Stand der Technik Bei mechanischen Ladem besteht eine mechanische Kopplung zwischen Lader und der Kurbelwelle der Verbrennungskrafhnaschine. Die erforderliche Verdichtungsleistung eines mechanischen Laders wird folglich von der Leistung der Verbrennungskraftmaschine ab- gezweigt. Bei den ferner als Laders eingesetzten Abgasturboladern wird die zur Verdich- tung der Luft erforderliche Verdichtungsleistung aus dem Abgas der VerbremtmgskraR- maschine gewonnen. Es besteht eine strömungstecbmsche Kopplung zwischen der Ver- brennungsloraftmaschine, d. h. deren auslasstrakt und dem Turbinenlaufrad des Abgastur- boladers, welches seinerseits die Verdichterstufe des Abgasturboladers im Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine antreibt. Bei Druckwellenladern, die einen elektrischen An- trieb zur besseren individuellen Ansteuerung in allen Betriebspunkten der Verbrennungs- kraftmaschine aufweisen können, wird die zur Verdichtung der zur Verbrennung erforder- lichen Luft nötige Verdichterleistung ebenfalls aus dem Abgas der Verbreimungskraftma- schine gewonnen. Bei Druckwellenladem ist neben der strömungstechnischen Kopplung des Laders an die Verbrennungskraßmaschine auch eine mechanische Kopplung des Druckwellenladers mit der Verbreimungskraftmaschine erforderlich.

Mit den erwähnten Aufladeeinrichtungen lässt sich grundsätzlich das Drehmoment kleine- rer Verbrennungsltraftmaschinen auf das Drehmomentniveau von Verbrennungskraftma- schinen mit größerem Hubraum anheben. Abgasturbolader bieten durch den höheren ef- fektiven Mitteldruck und durch Nutzung der Energie des Abgasstromes der Verbremmngs- kraftmaschine zudem deutliche Verbrauchsvorteile. Abgasturbolader sind jedoch trotz aller Weiterentwicldung, wie z. B. einer optimierten Ladergröße und der Entwicklung variabler Schaufelradgeometrien, nach wie vor mit dem Nachteil behaftet, dass in den hinsichtlich des Ladedruckes kritischen Drehzahlbereichen unterhalb von 2000 min' aufgrund eines nicht ausreichenden Abgasstromes der Verbrennungslcrafmaschine, das sogenannte"Tur- bo-Loch"auftritt. In diesem Drehzahlbereich der Verbrennungskraftmaschine lässt sich eine Drehmomenterhöhung der Verbrennungskraftmaschine mittels eines Abgasturboladers nur bedingt erreichen.

DE 32 25 389 Al hat eine Vorrichtung zum Antrieb von Hilfsaggregaten in Kraftfahrzeu- gen zum Gegenstand. Als Antriebsmittel kommt ein Verbrennungsmotor zum Einsatz, bei dem in die Wirkverbindung zwischen Verbrennungsmotor und anzutreibenden Hilfsaggre- gaten ein zwei-oder melzrstufiges Getriebe geschaltet ist. Das zwei-oder mehrstufige Ge- triebe bewirkt eine automatische drehzahlabhängige Umschaltung derart, dass die Hilfsag- gregate mit eingeschränktem Drehzahlbereich an die Drehzahl der Verbrennumgskraftma- schine gekoppelt werden können. Die Hilfsaggregate werden zusätzlich durch eine im Ab- gaskanal der Verbrennungsb-anmaschine angeordnete Turbine angetrieben. Durch entspre- chende Vorwahl der Übersetzung des zwei-oder mehrstufigen Getriebes, wird die über- schüssige, von der Turbine erzeugte und für den Antrieb der Hilfsaggregate nicht benötigte Leistung dem Verbrennungsmotor wieder zugeführt. Die Turbine im Abgaskanal der Ver- brennungskraftmaschine treibt einen Generator an, dem ein Elektromotor über einen Lei- stungssteller nachgeschaltet ist. Über eine dem Elektromotor zugeordnete Riemenscheibe wird der Antrieb der Hilfsaggregate unterstützt. Bei höheren Drehzahlen kann demnach die elektrische Maschine im Generatorbetrieb betrieben werden und nicht genutzte Energie des Abgasstromes in das Bordnetz des Kraftfahrzeugs einspeisen.

Ein Nachteil der aus DE 32 25 389 AI bekannten Lösung liegt darin, dass sehr hohe forderungen an das Beschleunigungsvermögen der elektrischen Maschine gestellt werden.

