DE102013108416A1

DE102013108416A1 - Elektroantrieb und Verfahren zum Steuern eines solchen Elektroantriebs

Info

Publication number: DE102013108416A1
Application number: DE102013108416.8A
Authority: DE
Inventors: Theodor Gassmann
Original assignee: GKN Driveline International GmbH
Current assignee: GKN Automotive Ltd
Priority date: 2013-08-05
Filing date: 2013-08-05
Publication date: 2015-02-05
Anticipated expiration: 2033-08-06
Also published as: DE102013108416B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektroantrieb für ein Kraftfahrzeug, umfassend: einen Elektromotor 3 zum Antreiben einer Antriebsachse des Kraftfahrzeugs, eine mit dem Elektromotor 3 antriebsverbundene Getriebeeinheit 4 und zumindest eine erste Ziehkeilvorrichtung 20, 50, welche in einem ersten Leistungspfad zwischen dem Elektromotor 3 und einem Abtriebsteil 22 angeordnet ist und eine Drehmomentübertragung wahlweise herstellen oder unterbrechen kann. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Ansteuern eines solchen Elektroantriebs.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektroantrieb für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Elektroantrieb. Der Elektroantrieb kann als alleiniger Antrieb für das Kraftfahrzeug dienen oder es kann zusätzlich ein Verbrennungsmotor vorgesehen sein. In diesem Fall können der Elektroantrieb und der Verbrennungsmotor jeweils für sich oder gemeinsam überlagert das Kraftfahrzeug antreiben. Derartige Antriebskonzepte werden auch als „Hybridantrieb“ bezeichnet.
Üblicherweise umfasst ein Elektroantrieb ein Elektromotor sowie ein nachgelagertes Untersetzungsgetriebe, das eine vom Elektromotor erzeugte Drehbewegung vom Schnellen ins Langsame übersetzt. Vom Untersetzungsgetriebe wird das Drehmoment auf den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs übertragen. Hierfür teilt ein dem Untersetzungsgetriebe im Drehmomentfluss nachgelagertes Differentialgetriebe das eingeleitete Drehmoment auf zwei Ausgangswellen zum Antreiben der Räder auf. Die beiden Ausgangswellen des Differentialgetriebes haben untereinander eine ausgleichende Wirkung, das heißt dreht eine der beiden Ausgangswellen schneller, so dreht die andere Ausgangswelle entsprechend langsamer, und umgekehrt.
Aus der WO 2012 007031 A1 ist ein Elektroantrieb für ein Kraftfahrzeug bekannt, der einen Elektromotor und eine Getriebeeinheit umfasst. Die Getriebeeinheit weist ein Planetengetriebe und ein Differentialgetriebe auf, die koaxial zueinander angeordnet sind. Es ist eine Schaltkupplung vorgesehen, die in drei Schaltpositionen überführt werden kann, und zwar zwei unterschiedliche Schaltstufen sowie eine Leerlaufstellung.
Aus der US 2005 0003923 A1 ist ein Elektroantrieb mit einem Elektromotor, einer Untersetzungsstufe und einem Differential bekannt. Zwischen der Untersetzungsstufe und dem Differential ist eine Reibungskupplung zum Zu- und Abschalten des Hinterachantriebs angeordnet
Aus der DE 40 13 855 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entkoppeln einer zweiten Antriebsachse eines mehrachsgetriebenen Kraftfahrzeugs von einer Antriebseinheit beim Bremsen bekannt. Die erste Antriebsachse ist ständig mit der Antriebseinheit verbunden und die zweite Antriebsachse ist über eine Schaltkupplung von der Antriebseinheit lösbar. Die Schaltkupplung umfasst Ausnehmungen in einer Welle und diesen zugeordnete Öffnungen in einer hülsenförmigen Welle. Es sind drehmomentübertragende Kugeln in den Öffnungen bzw. Ausnehmungen gehalten.
Aus der DE 600 16 257 T2 ist ein Ziehschaltgetriebe bekannt, bei dem die Gangwechselvorgänge durch Verlagerung einer Ziehkeilwelle erfolgen.
Getriebe für elektrisch getriebene Sekundärachsen in sogenannten Hybrid-Allradfahrzeugen verwenden in der Regel Abschaltsysteme, um den Elektromotor bei höheren Fahrzeuggeschwindikeiten von den Rädern abzukoppeln. Das erlaubt eine günstige Auslegung des Elektromotors in Bezug auf Traktion und reduziert bei höherern Fahrzeuggeschwindigkeiten Reibungsverluste. Bekannte Abschaltsysteme sind als Klauenkupplung oder als Reiblamellenkupplung ausgeführt, welche beide einen verhältnismäßig großen Bauraum benötigen.
Es sind ferner Einganggetriebe zwischen Elektromotor und Abtrieb bekannt, die eine feste Übersetzung haben, sowie Mehrganggetriebe mit einer Kupplungsschaltung oder einer Synchronringschaltung. Kupplungsschaltungen, wie sie bei Automatikgetrieben zum Einsatz kommen, erlauben eine lastunterbrechungsfreie Schaltung, benötigen aber einen erheblichen Aufwand für die Kupplungen und die Aktuatorik. Schaltungen mit synchronisierten Schaltringen erfordern hohe Schaltkräfte und daher einen aufwändigen Aktuator.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektroantrieb für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, der kompakt baut und geringe Schaltkräfte benötigt, so dass kleine beziehungsweise kostengünstige Aktuatoren zum Einsatz kommen können. Weiter besteht die Aufgabe darin, ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Elektroantrieb und ein Verfahren zum Steuern eines solchen Elektroantriebs vorzuschlagen.
Die Lösung besteht in einem Elektroantrieb für ein Kraftfahrzeug, umfassend: einen Elektromotor zum Antreiben einer Antriebsachse des Kraftfahrzeugs; eine vom Elektromotor antreibbare Getriebeeinheit; und zumindest eine erste Ziehkeilvorrichtung, welche in einem ersten Leistungspfad zwischen dem Elektromotor und einem Abtriebsteil angeordnet ist und eine Drehmomentübertragung wahlweise herstellen oder unterbrechen kann.
