Beschreibung

Hier werden eine Sensoranordnung für einen Riementrieb sowie ein Verfahren zur Bestimmung einer Rotationsposition von Riemenscheiben beschrieben.

Elektrische Antriebe für die Lenkung von Kraftfahrzeugen sind zum Beispiel für Servolenkungen (Electric Power Steering, EPS) bekannt. Im Falle eines achsenparallelen Antriebs (APA) kann hierfür ein sogenanntes "Power Pack", welches eine Motoreneinheit und eine Steuerung oder Regelung in Form einer elektronischen Datenverarbeitungsvorrichtung (ECU) umfasst, über einen Riementrieb mit einem Kugelgewindetrieb (KGT), welcher eine rotatorische Bewegung der Motoreneinheit in eine translatorische Bewegung zur Beeinflussung des Spurwinkels der Kraftfahrzeugräder überführt, gekoppelt sein.

Der Riementrieb, welcher das "Power Pack" oder die Motoreneinheit mit dem Kugelgewindetrieb koppelt, hat hierbei üblicherweise zwei Riemenscheiben und einen Riemen. Zur Verbesserung bekannter Servolenkungen aber auch zur Implementierung von vollständig elektronisch unterstützten Lenkungen von Kraftfahrzeugen (Steer by wire, SBW) ist es nötig, einen aktuellen oder tatsächlichen Spurwinkel der durch die Lenkung beeinflussten Räder zu ermitteln, um durch entsprechende Steuerung oder Regelung der Motoreneinheit eine vom Fahrer des Kraftfahrzeugs veranlasste Lenkbewegung für das Kraftfahrzeug korrekt umzusetzen.

Es ist hierzu grundsätzlich möglich, mittels induktiv, kapazitiv, magnetisch und/oder optisch erfassender Sensoren eine Rotationsstellung der Riemenscheiben des Riementriebs, welcher das "Power Pack" oder die Motoreneinheit mit dem Kugelgewindetrieb koppelt, zu ermitteln und hierdurch Rückschlüsse auf den aktuellen Spurwinkel der durch die Lenkung beeinflussten Räder zu ziehen. Optisch erfassende Sensoren sind in der Praxis jedoch aufgrund von auftretenden Verschmutzungen der Sensoren und der Riemenscheiben und/oder aufgrund mangelnder Genauigkeit unüblich. Die präzisesten Messergebnisse lassen sich mit Hilfe von induktiv erfassenden Sensoren erzielen.

Ein Problem bei der Erfassung einer aktuellen oder tatsächlichen Rotationsposition der Riemenscheiben ist jedoch, dass eine bestimmte Rotationsposition der zwei Riemenscheiben des Riementriebs nicht notwendigerweise eineindeutig zu einem bestimmten Spurwinkel der durch die Lenkung beeinflussten Räder korrespondiert. Folglich kann anhand einer Bestimmung der Rotationspositionen der Riemenscheiben nur dann der tatsächliche oder aktuelle Spurwinkel der durch die Lenkung beeinflussten Räder ermittelt werden, wenn die Erfassung der Rotationspositionen der Riemenscheiben durch eine Sensorerfassung unmittelbar an den Rädern oder zumindest durch eine Auswertung der Erfassungshistorie der Rotationspositionen der Riemenscheiben ergänzt wird.

Ersteres ist einerseits mit einem technischen Mehraufwand verbunden und relativiert hierdurch die mit einer Erfassung der Rotationsposition der Riemenscheiben zur Regelung oder Steuerung der Lenkung verbundenen Vorteile. Letzteres setzt voraus, dass die Erfassungshistorie stets, also auch bei einem Anfahren des Kraftfahrzeugs verfügbar ist, und dass ein Speicher die Historiendaten stets zeitgleich mit der Sensorerfassung bereitstellt. Stehen die Aufzeichnungen vergangener Rotationspositionserfassungen, zum Beispiel bei einem Anfahren des Kraftfahrzeugs, nicht zur Verfügung, ist es nicht möglich allein anhand der Rotationsposition der Riemenscheiben einen aktuellen Spurwinkel der durch die Lenkung beeinflussten Räder sicher festzustellen. Die sichere Steuerung des Kraftfahrzeugs ist in dieser Situation somit nicht möglich. Ferner kann zum Beispiel auch ein Reifenwechsel zu einer Unterbrechung und/oder Verfälschung einer aufgezeichneten Erfassungshistorie führen, welches eine anschließende sichere Feststellung eines tatsächlichen Lenkwinkels anhand einer erfassten Rotationsposition der Riemenscheiben einer Lenkung unmöglich macht.