Daraus rührt eine kurzzeitige sehr hohe elektrische Leistungsaufnahme, die zu einem ent- sprechenden Spannungseinbruch im Bordnetz des Fahrzeuges fühlt <BR> <BR> Es sind femer elektrisch betreibbare Ladeluftverdichter bekannt, zum Anschluss an eine Brennloraftmaschine, welche einen Elektromotor mit einem Stator und einen Rotor zum Antrieb des Verdichterrades des Ladeluftverdichtes umfassen. Das Verdichterrad ist in

einem mit wenigstens einem Lufteinlass und einem Luftauslass versehenen Verdichterrad- gehäuse angeordnet. Der Lufteinlass und der Luftauslass sind über einen im Verdichterge- häuse verlaufenden Strömungskanal miteinander verbunden. Durch Drehung des Verdich- terrades in einem Verdichtungsabschnitt des Strörnungskanales wird eine Verdichtung der Ladeluft erzielt. Der Ladeluftverdichter ist derart ausgebildet, dass das Verdichterrad in dem Verdichtergehäuse aus einer Arbeitsposition in eine Ruheposition und zurück ver- schiebbar ist, wobei das Verdichterrad bei einer Verschiebung in die Ruheposition wenig- stens teilweise aus dem Verdichtungsabschnitt entfernt werden kann.

Eine weitere Entwicklungstendenz verläuft dahingehend, dass Turbinenteil und Verdich- terteil eines Abgasturboladers mit einem elektrischen Antrieb starr verbunden werden kön- nen und während der Beschleunigungsphase eine Unterstützung des Antriebes des Abga- sturboladers durch den Elektromotor erfolgt. Ladedruckaufbau und mOtordynamik lassen sich zwar verbessern, jedoch beinhaltet dieser Ansatz mehrere Nachteile. Während der Be- schleunigungsphase der Verbrelvzungslcraftmaschine müssen sowohl der Turbinenteil als auch der Verdichterteil beschleunigt werden, obwohl in dieser Betriebsphase der Verbren- nungskraftmaschine primär nur der schnelle Hochlauf des Verdichienades gewünscht wird.

Da beide Teile, d. h. Turbinenteil und Verdichterteil des Abgasturboladers beschleunigt werden müssen, ist folglich das Massenträgheitsmoment größer, so dass die Antriebslei- stung des elektrischen Antriebes entsprechend höher ausgelegt werden muss. Ein weiterer Nachteil dieses Ansatzes ist darin zu erblicken, dass bei starrer Kopplung von Turbinenteil und Verdichterteil des Abgasturboladers mit dem elektrischen Antrieb im stabilisierten Betrieb, d. h. wenn das turbinenseitige Druckgefalle für einen gewünschten Aufladegrad am Verdichter ausreichend ist, der elektrische Abtrieb weiter betrieben oder mitgeschleppt werden muss. Sowohl das Weiterbetreiben des elektrischen Antriebes als auch dessen mit- schleppen sind aus Gründen höherer Antriebsleistungen bzw. Ladedruckbeeinträchtigungen aus erhöhten Schleppmomenten jedoch höchst unerwünscht. Zur UmgelaLng dieser Nach- teile wird auch der Weg bescbritten, ein zusätzliches Verdichterrad mit separatem elektri- schem Antrieb (Turboverdichter) als Bvpasslösung in den Luftpfad, d. h. den Ansaugtrakt der Verbrennungslcraftnaschine zu integrieren. Dieser Ansatz beinhaltet allerdings einen erheblichen Zusatz und Kostenaufwand, ferner erfordert diese Lösung weiteren Bauraum, der jedoch nur in begrenztem Maße zur Verfügung stehet.

Darstellung der Erfindung Die crßndungsgemäß vorgeschlagene Lösung verwirklicht eine Verbindung zwischen dem Verdichterteil des Abgasturboladers und einem Zusatzantrieb, welche nur im Bedarfsfälle, d. h. innerhalb eines kritischen Drehzahlbereiches der VerbrennungskraRmaschinc wirlc-

sam ist. Der Zusatzantrieb, z. B. ausgebildet als elektrischer Antrieb, ist mit dem Abgastur- bolader über eine Freilaufeinrichtung und eine Überholkupplung verbunden. Freilaufein- richtung und Überholkupplung sind in den Verdichterteil des Abgasturboladers integriert.