Ein Vorteil besteht darin, dass der Elektroantrieb mit Ziehkeilschaltung besonders kompakt baut. Ferner werden zur Betägigung der Ziehkeilschaltung nur geringe Schaltkräfte benötigt, so dass kleine Aktuatoren hierfür zum Einsatz kommen können. Dies wirkt sich ebenfalls günstig auf den Bauraum und das Gewicht des Elektroantriebs aus. Der Elektroantrieb eignet sich als alleiniger Antrieb für ein Kraftfahrzeug oder als zusätzliche Antriebsquelle in einem Kraftfahrzeug, das einen Verbrennungsmotor als Hauptantriebsquelle aufweisen kann, die auch als Hybridantriebe bezeichnet werden. Der Elektroantrieb kann zum Antreiben einer beliebigen Antriebsachse eingesetzt werden, das heißt Vorderachse, wie Hinterachse.
Die Getriebeeinheit überträgt das vom Elektromotor erzeugte Antriebsmoment auf den Antriebsstrang. Vorzugsweise ist die Getriebeeinheit als Untersetzungsgetriebe gestaltet, welches die vom Elektromotor erzeugte Drehbewegung vom Schnellen ins Langsame übersetzt. Das Abtriebsteil der Getriebeeinheit kann ein mit der Zwischenwelle drehfest verbundenes Abtriebs-Zahnrad sein. Der Getriebeeinheit kann im Drehmomentfluss ein Differential nachgelagert sein, welches ein von dem Abtriebs-Zahnrad eingeleitetes Drehmoment auf zwei Ausgangswellen zum Antreiben der Räder aufteilt. Die beiden Ausgangswellen des Differentialgetriebes haben untereinander eine ausgleichende Wirkung, das heißt, dreht eine der beiden Ausgangswellen schneller, so dreht die andere der beiden Ausgangswellen entsprechend langsamer, und umgekehrt.
Die Getriebeeinheit umfasst vorzugsweise zumindest eine Zwischenwelle und ein auf der Zwischenwelle drehbar gelagertes Zahnrad, wobei mittels der Ziehkeilvorrichtung eine Drehmomentübertragung zwischen dem Zahnrad und der Zwischenwelle wahlweise hergestellt oder unterbrochen werden kann. Insofern bildet die Ziehkeilvorrichtung eine Kupplung im Antriebsstrang, wobei das Zahnrad als erstes Kupplungsteil und die Zwischenwelle als zweites Kupplungsteil bezeichnet werden kann. Die Ziehkeilvorrichtung kann zumindest zwei Betätungszustände einnehmen, nämlich einen ersten Zustand, in dem das Zahnrad zur Übertratung eines Drehmoments drehfest mit der Zwischenwelle verbunden ist, und einen zweiten Zustand, in dem das Zahnrad gegenüber der Zwischenwelle frei drehen kann.
Vorzugsweise ist die Zwischenwelle als Hohlwelle gestaltet, in der ein Ziehkeil der Ziehkeilvorrichtung axial beweglich angeordnet ist. Die Hohlwelle kann eine Mehrzahl von umfangsverteilten Durchbrüchen aufweisen, in denen Koppelelemente radial verschiebbar einsitzen. In einer ersten Position des Ziehkeils, welche auch als Leerlaufstellung bezeichnet werden kann, sind die Koppelelemente radial innen in einer Ausnehmung des Ziehkeils angeordnet. Die Welle kann frei gegenüber dem Zahnrad drehen. In einer zweiten Position des Ziehkeils, welche auch als Schließstellung bezeichnet werden kann, greifen die Koppelelemente radial außen in jeweilige Ausnehmungen des Zwischenrads ein.
Die Ausnehmungen des Zwischenrads sind vorzugsweise derart gestaltet, dass die Koppelelemente bei relativer Drehbewegung zwischen der Zwischenwelle und dem Zahnrad von Wandungen der Ausnehmungen nach radial innen beaufschlagt werden. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass bei in die erste Position bewegtem Ziehkeil automatisch eine Entkopplung von Welle und Zahnrad stattfindet. Die Koppelelemente können beispielsweise in Form von Kugeln oder Zylindern gestaltet sein.
Zur Betätigung der Ziehkeilvorrichtung ist ein Aktuator vorgesehen, insbesondere ein elektromagnetischer Aktuator, wobei elektromechanische oder andere Aktuatoren ebenso einsetzbar sind. Ein Vorteil eines elektromagnetischen Aktuators liegt in der kompakten Bauweise und den niedrigen Betätigungskräften. Der Aktuator ist vorzugsweise koaxial zur Zwischenwelle angeordnet und kann den Ziehkeil von der ersten in die zweite Position beaufschlagen. Durch Bestromen des Aktuators wird eine magnetische Kraft erzeugt, welche den Ziehkeil in die Schließstellung überführt. Beim Stromlosschalten ist insbesondere vorgesehen, dass der Ziehkeil wieder in die Leerlaufstellung überführt wird. Diese Ausgestaltung stellt ein Entkoppeln bei Störungen sicher, was auch als sogenannte „Fail-Safe-Funktion“ bezeichnet werden kann. Hierfür sind vorzugsweise Federmittel vorgesehen, welche auf den Ziehkeil entgegen der Betätigungskraft des Aktuators einwirken und den Ziehkeil in die Leerlaufposition beaufschlagen. Die Federmittel sind unter Vorspannung eingebaut und können insbesondere an der Zwischenwelle axial abgestützt sein. Es können beispielsweise eine oder mehrere Schraubendruckfedern verwendet werden.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Aktuator stirnseitig mit einem Gehäuse des Getriebes verbunden, wobei ein axial beweglicher Betätigungsstift des Aktuators das Gehäuse durchdringt und mit dem Ziehkeil verbunden ist. Der Aktuator wird über eine elektronische Regeleinheit (ECU) angesteuert, die unter anderem auch zur Steuerung des Elektromotors dienen kann. Als weitere Eingangsgrößen für die elektronische Regeleinheit können die Drehzahl des Elektromotors und/oder der Räder erfasst und an diese weitergegeben werden. So lässt sich die Ziehkeilvorrichtung feinfühlig betätigen, worauf weiter unten noch näher eingegangen wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform kann eine zweite Ziehkeilvorrichtung vorgesehen sein, die in einem zweiten Leistungspfad zwischen dem Elektromotor und dem Abtriebsteil angeordnet ist, wobei der erste und der zweite Leistungspfad funktional parallel angeordnet sind und unterschiedliche Übersetzungen haben. In diesem Fall ist die Getriebeeinheit als schaltbares Zweistufengetriebe mit zwei Gangscvhaltstufen gestaltet, das heißt die Drehmomentübertragung kann über den ersten Leistungspfad mit einem ersten Übersetzungsverhältnis erfolgen (erster Gang), oder über den zweiten Leistungspfad mit dem zweiten Übersetzungsverhältnis (zweiter Gang).
