durch eine Regelung eines Ladestroms der Kraftfahrzeugbatterie oder durch eine Regelung eines Entladestroms der Kraftfahrzeugbatterie geregelt wird, wenn der bestimmte Ladezustand den Ladezustands-Schwellwert überschreitet. Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges, sowie einen Generator und eine Generatorsteuerung, in der oben genannten Hinsicht zu verbessern und insbe- sondere eine Generatorsteuerung anzugeben, die ein effizientes Rekupe- rieren im Motor-Schub-Betrieb des Kraftfahrzeuges ermöglicht, ohne die Fahrdynamik zu beeinträchtigen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges, sowie einen Generator und eine Gene- ratorsteuerung, wobei die Generatorsteuerung dazu eingerichtet ist, bei Aktivierung eines Bremsbetriebs des Kraftfahrzeuges die Ausgangsspannung des Generators auf eine vorgegebene Brems-Generatorspannung zu erhöhen und bei Aktivierung eines Normalfahrbetriebs des Kraftfahrzeu- ges die Ausgangsspannung des Generators auf eine vorgegebene Fahr- Generatorspannung abzusenken, wobei die Generatorsteuerung dazu eingerichtet ist, bei Aktivierung eines Motor-Schub-Betriebes des Kraftfahrzeuges eine Schub-Generatorspannung zu ermitteln und die Ausgangsspannung des Generators auf die Schub-Generatorspannung einzu- stellen.

Erfindungsgemäß wird beim Erkennen eines Motor-Schub-Betriebes des Kraftfahrzeuges also weder immer rekuperiert, noch generell nicht rekuperiert und daher die Ausgangsspannung des Generators weder generell auf die Brems-Generatorspannung, also die„normale" Rekuperations-

Generatorspannung, angehoben, noch generell auf der niedrigen Fahr- Generatorspannung belassen bzw. auf diese abgesenkt.

Vielmehr wird erfindungsgemäß zunächst auf Basis weiterer Eingangsda- ten eine geeignete Schub-Generatorspannung ermittelt und erst nach diesem Bestimmungsvorgang die geeignete Schub-Generatorspannung und somit eine geeignete Rekuperation gestartet. Diese Rekuperation im Motor-Schub-Betrieb kann der Brems-Generatorspannung oder der Fahr- Generatorspannung entsprechen, kann aber bevorzugt auch zwischen diesen beiden Werten liegen. Hierdurch kann situationsbedingt sowohl ein effizienteres Fahren, durch Rekuperieren wenn dies für den Fahrer nicht störend wirkt, sowie durch nicht oder weniger Rekuperieren wenn ein Abbremsen vom Fahrer vermutlich nicht erwünscht wird, erfolgen. Bevorzugt wird die Schub-Generatorspannung abhängig von der Drehzahl des Antriebsmotors bestimmt. Besonders bevorzugt kann nämlich davon ausgegangen werden, dass wenn der Fahrer eine niedrige Drehzahl für den Antriebsmotor wählt, dieser mit dem Fahrzeug rollen möchte und daher keine oder weniger Rekuperation und daher keine oder weniger Erhöhung der Generatorspannung gewünscht ist, so dass es nicht zu unerwünschten Verzögerungen kommt. Umgekehrt kann bei hohen Drehzahlen davon ausgegangen werden, dass der Fahrer das Motorschleppmoment zur Verzögerung des Fahrzeuges nutzen möchte, beispielsweise bei Bergabfahrten. In diesem Fall kann durch den Generator stärker re- kuperiert werden und daher eine höhere Generatorspannung eingestellt werden.

Besonders bevorzugt wird die Schub-Generatorspannung zusätzlich ab- hängig vom eingelegten Gang des Kraftfahrzeuges bestimmt.

Insbesondere kann die Schub-Generatorspannung aus einem Kennfeld bestimmt werden, wobei das Kennfeld die Drehzahl des Antriebsmotors und den eingelegten Gang des Kraftfahrzeuges berücksichtigt.