Damit ist es möglich, dass in unkritischen Betriebspunkten, d. h. hoher Drehzahl des Tur- binenlaufrades des Abgasturboladers und greifender Freilaufsperre im Verdichterteil, der Zusatzantrieb über eine Trennkupplung vom Verdichterteil getrennt werden kann. Es ist demnach keine starre Verbindung zwischen dem Turbinenteil und dem Verdichterteil des Abgasturboladers vorgesehen. Mit dieser Lösung lässt sich der Verdichterteil des Abga- sturboladers optional, d. h. in ladedruckschwachen Kennfeldbereichen durch den Zusatz- antrieb unterstützen. Dieser kann je nach Bedarf über die Kupplung zugeschaltet bzw. ab- geworfen werden, so dass erhöhte Schleppmomente, die. aus Gründen höherer Antriebslei- stungen bei stark gekoppelten Abgasturboladersystemen auftreten, vermieden werden kön- nen. Ferner lässt sich durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung erreichen, dass Ladedmckbeeinträchtigungen aufgrund erhöhter Schleppmomente ausbleiben.

Dies eröffnet die Möglichkeit, nur das Verdichterlaufrad in ladedruckschwachen Drehzahl- bereichen der Verbrennungskraßmaschine durch den elektrischen Zusatzantrieb zu unter- stützen, in welcher der Abgasstrom der Verbrennungskraftmaschine nicht ausreichend ist, um über den Turbinenteil des Abgasturboladers eine für eine Ladedruckerhöhung ausrei- chende Verdichterleistung bereitzustellen. Dieser, als"Turbo-Loch"bekannte Drehzahlbe- reich einer Verbrennungskraftmaschine mit Abgasturbolader, liegt in einem hinsichtlich des aufgebauten Ladedruckes kritischen Drehzahlbereich einer Verbrennungskraftmaschine unterhalb von 2000 min-1.

Die eine optional Kopplung zwischen Verdichterteil und Zusatzantrieb ermöglichende Kupplung erlaubt es, den elektrischen Zusatzantrieb je nach Leistungsbedarf des Verdich- terlaufrades des Abgasturboladers zuzuschalten bzw. als Last betraclltet, abzuwerfen. Die Kupplung, die zwischen dem Turbinenteil und dem Verdichterteil des Abgasturboladers auf der Lagerwelle. angeordnet ist, kann z. E3 als Lamellenkupplung oder auch als elektro- magnetische Kupplung ausgebildet werden, die darüber hinaus SynciTronisationsfunIdionen übernehmen können.

Insbesondere bietet die erfmdungsgemäß vorgeschlagene Lösung die Möglichkeit, nur den Verdichterteil des Abgasturboladers mit einem Zusatzantrieb zu beschleunigen, so dass im Vergleich zu den Lösungen des Standes der Technik aufgrund des geringeren Massenträg- heitsmomentes nur des Verdichterteiles des Abgasturboladers die Antriebsleistung des elektrischen Zusatzantriebes entsprechend gering verbesserte Motordynamik auch im kritischen Drehsahlbereich einer Verbrennungskraß-

maschine mit Abgasturbolader einstellt. Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung eines lediglich den Verdichterteil eines Abgasturboladers im Bedarfsfall antreibenden elektrischen Antriebes kann der Einsatz eines separaten elektrischen Turboverdichters im Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine umgangen werden. Es können die damit ein- hergehende Nutzung kostbaren Bauraumes und die damit einhergehenden Kosten einge- spart werden.

Zeichnung Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.

Es zeigt : Figur I eine schematisch dargestellte Verbrennungskraftmaschine mit Abgastur- bolader und dessen Verdichterteil bedarfsweise antreibenden Zusatzan- trieb, Figur 2 eine Darstellung des Verdichterteiles des Abgasturboladers und des Zu- satzantriebes in vergrößertem Maßstab und Figur 3 ein Ladedruck-/Drehzahl-Diagramm einer Verbrenrungslbrafimaschine mit Abgasturbolader, dessen Verdichterteil mit einem Zusatzantrieb ver- bindba ist.

AüsfShnmgsvarianten Figur 1 ist eine schematisch dargestellte Verbennungskraftmaschine mit Abgasturbolader entnehmbar, dessen verdichterteil mit einem bedarfsweise zuschaltbaren Zusatzantrieb verbunden werden kann.

Frischluft-angedeutet durch den auf einem Frischlufteinlass 1 zuweisenden Pfeil-wird durch ein Ansaugrohr 3 im Ansaugtralct 2 einer Verbrennungskraftmaschine 10 angesaugt.

