Aufladesystem für eine Brennkraftmaschine und Verfahren dafür Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Aufladesystem für eine Brennkraftmaschine und eine Antriebsvorrichtung, die insbesondere für einen Zusatzverdichter eines derartigen Aufladesystems geeignet ist, sowie ein Verfahren insbesondere zum Betreiben eines derartigen Aufladesystems.

Stand der Technik

Bei Dieselmotoren der neueren Generation erfolgt die Aufladung nahezu ausschließlich durch Turbolader. Dies dient einerseits der Steigerung der spezifischen Motorleistung und andererseits zur Kraftstoffeinsparung, indem ansonsten verlorengehende Abgasenthalpie genutzt wird. Unbefriedigend bei der Aufladung durch Turbolader ist jedoch deren transientes Ansprechverhalten, denn der Ladedruck benötigt typischerweise etwa 1 bis 3 Sekunden, da erst über ausreichend Abgas- Massenstrom und somit Turbinenleistung Ladedruck aufgebaut werden kann. Der Abgas- Massenstrom ist jedoch wiederum abhängig vom Ladedruck, so dass der Aufbau beider Größen in wechselseitigem Abhängigkeitsverhältnis zueinander steht und somit eine relativ langsame Dynamik entwickelt. Zudem ist während des Aufbaus die Kraftstoffeinspritzmenge begrenzt, da bei niedrigem Ladedruck weniger Luft in den Zylindern der Brennkraftmaschine vorhanden ist und mithin auch weniger Sauerstoff, der zur Verbrennung nutzbar ist. Dementsprechend ist die Motorleistung der Brennkraftmaschine während des Ladedruckaufbaus deutlich niedriger bemessen als die stationär erzielbare Motorleistung.

Aus der US 2003/0037546 AI ist ein hydraulischer Turbinenantrieb für einen Verdichter zur Verwendung in Verbrennungsmotoren bekannt. Dabei weist der Turbinenantrieb ein Turbinenrad mit Turbinenschaufelblättern auf. Konzentrisch zum Turbinenrad ist ein Außenring mit einer Vielzahl von darin ausgebildeten Düsen vorgesehen, um ein fluides Medium, das über einen Einlasskanal und einen Einlasshohlraum in die Düsen verteilt wird, beschleunigt auf die Turbinenschaufelblätter auftreffen zu lassen, was zur Rotation des Turbinenrads führt. Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist jedoch, dass der Turbinenantrieb lediglich für Drücke im Bereich um etwa 1500 psi, also in der Größenordnung von etwa 100 bar geeignet ist.

Vorteile der Erfindung

Das Aufladesystem mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass das transiente Verhalten von turboaufgeladenen Brennkraftmaschinen signifikant verbessert wird, indem ein von einem Hydraulikantrieb antreibbarer Zusatzverdichter dem Turbolader zuschaltbar zugeordnet ist, wobei der Hydraulikantrieb bei Betätigung mittels eines Hydraulikmediums seine hydraulische Antriebsenergie dem Zusatzverdichter mechanisch vermittelt, um den Zusatzverdichter dem Turbolader zuzuschalten. Dadurch ist vorteilhaft eine Erhöhung des von der Brennkraftmaschine transient oder auch stationär erzielbaren Drehmoments möglich. Außerdem lassen sich durch die vergleichsweise hohe Verdichtung der zugeführten Frischluft reduzierte Schadstoffemissionen bei gleichzeitig niedrigem Kraftstoffverbrauch erzielen.

Das erfindungsgemäße Aufladesystem eignet sich zur Anwendung insbesondere in Nutzfahrzeugen mit darin integral aufgenommener Hydraulikeinrichtung, wie beispielsweise in Baggern oder Radlagern oder dergleichen.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen.

Eine Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass der Zusatzverdichter in Strömungsrichtung der Frischluftgase gesehen dem Turbolader vorgeordnet ist. Dadurch arbeitet der Zusatzverdichter im zugeschalteten Zustand als Vorverdichterstufe. Eine andere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass der Zusatzverdichter in Strömungsrichtung dem Turbolader nachgeordnet ist, so dass der Zusatzverdichter im zugeschalteten Zustand als Nachverdichterstufe für die vom Turbolader kommende Luft arbeitet.

Um den Hydraulikantrieb zum Zuschalten des zugeordneten Zusatzverdichters betätigen zu können, ist eine Hydraulikpumpe mit dem Hydraulikantrieb über Ventilschaltmittel verbindbar. Die Hydraulikpumpe kann bei Anwendung des er- findungsgemäßen Aufladesystems in einem Nutzfahrzeug, wie z.B. einem Bagger oder Radlader, die schon vorhandene Hydraulikpumpe des Nutzfahrzeugs sein. Dazu können die Ventilschaltmittel wenigstens ein Ventil aufweisen, das in einer

Zuleitung zwischen der Hydraulikpumpe und dem Hydraulikantrieb angeordnet ist, um in seiner Sperrstellung die Zuleitung zum Hydraulikantrieb zu sperren und in seiner auf Durchlass geschalteten Stellung die Zuleitung freizugeben. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung weisen die Ventilschaltmittel wenigstens ein erstes und ein zweites Ventil auf, die in einer Zuleitung zwischen der Hydraulikpumpe und dem Hydraulikantrieb angeordnet sind, wobei die Ventilschaltmittel die Zuleitung zum Hydraulikantrieb freigeben, wenn beide Ventile auf Durchlass geschaltet sind, wohingegen die Zuleitung gesperrt ist, wenn beide Ventile in Sperrstellung geschaltet sind. Bevorzugt sind dabei die beiden

Ventile in Reihenschaltung in der Zuleitung angeordnet. Diese Ausführungsform eröffnet einen erweiterten Funktionsumfang, der insbesondere dann zum Tragen kommt, wenn gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ein Hydrospeicher vorgesehen ist, der über eine Hydraulikpumpe mit dem Hydraulikmedium befüllbar ist und welcher über die Ventilschaltmittel mit dem Hydraulikantrieb verbindbar ist.

Dazu verbindet das dem ersten Ventil in Strömungsrichtung nachgeordnete zweite Ventil in seiner Offenstellung den Hydrospeicher über wenigstens eine Leitung mit dem Hydraulikantrieb, wenn das erste Ventil in seine Sperrstellung geschaltet ist. Dadurch kann der Hydrospeicher bzw. Druckspeicher bei Bedarf, d.h. wenn eine transiente Lastanforderung besteht, innerhalb kurzer Zeit das gespeicherte

Hydraulikmedium an den Hydraulikantrieb abgeben, um mithin den Zusatzverdichter zuzuschalten bzw. zu aktivieren.

