(57)【要約】      （修正有）【課題】モーフィング翼システムを提供する。【解決手段】モーフィング翼システム３０は、翼の前縁を形成するように構成された隔壁４０を有する翼を含む。第１のスプール５４が隔壁に回転可能に結合され、第２のスプール６０が第１のスプールの反対側にて隔壁に回転可能に結合される。翼外板６４が、第１のスプールに固定された第１の端部と、第２のスプールに固定された第２の端部と、翼の外面を形成するために第１のスプールと第２のスプールとの間に延びる部分と、を有する。翼外板は、第１のスプール及び第２のスプールの少なくとも一方のスプールを回転させて、第１のスプール及び第２のスプールのうちの少なくとも一方のスプール周りに翼外板の一部を巻き付けるか、同スプールから翼外板の一部を巻き戻すことによって翼の構成を制御することができるように、第１及び第２のスプール周りに巻き付け可能に構成される。【選択図】図１Ｂ
2020142788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
翼を具備するモーフィング翼システムであって、
前記翼は、
前記翼の前縁を形成するように構成された隔壁と、
前記隔壁に回転可能に結合された第１のスプールと、
前記第１のスプールの反対側にて前記隔壁に回転可能に結合された第２のスプールと、
前記第１のスプールに固定された第１の端部と、前記第２のスプールに固定された第２の端部と、前記翼の外面を形成するために前記第１のスプールと前記第２のスプールとの間に延びる部分とを有する翼外板と、を備え、 
前記翼外板は、前記第１のスプール及び前記第２のスプールのうちの少なくとも一方のスプールを回転させて、前記翼外板の一部を前記第１のスプール及び前記第２のスプールのうちの少なくとも一方のスプール周りに巻き付けるか、前記少なくとも一方のスプールから巻き戻すことにより前記翼の構成を制御することができるように、前記第１及び第２のスプール周りに巻き付け可能に構成される、モーフィング翼システム。
【請求項２】
前記翼の角度が、前記第１のスプール及び前記第２のスプールのうちの一方のスプールを回転させて、前記第１のスプール及び前記第２のスプールのうちの前記一方のスプール周りに前記翼外板の第１の部分を巻き付けて、前記翼の後縁と前記第１のスプール及び第２スプールのうちの前記一方のスプールとの間に延びる前記翼外板の一部を短くすると同時に、前記第１のスプール及び前記第２のスプールのうちの他方のスプールを回転させて、前記第１のスプール及び前記第２のスプールのうちの前記他方のスプールから前記翼外板の第２の部分を巻き戻して、前記翼の前記後縁と前記第１のスプール及び前記第２のスプールのうちの前記他方のスプールとの間で延びる前記翼外板の一部を長くすることによって制御可能である、請求項１に記載のモーフィング翼システム。
【請求項３】
前記翼外板の前記第１のスプールと前記第２のスプールとの間に延びる部分は、空洞を画定する翼本体を形成し、前記翼システムは、前記空洞内に位置決めされた少なくとも１つの膨張／収縮可能な空気袋をさらに具備し、前記翼の構成は、前記翼外板の一部を前記第１のスプール及び前記第２のスプールのうちの少なくとも一方のスプール周りに巻き付けるか、前記少なくとも一方のスプールから前記翼外板の一部を巻き戻すことに連動して、前記少なくとも１つの膨張／収縮可能な空気袋内の圧力を増大させるか低減することによってさらに制御可能である、請求項１に記載のモーフィング翼システム。
【請求項４】
前記空洞内に位置決めされた複数の個別に膨張／収縮可能な空気袋をさらに具備し、前記翼の構成は、前記第１のスプール及び前記第２のスプールのうちの少なくとも一方のスプール周りに前記翼外板の一部を巻き付けるか、前記少なくとも一方のスプールから前記翼外板の一部を巻き戻すことに連動して、前記複数の個別に膨張／収縮可能な空気袋のうちの１つ又は複数の膨張／収縮可能な空気袋の圧力を選択的に増大させたり、及び／又は低減したりすることによってさらに制御可能である、請求項３に記載のモーフィング翼システム。
【請求項５】
前記翼の翼弦長が、前記第１のスプールから前記翼外板の第１の部分を巻き戻して、前記翼の後縁と前記第１のスプールとの間に延びる前記翼外板の長さを増大させると同時に、前記第２のスプールから前記翼外板の第２の部分を巻き戻して、前記翼の前記後縁と前記第２のスプールとの間に延びる前記翼外板の長さを増大させることに連動して、前記少なくとも１つの膨張／収縮可能な空気袋内の圧力を増大させて、前記少なくとも１つの膨張／収縮可能な空気袋を膨張させることによって制御可能である、請求項３に記載のモーフィング翼システム。
【請求項６】
前記翼の翼弦長が、前記第１のスプール周りに前記翼外板の第１の部分を巻き付けて、前記翼の後縁と前記第１のスプールとの間に延びる前記翼外板の長さを減少させると同時に、前記第２のスプール周りに前記翼外板の第２の部分を巻き付けて、前記翼の前記後縁と前記第２のスプールとの間に延びる前記翼外板の長さを減少させることに連動して、前記少なくとも１つの膨張／収縮可能な空気袋内の圧力を低減して、前記少なくとも１つの膨張／収縮可能な空気袋を収縮させるか収縮を可能にすることによって制御可能である、請求項３に記載のモーフィング翼システム。
【請求項７】
前記翼の少なくとも一部の厚さが、前記第１のスプールから前記翼外板の第１の部分を巻き戻して、前記翼の後縁と前記第１のスプールとの間に延びる前記翼外板の長さを増大させると同時に、前記第２のスプールから前記翼外板の第２の部分を巻き戻して、前記翼の前記後縁と前記第２のスプールとの間に延びる前記翼外板の長さを増大させることに連動して、前記少なくとも１つの膨張／収縮可能な空気袋の圧力を増大させて、前記少なくとも１つの膨張／収縮可能な空気袋を膨張させることによって制御可能である、請求項３に記載のモーフィング翼システム。
【請求項８】