Im Ansaugrohr 3 ist an einer Querschnittserweiterung des Ansaugrohres 3 ein Verdichter- teil 5 eines Abgasturboladers 4-hier nur schematisch angedeutet-angeordnet. Auslasssei- tig des Verdichterteiles 5 des Abgasturboladers 4 schließt sich ein Ansaugrohrabschnitt 8 an, in welchen die über den Verdichterteil 5 vorverdichtete Ansaugluß eintritt. Zur Absen- kung der bei der Verdichtung der Frischluft auftretenden Temperaturerhöhung wird die den Ansaugrohrabschnitt 8 passierende vorverdichttete Frischluft durch einen Ladeluftkühler 9

geleitet, um die vorverdichtete Frischluft abzukühlen, was hinsichtlich der Zylinderfüllung der einzelnen Zylinder der Verbrennungskraftmaschine günstig ist. Die den Ladeluftkühler 9 verlassende vorverdichtete Frischluft tritt an einem Einlass 11 in einen Brennraum 12 der Verbrennungskraftmaschine 10 ein, der einerseits durch eine hier nur schematisch ange- deutete Zylinderwandung 13 und die Stirnfläche eines Kolbens 14 begrenzt wird. Je höher die vorverdichtete Frischluft verdichtet ist, eine umso bessere Füllmg des Brennraumes 12 der Verbrennungskraftmaschine lässt sich erreichen. Bei der Verbrennungskraftrnaschine 10 kann es sich sowohl um eine fremdgezündete, als auch um eine selbstzündende mehr- zylinchige Verbrennungskraftmaschine handeln, die sowohl für Anwendungen an Kraft- fahrzeugen wie auch für Anwendungen an Nutzfahrzeugen zum Einsatz kommt. Der Kol- ben 14 ist über ein angelenktes Pleuel 15 mit einer hier nicht dargestellten ICurbelwelle verbunden, die innerhalb eines Kurbelgehäuses 16 im unteren Bereich der Verbrennungs- kraftmaschine rotiert und die Auf-bzw. Abwärtsbewegung des Kolbens 14 in eine Dreh- bewegung umwandelt.

Das den Brennraum 12 über einen Auslass 17 verlassende Abgas strömt in einen Abgaska- nal 18, in welchem analog zum Ansaugrohr 3 eine Querschnittserweiterung ausgebildet ist, die ein Gehäuse für einen Turbinenteil 6 des Abgasturboladers 4 bildet. Der Turbinenteil 6 des Abgasturboladers ist mit dem Verdichterteil 5 des Abgasturboladers über eine Lader- welle 7 verbunden. Die Laderwelle 7 durchsetzt eine Trennwand 20,. welche den Ansaug- trakt 2 vom Abgaskanal 18 der Verbrennungskraftmaschine 10 trennt. Das eingangsseitig über den Abgaskanal 18 in den Turbinenteil 6 des Abgasturboladers 4 eintretende Abgas verlässt den Turbinenteil 6 in radialer Richtung, um in einen Schalldämpfer 19 abzuströ- men. Bei der Passage des Turbinenteiles 6 wird dem Abgasstrom, der den Brennraum 12 der Verbremmngskrafhnaschine 10 auslassseitig verlässt Energie entzogen, die in kineti- sche Energie umgewandelt wird und zum Antrieb des Verdichterteiles 5 des Abgasturbola- ders 4 im Ansaugtakt 2 der Verbrennungskraftmaschine 10 dient.

Das in der schematischen Darstellung gemäß Figur 1 dargestellte Verdichterteil 5 des Ab- gash¢boladers 4 ist über ein Antriebswelle 25 mit einer einen Rotor und einen Stator um- fassenden insbesondere als elektrische Maschine ausgebildeten autarken Zusatzantrieb 24 gekoppelt. Über den Zusatzantrieb 24, welcher bevorzugt als elektrischer Antrieb ausgebil- det ist, kann das Verdichterteil 5 des Abgastllrboladers 4 unabhängig vom Turbinenteil 6 des Abgasturboladers 4 angetrieben wird, wenn das auslassseitig in den Abgaskanal 18 eintretende Abgasvolumen nicht ausreichend ist, um den Turbinenteil 6 des Abgasturbola- ders 4 derart anzutreiben, dass über den Verdichterteil 5 des Abgasturboladers 4 eins genXi- gende Ladedruckerhöhung erzielt werden kann. Dies tritt bei VerbreRnungskrafbmaschinen

mit Abgasturboladern innerhalb eines hinsichtlich der. Ladedruckentwicklung kritischen Drehzahlbereiches unterhalb einer Drehzahl von unterhalb 2000 min-1 auf.

