Es ist bekannt, die Leistung einer Brennkraftmaschine durch Verdichtung der zur Verbrennung des Kraftstoffs benötigten Luft mittels eines Abgasturboladers zu erhöhen, welcher aus einer Turbine und einem in der Luftzuführung zur Brennkraft- maschine betriebenen Verdichter besteht. Abgasturbolader weisen, insbesondere bei Kraftfahrzeugantrieben, den Nach- teil eines verzögerten und unzureichenden Ansprechverhaltens bei kleinen Drehzahlen der Brennkraftmaschine auf. Zur Ver- besserung des Ansprechverhaltens des Abgasturboladers ist es bekannt, den Abgasturbolader mittels eines elektrischen Hilfsantriebs zu unterstützen. Das kann beispielsweise durch einen in den Abgasturbolader integrierten Elektromotor er- reicht werden, der bei kleinen Drehzahlen der Brennkraftma- schine die Welle des Abgasturboladers unterstützend an- treibt. Dies bedingt jedoch sowohl eine hohe Drehzahlbelast- barkeit des Elektromotors, als auch einen hohen elektrischen Leistungsbedarf aufgrund der hohen Massenträgheitsmomente der Turbine des Abgasturboladers.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist beispielsweise aus dem US-Patent 6 029 452 bekannt, einen elektrisch betriebenen Ladeluftverdichter, welcher auch als elektrisch betriebener Hilfslader (EL) bezeichnet wird, in der Luftzuführung der Brennkraftmaschine in Reihe zu einem konventionellen Abga- sturbolader zu betreiben. Dies hat den Vorteil, dass der se- parat in der Luftzuführung eingesetze elektrisch betriebene Hilfslader (EL) auf den untersten Drehzahlbereich der Brenn- kraftmaschine optimiert werden kann und aufgrund des deut- lich geringeren Massenträgheitsmoments und der besseren Wir- kungsgrade der Leistungsbedarf desselben deutlich kleiner ausfällt.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass ein reines Ein-und Aus- schalten eines solchen elektrischen Turboladers bzw. elek- trischen Hilfsladers (EL) zu Unstetigkeiten im Ladedruckan- gebot mit einer entsprechenden Unstetigkeit im Drehmoment der Brennkraftmaschine führt. Ferner ist eine weitere nega- tive Folge des Ein-und Ausschaltbetriebs eines solchen elektrischen Laders (EL) eine hohe Bordnetzbelastung des Fahrzeugs.

Aus der DE-A 197 40 968 ist bekannt, abhängig vom Fahrer- wunsch einen Sollwert für die Luftmassenströmung im Saugrohr zu ermitteln. Aus der EP 885 353 B1 ist bekannt, auf der Ba- sis der aus dem Fahrerwunsch abgeleiteten Sollfüllung einen Solldrosselklappenwinkel und einen Sollladedruckwert zu er- mitteln.

Vorteile der Erfindung Eine bedarfsabhängige Steuerung bzw. Regelung des elektri- schen Laders bzw. des elektrischen Hilfsladers (EL) hat zum Vorteil, dass Unstetigkeiten im Ladedruckangebot und somit Unstetigkeiten im Drehmoment des Verbrennungsmotors vermie- den werden. Dadurch verbessert sich der Fahrkomfort erheb- lich. Dieser Vorteil wird durch eine kontinuierliche An-

Steuerung des Laders (z. B. durch kontinuierlich veränderbare Sollwerte) verstärkt.

Ein weiterer Vorteil der bedarfsabhängigen Steuerung bzw.

Regelung ist, dass die Bordnetzbelastung des Fahrzeugs ver- ringert wird.

In besonders vorteilhafter Weise ist die bedarfsabhängige Steuerung bzw. Regelung in bestehenden Motorsteuerungen ohne wesentliche funktionale Änderung der Ladedruckregelung ein- baubar.

Besonders vorteilhaft ist die Bestimmung des Bedarfs an ei- nem Eingriff des elektrischen Laders (EL) abhängig von Be- triebsgrößen des Fahrzeugs und/oder des Motors wie der Umge- bungsdruck oder wie der vom Fahrer angeforderte Ladedruck- sollwert, wodurch eine genaue, exakte bedarfsabhängige Steuerung bzw. Regelung erfolgt.