Die Getriebeeinheit umfasst vorzugsweise eine Antriebswelle, die parallel zur Zwischenwelle angeordnet und mit dieser antriebsverbindbar ist. Auf der Antriebswelle ist ein Antriebsrad drehbar gelagert, wobei mittels der zweiten Ziehkeilvorrichtung eine Drehmomentübertragung zwischen dem Antriebsrad und der Antriebswelle wahlweise hergestellt oder unterbrochen werden kann.
In Konkretisierung ist zwischen der Antriebswelle und der Zwischenwelle eine erste Zahnradpaarung mit einem ersten Übersetzungsverhältnis vorgesehen, wobei die erste Zahnradpaarung ein mit der Antriebswelle drehfest verbundenes erstes Antriebsrad und das auf der Zwischenwelle gelagerte erste Zwischenrad umfasst. Ferner ist zwischen der Antriebswelle und der Zwischenwelle eine zweite Zahnradpaarung mit zweiten Übersetzungsverhältnis vorgesehen, wobei die zweite Zahnradpaarung das auf der Antriebswelle drehbar gelagerte zweite Antriebsrad und ein mit der Zwischenwelle drehfest verbundenes zweites Zwischenrad umfasst. Das erste Übersetzungsverhältnis (i1) der ersten Zahnradpaarung ist vorzugsweise größer als das zweite Übersetzungsverhältnis (i2) der zweiten Zahnradpaarung.
Die Lösung besteht weiter in einem Kraftfahrzeug mit einem Elektroantrieb, der eine oder mehrere der oben genannten Austestaltungen haben kann. Dabei kann der Elektroantrieb alleinige oder zusätzliche Antriebsquelle des Kraftfahrzeugs sein, wobei ein Antrieb der Vorderachse oder Hinterachse denkbar ist.
Ein Verfahren zum Steuern eines erfindungsgemäßen Elektroantriebs kann folgende Schritte zum Zuschalten der Antriebsachse beinhalten: Einstellen der Drehzahl des derart, dass die Differenzdrehzahl zwischen einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil der Ziehkeilvorrichtung innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt; Betätigen der Ziehkeilvorrichtung im Schließsinn; und Bestromen des Elektromotors zur Übertragung eines Drehmoments auf die Antriebsachse.
Der Vorteil liegt darin, dass das Zu- und Abschalten des Antriebsstrangs mittels der Ziehkeilvorrichtung durch die genannte Steuerungsmethode feinfühlig erfolgen kann. Für die Steuerung ist es nötig, ein die Drehzahl des Zahnrads repräsentierende Größe und ein die Drehzahl der Zwischenwelle repräsentierende Größe zu kennen. Dies können beispielsweise die Motordrehzahl des Elektromotors und die Raddrehzahl der Räder sein. Hieraus lassen sich die Drehzahlen des Zahnrads und der Zwischenwelle der jeweiligen Ziehkeilvorrichtung ermitteln. Ein Schaltvorgang der Ziehkeilvorrichtung von der Leerlaufstellung in die Schließstellung wird erst dann ausgelöst, wenn besagte Drehzahldifferenz unterhalb eines definierten Werts liegt. Auf diese Weise wird ein leises und zuverlässiges Zuschalten des Elektroantriebs erreicht. Die Steuerung erfolgt mittels der elektronischen Regeleinheit.
Entsprechend kann das Verfahren zum Abschalten der Antriebsachse insbesondere folgende Schritte beinhalten: Reduzieren des vom Elektromotor erzeugten Antriebsdrehmoments; Betätigen der Ziehkeilvorrichtung im Öffnungssinn, Reduzieren der Drehzahl des Elektromotors. Hiermit wird ein geräuschloses Unterbrechen des Antriebsmoments ermöglicht.
Ein Verfahren zum Gangwechseln der Getriebeeinheit der zweiten Ausführungsform kann die folgenden Schritte umfassen: Reduzieren des vom Elektromotor erzeugten Antriebsdrehmoments; Betätigen der ersten Ziehkeilvorrichtung im Öffnungssinn; Einstellen der Drehzahl des Elektromotors derart, dass die Differenzdrehzahl zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil der zweiten Ziehkeilvorrichtung innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt; Betätigen der zweiten Ziehkeilvorrichtung im Schließsinn; und Bestromen des Elektromotors zur Übertragung eines Drehmoments auf die Antriebsachse. Durch diese Steuerungsmethode wird ein geräuschloses Schalten vom ersten Gang in den zweiten Gang ermöglicht. Das Schalten vom zweiten in den ersten Gang kann analog erfolgen. Um eine Drehmomentübertragung zwischen Antriebsachse und Elektromotor zu unterbrechen, wird eine der beiden Ziehkeilvorrichtungen geöffnet, was nach dem oben beschriebenen Verfahren erfolgen kann.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Hierin zeigt:
1 einen erfindungsgemäßen Elektroantrieb in einer ersten Ausführungsform mit elektromagnetisch betätigter Ziehkeilvorrichtung zum Verbinden und Entkoppeln des Antriebsstrangs;
2 den Elektroantrieb aus 1 in vergrößerter Darstellung;
3 schematisch das Antriebskonzept eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Elektroantrieb nach 1;
4 einen erfindungsgemäßen Elektroantrieb in einer zweiten Ausführungsform mit elektromagnetisch betätigter Ziehkeilvorrichtung zum Schalten der Getriebeeinheit; und
5 den Elektroantrieb aus 4 in vergrößerter Darstellung.
Die 1 und 2 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Es ist ein erfindungsgemäßer Elektroantrieb 2 in einer ersten Ausführungsform gezeigt. Der Elektroantrieb 2 umfasst einen Elektromotor 3, eine Getriebeeinheit 4 sowie ein Differential 5, das ein von der Getriebeeinheit 4 eingeleitetes Drehmoment auf zwei hier nicht dargestellt Seitenwellen überträgt.
