Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung für einen Kupplungszentralausrücker, mit einem am radial äußeren Umfang des Kupplungszentralausrückers angeordneten ersten Wegsensor zur berührungslosen Erfassung der Position einer axial beweglichen Komponente des Kupplungszentralausrückers, mit einem ersten Signalgeber, welcher mit der beweglichen Komponente verbunden ist, und mit einem ersten Signalaufnehmer, welcher mit einer feststehenden Komponente des Kupplungszentralausrückers verbunden und radial über dem ersten Signalgeber angeordnet ist sowie mit diesem in Wirkverbindung steht, wobei der erste Signalgeber zusammen mit der beweglichen Komponente des Kupplungszentralausrückers entlang einer Längsachse des ersten Signalaufnehmers linear verschiebbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln der Position einer axial beweglichen Komponente eines Kupplungszentralausrückers mit einer solchen Sensoreinrichtung sowie einen Kupplungszentralausrücker zur Durchführung dieses Verfahrens.

Kupplungszentralausrücker werden zum Aus- und Einrücken von Kupplungen beispielsweise in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Sie sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Ein Kupplungszentralausrücker weist üblicherweise einen ringzylindrischen Kolben auf, der axial verschiebbar innerhalb eines Aufnahmekörpers gelagert ist und konzentrisch zu einer axial unmittelbar benachbarten Kupplung sowie koaxial um eine Welle beziehungsweise um deren Rotationsachse angeordnet ist. Die Betätigung der Kupplung erfolgt üblicherweise mittels eines Ausrücklagers, welches beispielsweise als ein Schrägkugellager ausgebildet ist. Bei diesem ist einer der beiden Lagerringe drehbar und der andere Lagerring drehfest an dem genannten Kolben angeordnet. An dem drehbaren Lagerring ist eine Tellerfeder der Kupplung axial abgestützt, die im eingekuppelten Zustand eine oder mehrere Kupplungsscheiben zwischen einer Druckplatte und einer Gegendruckplatte der Kupplung einklemmt, so dass ein Kraft- oder Reibschluss zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang hergestellt ist. Durch eine hydraulische oder pneumatische Beaufschlagung des Kolbens des Kupplungszentralausrückers wird beim Auskuppeln, zur Aufhebung des Kraft- oder Reibschlusses der Kupplung, eine der Kraft der Tellerfeder entgegengerichtete Kraft erzeugt, die das Ausrücklager axial verschiebt, wodurch im Ergebnis die Tellerfeder von der Druckplatte abhebt und die Kupplung geöffnet ist.

Eine wesentliche Information zur Steuerung der Kupplung sowie von gegebenenfalls vorhandenen Nebenaggregaten, deren Funktion vom Öffnungs- und Schließzustand der Kupplung abhängt, ist die jeweilige axiale Position des Kolbens des Kupplungszentralausrückers und damit die genaue Position des Ausrücklagers. Dafür ist üblicherweise eine Sensoreinrichtung an dem Kupplungszentralausrücker angeordnet, welche auf einer kontaktlosen, linearen Wegmessung basiert. Dabei dient beispielsweise ein ferro- magnetisches Element als Signalgeber, welches mit dem erwähnten Kolben bei dessen Bewegung mitbewegt wird. Ein Signalaufnehmer erfasst die Position des Magneten und gibt entsprechende Signalwerte an eine Auswerteeinheit weiter, welche mit einer Steue- rungs- und Regelungseinrichtung für die Kupplung zusammenarbeitet.

Bekannt sind sogenannte PLCD-Sensoren (Permanentmagnetic Linear Contactless Displacement), deren Funktionsprinzip auf der Bewegung eines Permanentmagneten entlang eines Weicheisenkerns beruht, der über seine gesamte Länge mit einer Primärspule umgeben ist und an seinen axialen Enden zwei zusätzliche Sekundärspulen besitzt. Der Permanentmagnet dient dabei als Messobjekt, welches in einer unmittelbar benachbarten und lokal begrenzten Zone des Weicheisenkerns zu einer magnetischen Sättigung führt. Die jeweilige Position der Sättigungszone kann über eine Sensorelektronik ermittelt werden, die an die Spulen elektrisch angeschlossen ist. Bei einer Bewegung des Messobjekts entlang der Sensorachse lässt sich somit die jeweilige Position des Messobjekts erfassen.