In besonders vorteilhafter Weise wird durch die bedarfsab- hängige Steuerung bzw. Regelung des Laders unnötige oder überhöhte Eingriffe des Laders vermieden.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be- schreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.

Zeichnung Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Figur 1 zeigt dabei ein Übersichtsblockschaltbild mit Ablaufdia- gramm, welches ein erstes Ausführungsbeispiel beschreibt, während in Figur 2 und Figur 3 anhand eines Ablaufdiagramms ein zweites und ein drittes Ausführungsbeispiel dargestellt ist.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen Figur 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild samt Ablauf- diagramm zur bedarfsgerechten Steuerung bzw. Regelung eines elektrischen Hilfsladers (EL). In Figur 1 ist schematisch das Luftansaugsystem 10 einer Brennkraftmaschine darge- stellt. Die angesaugte Luft wird unter anderem über einen Luftfilter 12, den Verdichter eines Abgasturboladers 14, den elektrischen Hilfslader 16 zum Ladeluftkühler 18 und von dort über die Drosselklappe zur Brennkraftmaschine geführt.

Der elektrische Hilfslader (EL) wird über eine Antriebswelle 20 von einem elektrischen Motor 22, beispielsweise einem Gleichstrommotor, betätigt. Dieser wird über Ansteuerleitun- gen 24 und 26 von einer elektronischen Steuereinheit 28 be- tätigt.

Die elektronische Steuereinheit 28 umfasst wenigstens einen Mikrocomputer, in dem Programme implementiert sind, welche die Steuerung der Brennkraftmaschine sowie die des elektri- schen Hilfsladers (EL) durchführen. Ein bevorzugtes Ausfüh- rungsbeispiel für ein Programm zur Steuerung des elektri- schen Hilfsladers (EL) ist als Ablaufdiagramm in Figur 1 als Teil der Steuereinheit 28 skizziert. Die dabei verwendeten Blöcke stellen Programme, Programmteile oder Programmschrit- te eines solchen Programms dar, während die Verbindungspfei- le den Informationsfluss repräsentieren.

In bekannter Weise, daher in Figur 1 nicht dargestellt, wird abhängig von Last, Drehzahl und einer Vielzahl von weiteren Parametern, wie Temperatur, Höhe, Klopfzustand, etc. ein La- dedrucksollwert (plsoll) und ein Luftmassensollwert (mlsoll) ermittelt. Konkrete Lösungen zur Bestimmung dieser Werte sind aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt.

Der Ladedrucksollwert dient dabei zur Ladedruckregelung in Verbindung mit einem Ladedruckistwert zur Ansteuerung des Abgasturboladers im geschlossenen Regelkreis. Der Ladedruck- istwert wird dabei vorzugsweise gemessen (Drucksensor in

Strömungsrichtung vor der Drosselklappe), kann aber auch mo- delliert werden. Der Luftmassensollwert wird unter anderem zur Einstellung der Drosselklappe weiterverarbeitet (z. B.

Bildung des Sollfüllungswerts).

Der dabei verwendete Ladedruckistwert repräsentiert also den Druck vor der Drosselklappe, d. h. er enthält sowohl die Wirkung des Verdichters des Abgasturboladers als auch die des elektrischen Hilfsladers (EL). Zur bedarfsgerechten An- steuerung des elektrischen Hilfsladers (EL) ist jedoch eine Information über den Beitrag des Abgasturboladers zur Ver- dichtung allein notwendig, z. B. aktuelles Druckverhältnis über dem Verdichter des Abgasturboladers, welches in Abhän- gigkeit des Umgebungsdrucks oder des Drucks am Eintritt ei- nes der beiden Lader in Strömungsrichtung und/oder der Abga- stemperatur bestimmt wird. Daher wird wie nachfolgend be- schrieben das vom elektrischen Hilfslader (EL) einzustellen- de Druckverhältnis bestimmt. Abhängig von diesem Solldruck- verhältnis wird dann die Drehzahl des elektrischen Hilfsla- ders (EL) berechnet, die beispielsweise über eine elektroni- sche Drehzahlregelung des Hilfsladers (EL) oder mittels Steuerung eingestellt wird. Dadurch wird eine präzise, be- darfsabhängige Betätigung des elektrischen Hilfsladers ohne unnötige Bordnetzbelastung, ohne die Gefahr eines unnötigen oder überhöhten Eingriffs des Hilfsladers und ohne Mehrauf- wand hinsichtlich der verwendeten Sensorik gewährleistet.

