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EINLEITUNG
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Fahrzeuge sind mit aerodynamischen Systemen ausgestattet, wie beispielsweise einem einstellbaren Spoiler, der die auf das Fahrzeug wirkende Abtriebskraft verändern kann.
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KURZDARSTELLUNG
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Die vorliegende Offenbarung sieht eine aerodynamische Steueranordnung vor, die eine Tragkonstruktion und ein von der Stützkonstruktion getragenes Flügelelement beinhaltet. Das Flügelelement ist zwischen einer ersten Position in Bezug auf die Stützkonstruktion und einer zweiten Position in Bezug auf die Stützkonstruktion beweglich. Die aerodynamische Steueranordnung beinhaltet auch ein Stellglied, das mit dem Flügelelement gekoppelt ist. Das Stellglied ist so konfiguriert, dass es das Flügelelement zwischen der ersten und zweiten Position bewegt. Die aerodynamische Steueranordnung beinhaltet weiterhin eine Trägheitsmesseinheit (IMU), die am Flügelelement befestigt ist. Die IMU ist darauf konfiguriert, Daten bezüglich der Position des Flügelelements zu sammeln.
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Die aerodynamische Steueranordnung beinhaltet optional eines oder mehrere der Folgenden:
- A) einen Drehpunkt, der mit dem Flügelelement gekoppelt ist, damit sich das Flügelelement zwischen der ersten und der zweiten Position bewegen kann;
- B) die IMU ist vom Drehpunkt beabstandet;
- C) das Flügelelement beinhaltet ein erstes Ende und ein zweites Ende, die voneinander beabstandet sind, wobei der Drehpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Ende angeordnet ist;
- D) die IMU ist näher am zweiten Ende als am ersten Ende angeordnet;
- E) eine Steuerung in Verbindung mit der IMU, um die gesammelten Daten zu empfangen, und in Verbindung mit dem Stellglied, um die Position des Flügelelements unter Berücksichtigung der gesammelten Daten von der IMU zu steuern;
- F) die IMU ist weiterhin als erste IMU definiert;
- G) eine zweite IMU ist am Flügelelement befestigt und von der ersten IMU beabstandet;
- H) die erste IMU und die zweite IMU sind vom Drehpunkt beabstandet;
- I) eine Steuerung in Verbindung mit dem Stellglied, der ersten IMU und der zweiten IMU, sodass Daten aus der ersten IMU und der zweiten IMU verwendet werden, um die Position des Flügelelements über das Stellglied zu steuern;
- J) die erste IMU und die zweite IMU beinhalten jeweils einen Beschleunigungsmesser;
- K) die Steuerung ist in Verbindung mit dem Beschleunigungssensor, sodass die aus dem Beschleunigungssensor gewonnenen Daten zum Steuern der Position des Flügelelements über das Stellglied verwendet werden;
- L) die erste IMU und die zweite IMU beinhalten jeweils ein Gyroskop;
- M) die Steuerung ist in Verbindung mit dem Gyroskop, sodass die aus dem Gyroskop gewonnenen Daten zum Steuern der Position des Flügelelements über das Stellglied verwendet werden;
- N) die IMU beinhaltet einen Beschleunigungsmesser; und
- O) die IMU beinhaltet ein Gyroskop.
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Die vorliegende Offenbarung sieht auch ein Fahrzeug vor, das eine Karosseriestruktur und eine mit der Karosseriestruktur gekoppelte aerodynamische Steueranordnung beinhaltet. Die aerodynamische Steueranordnung beinhaltet eine an der Karosseriestruktur befestigte Stützkonstruktion. Die aerodynamische Steueranordnung beinhaltet auch ein Flügelelement, das von der Tragkonstruktion getragen wird. Das Flügelelement ist zwischen einer ersten Position in Bezug auf die Tragkonstruktion und einer zweiten Position in Bezug auf die Tragkonstruktion beweglich. Die aerodynamische Steueranordnung beinhaltet auch ein Stellglied, das mit dem Flügelelement gekoppelt ist. Das Stellglied ist so konfiguriert, dass es das Flügelelement zwischen der ersten und zweiten Position bewegt. Darüber hinaus beinhaltet die aerodynamische Steueranordnung eine Trägheitsmesseinheit (IMU), die am Flügelelement befestigt ist. Die IMU ist darauf konfiguriert, Daten bezüglich der Position des Flügelelements zu sammeln.
