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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik sind Kraftfahrzeuge mit Luftleitmitteln bekannt. Diese Luftleitmittel werden häufig auch als Spoiler bezeichnet. Es sind außerdem Vorrichtungen zur Verstellung dieser Luftleitmittel bekannt. Diese werden besonders häufig bei Heckspoilern eingesetzt, um sie aus- und einzufahren. Bei diesen Vorrichtungen werden häufig Detektionsmittel verwendet, die dazu ausgebildet sind, zu detektieren, in welcher Position (ein- oder ausgefahren) sich das Luftleitmittel befindet.
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Das Detektionsmittel weist üblicherweise ein Sensorelement und einen Speicher auf. In dem Speicher werden maschinenlesbare Instruktionen gespeichert, die das Detektionsmittel zur Detektion der Position des Luftleitmittels veranlasst. Da es bei der Herstellung der verschiedenen Komponenten und bei ihrer Montage am Kraftfahrzeug Toleranzen gibt, ist die Messgenauigkeit relativ gering. Wenn eine vergleichsweise hohe Messgenauigkeit erreicht werden soll, müssen die Produktions- und Montagetoleranzen möglichst gering sein.
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Aus der
DE 10 2004 023 349 A1 ist ein Detektionsmittel bekannt, das einen Hall-Sensor umfasst. Zum Ausgleich von Toleranzen wird der Sensor während seiner Montage am Kraftfahrzeug betrieben. Wenn während der Montage das vom Sensor ausgegebene Signal von einem Sollsignal zu sehr abweicht, wird die Position des Sensors so lange korrigiert, bis die Abweichung innerhalb einer Toleranzgrenze liegt. Auf diese Weise lässt sich die Position des Sensors an die geometrischen und/oder magnetischen Gegebenheiten in der konkreten Einbausituation anpassen.
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Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bessere Anpassung des Detektionsmittels an Herstellungs- und Montagetoleranzen zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 7 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Dabei werden in Bezug auf das Verfahren teilweise Elemente und Merkmale erwähnt, die auch in Bezug auf das Kraftfahrzeug beschrieben werden. Die Beschreibung dieser Elemente und Merkmale gelten dabei sowohl für das Kraftfahrzeug als auch für das Verfahren.
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Das Kraftfahrzeug umfasst ein Luftleitmittel, eine Vorrichtung zur Verstellung des Luftleitmittels zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position und ein Detektionsmittel. Unter einem Luftleitmittel wird dabei im Rahmen dieser Beschreibung ein Bauteil verstanden, das dazu ausgebildet ist, beim Betrieb des Kraftfahrzeugs Luft umzuleiten und durch die dabei auftretenden Kräfte das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs zu verbessern. Beispielsweise kann das Luftleitmittel dazu ausgebildet sein, die Bodenhaftung des Kraftfahrzeugs zu erhöhen, indem Luft umgeleitet wird. Das Luftleitmittel kann beispielsweise ein Heckspoiler sein. Die erste Position des Luftleitmittels kann beispielsweise eine ausgefahrene und die zweite Position kann eine eingefahrene Position sein. In der ausgefahrenen Position steht das Luftleitmittel dabei weiter von der Karosserie des Kraftfahrzeugs ab als in der eingefahrenen Position.
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Das Detektionsmittel umfasst ein Speicherelement, das maschinenlesbare Instruktionen umfasst, die das Detektionsmittel dazu veranlassen, zu detektieren, ob das Luftleitmittel in der ersten oder in der zweiten Position ist. Die maschinenlesbaren Instruktionen können beispielsweise computerlesbare Instruktionen sein, die durch das Detektionsmittel lesbar sind. Die Instruktionen sind an geometrische und/oder magnetische Gegebenheiten der Vorrichtung und/oder des Detektionsmittels angepasst. Die geometrischen und/oder magnetischen Gegebenheiten werden dabei durch den Produktions- und Montageprozess beeinflusst. Es kann sich bei den magnetischen Gegebenheiten beispielsweise um die Magnetfeldstärke eines Magneten handeln, wenn die Detektionsmittel beispielsweise einen Hall-Sensor umfassen. Die geometrischen Gegebenheiten können die Position der Vorrichtung relativ zum Detektionsmittel und/oder relativ zum Luftleitmittel umfassen.