Anstelle einer Drehzahlregelung oder der Steuerung des elek- trischen Motors wird in einem anderen vorteilhaften Ausfüh- rungsbeispiel bei Verwendung eines weiteren Drucksensors vor dem elektrischen Hilfslader das Verdichterdruckverhältnis des elektrischen Hilfsladers selbst geregelt, wobei das ein- zustellende Druckverhältnis der Sollwert, das aus dem weite- ren Drucksensor und dem Ladedrucksensor ermittelte Druckver- hältnis der Istwert eines Regelkreises ist.

Das in Figur 1 als Teil der Steuereinheit 28 skizzierte Ab- laufprogramm zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vor-

gehensweise zur Bestimmung des einzustellenden Druckverhält- nisses. Dazu wird in einem ersten Kennfeld 30 in Abhängig- keit der Motordrehzahl nmot, die von einer entsprechenden Messeinrichtung 32 erfasst wird, und des Sollluftmassen- stroms, der beispielsweise nach Maßgabe der eingangs genann- ten Lösung in 34 abhängig vom Fahrerwunsch und weiteren Be- triebsgrößen bestimmt wird, das stationär maximal verfügbare Verdichterdruckverhältnis des Abgasturboladers in diesem Be- triebszustand ermittelt. Das Kennfeld wird dabei für jeden Motortyp beispielsweise auf einen Prüfstand appliziert. Das Verdichterdruckverhältnis VPATLstat des Abgasturboladers wird dann einem Filter 36 zugeführt, vorzugsweise einem Tiefpassfilter mindestens zweiter Ordnung, welcher das zeit- liche Verhalten des Abgasturboladers nachbildet und somit aus dem stationären maximalen Verdichterdruckverhältnis des Abgasturboladers das aktuell maximal verfügbare Verdichter- druckverhältnis des Abgasturboladers VPATL ermittelt. Die Zeitkonstante bzw. die Zeitkonstanten des Filters 36 werden dabei aus einer Kennlinie 38 in Abhängigkeit der Motordreh- zahl ausgelesen, wobei mit steigender Motordrehzahl kleinere Zeitkonstanten und somit eine geringere Filterwirkung er- zeugt werden.

Anstelle eines Sollwertes für den Luftmassenstroms kann in anderen Ausführungen auch der gemessene Wert für den Luft- massenstrom zur Bildung des Druckverhältnisses über dem Ab- gasturbolader herangezogen werden. Ergebnis ist dann das tatsächlich erreichte, nicht wie oben das erreichbare Druck- verhältnis. Anstelle der Luftmassenwerte sind auch die ent- sprechenden Saugrohrdruckwerte oder Füllungswerte (Zylinder- füllung) geeignet.

Wesentlich ist nun, dass das Gesamtladedruckverhältnis, d. h. das Produkt aus dem Verdichterdruckverhältnis des Abgastur- boladers und dem des elektrischen Hilfsladers (EL) gleich dem Quotient aus einem Ladedruckwert zu einem Umgebungs- druckwert ist. Somit bestimmt sich das Verdichterdruckver-

hältnis des elektrischen Hilfsladers (EL) gemäß 40 nach Maß- gabe des aus dieser Randbedingung abgeleiteten Zusammenhang, nach dem das Verdichterdruckverhältnis VPEL des elektrischen Hilfsladers (EL) aus dem Quotienten des Solldrucks und dem Produkt des Umgebungsdrucks und dem Verdichterverhältnis des Abgasturboladers ermittelt wird. Anstelle des Umgebungs- drucks kann auch der Druck am Eintritt des ersten der beiden Lader in Strömungsrichtung verwendet werden.

Vorzugsweise wird der Umgebungsdruck durch eine Messeinrich- tung 42 ermittelt, während als Ladedruckwert ein Solllade- druck verwendet wird, der gemäß 44 beispielsweise im Rahmen der eingangs genannten Lösung abhängig vom Fahrerwunsch be- stimmt wird.

