DE102013108416A1

DE102013108416A1 - Electric drive and method for controlling such an electric drive

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.The invention relates to an electric drive for a motor vehicle, comprising: an electric motor 3 for driving a drive axle of the motor vehicle, a gear unit 4 drivingly connected to the electric motor 3 and at least a first pulling wedge device 20, 50, which in a first power path between the electric motor 3 and a driven part 22 is arranged and can selectively establish or interrupt a torque transmission. The invention further relates to a method for driving such an electric drive.

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. The invention relates to an electric drive for a motor vehicle and a motor vehicle with such an electric drive. The electric drive can serve as the sole drive for the motor vehicle or it can additionally be provided an internal combustion engine. In this case, the electric drive and the internal combustion engine can individually or together superimposed drive the motor vehicle. Such drive concepts are also referred to as "hybrid drive".

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. Typically, an electric drive comprises an electric motor and a downstream reduction gear that translates a rotary motion generated by the electric motor from fast to slow. From the reduction gear, the torque is transmitted to the drive train of the motor vehicle. For this purpose, the differential gear downstream of the reduction gear in the torque flow divides the introduced torque on two output shafts for driving the wheels. The two output shafts of the differential gear have a balancing effect among each other, that is, one of the two output shafts rotates faster, the other output shaft rotates accordingly slower, and vice versa.

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. From the WO 2012 007031 A1 An electric drive for a motor vehicle is known which comprises an electric motor and a gear unit. The transmission unit has a planetary gear and a differential gear, which are arranged coaxially with each other. It is a clutch provided, which can be converted into three switching positions, namely two different switching stages and an idle position.

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 From the US 2005 0003923 A1 is an electric drive with an electric motor, a reduction stage and a differential known. Between the reduction stage and the differential, a friction clutch for connecting and disconnecting the rear axle is arranged

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. From the DE 40 13 855 A1 a method and an apparatus for decoupling a second drive axle of a multi-axle driven motor vehicle from a drive unit during braking is known. The first drive axle is constantly connected to the drive unit and the second drive axle is detachable via a clutch from the drive unit. The clutch comprises recesses in a shaft and associated openings in a sleeve-shaped shaft. There are torque-transmitting balls held in the openings or recesses.

Aus der DE 600 16 257 T2 ist ein Ziehschaltgetriebe bekannt, bei dem die Gangwechselvorgänge durch Verlagerung einer Ziehkeilwelle erfolgen. From the DE 600 16 257 T2 a draw gear is known in which the gear change operations are carried out by displacement of a draw key shaft.

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. Transmissions for electrically driven secondary axles in so-called hybrid four-wheel drive vehicles generally use disconnect systems to decouple the electric motor from the wheels at higher vehicle speeds. This allows a favorable design of the electric motor with respect to traction and reduces friction losses at higher vehicle speeds. Known shutdown systems are designed as a claw coupling or as Reiblamellenkupplung, both of which require a relatively large amount of space.

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. There are also known input gear between the electric motor and the output, which have a fixed ratio, and multi-speed transmission with a clutch circuit or a synchronizer ring circuit. Coupling circuits, as used in automatic transmissions, allow a load interruption-free circuit, but require considerable effort for the clutches and the actuator. Circuits with synchronized switching rings require high switching forces and therefore a complex actuator.

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. The present invention has for its object to provide an electric drive for a motor vehicle, which is compact and requires low switching forces, so that small or inexpensive actuators can be used. Furthermore, the object is to propose a motor vehicle with such an electric drive and a method for controlling such an electric drive.

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. The solution consists in an electric drive for a motor vehicle, comprising: an electric motor for driving a drive axle of the motor vehicle; a drivable by the electric motor gear unit; and at least one first pulling wedge device disposed in a first power path between the electric motor and a driven part and capable of selectively establishing or stopping a torque transmission.

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. One advantage is that the electric drive with draw key circuit is particularly compact. Furthermore, only minor switching forces are required for the actuation of the drawing wedge circuit, so that small actuators can be used for this purpose. This also has a favorable effect on the installation space and the weight of the electric drive. The electric drive is suitable as the sole drive for a motor vehicle or as an additional drive source in a motor vehicle, which may have an internal combustion engine as the main drive source, which are also referred to as hybrid drives. The electric drive can be used to drive any drive axle, that is, front axle, such as rear axle.

