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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Ein gattungsgemäßes Fahrzeug ist aus der
DE 10 2011 111 456 A1 bekannt. Das Fahrzeug weist eine Karosserie auf sowie einen ausfahrbaren Bugspoiler, der in einem Bugbereich der Karosserie an einer Unterseite der Karosserie angeordnet ist. Dabei weist der Bugspoiler eine Spoilerlippe auf, die an einem karosseriefesten Lippenträger schwenkverstellbar angeordnet ist und die mittels eines Stellantriebs zwischen einer maximal eingefahrenen Einfahrposition und einer maximal ausgefahrenen Ausfahrposition verstellbar ist. Darüber hinaus ist das Fahrzeug mit mindestens einer Spoilerpositionserfassungseinrichtung zum Erfassen zumindest der Einfahrposition und der Ausfahrposition ausgestattet. Beim bekannten Fahrzeug ist die Spoilerpositionserfassungseinrichtung durch eine Wegmesseinrichtung gebildet, die mit einem innerhalb der Spoilerlippe verlaufenden Stab zusammenwirkt. Dabei ist der Stab an dem einem Längsende fixiert, während er an dem anderen Längsende mit der Wegmesseinrichtung gekoppelt ist. Beim Verschwenken der Spoilerlippe verlagert sich der Stab innerhalb der Spoilerlippe, wobei die Spoilerschwenkbewegung mit einem Stangenverstellweg korreliert, der mithilfe der Wegmesseinrichtung gemessen werden kann.
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Aus der
DE 10 2018 108 810 A1 ist ein weiteres Fahrzeug dieser Art bekannt, bei dem die Spoilerpositionserfassungseinrichtung einen an der Spoilerlippe befestigten elektromagnetischen Sender und mehrere am Lippenträger bzw. an der Karosserie angeordnete elektromagnetische Empfänger aufweist.
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Aus der
DE 10 2006 058 722 A1 ist eine Spoilerpositionserfassungseinrichtung bekannt, bei der mithilfe von drei Hall-Sensoren die Endstellungen des Spoilers überwacht werden.
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Aus der
DE 10 2018 120 615 A1 ist eine Spoilerpositionserfassungseinrichtung bekannt, die mit mehreren Trägheitsmesseinheiten arbeitet, die in einem Flügel des Spoilers angeordnet sind. Die Trägheitsmesseinheiten können dabei einen Beschleunigungssensor und/oder einen Gyrosensor aufweisen.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Fahrzeug der vorstehend beschriebenen Art eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Spoilerpositionserfassungseinrichtung so auszugestalten bzw. so zu nutzen, dass damit auch mehrere, vorzugsweise alle, Zwischenpositionen der Spoilerlippe, die zwischen der Einfahrposition und der Ausfahrposition liegen, erfasst werden können. Somit kann die Spoilerbewegung und somit die aktuelle Spoilerposition besser, insbesondere permanent, überwacht werden, was eine verbesserte Funktionsüberwachung ermöglicht. Darüber hinaus wird es mithilfe eines entsprechenden Stellantriebs möglich, mehrere, insbesondere quasi beliebig viele Zwischenpositionen für die Spoilerlippe gezielt einzustellen. Hierdurch lässt sich der Bugspoiler besser, insbesondere dynamisch an den aktuellen Fahrzustand anpassen.
