Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Antriebsachse eines Fahrzeuges mit einer Parksperre und mit zumindest einem elektrischen Antrieb gemäß der im Oberbegriff des Pa tentanspruchs 1 näher definierten Art.

Beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2015 1 19 075 A1 ist ein elektronisches Antriebs modul eines Fahrzeuges mit einem Elektromotor bekannt, der über einen einer Zwischenwel le zugeordneten Getriebe-Zahnradsatz mit einer Differentialbaugruppe zum Antrieb von Ab triebswellen des Fahrzeuges gekoppelt ist. Um den Elektromotor von der Differentialbau gruppe zu entkoppeln, ist ein Kupplungsmechanismus einer Zwischenwelle des Getriebe- Zahnradsatz zugeordnet.

Wenn eine Parksperre zum Sperren des Abriebes des Fahrzeuges bei Fahrzeugstillstand der Zwischenwelle zugeordnet ist, ergibt sich das Problem, dass die Parksperre bei geöffne tem Kupplungsmechanismus an der Zwischenwelle nicht den Abtrieb blockieren kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Antriebsachse der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei der einerseits eine Entkopplung des elektrischen Antriebes ermöglicht wird und zudem die Parksperre unabhängig von der Ent kopplung wirksam ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte und beanspruchte Weiterbildungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.

Demzufolge wird eine elektrische Antriebsachse eines Fahrzeuges mit einer Parksperre und mit zumindest einem elektrischen Antrieb mit einem Antriebsrad einer Antriebswelle vorge schlagen, wobei das Antriebsrad über zumindest ein Zwischenrad einer Zwischenwelle mit einem Abtriebsrad eines Differentialgetriebes zum Antrieb zumindest einer Abtriebswelle gekoppelt ist. Um eine Entkopplung des Abriebes bzw. des Differentialgetriebes und gleich zeitig die Funktionsweise der Parksperre unabhängig von der Entkopplung sicherzustellen, ist vorgesehen, dass zum Entkoppeln des elektrischen Antriebes zumindest ein Klauen schaltelement der Antriebswelle und/oder der Zwischenwelle derart zugeordnet ist, dass das Klauenschaltelement in Kraftflussrichtung ausgehend von dem elektrischen Antrieb zum Dif ferentialgetriebe vor der Parksperre angeordnet ist. Auf diese Weise werden mit der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebsachse die Vorteile einer Entkoppelung des elektrischen Antriebes in vorbestimmten Betriebszuständen mit den Vorteilen einer wirksamen Parksperre unabhängig von dem Zustand des Klauenschaltele mentes miteinander kombiniert.

Bei einem elektrischen Antrieb gibt es Betriebspunkte, bei denen der Rotor bzw. das An triebsrad vom Antriebsstrang abgekoppelt werden muss, beispielsweise wenn die Fahrzeug geschwindigkeit des Fahrzeuges zu hoch wird, sodass eine kritische Rotordrehzahl erreicht wird. Aber auch in Betriebszuständen, bei denen sich der Elektromotor weder im motori schen noch im generatorischen Betrieb befindet. In diesem Betriebszustand können durch Abkoppelung des Antriebs Schleppverluste reduziert werden. Das Klauenschaltelement soll keine zusätzlichen Schleppverluste im geöffneten Zustand erzeugen. Zudem soll sicherge stellt werden, dass die Parksperre bei stehendem Fahrzeug wirksam geschlossen werden kann. Beim Einlegen der Parksperre eines Automatikgetriebes werden das Fahrzeug und der elektrische Antrieb schlagartig über die einfallende Sperrklinke der Parksperre auf Stillstand abgebremst. Die Bewegungsenergie des Fahrzeuges und die Drehenergie vom Rotor bzw. vom Abtriebsrad müssen innerhalb kürzester Zeit abgebaut werden. Diese Einfallstöße wer den minimiert, da sich das Klauenschaltelement in Kraftflussrichtung vor der Parksperre be findet.

