DE102019118006A1

DE102019118006A1 - Aktive Vorrichtung zur Veränderung von aerodynamischen Eigenschaften eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102019118006A1
Application number: DE102019118006.6A
Authority: DE
Inventors: Domenico Solazzo; Peter Dill
Original assignee: Roechling Automotive AG and Co KG; Roechling Automotive SE and Co KG
Current assignee: Roechling Automotive Se De
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2019-07-03
Publication date: 2021-01-07
Also published as: US20210001928A1; CN112172939A; US11433760B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine aktive Vorrichtung zur Veränderung von aerodynamischen Eigenschaften eines Fahrzeugs bereit, umfassend: einen Vorrichtungsrahmen (12); einen bezüglich des Vorrichtungsrahmens (12) entlang eines ersten Bewegungspfads beweglichen ersten beweglichen Abschnitt (16a-16l); einen zur Emission eines nicht-leitungsgebundenen Transceiver-Sendesignals eingerichteten Transceiver (18a) mit einer bestimmten Transceiverposition bezüglich des Vorrichtungsrahmens (12); eine zum Empfang des Transceiver-Sendesignals eingerichtete und an dem ersten beweglichen Abschnitt (16a-16l) zur gemeinsamen Bewegung mit diesem angeordnete erste Antenne (36a-36l), wobei ein durch ein vorbestimmtes Transceiver-Sendesignal induziertes erstes Antennensignal der ersten Antenne (36a-36l) eine vorbestimmte von einer Position des ersten beweglichen Abschnitts (16a-161) entlang des ersten Bewegungspfads und der Transceiverposition abhängige erste funktionelle Abhängigkeit aufweist; eine erste Signalsendeeinheit, welche dafür eingerichtet ist, ein der ersten Antenne (36a-36l) zuordenbares und eine Information über das erste Antennensignal tragendes nicht-leitungsgebundenes erstes Signalsendeeinheit-Sendesignal zu emittieren, wobei der Transceiver (18a) ferner dafür eingerichtet ist, das erste Signalsendeeinheit-Sendesignal zu empfangen; und eine Signalauswerteeinheit (18c), wobei die Signalauswerteeinheit (18c) dafür eingerichtet ist, auf Basis des ersten Signalsendeeinheit-Sendesignals, der ersten funktionellen Abhängigkeit und der Transceiverposition die Position des ersten beweglichen Abschnitts (16a-16l) entlang des ersten Bewegungspfads zu bestimmen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine aktive Vorrichtung zur Veränderung von aerodynamischen Eigenschaften eines Fahrzeugs.
Zur Reduzierung der CO₂-Emissionen von Fahrzeugen ist es bekannt, die Effizienz des Fahrzeugantriebs zu erhöhen und den Luftwiderstand durch Anpassen von aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs zu reduzieren. Werden ausschließlich passive Vorrichtungen zur Anpassung von aerodynamischen Eigenschaften verwendet, so ist die Reduzierung des Luftwiderstands ein Kompromiss zwischen fahrzeugtechnischen Randbedingungen, wie einer Mindestkühlleistung über das zu erreichende Leistungsspektrum des Fahrzeugs hinweg, einer Bewegbarkeit des Fahrzeugs über Unebenheiten, und der Ausgestaltung von Fahrzeugkarosseriekomponenten, die einen Luftwiderstand reduzieren können.
In der vorliegenden Anmeldung wird zwischen aktiven und passiven Vorrichtungen zur Anpassung von aerodynamischen Eigenschaften unterschieden. Eine aktive Vorrichtung zur Anpassung von aerodynamischen Eigenschaften umfasst mindestens einen von einem Fahrzeugsystem oder einem Benutzer ansteuerbaren Aktuator, welcher insbesondere ein pneumatisch, hydraulisch, elektrisch oder unter Verwendung einer Brennkraftmaschine angetriebener Aktuator sein kann. Die passiven Vorrichtungen zur Anpassung von aerodynamischen Eigenschaften unterscheiden sich von den aktiven dadurch, dass sie keinen von einem Fahrzeugsystem oder einem Benutzer ansteuerbaren Aktuator aufweisen. Beispiele für derartige passive Vorrichtungen sind fest verbaute Karosseriebauteile wie Spoiler, Diffusoren oder Luftleitbleche, die, wenn überhaupt, im Wesentlichen nur unter der Wirkung der anströmenden Luft bei Bewegung des Fahrzeugs sich bewegen bzw. verformen.
Um den Luftwiderstand des Fahrzeugs stärker reduzieren zu können, wenn Randbedingungen wie Geschwindigkeit oder Außentemperatur dies erlauben, werden im Stand der Technik durch einen von einem Fahrzeugsystem oder einem Benutzer ansteuerbaren Aktuator bewegliche Abschnitte wie Luftklappen in einem Kühlergrill, wie in der DE 10 2014 207 566 A1 dargestellt, oder Leitabschnitte einer Staulippe an einem Rad verwendet.
Derartige aktive Vorrichtungen zur Veränderung von aerodynamischen Eigenschaften von Fahrzeugen unterliegen einer Vielzahl von gesetzlichen Bestimmungen zu deren Einhaltung häufig eine direkte Messung der Lage der beweglichen Abschnitte der Vorrichtung erforderlich ist. Die Verkabelung der hierzu verwendeten Sensoren erhöht die Kosten, die Komplexität und das Gewicht derartiger Vorrichtungen. Ferner wird die Verkabelung von an beweglichen Abschnitten angebrachten Sensoren einer wiederkehrenden Deformierung unterworfen, welche zu Kabelbrüchen führen kann.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache und zuverlässige aktive Vorrichtung zur Veränderung von aerodynamischen Eigenschaften eines Fahrzeugs mit einem beweglichen Abschnitt, dessen Position bestimmt wird, oder ein einfaches und zuverlässiges Verfahren zur Bestimmung einer Position des beweglichen Abschnitts einer derartigen Vorrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß jeweils durch eine aktive Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße aktive Vorrichtung zur Veränderung von aerodynamischen Eigenschaften eines Fahrzeugs, insbesondere eine Luftklappenvorrichtung, besonders bevorzugt eine Luftklappenvorrichtung mit mindestens einer schwenkbaren Luftklappe oder einer Mehrzahl von schwenkbaren Luftklappen, umfasst: einen Vorrichtungsrahmen; einen bezüglich des Vorrichtungsrahmens entlang eines ersten Bewegungspfads beweglichen ersten beweglichen Abschnitt; einen zur Emission eines nicht-leitungsgebundenen Transceiver-Sendesignals eingerichteten Transceiver mit einer bestimmten Transceiverposition bezüglich des Vorrichtungsrahmens; eine zum Empfang des Transceiver-Sendesignals eingerichtete und an dem ersten beweglichen Abschnitt zur gemeinsamen Bewegung mit diesem angeordnete erste Antenne, wobei ein durch ein vorbestimmtes Transceiver-Sendesignal induziertes erstes Antennensignal der ersten Antenne eine vorbestimmte von einer Position des ersten beweglichen Abschnitts entlang des ersten Bewegungspfads und der Transceiverposition abhängige erste funktionelle Abhängigkeit aufweist; eine erste Signalsendeeinheit, welche dafür eingerichtet ist, ein der ersten Antenne zuordenbares und eine Information über das erste Antennensignal tragendes nicht-leitungsgebundenes erstes Signalsendeeinheit-Sendesignal zu emittieren, wobei der Transceiver ferner dafür eingerichtet ist, das erste Signalsendeeinheit-Sendesignal zu empfangen; und eine Signalauswerteeinheit, wobei die Signalauswerteeinheit dafür eingerichtet ist, auf Basis des ersten Signalsendeeinheit-Sendesignals, der ersten funktionellen Abhängigkeit und der Transceiverposition die Position des ersten beweglichen Abschnitts entlang des ersten Bewegungspfads zu bestimmen. Der erste bewegliche Abschnitt ist vorzugsweise an dem Vorrichtungsrahmen relativbeweglich, insbesondere schwenkbar angeordnet. Entsprechend ein kann bezüglich des Vorrichtungsrahmens ortsfestes ruhendes Bezugssystem definiert werden, in welchem der erste bewegliche Abschnitt die Bewegung entlang des ersten Bewegungspfads ausführt. Der erste bewegliche Abschnitt kann als eine Luftklappe ausgebildet sein. Eine Schwenkbewegung kann eine Rotations- oder Drehbewegung umfassen oder sein.
Die von dem Signalsendeeinheit-Sendesignal getragene Information kann ein Messwert des ersten Antennensignals oder einer weiter unten beschriebenen ersten charakteristischen Größe sein. Die erste funktionelle Abhängigkeit kann vorzugsweise durch eine Funktion beschrieben werden, welche von der Position des ersten beweglichen Abschnitts entlang des ersten Bewegungspfads und von der Transceiverposition abhängt und diesen Variablen einen Wert des ersten Antennensignals oder einen Wert der ersten charakteristischen Größe zuordnet. Vorzugsweise bildet diese Funktion bei einer, vorzugsweise jeder betriebsmäßig vorgesehenen oder insbesondere jeder, bestimmten Transceiverposition den Definitionsbereich aller möglichen Position des ersten beweglichen Abschnitts entlang des ersten Bewegungspfads auf einen Werteberiech der Werte des ersten Antennensignals oder einen Werteberiech der Werte der ersten charakteristischen Größe bijektiv ab. Diese Wertebereiche können experimentell bestimmt werden. Aufgrund der oben beschriebenen Bijektivität der Funktion kann aus einer bestimmten Transceiverposition und einem gemessenen Wert des ersten Antennensignals oder der ersten charakteristischen Größe die Position des ersten beweglichen Abschnitts entlang des ersten Bewegungspfads durch die Signalauswerteeinheit berechnet werden.
Das vorbestimmte Transceiver-Sendesignal ist beispielsweise eine elektromagnetische Welle mit konstanter Frequenz, welche bei konstanter Sendeleistung des Transceivers emittiert wird. Die konstante Frequenz liegt vorzugsweise im Frequenzbereich von wenigen Kilohertz, z. B. 3 Kilohertz, bis einigen Gigahertz, z. B. 300 Gigahertz.