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Das Fahrzeug beinhaltet optional eines oder mehrere der Folgenden:
- A) einen Drehpunkt, der mit dem Flügelelement gekoppelt ist, damit sich das Flügelelement zwischen der ersten und der zweiten Position bewegen kann;
- B) die IMU ist vom Drehpunkt beabstandet;
- C) das Flügelelement beinhaltet ein erstes Ende und ein zweites Ende, die voneinander beabstandet sind, wobei der Drehpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Ende angeordnet ist;
- D) die IMU ist näher am zweiten Ende als am ersten Ende angeordnet;
- E) eine Steuerung in Verbindung mit der IMU, um die gesammelten Daten zu empfangen, und in Verbindung mit dem Stellglied, um die Position des Flügelelements unter Berücksichtigung der gesammelten Daten von der IMU zu steuern;
- F) Die IMU beinhaltet einen Beschleunigungsmesser, der konfiguriert ist, um Daten bezüglich der Bewegung der Karosseriestruktur zu sammeln;
- G) eine Steuerung in Verbindung mit der IMU, dem Beschleunigungssensor und dem Stellglied, sodass die aus dem Beschleunigungssensor gewonnenen Daten zum Steuern der Position des Flügelelements über das Stellglied verwendet werden;
- H) die IMU ist konfiguriert, um Daten bezüglich des Gierens und Rollen der Karosseriestruktur zu sammeln; und
- I) eine Steuerung ist in Verbindung mit der IMU und dem Stellglied, sodass die von der IMU gesammelten Daten bezüglich des Gierens und des Rollens verwendet werden, um die Position des Flügelelements über das Stellglied zu steuern.
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Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Offenbarung, während der Anspruchsumfang der Offenbarung jedoch einzig und allein durch die Patentansprüche definiert wird. Es sind zwar einige der besten Arten und Weisen und weitere Ausführungsformen für die Umsetzung der Ansprüche im Detail beschrieben worden, jedoch sind auch alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen für die Umsetzung der in den angehängten Ansprüchen definierten Offenbarung möglich.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs und einer aerodynamischen Steueranordnung.
- 2 ist eine schematisch vergrößerte Seitenansicht der aerodynamischen Steueranordnung.
- 3 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines Beispiels eines Flügelelements.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Mit dem Fachgebiet Vertraute werden erkennen, dass alle Richtungsangaben (z. B. über, unter, oben, unten, nach oben, hinauf, nach unten, hinunter, links, rechts, vertikal, horizontal usw.) beschreibend für die Figuren verwendet werden, um das Verständnis des Lesers zu unterstützen, und keine Einschränkungen (beispielsweise auf die Position, Orientierung oder Verwendung usw.) für den Umfang der Offenbarung darstellen, die durch die angehängten Ansprüche definiert sind.
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Unter Bezugnahme auf die FIG., worin gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile über die verschiedenen Ansichten hinweg angeben, wird in 1 im Allgemeinen ein Fahrzeug 10 und eine aerodynamische Steueranordnung 12 dargestellt.
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Die aerodynamische Steueranordnung 12 kann in einer Fahrzeuganwendung oder einer Nichtfahrzeuganwendung genutzt werden. Nicht einschränkende Beispiele des Fahrzeugs 10 können Personenkraftwagen, Sportwagen, Rennwagen, Lastkraftwagen, Geländefahrzeuge 10, Motorräder, Flugzeuge, Landwirtschaftsmaschinen oder jede andere geeignete bewegbare Plattform beinhalten. Zusätzlich kann das Fahrzeug 10 autonom angetriebene Fahrzeuge oder von einem Menschen gefahrene Fahrzeuge beinhalten. Nichteinschränkende Beispiele der anderweitigen Anwendungen können Maschinen, Landmaschinen oder andere geeignete fahrzeugfremde Geräte sein.