Es besteht daher die technische Aufgabe einen verbesserten Riementrieb für eine Kraftfahrzeuglenkung mit einer Sensorik bereitzustellen, welche die Bestimmung einer Rotationsposition der Riemenscheiben des Riementriebs sowie deren eineindeutige Zuordnung zu einem bestimmten aktuellen Spurwinkel der durch die Lenkung beeinflussten Räder des Kraftfahrzeugs über den gesamten Stellbereich der Lenkung ermöglicht. Weiter soll auch ein korrespondierendes Verfahren bereitgestellt werden, welches die Bestimmung einer Rotationsposition der Riemenscheiben des Riementriebs sowie deren eineindeutige Zuordnung zu einem bestimmten aktuellen Spurwinkel der durch die Lenkung beeinflussten Räder des Kraftfahrzeugs über den gesamten Stellbereich der Lenkung ermöglicht.

Diese Aufgaben werden durch eine Vorrichtung nach dem Anspruch 1 und ein Verfahren nach dem unabhängigen Verfahrensanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die weiteren Ansprüche definiert.

Der Riementrieb weist zumindest eine erste Riemenscheibe mit einem ersten Durchmesser und einer zweiten Riemenscheibe mit einem zweiten Durchmesser auf. Weiter weist der Riementrieb einem Riemen auf, der jeweils an einer Mantelfläche der ersten und der zweiten Riemenscheibe angeordnet und dazu eingerichtet ist, eine rotatorische Bewegung der ersten Riemenscheibe auf die zweite Riemenscheibe zu übertragen. Eine erste Sensoranordnung ist dazu angeordnet und ausgebildet, eine Rotationsstellung der ersten Riemenscheibe zu erfassen. Weiter ist eine zweite Sensoranordnung dazu angeordnet und ausgebildet, eine Rotationsstellung der zweiten Riemenscheibe zu erfassen.

Der erste Durchmesser entspricht einem ersten ganzzahligen Vielfachen einer Längeneinheit. Eine Längeneinheit kann zum Beispiel ein Millimeter, ein Zentimeter, ein Inch oder ein anderes Längenmaß jedweder länge sein. Mit anderen Worten hat die erste Riemenscheibe einen Durchmesser, dessen Länge oder Betrag sich als Produkt einer natürlichen Zahl mit einem gewählten Längenmaß, zum Beispiel mit einem Zentimeter oder mit einem Inch oder einem anderen Längenmaß jedweder Länge, angeben lässt. In einem Beispiel kann die erste Riemenscheibe einen Durchmesser von 31 Längeneinheiten, zum Beispiel einen Durchmesser von 31 Millimetern aufweisen.

Der zweite Durchmesser entspricht einem zweiten ganzzahligen Vielfachen derselben Längeneinheit. Zum Beispiel kann die zweite Riemenscheibe einen Durchmesser von 97 Längeneinheiten, zum Beispiel einen Durchmesser von 97 Millimetern aufweisen.

Das erste und das zweite ganzzahlige Vielfache der Längeneinheit sind voneinander verschieden und zueinander teilerfremd. Zum Beispiel sind 31 und 97 voneinander verschiedene natürliche Zahlen, die zueinander teilerfremd sind, also keinen gemeinsamen natürlichen Teiler jenseits der Zahl 1 aufweisen.

Mit anderen Worten kann beschrieben werden, dass das Größenverhältnis zwischen der ersten Riemenscheibe und der zweiten Riemenscheib und/oder das Längenverhältnis zwischen dem ersten Durchmesser und dem zweiten Durchmesser einem Verhältnis zweier verschiedener natürlicher Zahlen zueinander entspricht, wobei die beiden voneinander verschiedenen natürlichen Zahlen keinen gemeinsamen natürlichen Teiler außer der Zahl 1 haben.