Der erste bewegliche Abschnitt kann eine eine Durchströmungsöffnung durchsetzende Luftklappe sein, durch deren Relativbewegung ein effektiv durchströmbarer Querschnitt der Durchströmungsöffnung veränderbar ist. Der bewegliche Abschnitt kann alternativ oder zusätzlich eine hinsichtlich ihrer Einragtiefe in einen Luftstrom veränderbare Staulippe, insbesondere Radstaulippe, sein.
Aufgrund der Verwendung von nicht-leitungsgebundenen Signalen wird die Vorrichtung durch den Verzicht auf Leitungen zur Signalübertragung zwischen dem Transceiver und der ersten Antenne vereinfacht und es wird durch diesen Verzicht auch das Gewicht der Vorrichtung reduziert. Durch den Verzicht auf Leitungen zur Signalübertragung wird das Problem von Ermüdungsbrüchen an Signalleitungen zu beweglichen Komponenten umgangen, sodass die Signalübertragung zuverlässig stattfindet. Da ferner ein durch ein vorbestimmtes Transceiver-Sendesignal induziertes erstes Antennensignal als wesentliches Element zur Bestimmung der Position des ersten beweglichen Abschnitts entlang des ersten Bewegungspfads verwendet wird, wird auf komplexe zusätzliche Positionssensoren verzichtet, was ferner die Vorrichtung vereinfacht und aufgrund der geringeren Komponentenanzahl auch zuverlässiger gestaltet.
Umfasst die erfindungsgemäße aktive Vorrichtung eine Mehrzahl von beweglichen Abschnitten, so können mindestens eine davon, alle oder einige davon als schwenkbare Luftklappen ausgebildet sein. Die schwenkbaren Luftklappen weisen vorzugsweise parallele Schwenkachsen oder Drehachsen auf. Die beweglichen Abschnitte, insbesondere die schwenkbaren Luftklappen, können jeweils parallele Bewegungspfade aufweisen. Insbesondere können mindestens zwei dieser Schwenkachsen nicht-kollinear ausgebildet sein. Die erfindungsgemäße aktive Vorrichtung ist insbesondere in einem Durchgang angeordnet, welcher von Umgebungsluft zur Kühlung z. B. einer Brennkraftmaschine, eines Elektromotors oder einer Brennstoffzelle durchströmt wird. Die erfindungsgemäße aktive Vorrichtung kann insbesondere in einem Kühlergrill angeordnet sein oder diesen ausbilden.
Der erste Bewegungspfad des ersten beweglichen Abschnitts kann im Zweifel durch die Spur eines während der Bewegung nicht-ruhenden ersten Referenzpunktes in dem ersten beweglichen Abschnitt beschrieben werden. Bei einer Rotationsbewegung des ersten beweglichen Abschnitts ist der Referenzpunkt im Abstand von der Rotationsachse zu wählen. Insbesondere ist die Bewegung des ersten beweglichen Abschnitts durch seine Lagerung am Vorrichtungsrahmen vorbestimmt. Sie kann eine Rotationsbewegung oder/und eine Translationsbewegung umfassen oder sein. Der Referenzpunkt ist im Zweifel auf einem starren Abschnitt der ersten beweglichen Komponente zu bestimmen. Die Position des ersten beweglichen Abschnitts entlang des ersten Bewegungspfads kann durch die Lage des ersten Referenzpunktes in der Spur beschrieben werden.
Die aktive Vorrichtung zur Veränderung von aerodynamischen Eigenschaften eines Fahrzeugs umfasst, wie eingangs beschrieben, mindestens einen von einem Fahrzeugsystem oder einem Benutzer ansteuerbaren Aktuator, um die aerodynamischen Eigenschaften eines Fahrzeugs aktiv zu steuern und somit unmittelbar den CO₂-Ausstoß zu reduzieren.
Die Transceiverposition eines relativ zum Vorrichtungsrahmen beweglich angebrachten Transceivers kann durch einen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenen Positionssensor, wie etwa einen optischen Sensor oder Inkrementalgeber, bestimmt werden und an die Signalauswerteeinheit zur weiteren Verarbeitung leitungsgebunden oder nicht-leitungsgebunden mittels Signalen übertragen werden. Es wird jedoch bevorzugt, dass der Transceiver an dem Vorrichtungsrahmen ortsfest angeordnet ist und die Transceiverposition direkt als ein unveränderlicher Parameter oder als erste funktionelle Abhängigkeit, welche bei dieser Transceiverposition unterschiedlichen Positionen des ersten beweglichen Abschnitts entlang des ersten Bewegungspfads sich funktionell in Abhängigkeit von dieser Position ändernde Werte des ersten Antennensignals zuordnet, indirekt der Signalauswerteeinheit zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt wird. Die erste funktionelle Abhängigkeit kann in der Art einer Kalibrationsinformation durch eine Kalibrationsmessung des ersten Antennensignals als eine Funktion der Position des ersten beweglichen Abschnitts entlang des ersten Bewegungspfads und der Transceiverposition bestimmt werden. Wegen der sich ergebenden erheblich einfacheren funktionellen Abhängigkeit ist eine ortsunveränderliche Transceiverposition relativ zum Vorrichtungsrahmen bevorzugt.
Nicht-leitungsgebundene Signale wie sie in dieser Anmeldung beschrieben werden, sind vorzugsweise mittels elektromagnetischer Wellen, vorzugsweise im Frequenzbereich von wenigen Kilohertz, z.B. 3 kHz, bis einigen Gigahertz, z.B. 300 GHz, übertragene Signale. Gleiches gilt für Signale, wenn sich aus dem Kontext der Anmeldung nichts Gegenteiliges ergibt.
Insbesondere ist das erste Antennensignal ein von dem in der ersten Antenne aufgrund der elektromagnetischen Wechselwirkung zwischen dem elektromagnetischen Feld des nicht-leitungsgebundenen Transceiver-Sendesignals und der ersten Antenne induzierter Strom, ein Messwert dieses Stroms oder eine an der ersten Antenne gemessene Spannung, oder ein Messwert dieser Größe. Ebenso kann das erste Antennensignal ein von den oben genannten Größen oder Messwerten abgeleiteter Wert, wie beispielsweise ein Effektivstrom oder eine Effektivspannung, oder eine von der ersten Antenne aufgenommene oder abgegebene Leistung sein. Insbesondere ist ein erstes Antennensignal funktional abhängig von einer Intensität des Transceiver-Sendesignals am Ort der ersten Antenne.
Die von einer Position des ersten beweglichen Abschnitts entlang des ersten Bewegungspfads und der Transceiverposition abhängige erste funktionelle Abhängigkeit kann in einem einfachen Fall nur von dem Abstand der Position des Transceivers zu dem ersten beweglichen Abschnitt, insbesondere zu der ersten Antenne abhängen. Die erste Antenne ist vorzugsweise zur gemeinsamen Bewegung mit dem ersten beweglichen Abschnitt an diesem angeordnet.
Eine Antenne des Transceivers, insbesondere eine Transceiver-Sendeantenne, oder/und die erste Antenne weisen vorzugsweise jeweils eine nicht-isotrope Richtcharakteristik auf, welche aufgrund der bei Antennen vorliegenden Reziprozität im Wesentlichen sowohl eine Richtcharakteristik des Sendens als auch des Empfangens von elektromagnetischen Wellen beschreibt. Die Richtcharakteristik kann eine Abhängigkeit von der Polarisation der emittierten oder empfangenen elektromagnetischen Welle aufweisen. Die Relativanordnung zwischen der Antenne des Transceivers bzw. dem Transceiver und der ersten Antenne ist vorzugsweise so gewählt, dass die erste Antenne bei der Bewegung des ersten beweglichen Abschnitts entlang des ersten Bewegungspfads einer sich ändernden Intensität des durch die Antenne des Transceivers emittierten Transceiver-Sendesignals ausgesetzt ist, wobei diese Intensität insbesondere durch eine zumindest abschnittsweise invertierbare Funktion, insbesondere invertierbare Funktion, der Position des ersten beweglichen Abschnitts entlang des ersten Bewegungspfads beschrieben wird, und/oder die Antenne des Transceivers bzw. der Transceiver bei der Bewegung des ersten beweglichen Abschnitts entlang des ersten Bewegungspfads, bei Betrachtung von der ersten Antenne aus, Raumwinkel durchläuft, wobei die erste Antenne für einen Empfang von elektromagnetischen Wellen aus diesen Raumwinkeln eine sich abhängig vom jeweiligen Raumwinkel verändernde Empfangsempfindlichkeit aufweist. Diese Empfangsempfindlichkeit kann durch eine zumindest abschnittsweise invertierbare, vorzugsweise invertierbare, Funktion der Position des ersten beweglichen Abschnitts entlang des ersten Bewegungspfads beschrieben werden.
Ferner kann in einer bevorzugten Ausführungsform die Vorrichtung einen mit der ersten Antenne elektrisch gekoppelten ersten Antennensignalschaltkreis umfassen, welcher dafür eingerichtet ist, zumindest eine für das erste Antennensignal charakteristische erste charakteristische Größe zu erfassen, welche als Basis für eine Bestimmung der Position des ersten beweglichen Abschnitts entlang des ersten Bewegungspfads geeignet ist und welcher dafür eingerichtet ist, die erfasste erste charakteristische Größe kodiert, vorzugsweise digital kodiert, unter Verwendung der ersten Signalsendeeinheit als erstes Signalsendeeinheit-Sendesignal zu emittieren. Durch eine solche Vorrichtung kann durch eine geeignete Wahl des ersten Antennensignalschaltkreises die charakteristische Größe genau und/oder robust gegenüber Störeinflüssen bestimmt werden, was wiederum zu einer genauen und/oder gegenüber Störeinflüssen robusten Bestimmung der Position des ersten beweglichen Abschnitts führt. Der erste Antennensignalschaltkreis ist vorzugsweise an oder in dem ersten beweglichen Abschnitt angeordnet. Der Antennensignalschaltkreis ist vorzugsweise Teil eines RFID-chips oder bildet diesen aus. Die erste Signalsendeeinheit emittiert das erste Signalsendeeinheit-Sendesignal vorzugsweise über eine Antenne des Antennensignalschaltkreises, welche durch die erste Antenne ausgebildet sein kann.
