具体实施方式

图1示出了具有内燃机-发动机系统20和内燃机22的机动车辆1，该内燃机具有多个气缸23。本实施例非限制性地示出四缸内燃机22。内燃机22可以被构造为柴油发动机或奥托发动机。

以本身已知的方式经由空气输送系统4来给内燃机22输送环境空气，并且经由废气系统5从气缸23中排出燃烧废气。空气输送系统4以本身已知的方式经由进气阀（未示出）与内燃机22的气缸23连接。燃烧废气以本身已知的方式经由对应的出气阀（未示出）排出到废气系统5中。

在空气2的流动方向上布置有以下组件：第一传感器3、例如热膜空气质量计3（HFM）；增压装置6（Aufladeeinrichtung）， 所述增压装置具有废气系统5中的废气涡轮61以及在空气输送系统4中的压缩机62。

第一传感器3可以确定压力p₁、温度T₁和质量流。替代地或附加地，还可以针对每个系统参量分别安装传感器。也可以借助于模型来确定测量参量，其中在控制设备100上计算所述模型。增压装置6被构造为电辅助废气涡轮增压器6。涡轮61与压缩机62机械耦合，使得在涡轮62中被转换成机械能的废气焓被用于在压缩机62中压缩从环境中获取的环境空气。

附加地，所述增压装置可以借助于如下电机8以电的方式运行，其中该电机可以经由在涡轮61、压缩机62和电机8之间的机械耦合引入（einbringen）附加的机械能，从而压缩机62也可以独立于由所述涡轮提供的机械能来被运行，或者也可以辅助式地被运行。

电辅助驱动器可以以各种结构型式来实施，例如，作为压缩机叶轮62上游的介质间隙发动机，或作为在涡轮与压缩机叶轮之间的中级发动机（Mittelmotor）。

增压空气冷却器7可以设置在压缩机62的下游。

由压缩机62的压缩功率得到增压空气区段41中的增压压力。

增压空气区段41由下游的节气门9限制。空气输送系统4的吸气管区段42位于节气门9与内燃机22的气缸23的进气阀（未示出）之间。优选地，可以对压缩机叶轮62与增压空气冷却器7之间的压力p₂₀和温度T₂₀建模。优选地，在发动机控制设备100上确定用于所建模的模型。

此外，可以借助于在发动机控制设备100上计算的模型来确定在增压空气冷却器7与节气门9之间的压力p₂₁和温度T₂₁。

发动机控制设备100被设置为，使得通过与内燃机22的瞬时运行状态相应地并且与预给定值（Vorgabe）、例如驾驶员期望力矩相应地调整执行机构、诸如节气门9、涡轮61上的增压调整器（Ladersteller）等来以本身已知的方式运行内燃机22。 此外，可以存在控制设备110，该控制设备优选地接管对电辅助废气涡轮增压器6的控制。该控制设备110主要处理与电辅助废气涡轮增压器6关联的参数，例如当前转速n_sens、当前扭矩信息M_trb,act、扭矩信息M_trb,maxboost以及扭矩信息，其中扭矩信息M_trb,maxboost是在当前运行点有多少扭矩可用于通过电机8进行的辅助式运行，扭矩信息是电机8在当前运行点能够吸收多少扭矩来用于回收运行。从发动机控制设备100例如传输控制参数到控制设备110，所述控制参数例如是电机8的预控制值以及用于电机的辅助式运行和回收运行的调节参数。在此，控制设备110例如经由CAN总线来将自身的数据与发动机控制设备100交换。该连接优选有线或无线地进行。

在发动机22的下游，即在机动车辆1的废气侧5，在该发动机与涡轮61之间确定温度T₃、压力p₃和废气质量流。此外，有针对当前涡轮功率P_trb和当前压缩机功率P_cmpr的信息可供使用。