Figur 2 zeigt eine Darstellung des Verdichterteilantriebes des Abgasturboladers und die Kopplungsstelle des Verdichterteiles des Abgasturboladers mit einem autarken Zusatzan- trieb in vergrößertem Maßstab.

Figur 2 ist entnehmbar, dass der Turbinenteil 6 eines Abgasturboladers ein Turbinenlaufrad 21 umfasst, welches drehfest mit Laderwelle 7 verbunden ist. Der als Verdichterlaufrad 23 ausgebildete Verdichterteil 5 des Abgasturboladers 4 ist gegenüber dem Turbinenlaufrad 21 des Turbinenteils 6 des Abgasturboladers 4 liegend, aufgenommen. Das Verdichterlauf- rad 23 umfasst eine Ausnehmung 22, in welcher eine Freilaufeinrichtung 29 aufgenommen ist. Die Freilauieinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass in Ringnuten 34 an der Um- faiigsfläche der Ausnehmung 22 scheibenförmige Elemente 31 und 32 eingelassen werden können, zwischen denen als Rollen ausgebildete Freilaufelemente 30 angeordnet werden.

Die Freilaufeinrichtung 29 ermöglicht einen Antrieb des als Verdichterlauirad 23 ausgebil- deten Verdichterteiles 5 des Abgasturboladers 4, wobei nur das Verdichterlaufrad 23 ange- trieben wird. Der Antrieb des Verdichterlaufrades 23 erfolgt über einen Zusatzantrieb 24, der bevorzugt als eine elektrische Maschine ausgebildet ist, die über eine Antriebswelle 25 <BR> <BR> <BR> auf das Verdichterlaufrad 23 einwirkt. Dadurch, dass nur das Verdichterlaufrad 23 des Ab- gasturboladers 4 über den bevorzugt als elektrischen Zusatzantrieb ausgebildeten Antrieb 24 angetrieben wird, ist das Massenträgheitsmoment, welches auf den als elektrischen An- trieb ausgebildeten Zusatzantrieb 24 einwirkt :, wesentlich geringer gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen, bei denen sowohl das Turbine311auErad 21 des Turbinenteiles 6 als auch das Verdichterlaufrad 23 des Abgasturboladers 4 gemeinsam über einen elektrischen Zusatzantrieb angetrieben werden. Demzufolge ist mit der in Figur 2 dargestellten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung eine ge- ringere Antriebsleistung an der als elektrischen Antrieb ausgebildeten Zusatzantriebsem- richtung 24 erzielbar. Demzufolge baut die eingesetzte elektrische Maschine 24 wesentlich kleiner, da irar geringere Massenträgheitsmomente während der Beschleunigungsphase auftreten.

Darüber hinaus ist der Darstellung gemäß Figur 2 entnehmbar, dass zwischen den dem elektrischen Zusatzantrieb 24 zuweisenden Ende der Laderwelle 7 und der Antriebswelle 25 der elektrischen Maschine 24 eine Kupplung 26 angeordnet ist. Die Hupphmg 26 um- fasst eine antriebsseitige Kupplungsfläche 27, die mit der Antriebswelle 24 des autarken, elektrischen Zusatzantriebs 24 verbunden ist une eine abtriebsseitige Kupplungsfläche 28, die an einer Stirnseite der Laderwelle 7 des Abgasturboladers 4 ausgebildet sein Die

Kupplung 26 wirkt als Überholkupplung. Falls die Verbrennungskraftmaschine einen un- kritischen Betriebspunkt erreicht hat, d. h. aufgrund eines ausreichenden Abgasstromes liegt die Turbinendrehzahl hoch, greift die in Figur 2 dargestellte Freilaufsperre 29 und die elektrische Maschine 24 kann über die Kupplung 26 vom Verdichterteil 5 abgeworfen wer- den. Somit wirkt der elektrische Zusatzantrieb 24 nicht über Schleppmomente auf das durch den Abgasstrom angetriebene Turbinenteil 6 des Abgasturboladers 4 zurück. Der hinsichtlich des Turbinenteiles 6 wirkende Freilauf 29 erlaubt hingegen, bei nicht ausrei- chendem Abgasstrom im Abgastrakt der Verbrennungskraftmaschine demzufolge nur un- zureichende Antriebsleistung des Turbinenteiles 6, das Verdichterteil 5 unabhängig vom Turbinenteil 6 über den elektrischen Zusatzantrieb 24 arzutreiben. In diesem Fall wirkt die Kupplung 26 nicht als Überholkupplung sondern als Einkopplungsstelle für den elektri- schen Zusatzantrieb 24, welcher erlaubt, das Verdichterteil aufgrund der Wirkung des Freilaufes 29 unabhängig von der Drehzahl des Turbinenteiles 6 des Abgasturboladers 4 anzutreiben. Somit kann der elektrische Zusatzantrieb 24 bedarfsgerecht über die Kupplung 26 abgeworfen bzw. zugeschaltet werden. Bei Zuschaltung des elektrischen Zusatzantrie- bes 24 aufgrund nicht ausreichender Drehzahl des Turbinenteiles 6 des Abgasturboladers 4 wirkt die Kupplung als Antriebskupplung auf das Verdichterlaufrad 23, wohingegen auf- grund der Wirkung des im Verdichterlaufrad 23 integrierten Freilaufes 29 bei ausreichen- der Turbinendrehzahl und wirksamer Sperre des Freilaufes 29, der elektrische Zusatzan- trieb 24 abgeworfen wird ; in diesem Falle ist die Kupplung 26 unwirksam.