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Für die in 1 dargestellte Fahrzeuganwendung kann das Fahrzeug 10 eine Karosseriestruktur 14 beinhalten. In bestimmten Ausführungsformen kann die aerodynamische Steueranordnung 12 mit der Karosseriestruktur 14 gekoppelt sein. Zusätzlich kann die Karosseriestruktur 14 einen Fahrgastraum 16 definieren. Im Allgemeinen kann/können ein oder mehrere Insassen im Fahrgastraum 16 angeordnet sein. Ferner kann bei einem vom Menschen gefahrenen Fahrzeug 10 einer der Insassen das Fahrzeug 10 aus dem Fahrgastraum 16 lenken. Der Fahrgastraum 16 kann eine oder mehrere Türen aufweisen, die sich öffnen und schließen, um es den Insassen zu ermöglichen, in das Fahrzeug 10 einzusteigen und dieses zu verlassen.
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Unter Bezugnahme auf 1 kann die Karosseriestruktur 14 auch ein Innenfach und eine Bodenplatte 18 beinhalten, das einen Boden des Innenfachs definiert. In bestimmten Ausführungsformen kann das Innenfach ein Motorraum oder ein Stauraum sein. Im Allgemeinen kann das Innenfach vom Fahrgastraum 16 beabstandet sein.
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Zusätzlich kann die Bodenplatte 18 eine dem Innenfach zugewandte Innenfläche und eine der Innenfläche gegenüberliegende Außenfläche beinhalten, die vom Innenfach abgewandt ist. Daher ist die Außenfläche der Bodenplatte 18 im Allgemeinen dem Boden 20 zugewandt, über den das Fahrzeug 10 fährt. Bei bestimmten Ausführungen kann die Bodenplatte 18 eine Bodenwanne beinhalten.
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Unter Bezugnahme auf 1, kann die Karosseriestruktur 14 ein vorderes Ende 22 und ein hinteres Ende 24 mit einer Vielzahl von Verkleidungsteilen oder -platten beinhalten, von denen einige oder alle von außerhalb des Fahrgastraums 16 des Fahrzeugs 10 sichtbar sind. Die vorderen und hinteren Enden 22, 24 sind voneinander entlang einer Länge 26 (siehe Pfeil 26 in 1) des Fahrzeugs 10 beabstandet. Im Allgemeinen umgeben die Verkleidungsteile oder -blenden das Fahrzeug 10. Das Fahrzeug 10 kann auch ein oder mehrere Räder 28 umfassen und daher können abhängig von der Anzahl der Räder 28, die das Fahrzeug 10 verwendet, eines oder mehrere der Verkleidungsteile so konfiguriert sein, dass sich das Rad 28 unter einem Teil des Fahrzeugs 10 befinden kann.
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Die Verkleidungsteile oder -platten können eine oder mehrere der Folgenden beinhalten: eine Frontplatte, die eine vordere Stoßfängerverkleidung beinhalten kann, eine Rückwand, die eine hintere Stoßfängerverkleidung beinhalten kann, und Seitenverkleidung(en), die einen vorderen Kotflügel und einen hinteren Kotflügel beinhalten kann. 1 zeigt am besten eine Seite des Fahrzeugs 10 und es versteht sich, dass die andere Seite des Fahrzeugs 10 ein Spiegelbild der dargestellten Seite sein kann. Die Seiten des Fahrzeugs 10 sind voneinander in einer Querfahrzeugrichtung beabstandet. Die Querfahrzeugrichtung ist quer oder senkrecht zur Länge 26 des Fahrzeugs 10 ausgerichtet. Mit anderen Worten sind die hinteren und vorderen Kotflügel entlang einer Seite des Fahrzeugs 10 in der Querfahrzeugrichtung von den hinteren und vorderen Kotflügeln entlang der anderen Seite des Fahrzeugs 10 beabstandet.
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Im Allgemeinen kann die Stoßfängerverkleidung entlang des vorderen Endes 22 des Fahrzeugs 10 angeordnet sein, und die hintere Stoßfängerverkleidung kann entlang des hinteren Endes 24 des Fahrzeugs 10 angeordnet sein. Daher kann der vordere Kotflügel angrenzend zur vorderen Stoßfängerverkleidung und der hintere Kotflügel angrenzend an den hinteren Kotflügel angeordnet sein.