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Entsprechend einer ersten Ausführungsform kann die Spoilerpositionserfassungseinrichtung wenigstens einen mehrdimensionalen stationären Beschleunigungssensor aufweisen, der am Lippenträger befestigt ist. Des Weiteren kann die Spoilerpositionserfassungseinrichtung wenigstens einen mehrdimensionalen mobilen Beschleunigungssensor aufweisen, der beabstandet von einer gelenkigen und/oder elastischen Verbindung zwischen Spoilerlippe und Lippenträger an der Spoilerlippe befestigt ist. Ein derartiger mehrdimensionaler Beschleunigungssensor kann in wenigstens zwei verschiedenen Raumachsen Beschleunigungen ermitteln, die während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs am Fahrzeug auftreten. Diese Beschleunigungen sind dabei am stationären Beschleunigungssensor und am mobilen Beschleunigungssensor quasi identisch. Jeder Beschleunigungssensor hat dabei ein eigenes Koordinatensystem, in dem die gemessenen Beschleunigungswerte definiert werden. Da die Raumlagen der Beschleunigungssensoren voneinander abweichen können, ergeben sich trotz identischer Beschleunigungskräfte unterschiedliche Beschleunigungswerte innerhalb der verschiedenen Koordinatensysteme. Eine Auswerteeinrichtung der Positionserfassungseinrichtung ist mit den Beschleunigungssensoren gekoppelt und kennt den Zusammenhang zwischen den Beschleunigungswerten der beiden Beschleunigungssensoren zumindest für eine definierte Schwenkposition der Spoilerlippe, vorzugsweise für die Einfahrposition. Ausgehend von diesem Referenzzustand kann die Auswerteeinrichtung nun jede sich diesbezüglich abweichende Zuordnung zwischen den Beschleunigungswerten der beiden Beschleunigungssensoren erkennen, die sich dann einstellt, wenn die Spoilerlippe eine von der Referenzposition abweichende Schwenkposition einnimmt. Denn beim Verschwenken der Spoilerlippe verändert sich die Raumlage des mobilen Beschleunigungssensors, wodurch sich die räumliche Zuordnung des zugehörigen Koordinatensystems mit Bezug auf das Koordinatensystem des stationären Beschleunigungssensors verändert. Da sich die gemessenen Beschleunigungswerte somit ändern, während gleichzeitig die Beschleunigungskräfte an den Beschleunigungssensoren an sich gleich bleiben, lässt die veränderte Raumlage des mobilen Beschleunigungssensors einen Rückschluss auf die Schwenkposition der Spoilerlippe zu. Die Auswerteeinrichtung kann dadurch die aktuelle Schwenkposition der Spoilerlippe ermitteln. Insbesondere kann die Auswerteeinrichtung die tatsächlichen Einbaupositionen der Beschleunigungssensoren am Lippenträger bzw. an der Spoilerlippe kennen, wodurch es mittels Trigonometrie einfach möglich ist, aus den Beschleunigungswerten der beiden Beschleunigungssensoren die aktuelle Schwenkposition der Spoilerlippe zu ermitteln.
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Bei einer komfortablen Weiterbildung dieser ersten Ausführungsform können die Beschleunigungssensoren als dreidimensionale Beschleunigungssensoren ausgestaltet sein. In diesem Fall vereinfacht sich die Montage der Beschleunigungssensoren am Träger bzw. an der Spoilerlippe, da auf eine spezielle Ausrichtung der Beschleunigungssensoren im Einbauzustand nicht geachtet werden muss.
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Bei einer alternativen Weiterbildung der ersten Ausführungsform können die Beschleunigungssensoren dagegen als preiswerte zweidimensionale Beschleunigungssensoren ausgestaltet sein. Zweckmäßig kann dann vorgesehen sein, dass die zweidimensionalen Beschleunigungssensoren so am Lippenträger bzw. an der Spoilerlippe angeordnet sind, dass eine durch die zwei Dimensionen des jeweiligen zweidimensionalen Beschleunigungssensors aufgespannte Sensorebene des jeweiligen zweidimensionalen Beschleunigungssensors im Wesentlichen senkrecht zur Fahrzeugquerachse verläuft. Dies gilt zumindest für einen sich entlang der Fahrzeugquerachse erstreckenden Abschnitt des Bugspoilers. Zusätzlich oder alternativ dazu sind die zweidimensionalen Beschleunigungssensoren so angeordnet, dass ihre Sensorebenen senkrecht zu einer gedachten Schwenkachse verlaufen, um die sich die Spoilerlippe im Bereich der Verbindung zwischen Spoilerlippe und Lippenträger relativ zum Lippenträger verschwenkt, und zwar im Bereich des jeweiligen Beschleunigungssensors. Da sich die Spoilerlippe bezüglich der Fahrzeugquerachse gekrümmt erstrecken kann, besitzt auch diese gedachte Schwenkachse einen räumlich gekrümmten Verlauf. Insbesondere wird somit vorgeschlagen, dass die Auswerteeinrichtung mit den beiden Beschleunigungssensoren gekoppelt ist und zum Erkennen der Schwenkposition der Spoilerlippe durch Vergleichen der Beschleunigungswerte der beiden Beschleunigungssensoren ausgestaltet ist.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform kann die Spoilerpositionserfassungseinrichtung zumindest einen zwei- oder dreidimensionalen Magnetsensor aufweisen, der am Lippenträger befestigt ist, wobei die Spoilerpositionserfassungseinrichtung außerdem zumindest einen permanenten Magneten aufweist, der beabstandet von der elastischen Verbindung zwischen Spoilerlippe und Lippenträger an der Spoilerlippe befestigt ist. Alternativ ist auch eine umgekehrte Bauform denkbar, bei welcher der 2D- oder 3D-Magnetsensor an der Spoilerlippe befestigt ist, während am Lippenträger der Permanentmagnet befestigt ist. Jedenfalls lässt sich mithilfe des Magnetsensors die räumliche Ausrichtung des Magnetfelds des Permanentmagneten ermitteln. Diese räumliche Ausrichtung des Magnetfelds ändert sich jedoch mit der Relativlage zwischen Lippenträger und Spoilerlippe. Dementsprechend kann eine mit dem Magnetsensor gekoppelte Auswerteeinrichtung der Spoilerpositionserfassungseinrichtung stets die aktuelle Position der Spoilerlippe relativ zum Lippenträger ermitteln.