Weiterhin bekannt sind Hall-Sensoren zum Erfassen eines entlang einer Messstrecke linear bewegbaren Bauteils, bei dem durch einen bewegten Permanentmagneten ein Magnetfeld induziert und als Ausgangssignal, abhängig von der magnetischen Feldstärke, eine Hall-Spannung gemessen wird. Eine Lineare Hall-Sensor-Einrichtung ist beispielsweise aus der DE 10 2007 021 231 A1 bekannt. Verschiedene Kupplungszentralausrücker mit PLCD- oder Hall-Sensoreinrichtungen zur Positionserfassung sind beispielsweise aus der DE 10 201 1 102 813 A1 , DE 10 2010 018 773 A1 , DE 10 2008 057 644 A1 und DE 20 2006 014 024 U1 bekannt.

Die bekannten Sensoreinrichtungen für Kupplungszentralausrücker zur Positionserfassung weisen einen Signalgeber und einen dem Signalgeber zugeordneten Signalaufnehmer auf. Der Signalgeber ist radial außen an einem bewegten Teil des Zentralausrückers, wie einem Kolben, angeordnet oder mit diesem mechanisch gekoppelt, so dass dieser mit dem bewegten Teil des Zentralausrückers beim Ausrücken der Kupplung linear mitbewegt wird. Der Signalaufnehmer ist mit einer Sensorelektronik radial über dem Signalgeber und in Bezug zu diesem ortsfest, beispielsweise an einem Kupplungsoder Getriebegehäuse, angeordnet. Er detektiert mittels eines der oben genannten Messprinzipien den Signalgeber und ermittelt über die Sensorelektronik dessen jeweilige axiale Position. Der Signalgeber ist beispielsweise ein kleines ferromagnetisches kastenförmiges Magnetelement, welches mit dem Ausrückkolben bewegungsfest verbunden und mit dem Ausrückkolben entlang der Längsachse des Signalaufnehmers axial verschieblich ist, wodurch die Position des Ausrücklagers und damit der Betätigungszustand der Kupplung bestimmbar sind.

Es hat sich allerdings herausgestellt, dass schon ein geringes Spiel, welches meistens zwischen dem bewegbaren Kolben, beziehungsweise dem Signalgeber, und einem Aufnahmekörper zur Aufnahme des Kolbens, beziehungsweise dem feststehenden Signalaufnehmer, vorhanden ist, zu Messfehlern bei der Positionserfassung des Kolbens führen kann. Dieses Spiel wird insbesondere dann relevant, wenn es durch Toleranzen bei der konzentrischen Anordnung von Kupplung, Tellerfeder, Ausrücklager und Kolben zu einseitigen resultierenden Kräften radial außerhalb der gemeinsamen Längsachse der Anordnung führt. So wurde festgestellt, dass solche einseitigen Kupplungskräfte, welche von der Tellerfeder und dem Ausrücklager auf den Kolben des Kupplungszentralausrückers übertragen werden, dort Kippmomente erzeugen, die zu einem Versatz der gemessenen Kupplungsposition in Bezug zur tatsächlichen Kupplungsposition führen. Außerdem können Kippmomente an dem Kolben zu einem periodischen Rauschen des Sensorsignals auf der Frequenz der Umdrehungsgeschwindigkeit der Kupplung führen. Durch die Anfälligkeit der Messgenauigkeit der bekannten Positionssensoren für Kippmomente aufgrund äußerer Kräfte ergibt sich eine Ungenauigkeit für den Nachweis der tatsächlichen Position der Kupplung, was sich nachteilig auf die Kupplungssteuerung auswirken kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sensoreinrichtung für einen Kupplungszentralausrücker vorzustellen, mit der eine genaue und zuverlässige Erfassung der Position einer axial beweglichen Komponente des Kupplungszentralausrückers möglich ist. Eine weitere an die Erfindung gestellte Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Ermitteln der Position einer axial beweglichen Komponente eines Kupplungszentralausrückers mit einer solchen Sensoreinrichtung anzugeben. Insbesondere soll eine solche Sensoreinrichtung für einen Kupplungszentralausrücker zum Ausrücken einer Fahrzeugkupplung geeignet sein.