Das in 40 gebildete Verdichterdruckverhältnis des elektri- schen Hilfsladers VPEL stellt also einen Sollwert für das Verdichterdruckverhältnis dar. Dieser wird einem weiteren Kennfeld 46 zugeführt, welches das Verdichterkennfeld des elektrischen Hilfsladers (EL) darstellt. In diesem, eben- falls beispielsweise durch Prüfstandsmessungen ermittelten Kennfelds, wird abhängig vom Solldruckverhältnis des elek- trischen Hilfsladers (EL) die Solldrehzahl NELSOLL des Hilfsladers ermittelt. Dies erfolgt abhängig von dem wie oben berechneten Sollverdichterdruckverhältnisses des elek- trischen Hilfsladers (EL) und dem fahrerwunschabhängigen Luftmassensollstrom mlsoll. Abhängig von diesen Größen wird die Solldrehzahl ermittelt und einer Drehzahlregelung 48 zu- geführt. Diese bildet dann auf der Basis der Solldrehzahl und einer Istdrehzahl (beispielsweise durch Messung des Stromes durch den Motor ermittelt) Ansteuersignale für den Motor 22, welcher dann mit der vorgegebenen Solldrehzahl dreht.

In einer besonders vorteilhaften Ergänzung ist die Solldreh- zahl NELSOLL bzw. die Istdrehzahl des Motors 22 begrenzt, so dass eine vorgegebene Bordnetzspannung nicht unterschritten

wird. Dies bedeutet, dass, wenn die gemessene Bordnetzspan- nung einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, ein weite- res Ansteigen der Solldrehzahl oder der Istdrehzahl durch Begrenzen des entsprechenden Werts verhindert wird.

Als Überhitzungsschutz für den Motor des elektrischen Laders (EL) wird ergänzend die Einschaltdauer des elektrischen La- ders auf einen Maximalwert begrenzt. Nach Ablauf dieser Ma- ximalzeit wird bei Erreichen des Abschaltzeitpunktes der elektrische Hilfslader wieder abgeschaltet. Die Abschaltung erfolgt dabei in einem bevorzugtem Ausführungsbeispiel als rampenförmige Abregelung mit vorgegebener Steigung, d. h. es erfolgt eine Reduzierung der Solldrehzahl mit vorgegebener Steigung bis auf den Wert Null. Die oben erwähnte Maximal- zeit ist dabei in einem Ausführungsbeispiel betriebsgrößen- abhängig, insbesondere von der Aussentemperatur und/oder der Motortemperatur des elektrischen Hilfsladers und/oder der Ladebilanz der Batterie und/oder der Bordnetzspannung. Dabei ist der Maximalwert kleiner, je größer die Temperatur, je schlechter die Ladebilanz oder je niedriger die Bordnetz- spannung ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel stellt das in Figur 2 dar- gestellte Ablaufdiagramm dar. Auch dieses Ablaufdiagramm be- schreibt das Programm eines Mikrocomputers der Steuereinheit 28, wobei die einzelnen Blöcke Programme, Programmteile oder Programmschritte, die Verbindungslinien den Informations- fluss darstellen. Die bereits anhand Figur 1 erwähnten Ele- mente tragen in Figur 2 dieselben Bezugszeichen und weisen dieselbe Funktion auf.

Wesentlicher Unterschied zwischen den Vorgehensweisen der Figur 1 und der Figur 2 besteht-darin, dass bei der Bestim- mung des Verdichterdruckverhältnisses des Abgasturboladers bei der Ausführung der Figur 2 Größen in Abhängigkeit des Umgebungsdrucks Pu und der Abgastemperatur TABG eingesetzt werden. Zunächst bei der Vorgehensweise der Figur 2 wird der

stationär erreichbare Wert des Verdichterdruckverhältnisses VPATLSTATT im Kennfeld 102 in Abhängigkeit der Abgastempera- tur TABG, die beispielsweise mittels eines Sensors oder ei- nes Berechnungsmodells erfasst wird, und der Motordrehzahl nmot gebildet. Auch das Kennfeld 102 wird beispielsweise durch Prüfstandsmessungen ermittelt. Der stationäre Wert wird dann in der Multiplikationsstelle 100 mit einem Korrek- turwert korrigiert, welcher im Kennfeld 101 in Abhängigkeit der Motortemperatur und des Sollluftmassenstroms MLSOLL ge- bildet wird. Der Grund für diese Korrektur besteht in der Kopplung des Abgasturboladers und des elektrischen Hilfsla- ders, deren Wirkungen sich gegenseitig beeinflussen. Der korrigierte stationäre Wert des Verdichterverhältnisses des Abgasturboladers wird in einer weiteren Multiplikationsstufe 104 abhängig von einem weiteren Korrekturwert korrigiert.