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Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beinhaltet die aerodynamische Steueranordnung 12 eine Stützstruktur 30. Die Stützstruktur 30 kann an einer Komponente befestigt werden. In der Fahrzeuganwendung kann die Stützstruktur 30 an einem Teil des Fahrzeugs 10 befestigt werden, sodass die Komponente Teil des Fahrzeugs 10 sein kann. So kann beispielsweise die Komponente die Karosseriestruktur 14 und damit die Stützstruktur 30 an der Karosseriestruktur 14 befestigt werden. Als weiteres Beispiel kann die Komponente eine der Platten beinhalten, sodass bei bestimmten Ausführungsformen die Stützstruktur 30 an einer der oberen 32 der Platten am hinteren Ende 24 des Fahrzeugs 10 befestigt werden kann. Die Stützstruktur 30 wird mit allen geeigneten Verfahren an der Komponente befestigt, und nicht einschränkende Beispiele können ein oder mehrere Verbindungselemente, Schweißen, Kleben, Kuppeln, Presspassung usw. und Kombinationen derselben beinhalten. Als nicht einschränkende Beispiele kann die Stützstruktur 30 ein oder mehrere Pfosten und/oder ein Teil der Karosseriestruktur 14 sein, wie beispielsweise ein vorderer Stoßfänger.
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Unter Fortführung der 1 und 2 kann die aerodynamische Steueranordnung 12 auch ein Flügelelement 34 beinhalten, das von der Stützstruktur 30 getragen wird. Das Flügelelement 34 ist zwischen einer ersten Position in Bezug auf die Stützstruktur 30 und einer zweiten Position in Bezug auf die Stützstruktur 30 beweglich. 1 veranschaulicht exemplarisch zwei verschiedene Positionen des Flügelelements 34 benachbart zum hinteren Ende 24 des Fahrzeugs 10, eine als durchgezogene Linie und eine als Phantomlinie zur besseren Veranschaulichung. Es ist zu beachten, dass sich das Flügelelement 34 in anderen Positionen als veranschaulicht bewegen kann.
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Ein Luftstrom kann über das Flügelelement 34 strömen, wenn das Fahrzeug 10 über den Boden 20 fährt. Abhängig von der Position des Flügelelements 34 kann der Luftstrom verändert werden, was die aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs verändern kann. So ist beispielsweise das Flügelelement 34 beweglich, um eine Abtriebskraft 36 (siehe Pfeil 36 in 1) zu ändern, die auf das Fahrzeug 10 angewendet wird, wenn das Fahrzeug 10 über den Boden 20 fährt. Somit kann das Flügelelement 34 die Leistungsmerkmale des Fahrzeuges 10 einstellen. Das Flügelelement 34 kann so konfiguriert werden, dass der Luftstrom über die Oberseite des Flügelelements 34 in Bezug auf den Boden 20 strömt, oder alternativ kann das Flügelelement 34 so konfiguriert werden, dass der Luftstrom über die Oberseite des Flügelelements 34 und die Unterseite des Flügelelements 34 in Bezug auf den Boden 20 strömt.
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Das Flügelelement 34 kann einen oder mehrere Spoiler oder Flügel beinhalten, die an einer beliebigen Stelle entlang einer Oberseite des Fahrzeugs 10 angeordnet sind, einen Tauchflügel, der an einer beliebigen Stelle entlang einer Ecke des Fahrzeugs 10 angeordnet ist, eine Gurney-Flap, die an einer beliebigen Stelle entlang des vorderen Endes 22 des Fahrzeugs 10 oder an einem Spoiler angeordnet ist, einen Frontsplitter, der an einer beliebigen Stelle entlang des vorderen Endes 22 des Fahrzeugs 10 angeordnet ist (Beispiel des in 1 dargestellten Frontsplitters), einen Frontspoiler, der an einer beliebigen Stelle entlang des vorderen Endes 22 des Fahrzeugs 10 angeordnet ist, usw. Es ist zu beachten, dass mehr als ein Flügelelement 34 verwendet werden kann. Jedes der Flügelelemente 34 kann eines oder mehrere der hierin behandelten Merkmale für das einzelne Flügelelement 34 beinhalten.