Optional können das erste ganzzahlige Vielfache und/oder das zweite ganzzahlige Vielfache einer Primzahl oder dem Produkt einer ersten und/oder zweiten Längeneinheit mit einer Primzahl entsprechen. Mit anderen Worten kann der Durchmesser der ersten und/oder der zweiten Riemenscheibe jeweils einem Produkt aus einer beliebigen Längeneinheit jedweder Länge und einer natürlichen Zahl, insbesondere einer Primzahl entsprechen. Dieses stellt sicher, dass das erste ganzzahlige Vielfache und das zweite ganzzahlige Vielfache der Längeneinheit niemals einen gemeinsamen natürlichen Teiler aufweisen kann. Die erste Sensoranordnung kann einen kontaktlos erfassenden Positionssensor, insbesondere einen kontaktlos und induktiv erfassenden Positionssensor, aufweisen. Ferner kann auch die zweite Sensoranordnung einen kontaktlos erfassenden Positionssensor, insbesondere einen kontaktlos und induktiv erfassenden Positionssensor, aufweisen. Zum Beispiel können die erste und/oder die zweite Sensoranordnung einen CIPOS®-Sensor aufweisen, der die Rotationsstellung der ersten und/oder zweiten Riemenscheibe bestimmt.

Alternativ oder ergänzend können die erste Sensoranordnung und/oder die zweite Sensoranordnung auch kapazitiv, magnetisch und/oder optisch erfassende Sensoren aufweisen.

Die erste und/oder die zweite Sensoranordnung können jeweils dazu angeordnet sein, eine Rotationsposition oder eine Rotationsstellung einer Riemenscheibe zu ermitteln. Mit anderen Worten können die erste und/oder die zweite Sensoranordnung jeweils ermitteln, um wieviel Grad eine Riemenscheibe gegenüber einer definierten oder gedachten Nullstellung oder Ausgangsposition rotiert ist.

In einer Variante können die erste und/oder zweite Sensoranordnungen eine Rotationsstellung der ersten und/oder zweiten Riemenscheibe zum Beispiel bis auf 1,2 Grad genau ermitteln, wobei diese Messungenauigkeit die in der realisierten Mechanik des Riementriebs begründeten Abweichungen von einer technisch idealen Rotation der Riemenscheiben bereits miteinschließt.

In einer Ausführungsform kann zumindest ein Teil der ersten Sensoranordnung in die erste Riemenscheibe integriert und/oder mit der ersten Riemenscheibe gekoppelt sein. Weiter kann zumindest ein Teil der zweiten Sensoranordnung in die zweite Riemenscheibe integriert und/oder mit der zweiten Riemenscheibe gekoppelt sein. Zum Beispiel können jeweils Leiterschleifen und/oder magnetische Elemente als Teil der Riemenscheiben ausgebildet oder mit diesen gekoppelt oder verbunden sein.

Weiter kann der Riementrieb eine Datenverarbeitungsvorrichtung umfassen oder einer Datenverarbeitungsvorrichtung zugeordnet und/oder mit dieser verbunden sein. Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann insbesondere eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung sein. In einer Variante kann die Datenverarbeitungsvorrichtung auch ganz oder teilweise durch die erste und/oder zweite Sensoranordnung und/oder durch einen Teil der ersten und/oder zweiten Sensoranordnung ausgebildet sein oder in diese integriert sein. Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann die Erfassung der ersten Sensoranordnung und/oder der zweiten Sensoranordnung auswerten, speichern und/oder die Erfassungen und/oder die Aus- Wertungen einer externen technischen Einrichtung, zum Beispiel einem Bordcomputer zugänglich machen. In einer Weiterbildung kann die Datenverarbeitungsvorrichtung in einen Bordcomputer integriert sein oder als Teil eines Bordcomputers ausgebildet sein.

Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, basierend auf der Erfassung der ersten Sensoranordnung und der Erfassung der zweiten Sensoranordnung eine Rotationsstellung oder Stellposition des Riementriebs auf einem mehrere vollständige Rotationen der ersten und/oder der zweiten Riemenscheibe umfassenden Stellweg des Riementriebs eineindeutig zu ermitteln.

Möglich wird dieses durch das teilerfremde Größen- oder Längenverhältnis der Durchmesser der ersten und der zweiten Riemenscheibe. Die Länge oder Größe der Durchmesser der Riemenscheiben impliziert jeweils den Umfang der Riemenscheiben sowie das Übersetzungsverhältnis des Riementriebs mit den beiden Riemenscheiben.