Um den Hydrospeicher während eines deaktivierten Zustands des Zusatzver- dichters mit dem Hydraulikmedium zu befüllen, ist gemäß einer weiterbildenden

Maßnahme vorgesehen, dass das erste Ventil in seiner Offenstellung die Hydraulikpumpe mit dem Hydrospeicher über wenigstens eine Leitung verbindet, wenn das zweite Ventil in seine Sperrstellung geschaltet ist. In seiner Sperrstellung stellt das zweite Ventil sicher, dass die Zufuhr des Hydraulikmediums zum Hydraulikantrieb während der Befüllung des Hydrospeichers blockiert ist. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem zwischen beiden Ventilen verlaufenden Leitungsabschnitt ein Rückschlagventil derart angeordnet ist, dass ein Rückfluss des Hydraulikmediums zur Hydraulikpumpe hin über das erste Ventil blockiert ist.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung, womit ein weitgehend automatisierter Betrieb des Zusatzverdichters und mithin des Aufladesystems möglich ist, besteht darin, dass eine Steuerungseinrichtung zum Erfassen des Betriebszustands des Aufladesystems und zum Steuern der Ventilschaltmittel vorgesehen ist, die dem Zusatzverdichter zugeordnet ist, um in Abhängigkeit vom erfassten

Betriebszustand des Aufladesystems die Ventilschaltmittel zu betätigen.

Gemäß einer weiterbildenden Maßnahme kann ein Getriebe zwischen dem Zusatzverdichter und dem Hydraulikantrieb angeordnet sein, um die Antriebsener- gie des Hydraulikantriebs dem Zusatzverdichter zu vermitteln. Ein Getriebe ist lediglich dann erforderlich, wenn sich die Drehzahlen des Hydraulikantriebs und des zugeordneten Zusatzverdichters voneinander unterscheiden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Hydraulikantrieb eine Turbine und wenigstens einen Injektor umfassen, welche derart zueinander angeordnet sind, dass ein vom Injektor erzeugbarer Strahl des Hydraulikmediums wenigstens ein Turbinenwirkelement der Turbine erfasst, um die Turbine anzutreiben. Durch die Kombination eines Injektors mit einer hydraulischen Turbine ist aufgrund der charakteristischen Eigenschaften des Injektors ein hoher Druckbereich in der Größenordnung von einigen kbar bei schnellen Taktzeiten erzielbar. Eine

Ausführungsform kann darin bestehen, dass der Hydraulikantrieb eine Pelton- Turbine umfasst, wobei die Turbinenwirkelemente als an einem Umfang eines Turbinenrads angeordnete Schaufelblätter ausgebildet sind und der vom Injektor erzeugbare Strahl etwa tangential auf den Umfang des Turbinenrads gerichtet ist, um nacheinander die Schaufelblätter zu erfassen. Dadurch ist ein schneller

Drehzahlaufbau in einem aus einem Injektor und einer Pelton-Turbine gebildeten Hydraulikantrieb möglich, da die Pelton-Turbine ein geringes Trägheitsmoment im Verhältnis zur Turbinenleistung aufweist. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der Hydraulikantrieb eine Tesla-Turbine umfassen, wobei die Turbi- nenwirkelemente als auf einer Turbinenachse eines Turbinenrads angeordnete und axial voneinander durch Schlitze beabstandete Scheiben ausgebildet sind und der vom Injektor erzeugbare Strahl etwa parallel zur Oberfläche wenigstens einer der Scheiben auf einen Außenrand der Scheiben gerichtet ist. Durch die Kombination eines Injektors mit einer Tesla-Turbine sind bei einem dadurch gebildeten hydraulischen Antrieb nochmals deutlich höhere Drehzahlen erzielbar.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass als Hydraulikmedium zum Betreiben des Hydraulikantriebs Diesel- Kraftstoff vorgesehen ist. Dadurch kann kostensparend statt einer Hydraulikpumpe für die Zufuhr des Hydraulikmediums eine ohnehin an einem Diesel-Verbrennungsmotor standard- mäßig vorhandene Diesel-Hochdruckpumpe verwendet werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Zusatzverdichter als Verdrängerlader ausgebildet sein. Da Verdrängerlader typischerweise durch ein relativ niedriges Antriebsdrehzahl-Niveau von etwa 5000 bis 10000 Umdrehungen pro Minute charakterisiert sind, kann der Hydraulikantrieb für den

Zusatzverdichter praktischerweise aus einem breiten Spektrum unterschiedlicher und serienverfügbarer Hydraulikmotortypen ausgewählt werden, wozu beispielsweise Axialkolbenmotoren, Radialkolbenmotoren, Außenzahnradmotoren, Innen- zahnradmotoren oder Flügelzellenmotoren zählen.

Ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der Zusatzverdichter als volu- metrischer Kompressor, vorzugsweise als Spirallader bzw. G-Lader ausgebildet, so lässt sich für einen derart ausgebildeten Zusatzverdichter ein schnelles Ansprechverhalten auch und gerade bei relativ niedrigen Drehzahlen erzielen, da Spirallader bzw. G-Lader zur Gruppe der Verdrängungslader zählen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Zusatzverdichter als Schraubenkompressor bzw. Rootskompressor realisiert sein, da derartige Kompressoren ebenfalls zur Gruppe der Verdrängungslader zählen und somit bei niedrigen Drehzahlen einen relativ hohen Wirkungsgrad erzielen.

Eine Antriebsvorrichtung, die insbesondere für einen Zusatzverdichter eines derartigen Aufladesystems geeignet ist, weist eine Turbine mit Turbinenwirkelemen- ten zur Aufnahme der kinetischen Energie eines Fluids auf. Dabei ist erfindungsgemäß wenigstens ein Injektor vorgesehen, welcher derart zur Turbine angeord- net ist, dass ein vom Injektor erzeugbarer Strahl des Fluids wenigstens eines der

Turbinenwirkelemente erfasst, um die Turbine anzutreiben. Im Unterschied zum Stand der Technik gemäß US 2003/0037546 AI ist durch die Kombination eines Injektors mit einer hydraulischen Turbine ein signifikant höherer Druckbereich bis zur Größenordnung von etwa 3000 bar bei sehr schnellen Taktzeiten erzielbar, da mit einem Injektor aufgrund seiner charakteristischen Eigenschaften ein schnelles Öffnen und Schließen möglich ist. Dadurch ist die erfindungsgemäße

Antriebsvorrichtung insbesondere als Hydraulikantrieb für einen Zusatzverdichter geeignet.