前記翼の厚さが、前記第１のスプール周りに前記翼外板の第１の部分を巻き付けて、前記翼の後縁と前記第１のスプールとの間に延びる前記翼外板の長さを減少させると同時に、前記第２のスプール周りに前記翼外板の第２の部分を巻き付けて、前記翼の前記後縁と前記第２のスプールとの間に延びる前記翼外板の長さを減少させることに連動して、前記少なくとも１つの膨張／収縮可能な空気袋内の圧力を低減して、前記少なくとも１つの膨張／収縮可能な空気袋を収縮させるか収縮を可能にすることによって制御可能である、請求項３に記載のモーフィング翼システム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの膨張／収縮可能な空気袋に取り付けられた少なくとも１つのローラアセンブリをさらに具備し、前記少なくとも１つのローラアセンブリは、前記少なくとも１つの膨張／収縮可能な空気袋と前記翼外板との間に位置決めされた少なくとも１つのローラを備え、前記翼外板と接触して、前記少なくとも１つの膨張／収縮可能な空気袋と前記翼外板との間の相対運動を促進する、請求項３に記載のモーフィング翼システム。
【請求項１０】
前記隔壁に回転可能に結合されて、前記モーフィング翼システムの構成要素の動作のために風力を提供するタービンブレードをさらに具備する、請求項１記載のモーフィング翼システム。
【請求項１１】
前記隔壁内に位置決めされた電池と、前記電池に動作可能に結合されて前記電池の充電を可能にするソーラーパネルとをさらに具備する、請求項１に記載のモーフィング翼システム。
【請求項１２】
モーフィング翼システムであって、
隔壁と前記隔壁から延びる翼本体とを含む翼と、
前記隔壁に動作可能に結合された一対の回転可能スプールであって、前記翼本体は、前記一対の回転可能スプールに動作可能に結合されて、前記一対の回転可能スプールの少なくとも１つのスプールの回転によって前記翼の構成を変更することができる、一対の回転可能スプールと、
前記一対の回転可能スプールの各スプールを回転させるように構成されたスプール駆動機構と、
１つ又は複数のプロセッサと、
前記１つ又は複数のプロセッサに通信可能に結合され、命令を含む翼制御モジュールを保存するメモリであって、前記命令は、１つ又は複数のプロセッサによって実行されると、前記１つ又は複数のプロセッサに前記スプール駆動機構を作動させて、前記一対の回転可能スプールの少なくとも１つのスプールを回転させ、前記翼の構成を変更する、メモリと、を具備する、モーフィング翼システム。
【請求項１３】
前記翼制御モジュールは、前記スプール駆動機構を作動させて前記一対の回転可能スプールを回転させて前記翼本体を回転させることによって前記翼の構成を変更する命令を含む、請求項１２に記載のモーフィング翼システム。
【請求項１４】
前記翼本体は、前記一対の回転可能スプールの第１のスプールに取り付けられた第１の端部と前記一対の回転可能スプールの第２のスプールに取り付けられた第２の端部とを有する翼外板を含み、前記翼外板は、前記第１及び第２のスプール周りに巻き付け可能であり、前記第１及び第２のスプールから巻き戻し可能であるように構成される、請求項１３に記載のモーフィング翼システム。
【請求項１５】
前記翼本体内に位置決めされた少なくとも１つの膨張／収縮可能な空気袋と、前記少なくとも１つの膨張／収縮可能な空気袋の加圧を制御するように構成された空気袋加圧機構とをさらに具備し、前記翼制御モジュールは、前記少なくとも１つの膨張／収縮可能な空気袋内の内圧を増大させるか低減するために前記空気袋加圧機構を操作することによって前記翼の構成を変更させる命令を含む、請求項１４に記載のモーフィング翼システム。
【請求項１６】
前記翼制御モジュールは、前記空気袋加圧機構を作動させて前記少なくとも１つの膨張／収縮可能な空気袋内の圧力を低減し、前記スプール駆動機構を作動させて、翼外板の一部を前記第１のスプール周りに巻き付け、前記翼外板の別の部分を前記第２のスプール周りに巻き付けるように前記一対の回転可能スプールを回転させることによって、前記翼の翼弦長を減少させる命令を含む、請求項１５に記載のモーフィング翼システム。
【請求項１７】
前記翼制御モジュールは、前記空気袋加圧機構を作動させて、前記少なくとも１つの膨張／収縮可能な空気袋内の圧力を増大させ、前記スプール駆動機構を作動させて、前記翼外板の一部を前記第１のスプールから巻き戻し、翼外板の別の部分を前記第２のスプールから巻き戻すように前記一対の回転可能スプールを回転させることによって、前記翼の翼弦長を増大させる命令を含む、請求項１５に記載のモーフィング翼システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で説明する主題は、翼に概ね関し、さらに詳細には、使用中に変形可能又は調整可能な形状又は構成を有する翼に関する。
【背景技術】
【０００２】
揚力を提供するために翼を航空機に使用する場合があり、翼を地上車両に組み込んで、移動時に車両周囲の気流を有利に変更する場合がある。しかし、特定の条件下での車両性能に有益な翼の態様が、他の条件下での車両性能に有害な場合がある。このほか、特定の性能パラメータを最大化するように翼を設計すると、他の性能パラメータ、場合によっては二次的な性能パラメータにとって有害な場合がある。
【発明の概要】
【０００３】
本明細書に記載の実施形態の一態様では、モーフィング翼システム(morphing airfoil system)が提供される。翼システムは、翼の前縁(leading edge)を形成するように構成された隔壁を有する翼を備える。第１のスプールを隔壁に回転可能に結合し、第２のスプールを第１のスプールの反対側にて隔壁に回転可能に結合する。翼外板(airfoil skin)が、第１のスプールに固定された第１の端部と、第２のスプールに固定された第２の端部と、翼の外面を形成するために第１のスプールと第２のスプールとの間に延びる部分と、を有する。翼外板は、第１のスプール及び第２のスプールのうちの少なくとも一方のスプール周りに翼外板の一部を巻き付けるか、同スプールから翼外板の一部を巻き戻すように、第１のスプール及び第２のスプールのうちの少なくとも一方のスプールを回転させることにより、翼の構成を制御できるように、第１及び第２のスプール周りに巻付け可能に構成される。
【０００４】