Die Getriebeeinheit 4 ist als Untersetzungsgetriebe mit einer ersten Zahnradpaarung 8 und einer zweiten Zahnradpaarung 9 gestaltet, so dass ein vom Elektromotor 3 über eine Antriebswelle 10 eingeleitete Drehbewegung vom Schnellen ins Langsame übersetzt wird. Die Antriebswelle 10 ist über Lager 12, 13 in einem Gehäuse 14 der Getriebeeinheit 4 um eine erste Drehachse A10 drehbar gelagert. Ein Antriebsrad 15 (erstes Zahnrad) ist drehfest mit der Antriebswelle 10 verbunden und kann auch einteilig mit dieser gestaltet sein.
Die Getriebeeinheit 4 umfasst ferner eine Zwischenwelle 16, die über Lagermittel 17, 18 um eine zur ersten Drehachse A10 parallele zweite Drehachse A16 in dem Gehäuse 14 drehbar gelagert ist. Auf der Zwischenwelle 16 ist ein Zwischenrad 19 (zweites Zahnrad) um die Drehachse A16 mittels Radiallager 21 drehbar gelagert. Es ist eine Ziehkeilvorrichtung 20 vorgesehen, mit der eine Drehmomentübertragung zwischen dem Zwischenrad 19 und der Zwischenwelle 16 wahlweise hergestellt oder unterbrochen werden kann. Auf den Aufbau und die Funktionsweise der Ziehkeilvorrichtung 20 wird weiter unten noch näher eingegangen.
Ein Abtriebsrad 22 (drittes Zahnrad) ist drehfest mit der Zwischenwelle 16 verbunden und kämmt mit einem Ringrad 23 zum Antreiben des Differentialgetriebes 5. Das Differentialgetriebe 5 umfasst einen Differentialkorb 24, der in dem Gehäuse 14 mittels Lagermitteln 25, 26 um die Drehachse A24 drehbar gelagert und von dem Antriebsrad 22 drehend antreibbar ist. Das Differential 5 umfasst ferner mehrere Differentialräder (nicht dargestellt), die in dem Differentialkorb 24 auf zur Drehachse A24 senkrechten Achsen drehbar gelagert sind, sowie zwei Seitenwellenräder (nicht dargestellt), die jeweils koaxial zur Drehachse A24 drehbar angeordnet und mit den Differentialrädern in Verzahnungseingriff sind. In den Differentialkorb 24 über das Ringrad 23 eingeleitetes Drehmoment wird über die Differentialräder auf die beiden Seitenwellenräder übertragen, zwischen denen eine ausgleichende Wirkung besteht. Die Seitenwellenräder sind zur Übertragung eines Drehmoments mit den zugehörigen Seitenwellen verbunden, die das eingeleitete Drehmoment auf die Räder des Kraftfahrzeugs übertragen. Dabei können zwischen den Seitenwellenrädern und den Seitenwellen weitere Elemente zwischengeschaltet sein. Zur Abdichtung des zwischen den mit den Seitenwellenrädern antriebsverbundenen Bauteile und dem Gehäuse sind Radialwellendichtringe 27, 28 vorgesehen. Das rechte Seitenwellenrad ist mit einem Gleichlaufdrehgelenk 29 antriebsverbunden, das zur Übertragung von Drehmoment unter Winkelbewegung auf die rechte Seitenwelle dient. Das linke Seitenwellenrad ist über eine Zwischenwelle 30 mit der linke Seitenwelle antriebsverbunden.
Das Antriebsrad 15 und das hiermit kämmende Zwischenrad 19 bilden die erste Zahnradpaarung der Getriebeeinheit 4 mit einem ersten Übersetzungsverhältnis. Das zweite Antriebsrad 22 und das hiermit kämmende Ringrad 23 bilden eine zweite Zahnradpaarung. Es ist erkennbar, dass das Antriebsrad 15 einen wesentlich kleineren Durchmesser bzw. eine geringere Zähnezahl aufweist als der Durchmesser bzw. die Zähnezahl des Zwischenrads 19. Auf diese Weise wird eine Übersetzung ins Langsame erzeugt. Ebenso hat das Abtriebsrad 22 einen kleineren Durchmesser bzw. eine geringere Zähnezahl als das Ringrad 23, so dass hier eine weitere Übersetzung ins Langsame erfolgt.
Die Zwischenwelle 16 ist mit dem Zwischenrad 19 optional zur Übertragung eines Drehmoments drehfest verbindbar oder gegenüber diesem frei drehbar. Es ist erkennbar, dass die Zwischenwelle 16 in Form einer Hohlwelle gestaltet ist. Zum bedarfsweisen Trennen und Verbinden ist die Ziehkeilvorrichtung 20 vorgesehen, welche mittels eines Aktuators 37 betätigbar ist. Die Ziehkeilvorrichtung 20 umfasst einen Ziehkeil 32, der in der Hohlwelle 16 axial verschiebbar geführt ist. Die Hohlwelle 16 hat eine Mehrzahl von umfangsverteilten Durchbrüchen 33, in denen Koppelelemente 34 radial beweglich gehalten sind. Die Koppelelemente 34 sind vorliegend in Form von Kugeln gestaltet, wobei grundsätzlich auch andere Ausgestaltungen in Frage kommen können. In einer ersten Position des Ziehkeils 32, welche vorliegend dargestellt ist und auch als Leerlaufstellung bezeichnet werden kann, sind die Kugeln 34 radial innen in einer ringförmigen Ausnehmung 35 des Ziehkeils 32 angeordnet. Die Kugeln 34 liegen damit innerhalb einer äußeren Mantelfläche der Hohlwelle 32, so dass die Hohlwelle 32 relativ zum Zwischenrad 19 frei drehen kann.