Der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine berührungslose Wegmessung an einer Kupplung mit einem Kupplungszentralausrücker, die mittels eines einzelnen linearen Wegsensors mit einem bewegten Signalgeber sowie einem relativ dazu stehenden Signalaufnehmer durchgeführt wird, aufgrund von konstruktiven, fertigungsbedingten und/oder dynamischen Toleranzen, welche in der Anordnung auftreten, fehlerhaft sein kann. Mit Hilfe eines zusätzlichen Wegsensors, welcher ebenfalls den zu vermessenden Weg abtastet, aber so angeordnet ist, dass sich dessen Ungenauigkeit in der Wegmessung entgegengerichtet zur Ungenauigkeit des ersten Sensors auswirkt, sind diese Fehler kompensierbar oder zumindest verringerbar.

Die Erfindung geht daher aus von einer Sensoreinrichtung für einen Kupplungszentralausrücker, mit einem am radial äußeren Umfang des Kupplungszentralausrückers angeordneten ersten Wegsensor zur berührungslosen Erfassung der Position einer axial beweglichen Komponente des Kupplungszentralausrückers, mit einem ersten Signalgeber, welcher mit der beweglichen Komponente verbunden ist, und mit einem ersten Signalaufnehmer, welcher mit einer feststehenden Komponente des Kupplungszentralausrückers verbunden und radial über dem ersten Signalgeber angeordnet ist sowie mit diesem in Wirkverbindung steht, wobei der erste Signalgeber zusammen mit der beweglichen Komponente des Kupplungszentralausrückers entlang einer Längsachse des ersten Signalaufnehmers linear verschiebbar ist.

Zur Lösung der vorrichtungsbezogenen Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass zusätzlich zu dem ersten Wegsensor ein zweiter Wegsensor diametral entgegengesetzt zu dem ersten Wegsensor an dem Kupplungszentralausrücker angeordnet ist, dass der zweite Wegsensor einen zweiten Signalgeber aufweist, welcher mit der beweglichen Komponente verbunden ist, dass der zweite Wegsensor einen zweiten Signalaufnehmer aufweist, welcher mit der feststehenden Komponente des Kupplungszentralausrückers verbunden sowie radial über dem zweiten Signalgeber angeordnet ist und mit diesem in Wirkverbindung steht, dass der zweite Signalgeber zusammen mit der beweglichen Komponente entlang einer Längsachse des zweiten Signalaufnehmers linear verschiebbar ist, dass die Sensoreinrichtung eine Auswerteelektronik aufweist, welche mit dem ersten Wegsensor und mit dem zweiten Wegsensor signaltechnisch verbunden ist, dass die Auswerteelektronik derart ausgebildet ist, dass mit dieser die Ausgangssignale der beiden Wegsensoren so miteinander verknüpfbar sind, dass daraus die axiale Position der beweglichen Komponente in Bezug zur feststehenden Komponente des Kupplungszentralausrückers bestimmbar ist, und dass mit der Auswerteelektronik ein diese Position wiedergebendes Ausgangssignal erzeugbar ist.