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. The gear unit transmits the drive torque generated by the electric motor to the drive train. Preferably, the transmission unit is designed as a reduction gear, which translates the rotational movement generated by the electric motor from fast to slow. The output part of the gear unit may be a rotatably connected to the intermediate shaft output gear. The transmission unit may be downstream in the torque flow, a differential which divides a torque introduced by the output gear on two output shafts for driving the wheels. The two output shafts of the differential gear have a balancing effect among each other, that is, rotates faster one of the two output shafts, the other of the two output shafts rotates accordingly slower, and vice versa.

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. The gear unit preferably comprises at least one intermediate shaft and a gear rotatably mounted on the intermediate shaft, wherein by means of the pulling wedge device a torque transmission between the gear and the intermediate shaft can be selectively made or interrupted. In this respect, the drawing wedge device forms a coupling in the drive train, wherein the gear can be referred to as a first coupling part and the intermediate shaft as a second coupling part. The pulling wedge device can assume at least two actuation states, namely a first state in which the gear for transmitting a torque is non-rotatably connected to the intermediate shaft, and a second state in which the gear can rotate freely relative to the intermediate shaft.

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. Preferably, the intermediate shaft is designed as a hollow shaft in which a pulling wedge of the pulling wedge device is arranged axially movable. The hollow shaft may have a plurality of circumferentially distributed apertures in which coupling elements are seated radially displaceable. In a first position of the pulling wedge, which may also be referred to as idling position, the coupling elements are arranged radially inward in a recess of the pulling wedge. The shaft can rotate freely relative to the gear. In a second position of the pulling wedge, which can also be referred to as the closed position, the coupling elements engage radially outside in respective recesses of the intermediate gear.

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. The recesses of the intermediate gear are preferably designed such that the coupling elements are acted upon in relative rotational movement between the intermediate shaft and the gear of walls of the recesses radially inward. In this way, it is ensured that automatically takes place in a decoupling of the shaft and gear when moving to the first position pulling wedge. The coupling elements can be designed for example in the form of balls or cylinders.

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. For actuating the pulling wedge device, an actuator is provided, in particular an electromagnetic actuator, with electromechanical or other actuators also being usable. An advantage of an electromagnetic actuator is its compact design and low operating forces. The actuator is preferably arranged coaxially to the intermediate shaft and can act on the draw key from the first to the second position. By energizing the actuator, a magnetic force is generated, which converts the pulling wedge into the closed position. When the power switch is provided in particular that the drag wedge is transferred back to the idle position. This embodiment ensures decoupling in case of interference, which can also be referred to as a so-called "fail-safe function". For this purpose, spring means are preferably provided which act on the pull key against the actuation force of the actuator and act on the pull key in the idle position. The spring means are installed under bias and can be axially supported in particular on the intermediate shaft. For example, one or more helical compression springs can be used.

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. According to a preferred embodiment, the actuator is frontally connected to a housing of the transmission, wherein an axially movable actuating pin of the actuator penetrates the housing and is connected to the pulling wedge. The actuator is controlled by an electronic control unit (ECU), which among other things can also be used to control the electric motor. As a further input variables for the electronic control unit, the rotational speed of the electric motor and / or the wheels can be detected and passed on to them. Thus, the pulling wedge device can be operated sensitively, which will be discussed in more detail below.

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). According to a further embodiment, a second pulling wedge device may be provided, which is arranged in a second power path between the electric motor and the driven part, wherein the first and the second power path are arranged functionally parallel and have different ratios. In this case, the transmission unit is designed as a switchable two-speed transmission with two Gangscvhaltstufen, that is, the torque transmission can take place via the first power path with a first gear ratio (first gear), or via the second power path with the second gear ratio (second gear).

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. The gear unit preferably comprises a drive shaft, which is arranged parallel to the intermediate shaft and is drive-connected with this. On the drive shaft, a drive wheel is rotatably mounted, wherein by means of the second drag wedge device torque transmission between the drive wheel and the drive shaft can be selectively made or interrupted.

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. In concrete terms, a first gear pair is provided with a first gear ratio between the drive shaft and the intermediate shaft, wherein the first gear pair comprises a rotatably connected to the drive shaft first drive wheel and mounted on the intermediate shaft first intermediate. Further, a second gear pair is provided with second gear ratio between the drive shaft and the intermediate shaft, wherein the second gear pair comprises the rotatably mounted on the drive shaft second drive wheel and a rotatably connected to the intermediate shaft second intermediate gear. The first gear ratio (i1) of the first gear pair is preferably greater than the second gear ratio (i2) of the second gear pair.