Der Ziehkeil 32 ist über einen Stift 36 mit dem elektromagnetischen Aktuator 37 verbunden. Durch Betätigen des Aktuators 37 wird der Stift 36 vom Aktuator 37 weg beaufschlagt, so dass der Ziehkeil 32 in Richtung der Kugeln 34 verschoben wird. Bei dieser Axialverschiebung werden die Kugeln durch die Konusfläche 38 des Ziehkeils 32 nach radial außen beaufschlagt, so dass sie durch die Durchbrüche 34 hindurchtreten, wobei sie gegenüber der äußeren Mantelfläche der Hohlwelle 16 vorstehen. In dieser zweiten Position des Ziehkeils 32, welche auch als Schließstellung bezeichnet werden kann, greifen die Kugeln 34 somit radial außen in entsprechende Ausnehmungen 39 des Zwischenrads 19 ein. Die Kugeln 34 werden radial innen von einer insbesondere zylindrischen Stützfläche 44 des Ziehkeils 32 radial abgestützt. Die Ausnehmungen 39 sind an einer Innenfläche des Zwischenrads 19 umfangsverteilt angeordnet. Ihre Anzahl ist gleich groß oder größer als die Anzahl der drehmomentübertragenden Kugeln 34. Die Ausnehmungen 39 sind so gestaltet, dass die Kugeln 34 bei relativer Drehbewegung zwischen der Hohlwelle 16 und dem Zahnrad 19 von Wandungen der Ausnehmungen 39 nach radial innen beaufschlagt werden. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass in der ersten Position des Ziehkeils 32 automatisch eine Entkopplung von Welle 16 und Zahnrad 19 stattfindet.
Es sind Federmittel 40 vorgesehen, die an der Hohlwelle 16 axial abgestützt sind und den Ziehkeil 32 entgegen der Betätigungskraft des Aktuators 37, die der Leelaufstellung entspricht, beaufschlagen. Die Federmittel 40 sind unter axialer Vorspannung eingebaut und können beispielsweise in Form einer Schraubendruckfeder gestaltet sein, wobei andere Arten von Federn nicht ausgeschlossen sind. Die Federmittel 40 sind mit einem ersten Ende gegenüber einem in der Hohlwelle 16 eingesetzten Sicherungsring 42 und mit dem anderen Ende an einer Stirnfläche 43 des Ziehkeils 32 abgestützt. Durch die Federmittel 40 wird eine Entkopplung des Zwischenrads 19 von der Zwischenwelle 16 bei Störungen erreicht, beispielsweise bei Stromausfall des Aktuators 37. Dabei wird der Ziehkeil 32 von der Feder 40 automatisch in die Leerlaufposition gedrückt.
Die Ziehkeilvorrichtung 20 stellt eine einfache Kupplung zum Trennen bzw. Verbinden des Antriebsstrangs zwischen Elektromotor 3 und anzutreibender Antriebsachse dar. In einem ersten Betätigungszustand ist das Zwischenrad 19 zur Drehmomentübertragung drehfest mit der Zwischenwelle 16 verbunden. In einem zweiten Betätigungszustand kann das Zwischenrad 19 gegenüber der Zwischenwelle 16 frei drehen, so dass die Antriebsachse vom Elektromotor 3 entkoppelt ist. In dieser Schaltstellung findet keine Drehmomentübertragung zwischen den Seitenwellen und dem Elektromotor 3 statt. Dies ist beispielsweise erforderlich, wenn das Kraftfahrzeug bei einer Panne abgeschleppt werden muss.
Die Ansteuerung des Aktuators 37 erfolgt über eine elektronische Regeleinheit (nicht dargestellt), welche nach einer bevorzugten Ausgestaltung eine die Drehzahl des Zwischenrads 19 repräsentierende Größe und eine die Drehzahl der Zwischenwelle 16 repräsentierende Größe als Eingangsgrößen erhält. Dies können beispielsweise die Motordrehzahl des Elektromotors 3 und die Raddrehzahl der Fahrzeugräder sein, aus denen sich die Drehzahlen des Zwischenrads 19 und der Zwischenwelle 16 ermitteln lassen. Ein feinfühliges Zuschalten der Antriebsachse 52 erfolgt vorzugsweise mit den Verfahrensschritten: Einstellen der Drehzahl des Elektromotors 3 derart, dass die Differenzdrehzahl zwischen Zwischenrad 19 und Zwischenwelle 16 innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt; Betätigen der Ziehkeilvorrichtung 20 im Schließsinn; und Bestromen des Elektromotors 3 zur Übertragung eines Drehmoments auf die Antriebsachse. Zum Abschalten wird entsprechend umgekehrt erst das Drehmoment vom Elektromotor 3 reduziert, dann wird der Elektromotor 3 so gesteuert, dass die Differenzdrehzahl zwischen Zwischenrad 19 und Zwischenwelle 16 innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, und dann wird der Aktuator 37 im Öffnungssinne betätigt. Dies erfolgt durch Stromlosschalten des Aktuators 37, so dass der Ziehkeil 32 dann von der Feder 41 verschoben wird.
3 zeigt einen erfindungsgemäßen Elektroantrieb 2 gemäß 1 und 2 als Teil der Antriebsanordnung eines Kraftfahrzeugs. Die Antriebsanordnung 50 umfasst eine antreibbare Vorderachse 51 und eine antreibbare Hinterachse 52.
Die Vorderachse 51 wird von einer primären Antriebsquelle 53 wie einem Verbrennungsmotor angetrieben. Dem Verbrennungsmotor 53 sind ein Stufengetriebe 54, welches ein Automatik- oder ein Handschaltgetriebe sein kann, und ein nicht näher dargestelltes Vorderachsdifferential nachgelagert, welches das vom Stufengetriebe eingeleitete Drehmoment auf die beiden Seitenwellen 55, 56 zum Antreiben der vorderen Räder 57, 58 aufteilt. An der primären Antriebsquelle 53 ist eine elektrische Maschine 59 dargestellt, welche über einen Endlostrieb 60 von der primären Antriebsquelle 53 antreibbar ist. Die elektrische Maschine 59 kann als Motor oder Generator arbeiten.
Die Hinterachse 52 wird von dem erfindungsgemäßen Elektroantrieb 2 nach 1 und 2 angetrieben, welcher vorliegend jedoch nur schematisch dargestellt ist. Der Elektroantrieb 2 dient als sekundäre Antriebsquelle zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, welche bei Bedarf optional zu- oder abschaltbar ist. Der Elektroantrieb 2 wird von einer Batterie 62 mit elektrischem Strom versorgt, wobei die Batterie 62 von der elektrischen Maschine 59 aufgeladen werden kann. Das vom Elektromotor 3 erzeugte Antriebsmoment wird in der Getriebeeinheit 4 ins Langsame übersetzt und vom Differential 5 auf die beiden hinteren Seitenwellen 63, 64 zum Antreiben der hinteren Räder 65, 66 übertragen.