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Gemäß einer Weiterbildung dieser zweiten Ausführungsform kann der zwei- oder dreidimensionale Magnetsensor als magnetoresistiver Effektsensor ausgestaltet sein. Beispielsweise kann es sich um einen AMR-Effektsensor handeln, also um einen anisotropen magnetoresistiven Effekt-Sensor. Alternativ dazu kann der 2D- oder 3D-Magnetsensor auch als galvanomagnetischer Effektsensor ausgestaltet sein, beispielsweise als Hall-Sensor. Derartige Sensoren haben sich insbesondere im Fahrzeugbau vielfältig in der Praxis bewährt, sodass zuverlässige Magnetsensoren vergleichsweise preisgünstig zur Verfügung stehen.
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Gemäß einer dritten Ausführungsform kann die Spoilerpositionserfassungseinrichtung wenigstens einen Drehwinkelsensor aufweisen, der am Lippenträger befestigt ist und der ein um eine Drehachse drehverstellbar angeordnetes Messglied aufweist. Das Messglied ist mit der Spoilerlippe mechanisch zwangsgekoppelt, derart, dass ein Verschwenken der Spoilerlippe ein dazu korreliertes Verdrehen des Messglieds erzeugt. Hierdurch ist es mittels robuster Technologie besonders einfach möglich, die aktuelle Schwenkposition der Spoilerlippe zu erfassen und zu überwachen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieser dritten Ausführungsform kann das Messglied einen Ausleger aufweisen oder als Ausleger ausgestaltet sein, wobei der Ausleger beabstandet von der Drehachse an einer dem Lippenträger zugewandten Innenseite der Spoilerlippe lose und vorgespannt anliegt, derart, dass der Ausleger jeder Schwenkbewegung der Spoilerlippe folgt und eine mit der Schwenkbewegung der Spoilerlippe korrelierte Drehbewegung des Messglieds bewirkt. Hierdurch lässt sich die mechanische Zwangskopplung zwischen dem Messglied und der Spoilerlippe besonders einfach und preiswert realisieren.
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Entsprechend einer vierten Ausführungsform kann die Spoilerpositionserfassungseinrichtung wenigstens einen Biegesensor aufweisen, der mit dem Lippenträger und mit der Spoilerlippe oder nur mit der Spoilerlippe verbunden ist, sodass sich der Biegesensor beim Verschwenken der Spoilerlippe verbiegt. Ein derartiger Biegesensor kann auch als Flex-Sensor bezeichnet werden und zeichnet sich dadurch aus, dass sich seine elektrische Leitfähigkeit in Abhängigkeit des Biegewinkels ändert. Somit korreliert die elektrische Leitfähigkeit bzw. der elektrische Widerstand des Biegesensors mit dem Biegewinkel, wodurch eine besonders einfache direkte Messung des Spoilerschwenkwinkels und somit der aktuellen Schwenkposition der Spoilerlippe möglich ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieser vierten Ausführungsform kann der Biegesensor als resistiver Biegesensor ausgestaltet sein, also quasi als elektrischer Widerstand, dessen ohmscher Widerstand mit der Verbiegung des Widerstands korreliert. Hierdurch lassen sich mithilfe des Biegesensors erzeugbare Signale besonders einfach verwerten und mithilfe einer Auswerteeinrichtung in ein dazu korrelierendes Positionssignal für die Spoilerlippe umrechnen. Der Biegesensor kann einen flachen Querschnitt aufweisen und insbesondere bandförmig ausgestaltet sein. Der Biegesensor kann länglich ausgestaltet sein und eine Sensorlängsachse aufweisen, die sich im Wesentlichen senkrecht zur gedachten Schwenkachse der Spoilerlippe erstreckt. Die elastische Verbiegung des Biegesensors, die zu einer Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit des Biegesensors führt, erfolgt um Sensorbiegeachsen, die sich im Wesentlichen senkrecht zur Sensorlängsachse erstrecken.