Bei dieser Sensoreinrichtung zur Kupplungspositionserfassung stehen daher anstatt des Ausgangssignals eines Einzelsensors zwei Sensorsignale zur Verfügung, die an zwei relevanten Bereichen des Kupplungszentralausrückers detektiert und miteinander verglichen werden können. Durch die diametral entgegengesetzte Anordnung von zwei Wegsensoren wirkt sich ein Signalversatz, welcher aufgrund eines Verkippens zwischen der beweglichen Komponente des Kupplungszentralausrückers, wie dem Kolben beziehungsweise dem mit diesem verbundenen Signalgeber, und einem Gehäuse, wie einer Kupplungsglocke beziehungsweise einem mit diesem verbundenen Signalaufnehmer, entsteht, in entgegengesetzter Richtung im Amplitudenverlauf der beiden Signale aus. Dadurch wird es möglich, Ungenauigkeiten bei der Positionserfassung der beweglichen Komponente des Kupplungszentralausrückers, insbesondere Messfehler aufgrund von Abstandstoleranzen zwischen Signalgeber und Signalaufnehmer der Wegsensoren rechnerisch zu korrigieren. Durch diese Anordnung wird mittels einer Auswerteelektronik ein Ausgangssignal erzeugbar, aus dem die oben angeführten Sig- nalungenauigkeit durch den geschilderten Kippeffekt eliminiert oder zumindest erheblich verringert sind. Die Sensoreinrichtung ist somit geeignet, auch zukünftige erhöhte Funk- tionssicherheitsanforderungen an Kupplungssteuerungen zu erfüllen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zwei Wegsensoren als Permanentmagnetische Lineare Kontaktlose Wegsensoren (PLCD) ausgebildet sind, dass die Signalgeber der Wegsensoren als quaderförmige oder stabförmige Permanentmagnetelemente ausgebildet sind, welche mit einem axial beweglichen Kolben des Kupplungszentralausrückers verbunden sind, dass die Signalaufnehmer der Wegsensoren als langgestreckte Kerne, bestehend aus einem weichmagnetischen Werkstoff, ausgebildet sind, welche jeweils von einer Primärspule und zwei endseitigen Sekundärspulen umgeben sind, welche mit einer Sensorelektronik elektrisch verbunden sind, und dass die Wegsensoren mit einem relativ zum Kolben feststehenden Gehäuseteil verbunden sind.

Die PLCD-Technik nutzt eine magnetische Sensoranordnung zur linearen Wegmessung, welche auf der Erzeugung einer lokalen Sättigung in einem Kern aus einem weichmagnetischem Werkstoff, beispielsweise einem Weicheisenkern, beruht. Wird ein Permanentmagnet entlang des Weicheisenkerns bewegt, so induziert dieser in dem Weicheisenkern bei Annäherung an seiner jeweiligen Position eine lokale magnetische Sättigung. Diese Sättigungsposition kann mittels einer Spulenanordnung, welche den Weichmagnetkern umgibt und einen Differentialtransformator bildet, detektiert werden. Für eine nähere Erläuterung der Funktionsweise eines Differentialtransformators zur Umformung der Information über einen Ort in eine elektrische Größe sei beispielsweise auf die DE 23 25 752 A1 verwiesen. Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung weist zwei solcher PLCD-Sensoren auf. Da PLCD-Elemente im Sättigungsbereich betrieben werden, sind sie relativ unempfindlich gegen Feldstärkeschwankungen und Temperatureinflüsse auf das Magnetmaterial. Diese Sensoren sind daher für die relativ raue Umgebung eines Kupplungszentralausrückers, beispielsweise im Antriebsstrang eines Lastkraftwagens, besonders vorteilhaft einsetzbar. An dieser Stelle sei angemerkt, dass grundsätzlich alle berührungslos arbeitenden linearen Wegsensoren für die Sensoreinrichtung gemäß der Erfindung geeignet sind.