Ist die erste Antenne mit einem ersten elektrischen Verbraucher zur Versorgung des ersten elektrischen Verbrauchers mit Energie elektrisch gekoppelt, so kann insbesondere dann, wenn durch das vorbestimmte Transceiver-Sendesignal Leistung an die erste Antenne übertragen wird, die für das erste Antennensignal erste charakteristische Größe eine von der ersten Antenne an den ersten elektrischen Verbraucher übertragene Leistung in der jeweiligen Position des ersten beweglichen Abschnitts entlang des ersten Bewegungspfads sein, insbesondere ein Effektivwert dieser Leistung, welcher eine hohe Robustheit gegenüber Störungen aufweist. Hierdurch kann insbesondere für eine an dem ersten beweglichen Abschnitt angeordnete elektrische Vorrichtung Energy Harvesting betrieben werden und die vom ersten elektrischen Verbraucher bezogene Leistung kann als erste charakteristische Größe zur Positionsbestimmung herangezogen werden. Systeme mit einem Energy Harvesting sind insbesondere so konzipiert, dass die Verbraucher entweder in der Lage sind, die maximal zu erwartende beim Energy Harvesting gewonnene Leistung unmittelbar umzusetzen oder diese Leistung unmittelbar zum Laden eines Energiespeichers zu verwenden. Sollte dies nicht zutreffen, wenn beispielsweise ein Leistungssteller, jedoch kein zusätzlicher Energiespeicher, zwischen der ersten Antenne und dem ersten elektrischen Verbraucher geschaltet ist, so kann die erste charakteristische Größe eine von der ersten Antenne an den ersten elektrischen Verbraucher übertragene Leistung in der jeweiligen Position des ersten beweglichen Abschnitts entlang des ersten Bewegungspfads sein, wenn der Leistungssteller auf eine maximale Leistungsübertragung eingestellt ist. Der erste elektrische Verbraucher, z. B. eine LED, eine LED-Baugruppe oder der Antennensignalschaltkreis, ist vorzugsweise an oder in dem ersten beweglichen Abschnitt zur gemeinsamen Bewegung mit diesem angeordnet.
Ebenso kann die für das erste Antennensignal erste charakteristische Größe eine an der ersten Antenne abgegriffene Spannung oder einen durch die erste Antenne fließender Strom, insbesondere ein Effektivwert dieser Spannung oder dieses Stroms, sein. Hierdurch kann eine direkt mit dem durch das Transceiver-Sendesignal gekoppelte Größe gemessen werden, sodass ein Ergebnis verfälschende Sekundäreffekte weitestgehend ausgeschlossen werden können. Die erste charakteristische Größe kann das erste Antennensignal selbst sein. Aus der ersten charakteristischen Größe kann insbesondere das erste Antennensignal rekonstruiert und/oder berechnet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Mehrzahl n≥2 von beweglichen Abschnitten, wobei n und auch die im Folgenden erwähnten Abkürzungen für Aufzählungen wie x, y oder z jeweils natürliche Zahlen sind. Nachfolgend sei mit n stets die Anzahl an beweglichen Abschnitten der Vorrichtung bezeichnet. Die soeben und die im Folgenden gemachten Ausführungen für den ersten beweglichen Abschnitt, die erste Antenne, das erste Antennensignal, den ersten Bewegungspfad, die erste funktionelle Abhängigkeit, die erste Signalsendeeinheit, das erste Signalsendeeinheit-Sendesignal, den ersten Antennensignalschaltkreis, den ersten elektrischen Verbraucher und die erste charakteristische Größe, gelten mutatis mutandis auch für jeden y-ten beweglichen Abschnitt, jede y-te Antenne, jedes y-te Antennensignal, jeden y-ten Bewegungspfad, jede y-te funktionelle Abhängigkeit, jede y-te Signalsendeeinheit, jedes y-tes Signalsendeeinheit-Sendesignal, jeden y-ten Antennensignalschaltkreis, jeden y-ten elektrischen Verbraucher und jede y-te charakteristische Größe für y mit 2≤y≤n, wobei y und n jeweils natürliche Zahlen sind.
Entsprechend umfasst die Vorrichtung vorzugsweise jeweils für x mit 2≤x≤n einen bezüglich des Vorrichtungsrahmens entlang eines x-ten Bewegungspfads beweglichen x-ten beweglichen Abschnitt; eine zum Empfang des Transceiver-Sendesignals eingerichtete und an dem x-ten beweglichen Abschnitt zur gemeinsamen Bewegung mit diesem angeordnete x-te Antenne, wobei ein durch das vorbestimmte Transceiver-Sendesignal induziertes x-tes Antennensignal der x-ten Antenne eine vorbestimmte von einer Position des x-ten beweglichen Abschnitts entlang des x-ten Bewegungspfads und der Transceiverposition abhängige x-te funktionelle Abhängigkeit aufweist; eine x-te Signalsendeeinheit, welche dafür eingerichtet ist, ein der x-ten Antenne zuordenbares und eine Information über das x-te Antennensignal tragendes nicht-leitungsgebundenes x-tes Signalsendeeinheit-Sendesignal zu emittieren; und wobei der Transceiver ferner dafür eingerichtet ist, das x-te Signalsendeeinheit-Sendesignal zu empfangen; wobei die Signalauswerteeinheit dafür eingerichtet ist, auf Basis des x-ten Signalsendeeinheit-Sendesignals, der x-ten funktionellen Abhängigkeit und der Transceiverposition die Position des x-ten beweglichen Abschnitts entlang des x-ten Bewegungspfads zu bestimmen. Wobei 1-te/ 1-ten/1-tes als erste/ersten/erstes, 2-te/ 2-ten/2-tes als zweite/zweiten/zweites zu lesen ist, usw.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Vorrichtung vorzugsweise jeweils für x mit 2≤x≤n einen mit der x-ten Antenne elektrisch gekoppelten oder verbundenen x-ten Antennensignalschaltkreis, welcher dafür eingerichtet ist, zumindest eine für das x-te Antennensignal charakteristische x-te charakteristische Größe zu erfassen, welche als Basis für eine Bestimmung der Position des x-ten beweglichen Abschnitts entlang des x-ten Bewegungspfads geeignet ist und welcher dafür eingerichtet ist, die erfasste x-te charakteristische Größe kodiert, vorzugsweise digital kodiert, unter Verwendung der x-ten Signalsendeeinheit als x-tes Signalsendeeinheit-Sendesignal zu emittieren.
Der Transceiver ist vorzugsweise dafür eingerichtet, mit den ersten bis n-ten Antennensignalschaltkreisen Daten unter Verwendung eines Routing-Prinzips derart auszutauschen, dass unter Verwendung dieser Daten der Transceiver oder/und die Signalauswerteeinheit dafür eingerichtet ist, für z mit 1≤z≤n, das z-te Signalsendeeinheit-Sendesignal der z-ten Antenne und insbesondere dem z-ten beweglichen Abschnitt zu zuordnen.
Ein Routing-Prinzip ordnet insbesondere jedem Antennensignalschaltkreis eine eindeutige Identifikation, beispielsweise eine eindeutige ganzzahlige Zahl, zu, welche als Teil des Signalsendeeinheit-Sendesignals oder zusammen mit dem Signalsendeeinheit-Sendesignal an den Transceiver übertagen wird und die eindeutige Zuordnung des Signalsendeeinheit-Sendesignals der z-ten Antenne ermöglicht. Insbesondere kann ein Routing-Prinzip als ein Netzwerkprotokoll, welches insbesondere routingfähig ist, ausgebildet sein.
Die einzelnen Antennensignalschaltkreise (erster, zweiter, ... , n-ter Antennensignalschaltkreis) bilden mit dem Transceiver vorzugsweise ein Netzwerk mit kabelloser und leitungsloser Signalübertragung zwischen jedem aus den Antennensignalschaltkreisen und dem Transceiver, und vorzugsweise mit kabelloser und leitungsloser Signalübertragung zwischen jeweils zwei Schaltkreisen aus den Antennensignalschaltkreisen aus. In dem Netzwerk sind die von den Antennensignalschaltkreisen versendeten Daten vorzugsweise eindeutig den zugeordneten, also sich auf demselben beweglichen Abschnitt wie der jeweilige Antennensignalschaltkreis befindenden, Antennen zuordenbar. Aus dieser Zuordnung kann die Signalauswerteeinheit die z. B. y-te charakteristische Größe, welche in dem y-te Signalsendeeinheit-Sendesignal kodiert ist, der y-ten Antenne zuordnen und daraus das y-te Antennensignal rekonstruieren, und dieses y-te Antennensignal kann dann zur Bestimmung der Position des y-ten beweglichen Abschnitts verwendet werden, für y mit 1≤y≤n, wobei y und n jeweils natürliche Zahlen sind. Das leitungslose Netzwerk kann einem der IEEE-802.11 Standards entsprechen, einem ZigBee-Standard oder einem anderen Standard für kabellose und leitungslose Netzwerke entsprechen.
Zur Vereinfachung der Herstellung und zur Reduktion der Kosten ist der y-te Antennensignalschaltkreis und/oder die y-te Antenne und/oder der y-te elektrische Verbraucher an oder in dem y-ten beweglichen Abschnitt angeordnet, vorzugsweise unter Verwendung eines Spritzgussverfahrens, insbesondere angespritzt oder umspritzt, für y mit 1 ≤y≤n, wobei y und n jeweils natürliche Zahlen sind.
Der Transceiver kann als Teil eines Aktuators des ersten beweglichen Abschnitts und/oder des zweiten, und/oder dritten, ... und/oder n-ten beweglichen Abschnitts, oder als Teil eines Steuergeräts, beispielsweise eines LED-Steuergerätes, ausgebildet sein, um einem derartigen Gerät eine Doppelfunktion zu verleihen, sodass auf separate Bereitstellung an Energieversorgung, eines Datenbusses oder ähnlichen Anordnungen verzichtet werden kann.