Hat die erste Riemenscheibe zum Beispiel einen Durchmesser von 31 Längeneinheiten und die zweite Riemenscheibe einen Durchmesser von 97 Längeneinheiten, so ergibt sich für den Riementrieb ein Übersetzungsverhältnis von 97/31 oder in etwa 3,129 von der ersten, kleineren, Riemenscheibe zur zweiten, größeren Riemenscheibe. Mit anderen Worten bewirken etwa 3,129 Umdrehungen der ersten, kleineren, Riemenscheibe eine vollständige Umdrehung der zweiten, größeren, Riemenscheibe. Im Kehrwert ergibt sich ein Übersetzungsverhältnis von 31/97 oder in etwa 0,3196 von der zweiten, größeren, Riemenscheibe zur ersten, kleineren Riemenscheibe. Mit anderen Worten bewirken etwa 0,3196 Umdrehungen der zweiten, größeren, Riemenscheibe eine vollständige Umdrehung der ersten, kleineren, Riemenscheibe.

Da die natürlichen Zahlen 31 und 97 jedoch teilerfremd sind, wiederholt sich eine spezifische Rotationsstellung oder Stellposition des Riementriebs, die durch eine spezifische Rotationstellung der ersten Riemenscheibe und eine spezifische Rotationsstellung der zweiten Riemenscheibe definiert ist, jeweils erst nach 97 vollständigen Umdrehungen der ersten Riemenscheibe und 31 vollständigen Umdrehungen der zweiten Riemenscheibe.

Jede Kombination aus einer spezifischen Rotationstellung der ersten Riemenscheibe und einer spezifischen Rotationsstellung der zweiten Riemenscheibe kann somit einer spezifischen Stellposition des Riementriebs über einen mehrere vollständige Rotationen der ersten und/oder der zweiten Riemenscheibe umfassenden Stellweg hinweg eineindeutig zugeordnet werden. Der hier beschriebene Riementrieb kann zum Beispiel für die Lenkung eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Diese kann zum Beispiel eine achsenparallele Anordnung mit einem der vorangehend beschriebenen Riementriebe aufweisen. Der Riementrieb kann eine Rotationsbewegung von einer an einem Elektromotor angeordneten ersten Riemenscheibe auf eine an einem Kugelgewindetrieb angeordnete zweite Riemenscheibe übertragen, wobei der Kugelgewindetrieb dazu eingerichtet ist, die Rotationsbewegung in eine translatorische Bewegung zur Bewirkung oder Unterstützung der Lenkung umzusetzen.

Bekannte Riementriebe für die Lenkungen von Kraftfahrzeugen weisen einen Stellweg von/mit etwa 80 bis 120 vollständigen Umdrehungen der motorseitigen Riemenscheibe auf. Mit anderen Worten können etwa 80 bis 120 vollständige Umdrehungen einer an einem Elektromotor angeordneten Riemenscheibe eine Lenkung für das Kraftfahrzeug von einer maximal möglichen Auslenkstellung in die entgegengesetzte maximal mögliche Auslenkstellung bewegen oder eine solche Bewegung zumindest unterstützen.

Die Anzahl der jeweils maximal möglichen Rotationen der Riemenscheiben des Riementriebs zwischen den maximalen Auslenkpositionen definieren den Stellweg des Riementriebs. Sind die Größenverhältnisse der Riemenscheiben nicht teilerfremd zueinander gewählt, lässt sich jede Kombination von spezifischen Rotationsstellungen der beiden Riemenscheiben mehreren möglichen Stellpositionen des Riementriebs auf dem Stellweg, und somit mehreren möglichen Einschlagwinkeln der Kraftfahrzeugräder, zuordnen. Eine eindeutige Ermittlung des aktuellen Lenkeinschlags des Kraftfahrzeugs allein anhand der durch die Sensoranordnungen ermittelten Rotationspositionen der Riemenscheiben ist hier daher nicht möglich.

Sind die Größenverhältnisse der Riemenscheiben jedoch teilerfremd zueinander gewählt und auf die Länge des Stellwegs und/oder auf die maximal realisierbaren Einschlagwinkel abgestimmt, lässt sich jedoch jede Kombination von spezifischen Rotationsstellungen genau einer Stellposition des Riementriebs, und somit eindeutig einem Einschlagwinkel der Kraftfahrzeugräder, zuordnen.