Eine Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung kann darin bestehen, dass die Turbi- ne als Pelton-Turbine ausgebildet ist, wobei die Turbinenwirkelemente als an einem Umfang eines Turbinenrads angeordnete Schaufelblätter ausgebildet sind und der vom Injektor erzeugbare Strahl etwa tangential auf den Umfang des Turbinenrads gerichtet ist, um nacheinander die Schaufelblätter zu erfassen. Da die Pelton-Turbine typischerweise eine extrem geringes Trägheitsmoment im Ver- hältnis zur erzielbaren Leistung aufweist, ist in Kombination mit den charakteristischen Eigenschaften des Injektors ein schneller Drehzahlaufbau in der Antriebsvorrichtung möglich.

Eine andere Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung kann darin bestehen, dass die Turbine als Tesla-Turbine ausgebildet ist, wobei die Turbinenwirkelemente als auf einer Turbinenachse eines Turbinenrads angeordnete und axial voneinander durch Schlitze beabstandete Scheiben ausgebildet sind und der vom Injektor erzeugbare Strahl etwa parallel zur Oberfläche wenigstens einer der Scheiben auf einen Außenrand der Scheiben gerichtet ist. Vorteilhaft sind durch die Kombination eines Injektors mit einer Tesla-Turbine sehr hohe Drehzahlen im

Vergleich zum technisch nutzbaren Drehzahlbereich einer Pelton-Turbine erzielbar. Zudem ist auch bei geringen Rotationsgeschwindigkeiten in der Nähe des Turbinenstillstands noch ein relativ hohes Drehmoment erzielbar. Das erfindungsgemäße Verfahren dient insbesondere zum Betreiben des

Aufladesystems und umfasst die folgenden Verfahrensschritte des Erfassens des aktuellen Betriebszustands, insbesondere des Ladedrucks des Aufladesystems, des Aktivierens des Zusatzverdichters in Abhängigkeit vom erfassten Betriebszustand des Aufladesystems, wobei der dem Zusatzverdichter zugeordnete Hyd- raulikantrieb durch Zuführen eines Hydraulikmediums betätigt wird, und des

Deaktivierens des Zusatzverdichters bei Erreichen oder Überschreiten eines vor- bestimmten Ladedruckniveaus im Aufladesystem, wobei der Hydraulikantrieb durch Absperren der Zufuhr des Hydraulikmediums zum Hydraulikantrieb abgeschaltet wird. Bevorzugt wird der Zusatzverdichter während der Ladedruckaufbauphase des Aufladesystems aktiviert.

Eine Verfahrensvariante kann darin bestehen, dass zum Aktivieren des Zusatzverdichters ein Durchgang von einer hydraulischen Pumpe zu dem Hydraulikantrieb freigegeben wird. Das dann von der hydraulischen Pumpe zum Hydraulikantrieb strömende Hydraulikmedium setzt den Hydraulikantrieb in Gang, welcher wiederum den angekoppelten Zusatzverdichter mitführt. Der dadurch aktivierte Zusatzverdichter verdichtet die ankommende Frischluft und unterstützt mithin den Turbolader beim Aufbau des Ladedrucks.

Gemäß einer alternativen Verfahrensvariante wird zum Aktivieren des Zusatzverdichters ein Durchgang von einem das Hydraulikmedium enthaltenden Hydro- speicher zum Hydraulikantrieb freigegeben.

Eine vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass im deaktivierten Zustand des Zusatzverdichters der Hydrospeicher mit dem Hydraulikmedium befüllt wird, indem ein Durchgang von der hydraulischen Pumpe zum Hydrospeicher freigegeben wird.

Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und in den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Letztere zeigen in stark schematisch gehaltenen Ansichten:

Fig. 1 ein Schema eines Zusatzverdichters mit einem hydraulischen Antrieb und einem dazwischen angeordneten Getriebe,

Fig. 2 ein Schema einer ersten Ausführungsform eines Aufladesystems für eine Brennkraftmaschine, wobei das Aufladesystem einen Luftfilter, einen Turbolader, einen Ladeluftkühler, eine Drosselklappe, einen Motorblock mit mehreren Zylindern umfasst, wobei der Zusatzverdichter mit einer zugehörigen Steuereinheit zuströmseitig dem Turbolader vorgeordnet ist, Fig. 3 ein Schema einer zweiten Ausführungsform des Aufladesystems, wobei der Zusatzverdichter mit der zugehörigen Steuereinheit abströmseitig dem Turbolader nachgeordnet ist,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Schaltungsanordnung für den hydraulischen Antrieb und den Zusatzverdichter mit einer Hydraulikpumpe und einem Wegeventil, wobei das Wegeventil in einer ersten Stellung eine Verbindungsleitung zwischen dem Hydraulikpumpe und dem hydraulischen Antrieb sperrt und in einer zweiten Stellung die Verbindungsleitung freigibt,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Schaltungsanordnung für den hydraulischen Antrieb und den Zusatzverdichter,

Fig. 6 ein Schema eines aus einer Pelton-Turbine und einem Magnetinjektor gebildeten hydraulischen Antriebs,

Fig. 7 eine Querschnittansicht des Zusatzverdichters zusammen mit dem aus Magnetinjektor und Pelton-Turbine gebildeten hydraulischen Antrieb von Fig. 6,

Fig. 8 eine teilweise im Schnitt gehaltene Ansicht des hydraulischen Antriebs von Fig. 7,

Fig. 9 ein Flussdiagramm mit den wesentlichen Verfahrensschritten einer ersten Ausführungsvariante eines Verfahrens zum Betreiben des Aufladesystems, und

Fig. 10 ein Flussdiagramm mit den wesentlichen Verfahrensschritten einer zweiten Ausführungsvariante des Verfahrens zum Betreiben des Aufladesystems.

Beschreibung der Ausführungsformen

Fig. 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen

Aufladesystems 10 für eine Brennkraftmaschine, wobei das Aufladesystem 10 einen Zusatzverdichter 11, einen Hydraulikantrieb 12 für den Zusatzverdichter 11 und ein zwischen Zusatzverdichter 11 und Hydraulikantrieb 12 angeordnetes Getriebe 13 aufweist. Der Zusatzverdichter 11 umfasst ein Verdichtergehäuse 11 ^' und ein darin aufgenommenes Verdichterrad 11 ^" , das von dem Hydraulikantrieb 12 über das zwischengeordnete Getriebe 13 angetrieben wird, um Frischluft ge- mäß Pfeil 14 anzusaugen, zu verdichten und die dann verdichtete Luft gemäß