本明細書に記載の実施形態の別の態様では、モーフィング翼システムが提供される。このシステムは、隔壁と隔壁から延びる翼本体とを備える翼を備える。一対の回転可能スプールを隔壁に動作可能に結合する。翼本体は、一対の回転可能スプールに動作可能に結合され、その結果、一対の回転可能スプールのうちの少なくとも１つのスプールの回転によって翼の構成を変更できるようになる。スプール駆動機構を、一対の回転可能スプールの各スプールを回転させるように構成する。１つ又は複数のプロセッサを設け、メモリを１つ又は複数のプロセッサに通信可能に結合する。メモリは、命令を含む翼制御モジュールを保存する。命令は、１つ又は複数のプロセッサによって実行されると、１つ又は複数のプロセッサがスプール駆動機構を動作させて、一対の回転可能スプールのうちの少なくとも１つのスプールを回転させて翼の構成を変更する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本開示のさまざまなシステム、方法及び他の実施形態を示す。図中の図示された要素境界（例えば、箱形、箱形の群又は他の形状）は、境界の一実施形態を表すことが理解されよう。いくつかの実施形態では、１つの要素が複数の要素として設計されてもよく、あるいは複数の要素が１つの要素として設計されてもよい。いくつかの実施形態では、別の要素の内部構成要素として示される要素は、外部構成要素として実装されてもよく、その逆であってもよい。さらに、要素は縮尺どおりに描画されない場合がある。
【０００６】
【図１Ａ】本発明の実施形態によるモーフィング翼システムの正面斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示すモーフィング翼システムの概略側面断面図である。
【図１Ｃ】図１Ａに示すモーフィング翼システムの概略正面断面図である。
【図１Ｄ】図１Ａに示すモーフィング翼システムの概略平面断面図である。
【図２】図１Ａに示すモーフィング翼システムの概略側面断面図であって、翼本体の厚さを変更するための空気袋膨張の制御を示す図である。
【図３】図１Ａに示すモーフィング翼システムの後縁の概略拡大側面断面図である。
【図４】図１Ａに示すモーフィング翼システムを制御するように構成された翼制御システムの一実施形態の概略ブロック図である。
【図５】図１Ａに示すモーフィング翼システムの概略ブロック図である。
【図６】本明細書に記載の実施形態によるモーフィング翼システムを組み込む車両の概略ブロック図である。
【図７】図１Ａに示すモーフィング翼システムの概略側面断面図であって、翼の角度に影響を及ぼす翼外板の制御を示す図である。
【図８】図１Ａに示すモーフィング翼システムの概略側面断面図であって、翼の翼弦長に影響を及ぼす翼外板及び空気袋膨張の制御を示す図である。
【図９】本明細書に記載の別の実施形態によるモーフィング翼システムの概略側面断面図である。
【図１０Ａ】本明細書に記載の実施形態によるモーフィング翼を使用して地上車両の道路対処能力を最適化する方法の一実施形態を示す流れ図である。
【図１０Ｂ】本明細書に記載の実施形態によるモーフィング翼を使用して地上車両の道路対処能力を最適化する方法の一実施形態を示す流れ図である。
【図１１Ａ】本明細書に記載の実施形態によるモーフィング翼を使用して地上車両の燃費を最適化する方法の一実施形態を示す流れ図である。
【図１１Ｂ】本明細書に記載の実施形態によるモーフィング翼を使用して地上車両の燃費を最適化する方法の一実施形態を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
モーフィング翼システムの実施形態を本明細書に開示する。翼システムは、翼の前縁を形成するように構成された隔壁を有する翼を備える。第１のスプールを隔壁に回転可能に結合し、第２のスプールを第１のスプールの反対側にて隔壁に回転可能に結合する。翼外板が、第１のスプールに固定された第１の端部と、第２のスプールに固定された第２の端部と、翼の外面を形成するために第１のスプールと第２のスプールとの間に延びる部分と、を有する。翼外板は、第１のスプール及び第２のスプールのうちの少なくとも一方のスプール周りに翼外板の一部を巻き付けるか、同スプールから翼外板の一部を巻き戻すように、第１のスプール及び第２のスプールのうちの少なくとも一方を回転させることにより、翼の構成を制御可能であるように、第１及び第２のスプール周りに巻付け可能に構成される。翼システムはこのほか、翼外板内に包含された１つ又は複数の個別に動作可能な膨張／収縮可能な空気袋を備える。翼の構成はこのほか、空気袋の膨張と収縮を制御することによって制御可能である。手動コマンド又は自律的なコマンドによって翼の角度と長さを制御して、翼の構成によって影響を受ける可能性のある車両性能パラメータを最適化してもよい。
【０００８】
本明細書に記載の目的のために、「翼」を、特定の効果又は目的を達成するために、構造体周りの空気の流れを制御するか変更するように構成された構造体として定義する。１つ又は複数の構成では、翼は、翼に提供された揚力及びウィングに取り付けられた構造体（例えば、地上車両又は航空機胴体）を制御するように設計されたウィングの形態であってもよい。１つ又は複数の構成では、翼は、乱流又は抗力を低減するか最小化するように設計されるか、そうでなければ移動する地上車両上の空気の流れを変更するように設計されたスポイラとして利用されてもよい。このほか、翼には他の用途があってもよい。
【０００９】
モーフィング翼が取り付けられる乗り物は、地上車両（即ち、自動車）、航空機又は別のタイプの乗り物であってもよい。「揚力」という用語は、翼に衝突して翼の表面上を流れる空気流によって生成される、翼に作用する上向きの反力を指す。翼に作用する力は、翼を介して、翼に取り付けられた乗り物に伝達されてもよい。「モーフィング」翼とは、翼が使用されている間（例えば、翼が取り付けられた車両が動作している間）に、翼の空力特性を変更するために、断面構成を手動によるか自律的に（例えば、１つ又は複数のプロセッサと適切なアクチュエータによって）ある程度制御し得る翼である。翼の「モーフィング」とは、本明細書に記載の翼の構成を変更することを指す。
【００１０】
本明細書で使用する「モーフィング翼」及び「翼」という用語は、翼に衝突する空気流に直接暴露される外表面又は外面を有する要素を含む。これには、本明細書に記載のように、少なくとも隔壁４０と翼外板６４とが含まれる。「翼システム」及び「モーフィング翼システム」という用語は、隔壁４０、外板６４のほか、本明細書に記載の外板６４及び隔壁４０の内側に含まれる要素、例えば、膨張／収縮可能な空気袋７６ａ-７６ｋを包含する。空気袋は、翼本体の全体形状、スプール５４及び６０、スプール駆動機構５８などの制御に役立つ。パイロン１７２及び任意に取り付け可能なソーラーパネル１８０を組み込んだ図９に示すような実施形態では、翼システムはこのほか、このような要素を備えてもよい。