In einer Variante kann der Stellweg des Riementriebs durch 80 bis 120, insbesondere durch 90 bis 110, maximal mögliche vollständige Umdrehungen der ersten Riemenscheibe in einer bestimmten Rotationsrichtung definiert sein. Das zweite ganzzahlige Vielfache der Längeneinheit, welches dem Durchmesser der zweiten Riemenscheibe entspricht, kann durch das Produkt einer natürlichen Zahl und der Längeneinheit gebildet sein, wobei die natürliche Zahl größer als 80, insbesondere größer als 90 und/oder größer als 100 und/oder größer als 120, sein kann. Die erste Riemenscheibe kann mit einem Motor oder Elektromotor, insbesondere mit dem Rotor eines bürstenlosen Elektromotors, gekoppelt sein. Optional kann auch eine Steuerung oder Regelung des Motors oder Elektromotors auf der Erfassung der ersten Sensoranordnung basieren. Der bürstenlose Elektromotor kann eine permanenterregter Synchronmotor (PMSM) oder auch eine bürstenlose Asynchronmaschine sein.

Ein Vorteil hierbei ist, dass die Erfassung der ersten Sensoranordnung zumindest zwei verschiedenen Zwecken dienen kann, nämlich erstens einer Bestimmung der Stellposition des Riementriebs auf dem Stellweg und/oder einer Bestimmung des Einschlagswinkels einer Lenkung und zweitens der Regelung oder Steuerung eines mit dem Riementrieb gekoppelten Motors oder Elektromotors. Die Regelung des Motors kann zum Beispiel eine feldorientierte Regelung, FOC, umfassen. Hierdurch kann einerseits ein für die Regelung oder Steuerung des Motors ohnehin nötiger Sensor eingespart werden und anderseits ein Zusatznutzen aus der für die Rotationspositionerfassung der Riemenscheiben nötigen Sensoranordnungen gezogen werden.

Weiter kann der Riementrieb einen Temperatursensor umfassen, der dazu eingerichtet ist, eine Temperatur des Riementriebs, insbesondere eine Temperatur der Umgebung des Riemens, zu erfassen. Alternativ oder ergänzend kann der Riementrieb einen Temperaturschätzer umfassen, der dazu eingerichtet ist, eine Temperatur des Riementriebs, insbesondere eine Temperatur der Umgebung des Riemens, basierend auf einer Modellierung des Riementriebs zu schätzen.

Ein Vorteil hierbei ist, dass basierend auf der Erfassung des Temperatursensors und/oder des Temperaturschätzers eine Temperaturkompensation der Riemenelastizität des Riemens, insbesondere eine Temperaturkompensation erster oder zweiter Ordnung, durchgeführt werden kann.

Weiter kann die Datenverarbeitungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, basierend auf der Erfassung der ersten Sensoranordnung und der zweiten Sensoranordnung und/oder des Temperatursensors und/oder des Temperaturschätzers eine Stauchung oder Dehnung des Riemens zu ermitteln. Alternativ oder ergänzend kann die Datenverarbeitungsvorrichtung auch weiter dazu eingerichtet sein, basierend auf der Erfassung der ersten Sensoranordnung und der zweiten Sensoranordnung und/oder des Temperatursensors und/oder des Temperaturschätzers eine auf den Riementrieb, insbesondere auf den Riemen, einwirkende Kraft zu ermitteln. Ein Vorteil hierbei ist, dass die erste Sensoranordnung und die zweite Sensoranordnung, welche optional durch einen Temperatursensor und/oder einen Temperaturschätzer ergänzt werden können, im Zusammenwirken auch einen Kraftsensor ausbilden können, zum Beispiel einen Kraftsensor für die auf die Lenkung eines Kraftfahrzeugs wirkenden Kräfte während eines Fährbetriebs des Kraftfahrzeugs. Die wirkenden Kräfte können durch erfasste Stauchungen oder Dehnungen des Riemens und deren Vergleich mit vorbestimmten und/oder gespeicherten Referenzwerten ermittelt werden.

In einer Ausführungsform ist die Datenverarbeitungsvorrichtung weiter dazu eingerichtet, basierend auf aktuellen und/oder aufgezeichneten Erfassungen der ersten Sensoranordnung und der zweiten Sensoranordnung und/oder des Temperatursensors und/oder des Temperaturschätzers einen Verschleiß und/oder eine Beschädigung des Riementriebs, insbesondere des Riemens, zu ermitteln oder zu schätzen.