Pfeil 15 einem - in der Figur nicht dargestellten - Turbolader zuzuführen. Der dem Zusatzverdichter zugeordnete Hydraulikantrieb 12 ist vorzugsweise als Hydraulikmotor, beispielsweise als Axialkolbenmotor, Außenzahnradmotor oder Flügelzellenmotor ausgebildet und wird mit einem hydraulischen Medium betrieben, welches über einen ersten Hydraulikanschluss 12 ^' zugeführt wird und über einen zweiten Hydraulikanschluss 12 ^" wieder abströmen kann. Das Getriebe kann als doppelstufiges Planetengetriebe ausgebildet sein, wodurch typische Übersetzungsverhältnisse im Bereich bis zu 1:10 möglich sind: Alternativ kann das Getriebe als Reibradgetriebe ausgebildet sein. Der Zusatzverdichter 11 dient zur Unterstützung eines Turboladers insbesondere bei transienten Vorgängen, indem der Zusatzverdichter Luft verdichtet, solange der Turbolader noch nicht Leistung in ausreichendem Maße erzeugen kann. Dazu kann der Zusatzverdichter als Radialverdichter ausgebildet sein. Alternativ kann der Zusatzverdichter vorteilhaft als volumetrischer Kompressor, z.B. als Spirallader ausgebildet sein; in diesem Fall ist ein zwischengeordnetes Getriebe verzichtbar, da der Zusatzverdichter und der Hydraulikantrieb etwa im gleichen Drehzahlbereich arbeiten. Spirallader zählen - wie dem Fachmann bekannt ist - zur Gruppe der

Verdrängerlader. Fig. 2 veranschaulicht schematisch eine erste Ausführungsform des

Aufladesystems 10. Das Aufladesystem 10 umfasst einen Turbolader 16, dessen Verdichterseite 16 ^' in einem Ansaugzweig 17 des Aufladesystems 10 aufgenommen ist. Die Turbinenseite 16 ^" des Turboladers 16 ist hingegen in einem Abgaszweig 18 aufgenommen, wobei die Verdichterseite 16 ^' und die Turbinen- seite 16 ^" über eine Welle 16 ^{" '} verbunden sind. Im Ansaugzweig 17 ist ein Ladeluftkühler 19 stromabwärts der Verdichterseite 16 ^' des Turboladers 16 angeordnet, um die von dem Turbolader komprimierte Luft herunterzukühlen, die dann über eine Drosselklappe 20, die stromabwärts des Ladeluftkühlers 19 angeordnet ist, in die Brennkraftmaschine 21 gelangt. Aus der Brennkraftmaschine 21 strömt das Abgas in den Abgaszweig 18. Ein Teil der Abgase wird über eine Abgasrückführungsleitung 18 ^' , in welcher ein Abgaskühler 22 mit nachgeordnetem Abgasrückführventil 22 ^' angeordnet ist, abgezweigt und wieder dem Eingang der Brennkraftmaschine 21 zugeführt. Optional ist ein Nebenleitung 27 vorgesehen, die parallel zum Abgaskühler 22 angeordnet ist, wobei in der Nebenleitung 27 ein Ventil 27 ^' eingangsseitig aufgenommen ist, mit dem die Nebenleitung 27 geöffnet oder blockiert werden kann. Der überwiegende Teil der Abgase gelangt im Abgaszweig 18 zur Turbinenseite 16 ^" des Turboladers 16, wobei eine parallel zur Turbinenseite 16 ^" verlaufende Wastegate- Leitung mittels eines darin eingangsseitig aufgenommenen Wastegate-Ventils 23 geöffnet oder gesperrt werden kann. Die durch die Turbinenseite 16 ^" abströmenden Abgase treiben über die Welle 16 ^{" '} die Verdichterseite 16 ^' des Turboladers 16 an. Im Ansaugzweig 17 ist der Zusatzverdichter 11 vorgesehen, der stromaufwärts der Verdichterseite 16 ^' des Turboladers 16, also in Strömungsrichtung der Frischluft gesehen vor diesem angeordnet ist, wobei der Zusatzverdichter 11 mittels des - in Fig. 2 nicht dargestellten - Hydraulikantriebs angetrieben wird. Stromaufwärts des Zusatz- Verdichters 11 ist einlassseitig im Ansaugzweig 17 ein Luftfilter 24 angeordnet.

Die durch den Luftfilter 24 strömende Frischluft gelangt einerseits zum Zusatzverdichter 11 und andererseits zu einer parallel zum Zusatzverdichter 11 verlaufenden Bypassleitung 25, in der ein Bypassventil 25 ^' aufgenommen ist. Das Aufladesystem 10 wird nun so gesteuert, dass der Zusatzverdichter 11 während des Ladedruckauf baus betrieben wird, wobei das Bypassventil 25 ^' in seine

Sperrstellung geschaltet wird und dadurch die Bypassleitung 25 blockiert und nach Erreichen eines vorbestimmten Ladedrucks der Zusatz Verdichter 11 wieder abgeschaltet wird, wobei das Bypassventil 25 ^' in seine Offenstellung geschaltet wird, in welcher die Bypassleitung 25 geöffnet ist und dadurch die aus dem Luft- filter 24 ankommende Frischluft um den Zusatzverdichter 11 herumgelenkt wird, um Strömungsverluste durch Drosseleffekte zu vermeiden. Der Übersichtlichkeit wegen umfasst in Fig. 2 das mit Bezugszeichen 11 bezeichnete Element nicht nur den Zusatzverdichter, sondern auch den zugeordneten Hydraulikantrieb sowie - sofern erforderlich - ein zwischengeordnetes Getriebe. Dabei sind für die Zufuhr bzw. Abfuhr eines Hydraulikmediums Hydraulikanschlüsse 11-1 und 11-2 vorgesehen, die den Hydraulikantrieb des Zusatzverdichters mit einer hydraulischen Pumpe verbinden. Zur Steuerung des Zusatzverdichters 11 und des zugeordneten Hydraulikantriebs ist eine Steuerungseinrichtung 26 vorgesehen, die über eine elektrische Signalleitung 26 ^' mit dem Zusatzverdichter und dem Hyd- raulikantrieb über - nachfolgend noch zu erläuternde - Ventilschaltmittel elektronisch verbunden ist. Außerdem ist die Steuerungseinrichtung 26 elektronisch an Sensoren angeschlossen, um den jeweils aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 21 und des Aufladesystems 10, insbesondere den Ladedruck, zu erfassen.