Letzterer wird durch die Kennlinie 106 in Abhängigkeit des Umgebungsdrucks pu gebildet. Auch die Kennlinie 106 wird im Rahmen der Applikation ermittelt. Der auf diese Weise korri- gierte stationäre Verdichterdruckverhältniswert des Abga- sturboladers wird wie anhand Figur 1 beschrieben durch das Filter 36 in einen aktuellen Wert und durch die Umrechnung im Schritt 40 in einen Sollwert für das Verdichterdruckver- hältnis des elektrischen Hilfsladers (EL) umgerechnet. Letz- teres wird dann über das Kennfeld 46 in die Solldrehzahl um- gewandelt, die entsprechend der Darstellung anhand Figur 1 eingestellt wird.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel stellt das in Figur 3 dar- gestellte Ablaufdiagramm dar. Auch dieses Ablaufdiagramm be- schreibt das Programm eines Mikrocomputers der Steuereinheit 28, wobei die einzelnen Blöcke Programme, Programmteile oder Programmschritte, die Verbindungslinien den Informations- fluss darstellen.

In Figur 3 kennzeichnet 200 ein Kennfeld zur Ermittlung ei- nes aktuellen Verdichterdruckverhältnisses vpezv des elek- trischen Laders oder elektrischen Hilfsladers 16 in Abhän-

gigkeit einer Istdrehzahl nezv des elektrischen Laders 16 und eines Luftmassenistwertes ml bzw. eines Istwertes für die Luftströmung zur Brennkraftmaschine. In einem Multipli- kationsglied 205 wird das aktuelle Verdichterdruckverhältnis vpezv mit dem Ladedrucksollwert plsoll multipliziert, der wie beschrieben abhängig von Last, Motordrehzahl und einer Vielzahl von weiteren Parametern, wie Temperatur, Höhe bzw.

Umgebungsdruck pu, Klopfzustand, etc. ermittelt wird. An- schließend wird in einem Divisionsglied 210 das Produkt vpezv * plsoll durch einen Ladedruckistwert pvdkds divi- diert. Der Ladedruckistwert pvdkds wird dabei in Strömungs- richtung nach dem elektrischen Lader 16 und dem Abgasturbo- lader 14 bzw. vor der Drosselklappe mittels eines Drucksen- sors gemessen, kann aber auch modelliert werden. Am Ausgang des Divisionsgliedes 210 ergibt sich dann der der Sollwert VPEL für das Verdichterdruckverhältnis des elektrischen La- ders 16. Somit gilt : VPEL = vpezv * plsoll/pvdkds (1) Die Beziehung (1) läßt sich dabei aus der folgenden, zum Ausführungsbeispiel nach Figur 1 beschriebenen Beziehung herleiten : VPEL = plsoll/ (pu * VPATL) (2) Wenn der Eingangsdruck des Abgasturboladers 14 in guter Nä- herung der Umgebungsdruck pu ist, dann ist der einzustellen- de Ausgangsdruck des Abgasturboladers das Produkt aus dem Umgebungsdruck pu und dem aktuell maximal verfügbaren Ver- dichterdruckverhältnis VPATL des Abgasturboladers 14, also pu * VPATL. Dies ist dann der aktuell maximal verfügbare Eingangsdruck am elektrischen Lader 16. Anstelle des Umge- bungsdruckes pu kann auch ein modellierter oder gemessener Druck am Ausgang des Luftfilters 12 verwendet werden. Mit dem aktuellen Verdichterdruckverhältnis vpezv des elektri-

schen Laders 16 ergibt sich dann am Ausgang des elektrischen Laders 16 der Ladedruckistwert pvdkds als pvdkds = pu * VPATL * vpezv (3).

Die Beziehung (3) aufgelöst nach VPATL und eingesetzt in die Beziehung (2) ergibt die Beziehung (1).

Daraus folgt, dass gemäß dem Ausführungsbesipiel nach Figur 3 zur bedarfsgerechten Ansteuerung des elektrischen Laders 16 eine Information über den Beitrag des Abgasturboladers 14 zur Verdichtung allein nicht notwendig ist, vorausgesetzt, das aktuelle Verdichterdruckverhältnis vpezv und der Lade- druckistwert pvdkds stehen in der beschriebenen Weise als Meßgrößen zur Verfügung.