【００１１】
図１Ａは、本発明の実施形態による、モーフィング翼３１を備えるモーフィング翼システム３０の概略正面斜視図である。図１Ｂは、図１Ａに示すモーフィング翼システム３０の概略断面側面図である。図１Ｂを参照すると、本明細書で使用する「翼弦」及び「翼弦線」という用語は、翼３１の後縁(trailing edge)３４と翼３１の前縁３８の最前面３６とを接続する想像線３２を指す。翼弦３２が翼弦長ＣＬを有してもよい。「翼弦長」及び「翼長」という用語は、本明細書では互換的に使用することになる。翼弦長は、例えば、前縁３８と後縁３４との間の距離を検出するか計算するように構成された適切なセンサを使用して測定されてもよい。 
【００１２】
さらに、翼の角度は、翼弦線３２と、翼３１が移動している大気に対する翼の相対運動の方向を表すベクトルＦ１との間に形成される角度θである。例えば、図１Ｂに見られるように、地上車両に組み込まれ、平坦で水平な道路に平行な方向に移動する翼の場合、翼の翼弦３２は水平に延び、翼角度θは本質的にゼロ度の値を有してもよい。翼弦の向きが水平の向きから図１Ｂに示す向き３２´に変更される場合、図示のように、翼角度θは非ゼロ値を有してもよい。図１ＢのベクトルＶ１は、翼システム３０に衝突する気流の方向を表す。さらに、翼の「構成」には、翼のサイズ、形状及び／又は角度が含まれる。このため、例えば、翼システム３０又は翼３１の構成は、翼システム３０の要素を制御して、翼弦長ＣＬ、角度θ及び厚さＴ（図２）などの態様を変えることによって変更されてもよい。「翼弦角度」及び「翼角度」という用語は、本明細書では互換的に使用することになる。翼角度θは、任意の適切な方法を使用して計算されるか、そうでなければ判定されてもよい。例えば、翼角度θは、翼角度が０°の場合に翼弦が延びる水平基準面に対して、前縁３８の空間内の既知の基準位置と後縁３４の空間内の測定位置とを含むセンサ情報を使用して計算されてもよい。
【００１３】
図２を参照すると、翼の厚さＴは、翼の翼弦３２に垂直な方向に最大寸法を有する翼本体７０の一部として定義されてもよい。本明細書に記載の１つ又は複数の構成では、翼の厚さを変更して、翼３１の空力特性を制御してもよい。例えば、図２に示すように、翼の厚さＴは、比較的小さめの値Ｔ１から比較的大きめの値Ｔ１´に変更されるか、その逆に変更されてもよい。
【００１４】
再び図１Ａ−図１Ｄを参照すると、翼システム３０は、幅Ｗ１を有する中空隔壁４０と、幅Ｗ１に沿って延び、翼システム３０の前縁３８を形成するように構成された湾曲壁４２とを備えてもよい。壁４２は、隔壁の（図１Ｃ、図１Ｄにさらに詳細に示す）内部空洞４４を形成する。空洞４４は、翼システム３０の動作に使用可能なさまざまな要素を収容してもよい。例えば、スプール駆動機構５８及び空気袋加圧機構９４の要素（圧縮機又は加圧ガス源及び／又は空気袋膨張制御弁９８など）を隔壁空洞４４内に配置してもよい。このほか、さまざまな制御線、電力線及び空気／ガス供給線を、隔壁空洞４４を通るように設定してもよい。
【００１５】
第１のスプール５４を、隔壁４０に取り付けられたシャフトによって支持された軸受に回転可能に装着してもよい。第１のスプール５４は、隔壁４０の幅寸法Ｗ１と平行に延びるように装着されてもよい。第１のスプール５４は、隔壁４０によって形成された翼前縁３８の背後に装着され、隔壁前縁３８を越えて流れる空気を妨げないように位置決めされてもよい。運動伝達要素５６（例えば、ギア又はプーリなど）を第１のスプール５４の端部に装着して、スプールを（以下でさらに詳細に説明する）スプール駆動機構５８によって回転させることができるようにしてもよい。
【００１６】
このほか、第２のスプール６０を第１のスプール５４の反対側にて隔壁４０に装着してもよい。第２のスプール６０は、隔壁４０に取り付けられたシャフトによって支持された軸受に回転可能に装着されてもよい。第２のスプール６０は、隔壁４０によって形成された翼前縁３８の背後に装着され、隔壁前縁３８を越えて流れる空気を妨げないように位置決めされてもよい。運動伝達要素６２（例えば、ギア又はプーリなど）を第２のスプール６０の端部に装着して、スプールをスプール駆動機構５８によって回転させることができるようにしてもよい。
【００１７】
翼外板６４が、第１のスプール５４に固定された第１の端部６４ａと、第２のスプール６０に固定された第２の端部６４ｂと、（概ね７０で示す）翼本体の外面を形成する第１のスプール５４と第２のスプール６０との間に延びる部分６４ｃとを有してもよい。翼外板６４の第１のスプール５４と第２のスプール６０との間に延びる部分６４ｃは、隔壁４０及びスプール５４、６０の後方に延びて、翼本体の空洞７２を形成してもよい。空洞７２は、膨張可能な空気袋と、加圧ガスの膨張可能な空気袋への供給（及び同空気袋からの放出）を可能にする（集合的に７３で示す）ガス管と、翼システム３０の他の要素とを包含してもよい。
【００１８】
翼外板６４は、第１のスプール５４及び第２スプール６０のうちの少なくとも一方を回転させることにより翼システム３０の構成を制御することができるように、第１及び第２スプール５４、６０周りに巻き付ける（さらに、同スプールから巻き戻す）ことができるように構成してもよく、その結果、翼外板６４の関連部分を第１のスプール５４及び第２スプール６０のうちの少なくとも一方のスプールに巻き付けるか、同スプールから翼外板６４の関連部分を巻き戻すようにしてもよい。翼外板６４の一部のスプール周りへの「巻き付け」は、翼外板６４のスプール周りに巻かれるか巻き付けられる部分の全長を増大させる方向にスプールを回転させることとして定義される。翼外板６４の一部のスプールからの「巻き戻し」は、翼外板６４のスプールに巻かれるか巻き付けられる部分の全長を減少させる方向にスプールを回転させることとして定義される。翼外板６４は、比較的滑らかな表面を有する材料から形成されてもよい。この材料は、穿刺に対して比較的耐性があり、軽量であり、可撓性（即ち、曲げ可能）であるが、伸縮可能ではない。適切な材料には、金属化プラスチックフィルム（Ｍｙｌａｒ（登録商標）フィルムなど）、金属箔をはじめとする材料を挙げてもよい。
【００１９】