Fig. 3 veranschaulicht schematisch das Aufladesystem 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform, die sich von der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass der Zusatzverdichter 11 in Strömungsrichtung der Frischluft gesehen stromabwärts der Verdichterseite 16 ^' des Turboladers 16 im Ansaugzweig 17 angeordnet ist. Hinsichtlich der übrigen Details der Ausführungsform von Fig. 3 wird auf die Ausführungen zur Ausführungsform von Fig. 2 verwiesen. Dabei bezeichnen in Fig. 3 gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente wie in Fig. 2. Der Übersichtlichkeit wegen um- fasst in Fig. 3 das mit Bezugszeichen 11 bezeichnete Element nicht nur den Zusatzverdichter, sondern auch den zugeordneten Hydraulikantrieb sowie - sofern erforderlich - ein zwischengeordnetes Getriebe. Der Turbolader 16 ist mit seiner Verdichterseite 16 ^' in Strömungsrichtung der Frischluft gesehen abwärts des Luftfilters 24 im Ansaugzweig 17 angeordnet. Der Ladeluftkühler 19 ist unmittelbar hinter der Verdichterseite 16 ^' des Turboladers angeordnet. Dem Ladeluftkühler 19 ist in Strömungsrichtung der Frischluft gesehen der Zusatzverdichter 11 mit der dazu parallel verlaufenden Bypassleitung 25 nachgeschaltet, in welcher das Bypassventil 25 ^' aufgenommen ist. Nach dem Zusatzverdichter 11 ist vor der Eingangsseite der Brennkraftmaschine 21 die Drosselklappe 20 angeordnet. In dieser zweiten Ausführungsform arbeitet der Zusatzverdichter 11 mithin in nachverdichtender Funktion. Zur Steuerung des Zusatzverdichters 11 und des zugeordneten Hydraulikantriebs sowie der übrigen Komponenten des

Aufladesystems gemäß der zweiten Ausführungsform dient die Steuerungseinrichtung 26, welche hierbei im Wesentlichen die gleichen Funktionen wie bei der ersten Ausführungsform ausübt. So öffnet die Steuerungseinrichtung 26 bei deaktiviertem Zusatzverdichter 11 das Bypassventil 25 ^' , um die ankommende Luft über die Bypassleitung 25 um den Zusatzverdichter 11 zur Vermeidung von Strömungsverlusten herumzuführen.

Das erfindungsgemäße Aufladesystem ist nicht nur für Wastegate- Konfigurationen geeignet, sondern auch für andere Konfigurationen wie z.B. variable Turbinengeometrien. Fig. 4 zeigt stark schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung eines hydraulischen Teils des erfindungsgemäßen Aufladesystems. Dabei ist dem Zusatzverdichter 11 ein Hydraulikantrieb 12 zugeordnet, welcher den Zusatzverdichter 11 antreibt. Um den Hydraulikantrieb 12 mit einem Hydraulikmedi- um, z.B. Öl, zu versorgen, ist eine Hydraulikpumpe 30 vorgesehen, die saugsei- tig an einen Tank 34 mit dem Hydraulikmedium angeschlossen ist und beispielsweise als Zahnrad- oder Axialkolbenpumpe mit festem oder variablem Verdrängungsvolumen ausgebildet sein kann. Ein Ventil 31, das als Mehrwegeventil ausgebildet und von der - in Fig. 4 nicht dargestellten - Steuerungseinrichtung 26 elektrisch ansteuerbar ist, ist in einer hydraulischen Zuleitung 32 aufgenommen, welche von der Hydraulikpumpe 30 zum Hydraulikantrieb 12 führt. In seiner ersten Stellung sperrt das Ventil 31 den Durchgang von der Hydraulikpumpe 30 zum Hydraulikantrieb 12, indem das Ventil 31 einen sich zwischen der Hydraulikpumpe 30 und dem Ventil 31 erstreckenden Leitungsabschnitt der Zuleitung 32 mit einer Leitung 33 verbindet, welche vom Ventil 31 zu dem Tank 34 führt. Dadurch gelangt in dieser Stellung des Ventils 31 das aus der Hydraulikpumpe kommende Hydraulikmedium wieder zurück in den Tank 34. In seiner zweiten Stellung gibt das Ventil 31 einen Durchgang von der Hydraulikpumpe 30 zum Hydraulikantrieb 12 frei, indem das Ventil 31 den sich zwischen der Hydraulikpumpe 30 und dem Ventil 31 erstreckenden Leitungsabschnitt der Zuleitung 32 von der Leitung 33 trennt und stattdessen diesen Leitungsabschnitt mit einem zwischen dem Ventil 31 und dem Hydraulikantrieb verlaufenden Leitungsabschnitt der Zuleitung 32 verbindet. Über den dadurch hergestellten Durchgang kann die Hydraulikpumpe 30 den Hydraulikantrieb 12 mit dem Hydraulikmedium versorgen. Die Ansteue- rung des Ventils 31 erfolgt mittels der Steuerungseinrichtung 26 dabei so, dass das Ventil 31 nur während des aktiven Betriebs des Zusatzverdichters 11 in seine zweite Stellung geschaltet ist, in welcher der Durchgang von der Hydraulikpumpe 30 zum Hydraulikantrieb 12 freigegeben ist, und während des deaktivierten Zustands des Zusatzverdichters 11 in seiner ersten Stellung, also Sperrstel- lung, geschaltet bleibt.

Fig. 5 zeigt stark schematisch ein - gegenüber Fig. 4 - abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung des hydraulischen Teils des erfindungsgemäßen Aufladesystems. Diese Abwandlung unterscheidet sich von der in Fig. 4 dargestellten Variante im Wesentlichen dadurch, dass anstelle des Ventils 31 (Fig. 4) ein Ventilblock 40 mit zusätzlichen Funktionen vorgesehen ist, um mittels eines Hydrospeichers bzw. Druckspeichers 49 den Hydraulikantrieb 12 während der aktiven Phase des Zusatzverdichters 11 mit dem Hydraulikmedium versorgen zu können. Dazu umfasst der Ventilblock 40 zwei Ventile 41, 42, welche als elektrisch ansteuerbare Wegeventile, im bevorzugten Ausführungsbei- spiel als Magnetventile, ausgebildet sind, und ferner ein Drucksensor 43, ein

Druckbegrenzungsventil 44 und ein Rückschlagventil 45. Dabei bezeichnen in Fig. 5 gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente bzw. Komponenten wie in Fig. 4. Die Ventile 41, 42 sind in der von der hydraulischen Pumpe 30 zum Hydraulikantrieb 12 führenden hydraulischen Zuleitung 32 in Strömungsrich- tung gesehen hintereinander, d.h. in Reihenschaltung angeordnet aufgenommen.