Daraus resultieren gegenüber der Ausführungsform nach Figur 1 weniger Rechenaufwand, ein geringerer Applikationsaufwand, ein schnelleres Ansprechverhalten des elektrischen Laders 16 und ein verbesserter Fahrkomfort, da zur Ermittlung des ein- zustellenden Verdichterdruckverhältnisses des elektrischen Laders 16 wie beschrieben die Istdrehzahl nezv des elektri- schen Laders 16 verwendet werden, die in der elektronischen Steuereinheit 28 durch Einlesen des entsprechenden Meßwertes bekannt ist, wobei die Drehzahlregelung 48 die Istdrehzahl nezv des elektrischen Laders 16 ohne Mehraufwand zur Verfü- gung stellt.

Das nach dem Divisionsglied 210 zur Verfügung stehende ein- zustellende Verdichterdruckverhältnis VPEL des elektrischen Laders 16 stellt also wie auch bei der Ausführungsform nach Figur 1 einen Sollwert für das Verdichterdruckverhältnis dar. Dieser wird wie zu Figur 1 beschrieben dem weiteren Kennfeld 46 zugeführt, welches das Verdichterkennfeld des elektrischen Hilfsladers 16 darstellt. In diesem, ebenfalls beispielsweise durch Prüfstandsmessungen ermittelten Kenn- felds, wird abhängig vom Solldruckverhältnis des elektri-

schen Laders 16 die Solldrehzahl NELSOLL des elektrischen Laders 16 ermittelt. Dies erfolgt abhängig von dem wie oben berechneten einzustellenden Verdichterdruckverhältnis VPEL des elektrischen Laders 16 und dem fahrerwunschabhängigen Luftmassensollstrom mlsoll. Abhängig von diesen Größen wird als Solldrehzahlwert die Solldrehzahl NELSOLL ermittelt und der Drehzahlregelung 48 zugeführt. Diese bildet dann auf der Basis der Solldrehzahl NELSOLL und einer Istdrehzahl, die beispielsweise durch Messung des Stromes durch den Motor 22 des elektrischen Laders 16 ermittelt werden kann, Ansteuer- signale für den Motor 22 des elektrischen Laders 16, welcher dann mit der vorgegebenen Solldrehzahl NELSOLL dreht.

Das Kennfeld 200 zur Ermittlung des aktuellen Verdichter- druckverhältnisses vpezv des elektrischen Laders 16 ist ge- genüber dem Verdichterkennfeld 46 invers im Hinblick auf die Eingangs-und Ausgangsgrößen Drehzahl des Motors 22 des elektrischen Laders 16 und Verdichterdruckverhältnis des elektrischen Laders 16.

Optional kann allgemein, also auch für jedes der drei oben beschriebenen Ausführungsbeispiele wie in Figur 3 darge- stellt ein Schalter 215 vorgesehen sein, über den je nach Schalterstellung als Solldrehzahlwert entweder die Solldreh- zahl NELSOLL oder eine Ruhedrehzahl NEZVLLS zur weiterlei- 9 tung an die Drehzahlregelung 48 ausgewählt wird.

Die Ruhedrehzahl NEZVLLS kann auch erst bei getretener Kupp- lung aktiviert werden.

Um die Bordnetzbelastung des Fahrzeugs gering zu halten und den elektrischen Lader 16 nur bedarfsgerecht hinzuzuschal- ten, kann es vorgesehen sein, den elektrischen Lader 16 ab- zuschalten, wenn die Motordrehzahl nmot der Brennkraftma- schine, die bspw. als Verbrennungsmotor ausgebildet sein kann, oberhalb einer ersten vorgegebenen Motordrehzahl 225 liegt.

Zusätzlich und um ein ständiges Aus-und Einschalten des elektrischen Laders 16 zu verhindern, kann es vorgesehen sein, dass der elektrische Lader 16 nach dem Abschalten wie- der eingeschaltet wird, wenn die Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine eine zweite vorgegebene Motordrehzahl 230 unterschreitet, die kleiner als die erste vorgegebene Mo- tordrehzahl 225 ist. Auf diese Weise kann eine Hysterese- funktion realisiert werden, wie sie in Figur 3 mit dem Be- zugszeichen 220 gekennzeichnet ist.