Die Ausgangsgröße des Kennfelds kann unmittelbar die Schub- Generatorspannung darstellen oder auch einen nachgelagerten Regler derart ansprechen, dass aus einem Generatorstrom oder aus einem Batteriestrom für eine durch den Generator aufzuladende Batterie die Soll- Generatorspannung, nämlich die Schub-Generatorspannung bestimmt wird.

Bevorzugt werden zur Ermittlung der Schub-Generatorspannung auch Fahrzeugumfeldmerkmale bestimmt und wird bei Vorliegen vorgegebener Fahrzeugumfeldmerkmale die Schub-Generatorspannung auf die Brems- Generatorspannung eingestellt. Die Brems-Generatorspannung stellt bevorzugt die maximale Schub-Generatorspannung dar. Diese Brems- Generatorspannung wird bevorzugt auch in bestimmten Situationen verwendet, in welchen zwar kein Bremspedal betätigt ist, ein Bremsen auf- grund von Fahrzeugumfeldmerkmalen jedoch wahrscheinlich erwünscht ist.

Insbesondere können die vorgegebenen Fahrzeugumfeldmerkmale zur Einstellung der Schub-Generatorspannung auf die Brems- Generatorspannung umfassen: eine Ampelerkennung und/ oder eine Steigungserkennung und/ oder eine Geschwindigkeitsbegrenzungserkennung und/ oder eine Abstandserkennung. In diesen Fällen, nämlich bei Annäherung an eine Ampel, insbesondere eine rote Ampel, an ein vorausliegendes Fahrzeug oder anderes Hindernis, an eine geringere Geschwindigkeitsbe- grenzung sowie an eine Steigung, die insbesondere jedoch nicht so steil ist, dass eine zusätzliche Verzögerung wahrscheinlich nicht erwünscht ist, kann damit gerechnet werden, dass eine Verzögerung gewollt ist und daher die Generatorspannung erhöht werden. Das Vorliegen eines„Motor-Schub-Betriebes" kann insbesondere daran erkannt werden, dass sowohl das Gaspedal als auch das Bremspedal des Kraftfahrzeuges nicht betätigt sind.

Im Unterschied dazu kann ein Bremsbetriebs vorliegen, wenn das Brems- pedal des Kraftfahrzeuges betätigt ist.

Der Normalfahrbetrieb kann daran erkannt werden, dass das Gaspedal des Kraftfahrzeuges betätigt ist, jedoch das Bremspedal des Kraftfahrzeuges nicht betätigt ist. Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch die Betriebsweise einer üblichen

Generatorsteuerung eines Kraftfahrzeuges.

Fig. 2 zeigt schematisch einen Energiefluss in einem Normal- fahrbetriebs-Zustand eines Kraftfahrzeuges, bei einer

Batterie-Entladung zur Versorgung von Nebenverbrauchern.

Fig. 3 zeigt schematisch einen Energiefluss in einem Normal- fahrbetriebs-Zustand eines Kraftfahrzeuges, bei einer

Generator- Versorgung von Nebenverbrauchern, ohne Batterie-Entladung.

Fig. 4 zeigt schematisch einen Energiefluss in einem Brems- betriebs-Zustand eines Kraftfahrzeuges, beim Rekupe- rieren also Laden einer Batterie.

Fig. 5 zeigt ein Schema eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit motor-drehzahlabhängiger Ermittlung einer

Schub-Generatorspannung in einem Modul A und mit einer Ermittlung der Schub-Generatorspannung auf Basis von Fahrzeugumfeldmerkmalen in einem Modul B. Fig. 6 zeigt drei mögliche Schemen zur motor- drehzahlabhängigen Ermittlung der Schub- Generatorspannung. Fig. 7 zeigt ein Schema zur Bestimmung von vier möglichen

Fahrzeugumfeldmerkmalen, die zu einer Erhöhung der Schub-Generatorspannung führen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

In Fig. 1 ist die prinzipielle Funktionsweise einer üblichen Generatorsteuerung bzw. Generatorregelung eines Kraftfahrzeuges dargestellt.