Ferner stellt die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung einer Position eines entlang eines ersten Bewegungspfads beweglichen ersten beweglichen Abschnitts einer Vorrichtung zur Veränderung von aerodynamischen Eigenschaften eines Fahrzeugs bereit, insbesondere einer oben beschriebenen erfindungsgemäßen aktiven Vorrichtung zur Veränderung von aerodynamischen Eigenschaften eines Fahrzeugs, besonders bevorzugt einer Luftklappenvorrichtung mit mindestens einer schwenkbaren Luftklappe oder einer Mehrzahl von schwenkbaren Luftklappen, umfassend die Schritte: Emittieren eines nicht-leitungsgebundenen vorbestimmten Transceiver-Sendesignals; Induzieren eines ersten Antennensignals an einer an dem ersten beweglichen Abschnitt angeordneten ersten Antenne durch das Transceiver-Sendesignal; Emittieren eines der ersten Antenne zuordenbaren und eine Information über das erste Antennensignal tragenden nicht-leitungsgebundenen ersten Signalsendeeinheit-Sendesignals; Empfangen des ersten Signalsendeeinheit-Sendesignals durch den Transceiver; Bestimmen einer Position des ersten beweglichen Abschnitts entlang des ersten Bewegungspfads auf Basis des ersten Signalsendeeinheit-Sendesignals, einer bestimmten Transceiverposition und einer vorbestimmten, von einer Position des ersten beweglichen Abschnitts entlang des ersten Bewegungspfads und der Transceiverposition abhängigen ersten funktionellen Abhängigkeit. Diese Verfahren verwendet vorzugsweise bei seiner Ausführung eine oben beschriebene erfindungsgemäße aktive Vorrichtung zur Veränderung von aerodynamischen Eigenschaften eines Fahrzeugs.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren für eine Mehrzahl n≥2 von beweglichen Abschnitten, wobei n und auch die im Folgenden erwähnten Abkürzungen für Aufzählungen wie x, y oder z natürliche Zahlen sind, anzuwenden, wobei die oben gemachten Ausführungen für den ersten beweglichen Abschnitt, die erste Antenne, das erste Antennensignal, den ersten Bewegungspfad, die erste funktionelle Abhängigkeit, die erste Signalsendeeinheit, das erste Signalsendeeinheit-Sendesignal, den ersten Antennensignalschaltkreis, den ersten elektrischen Verbraucher und die erste charakteristische Größe, mutatis mutandis auch für jeden y-ten beweglichen Abschnitt, jede y-te Antenne, jedes y-te Antennensignal, jeden y-ten Bewegungspfad, jede y-te funktionelle Abhängigkeit, jede y-te Signalsendeeinheit, jedes y-tes Signalsendeeinheit-Sendesignal, jeden y-ten Antennensignalschaltkreis, jeden y-ten elektrischen Verbraucher und jede y-te charakteristische Größe für 2≤y≤n gelten, wobei y und n jeweils natürliche Zahlen sind.
Die für die oben beschriebene erfindungsgemäße aktive Vorrichtung zur Veränderung von aerodynamischen Eigenschaften eines Fahrzeugs genannten Vorteile übertragen sich, mutatis mutandis, auf das soeben beschriebene Verfahren.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellen dar:

1 eine schematische Ansicht auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche als eine Luftklappenvorrichtung ausgebildet ist, wobei die der betriebsmäßigen Anströmseite abgewandte Rückseite mit den Luftklappen in der Schließstellung gezeigt ist;
2 die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus 1 in der Ansicht aus 1 mit den Luftklappen in der Öffnungsstellung;
3 eine grobschematische Längsschnittansicht einer Luftklappe der Luftklappenvorrichtung der 1 und 2;
4 die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus 1 in der Ansicht aus 1 mit einer Fehlfunktion der Luftklappenvorrichtung;
5a eine grobschematische Seitenansicht der Ausführungsform der 1, wobei die Luftklappen in der Schließstellung gezeigt sind, und wobei zur besseren Übersicht nicht alle Elemente der Ausführungsform aus 1 gezeigt sind und wobei die Position des Transceivers und der darin aufgenommenen Elemente symbolisch ist;
5b die grobschematische Seitenansicht aus 5a, wobei die Luftklappen in der Öffnungsstellung gezeigt sind;
5c die grobschematische Seitenansicht aus 5a mit einer Fehlfunktion der Luftklappenvorrichtung; und
6 eine funktionelle Abhängigkeit für eine induzierte Effektivspannung U in Einheiten einer für die jeweilige Antenne bestimmten Maximalspannung Uo in Abhängigkeit eines Zwischenwinkels φ zwischen einer Ausrichtungsrichtung einer Luftklappenantenne und einer Ausrichtungsrichtung der Transceiver-Sendeantenne.

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Figuren zur vorliegenden Anmeldung weder maßstabsgetreu, noch hinsichtlich einer Relativbewegung von beweglichen Elementen abbildungstreu sind. Die Figuren dienen lediglich der prinzipiellen Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung und sind entsprechend schematischer Natur.
In den 1 bis 5c ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Vorrichtung zur Veränderung von aerodynamischen Eigenschaften eines Fahrzeugs gezeigt, welche als eine Luftklappenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug V ausgebildet ist und allgemein mit 10 bezeichnet wird. Die Luftklappenvorrichtung 10 umfasst dabei einen Vorrichtungsrahmen 12, welcher vorzugsweise ortsfest beispielsweise bezüglich einem als Karosserieabschnitt ausgebildeten Trägerelement des Fahrzeugs V angeordnet ist. Die Luftklappenvorrichtung 10 kann ein Teil eines Kühlergrills des Fahrzeugs V sein, welcher an einer durch einen Fahrtwind angeströmten Außenseite des Fahrzeugs V, insbesondere in einer Vorwärtsfahrtrichtung F vorne an dem Fahrzeug V, liegt.
Der Vorrichtungsrahmen 12 weist eine aus zwei Teil-Durchströmungsöffnungen 14a und 14b gebildete Durchströmungsöffnung 14 auf. Am Vorrichtungsrahmen 12 ist, bei Betrachtung in Richtung orthogonal zur Zeichenebene der 1 und 2, die jeweiligen Teil-Durchströmungsöffnungen 14a und 14b durchsetzend, eine Mehrzahl im Wesentlichen gleichartiger Luftklappen 16a bis 16l um Drehachsen D drehbar positioniert. Jede dieser Luftklappen 16a bis 16l ist eine Ausbildungsform eines beweglichen Abschnitts der beschriebenen Vorrichtung 10. Jede der Luftklappen 16a bis 16l bewegt sich zwischen einer in 1 gezeigten Schließstellung und einer in 2 gezeigten Öffnungsstellung durch eine Drehbewegung, welche durch den Pfad eines nicht mit der Drehachse zusammenfallenden Referenzpunktes der jeweiligen Luftklappe entlang eines Kreisbogenabschnitts beschrieben werden kann, dessen Zentrum auf der Drehachse liegt und welcher parallel zu einer Normalebene der Drehachse verläuft. Ein derartiger Bewegungspfad BPa eines Punktes Xa ist für die Luftklappe 16a in 5a angedeutet, wobei der Punkt Xa in der Luftklappe 16a gewählt ist. Diese Schwenk- oder Drehbewegung der jeweiligen Luftklappe kann durch eine Winkelangabe relativ zu einer vorbestimmten Referenz, z. B. dem Vorrichtungsrahmen 12, eindeutig charakterisiert werden.
Der Übersichtlichkeit halber sind nur einzelne Drehachsen D in einigen Figuren mit Bezugszeichen versehen. Ferner sind für Teile der Luftklappen 16a bis 161 zum Teil gleiche Bezugszeichen verwendet worden. Es ist jedoch klar, dass alle Luftklappen der vorliegenden Anmeldung, gegebenenfalls abgesehen von einer Platzierung von Antennen, Schaltkreisen, elektrischen Verbrauchern und dergleichen, als gleichartige Luftklappen 16a bis 161 ausgebildet sind. Die Luftklappen 16g bis 161, welche die in den 1 und 2 rechte Teil-Durchströmungsöffnung 14b durchsetzen, sind spiegelbildlich zu den Luftklappen 16a bis 16f angeordnet, welche die in den 1 und 2 linke Teil-Durchströmungsöffnung 14a durchsetzen. Im Hinblick auf die vorliegende Symmetriebedingung reicht es daher aus, lediglich eine der Luftklappen 16a bis 16l , die Luftklappe 16a, und ihre Lagerung im Vorrichtungsrahmen 12 näher zu beschreiben, wobei deren Beschreibung unter der genannten Symmetriebedingung für alle übrigen Luftklappen 16a bis 16l der Luftklappenvorrichtung 10 und deren Lagerung im Vorrichtungsrahmen 12 ebenso gilt.
Weiter umfasst die Luftklappenvorrichtung 10 einen Aktuator 18 in beispielhafter Gestalt eines Spindeltriebs 54, welcher durch eine Steuervorrichtung 20 der Luftklappenvorrichtung 10 zur gemeinsamen Bewegung der Luftklappen 16a-16l ansteuerbar ist. Anstelle des Spindeltriebs 54 kann jeder andere geeignete Aktuator vorgesehen sein.
Die Vorrichtung 10 umfasst eine Mehrzahl von 12 Luftklappen 16a-16l als bewegliche Abschnitte. Die folgende Beschreibung der Luftklappe 16a, ihres Aufbau und die folgenden im Zusammenhang mit ihr gemachten Ausführungen zum Antennensignal, zum Bewegungspfad, zu der funktionellen Abhängigkeit, zu der Signalsendeeinheit, zu dem Signalsendeeinheit-Sendesignal, zu dem Antennensignalschaltkreis, zu dem elektrischen Verbraucher und zu der charakteristische Größe, gelten mutatis mutandis auch für die weiteren Luftklappen, deren Aufbau und für jede einzelne dieser Luftklappen, die jeweilige an dieser Luftklappe angeordnete Antenne, die jeweilige an dieser Luftklappe angeordnete Signalsendeeinheit, den jeweiligen an dieser Luftklappe angeordneten Antennensignalschaltkreis und/oder elektrischen Verbraucher sowie für das zugeordnete Antennensignal, den zugeordneten Bewegungspfad, die zugeordnete funktionelle Abhängigkeit, das zugeordnete Signalsendeeinheit-Sendesignal, und die zugeordnete charakteristische Größe.