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. The solution further exists in a motor vehicle with an electric drive, which may have one or more of the above-mentioned embodiments. In this case, the electric drive may be sole or additional drive source of the motor vehicle, wherein a drive of the front axle or rear axle is conceivable.

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. A method for controlling an electric drive according to the invention may include the following steps for connecting the drive axle: adjusting the speed of such that the differential speed between an input part and an output part of the pull key device is within a certain range; Actuating the pulling wedge device in the closing direction; and energizing the electric motor to transmit torque to the drive axle.

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. The advantage is that the switching on and off of the drive train can be done sensitively by means of the pulling wedge device by the said control method. For the control, it is necessary to know a quantity representing the rotational speed of the gear and a variable representing the rotational speed of the intermediate shaft. This can be, for example, the engine speed of the electric motor and the wheel speed of the wheels. From this, the rotational speeds of the gear and the intermediate shaft of the respective pulling wedge device can be determined. A switching operation of the pulling wedge device from the neutral position to the closed position is only triggered when said speed difference is below a defined value. In this way, a quiet and reliable connection of the electric drive is achieved. The control takes place by means of the electronic control unit.

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. Correspondingly, the method for switching off the drive axle may in particular include the following steps: reducing the drive torque generated by the electric motor; Actuate the pulling wedge device in the opening direction, reducing the speed of the electric motor. This allows a noiseless interruption of the drive torque.

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. A gear changing method of the second embodiment may include the steps of: reducing the driving torque generated by the electric motor; Actuating the first pulling wedge device in the opening direction; Adjusting the rotational speed of the electric motor such that the differential rotational speed between the input part and the output part of the second drag wedge device is within a certain range; Actuating the second pulling wedge device in the closing direction; and energizing the electric motor to transmit torque to the drive axle. This control method allows noiseless switching from first gear to second gear. The shift from second to first gear can be done analogously. In order to interrupt a torque transmission between the drive shaft and the electric motor, one of the two pulling wedge devices is opened, which can be done by the method described above.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Hierin zeigt: Preferred embodiments will be explained below with reference to the drawing figures. Hereby shows:

1 einen erfindungsgemäßen Elektroantrieb in einer ersten Ausführungsform mit elektromagnetisch betätigter Ziehkeilvorrichtung zum Verbinden und Entkoppeln des Antriebsstrangs; 1 an electric drive according to the invention in a first embodiment with electromagnetically operated pull wedge device for connecting and disconnecting the drive train;

2 den Elektroantrieb aus 1 in vergrößerter Darstellung; 2 the electric drive off 1 in an enlarged view;

3 schematisch das Antriebskonzept eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Elektroantrieb nach 1; 3 schematically the drive concept of a motor vehicle with an electric drive according to the invention 1 ;

4 einen erfindungsgemäßen Elektroantrieb in einer zweiten Ausführungsform mit elektromagnetisch betätigter Ziehkeilvorrichtung zum Schalten der Getriebeeinheit; und 4 an electric drive according to the invention in a second embodiment with electromagnetically operated pulling wedge device for switching the gear unit; and

5 den Elektroantrieb aus 4 in vergrößerter Darstellung. 5 the electric drive off 4 in an enlarged view.

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. The 1 and 2 will be described together below. It is a Electric drive according to the invention 2 shown in a first embodiment. The electric drive 2 includes an electric motor 3 , a gear unit 4 as well as a differential 5 that is one of the gear unit 4 initiated torque on two side shafts not shown here transmits.

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. The gear unit 4 is as a reduction gear with a first gear pairing 8th and a second gear pairing 9 designed so that one from the electric motor 3 via a drive shaft 10 initiated rotational movement is translated from fast to slow. The drive shaft 10 is over camp 12 . 13 in a housing 14 the gear unit 4 rotatably mounted about a first axis of rotation A10. A drive wheel 15 (first gear) is rotationally fixed to the drive shaft 10 connected and can also be designed in one piece with this.

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. The gear unit 4 further comprises an intermediate shaft 16 that about storage means 17 . 18 about a second axis of rotation A16 parallel to the first axis of rotation A10 in the housing 14 is rotatably mounted. On the intermediate shaft 16 is an idler 19 (second gear) about the axis of rotation A16 by means of radial bearings 21 rotatably mounted. It is a pull wedge device 20 provided with the torque transmission between the idler 19 and the intermediate shaft 16 optionally can be made or interrupted. On the structure and operation of the pulling wedge device 20 will be discussed in more detail below.