Das Ermitteln des Verschleißes und/oder der Beschädigung kann insbesondere einen Vergleich der Erfassungen der ersten Sensoranordnung und der zweiten Sensoranordnung und/oder des Temperatursensors mit einer Modellierung des Riemens umfassen. Die Modellierung kann insbesondere eine durch die, insbesondere elektronische, Datenverarbeitungsvorrichtung erstellte virtuelle Modellierung des Riementriebs sein, welche technischphysikalische Eigenschaften des Riementriebs modelliert, die anschließend durch die Datenverarbeitungsvorrichtung mit den tatsächlichen Erfassungen der ersten Sensoranordnung und der zweiten Sensoranordnung und/oder des Temperatursensors abgeglichen werden.

Weiter kann die Datenverarbeitungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, basierend auf aktuellen und/oder aufgezeichneten Erfassungen der ersten Sensoranordnung und der zweiten Sensoranordnung und/oder des Temperatursensors und/oder des Temperaturschätzers eine Unterkühlung und/oder eine Vereisung des Riementriebs und/oder einer mit dem Riementrieb gekoppelten Vorrichtung, insbesondere eines Kugelgewindetriebs, zu ermitteln und/oder zu schätzen.

Eine Vereisung, zum Beispiel eine Vereisung des Kugelgewindetriebs, kann zum Beispiel auftreten, wenn ein Kraftfahrzeug mit dem Riementrieb bei negativer Umgebungstemperatur mit Wasser in Kontakt kommt, zum Beispiel in einer Kraftfahrzeugwaschanlage. Die Vereisung des Riementriebs und/oder einer mit dem Riementrieb gekoppelten Vorrichtung kann einen erheblichen negativen Einfluss auf die Verkehrssicherheit des Kraftfahrzeugs haben. Ähnlich wie ein Verschleiß und/oder Beschädigung des Riementriebs kann auch eine Unterkühlung und/oder eine Vereisung des Riementriebs und/oder einer mit dem Riementrieb gekoppelten Vorrichtung, insbesondere eines Kugelgewindetriebs, durch die Datenverarbeitungsvorrichtung durch einen Vergleich der Erfassungen der ersten Sensoranordnung und der zweiten Sensoranordnung und/oder des Temperatursensors mit einer Modellierung des Riemens ermittelt werden. Die Modellierung kann auch hier insbesondere eine durch die, insbesondere elektronische, Datenverarbeitungsvorrichtung erstellte virtuelle Modellierung des Riementriebs sein, welche technisch-physikalische Eigenschaften des Riementriebs modelliert, die anschließend durch die Datenverarbeitungsvorrichtung mit den tatsächlichen Erfassungen der ersten Sensoranordnung und der zweiten Sensoranordnung und/oder des Temperatursensors abgeglichen werden.

Der vorangehend beschriebene Riementrieb kann insbesondere Teil einer achsenparallelen Anordnung oder eines achsenparallelen Antriebs, insbesondere für die Lenkung eines Kraftfahrzeugs sein. Der Riementrieb und/oder die achsenparallele Anordnung oder der achsenparallele Antrieb mit dem Riementrieb können weiter Teil eines Kraftfahrzeugs sein, insbesondere Teil der Lenkung eines Kraftfahrzeugs.

Optional kann die Datenverarbeitungsvorrichtung weiter dazu eingerichtet ist sein, basierend auf der Ermittlung eines Verschleißes und/oder einer Beschädigung und/oder einer Unterkühlung und/oder einer Vereisung des Riementriebs, insbesondere des Riemens, und/oder mit einer mit dem Riementrieb gekoppelten Vorrichtung, insbesondere eines Kugelgewindetriebs, eine Warnmeldung an den Fahrer eines Kraftfahrzeuges auszugeben und/oder das Kraftfahrzeug stillzulegen.

Ein Vorteil hierbei ist, dass dem Fahrer des Kraftfahrzeugs einerseits eine absehbar nötige Wartung des Kraftfahrzeugs angezeigt werden kann, zum Beispiel mit einer optisch und/oder akustisch wahrnehmbaren Warnmeldung, und dass das Fahrzeug andererseits, im Falle einer festgestellten Gefahrensituation, auch durch die Datenverarbeitungsvorrichtung stillgelegt werden kann.