Für den Fall des Überschreitens der ersten vorgegebenen Mo- tordrehzahl 225 durch die Motordrehzahl nmot der Brennkraft- maschine wird ein Bit 235 gesetzt. Bei Unterschreiten der zweiten vorgegebenen Motordrehzahl 230 durch die Motordreh- zahl nmot der Brennkraftmaschine wird das Bit 235 zurückge- setzt. Ist das Bit 235 gesetzt, so wird der elektrische La- der 16 nicht benötigt und abgeschaltet. Der Schalter 215 wird dann in eine Schalterstellung gebracht, in der er die Ruhedrehzahl NEZVLLS als Solldrehzahlwert für den elektri- schen Lader 16 der Drehzahlregelung 48 zuführt. Ist das Bit 235 zurückgesetzt, so wird der elektrische Lader 16 benötigt und zugeschaltet. Der Schalter 215 wird dann in eine Schal- terstellung gebracht, in der er die Solldrehzahl NELSOLL als Solldrehzahlwert der Drehzahlregelung 48 zuführt.

Optional kann es weiterhin generell und damit auch für jedes der drei beschriebenen Ausführungsbeispiele vorgesehen sein, dass der Solldrehzahlwert des elektrischen Laders 16 mittels eines zweiten Filters 240, das beispielsweise als Tiefpass- filter ausgebildet sein soll, gefiltert wird. Dies ist unab- hängig von der Verwendung des Schalters 215. In Figur 3 wird beispielhaft dargestellt, dass dem Schalter 215 der Tiefpass 240 folgt, dem Tiefpass 240 somit als Solldrehzahlwert ent- weder die Ruhedrehzahl NEZVLLS oder die Solldrehzahl NELSOLL zugeführt wird.

Durch den Tiefpass 240 wird die Drehzahlregelung 48 gegen Schwingungen abgesichert. Die Zeitkonstante oder die Zeit- konstanten des Tiefpasses 240 können dabei in Abhängigkeit der Solldrehzahl NELSOLL gewählt werden, für den Fall, dass die Solldrehzahl NELSOLL der Drehzahlregelung 48 zugeführt werden soll. Im folgenden soll beispielhaft von einer einzi- gen Zeitkonstanten des Tiefpasses 240 ausgegangen werden.

Die Zeitkonstante kann mittels einer Kennlinie 245 in Abhän- gigkeit der Solldrehzahl NELSOLL gewählt werden. Dabei kann der Kennlinienverlauf beispielsweise derart vorgegeben sein, dass einer kleineren Solldrehzahl NELSOLL eine kleinere Zeitkonstante und einer größeren Solldrehzahl NELSOLL eine größere Zeitkonstante zugeordnet ist. Dies führt dazu, dass eine kleinere Solldrehzahl NELSOLL schneller und eine größe- re Solldrehzahl NELSOLL langsamer von der nach dem Tiefpass 240 folgenden Drehzahlregelung 48 eingestellt werden kann.

Dies führt bei größeren Solldrehzahlen NELSOLL nicht zu ei- nem abrupten Hochfahren des elektrischen Laders und damit zu einem größeren Fahrkomfort.

Alternativ oder zusätzlich könnten die Zeitkonstante oder die Zeitkonstanten des Tiefpasses 240 auch parameterabhängig bzw. kennfeldgesteuert beispielsweise in Abhängigkeit des Luftmassenistwertes ml und/oder der Motordrehzahl nezv des elektrischen Laders 16 eingestellt werden.

Optional kann es weiterhin generell und damit auch für jedes der drei beschriebenen Ausführungsbeispiele vorgesehen sein, dass eine Vorrichtung 250 zur Gradientenbildung einer Fahr- pedalstellung wped über der Zeit t vorgesehen ist. Der durch die Vorrichtung 250 gebildete Gradient wird einem Verglei- cher 255 zugeführt. Der Vergleicher 255 vergleicht den Gra- dienten mit einem vorgegebenen Wert GRWPEDEZV. Liegt der Gradient über dem vorgegebenen Wert GRWPEDEZV, dann wird als Solldrehzahlwert eine Maximaldrehzahl NEZVHIS für den elek- trischen Lader 16 eingestellt und entweder direkt oder wie

in Figur 3 über den Tiefpass 240 der Drehzahlregelung 48 zu- geführt.