Die oberste Figur zeigt dabei die Geschwindigkeit v des Fahrzeuges im Laufe der Zeit t. Eine abfallende Linie stellt daher ein Bremsen des Fahrzeuges dar.

Die Figur vertikal in der Mitte von Fig. 1 zeigt eine angepasste, vorteilhafte Ausgangsspannung U des Generators im selben Zeitverlauf t.

Die Figur unten in Fig. 1 zeigt die entsprechende zeitliche Entwicklung des Ladezustandes SOC (state of Charge) des Energiespeichers, der durch den Generator geladen wird. Bei Fahrzeug- Stillstand oder normalem Fahren, also ohne Bremsen, wird eine niedrigere Generator-Sollspannung U, eine Fahr- Generatorspannung, eingestellt. Dadurch wird ein teilweises Entladen der Batterie, insbesondere einer 12 Volt Batterie, hervorgerufen und der Generator, insbesondere eine Lichtmaschine, wird aufgrund der niedrigeren Leistungsanforderung entlastet. Diese ebenfalls reduzierte Last am Verbrennungsmotor führt zu einer Verbrauchs-Einsparung des Fahrzeugs.

In den Rekuperationsphasen, die in Fig. 1 durch rechteckige vertikale Rahmen hervorgehoben sind, beim Bremsen des Fahrzeuges, erfolgt eine Erhöhung der Ausgangsspannung U des Generators von einer Fahr- Generatorspannung auf eine Brems-Generatorspannung. Der Ladezustand SOC der Batterie wird dadurch im Laufe der Zeit t erhöht. Es gibt verschiedene Lösungen eine solche Spannungsregelung umzusetzen, beispielsweise durch Nutzung von Entladephasen, Null-Strom, u.s.w. Diese Phasen der Spannungsregelung während dem normalen Fahren, dem Stillstand und dem aktiven Bremsen des Fahrzeuges sind jedoch nicht der Schwerpunkt der vorliegenden Erfindung.

Beim normalen Fahren (Normalfahrbetrieb) können prinzipiell zwei verschiedene Zustände unterschieden werden, die in den Fig. 2 und 3 dargestellt sind: In Fig. 2: der Generator 3 ist deaktiviert, Nebenverbraucher 5 werden über einen Energiespeicher 6, insbesondere eine Batterie, versorgt (Entladephase): ein Energiefluss hierzu ist in Fig. 2 als Pfeile dargestellt. Fig. 2 zeigt somit schematisch den Energiefluss in einem Normal-Fahrbetriebs- Zustand des Kraftfahrzeuges 1 , bei einer Batterie-Entladung zur Versor- gung von Nebenverbrauchern 5.

Die Antriebsenergie kommt dabei von einem Antriebsmotor 2, insbesondere einem Verbrennungsmotor, und gelangt über einen Riemenantrieb 7 und ein Getriebe 8 zu den angetriebenen Rädern des Fahrzeuges 1. Im Zustand der in Fig. 3 dargestellt ist, versorgt der Generator 3 nur die Nebenverbraucher 5 mit elektrischer Energie, aber lädt nicht den Energiespeicher 6 (Null-Strom). Fig. 3 zeigt daher schematisch einen Energiefluss (Pfeile) in einem Normal-Fahrbetriebs-Zustand des Kraftfahrzeuges 1 , bei einer Generator- Versorgung von Nebenverbrauchern 5, ohne Batterie- Entladung.

Es können auch transiente Zustände der beiden genannten Zustände der Fig. 2 und 3 im Fahrbetrieb auftreten.