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Das Flügelelement 34 kann eine beliebige Konfiguration sein, und 1 veranschaulicht zwei verschiedene Beispiele des Flügelelements 34. So kann beispielsweise das Flügelelement 34 näher am hinteren Ende 24 des Fahrzeugs 10 als am vorderen Ende 22 des Fahrzeugs 10 angeordnet werden. Konkret kann das Flügelelement 34 durch einen Kofferraumdeckel des Fahrzeugs 10 benachbart zum Heck 24 abgestützt werden. Als weiteres Beispiel kann das Flügelelement 34 näher am vorderen Ende 22 des Fahrzeugs 10 als am hinteren Ende 24 des Fahrzeugs 10 angeordnet werden. Konkret kann das Flügelelement 34 durch einen vorderen Stoßfänger des Fahrzeugs 10 am vorderen Ende 22 abgestützt werden (dieses Flügelelement 34 ist in Phantomlinien am vorderen Ende 22 dargestellt). Es ist zu beachten, dass das Flügelelement 34 am vorderen Ende 22 des Fahrzeugs 10 nur zur Veranschaulichung überzogen ist.
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Wie am besten in 1 dargestellt, kann das Flügelelement 34 ein erstes Ende 38 und ein zweites Ende 40 beabstandet voneinander beinhalten. In bestimmten Ausführungsformen kann das erste Ende 38 des Flügelelements 34 näher am Fahrgastraum 16 als das zweite Ende 40 des Flügels 34 angeordnet werden. Wie weiterhin am besten in 3 dargestellt, kann das Flügelelement 34 eine erste Seite 42 und eine zweite Seite 44 beabstandet voneinander beinhalten. Im Allgemeinen sind die ersten und zweiten Seiten 42, 44 voneinander in einer Querfahrzeugrichtung beabstandet. Somit kann das Flügelelement 34 in bestimmten Ausführungsformen in Fahrzeugquerrichtung verlängert werden.
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Wie am besten in 2 dargestellt, kann die aerodynamische Steueranordnung 12 einen Drehpunkt 46 beinhalten, der mit dem Flügelelement 34 gekoppelt ist, damit sich das Flügelelement 34 zwischen der ersten und der zweiten Position bewegen kann. In bestimmten Ausführungsformen lässt sich der Drehpunkt 46 zwischen dem ersten und zweiten Ende 38, 40 des Flügelelements 34 anordnen. Wie zum Beispiel in 1 dargestellt, veranschaulicht das Flügelelement 34, das sich benachbart zum hinteren Ende 24 befindet, den Drehpunkt 46 zwischen dem ersten und zweiten Ende 38, 40. In weiteren Ausführungsformen lässt sich der Drehpunkt 46 an einem der ersten und zweiten Enden 38, 40 des Flügelelements 34 anordnen. Wie zum Beispiel in 1 dargestellt, veranschaulicht das Flügelelement 34, das sich benachbart zum vorderen Ende 22 befindet, den Drehpunkt 46 an einem der ersten Enden 38.
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In Fortsetzung von 2 beinhaltet die aerodynamische Steueranordnung 12 weiterhin ein Stellglied 48, das mit dem Flügelelement 34 gekoppelt ist. Das Stellglied 48 ist konfiguriert, um das Flügelelement 34 zwischen der ersten und zweiten Position zu bewegen. Das Stellglied 48 kann an einer beliebigen Stelle mit dem Flügelelement 34 gekoppelt werden, um das Flügelelement 34 zwischen den Positionen zu bewegen. In bestimmten Ausführungsformen kann das Stellglied 48 innerhalb oder außerhalb der Stützstruktur 30 angeordnet werden. In weiteren Ausführungsformen kann das Stellglied 48 an die Karosseriestruktur 14 angekoppelt oder daran befestigt werden. In noch weiteren Ausführungsformen kann das Stellglied 48 im Flügelelement 34 angeordnet werden. Das Stellglied 48 kann einen Motor, einen Magneten, einen Arm und/oder jede andere geeignete Vorrichtung beinhalten, um das Flügelelement 34 in die gewünschte Position zu bringen.