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Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung, die für alle vorstehend genannten Ausführungsformen realisierbar ist, kann der Bugspoiler im Wesentlichen C-förmig ausgestaltet sein, wobei sich diese C-Form am Fahrzeug in einer vertikalen Draufsicht ergibt. Der Bugspoiler kann mit einem Performance-Abschnitt und mit zwei Speed-Abschnitten ausgestattet sein. Der Performance-Abschnitt erstreckt sich entlang der Fahrzeugquerachse zwischen den beiden Fahrzeugseiten. Der Performance-Abschnitt ist im Bugbereich somit quasi frontal angeordnet. Im Unterschied dazu erstrecken sich die beiden Speed-Abschnitte an der jeweiligen Fahrzeugseite entlang der Fahrzeuglängsachse. Insoweit sind die beiden Speed-Abschnitte im Bugbereich quasi seitlich angeordnet. Die beiden seitlichen Speed-Abschnitte sind über den frontalen Performance-Abschnitt miteinander verbunden. Zweckmäßig kann nun vorgesehen sein, dass die beiden Speed-Abschnitte unabhängig vom Performance-Abschnitt ausfahrbar und einfahrbar sind. Somit lassen sich insbesondere unterschiedliche Fahrzustände definieren, bei denen beispielsweise nur die Speed-Abschnitte ausgefahren werden, während bei anderen Fahrzuständen zusätzlich der Performance-Abschnitt ausgefahren wird. Hierzu können die einzelnen Abschnitte mit separaten Stellantrieben ausgestattet sein, die von einer entsprechenden Spoilersteuerung auch unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
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Des Weiteren kann das Fahrzeug gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform für den Performance-Abschnitt und für die beiden Speed-Abschnitte jeweils eine Spoilerpositionserfassungseinrichtung der vorstehend beschriebenen Art aufweisen. Somit lassen sich, insbesondere mit einer entsprechenden Auswerteeinrichtung, die aktuellen Schwenkpositionen in allen Abschnitten separat überwachen.
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Bei einem derartigen, in mehrere Abschnitte segmentierten Bugspoiler kann vorgesehen sein, dass dieser Bugspoiler mit einer durchgehenden, elastischen Spoilerlippe ausgestattet ist, deren Elastizität das voneinander unabhängige Ausfahren der einzelnen Spoilerabschnitte ermöglicht. Alternativ dazu kann den einzelnen Spoilerabschnitten jeweils eine separate Spoilerlippe zugeordnet sein. IN diesem Fall kann optional diesen Spoilerlippen eine gemeinsame elastische Haut zugeordnet sein, um eine durchgehende Außenkontur zu definieren.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
- 1 eine vereinfachte isometrische Ansicht auf einen Frontbereich eines Fahrzeugs mit Bugspoiler,
- 2 eine stark vereinfachte Draufsicht auf den Bugspoiler,
- 3 eine vereinfachte Schnittansicht des Fahrzeugs im Bereich des Bugspoilers bei einer ersten Ausführungsform in einer Ausfahrposition des Bugspoilers,
- 4 eine Schnittansicht wie in 3, jedoch in einer Einfahrposition des Bugspoilers,
- 5 eine Schnittansicht wie in 3, jedoch bei einer zweiten Ausführungsform,
- 6 eine Schnittansicht wie in den 3 und 5, jedoch bei einer dritten Ausführungsform,
- 7 eine Schnittansicht wie in den 3, 5, 6, jedoch bei einer vierten Ausführungsform.