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Diese Anpassung erfolgt vorzugsweise dadurch, dass die Instruktionen erst nach der Montage des Luftleitmittels, der Vorrichtung und des Detektionsmittels am Kraftfahrzeug in den Speicher geschrieben werden. Auf diese Weise lassen sich die Instruktionen an die magnetischen und geometrischen Gegebenheiten anpassen. Die meisten oder sogar alle Abweichungen von einem Idealfall können berücksichtigt werden, da sie bekannt sind. Hierdurch wird eine besonders genaue Detektion der Position des Luftleitmittels durch das Detektionsmittel ermöglicht. Außerdem kann die Konstruktion der Vorrichtung, des Luftleitmittels und des Detektionsmittels flexibler durchgeführt werden, da weniger Toleranzen berücksichtigt werden müssen.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Detektionsmittel ein Sensorelement umfassen. Dies kann beispielsweise ein Hall-Sensor sein. Die Vorrichtung kann einen Magnet umfassen, der dazu ausgebildet ist, eine magnetische Flussdichte im Sensorelement zu induzieren. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass ein Strom durch das Sensorelement fließt. Das Detektionsmittel kann dazu ausgebildet sein, die Position des Luftleitmittels in Abhängigkeit von der induzierten magnetischen Flussdichte zu detektieren. Beispielsweise kann der Magnet an einem Verstellelement der Vorrichtung angeordnet sein. Das Verstellelement und der Magnet werden gemeinsam bewegt, wenn das Luftleitmittel durch die Vorrichtung verstellt wird.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrichtung dazu ausgebildet sein, das Luftleitmittel durch eine Linearbewegung zu verstellen. In diesem Fall kann beispielsweise ein Stößel als Verstellelement genutzt werden, an dem der Magnet angeordnet ist. Der Stößel wird bei einer Verstellung des Luftleitmittels um die gleiche Distanz linear bewegt wie der Magnet. Somit kann von der vom Magnet in das Sensorelement induzierten magnetischen Flussdichte auf die Position des Luftleitmittels geschlossen werden.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrichtung dazu ausgebildet sein, das Luftleitmittel durch eine Rotationsbewegung zu verstellen. In diesem Fall kann das Verstellelement bei einer Verstellung des Luftleitmittels rotatorisch bewegt werden. Der Magnet wird dabei ebenfalls rotatorisch bewegt, sodass von der vom Magnet in das Sensorelement induzierten magnetischen Flussdichte auf die Position des Luftleitmittels geschlossen werden kann.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die Instruktionen eine erste und eine zweite Schaltschwelle definieren. Das Detektionsmittel kann dazu ausgebildet sein, zu detektieren, dass das Luftleitmittel in der ersten Position ist, wenn die in das Sensorelement induzierte magnetische Flussdichte größer ist als die erste Schaltschwelle. Außerdem kann das Detektionsmittel dazu ausgebildet sein, zu detektieren, dass das Luftleitmittel in der zweiten Position ist, wenn die in das Sensorelement induzierte magnetische Flussdichte geringer als die zweite Schaltschwelle ist. Die Schaltschwellen können insbesondere an die magnetischen und/oder geometrischen Gegebenheiten angepasst sein.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die erste Schaltschwelle einer höheren induzierten magnetischen Flussdichte entsprechen als die zweite Schaltschwelle.