Außerdem betrifft die Erfindung zur Lösung der verfahrensbezogenen Aufgabe ein Verfahren zum Ermitteln der Position einer axial beweglichen Komponente eines Kupplungszentralausrückers mit einer Sensoreinrichtung, welche zwei Wegsensoren sowie eine deren Ausgangssignale auswertende Auswerteelektronik aufweist. Gemäß der Erfindung ist bei diesem Verfahren vorgesehen, dass die Ausgangssignale von zwei berührungslos arbeitenden Wegsensoren, welche am radial äußeren Umfang des Kupplungszentralausrückers und zueinander diametral entgegengesetzt angeordnet sind, erfasst und ausgewertet werden, wobei aus dem Ausgangssignal SIG_1 des ersten Wegsensors und aus dem Ausgangssignal SIG_2 des zweiten Wegsensors das arithmetische Mittel SIG_position gemäß der Formel SIG_position = (SIG^ + SIG2) 2 gebildet wird, und dass aus diesem arithmetische Mittel SIG position die Position der beweglichen Komponente bestimmt sowie ein diese Position wiedergebendes Ausgangssignal erzeugt wird.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass der nachteilige Einfluss des oben beschriebenen Kippeffekts des Kolbens auf das Positionssignal des Sensors mit dieser Anordnung von zwei am Kupplungszentralausrücker gegenüberliegenden Wegsensoren durch eine einfache arithmetische Mittelung gemäß SIG_position = (SIGi + SIG2 2 sich zu Null kompensiert oder zumindest annähernd kompensiert, und damit aus dem Sensorsignal entfernt werden kann.

Es ist dabei vorteilhaft, wenn zumindest einmalig nach der Montage der Sensoreinrichtung an dem Kupplungszentralausrücker an einem Prüfstand eine Nullpunktkalibrierung der beiden Wegsensoren durchgeführt wird, um die beiden Sensorsignale auf ihre Plausibilität zu überprüfen.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass die genannte Sensoreinrichtung grundsätzlich auch mehr als zwei in geeigneter weise angeordnete lineare Wegsensoren aufweisen kann, deren Messungenauigkeiten jeweils paarweise entgegengerichtet sind, derart, dass sich durch eine Mittelung der Sensorsignale diese Messungenauigkeiten in einem resultierenden Signal gegeneinander aufheben. Dadurch kann die Genauigkeit in der Positionsbestimmung des Kolbens des Kupplungszentralausrückers beziehungsweise in der Bestimmung des Betätigungszustandes der Kupplung noch weiter erhöht werden.

Schließlich betrifft die Erfindung auch einen Kupplungszentralausrücker, wie einen pneumatisch betätigbaren, konzentrisch zu einer Nutzfahrzeugkupplung angeordneten Nehmerzylinder, mit einer Sensoreinrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position einer axial beweglichen Komponente des Nehmerzylinders, welche gemäß einem der Vorrichtungsansprüche ausgebildet ist, und welcher zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Verfahrensansprüche betreibbar ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von einem in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur einen schematischen Längsschnitt durch einen Kupplungszentralausrücker mit einer Sensoreinrichtung zur Positionserfassung, welche gemäß der Erfindung ausgebildet ist.

Die Figur zeigt einen schematisch vereinfachten Kupplungszentralausrücker 2. Ein tatsächlicher Kupplungszentralausrücker kann in einer an sich bekannten Ausführung, beispielsweise als konzentrischer Nehmerzylinder zum Ausrücken einer Fahrzeugkupplung in einem Antriebsstrang aufgebaut sein. Die Figur dient lediglich zur Verdeutlichung der Anordnung einer Sensoreinrichtung 1 gemäß der Erfindung an einem derartigen Kupplungszentralausrücker 2.