長手方向に膨張／収縮可能な少なくとも１つの空気袋７６を翼本体空洞７２内に位置決めしてもよい。図１Ｂに示す実施形態は、翼本体空洞７２内に位置決めされた複数の空気袋７６ａ−７６ｋを示す。空気袋７６ａ−７６ｋは、隔壁４０の幅寸法Ｗ１とほぼ平行に延びてもよい。互いに接触している空気袋７６ａ〜７６ｋの隣接するもの同士を、その接触領域に沿って（例えば、縫合、接着剤塗布又は他の任意の適切な方法により）物理的に互いに接続してもよい。このような接続は、翼構成の変更中に空気袋間の空間的な関係を維持するのに役立つ場合がある。
【００２０】
空気袋７６ａ−７６ｋのサイズ（即ち、ガス充填可能な内部容積）は、動作中に翼が達成するように設計された所望の形状、翼の膨張特性に対する所望の制御レベルをはじめとする関連要因のような要因に従って変化してもよい。例えば、比較的小さめの空気袋（７６ｊなど）を膨張させるか収縮させると、比較的大きめの空気袋（空気袋７６ｆなど）の膨張／収縮によって提供され得る制御よりも、翼３１の翼弦長、角度又は他の構成特性に対する制御の度合いと正確性を増大させることができる可能性がある。比較的大きめの空気袋の方が、同じ内圧まで膨張した比較的小さめの空気袋よりも大きな体積に膨張する可能性がある。その結果、各空気袋が同じ圧力まで膨張した場合、比較的大きめの空気袋は、比較的小さめの空気袋よりも大量の加圧ガスを含有する可能性がある。空気袋７６ａ−７６ｋは、さまざまなガス又はガスの混合物のいずれかによって充填可能であるように構成されてもよい。空気袋を、特定の用途の要件に応じて、空気、ヘリウム及び／又は他のガスで充填してもよい（さらに、空気、ヘリウム及び／又は他のガスを保持するように構成してもよい）。各空気袋は、空気袋を、連動する空気袋膨張制御弁と接続する１つ又は複数の専用の関連ガス管を使用して、個別に膨張可能又は収縮可能であってもよい。
【００２１】
空気袋７６ａ−７６ｋは、非多孔質であり、比較的滑らかな表面を有し、穿刺に対して比較的耐性があり、軽量であり、可撓性（即ち、曲げ可能）であり、伸縮性のある材料から形成されてもよい。空気袋７６ａ−７６ｋ及び翼外板６４の材料は、膨張／収縮中の空気袋の拡張／収縮時及び翼外板の巻き付き及び巻き戻し時の空気袋７６ａ−７６ｋと翼外板６４との間の摩擦を最小限にし、「固着」を防止するように特定されてもよい。１つ又は複数の構成では、翼外板６４と、空気袋７６ａ−７６ｋの外側とのうちの１つ又は複数に塗膜を付与して、翼外板と空気袋との互いに対する滑りを促進してもよい。
【００２２】
さらに、空気袋７６ａ−７６ｋのサイズ及び空間的配置は、翼本体の全体形状を維持するのを支援し、翼弦長及び翼弦角度などの翼構成の態様を漸進的に制御するのを支援するために特定されてもよい。例えば、図１Ｂに見られるように、比較的小さめの空気袋７６ｄ、７６ｅを、比較的大きめの空気袋７６ｆの一部が収容されるポケットを形成するように配置し、それにより、大きめの空気袋７６ｆの相対位置を安定させてもよい。別の例では、翼システム３０の片側に沿った比較的小さめの空気袋７６ｂ及び７６ｅ内の内圧は、翼外板の一部の第２のスプール６０周りへの巻き付け及び翼外板の別の部分の第１のスプール５４からの巻き戻しの増大と組み合わせて減少し、方向Ｂ１にて翼角度θを調整してもよい。ほぼ同じ手順で、翼システム３０の反対側に沿った比較的小さめの空気袋７６ａ及び７６ｄ内の内圧は、翼外板の一部の第１のスプール５４周りへの巻き付け及び翼外板の別の部分の第２のスプール６０からの巻き戻しの増大と組み合わせて減少し、方向Ｂ２にて翼角度θを調整してもよい。さらに別の例では、比較的小さめの空気袋７６ａ〜７６ｅ及び／又は７６ｈ、７６ｊ、７６ｋ内の内圧は、第１及び第２のスプール５４、６０周りの翼外板の巻き付けの増大と組み合わせて減少して、翼弦３２の長さを短縮するのに対し、このような比較的小さめの空気袋内の内圧は、翼外板の第１及び第２のスプール５４、６０からの巻き戻しと組み合わせて増大して、弦長ＣＬを増大させてもよい。このほか、空気袋７６ｆ又は空気袋７６ｇなどの比較的大きめの空気袋の収縮及び膨張を使用して、翼弦長ＣＬを比較的大きめに低減するか増大させてもよい。
【００２３】
図１Ｂ及び図３を参照すると、空気袋７６ａ−７６ｋのうちの最後尾の７６ｋの最後部には、縫い合わせ、接着剤塗布又は他の任意の適切な取り付け手段により、１つ又は複数のローラアセンブリ８０が取り付けられてもよい。各ローラアセンブリ８０は、翼システム３０の再構成中に最後尾空気袋７６ｋと翼外板６４との間の相対運動を促進するように構成され位置決めされる。この態様は、再構成中に最後尾空気袋７６ｋと翼外板６４との間の摩擦を最小化することにより、翼構成の変更を容易にする。これは、翼角度θの変更中に特に有用であり、スプール５４、６０の一方が回転し、他方のスプールが静止した状態であって、翼外板６４と最後尾空気袋７６ｋとの間に相対運動を生じさせ得る状況で特に有用である可能性がある。
【００２４】
図３に示すローラアセンブリ８０は、図３の実施形態は、翼外板６４と最後尾空気袋７６ｋとの間の比較的大きな潜在的な接触の円弧に広がるように構成される。１つ又は複数の構成では、図面に示すように、ローラアセンブリ８０は、翼の後縁３４に沿って翼外板を最後尾空気袋７６ｋから離間させるように互いに離れて広がるように構成された複数の突出部８０ａ、８０ｂ、８０ｃを組み込んでもよい。ローラ８１が突出部８０ａ、８０ｂ、８０ｃのそれぞれから延びて、翼外板６４と最後尾空気袋７６ｋとの間に転がり接触面を提供する。ただし、ローラアセンブリの他の構成も可能である。例えば、単一ローラ構成も可能である。別の例では、複数の玉軸受を含む（図示しない）ハウジングが設けられてもよい。玉軸受は、ハウジング内部に回転可能に取り付けられ、翼外板と最後尾空気袋７６ｋとの間に位置決めされる。
【００２５】
図１Ｃ及び図１Ｄを参照すると、１つ又は複数の構成では、モーフィング翼システム３０は、隔壁空洞４４内に位置決めされ、第１及び第２のスプール５４、６０に動作可能に結合されて、スプール制御コマンドに応答してスプールを回転させる（概ね５８で示す）スプール駆動機構を備えてもよい。スプール駆動機構５８は、各スプールを個別に回転させるように動作可能であるほか、特定の用途で必要とされるときに調整された方法で同時にスプールを回転させるように動作可能であってもよい。このほか、スプールの回転速度を個別に制御してもよい。スプール駆動機構５８は、翼外板及び／又は機構５８への損傷の防止を支援するために、翼外板にて所定の張力に到達するとスプールの回転を停止するように構成されてもよい。