Die Luftklappe 16a weist ein Luftklappenblatt 22 auf, welches exzentrisch zur jeweiligen Drehachse D angeordnet ist. Die Drehachse D der Luftklappe 16a ist durch Lagerbolzen 24 und 26 definiert, welche von einer kastenförmigen, im Beispiel quaderförmigen, Einfassung 28 koaxial von der Längsmitte des Luftklappenblatts 22 weg abstehen. Das Luftklappenblatt 22 und die einstückig mit diesem verbundene Einfassung 28 können einen Klappenkörper 30 der Luftklappe 16a ausbilden.
Die Lagerbolzen 26 sind lediglich in den 2 und 3 gut erkennbar.
Die Lagerbolzen 24 und 26 der Luftklappe 16a durchsetzen zugeordnete Lagerböcke 32 und 34, welche am Vorrichtungsrahmen 12 zur beweglichen Lagerung der Luftklappe 16a rahmenfest vorgesehen sind. Somit ist die Luftklappe 16a bis 16l in ihrer Lage relativ zum Vorrichtungsrahmen eindeutig bestimmt, wobei insbesondere ihre Drehachse D eindeutig durch die Lagerbolzen 24 und 26 sowie durch die Lagerböcke 32 und 34 eindeutig bestimmt ist, um welche die Luftklappe 16a zwischen ihrer in 1 gezeigten Schließstellung und ihrer in 2 gezeigten Öffnungsstellung durch eine Drehung verstellbar ist. Es ist zu beachten, dass nicht alle Lagerböcke 32 und 34 und Lagerbolzen 24 und 26 in den Figuren mit Bezugszeichen versehen sind, um die Übersichtlichkeit der Figuren zu verbessern. Im vorliegenden Beispiel liegen die Drehachsen der Luftklappen 16a bis 16l in der betriebsmäßigen Anströmrichtung A der Luftklappenvorrichtung hinter dem die Durchströmungsöffnung 14 definierenden Ausschnitt im Vorrichtungsrahmen 12. Die Anströmrichtung A ist zur Vorwärtsfahrtrichtung F des Fahrzeugs V parallel, aber entgegengesetzt gerichtet. Die Anströmrichtung A ist im dargestellten Ausführungsbeispiel orthogonal zur Zeichenebene der 1 und 2 und auf den Betrachter zu gerichtet, die Vorwärtsfahrtrichtung F des Fahrzeugs V dementsprechend vom Betrachter weg.
In der in 1 gezeigten Schließstellung der Luftklappen 16a bis 16l, verglichen mit der in 2 gezeigten Öffnungsstellung, weist das Fahrzeug V einen geringeren Luftwiderstand aufgrund eines Ausbildens einer glatteren angeströmten Oberfläche durch die Luftklappen 16a bis 16l auf, sodass aerodynamische Eigenschaften des Fahrzeugs V durch die Stellung der Luftklappen 16a bis 16l verändert werden. Befinden sich die Luftklappen 16a bis 16l, in der Schließstellung, so können gegenüber dem Zustand, in dem sie sich in der Öffnungsstellung befinden, bei ansonsten gleichen Betriebsparametern des Fahrzeugs wie Geschwindigkeit, Beschleunigung, Umgebungstemperatur, Leistung der Fahrzeugverbraucher wie einer Klimaanlage, usw., die CO₂-Emissionen des die Vorrichtung 10 tragenden Fahrzeugs reduziert werden.
Eine genaue Ausbildung der einzelnen Luftklappen 16a bis 16l kann von der beschriebenen Ausführungsform abweichen, solange durch die Stellung der Luftklappen 16a bis 16l aerodynamische Eigenschaften des Fahrzeugs V verändert werden.
Der Aktuator 18 kann einen Transceiver 18a umfassen, welcher dafür eingerichtet ist, ein nicht-leitungsgebundenes, vorbestimmtes Transceiver-Sendesignal als eine elektromagnetische Welle z. B. mit konstanter Frequenz von 2,4 GHz, bei konstanter Sendeleistung des Transceivers 18a zu emittieren. Optional kann der Transceiver 18a in der Steuervorrichtung 20 angeordnet sein. Der Transceiver 18a ist Vorzugsweise ortsfest bezüglich des Vorrichtungsrahmens 12 angeordnet.
An oder in mindestens einer, vorzugsweise jeder Luftklappe 16a bis 161 ist jeweils eine zum Empfang des Transceiver-Sendesignals eingerichtete und zur gemeinsamen Bewegung mit der jeweiligen Luftklappe 16a bis 16l angeordnete zugeordnete Antenne 36a-36l vorgesehen, welche zu Unterscheidungszwecken auch als Luftklappenantenne 36a-36l bezeichnet werden kann. Es ist zu beachten, dass nicht in allen Figuren alle Luftklappenantennen 36a-36l mit Bezugszeichen versehen sind. Im Folgenden wird jeweils eine Luftklappenantenne 36a im Zusammenhang mit der Luftklappe 16a beschrieben, diese Beschreibung kann jedoch, mutatis mutandis, für die Merkmale jeder der Luftklappenantennen 36a-36l verwendet werden. Dies gilt insbesondere für deren Beschreibung im Zusammenhang mit der zugeordneten Luftklappe 16a-16l, an welcher die jeweilige Luftklappenantenne 36a-36l angeordnet ist. Die Luftklappenantenne 36a ist vorzugsweise an der Luftklappe 16a zur gemeinsamen Bewegung mit dieser angeordnet. Empfängt eine der Luftklappenantennen 36a das Transceiver-Sendesignal, so wird in dieser Luftklappenantenne 36a durch die elektromagnetische Wechselwirkung mit dem Transceiver-Sendesignal eine Spannung und ein Strom induziert, deren Amplituden gegebenenfalls von der Verschaltung der jeweiligen Luftklappenantenne 36a mit anderen Komponenten abhängen können. Diese induzierte Spannung und dieser induzierte Strom, ihre Amplituden und Effektivwerte sind jeweils Ausbildungsformen eines Antennensignals.
In einem einfachen Ausführungsbeispiel ist die Luftklappenantennen 36a eine Dipolantenne, welche durch einen Hetrzschen-Dipol beschrieben werden kann. Die Richtcharakteristik eines Hetrzschen-Dipols kann bezogen auf die Intensität in Abhängigkeit von dem Polarwinkel Θ mit einer Intensitätsamplitude I₀ als I₀·(1-cos(Θ)²) beschrieben werden, wobei die Luftklappenantenne 36a in einem Luftklappenantennen-festen Polarkoordinatensystem in Richtung Θ=0° ausgerichtet ist. Verbleibt die Luftklappenantenne 36a bei der Bewegung der Luftklappe 16a entlang des zugeordneten Bewegungspfads in einem Raumwinkel, in welchem die Intensität des Transceiver-Sendesignals konstant ist, und wird diese Luftklappenantenne 36a während der Bewegung um die Drehachsen D gedreht, so erreicht die auf der Luftklappenantenne 36a induzierte Amplitude einer Spannung und die Amplitude des induzierten Stroms ein Maximum, wenn die Luftklappenantenne 36a so ausgerichtet ist, dass die Richtung Θ=90° (welche im Luftklappenantennen-festen Koordinatensystem konstant ist, sich jedoch in einem bezüglich des Vorrichtungsrahmen 12 ortsfesten Koordinatensystem ändern kann) in Richtung des Transceiver 18a oder seiner Transceiver-Sendeantenne 18b zeigt. Ein Minimum dieser Größen wird erreicht, wenn die Luftklappenantenne 36a so ausgerichtet ist, dass die Richtung Θ=0° in Richtung des Transceivers 18a zeigt. Diese funktionelle Abhängigkeit des ersten Antennensignals von einem Zwischenwinkel α zwischen der Ausrichtung der Luftklappenantenne 36a und der Richtung einer von dem Transceiver 18a zu der Luftklappenantenne 36a verlaufenden Linie kann insbesondere von dem Abstand des Transceivers 18a zu der Luftklappenantenne 36a, und somit von der Position des Transceivers 18a, abhängen, da die von dem Transceiver 18a emittierte elektromagnetische Strahlung immer eine Divergenz aufweist und somit die Leistungsdichte pro Fläche mit steigendem Abstand zum Transceiver 18a abnimmt. Der Vollständigkeit halber wird erwähnt, dass der Zwischenwinkel α geeignet ist die Drehbewegung der die Luftklappenantenne 36a tragenden Luftklappe 16a, und somit die Bewegung der Luftklappe 16a entlang des zugeordneten Bewegungspfads, eindeutig zu beschreiben, sodass diese erste funktionelle Abhängigkeit von einer Position der Luftklappe 16a entlang des zugeordneten Bewegungspfads und der Transceiverposition abhängt. Die Polarisation des Transceiver-Sendesignals kann, beispielsweise durch geeignete Drehung des Transceivers bei dessen Anordnung an dem Vorrichtungsrahmen, so gewählt werden, dass, wenn die oben definierte Richtung Θ=90° in Richtung des Transceivers 18a oder seiner Transceiver-Sendeantenne 18b zeigt, die Amplitude des ersten Antennensignals in Abhängigkeit von der gewählten und im Betrieb der Vorrichtung 10 vorzugsweise beibehaltenen Polarisation des Transceiver-Sendesignals in einem gewünschten Wertebereich liegt, z. B. um einen Messbereich eines Analog-Digital-Wandlers, welcher im Zusammenhang mit einem Antennensignalschaltkreis weiter unten beschrieben ist, optimal ausnutzen zu können. Hierbei kann es notwendig sein, durch Versuche eine Polarisation des Transceiver-Sendesignals zu finden, sodass die für die erste Luftklappenantenne 36a beschriebene Bedingung, mutatis mutandis, für alle Luftklappenantennen 36a-361 erfüllt ist.