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. A driven wheel 22 (third gear) is non-rotatable with the intermediate shaft 16 connected and combs with a ring gear 23 for driving the differential gear 5 , The differential gear 5 includes a differential carrier 24 in the case 14 by means of storage 25 . 26 rotatably supported about the axis of rotation A24 and the drive wheel 22 is rotationally drivable. The differential 5 further comprises a plurality of differential gears (not shown) mounted in the differential carrier 24 are rotatably mounted on axes perpendicular to the axis of rotation A24, and two side gears (not shown), which are each arranged coaxially to the rotation axis A24 rotatably and with the differential gears in meshing engagement. In the differential carrier 24 over the ring wheel 23 initiated torque is transmitted via the differential wheels on the two side gears, between which a balancing effect. The side shaft gears are connected to transmit a torque with the associated side shafts, which transmit the torque introduced to the wheels of the motor vehicle. In this case, additional elements can be interposed between the side shaft gears and the side shafts. To seal between the drive-connected with the sideshaft gears components and the housing are radial shaft seals 27 . 28 intended. The right side shaft gear is with a constant velocity universal joint 29 drive-connected, which serves to transmit torque under angular movement to the right side shaft. The left side shaft gear is via an intermediate shaft 30 Driven with the left side shaft.

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. The drive wheel 15 and the intermediate wheel meshing with it 19 form the first gear pair of the gear unit 4 with a first gear ratio. The second drive wheel 22 and the hereby combing ring gear 23 form a second gear pairing. It can be seen that the drive wheel 15 a much smaller diameter or a smaller number of teeth than the diameter or the number of teeth of the idler 19 , In this way, a translation is slowed down. Likewise, the output gear has 22 a smaller diameter or a smaller number of teeth than the ring gear 23 , so here's another translation into slow.

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. The intermediate shaft 16 is with the idler 19 optionally for transmitting torque rotatably connectable or freely rotatable relative to this. It can be seen that the intermediate shaft 16 is designed in the form of a hollow shaft. For separating and connecting as needed is the pulling wedge device 20 provided, which by means of an actuator 37 is operable. The pulling wedge device 20 includes a pulling wedge 32 in the hollow shaft 16 is guided axially displaceable. The hollow shaft 16 has a plurality of circumferentially distributed apertures 33 in which coupling elements 34 are held radially movable. The coupling elements 34 In the present case, they are designed in the form of spheres, although in principle other embodiments can also be used. In a first position of the pulling wedge 32 , which is shown here and can also be referred to as idle position, are the balls 34 radially inside in an annular recess 35 of the drawing wedge 32 arranged. The balls 34 lie thus within an outer circumferential surface of the hollow shaft 32 , so that the hollow shaft 32 relative to the idler 19 can rotate freely.

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. The drawing wedge 32 is about a pen 36 with the electromagnetic actuator 37 connected. By actuating the actuator 37 becomes the pen 36 from the actuator 37 acted upon, leaving the drawing wedge 32 in the direction of the balls 34 is moved. In this axial displacement, the balls through the cone surface 38 of the drawing wedge 32 acted upon radially outward, so that they pass through the openings 34 pass, wherein they are opposite the outer surface of the hollow shaft 16 protrude. In this second position of the pulling wedge 32 , which can also be referred to as closed position, grip the balls 34 thus radially outward into corresponding recesses 39 of the idler 19 one. The balls 34 be radially inward of a particular cylindrical support surface 44 of the drawing wedge 32 radially supported. The recesses 39 are on an inner surface of the idler 19 arranged circumferentially distributed. Their number is equal to or greater than the number of torque-transmitting balls 34 , The recesses 39 are designed so that the balls 34 at relative rotational movement between the hollow shaft 16 and the gear 19 from walls of the recesses 39 be acted upon radially inward. In this way it is ensured that in the first position of the pulling wedge 32 automatically a decoupling of shaft 16 and gear 19 takes place.

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. They are spring products 40 provided on the hollow shaft 16 axially supported and the pull-wedge 32 against the actuating force of the actuator 37 , which corresponds to the Leelaufstellung, act upon. The spring means 40 are installed under axial preload and can be designed for example in the form of a helical compression spring, with other types of springs are not excluded. The spring means 40 are with a first end opposite one in the hollow shaft 16 inserted circlip 42 and with the other end on one end face 43 of the drawing wedge 32 supported. By the spring means 40 becomes a decoupling of the intermediate 19 from the intermediate shaft 16 achieved in case of disturbances, for example in case of power failure of the actuator 37 , This is the drag wedge 32 from the spring 40 automatically pressed into the idle position.