Der Energiefluss bei einem„Rekuperieren" oder„Regenerativen Bremsen" eines Fahrzeuges 1 ist schließlich in Fig. 4 dargestellt. Fig. 4 zeigt schematisch einen Energiefluss in einem Bremsbetriebs-Zustand eines Kraftfahr- zeuges 1 , beim Rekuperieren also Laden eines Energiespeichers 6. Die elektrische Energie wird durch Umwandlung der mechanischen Energie durch Bremsen des Fahrzeuges 1 , die über Getriebe 8 und Riemenantrieb 7 zum Generator 3 gelangt erzeugt. Die am Generator 3 erzeugte elektrische Energie speist teilweise Nebenverbraucher 5 und kann auch zum Laden des Energiespeichers 6 genutzt werden.

In einem solchen Bremsbetrieb des Kraftfahrzeuges 1 wird die Soll- Spannung U des Generators erhöht, um die Batterie 6 zu laden: der SOC, State-of-Charge, Ladezustand des Energiespeichers 6 steigt. Es wird somit elektrische Energie gespeichert, welche in der nachfolgenden Fahr- oder Stillstandsphase wieder den Nebenverbrauchern 5 zugeführt werden kann. Fig. 5 zeigt ein Überblicks-Schema eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit motor-drehzahlabhängiger Ermittlung einer Schub- Generatorspannung Us als Soll-Spannung bzw. einzustellende Ausgangsspannung des Generators 3 in einem Modul A und mit einer Ermittlung der Schub-Generatorspannung Us auf Basis von Fahrzeugumfeldmerkmalen in einem Modul B.

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren, eine Logik und Regelung für eine intelligente Generatorsteuerung, welche im Schubbetrieb den Betriebszu- stand anhand von Energieeffizienz und Fahrbarkeit bewertet und die

Spannung abhängig von Gang, Motordrehzahl oder verkehrssituationsbe- dingt regelt.

Kern der Erfindung sind die als Modul A und Modul B gekennzeichneten Funktionen, nämlich: ein Fahrzeug mit mindestens einem Antriebsmotor, beispielsweise Elektromotor oder Verbrennungsmotor, welcher eine Reku- peration ermöglicht, wobei im Schubbetrieb des Fahrzeuges der Motor als Generator betrieben wird und hierbei die Generatorspannung bzw. die (Soll) Spannung, Us, welche zur Ladung der Batterie verwendet wird, ab- hängig von der Antriebsmotordrehzahl und/ oder dem aktuellen Gang (siehe Fig. 6) und/ oder verkehrssituationsbedingt (siehe Fig. 7) geregelt wird.

Ein„Schubbetrieb" bzw. Motor-Schub-Betrieb des Kraftfahrzeuges wird durch die Steuerung vorzugsweise daran erkannt, dass der Fahrer das Gaspedal loslässt, also nicht betätigt, und keine Bremse betätigt wird.

Wenn die Bremse betätigt wird, wird, wie in Fig. 5 ersichtlich, die Soll- Spannung„Bremse", also Brems-Generatorspannung UB, als Sollwert für die Generatorspannung Us verwendet, welche ein fixer vordefinierter Wert, vorzugsweise ein Maximalwert der Generatorspannung sein kann.

Fig. 5 zeigt überblickmäßig die Erfindung. Basis ist eine Betriebsstrategie, bei welcher nur beim Bremsen rekuperiert wird. D.h. wenn der Brems- Wunsch vom Fahrer erkannt wird, indem insbesondere das Bremspedal BP betätigt ist, wird die Soll-Spannung„Bremsen" UB als Sollspannung für den Generator verwendet. Diese Basis wird erfindungsgemäß um eine intelligente Bestimmung der Soll-Spannung des Generators Us in zwei Fällen ergänzt. Beide Fälle betreffen den Zustand, dass nur das Gaspedal gelöst ist und kein Bremspedal betätigt wird, also einen Schubbetrieb des Fahrzeuges.