Mit der in Figur 2 dargestellten Lösung lässt sich eine starre Verbindung zwischen Turbi- nenteil 6 und Verdichterteil 5 eines Abgasturboladers 4 vermeiden. Das Verdichterlaufrad 23 des Verdichterteiles 5 des Abgasturboladers 4 sitzt auf der Laderwelle 7 unter Zwi- schenschaltung einer Freilaufeinrichtung 29, wobei an der Laderwelle 7 eine als Ubelhol- kupplung bildende Kupplung 26 ausgebildet ist.

Durch die gewählte Lösung kann das Verdichterrad 23 des Abgasturboladers nur optional, d. h. in den Laderdruck schwachen Kennfeldbereichen innerhalb eines kritischen Drehzahi- bereiches 44 (vergleiche Figur 3) der Verbrennungskraftma. schine 10 des autarken elektri- schen Zusatzantiebes 24 angetrieben werden.

Figur 3 zeigt ein Ladedruck-/Drehzahldiagramm einer Verbrennungskraftmaschine mit Abgasturbolader, dessen Verdichterteil mit einem elektrischen Zusatzantrieb ausgerüstet ist.

Aus der Darstellung gemäß Figur 3 geht hervor, dass der autarke, bevorzugt als elektrischer Zusatzantrieb ausgebildete Antrieb 24 unterhalb eines kritischen Drehzahlbereiciies 44 der

Verbrennungslcraftmaschine 10 zu einem Zeitpunkt 40 eingeschaltet wird. Dieser Ein- schaltzeitpunkt 40 liegt in bezug auf das Erreichen eines unteren kritischen Drehzahlwer- tes, im vorliegenden Beispiel etwa l O00 min~l tm1 einen zeitlichen Vorlauf 48 nach vorne verlegt. Die gesamte Einschaltdauer 42 des elektrischen, autarken Zusatzantriebes 24 ist durch die Einschaltdauer 42 gegeben, welche sich vom Einschaltzeitpunkt 40 des elektri- schen Zusatzantriebes bis zu dessen Ausschaltzeitpunkt 41 bei Erreichen einer oberen Drehzahlschwelle des kritischen Drehzahlbereiches 44 der Verbrennungskraftmaschine 10 erstreckt. Im in Figur 3 dargestellten Beispiel liegt der hinsichtlich einer ausreichenden Ladedr-uckentwicklung kritische Drehzahlbereich unterhalb einer Drehzahl von 2000 mit-.

Innerhalb dieses kritischen Drehzahlbereiches 44, welcher in der Regel einem Teillastbe- reich der Verbrennungskraftmaschine 10 mit Abgasturbolader 4 entspricht, ist ein erster Ladedruclcverlauf 45 zugeordnet. Aufgrund des im Teillastbereich der Verbrennungskraft- maschine 10 geringen Abgasvolumenstromes, reicht die zum Antrieb des Turbinenteiles 6 des Abgasturboladers 4 zur Verfügung stehende kinetische Energie des Abgases nicht dazu aus, den Verdichterteil 5, 23 des Abgasturboladers 4 so anzutreiben, das dieser im An- saugtrakt 2 der Verbrennungslcraftmaschine 10 für eine ausreichende Ladedruckerhöhung sorgen kann. Es kommt in diesen Drehzahlbereich, der dem kritischen DrehzaM. bereich 44 der Verbrennungskrafbmaschine 10 entspricht, zum Auftreten des sogenannten"Turbo- Loches".