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. The pulling wedge device 20 provides a simple coupling for disconnecting or connecting the drive train between the electric motor 3 and driven to drive axle. In a first operating state is the intermediate 19 for torque transmission rotatably with the intermediate shaft 16 connected. In a second operating state, the intermediate 19 opposite the intermediate shaft 16 rotate freely so that the drive axle from the electric motor 3 is decoupled. In this switching position finds no torque transmission between the side shafts and the electric motor 3 instead of. This is necessary, for example, if the motor vehicle has to be towed in the event of a breakdown.

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. The activation of the actuator 37 via an electronic control unit (not shown), which according to a preferred embodiment, a speed of the idler 19 representing size and one the speed of the intermediate shaft 16 representing size as input variables. This can, for example, the engine speed of the electric motor 3 and the wheel speed of the vehicle wheels, which make up the speeds of the idler gear 19 and the intermediate shaft 16 can be determined. A sensitive connection of the drive axle 52 is preferably carried out with the method steps: adjusting the speed of the electric motor 3 such that the differential speed between idler 19 and intermediate shaft 16 within a certain range; Actuate the pulling wedge device 20 in the closing sense; and energizing the electric motor 3 for transmitting a torque to the drive axle. To turn off, the torque is reversed from the electric motor 3 reduced, then the electric motor 3 so controlled that the differential speed between idler 19 and intermediate shaft 16 within a certain range, and then the actuator 37 operated in the opening direction. This is done by de-energizing the actuator 37 so that the pull-wedge 32 then from the spring 41 is moved.

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. 3 shows an electric drive according to the invention 2 according to 1 and 2 as part of the drive arrangement of a motor vehicle. The drive arrangement 50 includes a drivable front axle 51 and a drivable rear axle 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. The front axle 51 is from a primary drive source 53 driven like an internal combustion engine. The internal combustion engine 53 are a step transmission 54 , which may be an automatic or a manual transmission, and a non-illustrated Vorderachsdifferential downstream, which introduced the stepped gear torque to the two side shafts 55 . 56 for driving the front wheels 57 . 58 divides. At the primary drive source 53 is an electrical machine 59 represented, which over a Endlostrieb 60 from the primary drive source 53 is drivable. The electric machine 59 can work as a motor or generator.

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. The rear axle 52 is from the electric drive according to the invention 2 to 1 and 2 driven, which in the present case, however, is shown only schematically. The electric drive 2 serves as a secondary drive source for driving the motor vehicle, which optionally optionally switched on or off. The electric drive 2 is from a battery 62 supplied with electricity, the battery 62 from the electric machine 59 can be charged. That of the electric motor 3 generated drive torque is in the gear unit 4 translated in the slow and differential 5 on the two rear sideshafts 63 . 64 for driving the rear wheels 65 . 66 transfer.

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. The 4 and 5 , which will be described together below, show an electric drive according to the invention 2 in a second embodiment. This corresponds largely to those according to the 1 and 2 , so that reference is made to the above description in terms of similarities. The same or corresponding components with the same reference numerals and modified components with 100 provided with increased reference numerals.

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. A special feature of the present embodiment according to the 4 and 5 is that the electric drive 102 includes a two-speed transmission. For this purpose, the transmission unit includes 104 a first power path in which a first drag wedge device 20 is provided, and a functionally parallel thereto second power path, in which a second pulling wedge device 50 is provided. By appropriate activation of the pulling wedge devices 20 Torque can optionally via the first power path or alternatively via the second power path from the electric motor 3 on the differential 5 or the drive axle 52 be transmitted. Is one of the two pulling wedge devices 20 . 50 in the idle position, the torque transmission is interrupted.

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. The first power path includes that of the electric motor 3 driven drive shaft 110 , the first drive wheel 15 , the first idler 19 , the intermediate shaft 116 with first pulling wedge device 20 , as well as the output gear 22 that with the ring gear 23 for driving the differential 5 is in meshing engagement. The first drive wheel 15 meshes with the first idler 19 That's about the first pull wedge device 20 opposite the intermediate shaft 116 can be coupled and disconnected. With the intermediate shaft 116 is the output gear 22 rotatably connected, which with closed pulling wedge device, the introduced torque to the differential 5 transfers. As such, the first power path of the present embodiment corresponds to the power path according to FIGS 1 and 2 so that reference may be made to the above description for further technical details.