Zusätzlich und wie in Figur 3 dargestellt kann es vorgesehen sein, die vom Gradienten der Fahrpedalstellung abhängige Solldrehzahlwertbildung mit der oben beschriebenen Hystere- sefunktion zu verknüpfen. Dabei wird einerseits der Ausgang des Vergleichers 255 und andererseits das Bit 235 auf ein UND-Gatter 260 geführt. Der Ausgang des Vergleichers 255 ist dabei gesetzt, wenn der Gradient der Fahrpedalstellung über dem vorgegebenen Wert GRWPEDEZV liegt.

Wenn nun also der Gradient der Fahrpedalstellung über dem vorgegebenen Wert GRWPEDEZV liegt und die Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine unter der ersten vorgegebenen Mo- tordrehzahl liegt, dann wird dem Tiefpass 240 die Maximald- rehzahl NEZVHIS als Solldrehzahlwert zugeführt. Auf diese Weise läßt sich bei einer sehr schnellen Momentenanforderung und ausgeschaltetem oder mit schwacher Drehzahl betriebenem elektrischem Lader 16 der elektrische Lader 16 in einem schnelleren Rechenraster vorgesteuert zum Hochlauf bringen, wodurch ein erheblicher Dynamikgewinn erzielt wird.

Die Berechnung des Ladedrucksollwertes plsoll erfolgt dabei über die Momentenstruktur der Motorsteuerung und benötigt eine dementsprechende Laufzeit. Weiterhin enthält der Be- rechnungsweg Funktionen wie z. B. die Lastschlagdämpfung, die zu einem verzögerten Aufbau des Ladedrucksollwertes plsoll führen, der deshalb gegenüber dem aus der Betätigung des Fahrpedals resultierenden Pedalsignal in Form des Gradienten der Fahrpedalstellung nacheilt.

Alternativ oder auch ergänzend könnten auch der Ladedruck- Sollwert plsoll und der Luftmassensollstrom mlsoll über eine Prädiktionsrechnung ermittelt werden. Durch eine solche Vor- hersage lässt sich der Drehzahlaufbau des elektrischen La- ders 16 ebenfalls vorsteuern bzw. schneller realisieren. Bei

der Prädiktionsrechnung kann beispielsweise die Differenz zwischen dem letzten und dem vorletzten Ladedruck-Sollwert bzw. Luftmassen-Sollstrom bestimmt und aufgrund dieser Dif- ferenz eine Extrapolation auf einen nachfolgenden Ladedruck- Sollwert bzw. Luftmassen-Sollstrom durchgeführt und somit eine Vorhersage realisiert werden.

Die anhand der obigen Ausführungsbeispiele beschriebene Er- findung gewährleistet eine präzise und zugleich bedarfsab- hängige Steuerung oder Regelung des elektrischen Laders 16 ohne unnötige Bordnetzbelastung und ohne Mehraufwand hin- sichtlich der erforderlichen Sensorik.

Wenn der Druck pvor vor dem elektrischen Lader 16 und der Druck pnach hinter dem elektrischen Lader 16 in Strömungs- richtung bekannt ist, beispielsweise durch Messung mittels je eines Drucksensors vor und nach dem elektrischen Lader 16, so kann durch Quotientenbildung pnach/pvor das aktuelle Verdichterdruckverhältnis vpezv = pnach/pvor des elektri- schen Laders 16 ermittelt werden. In diesem Fall kann ausge- hend vom Ausführungsbeispiel nach Figur 3 auf das Kennfeld 200 zur Ermittlung des aktuellen Verdichterdruckverhältnis- ses vpezv des elektrischen Laders 16 verzichtet werden.

Gemäß Figur 1 ist der elektrische Lader 16 dem Abgasturbola- der 14 nachgeschaltet. Die Reihenfolge der beiden Lader 14, 16 ist jedoch beliebig im Hinblick auf die erfindungsgemäße Regelung des Verdichterdruckverhältnisses des elektrischen Laders 16. Wenn jedoch entgegen der Darstellung nach Figur 1 der elektrische Lader 16 in Strömungsrichtung vor dem Abga- sturbolader 14 angeordnet ist, so ist dies aus thermodynami- scher Sicht für den elektrischen Lader 16 günstiger.