Der Kupplungszentralausrücker 2 weist eine als ringzylindrischer Kolben 3 ausgebildete bewegliche Komponente auf. Der Kolben 3 ist in einer als topfförmiger Aufnahmekörper ausgebildeten feststehenden Komponente 4 axial beweglich angeordnet. Diese feststehenden Komponente 4 wird nachfolgend auch als das Gehäuse des Kupplungszentralausrückers 2 bezeichnet. Der Kolben 3 und das Gehäuse 4 sind konzentrisch zu einer nicht dargestellten Kupplung koaxial über einer Welle 5 angeordnet, welche üblicherweise eine Getriebeeingangswelle mit einer Rotationsachse 6 ist. Der Kolben 3 ist mit einem Ausrücklager 7 gekoppelt, welches hier nur exemplarisch als Rillenkugellager ausgebildet ist, dessen Außenring 8 mit dem Kolben 3 drehfest verbunden ist. Der Innenring 9 des Ausrücklagers 7 ist in Bezug zu dem stehenden Außenring 8 und dem Kolben 3 drehbar. An der kupplungsseitigen Stirnseite des drehbaren Innenrings 9 stützt sich eine Tellerfeder 22 einer Reibkupplung axial ab. Diese nicht weiter dargestellte Reibkupplung ist eine solche, die im unbetätigten Zustand geschlossen ist. Im eingekuppelten Zustand klemmt die Tellerfeder 22 demnach eine oder mehrere Kupplungsscheiben zwischen einer Druckplatte und einer Gegendruckplatte der Reibkupplung ein, so dass ein Kraft- oder Reibschluss zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang hergestellt ist.

Damit der drehbare Innenring 7 immer spielfrei axial an der Tellerfeder 22 anliegt, ist das Ausrücklager 7 über den Kolben 3 mittels einer Vorlastfeder 10 axial in Richtung zur Tellerfeder 22 vorgespannt. Die Vorlastfeder 10 ist in einem Kolbenraum 1 1 angeordnet, welcher durch den Kolben 3 und das Gehäuse 4 des Kupplungszentralausrückers 2 begrenzt ist, und sie stützt sich mit ihren beiden Enden axial an diesen beiden Bauteilen 3, 4 ab.

Zum Ausrücken der Kupplung kann der Kolben 3 mit einer pneumatischen oder hydraulischen Druckkraft beaufschlagt werden. Dazu wird in einem Druckraum 1 1 ein entsprechender Druck aufgebaut, der auf den Kolben 3 in Ausrückrichtung wirkt. Der Druckraum 1 1 ist durch nicht näher bezeichnete Dichtelemente druckdicht abgedichtet, welche radial zwischen dem Kolben und dem Gehäuse 4 angeordnet sind. Durch eine hydraulische oder pneumatische Beaufschlagung des Kolbens 3 wird beim Auskuppeln, also zur Aufhebung des Kraft- oder Reibschlusses der Kupplung, eine der Kraft F1 , F2 der Tellerfeder 22 entgegen gerichtete Kraft erzeugt, die das Ausrücklager 7 entgegen dieser Axialkraft F1 , F2 der Kupplung verschiebt, wodurch die Tellerfeder 22 von der Druckplatte der Kupplung abhebt.

Die Sensoreinrichtung 1 weist zwei berührungslos arbeitende PLCD-Wegsensoren 13, 14 auf. Der erste Wegsensor 13 besteht aus einem ersten Signalgeber 15 und einem ersten Signalaufnehmer 16. Der Signalgeber 15 ist als ein quaderförmiges Perma- nentmagnetelement ausgebildet und an einem Halter 23 angeordnet, welcher selbst fest mit dem Kolben 3 verbunden ist. Dadurch wird bei einer Axialbewegung des Kolbens 3 auch der Halter 23 und mit diesem der Signalgeber 15 mitbewegt.

Der Signalaufnehmer 16 ist als ein in Bezug zu dem Signalgeber 15 feststehendes Bauteil ausgebildet, welches radial über dem Signalgeber 15 und zu diesem benachbart angeordnet ist. Der Signalaufnehmer 16 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in ein Gehäuseteil 24 integriert, welches zusammen mit dem feststehenden Bauteil 4, also dem Gehäuse des Kupplungszentralausrückers 2, mit einem nicht dargestellten Getriebegehäuse verbunden sein kann.