【００２６】
１つ又は複数の構成では、スプール駆動機構５８は、電動機と、第１及び第２のスプール５４、６０の運動伝達要素５６、６２のうちの対応するものと噛み合うように設計された出力ギア（又は他の運動伝達要素）５８ａ、５８ｂとのような要素を備えてもよい。このほか、他の回転運動伝達方法（例えば、ベルト駆動、チェーン駆動など）を使用してもよい。スプール駆動機構５８には、翼システム３０が搭載される（図示しない）車両に接続された（図示しない）電力線を介して動力が供給されてもよい。これとは別に、スプール駆動機構５８には、隔壁空洞４４内に装着された電池８６によって動力が供給されてもよい。電池８６は、車両の動力源（例えば、車両エンジン）によって再充電可能であってもよい。あるいは、電池８６は、再充電のために隔壁空洞４４内の発電機９０に動作可能に結合されてもよい。発電機９０には、任意選択で、隔壁に取り外し可能に装着され得る（以下でさらに詳細に説明する）タービンブレード９２によって動力が供給されてもよい。スプール駆動機構５８は、本明細書に記載のスプール５４、６０の動作を提供するか促進する必要がある場合、１つ又は複数の（図示しない）アクチュエータを備えてもよい。任意の適切なアクチュエータを使用することができる。例えば、１つ又は複数のアクチュエータには、いくつかの可能性を挙げると、モータ、空気圧アクチュエータ、油圧ピストン、リレー、ソレノイド及び／又は圧電アクチュエータを挙げることができる。
【００２７】
１つ又は複数の構成では、モーフィング翼システム３０は、空気袋７６ａ−７６ｋに膨張ガスを供給して空気袋の加圧を制御するように構成された空気袋加圧機構９４を備えてもよい。１つ又は複数の構成では、空気袋加圧機構９４は、空気袋の膨張のために加圧ガスを提供するための圧縮機又は他の加圧ガス源（加圧ガスタンクなど）９６を備えてもよい。圧縮機／加圧ガス源及び／又は空気袋加圧機構９４の他の要素は、隔壁空洞４４又は翼システム３０が取り付けられている車両に配置されてもよい。隔壁４０に配置されたガス源９６には、車両からの電力線、隔壁空洞４４に組み込まれた電池８６、あるいは隔壁４０に任意選択で回転可能に取り付けられた（以下でさらに詳細に説明する）タービンブレード９２に動作可能に結合された発電機９０によって電力が供給されてもよい。１つ又は複数の構成では、圧縮機の動作の態様は、例えば、ユーザ生成のコマンド又はセンサデータに応答する適切に構成されたプロセッサ（翼制御システムプロセッサ１０４など）によって手動で制御されたり、及び／又は自律的に制御されたりしてもよい。
【００２８】
個々の空気袋７６ａ−７６ｋに加圧ガスを選択的に移動させるために、空気袋膨張制御弁９８のセットを設けてもよい。ガスを、弁から空気袋まで延びる関連ガス供給線を使用して、個々の空気袋に移送してもよい。このほか、空気袋への流れを制御する弁を同時に開き、第１及び第２のスプールのうちの１つ又は複数を操作して翼外板の一部を巻き取り、それによって外板を引っ張って翼本体空洞７２の容積を収縮させ、それによって開いた弁を通して空気袋からのガスを放出することによって、ガスを空気袋から排出させるか流出させてもよい。１つ又は複数の構成では、制御弁９８は隔壁空洞４４に配置されてもよい。１つ又は複数の構成では、制御弁９８のそれぞれの選択的な開閉が、例えば、ユーザ生成コマンド又はセンサデータに応答する適切に構成されたプロセッサによって、手動で制御されたり、及び／又は自律的に制御されてもよい。
【００２９】
空気袋加圧機構９４は、本明細書に記載の空気袋加圧機能の動作を提供するか促進するのに必要な１つ又は複数の（図示しない）アクチュエータを備えてもよい。例えば、特定のアクチュエータは、プロセッサ１０４からの制御信号に応答して、空気袋膨張制御弁９８のうちの選択されたものを開閉するように構成されてもよい。任意の適切なアクチュエータを使用することができる。例えば、１つ又は複数のアクチュエータには、いくつかの可能性を挙げると、モータ、空気圧アクチュエータ、油圧ピストン、リレー、ソレノイド及び／又は圧電アクチュエータを挙げることができる。１つ又は複数の構成では、圧縮機の動作の態様を、適切に構成されたプロセッサ（本明細書に記載の翼制御システムプロセッサ１０４など）によって手動で制御したり、及び／又は自律的に制御してもよい。
【００３０】
これまで説明したアクチュエータのほかに、モーフィング翼システム３０は、（モーフィング翼システムの他の構成要素に動作可能に結合された状態で図５に概略的に示す）他のアクチュエータ１０１を備えてもよい。アクチュエータは、制御信号の受信に応答して、本明細書に記載の方法でモーフィング翼システム３０の１つ又は複数の構成要素及び／又は機構を変更したり、調整したり、及び／又は変更したりするように動作可能な任意の要素又は要素の組み合わせを概ね備えることができる。任意の適切なアクチュエータを使用することができる。例えば、１つ又は複数のアクチュエータ１０１には、いくつかの可能性を挙げると、モータ、空気圧アクチュエータ、油圧ピストン、リレー、ソレノイド及び／又は圧電アクチュエータを挙げることができる。
【００３１】
隔壁４０に装着されるか隔壁４０内に搭載されたモーフィング翼機構又は要素のいずれかへの電力を、電池８６及び翼アセンブリの外部の電源（車両電源など）の１つ又は複数によって供給してもよい。これとは別に、本明細書に記載のように、翼に動作可能に接続された１つ又は複数のソーラーパネル１８０（図９）によって電力を供給してもよい。
【００３２】
モーフィング翼システムの圧縮機９６、制御弁９８、スプール駆動機構５８及び／又は他の要素に電力を供給するために、電池８６を隔壁空洞４４内に位置決めしてもよい。
【００３３】