Die 4 und 5, welche im Folgenden gemeinsam beschrieben werden, zeigen einen erfindungsgemäßen Elektroantrieb 2 in einer zweiten Ausführungsform. Diese entspricht weitestgehend derjenigen gemäß den 1 und 2, so dass hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Dabei sind gleiche bzw. einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugsziffern und abgewandelte Bauteile mit um 100 erhöhten Bezugsziffern versehen.
Eine Besonderheit der vorliegenden Ausführungsform gemäß den 4 und 5 besteht darin, dass der Elektroantrieb 102 eine Zweigangschaltung umfasst. Hierfür umfasst die Getriebeeinheit 104 einen ersten Leistungspfad in dem eine erste Ziehkeilvorrichtung 20 vorgesehen ist, und einen hierzu funktional parallelen zweiten Leistungspfad, in dem eine zweite Ziehkeilvorrichtung 50 vorgesehen ist. Durch entsprechendes Ansteuern der Ziehkeilvorrichtungen 20 kann Drehmoment wahlweise über den ersten Leistungspfad oder alternativ über den zweiten Leistungspfad vom Elektromotor 3 auf das Differential 5 beziehungsweise die Antriebsachse 52 übertragen werden. Ist eine der beiden Ziehkeilvorrichtungen 20, 50 in der Leerlaufstellung, so ist die Drehmomomtübertragung unterbrochen.
Der erste Leistungspfad umfasst die vom Elektromotor 3 angetriebene Antriebswelle 110, das erste Antriebsrad 15, das erste Zwischenrad 19, die Zwischenwelle 116 mit erster Ziehkeilvorrichtung 20, sowie das Abtriebsrad 22, das mit dem Ringrad 23 zum Antreiben des Differentials 5 in Verzahnungseingriff ist. Das erste Antriebsrad 15 kämmt mit dem ersten Zwischenrad 19, das über die erste Ziehkeilvorrichtung 20 gegenüber der Zwischenwelle 116 an- und abkoppelbar ist. Mit der Zwischenwelle 116 ist das Abtriebsrad 22 drehfest verbunden, welche bei geschlossener Ziehkeilvorrichtung das eingeleitete Drehmoment auf das Differential 5 überträgt. Insofern entspricht der erste Leistungspfad der vorliegenden Ausführungsform dem Leistungspfad gemäß den 1 und 2, so dass hinsichtlich weiterer technischer Details auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird kann.
Der zweite Leistungspfad umfasst ausgehend vom Elektromotor 3 die Antriebswelle 110 mit der zweiten Ziehkeilvorrichtung 50, ein zweites Antriebsrad 45, ein zweites Zwischenrad 46, die Zwischenwelle 116 und das Abtriebsrad 22, das mit dem Ringrad 23 zum Antreiben des Differentials 5 in Verzahnungseingriff ist. Mit der zweiten Ziehkeilvorrichtung 50 kann eine Drehmomentübertragung zwischen der Antriebswelle 110 und dem zweiten Antriebsrad 45 optional hergestellt oder unterbrochen werden. Das auf der Antriebswelle 110 drehbar gelagerte zweite Antriebsrad 45 ist mit dem zweiten Zwischenrad 46 in Verzahnungseingriff, welches zur Drehmomentübertragung mit der Zwischenwelle 116 drehfest verbunden ist. Die drehfeste Verbindung kann beispielsweise durch eine formschlüssige Verbindung wie eine Längsverzahnung (Splines) oder eine stoffschlüssige Verbindung wie Schweißen realisiert werden, was im Übrigen auch für die Verbindungen zwischen dem ersten Antriebsrad und der Antriebwelle 110 und zwischen der Zwischenwelle 116 und dem Abtriebsrad 22 gilt. Von der Zwischenwelle 116 wird das Drehmoment auf das Abtriebsrad 22 übertragen, welches mit dem Ringrad 23 des Differentials 5 kämmt. Sämtliche Zahnräder 15, 19, 45, 46, 22, 23 sind in Form von Stirnrädern gestaltet, und zwar vorzugsweise mit Schräg- bzw. Helixverzahnungen, wobei Geradverzahnungen nicht ausgeschlossen sind.
Insgesamt hat die vorliegende Getriebeeinheit 104 drei Zahnradpaarungen: das Antriebsrad 15 und das Zwischenrad 19 (erste Zahnradpaarung), das zweite Antriebsrad 45 und das zweite Zwischenrad 46 (zweite Zahnradpaarung), und das Abtriebsrad 22 und das Ringrad 23 (dritte Zahnradpaarung). Je nach Schaltstellung der Ziehkeilvorrichtungen 20, 50 erfolgt der Antrieb über die erste oder die zweite Zahnradpaarung, so dass sich zwei Gangschaltstufen ergeben. Es ist erkennbar, dass das Antriebsrad 15 einen wesentlich kleineren Durchmesser beziehungsweise eine geringere Zähnezahl aufweist als der Durchmesser beziehungsweise die Zähnezahl des Zwischenrads 19. Auf diese Weise wird eine Übersetzung ins Langsame erzeugt. Ebenso hat das Abtriebsrad 22 einen kleineren Durchmesser beziehungsweise eine geringere Zähnezahl als das Ringrad 23, so dass hier eine weitere Übersetzung ins Langsame erfolgt.