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Entsprechend 1 umfasst ein Fahrzeug 1 eine Karosserie 2, die in üblicher Weise über Räder 3, von denen in 1 nur eines erkennbar ist, an einem nicht näher bezeichneten Untergrund abgestützt ist. Das Fahrzeug 1 ist außerdem mit einem ausfahrbaren Bugspoiler 4 ausgestattet, der in einem Bugbereich 5 der Karosserie 2 an einer dem Untergrund zugewandten Unterseite 6 der Karosserie 2 angeordnet ist. Der Bugspoiler 4 weist eine Spoilerlippe 7 auf, die zwischen einer in den 1 und 4 gezeigten, maximal eingefahrenen Einfahrposition und einer in den 3 und 5 bis 7 gezeigten, maximal ausgefahrenen Ausfahrposition verstellbar ist. Die Einfahrposition und die Ausfahrposition bilden somit Endpositionen für die Spoilerlippe 7. Das Fahrzeug 1 ist vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgestaltet. Grundsätzlich ist jedoch denkbar, dass das Fahrzeug 1 auch als Nutzfahrzeug, Omnibus oder Lastkraftwagen ausgestaltet ist.
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Entsprechend den 3 bis 7 weist der Bugspoiler 4 zum Verstellen der Spoilerlippe 7 zumindest einen Stellantrieb 8 auf. Gezeigt ist beispielhaft eine Ausgestaltung des Stellantriebs 8 als pneumatischer Aktuator, der zum Ausfahren der Spoilerlippe 7 pneumatisch aufgepumpt wird und der zum Einfahren der Spoilerlippe 7 pneumatisch entleert wird. Es ist klar, dass grundsätzlich auch andere Stellantriebe 8 verwendet werden können, wie z. B. elektromotorische Aktuatoren. Der Stellantrieb 8 ist zum Antreiben der Spoilerlippe 7 einerseits an der Spoilerlippe 7 abgestützt, beispielsweise über eine an der Spoilerlippe 7 ausgebildete Konsole 9. Andererseits ist der Stellantrieb 8 an einem Lippenträger 10 abgestützt, an dem die Spoilerlippe 7 schwenkverstellbar festgelegt ist. Der Lippenträger 10 ist an der Karosserie 2 befestigt und kann sich insbesondere in einer in den 1 und 2 durch einen Doppelpfeil angedeuteten Fahrzeugquerrichtung Y entlang des Bugspoilers 4 erstrecken. Der Stellantrieb 8 stützt sich dabei an einer dem Lippenträger 10 zugewandten Innenseite 11 der Spoilerlippe 7 ab. Die Spoilerlippe 7 ist über eine Verbindung 12 mit dem Lippenträger 10 verbunden. Im Bereich dieser Verbindung 12 ist die Spoilerlippe 7 flexibel oder elastisch ausgestaltet, wodurch im Bereich der Verbindung 12 eine Art Gelenk ausgebildet wird, das ein Verschwenken der Spoilerlippe 7 relativ zum Lippenträger 10 um eine virtuelle Schwenkachse 29 ermöglicht. Diese Schwenkachse 29 besitzt dabei bezüglich der Fahrzeugquerrichtung Y einen gekrümmten Verlauf entsprechend der gekrümmten Form des Bugspoilers 4 bzw. der Spoilerlippe 7.
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Das Fahrzeug 1 ist außerdem mit mindestens einer Spoilerpositionserfassungseinrichtung 13 ausgestattet, mit deren Hilfe die Einfahrposition, die Ausfahrposition und wenigstens eine, zweckmäßig mehrere und vorzugsweise sämtliche Zwischenpositionen der Spoilerlippe 7 erfasst werden können. Dabei liegen alle diese Zwischenpositionen zwischen der Einfahrposition und der Ausfahrposition.