図４は、図１Ａに示すモーフィング翼システムを制御するように構成された翼制御システムの一実施形態の概略ブロック図である。図５は、図１Ａ〜図１Ｄに示し、これまでに説明したモーフィング翼システムのブロック概略図である。図６は、本明細書に記載の実施形態によるモーフィング翼システム３０を組み込んだ車両１７０の一実施形態を示す。車両１７０は入力システム６０４を備えることができる。「入力システム」には、情報／データを機械に入力できるようにする任意の装置、構成要素、システム、要素、構成又はそのグループが挙げられる。入力システム６０４は、車両の乗客（例えば、運転者又は乗客）からの入力を受信することができる。車両１７０は出力システム６０６を備えることができる。「出力システム」には、情報／データを車両の乗客（例えば、人、車両の乗客など）に提示することができるようにする任意の装置、構成要素又は配置又はそのグループが挙げられる。１つ又は複数の構成では、翼は、入力システム６０４及び出力システム６０６を使用して、車両制御コンソールから手動で制御されてもよい。ユーザが、出力システムを介して車両の抗力、重量、気流速度などに関するセンサデータを受信してもよく、入力システムを使用して、センサデータに応じて角度、翼弦長、厚さなどの翼構成パラメータを制御してもよい。車両１７０はこのほか、他の車両プロセッサ６０２及び他の車両システム６０８を備えてもよい。
【００３４】
図面、特に図４を参照すると、翼制御システム１０２が、１つ又は複数の特定の目的を満たすために、翼システム３０の構成要素の動作（空気袋の膨張／収縮及び翼外板の一部を巻き付ける／巻き戻すスプール５４、６０の動作など）を制御して、翼システム３０を構成してもよい。図４は翼制御システム１０２の一実施形態を示す。翼制御システム１０２は、人間のユーザから受信したコマンドに応答して、あるいはセンサデータ、プログラムされた命令及び／又は他の入力に基づいて自律的に翼システム３０を再構成する動作を制御するように構成されてもよい。翼制御システム１０２は、モーフィング翼システム３０の構成要素として図示されているが、さまざまな実施形態では、翼制御システム１０２は、車両制御システムの一部として、あるいは車両１７０とは別に、翼が搭載される車両１７０（図６）と少なくとも部分的に統合することができる。このため、１つ又は複数の実施形態では、翼制御システム１０２は、有線接続又は無線接続を介して車両１７０と通信して、本明細書で考察する機能の態様を達成することができる。
【００３５】
１つ又は複数の構成では、翼制御システム１０２の一部の要素又は全要素を隔壁空洞４４に配置するか、そうでなければ隔壁４０に取り付けて、その結果、必要に応じて、改良としてのモジュール式でモーフィング翼システム３０を（図示しない）車両に追加してもよい。隔壁４０は、車両１７０の適切な場所に装着され、翼システム３０と車両との間の（電力、情報交換などのための）任意の必要な接続を翼システムの設置過程中に実施してもよい。翼制御システム１０２の要素を、データバス又は別の通信経路を使用して互いに内部的に接続してもよい。他の構成では、翼制御システム１０２の特定の要素は、適切な無線通信インターフェースを使用して無線で接続されてもよい。
【００３６】
一般に、翼構成は、膨張／収縮可能な空気袋７６ａ−７６ｋのうちの１つ又は複数の膨張及び／又は収縮を制御することにより制御されたり、及び／又はスプール５４、６０のうちの１つ又は複数を作動させて翼本体７０（即ち、翼の隔壁４０から後方に延びる部分）を短縮するか延長することにより制御されたりしてもよい。再び図２を参照すると、翼制御動作の一例では、翼の少なくとも一部の厚さＴ１を（例えば、Ｔ１からＴ１´に）増大させてもよい。翼構成が本明細書に記載するように再構成されるか「モーフィング」されるにつれて、翼弦３２の長さ及び／又は衝突空気流の方向を表すベクトルＶ１に対する翼３１の向き又は角度θは、翼３１の後縁３４と第１のスプール５４との間に延びる翼外板の長さを増大させるために翼外板６４の第１の部分を第１のスプール５４から同時に巻き戻すか連続的に巻き戻し、翼の後縁３４と第２のスプールとの間に延びる翼外板の長さを増大させるために翼外板６４の第２の部分を第２のスプール６０から巻き戻すことと連動して、膨張／収縮可能な空気袋７６ａ−７６ｋのうちの１つ又は複数の圧力を増大させて空気袋を拡張させることにより、それに応じて変化してもよい。厚さの増大を補償するための翼外板６４の巻き戻し部分が、翼の翼弦長ＣＬを必ずしも低減することなく翼の厚さを増大させてもよい。
【００３７】
再び図２を参照すると、翼制御動作の別の例では、翼の少なくとも一部の厚さＴ１は、後縁３４と第１のスプール５４との間に延びる翼外板の長さを減少させるために翼外板６４の第１の部分を第１のスプール５４周りに同時に巻き付けるか連続的に巻き付け、後縁３４と第２のスプール６０との間に延びる翼外板の長さを減少させるために第２のスプール６０周りに翼外板６４の第２の部分を巻き付けることに連動して、空気袋７６ａ−７６ｋのうちの１つ又は複数の内部の圧力を低下させて空気袋を収縮させる（あるいは、空気袋が外圧下で収縮することができるようにする）ことによって（例えば、Ｔ１´からＴｉまで）減少してもよい。厚さの減少を補償するための翼外板６４の巻き付き部分が、翼弦長ＣＬを必ずしも増大させることなく翼の厚さを減少させてもよい。翼の厚さを減少させると、比較的高めの速度で移動するときの翼の空力特性が改善される場合がある。
【００３８】
図７を参照すると、翼制御動作の別の例では、第１のスプール５４及び第２のスプール６０のうちの一方のスプールを回転させて翼外板６４の第１の部分を第１のスプール及び第２のスプールのうちの一方のスプール周りに巻き付け、翼の後縁３４と第１のスプール５４及び第２のスプール６０のうちの一方のスプールとの間に延びる翼外板６４の一部を短縮し、同時に第１のスプール５４及び第２のスプール６０のうちの他方のスプールを回転させて、翼外板６４の第２の部分を第１のスプール５４及び第２のスプール６０のうちの他方のスプールから巻き戻し、後縁３４と第１のスプール５４及び第２のスプール６０のうちの他方のスプールとの間に延びる翼外板の一部を延長することによって、翼３１の角度８を制御してもよい。例えば、翼外板６４の一部を第１のスプール５４周りに巻き付けながら第２のスプール６０から翼の別の部分を巻き戻すと、翼後縁３４を持ち上げて、正の角度８を有する翼構成（図７に示す構成３０−１など）を提供してもよい。この構成により、ダウンフォースが増大してもよい。さらに、ダウンフォースの増大は、角度値の範囲に対して、角度８の正の大きさに対応してもよい。
【００３９】