Modul A: Drehzahlabhängige Spannungsregelung: Dieser Bestandteil der Generatorsteuerung bzw. des Steuerverfahrens beinhaltet eine Funktion, welche die Spannung Us abhängig von der Motordrehzahl N und des Ganges G als Eingangsgrößen vorgibt. Fl berechnet daher Us als Funktion von N und G, also f(N, G). Die Funktion Fl kann als Kennfeld hinterlegt sein.

Strategie der Funktion Fl kann sein, dass, wenn der Fahrer eine niedrige Drehzahl N wählt, davon ausgegangen wird, dass er mit dem Fahrzeug „rollen" möchte, also wenig Verzögerung spüren möchte. Entsprechend wird weniger Moment bzw. eine geringere Spannung Us an der Lichtma- schine angelegt. Bei höheren Motordrehzahlen N kann davon ausgegangen werden, dass der Fahrer mit Absicht das Motorschleppmoment zur Verzögerung des Fahrzeuges erhöhen will (z.B. Bergab-Fahren oder bewusst Geschwindigkeit reduzieren). Hier kann die Lichtmaschine zusätzlich re- kuperieren, um Energie in die Batterie zu speisen. Somit kann Us in die- sem Fall erhöht werden Die Sollgröße Us kann dabei bevorzugt auch ab- hängig vom eingelegten Gang G sein. Diese Bestimmung von Us wird nur dann (weiter) verwendet, wenn die Gaspedalstellung GP angibt, dass das Gaspedal nicht betätigt ist oder auf sonstige Weise ein Schubbetrieb des Fahrzeuges erkannt wird.

Das Ergebnis der Berechnung von Modul A wird über das Feld MAX mit dem Ergebnis weiterer Berechnungen und/ oder Prüfungen von Eingangsgrößen kombiniert, so dass als Sollwert für die Generatorspannung Us in Folge nur ein Maximum der verschiedenen dargestellten Berechnungen verwendet wird.

Alternativ zur Berechnung über Maxima kann die Steuerung auch dazu eingerichtet sein, einzelne Zweige der Berechnung nur anzustellen wenn andere Berechnungs- oder Prüfungszweige negativ ausfallen. So kann beispielsweise auf eine Berechnung nach Modul A verzichtet werden, falls das Bremspedal BP betätigt ist. Das Signal, dass das Bremspedal BP betätigt ist (vorzugsweise 0 oder 1), kann zum Beispiel von einem Bremslichtschalter, vom Bremsdruck, etc stammen. Wenn das Bremspedal BP betätigt ist, kann als Soll-Spannung für den Generator Us die Brems-Generatorspannung UB verwendet werden, die auch ein Maximum für die Bestimmung der Spannung nach der Funktion Fl darstellen kann. In Modul B erfolgt eine Prüfung, ob eine Verkehrssituationsbedingte Re- kuperation V sinnvoll erscheint. In diesem Teil der Steuerung wird verkehrsbedingt die Rekuperation mit der Brems-Generatorspannung UB aktiviert, auch wenn das Bremspedal nicht betätigt ist, falls bestimmte Verkehrssituationen vorliegen. Diese Prüfung von Verkehrssituationen ist in Fig. 7 näher dargestellt. Auf den auf Basis der Module A und B bestimmten Spannungs-Sollwert Us kann schließlich noch eine Prüfung des Getriebe-Zustandes angewendet werden. Es kann insbesondere festgestellt werden, ob ein Kraftschluss K vorliegt, also ein Signal berücksichtigt werden, dass angibt ob ein Kraftschluss zwischen Antriebsmotor und Rädern des Fahrzeuges besteht, insbesondere ob eine Kupplung geschlossen und/ oder ein Gang eingelegt ist. Schließlich kann noch eine Überprüfung des ermittelten Soll- Spannungswertes für die Schub-Generatorspannung Us in der Art erfolgen, dass die Einhaltung eines minimalen und/ oder eines maximalen Grenzwertes MIN-P bzw. MAX-P sichergestellt wird. Die begrenzende Maximalspannung MAX-P kann eine Funktion der Batterietemperatur und/ oder der Umgebungstemperatur und/ oder des Ladezustandes des Energiespeichers sein, also f(Batterietemperatur, Umgebungstemperatur, Batterie-SOC). Insbesondere kann MAX-P gleich der Brems- Generatorspannung UB sein. Eine minimale Sollspannung des Generators MIN-P kann, wie an sich bekannt, von Null verschieden sein und kann insbesondere der Spannungswert im normalen Fahrzustand sein, also der vorgegebenen Fahr- Generatorspannung im Normalfahrbetrieb des Kraftfahrzeuges entsprechen.