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. The second power path includes starting from the electric motor 3 the drive shaft 110 with the second pulling wedge device 50 , a second drive wheel 45 , a second idler 46 , the intermediate shaft 116 and the output gear 22 that with the ring gear 23 for driving the differential 5 is in meshing engagement. With the second pulling wedge device 50 can be a torque transmission between the drive shaft 110 and the second drive wheel 45 optionally manufactured or interrupted. That on the drive shaft 110 rotatably mounted second drive wheel 45 is with the second idler 46 in toothing engagement, which for torque transmission with the intermediate shaft 116 rotatably connected. The non-rotatable connection can be realized for example by a positive connection such as a spline or a cohesive connection such as welding, which incidentally also for the connections between the first drive wheel and the drive shaft 110 and between the intermediate shaft 116 and the output gear 22 applies. From the intermediate shaft 116 the torque is applied to the output gear 22 transferred, which with the ring gear 23 of the differential 5 combs. All gears 15 . 19 . 45 . 46 . 22 . 23 are designed in the form of spur gears, preferably with helical or helical gears, with spur gears are not excluded.

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. Overall, the present transmission unit has 104 three gear pairs: the drive wheel 15 and the idler 19 (first gear pair), the second drive wheel 45 and the second idler 46 (second gear pair), and the output gear 22 and the ringwheel 23 (third gear pairing). Depending on the switching position of the pulling wedge devices 20 . 50 the drive via the first or the second gear pairing, so that there are two gear shift stages. It can be seen that the drive wheel 15 a substantially smaller diameter or a smaller number of teeth than the diameter or the number of teeth of the idler gear 19 , In this way, a translation is slowed down. Likewise, the output gear has 22 a smaller diameter or a smaller number of teeth than the ring gear 23 , so here's another translation into slow.

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. The structure and operation of the second pulling wedge device 50 corresponds to the structure and operation of the first pull wedge device 20 or the in 1 shown pulling wedge device, so that reference is made in this regard to the above description. There are corresponding components provided with the same reference numerals. The second pull wedge device 50 is shown in the closed position, in which the coupling elements 34 over the lateral surface of the drive shaft 110 project radially and into the recesses 39 of the second drive wheel 45 to engage in torque transmission. The coupling elements 34 be from the truss surface 44 held in the radially projecting position. In the switching position shown is the first pulling wedge device 20 in the neutral position and the second pull wedge device 50 in the closed position, so that torque is transmitted via the second power path (second gear). Will the actuator 37 the second pull switch device 50 the drawing wedge is switched again stomelessly 32 from the spring 40 in the direction of the actuator 37 applied. In this position, the coupling elements can 34 radially inward into the recess 35 move in, leaving the second drive wheel 45 again free relative to the drive shaft 110 can turn. The feather 40 is at the second pulling wedge device 50 on a support surface 41 the drive shaft 110 axially supported. The drive shaft 110 is at the the electric motor 3 facing side designed as a solid shaft and in the area of the second drive wheel 45 as a hollow shaft, in which the drawing wedge 32 sits axially movable.

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). The first and the second power path are functionally arranged in parallel and have different ratios, that is, the torque transmission takes place in the first power path with a first gear ratio (first gear), or via the second power path with the second gear ratio (second gear). The translation of the first power path is influenced by the gear pairing between the first drive wheel 15 and the first idler 19 , wherein the number of teeth of the first drive wheel 15 is larger than that of the first idler 19 , The transmission ratio of the second power path is influenced by the gear pairing between the second drive wheel 45 and the second idler 46 , which has a smaller number of teeth than the second drive wheel 45 , It can also be seen that the first drive wheel 15 a smaller number of teeth than the second drive wheel 45 and that the first idler 19 a larger number of teeth than the second intermediate 46 , This results in that the first gear ratio (i1 = z19 / z15) of the first gear pair ( 15 . 19 ) is greater than the second gear ratio (i2 = z46 / z45) of the second gear pair ( 45 . 46 ). It follows that the ring gear 23 during torque transmission via the first power path (first gear) rotates slower than torque transmission via the second power path (second gear).

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. To change gears of the transmission unit from the first gear to the second gear, the following steps are preferably carried out: reducing the electric motor 3 generated drive torque; Actuate the first pull wedge device 20 in the opening sense; Setting the speed n3 of the electric motor 3 such that the differential speed between the drive shaft 110 and the second drive wheel 45 , which input part and output part of the second pulling wedge device 50 within a certain range; Actuating the second pulling wedge device 50 in the closing sense; and energizing the electric motor 3 for transmitting a torque to the drive axle 52 , This control method allows noiseless switching from first gear to second gear. The shift from second gear to first gear can take place analogously to this.