Diese vorteilhafte Anordnungsreihenfolge von Klauenschaltelement und Parksperre ermög licht, dass das Klauenschaltelement im nicht verbundenen bzw. geöffneten Zustand die An triebswelle von der Zwischenwelle entkoppelt und dass die Parksperre im eingelegten Zu stand unabhängig von dem Klauenschaltelement die mit dem Differentialgetriebe verbunde ne Zwischenwelle festsetzt.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnungsreihenfolge kann konstruktiv auf ver schiedene Weisen realisiert werden. Wenn beispielsweise das Klauenschaltelement der Zwi schenwelle zugeordnet ist, kann vorgesehen sein, dass eine axial verschiebbare Schaltklaue des Klauenschaltelementes koaxial zur Zwischenwelle angeordnet ist und mit einer Mitnah meverzahnung der Zwischenwelle in Eingriff bringbar ist. Bei dieser Ausführung kann die Schaltklaue mit dem als Losrad ausgeführten Zwischenrad verbunden sein. Hierbei ist es möglich, dass diese ein gemeinsames Bauteil oder mehrere miteinander verbundene Bautei le sind, die jeweils als Losräder ausgeführt sind. Ein Parksperren rad der Parksperre ist bei dieser Ausführung als Festrad der Zwischenwelle ausgeführt und mit der Sperrklinke der Parksperre in Wirkverbindung bringbar. Auf diese Weise ist Abtrieb unabhängig von dem elektrischen Antrieb festsetzbar. Wenn beispielsweise das Klauenschaltelement der Antriebswelle bzw. Motorwelle des elektrischen Antriebes zugeordnet ist, kann vorgesehen sein, dass die axial verschiebbare Schaltklaue des Klauenschaltelements koaxial zur Antriebswelle angeordnet ist und mit einer Mitnahmeverzahnung der Antriebswelle in Eingriff bringbar ist. Bei dieser Ausführung ist die Schaltklaue mit dem als Losrad ausgeführten Antriebsrad verbunden. Das Parksperrenrad der Parksperre ist bei dieser Ausführung als Losrad der Antriebswelle ausgeführt und mit einer Sperrklinke der Parksperre in Wirkverbindung bringbar und das Zwischenrad ist als Festrad der Zwischenwelle ausgeführt. Auf diese Weise ist der Abtrieb auch bei dieser Aus führung unabhängig von dem elektrischen Antrieb festsetzbar. Es ist bei dieser Ausführung auch denkbar, dass die Parksperre der Zwischenwelle zugeordnet ist, um den Abtrieb zu blockieren.

Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zur axialen Betätigung der Schaltklaue eine mit der Schaltklaue in Wirkverbindung stehende Schaltgabel oder dergleichen vorgesehen ist, die zum Beispiel über einen elektromotori schen Aktor betätigbar ist.

Vorzugsweise kann bei der vorliegenden Erfindung das Differentialgetriebe als Hinterachsen- Differential des Fahrzeuges ausgeführt werden, sodass über die Abtriebswellen des Differen tialgetriebes die Hinterräder der Hinterachse des Fahrzeuges antreiben. Es ist aber auch möglich, dass das Differential des Fahrzeuges als Vorderachsen-Differential ausgeführt ist.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsvariante einer elektri schen Antriebsachse eines Fahrzeuges mit einem Klauenschaltelement und einer Parksper re an einer Zwischenwelle;

Figur 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsvariante der elektrischen Antriebsachse mit dem Klauenschaltelement und der Parksperre an einer Antriebswelle; und

Figur 3 eine schematische Ansicht einer Variante der zweiten Ausführungsvariante der elektrischen Antriebsachse mit der Parksperre an der Zwischenwelle. In den Figuren 1 bis 3 sind verschiedene Ausführungen einer elektrischen Antriebsachse mit einem Klauenschaltelement zum Entkoppeln des elektrischen Antriebes EM und mit einer Parksperre zum Blockieren des Abtriebes des Fahrzeuges beispielhaft dargestellt.

Die erfindungsgemäße elektrische Antriebsachse umfasst eine Parksperre und zumindest einen elektrischen Antrieb EM mit einem Antriebsrad bzw. Rotor 1 einer Antriebswelle bzw. Rotorwelle 2, wobei der elektrische Antrieb EM als elektrische Maschine sowohl motorisch als auch generatorisch antreibbar ist. Das Antriebsrad 1 ist beispielsweise über zumindest ein Zwischenrad 3 einer Zwischenwelle 4 mit einem Abtriebsrad 5 beispielsweise über eine zweistufige Stirnradverzahnung oder dergleichen oder auch direkt mit dem Differentialgetrie be 6 zum Antrieb einer ersten Abtriebswelle 7 und einer zweiten Abtriebswelle 8 gekoppelt, die beispielsweise die Hinterräder einer Hinterachse des Fahrzeuges antreiben.

Zum Entkoppeln des elektrischen Antriebes EM ist beispielhaft ein Klauenschaltelement der Antriebswelle 2 und/oder der Zwischenwelle 4 derart zugeordnet, dass das Klauenschalt element in Kraftflussrichtung ausgehend von dem elektrischen Antrieb EM zum Differential getriebe 6 vor der Parksperre angeordnet ist. Demzufolge entkoppelt das Klauenschaltele ment im nicht verbundenen bzw. geöffneten Zustand die Antriebswelle 2 von der Zwischen welle 4 und die Parksperre legt im eingelegten Zustand unabhängig von dem Klauenschalt element die mit dem Differentialgetriebe 6 verbundene Zwischenwelle 4 fest.