Ferner kann den technischen Möglichkeiten des Generators durch eine Gradientenlimitierung GL des bestimmten Soll-Spannungswertes der Schub- Generatorspannung Us entsprochen werden.

Fig. 6 zeigt drei mögliche Varianten zur motor-drehzahlabhängigen Ermittlung der Schub-Generatorspannung Us in Modul A. Eingangsgrößen sind dabei jeweils der aktuelle Gang G und die Motor-Drehzahl N des Antriebsmotors.

Erste Variante, a): Die Soll-Spannung Us für den Generator wird direkt über ein Kennfeld beschrieben.

Zweite Variante, b): Als Zielgröße wird der (minimale) Generator Soll- Strom ISG durch das Kennfeld definiert. Mittels eines nachgelagerten Reglers R wird unter Berücksichtigung des aktuellen Generator-Stromes IG (Generator Ist-Strom) die Soll-Spannung Us gesetzt.

Dritte Variante, c): Als Zielgröße wird der (minimale) Batterie-Lade Strom ISE durch das Kennfeld als Sollwert definiert. Mittels eines nachgelagerten Reglers R wird unter Berücksichtigung des aktuellen Batterie-Stromes IE die Soll-Spannung Us gesetzt.

Fig. 7 zeigt schließlich ein Schema zur Bestimmung von vier möglichen Fahrzeugumfeldmerkmalen, die zu einer Erhöhung der Schub- Generatorspannung Us, insbesondere auf die Brems-Generatorspannung UB, führen. Diese Fahrzeugumfeldmerkmale definieren den Bereich der verkehrssituationsbedingten Rekuperation V gemäß Fig. 5.

Die Rekuperation mit Brems-Generatorspannung UB wird bei Vorliegen bestimmter Fahrzeugumfeldmerkmale aktiviert, auch wenn das Bremspe- dal BP nicht betätigt ist.

Folgende Szenarien können zu einer Aktivierung der Rekuperation mit Brems-Generatorspannung UB führen: Erste Verkehrssituation, ganz links in Fig. 7 - Entfernung Ampel: Wenn eine Rote oder auf Rot schaltende Ampel erkannt wird und der Abstand zur Ampel oder einem letzten an der Ampel stehenden Fahrzeug kleiner als ein Referenzwert e ist. e ist dabei abhängig von der Fahrzeuggeschwin- digkeit v. Voraussetzung für das Aktivieren der Brems-Rekuperation auf Grund Ampel VAMP kann daher sein: Rote Ampel erkannt und Fahrer geht von Gaspedal und Abstand Ampel oder Vorder- Fahrzeug < e (beispielsweise in Metern). Wenn eine der genannten Bedingungen nicht mehr erfüllt ist, bei den inversen Bedingungen VN-AMP, kann insbesondere wieder die minimale Generatorspannung MIN-P des normalen Fahrbetriebes bzw. die Fahr- Generatorspannung UF am Generator eingestellt werden. Das ist insbesondere der Fall wenn die Ampel wieder auf Grün wechselt oder der Fah- rer das Gaspedal und/ oder die Kupplung betätigt oder wenn der Abstand zur Ampel oder zum stehenden Vorder- Fahrzeug > e wird.