Es versteht sich, dass der Elektroantrieb 102 vorliegende Ausführungform gemäß den 4 und 5 in der Antriebsanordnung aus 3 verwendet werden kann. It is understood that the electric drive 102 present embodiment according to the 4 and 5 in the drive assembly 3 can be used.

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. The electric drives according to the invention 2 . 102 with one or two pull key circuits 20 . 50 have a particularly compact structure. For the consideration of the drawing wedge circuits 20 . 50 Only low switching forces are needed so that relatively small actuators can be used. In the electric drive 102 with two pulling clutches 20 . 50 can be in a simple and compact way, several ratios for driving the drive axle 62 realize.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

2 2: Elektroantrieb electric drive
3 3: Elektromotor electric motor
4 4: Getriebeeinheit gear unit
5 5: Differential differential
7 7: Zahnradpaarung gear pair
8 8th: Zahnradpaarung gear pair
9 9: Zahnradpaarung gear pair
10 10: Antriebswelle drive shaft
12 12: Lager camp
13 13: Lager camp
14 14: Gehäuse casing
15 15: Antriebsrad drive wheel
16 16: Zwischenwelle intermediate shaft
17 17: Lager camp
18 18: Lager camp
19 19: Zwischenrad idler
20 20: Ziehkeilvorrichtung Draw key device
21 21: Lager camp
22 22: Abtriebsrad output gear
23 23: Ringrad ring gear
24 24: Differentialkorb differential carrier
25 25: Lager camp
26 26: Lager camp
27 27: Radialdichtung radial seal
28 28: Radialdichtung radial seal
29 29: Gleichlaufdrehgelenk CVJ
30 30: Zwischenwelle intermediate shaft
32 32: Ziehkeil draw key
33 33: Durchbruch breakthrough
34 34: Kuppelelement coupling element
35 35: Ausnehmung recess
36 36: Stift pen
37 37: Aktuator actuator
38 38: Konusfläche conical surface
39 39: Ausnehmung recess
40 40: Feder feather
41 41: Stützfläche support surface
42 42: Stützring support ring
43 43: Stützfläche support surface
44 44: Stützfläche support surface
45 45: zweites Antriebsrad second drive wheel
46 46: zweites Zwischenrad second intermediate wheel
47 47: Gleitring sliding ring
48 48: Gleitring sliding ring
50 50: zweite Ziehkeilvorrichtung second pulling wedge device
51 51: Antriebsanordnung drive arrangement
52 52: Hinterachse rear axle
53 53: Antriebswelle drive shaft
54 54: Stufengetriebe step transmission
55 55: Seitenwelle sideshaft
56 56: Seitenwelle sideshaft
57 57: Rad wheel
58 58: Rad wheel
59 59: elektrische Maschine electric machine
60 60: Riementrieb belt drive
62 62: Batterie battery
63 63: Seitenwelle sideshaft
64 64: Seitenwelle sideshaft
65 65: Rad wheel
66 66: Rad wheel
A A: Drehachse axis of rotation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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

Claims

Electric drive for a motor vehicle, comprising: an electric motor ( 3 ) for driving a drive axle ( 52 ) of the motor vehicle, one with the electric motor ( 3 ) drive-connected transmission unit ( 4 ) and at least one first pulling wedge device ( 20 . 50 ), which in a first power path between the electric motor ( 3 ) and a stripping section ( 22 ) is arranged and can selectively establish or interrupt a torque transmission.

Electric drive according to claim 1, characterized in that the gear unit ( 4 ) at least one intermediate wave ( 16 ) and one on the intermediate shaft ( 16 ) rotatably mounted intermediate wheel ( 19 ), wherein by means of the pulling wedge device ( 20 ) a torque transmission between the intermediate wheel ( 19 ) and the intermediate shaft ( 16 ) can be optionally made or interrupted.

Electric drive according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate shaft ( 16 ) is designed as a hollow shaft, in which a pulling wedge ( 32 ) of the pulling wedge device ( 20 ) is arranged axially movable, wherein the hollow shaft circumferentially distributed openings ( 33 ), in the coupling elements ( 34 ) are radially displaceable, wherein the coupling elements ( 34 ) in a first position of the pulling wedge ( 32 ) radially inwardly into a recess ( 35 ) of the drawing wedge ( 32 ) and in a second position of the drawing wedge ( 32 ) radially outward into respective recesses ( 39 ) of the intermediate wheel ( 19 ) engage for torque transmission.