Durch Zuschalten des elektrischen Zusatzantriebes 24, der nur den Verdichterteil 5,23 des Abgasturboladers 4 antreibt, lässt sich eine Ladedruckerhöhung im Ansaugtrakt 2 der Ver- brennungskraftmaschiine 10 entsprechend des zweiten Ladedruckverlaufes, der durch Be- zugszeichen 46 in Figur 3 gekennzeichnet ist, erreichen. Der schraffierte Bereich, stellt den Ladedruckzuwächs 47 dar, der aufgrund des Zuschaltens des Verdichterteiles 5,23 des Abgasturboladers 4 im Ansaugtralct 2 der Verbrennungskraftmaschine 10 erreicht werden kann. Liegt die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 10 noch unterhalb der unteren Schwelle des kritischen Drehzahlbereiches 44, erfolgt durch das Einschalten 40 des autar- ken, elektrischen Zusatzantriebes 24 über die Antriebswelle 25 durch die Kupplung 26, der Antrieb des Verdichterlau&ades 23 unabhängig vom auf der Laderwelle 7 angeordneten turbinenlaufrad 21. Zu diesem Zweck ist das Verdichterlaufrad 23 fliegend auf der Lader- welle 7 durch Zwischenschaltung eines Freilaufes 29 gelagert. Innerhalb dieses Drehzahl- bereiches übernimmt der autarke, elektrische Zusatzantrieb 24 den Antrieb des Verdich- terlaufrades 23. Oberhalb dieses kritischen Drehzahlbereiches liegt die Drehzahl des Tur- binenlaufrades 21 so hoch, dass die Sperre des Freilaufes 29 innerhalb des Verdichtedauf- rades 23 greift, so dass der elektrische Zusatzantrieb 24 über die Kupplung 26 vom Ver- dichterrad 23 getrennt werden kann.

Durch das Vorsehen der Freilaufeinrichtung 29 zwischen, dem Verdichterlaufrad 23 des Verdichterteiles 5 des Abgasturboladers 4 und der Laderwelle 7, an dem das Turbinenlauf- rad 21 aufgenommen ist, beschleunigt der elektrische Antrieb 24 nur das Verdichterlaufrad 23. Zum Einschaltzeitpunkt 40 des elektrischen, autarken Zusatzantriebes 24 reicht der das Turbinenlaufrad beaufschlagende Abgasstrom im Teillastbereich der Verbrermungskraft- maschine 10, welcher den Abgaskanal 18 passiert, zum Antrieb des Verdichterlaufrades 23 im Verdichterteil 5 des Abgasturboladers 4 nicht aus. Daher wird in diesem durch schwa- chen Ladedruck gekennzeichneten Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine das Verdichterlaufrad 23 des Verdichterteiles 5 des Abgasturboladers 4 über den elektrischen Antrieb 24 beschleunigt. Es stellt sich ein Ladedruckzuwachs gemäß des Kurvenzuges. 46, der einem zweiten Ladedruclcverlauf entspricht, im Ansaugtrakt. 2,8 der Verbrennungs- kraftmaschine 10 ein. Bei niedrigeren Drehzahlen innerhalb des kritischen Drehzahlberei- ches 44 der Verbrennungskraftmaschine ist der erzielte Ladedruckzuwachs 47 proportional am größten. Mit steigender Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 10 innerhalb des kritischen Drehzahlbereiches 44 nimmt der Ladedruckzuwachs bis zum Erreichen der obe- ren Drehzahlschwelle des kritischen Drehzahlbereiches 44 kontinuierlich ab. Entsprechend der Drehzahlzunahme innerhalb des kritischen Drehzahlbereiches 44 der Verbrennimgs- kraftmaschine nimmt auch der Abgasstrom im Abgaskanal 18 an der Auslassseite 17 der Verbrennungsicraßmaschine 10 kontinuierlich zu, bis dieser zum Antrieb des Turbinenlauf- rades 21 des Turbinenteiles 6 des Abgasturboladers 4 wieder ausreicht. Zu. diesem Zeit- punkt, der abhängig von über das Turbinenlaufrad 21 auf die Laderwelle 7 ausgeübten Drehmomentes ist, geht die Freilaufeinrichtung 29 an ihrer Freilauffunktion in ihre SpelT- fi pion über, d. h. das Verdichterlaufrad 23 des Verdichterteiles 5 des Abgasturboladers 4 übernimmt den Antrieb des Verdichterlaufrades 23, so dass im Ansaugtrakt 2, 8 der Ver- bremiungskraftmaschine 10 wieder eine ausreichende Ladedruckerhöhung allein aufgrund des Antriebes des Abgasturboladers 4 über das Turbinenlaufrad 21 im Abgaskanal 18 er- folgen kann. Über die Kupplung 26, 27, 28, die als Überholkupplung ausgebildet werden kann, erfolgt zum Zeitpunkt der Übernahme des Antriebes des Verdichterlaufrades 23 durch das Turbinenlaufrad 21 des Turbinenteiles 5 des Abgasturboladers 4 ein Abwurf, d. h. eine Unterbrechung der Verbindung zum elektrischen Antrieb 24, der ab dem Erreichen der oberen Drehzahlschwelle des kritischen Drehzahl'bereiches 44 nicht mehr benötigt wird- vergleiche Figur 3, Ausschaltzeitpunkt 41. Zum Ausschaltzeitpunkt 41, der dem Abwurf- zeitpunkt des elektrischen Antriebes 24 entsprechen kann, wird der elektrische, autarke Antrieb nicht mehr zum Antrieb des VeTd. chteriaufrades 23 des Verdichterteiles 5 des Ab- gasturboladers 4 benötigt. Durch Abwurf des elektrischen Antriebes 24 von der"Last", die das Verdichterlaufrad 23 des Verdichterteiles 5 des Abgasturboladers 4 darstellt, ausge- heilde Schleppmomente führen nicht zu einer Ladedruclcbeeinträchtigung, da die über das Turbinenlaufrad 21 anstehende Leistung vollständig zum Antrieb des Verdichterlaufrad 23