Zweite Verkehrssituation, rechts davon in Fig. 7 - Steigung: Das Umschalten auf UB erfolgt, wenn eine Steigung kleiner als ein Grenzwert a (in Pro- zent) ist (VSTEIG). a kann wieder abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit sein. Zusätzlich verlangt VSTEIG dass der Fahrer das Gaspedal nicht mehr betätigt. Ist eine der Bedingungen nicht mehr erfüllt, VN-STEIG, kann wieder eine Reduktion der Generatorspannung erfolgen. Dritte Verkehrssituation - Geschwindigkeitsbegrenzung: Wenn eine Änderung der Geschwindigkeitsbegrenzung v_limit erkannt wird und die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit v über der aktuellen Geschwindigkeitsbegrenzung v_aktuell plus einem Schwellwert b liegt und der Fahrer innerhalb einer bestimmten Zeit delta_t nach Erkennung der Änderung der Geschwindigkeitsbegrenzung vom Gaspedal geht, ist VLIM erfüllt. Ist eine der Bedingungen nicht mehr erfüllt liegt VN-LIM vor.

Vierte Verkehrssituation - Entfernung Vorder-Fahrzeug: Wenn ein Fahr- zeug vorrausfährt, der Abstand zu diesem kleiner als eine Schwellwert c und der Geschwindigkeitsunterschied größer als ein Schwellwert d ist. Wenn der Fahrer außerdem nicht das Gaspedal betätigt liegt VDIST vor. c und d sind ebenfalls abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit v. Wenn eine der Bedingungen nicht mehr erfüllt ist, also im Fall VN-DIST, wird we- niger oder gar nicht mehr rekuperiert.

Alle Zustände werden bevorzugt nur akzeptiert, wenn der Fahrer das Gaspedal loslässt. Denn in diesem Fall kann davon ausgegangen werden, dass aufgrund der Verkehrssituation der Fahrer eine Verzögerung des Fahrzeu- ges wünscht. Hier kann die Lichtmaschine bzw. der Generator also reku- perieren.

Alle Zustände werden wie beschrieben bei den inversen Bedingungen wieder deaktiviert.

Für alle genannten Schwellwerte bzw. Grenzwerte können Hysteresen definiert sein.

Bezugszeichenliste

1 Kraftfahrzeug

2 Antriebsmotor

3 Generator

4 Generatorsteuerung

5 Nebenverbraucher

6 Energiespeicher

7 Riemenantrieb

8 Getriebe

A Modul A

B Modul B

BP Bremspedal-Zustand

Fl Funktion von N und G, f(N, G)

G Gang

GL Gradientenlimitierung

GP Gaspedal-Zustand

K Kraftschluss-Zustand

MAX-P maximaler Grenzwert Generatorspannung

MIN-P minimaler Grenzwert Generatorspannung

N Motordrehzahl

R Regler

SOC Ladezustand

t Zeit

u Ausgangsspannung des Generators

V Geschwindigkeit Fahrzeug

V Fahrzeugumfeldmerkmale verkehrssituationsbedingt

U _B Brems-Generatorspannung

Us Schub-Generatorspannung

U _F Fahr- Generatorspannung

ISG Generator Soll-Strom

IG Generator Ist- Strom

IsE Energiespeicher Soll-Strom

IE Energiespeicher Ist-Strom

VAMP Verkehrssituation Ampel

VN-AMP Verkehrssituation Nicht-Ampel

VSTEIG Verkehrssituation Steigung

VN-STEIG Verkehrssituation Nicht- Steigung

VLIM Verkehrssituation Geschwindigkeitsbegrenzung VN-LIM Verkehrssituation Nicht-Geschwindigkeitsbegrenzung

VDIST Verkehrssituation Entfernung

VN DIST Verkehrssituation Nicht-Entfernung