Electric drive according to claim 3, characterized in that the recesses ( 39 ) of the intermediate wheel ( 19 ) are designed such that the coupling elements ( 34 ) at relative rotational movement between the intermediate shaft ( 16 ) and the intermediate wheel ( 19 ) of walls of the recesses ( 39 ) are acted upon radially inward.

Electric drive according to one of claims 1 to 4, characterized in that an actuator ( 37 ) for actuating the pulling wedge device ( 20 ) is provided, which in particular designed as an electromagnetic actuator and coaxial with the intermediate shaft ( 16 ) is arranged.

Electric drive according to one of claims 1 to 5, characterized in that spring means ( 40 ) are provided, which on the drawing wedge ( 32 ) against the actuating force of the actuator ( 37 ) and the drawing wedge ( 32 ) to the idling position.

Electric drive according to one of claims 5 or 6, characterized in that the actuator ( 37 ) frontally with a housing ( 14 ) of the transmission unit ( 4 ), wherein an axially movable actuating pin ( 36 ) of the actuator ( 37 ) the housing ( 14 ) penetrates and with the pulling wedge ( 32 ) connected is.

Electric drive according to one of claims 1 to 7, characterized in that a second pulling wedge device ( 50 ) provided in a second power path between the electric motor ( 3 ) and the stripping section ( 22 ), wherein the first and second power paths are functionally arranged in parallel and have different ratios.

Electric drive according to claim 8, characterized in that the gear unit ( 4 ) one to the intermediate shaft ( 16 ) parallel drive shaft ( 10 ) and one on the drive shaft ( 110 ) rotatably mounted second drive wheel ( 45 ), wherein by means of the second pulling wedge device ( 50 ) a torque transmission between the drive shaft ( 110 ) and the second drive wheel ( 45 ) can be optionally made or interrupted.

Electric drive according to one of claims 8 or 9, characterized in that between the drive shaft ( 110 ) and the intermediate shaft ( 16 ) a first gear pairing ( 15 . 19 ) is provided with a first gear ratio (i1), wherein the first gear pair ( 15 . 19 ) with the drive shaft ( 110 ) rotatably connected first drive wheel ( 15 ) and that on the intermediate shaft ( 16 ) mounted first intermediate gear ( 19 ) and that between the drive shaft ( 110 ) and the intermediate shaft ( 16 ) a second gear pair ( 45 . 46 ) is provided with a second gear ratio (i2), wherein the second gear pair ( 45 . 46 ) on the drive shaft ( 110 ) rotatably mounted second drive wheel ( 45 ) and one with the intermediate shaft ( 16 rotatably connected second intermediate wheel ( 46 ).

Electric drive according to one of claims 8 to 10, characterized in that the first gear ratio (i1) of the first gear pair ( 15 . 19 ) is greater than the second gear ratio (i2) of the second gear pair ( 45 . 46 ).

Electric drive according to one of claims 1 to 11, characterized in that the output part ( 22 ) one with the intermediate shaft ( 16 ) rotatably connected output gear, wherein a differential ( 5 ) is provided, which is driven by the output gear.

Motor vehicle with an electric drive according to one of claims 1 to 12.

Method for controlling the electric drive ( 2 ) according to one of claims 1 to 12, with the following steps for connecting the drive axle ( 52 ): - adjusting the speed of the electric motor ( 3 ) such that the differential speed between input part ( 19 ; 110 ) and output part ( 16 ; 45 ) of the pulling wedge device ( 20 . 50 ) is within a certain range, - operating the pulling wedge device ( 20 . 50 ) in the closing direction, - energizing the electric motor ( 3 ) for transmitting a torque to the drive axle ( 52 ).

Method according to Claim 14, with the following steps for shutting down the drive axle ( 52 ): - reducing the electric motor ( 3 ) generated driving torque, - operating the pulling wedge device ( 20 . 50 ) in the opening direction, - reducing the speed of the electric motor ( 3 ).

Method according to Claim 14 or 15, with the following steps for changing gear of the gear unit: 3 ) generated driving torque, - actuating the first pulling wedge device ( 20 ) in the opening direction, - adjusting the speed of the electric motor ( 3 ) such that the differential speed between input part ( 110 ) and output part ( 45 ) of the second pulling wedge device ( 50 ) is within a certain range, - operating the second pulling wedge device ( 50 ) in the closing direction, - energizing the electric motor ( 3 ) for transmitting a torque to the drive axle ( 52 ).