为此，可以安装用于确定所述压力和所述温度的传感器，或者借助于在控制设备100上所计算的模型来确定这些参量。

此外，所谓的旁路63可以与涡轮61并联连接。在所述旁路中布置有阀门64，该阀门也称为排气门。如果阀门64关闭，则废气流完全通过涡轮61引导。如果阀门64打开，则废气流的至少一部分被引导着从涡轮61旁经过。此外，阀门64可以在完全打开和完全关闭之间的位置上调整（einstellen）。

在替代的实施方案中，涡轮入口的有效流动横截面（Strömungsquerschnitt）被设计为可变的。为此，例如可以在电辅助废气涡轮增压器6的涡轮壳体中布置可调节的导向叶片，其中在所述涡轮壳体中布置有涡轮叶轮。通过调节所述导向叶片的设置，可以在相同废气流的情况下改变所述涡轮叶轮的转速，由此可以改变由所述压缩机叶轮产生的压缩，即所谓的增压压力。具有可变涡轮几何结构的电辅助废气涡轮增压器6优选具有径向涡轮和径向压缩机。可以在涡轮叶轮入口中设置经由电调整器进行调节的导向叶片仿形装置（Leitschaufelmimik）。在此，可以通过转动所述导向叶片来改变涡轮叶轮上游的有效流动横截面。

在另一种变型中，也可以存在具有排气门和可变阀门几何结构的电辅助涡轮增压器6。

所描述的参量可以例如根据传感器值被确定或者可以根据由传感器值导出的参量被确定，或者可以作为模型值存在。此外，还可以针对所描述的参量分别安装单个传感器。在此设置发动机控制设备100以接收和存储所提到的测量参量并且例如以模型的形式对这些测量参量进行进一步处理。

图2中示出了包括观测器路径87和经规划的调节路径88的功能图。在经规划的调节块88中，在压缩机模型块70中换算经由压缩机62的压力比。压缩机功能块70是如下压缩机特征曲线族，额定增压压力p_des与压缩机p₁上游的压力之比被输送给该压缩机特征曲线族。

可以在使用经由压缩机62的质量流的情况下根据压缩机特性曲线确定压缩机62的额定转速n_set。附加地，在控制设备100上确定额定转速梯度。

在使用最小允许有效涡轮面积A_trb,min的情况下，借助于节气门模型块（Drosselmodellblock）71确定最大可能废气反压p_3,max。例如可以通过用于电辅助废气涡轮增压器6的试验台测量来确定最小允许有效面积A_trb,min。

利用最大允许废气反压p_3,max，在涡轮模型块72中在使用温度T₃和废气焓S的情况下确定最大可能涡轮功率P_trb,max。

然后将最大可用电驱动功率P_el,max与最大可能涡轮功率P_trb,max相加。最大可用电驱动功率P_el,max在此是动态功率，因为电机8的功率尤其是取决于温度并且取决于车辆1的电池（Batterie）的充电状态。

借助于其他模型块73根据该差来确定最大可能转速梯度。在模型块73中，根据驱动功率以及压缩机功率和摩擦功率来确定最大可能转速梯度，其中所述驱动功率相应于涡轮功率和电功率的总和。对于电辅助系统，这是结合点（Anknüpfpunkt），以便在确定电辅助废气涡轮增压器6的最大可能转速变化时考虑最大可用电功率P_el,max。

在一个特殊的实施方式中，如果额定转速梯度远大于最大转速梯度，则将满载位（Volllastbit）从发动机控制设备100发送到电辅助废气涡轮增压器6的控制设备110，其中要求并设置电机8的全力辅助。“远大于”例如可以理解为，额定转速梯度比最大转速梯度至少高出15％。

在轨迹生成器块74中，使用额定转速n_set、额定转速梯度和最大可能转速梯度这些输入参量来确定经规划的转速n_des以及转速梯度。借助于所述轨迹规划，将额定转速n_set的动态预给定值限制为经规划的转速n_des，其中可以通过给定系统在当前运行点物理地实现所述经规划的转速。在此，经规划的转速n_des不必与额定转速n_set一致，因为在动力学中预给定的额定增压压力p_des绝对会高于通过系统可表现的（darstellbar）压力。此外，还可以考虑将部件保护限制、例如转速限制、压缩机下游的温度限制、压缩机的泵特征曲线、最大废气反压用于轨迹规划。