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Gemäß einer in den 3 und 4 gezeigten ersten Ausführungsform kann die Spoilerpositionserfassungseinrichtung 13 zumindest einen mehrdimensionalen stationären Beschleunigungssensor 14 und wenigstens einen mehrdimensionalen mobilen Beschleunigungssensor 15 aufweisen. Der stationäre Beschleunigungssensor 13 ist am Lippenträger 10 befestigt. Der mobile Beschleunigungssensor 15 ist beabstandet von der Verbindung 12 an der Spoilerlippe 7 befestigt. Die Beschleunigungssensoren 14, 15 können als dreidimensionale Beschleunigungssensoren oder als zweidimensionale Beschleunigungssensoren ausgestaltet sein. Die Beschleunigungssensoren 14, 15 können mit ihren zwei oder drei Dimensionen ein zweidimensionales oder dreidimensionales Koordinatensystem definieren. In den 3 und 4 sind rein exemplarisch jeweils eine X-Achse und eine Z-Achse des vorzugsweise als kartesisches Koordinatensystem ausgestalteten Koordinatensystems wiedergegeben. Die während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs 1 wirksamen Beschleunigungskräfte wirken an beiden Beschleunigungssensoren 14, 15 quasi identisch. Dementsprechend können die Beschleunigungssensoren 14, 15 auch identische Beschleunigungsvektoren 16 erzeugen, die jedoch innerhalb des jeweiligen Koordinatensystems unterschiedliche Koordinaten besitzen. Die Beschleunigungssensoren 14, 15 sind auf geeignete Weise, vorzugsweise über elektrisch leitende Kabel, mit einer hier nur symbolisch angedeuteten Auswerteeinrichtung 30 der Spoilerpositionserfassungseinrichtung 13 signalübertragend verbunden. Diese Auswerteeinrichtung 30 kann nun die Abweichungen innerhalb der Koordinaten der Beschleunigungsvektoren 16 auswerten und anhand dieser Abweichungen die Raumlage der beiden Beschleunigungssensoren 14, 15 relativ zueinander bestimmen. In der Folge kann die Auswerteeinrichtung 30 die Raumlage zwischen Lippenträger 10 und Spoilerlippe 7 ermitteln. Da sich nun die Raumlage des mobilen Beschleunigungssensors 15 beim Verschwenken der Spoilerlippe 7 verändert, verändert sich auch die Abweichung der Koordinaten der Beschleunigungssensoren 14, 15 abhängig von der Position der Spoilerlippe 7 relativ zum Lippenträger 10. Somit lässt sich jede Position der Spoilerlippe 7 von der Einfahrposition bis zur Ausfahrposition und zurück erfassen.
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Für eine preiswerte Ausführungsform können die Beschleunigungssensoren 14, 15 als zweidimensionale bzw. 2D Beschleunigungssensoren ausgestaltet sein. Der jeweilige Beschleunigungssensor 14, 15 spannt dann mit seinen beiden Dimensionen jeweils ein zweidimensionales bzw. 2D Koordinatensystem auf, wodurch gleichzeitig eine Sensorebene definiert wird, in der das 2D-Koordinatensystem des jeweiligen Beschleunigungssensors 14, 15 liegt. Sofern 2D-Beschleunigungssensoren 14, 15 verwendet werden, erfolgt ihr Einbau am Bugspoiler 4 zweckmäßig so, dass die Sensorebene des jeweiligen 2D-Beschleunigungssensors 14, 15 senkrecht zur virtuellen Schwenkachse 29 der Spoilerlippe 7 verläuft. In einem bezüglich der Fahrzeugquerachse Y mittleren Bereich des Bugspoilers 4 verläuft die Schnittebene der 3 bis 7 senkrecht zur Fahrzeugquerachse Y. Gleichzeitig verläuft in diesem mittleren Bereich innerhalb der jeweiligen Schnittebene die Schwenkachse 29 der Spoilerlippe 7 parallel zur Fahrzeugquerachse Y. Dementsprechend erstrecken sich die Sensorebenen der zweidimensionalen Beschleunigungssensoren 14, 15 senkrecht zur Fahrzeugquerachse Y Sollte dagegen vorgesehen sein, die zweidimensionalen Beschleunigungssensoren 14, 15 in Bereichen des Bugspoilers 4 anzuordnen, die bezüglich der Fahrzeugquerachse Y außerhalb des mittleren Bereichs, also quasi an Endbereichen des Bugspoilers 4 liegen, können sich die Sensorebenen senkrecht zur Fahrzeugquerachse Y erstrecken.
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Der mobile Beschleunigungssensor 15 ist im Beispiel der 3 und 4 an der Innenseite 11 der Spoilerlippe 7 angeordnet. Insbesondere kann er dabei an der vorstehend genannten Konsole 9 befestigt sein.