In seiner ersten Stellung sperrt das erste Ventil 41 den Durchgang von der Hydraulikpumpe 30 zum zweiten Ventil 42 und somit zum Hydraulikantrieb 12, indem das Ventil 41 einen sich zwischen der Hydraulikpumpe 30 und dem ersten Ventil 41 erstreckenden ersten Leitungsabschnitt der Zuleitung 32 mit einer Leitung 33 verbindet, welche vom ersten Ventil 41 zum Tank 34 führt. In seiner zweiten Stellung öffnet das erste Ventil 41 einen Durchgang zum zweiten Ventil 42, indem das erste Ventil 41 den ersten Leitungsabschnitt der Zuleitung 32 mit ihrem zweiten Leitungsabschnitt verbindet, welcher sich zwischen dem ersten Ventil 41 und dem zweiten Ventil 42 erstreckt. Ist dabei das zweite Ventil 42 in seiner ersten Stellung, also in seiner Sperrstellung, so ist der Durchgang zum Hydraulikantrieb

12 abgesperrt. Aufgrund der Offenstellung des ersten Ventils 41 und der Sperrstellung des zweiten Ventils 42 ist jedoch ein Durchgang zum Hydrospeicher 49 freigegeben, da eine von dem zweiten Leitungsabschnitt der Zuleitung 32 abzweigende Leitung 46 an eine Leitung 47 angeschlossen ist, welche zum Hydro- Speicher 49 führt. Dadurch kann in diesem Schaltzustand des Ventilblocks 40 die

Hydraulikpumpe 30 den Hydrospeicher 49 mit dem Hydraulikmedium befüllen. In seiner zweiten Stellung gibt das Ventil 42 bei Offenstellung des ersten Ventils 41 den Durchgang von der Hydraulikpumpe 30 zum Hydraulikantrieb 12 frei, indem es den zweiten Leitungsabschnitt der Zuleitung mit einem dritten Leitungsab- schnitt verbindet, der sich zwischen dem zweiten Ventil 42 und dem Hydraulikantrieb 12 erstreckt. In Offenstellung des zweiten Ventils 42 und bei Sperrstellung des ersten Ventils 41 kann jedoch der Hydrospeicher 49 den Hydraulikantrieb 12 mit dem Hydraulikmedium versorgen, da die Leitungen 46 und 47 über das geöffnete zweite Ventil 42 mit dem dritten Leitungsabschnitt der Zuleitung 32 ver- bunden sind. Das Druckbegrenzungsventil 44 ist in der Leitung 47 aufgenommen und dient dadurch zum Absichern des zulässigen Maximaldrucks für den Hydro- speicher 49 und den Hydraulikantrieb 12. Der an die Leitung 47 angekoppelte Drucksensor 43 dient zur Druckerfassung in den Leitungen 46 und 47 und übermittelt die entsprechenden Messdaten an die - nicht dargestellte - Steuerungseinrichtung 26; bei Erreichen einer vorbestimmten Druckschwelle wird das Druckbegrenzungsventil 44 aktiviert, das dann öffnet, um den Hydrospeicher 49 zu entlasten und aus dem Hydrospeicher 49 eine gewisse Menge des Hydraulikmediums zum Tank 34 über die Leitung 47 abzuführen, bis der Druck unter die vorbestimmte Druckschwelle fällt. Das zwischen den beiden Ventilen 41, 42 im zweiten Leitungsabschnitt der Zuleitung 32 aufgenommene Rückschlagventil 45 ist in Förderrichtung gesehen der Leitung 46 vorgeordnet und verhindert dadurch einen Rückfluss des Hydraulikmediums zur Hydraulikpumpe 30. Die Steuerung bzw. das Zusammenspiel der einzelnen Elemente bzw. Komponenten in Fig. 5 erfolgt mittels der - in Fig. 5 nicht dargestellten - Steuerungseinrichtung 26 derart, dass der Hydrospeicher 49 befüllt wird, wenn der Hydroantrieb 12 eine aus- reichende oder überschüssige Leistung für den Betrieb des Zusatzverdichters 11 bereitstellen kann. Die Entladung des Hydrospeichers 49 erfolgt hingegen dann, wenn eine transiente Last an den Zusatzverdichter 11 abzugeben ist.

Fig. 6 zeigt in einer Schnittansicht eine Realisierung des Hydraulikantriebs, wel- eher insbesondere zum Antrieb des Zusatzverdichters 11 geeignet und aus einem Injektor 50 und einer Pelton-Turbine 51 gebildet ist. Ein derartiger Injektor wird üblicherweise in Dieselmotoren verwendet, um Kraftstoff in den Motorbrennraum einzuspritzen, während eine Pelton-Turbine typischerweise in Wasserkraftwerken stationär betrieben zur Energiegewinnung zum Einsatz kommt, in- dem die Druck- und Geschwindigkeitsenergie von Wasser in der Pelton-Turbine in Rotationsenergie umgewandelt wird, die dann mittels eines Generators in elektrische Energie umgesetzt wird. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind der Injektor 50 und die Pelton-Turbine 51 so zueinander positioniert, dass das austrittsseitige Injektorende der Pelton-Turbine 51 zugewandt und die

Injektorlängsachse 50 ^" , entlang welcher sich eine Injektordruckkammer erstreckt, etwa tangential zum Umfang der Pelton-Turbine 51 ausgerichtet ist, so dass ein von dem Injektor 50 erzeugter und am Injektorende über eine dort aufgenommene Injektornadel austretender Fluid-Strahl 50 ^' ein jeweils oberstes und dem Fluid-Strahl 50 ^' zugewandtes Turbinenschaufelblatt 52 der Turbine 51 er- fasst und dadurch die Schaufelanordnung der Turbine 51 um deren Turbinendrehachse 53 in Bewegung versetzt. Dazu wird das Fluid, das z.B. Wasser, Dieselkraftstoff, Hydrauliköl oder dergleichen sein kann, unter hohem Druck in den Injektor eingespeist und am austritts- seitigen bzw. spritzlochseitigen Injektorende unter Druckentspannung stark beschleunigt, wobei der Fluid-Strahl 50 ^' gebildet wird, der dann nacheinander auf die am Umfang der Turbine angeordneten Schaufelblätter 52 auftrifft. Der Injektor 50 erfüllt dabei einerseits die Funktion der Strahlbildung und andererseits eine Ventil- Funktion des An- und Ausschaltens der Turbine und mithin des Hydraulikantriebs. Indem der Injektor 50 aufgrund seiner charakteristischen Eigenschaften relativ schnell öffnen und schließen kann, ist eine hohe Dynamik bei Ein- und Ausschaltvorgängen der Pelton-Turbine 51 erzielbar. Ferner sind durch getaktete Ansteuerung des Injektors 50 mittlere Lasten erzeugbar, da mit Injektoren der neueren Generation sehr hohe Drücke im Druckbereich bis zu 3 kbar und sehr schnelle Taktzeiten erzielbar sind. Da die Pelton-Turbine 51 typischerweise ein äußerst geringes Trägheitsmoment im Verhältnis zu ihrer Leistung aufweist, ist zusammen mit den charakteristischen Injektoreigenschaften ein schneller Drehzahlaufbau in der Turbine 51 möglich, was sich unterstützend auf dynamische Vorgänge auswirkt. Eine Effizienzsteigerung der erfindungsgemäßen Anordnung aus Injektor 50 und Pelton-Turbine 51 ist erzielbar, indem im Turbinenraum ein Unterdruck erzeugt wird, da sich geringere Verluste in der Turbine 51 aufgrund unerwünschtem Abbremsen des Fluid-Strahls in Luft ergeben.