Bei einer ersten Ausführungsvariante gemäß Figur 1 ist sowohl das Klauenschaltelement als auch die Parksperre der Zwischenwelle 4 zugeordnet. Hierzu ist eine axial verschiebbare Schaltklaue 9 des Klauenschaltelementes koaxial zur Zwischenwelle 4 angeordnet und mit einer Mitnahmeverzahnung 10 der Zwischenwelle 4 in Eingriff bringbar. Die Schaltklaue 9 ist mit dem als Losrad ausgeführten Zwischenrad 3 verbunden. Ein Parksperren rad 1 1 der Parksperre ist als Festrad der Zwischenwelle 4 ausgeführt und mit einer gehäusefesten Sperrklinke 12 der Parksperre in Wirkverbindung bringbar, um den Abtrieb bzw. die Ab triebswellen 7, 8 festzusetzen.

Demzufolge ist die Trennstelle im Antriebsstrang der elektrischen Antriebsachse auf der Zwi schenwelle 4 untergebracht. An dieser Stelle herrschen moderate Drehmomente und Dreh zahlen. Bei geöffneter Schaltklaue 9 ergeben sich keine Schleppmoment und Verluste. Zu dem kann die Trennstelle bzw. die Schaltklaue 9 auch bei stehendem Fahrzeug geschlossen werden. In Figur 2 ist eine zweite Ausführungsvariante dargestellt, bei der sowohl das Klauenschalt element als auch die Parksperre der Antriebswelle 2 zugeordnet sind. Hierzu ist die axialver schiebbare Schaltklaue 9A des Klauenschaltelements koaxial zur Antriebswelle 2 angeord net und mit einer Mitnahmeverzahnung 13 der Antriebswelle 2 in Eingriff bringbar. Die Schaltklaue 9A ist mit dem als Losrad ausgeführten Antriebsrad 1 verbunden. Das Parksper renrad 1 1 A der Parksperre ist als Losrad der Antriebswelle 2 ausgeführt und mit der Sperr klinke 12A der Parksperre in Wirkverbindung bringbar, wobei das Zwischenrad 3 als Festrad der Zwischenwelle 4 ausgeführt.

Demzufolge ist die Trennstelle im Antriebsstrang der elektrischen Antriebsachse auf der An triebswelle bzw. Rotorwelle 2 untergebracht. Die Abkopplung erfolgt somit auf der Antriebs welle 2 über die Schaltklaue 9A. Bei geöffneter Schaltklaue 9A entstehen keine Schleppmo ment und Verluste. Auf der Antriebswelle 2 sind die Drehmomente kleiner als auf der Zwi schenwelle 4. Dadurch sind die Bauteilbelastungen am geringsten für die beteiligten Kompo nenten. Diese lassen sich damit kleiner und gewichtssparende ausführen. Zum Einlegen der Parksperre kann bei dieser Ausführung vorteilhaft das Antriebsrad 1 bzw. die Antriebswelle 2 des elektrischen Antriebes EM vorher abgekoppelt werden. Die Massenträgheit der An triebswelle 2 wirken dann beim Einfallen der Sperrklinke 12A nicht mehr auf das Parksper rensystem und müssen somit nicht von diesem abgebremst werden. Demzufolge werden die Bauteile der Parksperre deutlich weniger stark belastet.

In Figur 3 ist eine weitere Ausführungen der zweiten Ausführungsvariante gemäß Figur 2 dargestellt, bei der im Unterschied zur Ausführung gemäß Figur 2 vorgesehen ist, dass das Parksperren rad 1 1 der Parksperre als Festrad der Zwischenwelle 4 ausgeführt ist und mit der Sperrklinke 12 der Parksperre in Wirkverbindung bringbar ist, wobei das Zwischenrad 3 als Festrad der Zwischenwelle 4 ausgeführt.

Beispielhaft ist das Differentialgetriebe 6 bei sämtlichen Ausführungsvarianten gemäß Figur 1 bis 3 als Hinterachsen-Differential des Fahrzeuges ausgeführt. Bezuqszeichen

1 Antriebsrad bzw. Rotor

2 Antriebswelle bzw. Rotorwelle

3 Zwischenrad

Zwischenwelle

5 Abtriebsrad

6 Differentialgetriebe

7 erste Abtriebswelle

8 zweite Abtriebswelle

9,9A Schaltklaue

10 Mitnahmeverzahnung der Zwischenwelle

1 1 , 1 1 A Parksperrenrad

12,12A Sperrklinke

13 Mitnahmeverzahnung der Antriebswelle

EM elektrischer Antrieb