Der Signalaufnehmer 16 weist einen stabförmigen, weichmagnetischen Kern auf, welcher von einer Primärspule in seiner Länge sowie zwei Sekundärspulen an seinen axialen Enden umgeben ist. Außerdem gehört dazu eine Sensorelektronik, die mit den Spulen elektrisch verbunden ist. Die Primärspule, die beiden Sekundärspulen und die Sensorelektronik sind nicht dargestellt, dem Fachmann aber an sich bekannt. Durch den Einfluss des Signalgebers 15 wird in dem weichmagnetischen Kern des Signalaufnehmers 16 an der momentanen axialen Position eine lokal eng begrenzte magnetische Sättigung erzeugt, welche in der Sensorelektronik ein Ausgangssignal SIG 1 erzeugt. Das Ausgangssignal SIG_1 hängt, entsprechend der Funktionsweise eines Differentialtransformators, demnach von der Position der Sättigung relativ zu den seitlichen Sekundärspulen ab.

Gemäß der Erfindung ist diametral entgegengesetzt zu dem ersten Wegsensor 13 am Außenumfang des Kupplungszentralausrückers 2 ein zweiter Wegsensor 14 angeordnet. Der zweite Wegsensor 14 besteht aus einem zweiten Signalgeber 17 und einem zweiten Signalaufnehmer 18 derart, dass diese baugieich sind wie bei dem ersten Wegsensor 13. Der zweite Signalgeber 17 erzeugt daher in dem weichmagnetischen Kern des zweiten Signalaufnehmers 18 an seiner momentanen axialen Position eine lokal eng begrenzte magnetische Sättigung, welche in der Sensorelektronik ein zweites Ausgangssignal Sig_2 erzeugt. Die beiden Wegsensoren 13, 14 sind über Signalleitungen 20, 21 mit einer Auswerteelektronik 19 verbunden. Diese Auswerteelektronik 19 steht mit einer nicht dargestellten Steuerungs- und Regelungseinrichtung für die Kupplungssteuerung in signaltechnischer Verbindung oder ist in dieselbe baulich integriert.

Die Funktionsweise der Sensoreinrichtung 1 wird nachfolgend anhand einer nicht exakt koaxialen Fehlstellung der Tellerfeder 22 geschildert:

Im geschlossenen Zustand der Kupplung drückt die Tellerfeder 22 mit einer Axialkraft F1 auf den Innenring 9 des Ausrücklagers 7. Wenn die Tellerfeder 22 in Bezug zu dem Innenring 9 des Ausrücklagers 7 aufgrund von Fertigungs- und/oder Montagetoleranzen nicht exakt koaxial eingebaut ist, oder die freien Enden der Federzungen der Tellerfeder 22 nicht alle exakt in einer Ebene angeordnet sind, erzeugt die Tellerfeder 22 auf den Innenring 9 unterschiedliche Axialkräfte F1 , F2, welche dort am größten ist, wo die Tellerfeder 22 dem Innenring 9 axial am nächsten ist. In dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel wirkt dadurch auf den Innenring 9 in der oberen Zeichnungshälfte eine größere Axialkraft F1 , und im Vergleich dazu im Bereich der unteren Zeichnungshälfte, diametral gegenüber, eine etwas geringere Axialkraft F2 am Innenring 9.

Die an den beiden diametral gegenüber liegenden Stellen des Innenrings 9 des Ausrücklagers 7 wirkenden unterschiedlichen Axialkräfte (F1 > F2) bewirken, dass ein Kippmoment über das Ausrücklager auf den Kolben 3 übertragen wird. Da Fertigungsund Montagetoleranzen auch bei dem Ausrücklager 7, dem Kolben 3 und dem Gehäuse 4 nicht vermeidbar sind, wird auch der Kolben 3 in dem Gehäuse 4 etwas gekippt. Bei einem Einströmen von Druckluft in den Druckraum 11 wird der leicht gekippte Kolben 3 dann axial in Richtung zur Tellerfeder 22 bewegt. Die beiden Signalgeber 15, 17 werden dementsprechend linear entlang der zugehörigen Signalaufnehmer 16, 18 mitbewegt. Sobald die Druckkraft auf den Kolben 3 durch Entlüften des Druckraumes 1 1 zurückgenommen wird, fährt der Kolben 3 angetrieben durch die Kraft der Tellerfeder 22 wieder axial in das Gehäuse 4 ein und die Kupplung wird dadurch im Ergebnis geschlossen.