Fig. 7 zeigt in einer zu Fig. 1 analogen Ansicht den Zusatzverdichter 11 zusammen mit einer Ausführungsform des Hydraulikantriebs 12 als Teil des erfindungsgemäßen Aufladesystems, wobei der Hydraulikantrieb 12 für den Zusatzverdichter 11 durch die den Injektor 50 und die Pelton-Turbine 51 umfassende Anordnung gemäß Fig. 6 realisiert ist. Vorteilhaft ergibt sich durch die erfindungsgemäße Kombination eines Injektors 50 mit einer Pelton-Turbine 51 unter Ausnutzung des niedrigen Trägheitsmoments der Pelton-Turbine 51 und der schnellen Strahlbildung mittels des Injektors 50 ein schnelles Ansprechverhalten des Zusatzverdichters, wodurch hohe Drehzahlen der Pelton-Turbine und mithin des Hydraulikantriebs 12 möglich sind, so dass ein Getriebe zwischen Zusatzverdichter 11 und Hydraulikantrieb 12 verzichtbar ist.

Fig. 8 veranschaulicht den Hydraulikantrieb von Fig. 7, wobei ein erster Hydrau- likanschluss 12 ^' zum Zuführen des fluiden Hydraulikmittels dient und am Injektor vorgesehen ist, während ein zweiter Hydraulikanschluss 12 ^" zum Rückführen des fluiden Hydraulikmittels dient und endseitig an einer Rückführleitung 54 der Pelton-Turbine 51 vorgesehen ist. Eine abgewandelte Ausführungsform der Anordnung von Fig. 7 und 8 besteht darin, dass als Turbine eine Tesla-Turbine verwendet wird, welche von einem Injektor angetrieben wird. Dazu ist der Injektor bezüglich der Tesla-Turbine derart angeordnet, dass ein an seinem austrittsseitigen Injektorende erzeugter Fluid-Strahl auf einen Einlass am Außenrand von auf einer Turbinenachse der Tesla-Turbine angeordneten und axial voneinander beabstandeten kreisförmigen Scheiben auftrifft, die als Turbinenwirkelemente dienen und in an sich bekannter Weise durch Schlitze voneinander getrennt sind. Beim Durchqueren der Schlitze überträgt der vom Injektor erzeugte Fluid-Strahl seine kinetische Energie auf die jeweiligen Oberflächen der Scheiben, wodurch die letzteren gemäß dem an sich bekannten Wirkprinzip der Tesla-Turbine in eine Rotationsbewegung um ihre Dreh- bzw.

Turbinenachse versetzt werden. Der nach und nach abgebremste Fluid-Strahl tritt schließlich über einen Auslass in der Nähe der Drehachse wieder aus der Tesla-Turbine aus. Vorteilhaft sind durch die erfindungsgemäße Kombination eines Injektors mit einer Tesla-Turbine sehr hohe Drehzahlen im Vergleich zum technisch nutzbaren Drehzahlbereich bei Verwendung einer Pelton-Turbine erzielbar. Dadurch eignet sich ein durch eine derartige Kombination gebildeter hydraulischer Antrieb für einen naturgemäß mit hohen Drehzahlen arbeitenden Zusatzverdichter. Fig. 9 zeigt ein im Ganzen mit 100 bezeichnetes Flussdiagramm mit den wesentlichen Verfahrensschritten einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, das in der Steuerungseinrichtung 26 implementiert ist und zum Betreiben des Aufladesystems 10, d.h. dem Zusammenspiel der einzelnen Komponenten des Aufladesystems dient. Die erste Ausführungsform des Verfahrens korrespondiert mit der Schaltungsanordnung von Fig. 4. In einem ersten Verfahrensschritt 110 wird mittels der Steuerungseinrichtung 26 der aktuelle Betriebszustand des Aufladesystems 10, insbesondere der Ladedruck laufend erfasst und ausgewertet bzw. analysiert. Erkennt dabei die Steuerungseinrichtung 26 anhand der erfassten und ausgewerteten Messdaten, dass eine Ladedruckauf- bauphase vorliegt, so wird in einem sich daran anschließenden Verfahrensschritt

120 der Zusatzverdichter 11 aktiviert bzw. zugeschaltet, indem dazu die Steue- rungseinrichtung 26 den Hydraulikantrieb 12 für den Zusatzverdichter 11 betätigt, d.h. die Steuerungseinrichtung 26 steuert elektrisch die Ventilschaltmittel 31 an, worauf der Durchgang von der Hydraulikpumpe 30 zum Hydraulikantrieb 12 für das Hydraulikmittel über die Zuleitung 32 freigegeben wird. Das zum Hydraulik- antrieb 12 strömende Hydraulikmittel setzt dann den Hydraulikantrieb 12 in

Gang, welcher wiederum den Zusatzverdichter 11 antreibt. In einem weiteren Verfahrensschritt 130 prüft die Steuerungseinrichtung 26 laufend, ob ein vorbestimmter Ladedruck erreicht ist. Dazu wird ein Vergleich der laufend erfassten Ladedruckmessdaten mit dem vorbestimmten Ladedruckniveau durchgeführt. Ergibt dieser Vergleichsschritt 130, dass das vorbestimmte Ladedruckniveau erreicht oder gar überschritten ist, so erfolgt in einem unmittelbar darauf folgenden Verfahrensschritt 140, die Deaktivierung bzw. Abschaltung des Zusatzverdichters 11, indem die Steuerungseinrichtung 26 die Ventilschaltmittel 31 so ansteuert, dass der Durchgang von der Hydraulikpumpe 30 zum Hydraulikantrieb 12 für das Hydraulikmittel abgesperrt wird, worauf der Hydraulikantrieb 12 und mithin der

Zusatzverdichter 11 abschalten. Anschließend erfolgt ein Rücksprung zu Schritt 110. Ergibt jedoch der Vergleichsschritt 130, dass das vorbestimmte Ladedruckniveau noch nicht erreicht ist, so wird - während die Leitung für den Betrieb des Zusatzverdichters 11 weiter offengehalten wird - solange abgewartet, bis das vorbestimmte Ladedruckniveau erreicht wird.