Durchläuft die Luftklappenantenne 36a bei der Bewegung der zugeordneten Luftklappe 16a entlang des zugeordneten Bewegungspfads Raumwinkel mit unterschiedlicher Intensität des Transceiver-Sendesignals, welche durch die Richtcharakteristik einer Transceiver-Sendeantenne 18b bedingt sein kann, so beeinflusst sowohl die Richtcharakteristik der Luftklappenantenne 36a als auch die Richtcharakteristik der Transceiver-Sendeantenne 18b die Abhängigkeit der auf der Luftklappenantenne 36a induzierten Spannung oder dem darauf induzierten Strom, sodass auch in diesem Fall diese funktionelle Abhängigkeit von einer Position der Luftklappe 16a entlang des zugeordneten Bewegungspfads und der Transceiverposition abhängt.
Da eine Vielzahl von Einflüssen die Amplitude der auf der Luftklappenantenne 36a induzierten Spannung oder des darauf induzierten Stroms beeinflussen können, wird bevorzugt, dass in einer Kalibrationsmessung die Position der Luftklappe 16a entlang des zugeordneten Bewegungspfads bestimmt wird und dann bei vorbestimmten Transceiver-Sendesignal die induzierte Spannung oder der induzierte Strom an der Luftklappenantenne 36a experimentell bestimmt wird. Ein Beispiel einer solchen funktionellen Abhängigkeit für eine induzierte Effektivspannung U in Einheiten einer für die jeweilige Antenne bestimmten Maximalspannung Uo in Abhängigkeit eines Zwischenwinkels φ zwischen der Ausrichtungsrichtung der jeweiligen Luftklappenantenne 36a und der Ausrichtungsrichtung der Transceiver-Sendeantenne 18b ist in 6 dargestellt. Sind die jeweiligen Luftklappenantennen 36a und die der Transceiver-Sendeantenne 18b als stabförmige Antennen, z. B. Dipolantennen, ausgebildet, so fallen die jeweiligen Ausrichtungsrichtungen mit den jeweiligen Erstreckungsrichtungen der Antennen zusammen. Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass insbesondere der Zwischenwinkel φ bei bekannter Position des Transceiver die Position der Luftklappe 16a entlang des zugeordneten Bewegungspfad eindeutig beschreibt, da die Luftklappe 16a sich gemeinsam mit der Luftklappenantenne 36a bewegt. Der Wert der Maximalspannung Uo wird insbesondere durch die Sendeleistung des vorbestimmten Transceiver-Sendesignals bestimmt.
Zu beachten ist, dass die in 6 gezeigte funktionelle Abhängigkeit über den Winkelbereich 0-90° invertierbar ist, d. h. allen Werten U aus der Bildmenge der funktionellen Abhängigkeit ein einziger Zwischenwinkel φ zugeordnet ist. Dies bedeutet, dass aus einer gemessenen induzierten Effektivspannung der Zwischenwinkel φ berechnet werden kann. Liegt ein gemessener Wert U außerhalb der Bildmenge, so kann die Signalauswerteeinheit eine von einer angesteuerten Stellung der Luftklappe 16a abweichende Fehlstellung der Luftklappe 16a feststellen.
Ist die Position des Transceivers 18a und/oder seiner Transceiver-Sendeantenne 18b veränderbar, so wird die oben beschriebene Kalibrationsmessung für eine Vielzahl von Positionen durchgeführt. Die sich so ergebende Vielzahl an Kalibrationsmessungen kann durch eine Interpolation dazu verwendet werden, um die funktionelle Abhängigkeit in Abhängigkeit von φ und der Position des Transceivers 18a und/oder der Position seiner Transceiver-Sendeantenne 18b zu beschreiben.
Mit jeder der Antennen 36a-36l ist vorzugsweise ein zugeordneter Antennensignalschaltkreis 38a-38l elektrisch verbunden oder elektrisch gekoppelt, was in den Figuren nur schematisch dargestellt ist.
Im Folgenden wird jeweils ein Antennensignalschaltkreis 38a im Zusammenhang mit der Luftklappe 16a und der Luftklappenantenne 36a beschrieben, diese Beschreibung kann, mutatis mutandis, für die Merkmale jeder der Antennensignalschaltkreise 38a-36a verwendet werden. Dies gilt insbesondere für deren Beschreibung im Zusammenhang mit der Luftklappe 16a-16l, auf oder in welcher der jeweilige der Antennensignalschaltkreise 38a-36a angeordnet ist; und im Zusammenhang mit der Luftklappenantenne 36a-36l, welche zusammen mit diesem Antennensignalschaltkreis 38a-36a auf oder in dieser Luftklappe 16a-16l angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Antennensignalschaltkreis 38a und die Luftklappenantenne 36a auf oder in der Luftklappe 16a angeordnet.
Der Antennensignalschaltkreis 38a ist dafür eingerichtet, die an der Luftklappenantenne 36a induzierte Spannung, den darin induzierten Strom, die durch die Spannung und den Strom bewirkte Leistung oder deren Effektivwerte oder Amplituden, vorzugsweise über einen Digital-Analog-Wandler des Antennensignalschaltkreises 38a, als charakteristische Größen des auf dieser Luftklappenantenne 36a induzierten Antennensignals zu erfassen. Weitere charakteristische Größen sind Größen, aus denen auf das Antennensignal zurückgeschlossen werden kann, wie beispielsweise die über einen Shunt in einer mit der Luftklappenantenne 36a verbundenen Leitung gemessene Spannung. Entsprechend kann auch aus den charakteristischen Größen über den Rückschluss auf das zugeordnete Antennensignal die Position der Luftklappe 16a entlang ihres Bewegungspfads berechnet werden. Vorzugsweise umfasst jeder Antennensignalschaltkreis 38a einen Mikrocontroller und eine als ein Transceiver ausgebildeten Signalsendeeinheit, sodass er die bestimmte charakteristische Größe in ein Digitalsignal unter Zuhilfenahme des Mikrocontrollers kodiert und unter Zuhilfenahme des Transceivers als Signalsendeeinheit-Sendesignal entweder direkt leitungs- und kabellos an den Transceiver 18a oder über ein Netzwerk unter Zuhilfenahme eines Netzwerkprotokolls zumindest zum Teil leitungs- und kabellos sendet. Das Netzwerkprotokoll kann routingfähig sein. Über das Netzwerkprotokoll enthält vorzugsweise jede Signalsendeeinheit eine eindeutige Identifikation, welche insbesondere als Teil des Signalsendeeinheit-Sendesignals an den Transceiver 18a übermittelt wird. Somit kann das Signalsendeeinheit-Sendesignal der Signalsendeeinheit des Antennensignalschaltkreises 38a eindeutig durch den Transceiver 18a oder eine nachgeschaltete Signalauswerteeinheit 18c der Luftklappe 16a zugeordnet werden, welche den Antennensignalschaltkreis 38a, der diese bestimmte charakteristische Größe in ein Digitalsignal kodiert, und die mit ihm elektrisch verbundene oder gekoppelte Luftklappenantenne 36a trägt.
Der Transceiver 18a empfängt das Signalsendeeinheit-Sendesignal und überträgt die darin enthaltene Information an die Signalauswerteeinheit 18c, welche auf Basis der charakteristischen Größe und dieser Information das Antennensignal berechnet. Hierzu wird die Transceiverposition und die vorbestimmte funktionelle Abhängigkeit für die durch die Identifikation bestimmte Luftklappe 16a verwendet, wobei die Position dieser Luftklappe 16a entlang ihres Bewegungspfads aufgrund der Invertierbarkeit der funktionellen Abhängigkeit berechnet werden kann. Die Signalauswerteeinheit 18c kann als ein Mikrocontroller ausgebildet sein.
Die Signalauswerteeinheit 18c kann den Transceiver 18a anweisen, einen Befehl an die Antennensignalschaltkreise 38a-38l bzw. deren Transceiver zu senden, die charakteristischen Größen der den Antennensignalschaltkreisen zugeordneten Luftklappenantennen 36a-36l zu erfassen, und dann das vorbestimmte Transceiver-Sendesignal zu emittieren. Da der Transceiver 18a mit den Antennensignalschaltkreisen 38a-38l ein vorzugsweise draht- und leitungsloses Netzwerk mit einem Netzwerkprotokoll ausbildet, welches routingfähig sein kann, ordnet der Transceiver 18a alle empfangenen Signalsendeeinheit-Sendesignale über die eindeutige Identifikation den jeweiligen Luftklappen 16a-16l zu. Aufgrund dieser Zuordnung bestimmt die Signalauswerteeinheit 18c die Position jeder der Luftklappen 16a-16l entlang des zugeordneten Bewegungspfads.
Jeder Antennensignalschaltkreis 38a-38l kann aus dem Transceiver-Sendesignal, vorzugsweise unter Verwendung der mit diesem elektrisch gekoppelten Luftklappenantenne 36a-36l, über Energy Harvesting mit Energie versorgt werden. Hierzu kann jeder oder mindestens ein Antennensignalschaltkreis 38a einen mit der Luftklappenantenne 36a elektrisch verbundenen Gleichrichter und einen Energiespeicher, z. B. einen Kondensator, umfassen, aus welchem der jeweilige Antennensignalschaltkreis Energie über zugeordnete Leitungen für seinen Betrieb entnimmt. Der Kondensator wird vorzugsweise über den von der Luftklappenantenne mit Energie versorgten Gleichrichter geladen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist jeder oder mindestens ein Antennensignalschaltkreis 38a, insbesondere zusammen mit der mit ihm elektrisch verbundenen Luftklappenantenne 36a als RFID-Chip ausgebildet.
Jeder der Antennensignalschaltkreise 38a-38l ist eine Ausführungsform eines mit der jeweiligen Luftklappenantenne 36a-36l zur Versorgung mit Energie verbundenen elektrischen Verbrauchers. Auf jeder der Luftklappen kann ein weiterer elektrischer Verbraucher angeordnet sein, z.B. eine LED-Baugruppe 40a-40l. Wieder wird nur die LED-Baugruppe 40a sowie ihr Aufbau im Zusammenhang mit der diese LED-Baugruppe 40a tragenden Luftklappe 16a und dem Antennensignalschaltkreis 38a und der Antenne 36a beschrieben, welche ebenso auf der Luftklappe 16a angeordnet sind, diese Beschreibung ist jedoch, mutatis mutandis, auch auf jede der weiteren Luftklappen 16b-16l mit dem auf ihr angeordneten Antennensignalschaltkreis 38b-36l, der auf ihr angeordneten Luftklappenantenne 36b-36l und der auf ihr angeordneten LED-Baugruppe 40b-40l zu verwenden.