Ein Verfahren zur Bestimmung einer Rotationsposition von Riemenscheiben eines Riementriebs umfasst die Schritte:

- Bereitstellen einer ersten Riemenscheibe mit einem ersten Durchmesser;

- Bereitstellen einer zweiten Riemenscheibe mit einem zweiten Durchmesser;

- Bereitstellen eines Riemens, der jeweils an einer Mantelfläche der ersten und der zweiten Riemenscheibe angeordnet und dazu eingerichtet ist, eine rotatorische Bewegung der ersten Riemenscheibe auf die zweite Riemenscheibe zu übertragen;

- Erfassen einer Rotationsstellung der ersten Riemenscheibe mit einer ersten Sensoranordnung; - Erfassen einer Rotationsstellung der zweiten Riemenscheibe mit einer zweiten Sensoranordnung; dadurch gekennzeichnet, dass der erste Durchmesser einem ersten ganzzahligen Vielfachen einer Längeneinheit entspricht und der zweite Durchmesser einem zweiten ganzzahligen Vielfachen derselben Längeneinheit entspricht, wobei das erste und das zweite ganzzahlige Vielfache der Längeneinheit voneinander verschieden und zueinander teilerfremd sind.

Weiter kann das Verfahren zur Bestimmung einer Rotationsposition von Riemenscheiben eines Riementriebs die folgenden Schritte umfassen:

- Bereitstellen einer Datenverarbeitungsvorrichtung; und

- Eineindeutiges ermitteln einer Rotationsstellung oder Stellposition des Riementriebs auf einem mehrere vollständige Rotationen der ersten und/oder der zweiten Riemenscheibe umfassenden Stellweg, basierend auf der Erfassung der ersten Sensoranordnung und der Erfassung der zweiten Sensoranordnung.

Weitere Merkmale, Eigenschaften, Vorteile und mögliche Abwandlungen des Riementriebs werden für einen Fachmann anhand der nachstehenden Beschreibung deutlich, in der auf die beigefügte schematische Zeichnung Bezug genommen ist. Die Abmessungen und Proportionen der in der Figur 1 gezeigten Komponenten sind ausdrücklich nicht maßstäblich.

Die Fig. 1 zeigt ein Beispiel für einen Riementrieb 100.

Die Figur 1 zeigt ein Beispiel für einen Riementrieb 100 mit einer ersten Riemenscheibe 10 und einer zweiten Riemenscheibe 20. Die erste Riemenscheibe 10 ist um eine erste Rotationsachse XI drehbar gelagert und die zweite Riemenscheibe 20 ist um eine zweite Rotationsachse X2 drehbar gelagert.

Weiter zeigt die Figur 1 einen Riemen 30, der jeweils an einer Mantelfläche der ersten und der zweiten Riemenscheibe 10, 20 angeordnet und dazu eingerichtet ist, eine rotatorische Bewegung der ersten Riemenscheibe 10 auf die zweite Riemenscheibe 20 zu übertragen.

Ferner weisen die ausdrücklich nicht maßstabsgerecht gezeigten Riemenscheiben 10, 20 ein Größenverhältnis auf, welches dem Verhältnis zweier zueinander teilerfremder natürlicher Zahlen entspricht.

Die Rotationsstellung der Riemenscheiben 10, 20 wird jeweils mit einer Sensoranordnung, welche jeweils zumindest einen Sensor aufweist, erfasst. Die Rotationsstellung der ersten Riemenscheibe wird mit einer ersten Sensoranordnung (nicht gezeigt) erfasst und die Rotationsstellung der zweiten Riemenscheibe wird mit einer zweiten Sensoranordnung (nicht gezeigt) erfasst.

Die erste und die zweite Sensoranordnung sind dazu eingerichtet, eine Rotationsstellung der ersten Riemenscheibe 10 und der zweiten Riemenscheibe 20 zu ermitteln. Die erste und die zweite Sensoranordnung ermittelt, um wieviel Grad die Riemenscheiben jeweils relativ zu einer vordefinierten Nullstellung rotiert sind.

Die erfassten Rotationsstellungen der Riemenscheiben 10, 20 leiten die Sensoranordnungen jeweils an eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung (nicht gezeigt) weiter. Die Datenverarbeitungsvorrichtung ermittelt anhand der beiden Rotationsstellungen der Riemenscheiben 10, 20 eine Stellposition des Riementriebs auf einem mehrere vollständige Rotationen der ersten und der zweiten Riemenscheibe umfassenden Stellweg.