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Darüber hinaus, unter Bezugnahme auf die 1-3, beinhaltet die aerodynamische Steueranordnung 12 eine Trägheitsmesseinheit (IMU) 50, die am Flügelelement 34 befestigt ist. In bestimmten Ausführungsformen kann die IMU 50 im Flügelelement 34 angeordnet werden. Anders ausgedrückt, kann die IMU 50 in das Flügelelement 34 integriert werden. In den weiteren Ausführungsformen ist die IMU 50 entlang einer oder mehrerer Außenflächen 52 des Flügelelements 34 angeordnet. Die Außenflächen 52 des Flügelelements 34 kann von außerhalb des Fahrzeugs 10 sichtbar sein, sodass die Außenflächen 52 des Flügelelements 34 für aerodynamische Zwecke im Allgemeinen glatt sind. Bei Verwendung von mehr als einem Flügelelement 34 können eine oder mehrere IMUs 50 mit jedem der Flügelelemente 34 verwendet werden. Eine Vielzahl von IMUs 50 wird im Folgenden näher erläutert. Darüber hinaus können bei Verwendung von mehr als einem Flügelelement 34 ein oder mehrere Stellglieder 48 verwendet werden. Jedes der Stellglieder 48 kann eines oder mehrere der hierin behandelten Merkmale für das einzelne Stellglied 48 beinhalten.
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Die 2 und 3 veranschaulichen Beispiele für verschiedene geeignete Positionen der IMU 50. Es ist zu beachten, dass sich die IMU 50 auch an anderen Stellen als den veranschaulichten befinden kann. In bestimmten Ausführungsformen ist die IMU 50 vom Drehpunkt 46 beabstandet. Daher kann die IMU 50 in bestimmten Ausführungsformen näher am zweiten Ende 40 des Flügelelements 34 als am ersten Ende 38 des Flügelelements 34 angeordnet werden. In weiteren Ausführungsformen kann die IMU 50 näher am ersten Ende 38 des Flügelelements 34 als am zweiten Ende 40 des Flügelelements 34 angeordnet werden. Darüber hinaus kann die IMU 50 in bestimmten Ausführungsformen näher an der ersten Seite 42 des Flügelelements 34 als an der zweiten Seite 44 des Flügelelements 34 angeordnet werden. In weiteren Ausführungsformen kann die IMU 50 näher an der zweiten Seite 44 des Flügelelements 34 als an der ersten Seite 42 des Flügelelements 34 angeordnet werden.
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Im Allgemeinen kann die IMU 50 Daten bezüglich des Fahrzeugs 10 sammeln, um die Abtriebskraft 36 des Fahrzeugs 10 zu optimieren, was die Steuerung des Fahrzeugs 10 verbessern kann. Damit kann die IMU 50 Daten zu Gier, Wanken und Neigung des Fahrzeugs 10 in Bezug auf den Boden 20 erfassen. So ist beispielsweise die IMU 50 so konfiguriert, dass sie Daten über die Position des Flügelelements 34 sammelt. Insbesondere kann die IMU 50 Daten über die Position des Flügelelements 34 in Bezug auf den Boden 20 sammeln. Darüber hinaus kann die IMU 50 Daten über die Bewegung des Fahrzeugs 10 sammeln. So kann beispielsweise die IMU 50 konfiguriert sein, um Daten bezüglich des Gierens und Rollen der Karosseriestruktur 14 zu sammeln. Zudem kann die IMU 50 Daten über die auf das Flügelelement 34 aufgebrachte Abtriebskraft 36 sammeln. Die Verwendung der IMU 50 mit dem Flügelelement 34 kann daher dabei helfen, die optimale Position des Flügelelements 34 zu bestimmen und/oder die Abtriebskraft 36 des Fahrzeugs 10 genauer zu steuern.
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In bestimmten Ausführungsformen kann die IMU 50 einen Beschleunigungssensor beinhalten. Der Beschleunigungssensor kann einen einachsigen Beschleunigungssensor oder einen mehrachsigen Beschleunigungssensor beinhalten. So kann beispielsweise der Beschleunigungssensor konfiguriert werden, um Daten zur Bewegung der Karosseriestruktur 14, wie Beschleunigung, Geschwindigkeit und/oder Geschwindigkeitsänderung der Karosseriestruktur 14, zu sammeln.
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In weiteren Ausführungsformen kann die IMU 50 mit einem Gyroskop ausgestattet werden. Das Gyroskop kann mehrere Bewegungsgrade des Fahrzeugs 10 erfassen. Dadurch kann das Gyroskop Gieren, Rollen und Neigen des Fahrzeugs 10 erfassen. In noch weiteren Ausführungsformen kann die IMU 50 sowohl mit einem Beschleunigungsmesser, als auch mit einem Gyroskop ausgestattet sein.