umgesetzt wird und nicht für ein Mitbewegen des autarken, elektrischen Zusatzantriebes 24 gesorgt werden muss, da dieser vom Verdichterlauf 23 an der Kupplungsstelle 26 getrennt wurde.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung lässt sich ein Antrieb nur des Verdichterteiles 5 des Abgasturboladers 4, d. h. des Verdichterlaufrades 22 in ladedruckschwachen Kennfeldbe- reichen, die einer kritischen Drehzahlbereich 44 der Verbrennungshaftmaschme 10 ent- sprechen, erreichen. Dieser kritische Drehzahlbereich 44 der Verbrennungskraftmaschine 10 entspricht einem Teillastbereich, in welchem die durch den Turbinenteil 6 des Abga- sturboladers 4 erzeugbare Leistung aufgrund eines geringeren Abgasvolumenstromes nicht zur Ladedruckerhöhung auf der Verdichterseite 5 des Abgasturboladers 4 ausreicht. Über den elektrischen Zusatzantrieb 24 kann bedarfsgerecht der elektrische Zusatzantrieb 24 innerhalb-des kritischen Drehzahlbereiches 44 der \erbremlungsklaftlaschine zugeschal- tet und nach Erreichen der oberen Drehzahlschwelle des kritischen Drehzahlbereiches 44 auch wieder abgeschaltet werden.

Bezugszeichenliste 1 Frischlufteinlass 2 Ansaugtrakt 3 Ansaugrohr 4 Abgasturbolader (ATL) 5 Verdichterteil 6 Turbinenteil 7 Laderwelle 8 Ansaugabschnitt 9 Ladeluftkühler 10 Verbrennungskraftmaschine 11 Einlass 12 Brennraum 13 Zylinderwand 14 Kolben 15 Pleuel 16 Kurbelgehäuse 17 Auslass 18 Abgaskanal 19 Schalldämpfer 20 Trennwand Ansaugtmkt/Abgaskanal 21 Turbinenlaufrad 22 Ausnehmung Verdichterlaufrad 23 Verdichterlaufrad 24 Elektrischer Zusatzantrieb 25 Antriebswelle 26 Kupplung 27 Antriebsseitige Kupplungsfläche 28 Abtriebsseitige Kupplungslfäche 29 Freilauf 30 Freilaufelcmente 31 Erste Scheibe 32 Zweite Scheibe 33 Abstand 34 Ringnut<BR> <BR> 40 Einschaltzeitpunkt elektrischer Zusatzantrieb 41 Ausschaltzeitpunkt elektrischer Zusatzantrieb 42 Einschaltdauer 43 Drehzahlverlauf Verbrennungskftmaschine 10 44 Kritischer Drehzahlbereich Verbrennungskraftmaschine 45 Erster Ladedruckverlauf 46 Zweiter Ladedrtlckverlauf 47 Ladedruckzuwachs innerhalb"Turboloch" 48 Vorlaufzeit Zusatzantrieb