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Entsprechend 5 kann die Spoilerpositionserfassungseinrichtung 13 bei einer zweiten Ausführungsform zumindest einen zweidimensionalen, vorzugsweise ein dreidimensionalen Magnetsensor 17 und wenigstens einen Permanentmagneten 18 aufweisen. Vorzugsweise ist der Magnetsensor 17 am Lippenträger 10 befestigt, während der Permanentmagnet 18 beabstandet von der Verbindung 12 an der Spoilerlippe 7 befestigt ist. Grundsätzlich ist auch eine umgekehrte Bauform denkbar, bei welcher der Magnetsensor 17 an der Spoilerlippe 7 befestigt ist, während der Permanentmagnet 18 am Lippenträger 10 angebracht ist. Bevorzugt ist auch hier eine Ausführungsform, bei welcher der Permanentmagnet 18 an der Innenseite 11 der Spoilerlippe 7 und vorzugsweise an der Konsole 9 befestigt ist. Der 3D-Magnetsensor 17 misst die Raumlage des Permanentmagneten 18 und erzeugt in einem eigenen Koordinatensystem einen Richtungsvektor 19, der bezüglich einer Bezugsachse, hier der X-Achse des Koordinatensystems des Magnetsensors 17 einen Winkel 20 aufweist. Eine hier nur symbolisch angedeutete Auswerteeinrichtung 30 der Spoilerpositionserfassungseinrichtung 13 ist auf geeignete Weise mit dem Magnetsensor 17 gekoppelt und kann aus dem Winkel 20 auf den Schwenkwinkel der Spoilerlippe 7 schließen, sodass auch hier alle Positionen der Spoilerlippe 7 von der Einfahrposition bis zur Ausfahrposition erfassbar sind.
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Der 3D-Magnetsensor 17 kann grundsätzlich als magnetoresistiver Effektsensor, insbesondere des AMR-Sensortyps, konfiguriert sein. Bevorzugt werden jedoch galvanomagnetische Effektsensoren, vorzugsweise des Hall-Sensortyps.
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Gemäß 6 kann die Spoilerpositionserfassungseinrichtung 13 gemäß einer dritten Ausführungsform zumindest einen Drehwinkelsensor 21 aufweisen, der am Lippenträger 10, vorzugsweise in der Nähe der Verbindung 12 angeordnet ist. Der Drehwinkelsensor 13 weist ein Messglied 22 auf, das am Drehwinkelsensor 21 um eine Drehachse 23 drehverstellbar angeordnet ist. Die Verdrehung des Messglieds 22 um die Drehachse 23 relativ zum Drehwinkelsensor 21 bzw. zu einem Sensorgehäuse 31 des Drehwinkelsensors 21 wird vom Drehwinkelsensor 21 in eine Winkelposition gewandelt. Das Messglied 22 weist einen Ausleger 24 auf oder ist als Ausleger 24 ausgestaltet. Dieser Ausleger 24 liegt an der Innenseite 11 der Spoilerlippe 7 lose und unter einer Vorspannung an, sodass der Ausleger 24 gegen die Spoilerlippe 7 andrückt. Die Vorspannung kann beispielsweise mittels einer Feder 25 erzeugt werden, die sich am Sensorgehäuse 31 und am Ausleger 24 abstützt. Der Ausleger 24 folgt jeder Schwenkbewegung der Spoilerlippe 7 und generiert dadurch eine mit der Schwenkbewegung der Spoilerlippe 7 korrelierte Drehbewegung des Messglieds 22 bezüglich des Drehwinkelsensors 21. Der Drehwinkelsensor 21 ist auf geeignete Weise mit einer hier nur symbolisch angedeuteten Auswerteeinrichtung 30 der Spoilerpositionserfassungseinrichtung 13 gekoppelt. Diese Auswerteeinrichtung 30 kann nun die vom Drehwinkelsensor 21 ermittelten Drehwinkel in Positionen der Spoilerlippe 7 umrechnen. Somit lassen sich auch hier sämtliche Positionen der Spoilerlippe 7 von der Einfahrposition bis zur Ausfahrposition erfassen.