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Das Verfahren gemäß Anspruch 7 dient der Montage eines Luftleitmittels, einer Vorrichtung zur Verstellung des Luftleitmittels zwischen einer ersten und einer zweiten Position und eines Detektionsmittels an einem Kraftfahrzeug. Das Detektionsmittel umfasst dabei ein Speicherelement, in dem maschinenlesbare Instruktionen gespeichert werden können. Zunächst werden das Luftleitmittel, die Vorrichtung und das Detektionsmittel am Kraftfahrzeug montiert. Erst danach werden maschinenlesbare Instruktionen im Speicherelement gespeichert. Die Instruktionen veranlassen das Detektionsmittel dazu, zu detektieren, ob das Luftleitmittel in der ersten oder in der zweiten Position ist. Die Instruktionen können insbesondere an magnetische und/oder geometrische Gegebenheiten der Vorrichtung und/oder des Detektionsmittels angepasst sein. Dies kann insbesondere in ähnlicher Weise erfolgen wie es zuvor in Bezug auf das Kraftfahrzeug beschrieben worden ist.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Detektionsmittel ein Sensorelement umfassen. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Hall-Sensor handeln. Die Vorrichtung kann einen Magnet umfassen, der dazu ausgebildet ist, eine magnetische Flussdichte im Sensorelement zu induzieren. Das Detektionsmittel kann dazu ausgebildet sein, die Position des Luftleitmittels in Abhängigkeit von der magnetischen Flussdichte zu detektieren. Die Instruktionen können eine erste und eine zweite Schaltschwelle definieren. Das Detektionsmittel kann dazu ausgebildet sein, zu detektieren, dass das Luftleitmittel in der ersten Position ist, wenn die in das Sensorelement induzierte magnetische Flussdichte größer ist als die erste Schaltschwelle. Außerdem kann das Detektionsmittel dazu ausgebildet sein, zu detektieren, dass das Luftleitmittel in der zweiten Position ist, wenn die in das Sensorelement induzierte magnetische Flussdichte geringer als die zweite Schaltschwelle ist. Die Schaltschwellen können dabei an die magnetischen und/oder geometrischen Gegebenheiten der Vorrichtung und/oder des Detektionsmittels angepasst sein.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die erste Schaltschwelle einer induzierten magnetischen Flussdichte entsprechen, die um einen ersten Toleranzwert geringer ist als die maximal mögliche induzierte magnetische Flussdichte. Unter der maximal möglichen induzierten magnetischen Flussdichte wird dabei die maximale Flussdichte verstanden, wenn die Vorrichtung, das Detektionsmittel und das Luftleitmittel am Kraftfahrzeug montiert sind.
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Der erste Toleranzwert ist vorteilhaft, um Umwelteinflüsse wie beispielsweise Temperaturschwankungen zu berücksichtigen, die die induzierte magnetische Flussdichte beeinflussen. Außerdem ist das Luftleitmittel beim Betrieb des Kraftfahrzeugs zum Beispiel bei Erschütterungen teilweise relativ großen Kräften ausgesetzt, sodass es zu geringen Relativbewegungen zwischen dem Luftleitmittel und dem Detektionsmittel kommen kann, obwohl keine Verstellung des Luftleitmittels durch die Vorrichtung erfolgt.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die zweite Schaltschwelle einer induzierten magnetischen Flussdichte entsprechen, die um einen zweiten Toleranzwert größer ist als die minimal mögliche induzierte magnetische Flussdichte. Dabei wird unter der minimal möglichen induzierten magnetischen Flussdichte die minimale Flussdichte verstanden, wenn die Vorrichtung, das Detektionsmittel und das Luftleitmittel am Kraftfahrzeug montiert sind. Der zweite Toleranzwert hat ähnliche Vorteile wie der erste Toleranzwert.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei werden für gleiche oder ähnliche Bauteile und für Bauteile mit gleichen oder ähnlichen Funktionen dieselben Bezugszeichen verwendet. Dabei zeigt
- 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Verstellung eines Luftleitmittels und eines Detektionsmittels nach einer Ausführungsform der Erfindung, wobei sich das Luftleitmittel in einer eingefahrenen Position befindet;
- 2 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung und des Detektionsmittels aus 1, wobei sich das Luftleitmittel in einer ausgefahrenen Position befindet; und
- 3 eine schematische graphische Darstellung des Verlaufs der in ein Sensorelement induzierten magnetischen Flussdichte in Abhängigkeit von der Position eines Verstellelements der Vorrichtung aus 1.