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Unter Bezugnahme auf 2 kann die aerodynamische Steueranordnung 12 eine Steuerung 54 in Verbindung mit der IMU 50 zur Aufnahme der gesammelten Daten und in Verbindung mit dem Stellglied 48 zum Steuern der Position des Flügelelements 34 unter Berücksichtigung der gesammelten Daten aus der IMU 50 beinhalten. So kann beispielsweise die Steuerung 54 mit der IMU 50 und dem Stellglied 48 in Verbindung stehen, sodass die aus der IMU 50 gesammelten Daten bezüglich Gier und Rollen genutzt werden, um die Position des Flügelelements 34 über das Stellglied 48 zu steuern. In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuerung 54 mit dem Beschleunigungssensor verbunden sein, sodass die aus dem Beschleunigungssensor gewonnenen Daten zum Steuern der Position des Flügelelements 34 über das Stellglied 48 verwendet werden. Daher kann die Steuerung 54 mit der IMU 50, dem Beschleunigungsmesser und dem Stellglied 48 verbunden sein, sodass die aus dem Beschleunigungsmesser und der IMU 50 gewonnenen Daten zum Steuern der Position des Flügelelements 34 über das Stellglied 48 verwendet werden. Darüber hinaus kann die Steuerung 54 in bestimmten Ausführungsformen mit dem Gyroskop verbunden sein, sodass die aus dem Gyroskop gewonnenen Daten zum Steuern der Position des Flügelelements 34 über das Stellglied 48 verwendet werden.
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Die Anweisungen können in einem Speicher 56 der Steuerung 54 gespeichert und automatisch über einen Prozessor 58 der Steuerung 54 ausgeführt werden, um die entsprechende Steuerungsfunktionalität bereitzustellen. Die Steuerung 54 ist so konfiguriert, dass sie Anweisungen aus dem Speicher 56 auf dem Prozessor 58 ausführt. So kann beispielsweise die Steuerung 54 als Hostgerät oder verteiltes System ausgeführt sein, z. B. als Computer, wie etwa ein Digitalrechner oder Mikrocomputer, und als Speicher 56 einen konkreten, nicht-flüchtigen computerlesbaren Speicher, wie etwa einen Nur-Lese-Speicher (ROM) oder Flash-Speicher. Die Steuerung 54 kann auch einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen elektronisch löschbaren programmierbaren schreibgeschützten Speicher (EEPROM), eine Hochgeschwindigkeitsuhr, Analog-zu-digital- (A/D) und/oder Digital-zuanalog-Schaltkreise (D/A), und jegliche benötigten Ein-/Ausgabe-Schaltkreise und zugehörigen Vorrichtungen sowie jegliche benötigte Signalaufbereitungs- und/oder - pufferungsschaltkreise aufweisen. Daher kann die Steuerung 54 die gesamte Software, Hardware, Speicher 56, Algorithmen, Verbindungen, Sensoren usw. beinhalten, die notwendig sind, um beispielsweise das Stellglied 48 und die IMU(s) 50 zu steuern. Somit kann ein Steuerungsverfahren zum Steuern des Stellglieds 48 als Software oder Firmware der Steuerung 54 ausgeführt werden. Es versteht sich, dass die Steuerung 54 auch jede Vorrichtung beinhalten kann, die in der Lage ist, Daten von verschiedenen Sensoren zu analysieren, Daten zu vergleichen und/oder notwendige Entscheidungen zu treffen, die erforderlich sind, um das Stellglied 48 und/oder die IMU(s) 50 zu überwachen.
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Als solches kann mehr als eine Steuerung 54 optional genutzt werden. Werden beispielsweise eine oder mehrere IMUs 50 in separaten Flügelelementen 34 eingesetzt, kann eine Steuerung 54 mit allen IMUs 50 oder mehr als eine Steuerung 54 mit verschiedenen IMUs 50 in Verbindung stehen. Bei Verwendung einer Vielzahl von Steuerungen 54, kann jede der Steuerungen 54 optional miteinander in Verbindung stehen. Jede der Steuerungen 54 kann eines oder mehrere der hierin behandelten Merkmale für die einzelne Steuerung 54 beinhalten.