利用经规划的转速n_des和所确定的转速梯度，可以在电辅助废气涡轮增压器6的压缩机侧和涡轮侧之间建立功率平衡（Leistungsgleichgewicht），以便确定经规划的涡轮功率P_trb,des，其中所述经规划的涡轮功率是针对达到经规划的增压压力所必需的。这在功能块75中根据驱动功率以及压缩机功率和摩擦功率来执行，其中所述驱动功率相应于电辅助废气涡轮增压器6的涡轮功率和电功率之和。此外，通常情况下将经规划的增压器转速作为额定值传递给电辅助涡轮增压器的控制设备110。

然后将经规划的涡轮功率P_trb,des限制为最大可能涡轮功率P_trb,max。由此得到的功率P_Dif被从经规划的涡轮功率P_trb,des中减去，并形成电机8的针对驱动功率的经规划的预控制值P_el,pre。该预控制值被传递到电辅助废气涡轮增压器6的控制设备110中的调节器92，其中在图3中对该调节器进行详细描述。

该经规划的预控制值P_el,pre优选地在发动机控制设备100中被确定并发送到电辅助废气涡轮增压器6的控制设备110并被接收。因此，在通过电机8进行有效电辅助的情况下，经规划的涡轮机功率P_trb,des对应于最大允许涡轮功率P_trb,max。

受限的经规划的涡轮功率用作涡轮模型块76的输入参量。作为结果，获得在经规划的废气反压p_3,des与涡轮61下游的压力p₄之间的压力比。该压力比用作节气门模型块77的输入参量，并且确定了经规划的有效涡轮面积A_trb,des。只要针对最大允许废气反压p_3,max的部件保护非有效，其余计算链就会提供最小涡轮功率A_trb,min作为经规划的有效涡轮面积A_trb,des。

该经规划的有效涡轮面积A_trb,des在特征曲线族块78中被转换为用于调整器（Steller）的占空比。

在观测器路径87上，以功能块79开始，使用压力p_21,sens和压力p₁这些输入参量来确定所建模的观测器转速n_obs。功能块79在此对应于压缩机特征曲线族或压缩机模型。

然后确定电辅助废气涡轮增压器6的经规划的校正转速n_obs,cor和规划的校正转速梯度。为此，首先确定当前确定的转速n_sens与建模的转速n_obs之间的差。该差借助于功能块80来处理，该功能块像PT1滤波器那样构造并且附加地执行最大和最小限制。所述最大和最小限制在此防止在观测器结构中不允许的偏差被算入。

在此，该差对应于压缩机模型70或79的误差。随后，将在此获得的系统参量与所建模的转速n_obs相加，并确定所建模的校正转速n_obs,cor。此外，在确定额定转速n_set时也要算入所述校正。

此外，根据在当前增压器转速n_sens与所建模的校正增压器转速n_obs,cor之间的差来确定经规划的校正增压器转速n_des,cor。该参量用作用于调节电辅助废气涡轮增压器8的输入参量。该调节有利地在控制设备110上执行并且在图3中描述。

为确定经规划的压力p_2,des，形成在经规划的转速n_des与当前确定的转速n_sens之间的差。然后将所确定的该参量提供给功能块85，并获得经规划的压力p_2,des。调准（einregeln）到该经规划的压力p_2,des。如果由于部件保护限制或物理限制、例如最小有效涡轮面积或由于电机8所提供的电辅助过低而使所述经规划的压力低于额定增压压力，则这可以用于诊断功能。在多级系统的情况下，根据经规划的增压压力p_2,des计算用于下一个压缩机级的压力比。