Das vorbestimmte Ladedruckniveau kann gemäß einem Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit von dem Frischluft- bzw. Gasmassenstrom durch den Zusatzverdichter, von der zuströmseitig vor dem Zusatzverdichter erfassten Gas- Eintrittstemperatur und von dem zuströmseitig vor dem Zusatzverdichter erfassten Gasdruck berechnet werden, um den Zusatzverdichter bei Erreichen seiner Stopfgrenze bzw. seines konstruktionsbedingt maximal von ihm bewältigbaren Volumenstroms oder seiner maximal zulässigen Drehzahl abschalten zu können. In einem solchen Fall wird das vorbestimmte Ladedruckniveau als dynamische Größe ermittelt.

Fig. 10 zeigt ein im Ganzen mit 200 bezeichnetes Flussdiagramm mit den wesentlichen Verfahrensschritten einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, das in der Steuerungseinrichtung 26 implementiert ist und zum Betreiben des Aufladesystems 10, d.h. dem Zusammenspiel der einzelnen

Komponenten des Aufladesystems dient. Die zweite Ausführungsform des Ver- fahrens korrespondiert mit der Schaltungsanordnung von Fig. 5. In einem ersten Verfahrensschritt 210 wird mittels der Steuerungseinrichtung 26 der aktuelle Betriebszustand des Aufladesystems, insbesondere der Ladedruck mittels eines Drucksensors, der im Ansauzweig zwischen Bypass und Brennkraftmaschine angeordnet ist, laufend erfasst und ausgewertet bzw. analysiert. Erkennt dabei die Steuerungseinrichtung 26 anhand der erfassten und ausgewerteten Messdaten, dass eine Ladedruckaufbauphase vorliegt, so wird in einem sich daran anschließenden Verfahrensschritt 220 der Zusatzverdichter 11 aktiviert bzw. zugeschaltet; dabei prüft die Steuerungseinrichtung 26 zunächst, ob der Hydrospei- eher 49 ausreichend mit dem Hydraulikmittel befüllt ist; bei positivem Resultat der

Prüfung steuert die Steuerungseinrichtung 26 die Ventile 41, 42 des Ventilblocks 40 so an, dass das erste Ventil in seine Sperrstellung und das zweite Ventil 42 in seine Offenstellung schaltet, wodurch ein Durchgang von dem Hydrospeicher 49 zum Hydraulikantrieb 12 freigegeben wird. Bei negativem Resultat der Prüfung, d.h. wenn der Hydrospeicher nicht ausreichend gefüllt oder leer ist, erfolgt die

Ansteuerung der Ventile 41, 42 derart, dass sowohl das erste Ventil 41 als auch das zweite Ventil 42 in Offen- bzw. Durchlassstellung schalten, so dass ein Durchgang von der Hydraulikpumpe zum Hydraulikantrieb freigegeben wird; zugleich wird von der Steuerungseinrichtung ein - in Fig. 5 nicht dargestelltes - Ventil, das bevorzugt Teil des Hydrospeichers oder dem Hydrospeicher, z.B. in

Leitung 46, vorgeordnet sein kann, in Sperrstellung geschaltet, um den Hydrospeicher von dem freigeschalteten Durchgang fluidisch abzukoppeln. In beiden Fällen strömt dann das Hydraulikmittel zum Hydraulikantrieb 12, worauf sich der Hydraulikantrieb 12 in Gang setzt und den Zusatzverdichter 11 antreibt. In einem weiteren Verfahrensschritt 230 prüft die Steuerungseinrichtung 26 laufend, ob ein vorbestimmter Ladedruck erreicht ist. Dazu wird ein Vergleich der laufend erfassten Ladedruckmessdaten mit dem vorbestimmten Ladedruckniveau durchgeführt. Ergibt dieser Vergleichsschritt 230, dass das vorbestimmte Ladedruckniveau erreicht oder gar überschritten ist, so erfolgt in einem unmittelbar darauf folgenden Verfahrensschritt 240 die Deaktivierung bzw. Abschaltung des Zusatzverdichters

11, indem die Steuerungseinrichtung 26 die Ventile 41, 42 des Ventilblocks 40 so ansteuert, dass der Durchgang für das Hydraulikmittel zum Hydraulikantrieb 12 abgesperrt wird, worauf der Hydraulikantrieb 12 und mithin der Zusatzverdichter 11 abschalten. In einem folgenden Schritt 250 wird der Hydrospeicher 49 befüllt, indem die Steuerungseinrichtung 26 das erste Ventil 41 offenhält und das zweite

Ventil 42 sperrt und gegebenenfalls das - in Fig. 5 nicht dargestellte - Ventil des Hydrospeichers in Offenstellung schaltet. Anschließend erfolgt ein Rücksprung zu Schritt 210. Ergibt jedoch der Vergleichsschritt 230, dass das vorbestimmte Ladedruckniveau noch nicht erreicht ist, so wird - während die Leitung für den Betrieb des Zusatzverdichters weiter offengehalten wird - solange abgewartet, bis das vorbestimmte Ladedruckniveau erreicht wird.

Zusammenfassend ist bei einem Aufladesystem 10 mit einem Turbolader für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, dass ein von einem Hydraulikantrieb 12 antreibbarer Zusatzverdichter 11 dem Turbolader 16 zuschaltbar zugeordnet ist, wobei der Hydraulikantrieb 12 bei Betätigung mittels eines Hydraulikmediums seine hydraulische Antriebsenergie dem Zusatzverdichter 11 mechanisch vermittelt, um den Zusatzverdichter 11 dem Turbolader 16 zuzuschalten. Eine Steuerungseinrichtung 26 dient zum Erfassen des Betriebszustands des

Aufladesystems 10 und zum Steuern der Ventilschaltmittel 31 bzw. 40, 41, 42, wobei die Steuerungseinrichtung 26 dem Zusatzverdichter 11 bzw. dem Hydraulikantrieb 12 zugeordnet ist, um in Abhängigkeit vom erfassten Betriebszustand des Aufladesystems 10 die Ventilschaltmittel zu betätigen. Zum Zuschalten bzw. Aktivieren des Zusatzverdichters 11 wird mittels der Ventilschaltmittel ein Durchgang von der hydraulischen Pumpe 30 zu dem Hydraulikantrieb oder ein Durchgang von dem das Hydraulikmedium enthaltenden Hydrospeicher 49 zum Hydraulikantrieb freigegeben. Der Zusatzverdichter 11 wird bevorzugt während der Ladedruckaufbauphase des Aufladesystems 10 aktiviert.