Die LED-Baugruppe 40a ist ein weiterer elektrischer Verbraucher, welcher vorzugsweise parallel zu dem Antennensignalschaltkreis 36a geschaltet ist. Die LED-Baugruppe 40a kann eine LED und einen mit der LED elektrisch verbundenen Gleichrichter umfassen, welcher mit der Luftklappenantenne 36a elektrisch verbunden ist, um durch die Luftklappenantenne 36a mit elektrischer Energie über Energy Harvesting versorgt zu werden. Dies ist in den Figuren nur schematisch angedeutet. Die Leistung des Transceiver-Sendesignals ist vorzugsweise so ausgelegt, dass unter Berücksichtigung der Effizienz des Energy Harvestings die gesamte von der Luftklappenantenne 36a aus dem Transceiver-Sendesignal gewonnene Energie durch den oder die mit der jeweiligen Luftklappenantenne 36a verbundenen elektrischen Verbraucher verbraucht und/oder gespeichert wird.
Eine LED der LED-Baugruppe 40a kann über ein optisches Koppelelement 42 mit einem Diffusor 44 der die LED-Baugruppe 40a tragenden Luftklappe 16a zur Abgabe des von der LED emittierten Lichts aus der Luftklappe 16a heraus gekoppelt sein. Die LED-Baugruppe 40a kann einen Mikrocontroller umfassen und ist vorzugsweise eingerichtet, die LED ein- und/oder auszuschalten und von dem zugeordneten Antennensignalschaltkreis 38a Befehle, die LED ein- und/oder auszuschalten zu empfangen. Der Antennensignalschaltkreis 38a ist dafür eingerichtet, Befehle, die LED ein- und/oder auszuschalten an die zugeordnete LED-Baugruppe 40a als Antwort auf ein Empfangen von entsprechenden Befehlen von einem LED-Steuergerät zu übertragen, wobei das LED-Steuergerät vorzugsweise einen Mikrokontroller und einen Transceiver umfasst und Teil des Netzwerks ist. Das LED-Steuergerät kann Teil der Steuervorrichtung 20 sein.
Wie in 3 gezeigt, bildet der Diffusor 44 einen Teil einer Anströmseite 46 der Luftklappe 16a aus. Die Anströmseite 46 zeigt in der Schließstellung der Luftklappe in die Fahrtrichtung des Fahrzeugs V. Der Diffusor 44 wird in der Einfassung 28 auf der seiner Lichtausgabefläche 48 abgewandten Seite entlang seiner Rückseite 50 durch einen Deckel 52 des Klappenkörpers 30 abgedeckt. Es ist zu beachten, dass einige der in 3 gezeigten Details der Luftklappe 16a nicht in den weiteren Figuren gezeigt oder mit Bezugszeichen versehen sind.
Das Luftklappenblatt 22, die Einfassung 28, der Diffusor 44 sowie der Deckel 52 können den Klappenkörper 30 ausbilden, welcher, wie auch jede der Luftklappen 16a-16l in ihrer Gesamtheit, durch ein Spritzgussverfahren ausgebildet werden kann.
Während der Ausbildung mit dem Spritzgussverfahren kann auch die an der Luftklappe 16a angeordnete Luftklappenantenne 36a, der an der Luftklappe 16a angeordnete Antennensignalschaltkreis 38a, die an der Luftklappe 16a angeordnete LED-Baugruppe 40a, angespritzt oder durch Umspritzten angeordnet werden.
Die Luftklappenantenne 36a kann mit dem Antennensignalschaltkreis 38a durch eine Leitung elektrisch zur Leistungs- und/oder Signalübertragung verbunden sein. Der Antennensignalschaltkreis 38a kann mit der LED-Baugruppe 40a durch eine Leitung elektrisch zur Leistungs- und/oder Signalübertragung verbunden sein. Funktionsabschnitte des Antennensignalschaltkreises 38a können jeweils untereinander durch zugeordnete Leitungen zur Leistungs- und/oder Signalübertragung verbunden sein, gleiches gilt für Funktionsabschnitte der LED-Baugruppe 40a. Entsprechendes gilt für eine Verbindung zwischen dem Aktuator 18 und dem Steuergerät 20 sowie für deren Funktionsabschnitte.
Um die Luftklappen 16a-16l gemeinsam entlang von parallelen Bewegungspfaden zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung durch Drehen um parallele Achsen zu bewegen, ist die Antriebsspindel 54 des Aktuators 18 mit einem Gestänge 56 verbunden, welches die Luftklappen 16a bis 161 zwischen diesen Stellungen bei Bewegung der Antriebsspindel 54 antreibt.
Anhand der 4 bis 5c wird ein Verfahren zur Bestimmung einer Position jeder der Luftklappen 16a-16l eines entlang eines der jeweiligen Luftklappe 16a-16l zugeordneten Bewegungspfads erläutert.
Die Signalauswerteeinheit 18c kann den Transceiver 18a anweisen, einen Befehl an die Antennensignalschaltkreise 38a-38l bzw. deren Transceiver zu senden, die jeweiligen charakteristischen Größen der einzelnen, jeweils einem der Antennensignalschaltkreise 38a-38l zugeordneten Luftklappenantennen 36a-36l zu erfassen. Dann wird insbesondere von der Signalauswerteeinheit 18c der Transceiver 18a angewiesen das vorbestimmte nicht-leitungsgebundene Transceiver-Sendesignal zu emittieren, welches insbesondere eine elektromagnetische Welle ist, welche bei einer konstanten Sendeleistung und konstanter Frequenz emittiert wird. Dieses Transceiver-Sendesignal induziert in jeder der Luftklappenantennen 36a-36l ein der jeweiligen Luftklappenantenne 36a-36l zugeordnetes Antennensignal, beispielsweise einen induzierten Strom oder eine induzierte Spannung. Jeder der Antennensignalschaltkreise 38a-38l erfasst an der mit dem jeweiligen Antennensignalschaltkreis 38a-38l elektrisch gekoppelten oder verbundenen Luftklappenantenne 36a-36l, vorzugsweise unter Verwendung eines Analog-Digital-Wandlers des Antennensignalschaltkreises, die an dieser Luftklappenantenne 36a-36l durch das Transceiver-Sendesignal induzierte Effektivspannung U als eine für das Antennensignal charakteristische Größe. Der Messwert dieser Effektivspannung wird von dem mit dieser Luftklappenantenne 36a-36l verbundenen Antennensignalschaltkreis 38a-38l digital kodiert und als ein Signalsendeeinheit-Sendesignal emittiert, welches eine eindeutige Identifikation der diesen Antennensignalschaltkreis 38a-38l und die mit ihm elektrisch gekoppelte oder verbundenen Luftklappenantenne 36a-36l tragende Luftklappe 16a-16l umfasst. Von allen Antennensignalschaltkreisen 38a-38l empfängt der Transceiver 18a die jeweiligen Signalsendeeinheit-Sendesignale und leitet diese an die Signalauswerteeinheit 18c weiter, welche für jedes Signalsendeeinheit-Sendesignal die Effektivspannung und die eindeutige Identifikation aus dem jeweiligen Signalsendeeinheit-Sendesignal bestimmt. Da für jede Luftklappe 16a-16l experimentell die von der Position dieser Luftklappe entlang des dieser Luftklappe zugeordneten Bewegungspfads und der Transceiverposition abhängige funktionelle Abhängigkeit im Voraus experimentell bestimmt wurde und der Signalauswerteeinheit 18c beispielsweise in Form einer Liste oder eine Interpolationskurve zur Verfügung steht, berechnet die Signalauswerteeinheit 18c, für alle Luftklappen, aus der Effektivspannung U und ihrer Zuordnung zu einer der Luftklappen 16a-16l und somit zu einer dieser Luftklappe zugeordneten funktionellen Abhängigkeit die Position dieser Luftklappe entlang des zugeordneten Bewegungspfads. Diese Berechnung kann numerisch, z.B. unter Zuhilfenahme eines Bisektionsverfahrens, erfolgen.
An die Signalauswerteeinheit 18c kann von der Steuereinheit 20 eine von der Steuereinheit 20 angesteuerte Position jeder der Luftklappen 16a-16l beispielsweise über einen Datenbus übermittelt werden. In 5a kann diese angesteuerte Position für die Schließstellung durch einen Winkel β von ca. 15° gegenüber einem Lot oder dem Vorrichtungsrahmen 12 beschrieben werden. Der Winkel β ist zur Wahrung der Übersichtlichkeit nur für eine Luftklappe in den 5a und 5b eingezeichnet worden. Da alle Luftklappen 16a-16l in der in 5a gezeigten Stellung parallel zueinander angeordnet sind und diesen Winkel β gegenüber dem Lot oder dem Vorrichtungsrahmen 12 aufweisen, kann in einem Vergleichsschritt die Signalauswerteeinheit 18c (oder die Steuereinheit 20 bei geeignetem Datenaustausch) die gemessenen Positionen der Luftklappen entlang des jeweiligen zugeordneten Bewegungspfads mit den jeweiligen angesteuerten Positionen vergleichen und bestimmen, dass in dem in 5a gezeigten Fall alle Luftklappen 16a-16l diese angesteuerte Position eingenommen haben.
Analoges gilt für den in 5b gezeigten Fall, in dem die Steuereinheit 20 für die Luftklappen 16a-16l einen Winkel β von ca. 90° gegenüber dem Lot oder dem Vorrichtungsrahmen 12 ansteuert, um die Öffnungsstellung zu erreichen.