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Wie bereits erwähnt, kann die aerodynamische Steueranordnung 12 mehr als eine IMU 50 beinhalten. Jede der IMU(s) 50 kann eines oder mehrere der hierin behandelten Merkmale für die einzelne IMU 50 beinhalten. In bestimmten Ausführungsformen wird die IMU 50 weiter als eine erste IMU 50 definiert, und die aerodynamische Steueranordnung 12 kann eine zweite IMU 50 beinhalten, die am Flügelelement 34 befestigt und von der ersten IMU 50 beabstandet ist. In bestimmten Ausführungsformen sind die erste IMU 50 und die zweite IMU 50 vom Drehpunkt 46 beabstandet. Die ersten und zweiten IMUs 50 können sich an jeder der vorgenannten Stellen befinden. In dieser Ausführungsform kann die Steuerung 54 mit dem Stellglied 48, der ersten IMU 50 und der zweiten IMU 50 so verbunden sein, dass Daten aus der ersten IMU 50 und der zweiten IMU 50 zum Steuern der Position des Flügelelements 34 über das Stellglied 48 herangezogen werden.
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In bestimmten Ausführungsformen können die erste IMU 50 und die zweite IMU 50 jeweils einen Beschleunigungsmesser beinhalten. Beispiele für die Merkmale des Beschleunigungsmessers wurden bereits angesprochen und werden nicht noch einmal behandelt. In dieser Ausführungsform kann die Steuerung 54 mit dem Beschleunigungsmesser jeder der IMUs 50 in Verbindung stehen, sodass die aus dem Beschleunigungsmesser jeder der IMUs 50 zusammengetragenen Daten verwendet werden, um die Position des Flügelelements 34 über das Stellglied 48 zu steuern. Darüber hinaus sind die erste IMU 50 und die zweite IMU 50 in bestimmten Ausführungsformen jeweils mit einem Gyroskop ausgestattet. Beispiele für die Merkmale des Gyroskops wurden bereits angesprochen und werden nicht noch einmal behandelt. In dieser Ausführungsform ist die Steuerung 54 mit dem Gyroskop jeder der IMUs 50 verbunden, sodass die aus dem Beschleunigungsmesser jeder der IMUs 50 zusammengetragenen Daten verwendet werden, um die Position des Flügelelements 34 über das Stellglied 48 zu steuern.
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Die hierin erörterte aerodynamische Steueranordnung 12 kann den Einsatz von Positionssensoren, die entlang des Flügelelements 34 angeordnet sind, erübrigen. Positionssensoren können die Neigung des Fahrzeugs 10 erfassen, jedoch nicht die Gier und das Rollen des Fahrzeugs 10. Die aerodynamische Steueranordnung 12 kann mit einem aktiven System verwendet werden. Mit anderen Worten, während sich das Fahrzeug 10 bewegt, kann das Flügelelement 34 aufgrund von Daten bezüglich des Fahrzeugs 10 automatisch eingestellt werden, z. B. das Fahrzeug 10 beschleunigt, das Fahrzeug 10 verzögert, das Fahrzeug 10 stoppt, das Fahrzeug 10 wendet, das Fahrzeug 10 fährt geradeaus, usw.; das Flügelelement 34 und/oder der Boden 20.
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Während die besten Modi und andere Ausführungsformen zum Ausführen der Offenbarung im Detail beschrieben wurden, werden diejenigen, die mit dem Stand der Technik, auf den sich diese Offenbarung bezieht, vertraut sind, verschiedene alternative Designs und Ausführungsformen zum Ausführen der Offenbarung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche erkennen. Darüber hinaus sollen die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen oder die Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung erwähnt sind, nicht unbedingt als voneinander unabhängige Ausführungsformen aufgefasst werden. Vielmehr ist es möglich, dass jedes der in einem der Beispiele einer Ausführungsform beschriebenen Merkmale mit einem oder einer Vielzahl von anderen gewünschten Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, was andere Ausführungsformen zur Folge hat, die nicht in Worten oder durch Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben sind. Dementsprechend fallen derartige andere Ausführungsformen in den Rahmen des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche.