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Die Vorrichtung zur Verstellung des Luftleitmittels umfasst ein Verstellelement 100, das dazu ausgebildet ist, mit einer linearen Bewegung das Luftleitmittel von einer ersten in eine zweite Position und umgekehrt zu verstellen. Am Verstellelement 100 ist ein Magnet 101 angeordnet, der eine magnetische Flussdichte in einen Hall-Sensor 102 induziert. Die induzierte magnetische Flussdichte hängt dabei von der Position des Magneten 101 ab. Da der Magnet 101 am Verstellelement 100 angeordnet ist, wird er bei einer Verstellung des Luftleitmittels um dieselbe Distanz linear bewegt wie das Verstellelement 100. Somit lässt sich aus der induzierten magnetischen Flussdichte ableiten, in welcher Position sich das Luftleitmittel befindet.
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Der Zusammenhang zwischen der induzierten magnetischen Flussdichte und der Position des Verstellelements 100 ist in 3 dargestellt. Dabei ist in x-Richtung die Position des Verstellelements 100 und in y-Richtung die magnetische Flussdichte aufgetragen. Die magnetische Flussdichte nimmt ihren maximal möglichen Wert 300 an, wenn der Magnet 101 dem Hall-Sensor 102 am nächsten ist. Dies kann beispielsweise der in 1 dargestellten Position entsprechen.
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Wenn das Verstellelement 100 in der in 2 dargestellten Position ist und das Luftleitmittel somit ausgefahren ist, ist die magnetische Flussdichte gering, beispielsweise zwischen 0 und 20% von ihrem maximalen Wert 300.
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In 3 sind außerdem eine erste Schaltschwelle 301 und eine zweite Schaltschwelle 302 eingezeichnet. Diese Schaltschwellen 301 werden nach der Montage der Vorrichtung zur Verstellung des Luftleitmittels und des Detektionsmittels inklusive des Hall-Sensors 102 eingestellt und an den maximal möglichen Wert 300 und an den minimal möglichen Wert angepasst. Beispielsweise wird für die erste Schaltschwelle 301 ein Wert gewählt, der 60% des maximal möglichen Wertes 300 beträgt. Für die zweite Schaltschwelle 302 kann ein Wert gewählt werden, der 40% des maximal möglichen Wertes 300 beträgt.
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Wenn in den Hall-Sensor 102 eine magnetische Flussdichte induziert wird, die höher als die erste Schaltschwelle 301 ist, wird detektiert, dass das Luftleitmittel in der ausgefahrenen Position ist (2). Wenn in den Hall-Sensor 102 eine magnetische Flussdichte induziert wird, die geringer als die zweite Schaltschwelle 302 ist, wird detektiert, dass das Luftleitmittel in der eingefahrenen Position ist (1).
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Der in 3 eingezeichnete Bereich 303 betrifft Werte der magnetischen Flussdichte, die zwischen den beiden Schaltschwellen 301 und 302 liegen. Wenn solche Werte detektiert werden, befindet sich das Luftleitmittel in einer Position zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position. Beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Vorrichtung, des Luftleitmittels und des Detektionsmittels ohne Störung ist dies der Fall, wenn das Luftleitmittel ein- oder ausgefahren wird. In bestimmten Fällen kann es vorteilhaft sein, wenn der Bereich 303 besonders groß ist, da dann ein relativ großer Fahrbereich für das Verstellelement 100 und somit auch für das Luftleitmittel zur Verfügung steht.
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Die genaue Form der in 3 dargestellten Kurve hängt von geometrischen und magnetischen Gegebenheiten ab, die durch Montage- und Produktionstoleranzen beeinflusst werden. Durch die Festlegung der Schaltschwellen 301 und 302 nach der Montage der Vorrichtung zur Verstellung des Luftleitmittels und des Detektionsmittels inklusive des Hall-Sensors 102 können Produktions- und Montageabweichungen von einem Idealfall berücksichtigt werden. Somit lässt sich der Abstand zwischen den beiden Schaltschwellen 301 und 302 besonders groß wählen, sodass eine besonders genaue Messung möglich ist und ein relativ großer Bereich 303 für die lineare Bewegung des Verstellelements 100 genutzt werden kann. Diese kann beispielsweise für eine flexiblere Konstruktion der Vorrichtung zur Verstellung des Luftleitmittels genutzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004023349 A1 [0004]