Da das Größenverhältnis der Riemenscheiben 10, 20 einem Verhältnis zweier zueinander teilerfremder natürlicher Zahlen entspricht, wiederholt sich eine Stellposition des Riementriebs, welcher mehrere vollständige Rotationen der ersten Riemenscheibe und der zweiten Riemenscheibe umfasst, erst nach einer Vielzahl von vollständigen Umdrehungen der beiden Riemenscheiben. Erst nachdem die Anzahl der vollständigen Umdrehungen der kleineren Riemenscheibe um ihre Rotationsachse den Betrag der größeren natürlichen Zahl des Größenverhältnisses der Riemenscheiben überschreitet, kann eine spezifische Kombination der Rotationsstellung der ersten Riemenscheibe 10 mit der Rotationsstellung der zweiten Riemenscheibe 20 nicht mehr eineindeutig einer Stellposition des Riementriebs auf dem mehrere vollständige Rotationen der ersten und der zweiten Riemenscheibe umfassenden Stellweg zugeordnet werden.

Im gezeigten Beispiel ist die maximale Anzahl der Umdrehungen der beiden Riemenscheiben 10, 20 jeweils derart durch äußere Rahmenbedingungen limitiert, dass jede Kombination einer Rotationsstellung der ersten Riemenscheibe 10 mit einer Rotationsstellung der zweiten Riemenscheibe 20 nur genau einer Stellposition des Riementriebs 100 zugeordnet werden kann.

Jede Kombination aus einer spezifischen Rotationstellung der ersten Riemenscheibe 10 und einer spezifischen Rotationsstellung der zweiten Riemenscheibe 20 kann somit einer spezifischen Stellposition des Riementriebs 100 über den mehrere vollständige Rotationen der ersten und der zweiten Riemenscheibe umfassenden Stellweg hinweg eineindeutig zugeordnet werden. Der gezeigte Riementrieb 100 kann zum Beispiel für die Lenkung eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Diese kann zum Beispiel eine achsenparallele Anordnung mit einem der vorangehend beschriebenen Riementriebe 100 aufweisen. Der Riementrieb 100 kann eine Rotationsbewegung von einer an einem Elektromotor angeordneten Riemenscheibe auf eine an einem Kugelgewindetrieb angeordnete zweite Riemenscheibe übertragen, wobei der Kugelgewindetrieb dazu eingerichtet ist, die Rotationsbewegung in eine translatorische Bewegung zur Bewirkung oder Unterstützung der Lenkung umzusetzen.

Wird der Riementrieb 100 wie skizziert für die Lenkung eines Kraftfahrzeugs verwendet, kann jede Rotationsstellung der Riemenscheiben 10, 20 eineindeutig einer Stellung der Lenkmechanik und somit einem Spurwinkel der durch die Lenkung beeinflussten Räder des Kraftfahrzeugs zugeordnet werden. Die Stellung der Lenkmechanik und/oder der Spurwinkel der durch die Lenkung beeinflussten Räder des Kraftfahrzeugs kann somit ohne weitere Sensorik innerhalb der Lenkmechanik und ohne eine Rotationshistorie der Riemenscheiben erfolgen.

Optional kann die Regelung des mit einer Riemenscheibe gekoppelten Motors, insbesondere eines Elektromotors, auf der Erfassung einer der Sensoranordnungen, die die Rotationspositionen der Riemenscheiben erfassen, basieren. Hierdurch können weitere Sensoren für eine elektrisch unterstützte oder für eine vollelektrische Lenkung eingespart werden. Insbesondere kann der Motor mit der ersten Riemenscheibe 10 gekoppelt sein und basierend auf der Erfassung der ersten Sensoranordnung geregelt werden.

Die vorangehend beschriebenen Varianten der Vorrichtung sowie deren Aufbau- und Betriebsaspekte dienen lediglich dem besseren Verständnis der Struktur, der Funktionsweise und der Eigenschaften; sie schränken die Offenbarung nicht etwa auf den in der Zeichnung gezeigten Gegenstand ein. Die Zeichnung ist höchst schematisch, wobei wesentliche Eigenschaften und Effekte zum Teil deutlich vergrößert dargestellt sind, um die Funktionen, Wirkprinzipien, technischen Ausgestaltungen und Merkmale zu verdeutlichen.

Die Ansprüche limitieren nicht die Offenbarung und damit die Kombinationsmöglichkeiten aller hier beschrieben Merkmale untereinander. Alle offenbarten Merkmale sind explizit auch einzeln und in Kombination mit allen anderen Merkmalen hier offenbart.