In dem in 5c gezeigten Fall steuert die Steuereinheit 20 für die Luftklappen 16a-16l einen Winkel β von ca. 15° gegenüber dem Lot oder dem Vorrichtungsrahmen 12 an, um die Schließstellung zu erreichen, 4 zeigt ebenso die in 5c gezeigte Situation. Die Luftklappe 16a weist jedoch einen Winkel β von ca. 90° gegenüber dem Lot oder dem Vorrichtungsrahmen 12 auf, während die weiteren Luftklappen den angesteuerten Winkel von 15° gegenüber dem Lot aufweisen. Dies kann beispielhaft durch einen ausgebrochenen Lagerbock 34 an der Luftklappe 16a, wie in 4 dargestellt, bedingt sein. In dem Vergleichsschritt vergleicht die Signalauswerteeinheit 18c (oder die Steuereinheit 20 bei geeignetem Datenaustausch) die gemessenen Positionen der Luftklappen entlang des jeweiligen zugeordneten Bewegungspfads mit den jeweiligen angesteuerten Positionen und bestimmt, dass in dem in 5c gezeigten Fall eine Fehlfunktion der Vorrichtung vorliegt, da die Luftklappe 16a nicht die angesteuerte Position eingenommen hat. Eine Fehlfunktion der Vorrichtung kann auch bestimmt werden, wenn eine Fehlstellung einer der Luftklappen bestimmt ist.
Die vorliegende Erfindung ist anhand einer Luftklappenanordnung beschrieben worden, sie kann jedoch beispielsweise auch an einer Vorrichtung mit einer Staulippe als einem beweglichen Abschnitt implementiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014207566 A1 [0004]

Claims

Aktive Vorrichtung zur Veränderung von aerodynamischen Eigenschaften eines Fahrzeugs, insbesondere eine Luftklappenvorrichtung (10) mit mindestens einer schwenkbaren Luftklappe (16a-16l) oder einer Mehrzahl von schwenkbaren Luftklappen (16a-16l), umfassend: - einen Vorrichtungsrahmen (12); - einen bezüglich des Vorrichtungsrahmens (12) entlang eines ersten Bewegungspfads beweglichen ersten beweglichen Abschnitt (16a-161); - einen zur Emission eines nicht-leitungsgebundenen Transceiver-Sendesignals eingerichteten Transceiver (18a) mit einer bestimmten Transceiverposition bezüglich des Vorrichtungsrahmens (12); - eine zum Empfang des Transceiver-Sendesignals eingerichtete und an dem ersten beweglichen Abschnitt (16a-16l) zur gemeinsamen Bewegung mit diesem angeordnete erste Antenne (36a-36l), wobei ein durch ein vorbestimmtes Transceiver-Sendesignal induziertes erstes Antennensignal der ersten Antenne (36a-36l) eine vorbestimmte von einer Position des ersten beweglichen Abschnitts (16a-16l) entlang des ersten Bewegungspfads und der Transceiverposition abhängige erste funktionelle Abhängigkeit aufweist; - eine erste Signalsendeeinheit, welche dafür eingerichtet ist, ein der ersten Antenne (36a-36l) zuordenbares und eine Information über das erste Antennensignal tragendes nicht-leitungsgebundenes erstes Signalsendeeinheit-Sendesignal zu emittieren, wobei der Transceiver (18a) ferner dafür eingerichtet ist, das erste Signalsendeeinheit-Sendesignal zu empfangen; und eine Signalauswerteeinheit (18c), wobei die Signalauswerteeinheit (18c) dafür eingerichtet ist, auf Basis des ersten Signalsendeeinheit-Sendesignals, der ersten funktionellen Abhängigkeit und der Transceiverposition die Position des ersten beweglichen Abschnitts (16a-16l) entlang des ersten Bewegungspfads zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ferner mindestens einen von einem Fahrzeugsystem oder einem Benutzer ansteuerbaren Aktuator (18) umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung einen mit der ersten Antenne (36a-36l) elektrisch gekoppelten ersten Antennensignalschaltkreis (38a-38l) umfasst, welcher dafür eingerichtet ist, zumindest eine für das erste Antennensignal charakteristische erste charakteristische Größe zu erfassen, welche als Basis für eine Bestimmung der Position des ersten beweglichen Abschnitts (16a-16l) entlang des ersten Bewegungspfads geeignet ist und welcher dafür eingerichtet ist, die erfasste erste charakteristische Größe kodiert, vorzugsweise digital kodiert, unter Verwendung der ersten Signalsendeeinheit als erstes Signalsendeeinheit-Sendesignal zu emittieren.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste Antenne (36a-36l) mit einem ersten elektrischen Verbraucher (40a-40l) zur Versorgung des ersten elektrischen Verbrauchers (40a-40l) mit Energie elektrisch gekoppelt ist, und wobei, wenn durch das vorbestimmte Transceiver-Sendesignal Leistung an die erste Antenne (36a-36l) übertragen ist, die für das erste Antennensignal erste charakteristische Größe eine von der ersten Antenne (36a-36l) an den ersten elektrischen Verbraucher (40a-40l) übertragene Leistung ist, insbesondere ein Effektivwert dieser Leistung, ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die für das erste Antennensignal erste charakteristische Größe eine an der ersten Antenne (36a-36l) abgegriffene Spannung, insbesondere ein Effektivwert (U) dieser Spannung, ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ferner umfasst: einen bezüglich des Vorrichtungsrahmens (12) entlang eines zweiten Bewegungspfads beweglichen zweiten beweglichen Abschnitt (16a-161); eine zum Empfang des Transceiver-Sendesignals eingerichtete und an dem zweiten beweglichen Abschnitt (16a-16l) zur gemeinsamen Bewegung mit diesem angeordnete zweite Antenne (36a-36l), wobei ein durch das vorbestimmte Transceiver-Sendesignal induziertes zweites Antennensignal der zweiten Antenne (36a-36l) eine vorbestimmte von einer Position des zweiten beweglichen Abschnitts (16a-16l) entlang des zweiten Bewegungspfads und der Transceiverposition abhängige zweite funktionelle Abhängigkeit aufweist; eine zweite Signalsendeeinheit, welche dafür eingerichtet ist, ein der zweiten Antenne (36a-36l) zuordenbares und eine Information über das zweite Antennensignal tragendes nicht-leitungsgebundenes zweites Signalsendeeinheit-Sendesignal zu emittieren; und wobei der Transceiver (18a) ferner dafür eingerichtet ist, das zweite Signalsendeeinheit-Sendesignal zu empfangen; wobei die Signalauswerteeinheit (18c) dafür eingerichtet ist, auf Basis des zweiten Signalsendeeinheit-Sendesignals, der zweiten funktionellen Abhängigkeit und der Transceiverposition die Position des zweiten beweglichen Abschnitts (16a-16l) entlang des zweiten Bewegungspfads zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 4 und Anspruch 6, wobei die Vorrichtung einen mit der zweiten Antenne (36a-36l) elektrisch gekoppelten zweiten Antennensignalschaltkreis (38a-38l) umfasst, welcher dafür eingerichtet ist, zumindest eine für das zweite Antennensignal charakteristische zweite charakteristische Größe zu erfassen, welche als Basis für eine Bestimmung der Position des zweiten beweglichen Abschnitts (16a-16l) entlang des zweiten Bewegungspfads geeignet ist und welcher dafür eingerichtet ist, die erfasste zweite charakteristische Größe kodiert, vorzugsweise digital kodiert, unter Verwendung der zweiten Signalsendeeinheit als zweites Signalsendeeinheit-Sendesignal zu emittieren, wobei der Transceiver dafür eingerichtet ist, mit dem ersten Antennensignalschaltkreis (38a-38l) und dem zweiten Antennensignalschaltkreis (38a-38l) Daten unter Verwendung eines Routing-Prinzips derart auszutauschen, dass unter Verwendung dieser Daten der Transceiver oder/und die Signalauswerteeinheit (18c) dafür eingerichtet ist, das erste Signalsendeeinheit-Sendesignal der ersten Antenne (36a-36l) zu zuordnen und das zweite Signalsendeeinheit-Sendesignal der zweiten Antenne (36a-36l) zuzuordnen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Antennensignalschaltkreis (38a-38l) und/oder die erste Antenne (36a-36l) an oder in dem ersten beweglichen Abschnitt (16a-16l) und/oder der zweite Antennensignalschaltkreis (38a-38l) und/oder die zweite Antenne (36a-36l) an oder in dem zweiten beweglichen Abschnitt (16a-16l) vorzugsweise unter Verwendung eines Spritzgussverfahrens, angeordnet ist, insbesondere angespritzt oder umspritzt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Transceiver als Teil eines Aktuators des ersten beweglichen Abschnitt (16a-16l)und/oder des zweiten Beweglichen Abschnitts (16a-16l), oder als Teil eines Steuergeräts, beispielsweise eines LED-Steuergerätes, ausgebildet ist.
Verfahren zur Bestimmung einer Position eines entlang eines ersten Bewegungspfads beweglichen ersten beweglichen Abschnitts (16a-16l) einer aktiven Vorrichtung zur Veränderung von aerodynamischen Eigenschaften eines Fahrzeugs, insbesondere einer Luftklappenvorrichtung (10) mit mindestens einer schwenkbaren Luftklappe (16a-16l) oder einer Mehrzahl von schwenkbaren Luftklappen (16a-16l), umfassend die Schritte: Emittieren eines nicht-leitungsgebundenen vorbestimmten Transceiver-Sendesignals; Induzieren eines ersten Antennensignals an einer an dem ersten beweglichen Abschnitt (16a-16l) angeordneten ersten Antenne (36a-36l) durch das Transceiver-Sendesignal; Emittieren eines der ersten Antenne (36a-36l) zuordenbaren und eine Information über das erste Antennensignal tragenden nicht-leitungsgebundenen ersten Signalsendeeinheit-Sendesignals; Empfangen des ersten Signalsendeeinheit-Sendesignals durch den Transceiver; Bestimmen einer Position des ersten beweglichen Abschnitts (16a-16l) entlang des ersten Bewegungspfads auf Basis des ersten Signalsendeeinheit-Sendesignals einer bestimmten Transceiverposition und einer vorbestimmten, von einer Position des ersten beweglichen Abschnitts (16a-16l) entlang des ersten Bewegungspfads und der Transceiverposition abhängigen ersten funktionellen Abhängigkeit.