借助于功能块81根据所建模的校正转速n_obs，cor以及所建模的校正转速梯度来确定所观测的涡轮功率P_trb，obs。根据所建模的校正转速n_obs而得到的所建模的涡轮功率P_trb，obs由电机8的电功率和所建模的涡轮功率P_trb，obs组成。因此，从所建模的涡轮功率P_trb，obs中减去当前电功率P_el，act。然后，将该差功率提供给涡轮模型块82，并且确定在所建模的废气反压p_3，obs与涡轮机61下游的压力p₄之间的压力比。借助于节气门模型块83从该压力比换算为所建模的有效涡轮面积A_trb，obs。然后，确定在所建模的有效涡轮面积A_trb，obs与所规划的有效涡轮面积A_trb，des之间的差。然后将该差ΔA提供给PID调节器84，并且获得差分占空比（Differenztastverhältnis）ΔDC。

将所述差分占空比∆DC与所确定的经规划的占空比DC_des相加，并输出到调整器。通过改变诸如电辅助废气涡轮增压器6的可变涡轮几何结构或排气门阀64的调整器。然后，在功能块86中，将测量的压力p_21，sens传输回观测器调节块。

可以经由最大允许废气反压p_3，max的限制来控制电辅助在总涡轮功率中所占的份额。由此，只要车载电网能够提供所需要的电驱动功率，就可以首次（erstmals）彼此独立地调整增压压力和废气反压。

图3中示出了功能图，其中示出了用于电辅助废气涡轮增压器6的协调器92，以用于调节目的。对于电辅助废气涡轮增压器6的辅助式运行（增压模式），遵循以下策略：主要从废气涡轮61获得机械驱动功率，直到所述机械驱动功率由于例如部件保护限制、特别是由于最大废气反压p_3，max而受限制为止。用于表现出额定增压压力p_des的对此所需的驱动功率经由电辅助废气涡轮增压器6的所述电份额才实现。

为此，从观测器路径87和经规划的调节路径88向电辅助废气涡轮增压器6的控制设备110传输和接收经规划的校正增压器转速n_des,cor和当前的增压器转速n_des,cor。然后形成在经规划的校正增压器转速n_des,cor与当前确定的转速n_sens之间的差Δn。然后将差Δn提供给PID调节器90作为输入信号。获得电功率P_des,cor作为PID调节器90的输出信号。将该功率P_des,cor与在经规划的调节路径88中所确定的针对电机8的经规划的预控制值P_el,pre相加，并且获得总功率P_el,ges。然后将该总功率P_el,ges传输到功能块91。功能块91是开关，其中根据在经规划的调节路径88中确定的满载位stETAmaxPowReq，将最大可能功率P_max或总功率P_el,ges作为输出信号传输。如果满载位stETAmaxPowReq的值为零，则所确定的总功率需求P_el,ges从功能块91传输到电辅助废气涡轮增压器6的功率末级。如果满载位stETAmaxPowReq传输值1，即如果额定转速梯度远大于最大转速梯度，那么将最大功率需求P_max传输到电辅助废气涡轮增压器6的功率末级。

替代性地，代替涡轮功率，也可以将电辅助废气涡轮增压器6的扭矩用作用于协调器的PID调节器90的输出参量。

对于电辅助废气涡轮增压器6的回收运行，在考虑到部件限制、特别是最大废气反压p_3,max的情况下，形成在用于实现当前额定增压压力p_2,des的压缩机的经规划的功率与废气涡轮61在排气门阀64关闭时的最大可能驱动功率P_trb,max之间的差。所述功率剩余表示用于获得电能的最大可能回收功率P_rek,max，其中在达到额定增压压力p_2,des时仍可以从所述系统中获取所述电能。当P_rek,max超过正的最小值时或者当车载电网或所述系统的电池网络仍可以在汽车电池中或为其他耗电器吸收该能量时，例如可以要求回收。否则，并不释放回收要求。此外，所要求的回收功率被限制为来自电辅助废气涡轮增压器6的最大可能回收功率P_rec,max的部分（Bruchteil），例如限制为85％。优选地可以借助于状态位从发动机控制设备100到电辅助废气涡轮增压器6的控制设备110执行所述回收要求。