Der Aufbau und die Funktionsweise der zweiten Ziehkeilvorrichtung 50 entspricht dem Aufbau und der Funktionsweise der ersten Ziehkeilvorrichtung 20 beziehungsweise der in 1 gezeigten Ziehkeilvorrichtung, so dass diesbezüglich auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Es sind einander entsprechende Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen. Die zweite Ziehkeilvorrichtung 50 ist in der Schließposition gezeigt, in der die Koppelelemente 34 über die Mantelfläche der Antriebswelle 110 radial vorstehen und in die Ausnehmungen 39 des zweiten Antriebsrads 45 zur Drehmomentübertragung eingreifen. Die Koppelelemente 34 werden von der Stutzfläche 44 in der radial vorstehenden Postion gehalten. In der gezeigten Schaltstellung befindet ist die erste Ziehkeilvorrichtung 20 in der Leerlaufstellung und die zweite Ziehkeilvorrichtung 50 in der Schließstellung, so dass Drehmoment über den zweiten Leistungspfad übertragen wird (zweiter Gang). Wird der Aktuator 37 der zweiten Ziehschaltvorrichtung 50 wieder stomlos geschaltet wird der Ziehkeil 32 von der Feder 40 in Richtung Aktuator 37 beaufschlagt. In dieser Position können sich die Koppelelemente 34 nach radial innen in die Ausnehmung 35 hinein bewegen, so dass das zweite Antriebsrad 45 wieder frei gegenüber der Antriebswelle 110 drehen kann. Die Feder 40 ist bei der zweiten Ziehkeilvorrichtung 50 an einer Stützfläche 41 der Antriebswelle 110 axial abgestützt. Die Antriebswelle 110 ist an der dem Elektromotor 3 zugewandten Seite als Vollwelle gestaltet und im Bereich des zweiten Antriebsrads 45 als Hohlwelle, in welcher der Ziehkeil 32 axial beweglich einsitzt.
Der erste und der zweite Leistungspfad sind funktional parallel angeordnet und haben unterschiedliche Übersetzungen, das heißt die Drehmomentübertragung erfolgt im ersten Leistungspfad mit einem ersten Übersetzungsverhältnis (erster Gang), oder über den zweiten Leistungspfad mit dem zweiten Übersetzungsverhältnis (zweiter Gang). Die Übersetzung des ersten Leistungspfads wird beeinflusst durch die Zahnradpaarung zwischen dem ersten Antriebsrads 15 und dem ersten Zwischenrad 19, wobei die Zähnezahl des ersten Antriebsrads 15 größer ist als die des ersten Zwischenrads 19. Das Übersetzungsverhältnis des zweiten Leistungspfads wird beeinflusst von der Zahnradpaarung zwischen dem zweiten Antriebsrad 45 und dem zweiten Zwischenrad 46, das eine geringere Zähnezahl hat als das zweite Antriebsrad 45. Es ist ferner erkennbar, dass das erste Antriebsrad 15 eine geringere Zähnezahl aufweist als das zweite Antriebsrad 45 und, dass das erste Zwischenrad 19 eine größere Zähnezahl aufweist als das zweite Zwischenrad 46. Hierdurch ergibt sich, dass das erste Übersetzungsverhältnis (i1 = z19/z15) der ersten Zahnradpaarung (15, 19) größer ist als das zweite Übersetzungsverhältnis (i2 = z46/z45) der zweiten Zahnradpaarung (45, 46). Hieraus folgt, dass das Ringrad 23 bei Drehmomentübertragung über den ersten Leistungspfad (erster Gang) langsamer dreht als bei Drehmomentübertragung über den zweiten Leistungspfad (zweiter Gang).
Zum Gangwechseln der Getriebeeinheit vom ersten Gang in den zweiten Gang werden vorzugsweise folgende Schritte durchlaufen: Reduzieren des vom Elektromotor 3 erzeugten Antriebsdrehmoments; Betätigen der ersten Ziehkeilvorrichtung 20 im Öffnungssinn; Einstellen der Drehzahl n3 des Elektromotors 3 derart, dass die Differenzdrehzahl zwischen der Antriebswelle 110 und dem zweiten Antriebsrad 45, welche Eingangsteil und Ausgangsteil der zweiten Ziehkeilvorrichtung 50 bilden, innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt; Betätigen der zweiten Ziehkeilvorrichtung 50 im Schließsinn; und Bestromen des Elektromotors 3 zur Übertragung eines Drehmoments auf die Antriebsachse 52. Durch diese Steuerungsmethode wird ein geräuschloses Schalten vom ersten Gang in den zweiten Gang ermöglicht. Das Schalten vom zweiten Gang in den ersten Gang kann analog hierzu erfolgen.
Es versteht sich, dass der Elektroantrieb 102 vorliegende Ausführungform gemäß den 4 und 5 in der Antriebsanordnung aus 3 verwendet werden kann.
Die erfindungsgemäßen Elektroantriebe 2, 102 mit einer oder zwei Ziehkeilschaltungen 20, 50 haben einen besonders kompakten Aufbau. Zur Betägigung der Ziehkeilschaltungen 20, 50 werden nur geringe Schaltkräfte benötigt, so dass verhältnismäßig kleine Aktuatoren verwendet werden können. Bei dem Elektroantrieb 102 mit zwei Ziehschaltkupplungen 20, 50 lassen sich auf einfache und kompakte Weise mehrere Übersetzungsverhältnisse zum Antreiben der Antriebsachse 62 realisieren.
Bezugszeichenliste

2: Elektroantrieb
3: Elektromotor
4: Getriebeeinheit
5: Differential
7: Zahnradpaarung
8: Zahnradpaarung
9: Zahnradpaarung
10: Antriebswelle
12: Lager
13: Lager
14: Gehäuse
15: Antriebsrad
16: Zwischenwelle
17: Lager
18: Lager
19: Zwischenrad
20: Ziehkeilvorrichtung
21: Lager
22: Abtriebsrad
23: Ringrad
24: Differentialkorb
25: Lager
26: Lager
27: Radialdichtung
28: Radialdichtung
29: Gleichlaufdrehgelenk
30: Zwischenwelle
32: Ziehkeil
33: Durchbruch
34: Kuppelelement
35: Ausnehmung
36: Stift
37: Aktuator
38: Konusfläche
39: Ausnehmung
40: Feder
41: Stützfläche
42: Stützring
43: Stützfläche
44: Stützfläche
45: zweites Antriebsrad
46: zweites Zwischenrad
47: Gleitring
48: Gleitring
50: zweite Ziehkeilvorrichtung
51: Antriebsanordnung
52: Hinterachse
53: Antriebswelle
54: Stufengetriebe
55: Seitenwelle
56: Seitenwelle
57: Rad
58: Rad
59: elektrische Maschine
60: Riementrieb
62: Batterie
63: Seitenwelle
64: Seitenwelle
65: Rad
66: Rad
A: Drehachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2012007031 A1 [0003]
US 20050003923 A1 [0004]
DE 4013855 A1 [0005]
DE 60016257 T2 [0006]

Claims

Elektroantrieb für ein Kraftfahrzeug, umfassend: einen Elektromotor (3) zum Antreiben einer Antriebsachse (52) des Kraftfahrzeugs, eine mit dem Elektromotor (3) antriebsverbundene Getriebeeinheit (4) und zumindest eine erste Ziehkeilvorrichtung (20, 50), welche in einem ersten Leistungspfad zwischen dem Elektromotor (3) und einem Abtriebsteil (22) angeordnet ist und eine Drehmomentübertragung wahlweise herstellen oder unterbrechen kann.
Elektroantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (4) zumindest eine Zwischenwelle (16) und ein auf der Zwischenwelle (16) drehbar gelagertes Zwischenrad (19) umfasst, wobei mittels der Ziehkeilvorrichtung (20) eine Drehmomentübertragung zwischen dem Zwischenrad (19) und der Zwischenwelle (16) wahlweise hergestellt oder unterbrochen werden kann.
Elektroantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (16) als Hohlwelle gestaltet ist, in der ein Ziehkeil (32) der Ziehkeilvorrichtung (20) axial beweglich angeordnet ist, wobei die Hohlwelle umfangsverteilte Durchbrüche (33) aufweist, in der Koppelelemente (34) radial verschiebbar einsitzen, wobei die Koppelelemente (34) in einer ersten Position des Ziehkeils (32) radial innen in eine Ausnehmung (35) des Ziehkeils (32) eingreifen und in einer zweiten Position des Ziehkeils (32) radial außen in jeweilige Ausnehmungen (39) des Zwischenrads (19) zur Drehmomentübertragung eingreifen.
Elektroantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (39) des Zwischenrads (19) derart gestaltet sind, dass die Koppelelemente (34) bei relativer Drehbewegung zwischen der Zwischenwelle (16) und dem Zwischenrad (19) von Wandungen der Ausnehmungen (39) nach radial innen beaufschlagt werden.
Elektroantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktuator (37) zum Betätigen der Ziehkeilvorrichtung (20) vorgesehen ist, der insbesondere als elektromagnetischer Aktuator gestaltet und koaxial zur Zwischenwelle (16) angeordnet ist.
Elektroantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Federmittel (40) vorgesehen sind, welche auf den Ziehkeil (32) entgegen der Betätigungskraft des Aktuators (37) einwirken und den Ziehkeil (32) in die Leerlaufposition beaufschlagen.
Elektroantrieb nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (37) stirnseitig mit einem Gehäuse (14) der Getriebeeinheit (4) verbunden ist, wobei ein axial beweglicher Betätigungsstift (36) des Aktuators (37) das Gehäuse (14) durchdringt und mit dem Ziehkeil (32) verbunden ist.
Elektroantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Ziehkeilvorrichtung (50) vorgesehen ist, die in einem zweiten Leistungspfad zwischen dem Elektromotor (3) und dem Abtriebsteil (22) angeordnet ist, wobei der erste und der zweite Leistungspfad funktional parallel angeordnet sind und unterschiedliche Übersetzungen haben.
Elektroantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (4) eine zur Zwischenwelle (16) parallele Antriebswelle (10) und ein auf der Antriebswelle (110) drehbar gelagertes zweites Antriebsrad (45) umfasst, wobei mittels der zweiten Ziehkeilvorrichtung (50) eine Drehmomentübertragung zwischen der Antriebswelle (110) und dem zweiten Antriebsrad (45) wahlweise hergestellt oder unterbrochen werden kann.
Elektroantrieb nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Antriebswelle (110) und der Zwischenwelle (16) eine erste Zahnradpaarung (15, 19) mit einem ersten Übersetzungsverhältnis (i1) vorgesehen ist, wobei die erste Zahnradpaarung (15, 19) ein mit der Antriebswelle (110) drehfest verbundenes erstes Antriebsrad (15) und das auf der Zwischenwelle (16) gelagerte erste Zwischenrad (19) umfasst, und dass zwischen der Antriebswelle (110) und der Zwischenwelle (16) eine zweite Zahnradpaarung (45, 46) mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis (i2) vorgesehen ist, wobei die zweite Zahnradpaarung (45, 46) das auf der Antriebswelle (110) drehbar gelagerte zweite Antriebsrad (45) und ein mit der Zwischenwelle (16) drehfest verbundenes zweites Zwischenrad (46) umfasst.
Elektroantrieb nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Übersetzungsverhältnis (i1) der ersten Zahnradpaarung (15, 19) größer ist als das zweite Übersetzungsverhältnis (i2) der zweiten Zahnradpaarung (45, 46).
Elektroantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsteil (22) ein mit der Zwischenwelle (16) drehfest verbundenes Abtriebs-Zahnrad ist, wobei ein Differential (5) vorgesehen ist, das von dem Abtriebs-Zahnrad angetrieben wird.
Kraftfahrzeug mit einem Elektroantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Verfahren zum Steuern des Elektroantriebs (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit folgenden Schritten zum Zuschalten der Antriebsachse (52): – Einstellen der Drehzahl des Elektromotors (3) derart, dass die Differenzdrehzahl zwischen Eingangsteil (19; 110) und Ausgangsteil (16; 45) der Ziehkeilvorrichtung (20, 50) innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, – Betätigen der Ziehkeilvorrichtung (20, 50) im Schließsinn, – Bestromen des Elektromotors (3) zur Übertragung eines Drehmoments auf die Antriebsachse (52).
Verfahren nach Anspruch 14 mit folgenden Schritten zum Abschalten der Antriebsachse (52): – Reduzieren des vom Elektromotor (3) erzeugten Antriebsdrehmoments, – Betätigen der Ziehkeilvorrichtung (20, 50) im Öffnungssinn, – Reduzieren der Drehzahl des Elektromotors (3).
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15 mit folgenden Schritten zum Gangwechseln der Getriebeeinheit: – Reduzieren des vom Elektromotor (3) erzeugten Antriebsdrehmoments, – Betätigen der ersten Ziehkeilvorrichtung (20) im Öffnungssinn, – Einstellen der Drehzahl des Elektromotors (3) derart, dass die Differenzdrehzahl zwischen Eingangsteil (110) und Ausgangsteil (45) der zweiten Ziehkeilvorrichtung (50) innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, – Betätigen der zweiten Ziehkeilvorrichtung (50) im Schließsinn, – Bestromen des Elektromotors (3) zur Übertragung eines Drehmoments auf die Antriebsachse (52).