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Entsprechend 7 kann die Spoilerpositionserfassungseinrichtung 13 bei einer vierten Ausführungsform zumindest einen Biegesensor 26 aufweisen, der einerseits mit dem Lippenträger 10 und andererseits mit der Spoilerlippe 7 verbunden ist. Die Anordnung und Auswahl der Anbindungsstellen ist dabei so gewählt, dass sich der Biegesensor 26 beim Verschwenken der Spoilerlippe 7 elastisch verformt bzw. verbiegt. Der Biegesensor 26 ist zweckmäßig als resistiver Biegesensor ausgestaltet und kann mit einer hier nur symbolisch angedeuteten Auswerteeinrichtung 30 der Spoilerpositionserfassungseinrichtung 13 signalübertragend gekoppelt sein. Die Auswerteeinrichtung 30 kann nun abhängig von den Signalen des Biegesensors 26 die aktuelle Verbiegung des Biegesensors 26 und daraus die aktuelle Verschwenkung der Spoilerlippe 7 ermitteln. Somit lassen sich alle Schwenkpositionen der Spoilerlippe 7 von der Einfahrposition bis zur Ausfahrposition erfassen.
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Der Biegesensor 26 kann bandförmig ausgestaltet sein. Im Beispiel der 7 ist ein Längsende des Biegesensors 26 im Bereich der Verbindung 12 am Lippenträger 10 festgelegt, während das andere Längsende des Biegesensors 26 im Bereich der Konsole 9 an der Spoilerlippe 7 festgelegt ist. Hierdurch folgt der Biegesensor 26 den Schwenkbewegungen der Spoilerlippe 7, wobei er durch die Festlegung am Lippenträger 10 entsprechend verformt wird.
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Gemäß 2 kann der Bugspoiler 4 im Wesentlichen C-förmig ausgestaltet sein und bezüglich der Fahrzeugquerrichtung Y in drei Abschnitte segmentiert sein. Demnach kann der Bugspoiler 4 einen Performance-Abschnitt 27 aufweisen, der sich entlang der Fahrzeugquerachse Y und diesbezüglich mittig zwischen den beiden Fahrzeugseiten des Fahrzeugs 1 erstreckt. An diesen Performance-Abschnitt 27 schließen beiderseits je ein Speed-Abschnitt 28 an. Diese Speed-Abschnitte 28 erstrecken sich an der jeweiligen Fahrzeugseite entlang einer Fahrzeuglängsachse Y, die in den 1 und 2 jeweils durch einen Doppelpfeil angedeutet ist. Die beiden Speed-Abschnitte 28 sind über den Performance-Abschnitt 28 miteinander verbunden. Die Speed-Abschnitte 28 lassen sich unabhängig vom Performance-Abschnitt 28 ausfahren und einfahren. Der Bugspoiler 4 ist hierzu mit entsprechenden separaten Stellantrieben 8 für den Performance-Abschnitt 27 und für die Speed-Abschnitte 28 ausgestattet. Das Fahrzeug 1 kann nun gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sowohl für den Performance-Abschnitt 27 als auch für die beiden Speed-Abschnitte 28 jeweils eine Spoilerpositionserfassungseinrichtung 13 aufweisen.
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Im Falle der mit Bezug auf die 3 und 4 beschriebenen ersten Ausführungsform sind dann am Lippenträger 10 für jeden Speed-Abschnitt 28 und für den Performance-Abschnitt 27 jeweils mindestens ein mobiler Beschleunigungssensor 15 vorgesehen, während grundsätzlich ein gemeinsamer stationärer Beschleunigungssensor 14 ausreichen kann. Zur vereinfachten Handhabung kann jedoch jedem mobilen Beschleunigungssensor 15 ein eigener separater stationärer Beschleunigungssensor 14 zugeordnet sein, quasi als Referenz. Am Performance-Abschnitt 27 können zweckmäßig zwei mobile Beschleunigungssensoren 15 angeordnet sein, die bezüglich der Fahrzeugquerachse Y symmetrisch zur Mitte des Performance-Abschnitts 27 positioniert sind. Wie erwähnt, können die beiden mobilen Beschleunigungssensoren 15 mit einem gemeinsamen stationären Beschleunigungssensor 14 oder mit jeweils einem eigenen stationären Beschleunigungssensor 14 zusammenwirken.
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Entsprechendes gilt dann auch für die zweite, dritte und vierte Ausführungsform, sodass dem Performance-Abschnitt 27 und den beiden Speed-Abschnitten 28 jeweils wenigstens ein Permanentmagnet 18 bzw. wenigstens ein Drehwinkelsensor 21 mit Ausleger 24 bzw. wenigstens ein Biegesensor 26 zugeordnet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011111456 A1 [0002]
- DE 102018108810 A1 [0003]
- DE 102006058722 A1 [0004]
- DE 102018120615 A1 [0005]