Die beiden Wegsensoren 13, 14 erzeugen entsprechend ihre jeweiligen relativen axialen Positionen ihrer Signalgeber 15, 17 ein erstes Sensorsignal SIG_1 und ein zweites Sensorsignal SIG_2. Sind alle Bauteile von Kupplungszentralausrücker 2 und Kupplung exakt konzentrisch zueinander angeordnet und wäre die Axialkraft der Tellerfeder 22 über deren Umfang vollkommen gleichmäßig, also ohne einen resultierenden Kraftvektor in Radialrichtung, dann würde sich der Kolben 3 verkippungsfrei in dem Gehäuse 4 bewegen. Die beiden Sensorsignale SIG_1 , SIG_2 würden dann idealerweise exakt übereinstimmen.

Wirkt jedoch ein resultierendes Kippmoment in dem Kupplungszentralausrücker 2 zwischen dem Kolben 3 und dem Gehäuse 4, wie es in der Figur durch die Kräfte F1 , F2 veranschaulicht ist, so wirkt sich dieses Kippmoment auf eine zurückgelegte Wegstrecke, einen positionsabhängigen Abstand und eine positionsabhängige lokale Sättigung zwischen den Signalgebern 15, 17 und den ihnen jeweils zugeordneten Signalaufnehmern 16, 18 aus. Dies führt zu zwei unterschiedlichen Sensorsignalen SIG_1 , SIG_2, die einen dem Verkippen des Kolbens 3 und dementsprechend er Wegsensoren 13, 14 entsprechend entgegengesetzten Messfehler enthalten. Um diesen Messfehler zu eliminieren, wird in der Auswerteelektronik 19 von beiden Sensorsignalen SIG 1 , SIG 2 gemäß der Formel SIG _posjtion = (SIG- ₎ + SIG ₂ )/ 2 der Mittelwert SIG_position gebildet sowie aus dem Resultat dieser Berechnung die axiale Position des Kolbens 3 und damit die axiale Betätigungsposition des Ausrücklagers 7 bestimmt.

Ein Versatz des Sensorsignals gegenüber der tatsächlichen Kupplungsposition sowie ein periodisches Rauschen des Sensorsignals auf der Frequenz der Umdrehungsgeschwindigkeit der Kupplung können somit aus dem Sensorsignal entfernt werden. Der tatsächliche momentane Ausrückzustand oder Einrückzustand der Kupplung sowie der Weg-Zeit-Verlauf eines Öffnungs- oder Schließvorgangs der Kupplung können somit hinsichtlich störender Kippmomente messfehlerfrei erfasst werden. Bezugszeichenliste (Bestandteil der Beschreibung)

1 Sensoreinrichtung

2 Kupplungszentralausrücker, Ausrücker

3 Bewegliche Komponente, Kolben

4 Feststehende Komponente, Aufnahmekörper, Gehäuse

5 Welle, Getriebeeingangswelle

6 Rotationsachse der Welle

7 Ausrücklager

8 Außenring des Ausrücklagers 7

9 Innenring des Ausrücklagers 7

10 Vorlastfeder

1 1 Druckraum

13 Erster Wegsensor

14 Zweiter Wegsensor

15 Erster Signalgeber des Wegsensors 13

16 Erster Signalaufnehmer des Wegsensors 13

17 Zweiter Signalgeber des Wegsensors 14

18 Zweiter Signalaufnehmer des Wegsensors 14

19 Auswerteelektronik

20 Erste Signalleitung

21 Zweite Signalleitung

22 Tellerfeder

23 Halter für die beiden Signalgeber 15, 17

24 Gehäuseteil

F1 Erste Kupplungskraft der Tellerfeder

F2 Zweite Kupplungskraft der Tellerfeder