別の例では、第２のスプール６０周りに翼外板６４の一部を巻き付けながら第１のスプール５４から翼の別の部分を巻き戻すと、翼後縁３４を下げて、図７に示す構成３０−２など、負の角度８を有する翼構成を提供してもよい。この構成は、追加の揚力（又はダウンフォースの減少）を提供してもよい。さらに、揚力の増大は、角度値の範囲に対して、角度θの負の大きさに対応してもよい。揚力の増大は、車両が比較的重い場合に有用である。揚力の増大が、車両の操作又は安定性を危うくすることなく燃費を向上させる可能性があると判定される。 
【００４０】
空気袋７６ａ−７６ｋのうちの１つ又は複数の圧力は、所望の正又は負の角度への再構成を容易にするために必要な場合、同時に増大するか減少してもよい。
【００４１】
図８を参照すると、翼制御動作の別の例では、後縁３４と第１のスプール５４との間に延びる翼外板の長さを増大させるために第１のスプール５４から翼外板６４の第１の部分を巻き戻すと同時に、後縁３４と第２のスプール６０との間に延びる翼外板の長さを増大させるために第２のスプール６０から翼外板６４の際２の部分を巻き戻すことと連動して、空気袋７６ａ−７６ｋの１つ又は複数の圧力を増大させて空気袋を膨張させることによって、翼の翼弦３２の翼弦長ＣＬを（例えばＣＬ１−ＣＬ２に）増大させてもよい。これにより、図８に示すＣＬ１からＣＬ２に翼弦長が増大してもよい。翼弦長ＣＬを増大させると、翼の角度θが負の場合に揚力が増大し、翼の角度θが正の場合にダウンフォースが増大してもよい。ダウンフォースの増大は、例えば、車両と道路との間の接触力を増大させて、操作と安定性を高めることが望ましい場合に有用である可能性がある。
【００４２】
翼制御動作の別の例では、翼外板６４の第１の部分を第１のスプール５４周りに巻き付けて後縁３４と第１のスプール５４との間に延びる翼外板の長さを減少させると同時に、翼外板６４の第２の部分を第２のスプール６０周りに巻き付けて後縁３４と第２のスプール６０との間に延びる翼外板の長さを減少させることと連動して、空気袋７６ａ−７６ｋのうちの少なくとも１つの圧力を低下させることにより、翼の翼弦長を減少させてもよい。
【００４３】
図４は、翼制御システム１０２の一実施形態の概略ブロック図である。１つ又は複数の構成では、翼制御システム１０２はこのほか、人間のユーザによる翼構成の手動制御を可能にするように構成されてもよい。例えば、翼制御システム１０２に動作可能に結合されたときの車両入力システム（図６に示す入力システム６０４など）を使用して、メニュー駆動の手動コマンドを生成してもよい。手動コマンドは、（以下でさらに詳細に説明する）翼制御システムプロセッサ１０４によって受信されてもよい。プロセッサ１０４は、翼システムの要素（スプール５４、６０及び空気袋加圧機構９４など）を制御して、ユーザコマンドを実行するように構成されてもよい。プロセッサ１０４は、車両出力システムを介して、翼の状態（角度、長さ、厚さなど）、パラメータ値、警告をはじめとする情報をユーザに伝達するように構成されてもよい。制御システム１０２のさまざまな構成要素（スプール５４、６０及び空気袋加圧機構９４など）は、個別に制御されて翼構成に影響を及ぼしてもよい。あるいは、制御システム１０２の構成要素は、望ましい翼構成を提供するのに必要な任意の組み合わせにて、同時に制御することができる。
【００４４】
プロセッサ１０４はこのほか、翼システム３０を制御しようとするユーザの試みにてユーザと対話するように構成されてもよい。例えば、プロセッサ１０４は、車両入力システム６０４と相互作用して、ユーザが、提案された翼角度θを入力し、例えば、新たな翼角度が車両の燃費又は道路対処に及ぼすであろう影響の推定値を（車両出力システムを介して）プロセッサから受信することができるように構成されてもよい。１つ又は複数の構成では、翼制御システム１０２は、任意の制御可能な翼パラメータの任意の提案された変化（例えば、翼角度の変更）の影響（例えば、ダウンフォースの増大、燃料消費の増大）をユーザに通知するように構成されてもよい。
【００４５】
翼制御システム１０２はこのほか、翼システム３０を自律的に制御して、翼構成によって影響を受ける可能性がある特定の車両性能パラメータの成分の最大化、最小化及び／又は最適化を支援するように構成されてもよい。例えば、この構成は、車両の燃費が翼システム３０の構成によって影響を受ける可能性がある程度まで、翼制御システム１０２によって本明細書に記載のように制御されてもよい。
【００４６】
燃費と道路反応（又は道路対処）は、翼構成を制御することによって影響を受ける可能性のある性能特性の代表例として本明細書では説明することになるが、他の性能特性も、翼構成の制御可能な態様にある程度依存している場合に影響を受ける可能性があることが理解されよう。
【００４７】
翼制御システム１０２は１つ又は複数のプロセッサ１０４を備えてもよい。１つ又は複数の構成では、プロセッサ１０４は、モーフィング翼システム３０のさまざまな構成要素の動作を制御するように構成された電子制御ユニット（ＥＣＵ）とすることができる。プロセッサ１０４は、図示のように翼制御システム１０２の一部であってもよく、あるいは翼制御システムプロセッサは車両１７０のプロセッサ（図６の車両プロセッサ６０２など）であってもよい。プロセッサ１０４は、例えば、無線による既知の方法又はデータバス又は他の通信経路を介した既知の方法にて翼制御システム１０２及び／又は車両１７０の他の要素と通信してもよい。
【００４８】
モーフィング翼システム３０は、制御コマンドを策定する際に使用するために翼制御システム１０２にデータを提供するように構成されたさまざまなセンサ１２４を備えてもよい。センサ１２４は、翼周りの気流と、翼構成要素が受ける圧力及び温度と、他の関連パラメータとに関する情報を検出するように構成されたセンサを備えてもよい。例えば、センサ１２４は、空気袋外圧センサ１２４ａ及び空気袋内圧センサ１２４ｂと、空気袋壁に生じる圧力差の判定材料となり得る情報とを含んでもよい。これは、空気袋の破裂を引き起こす可能性のある重度の圧力差又は過剰応力状態を検出するのに役立つ可能性がある。このような過剰応力センサは、翼制御システム１０２に動作可能に結合されてもよい。制御システム１０２は、空気袋内で過剰応力状態が検出された場合、過剰応力状態が緩和されるまで空気袋から加圧ガスを排出するために、過剰応力空気袋に連動する制御弁９８のいずれかを作動するように構成されてもよい。制御システム１０２はこのほか、スプール駆動機構５８を作動させて翼外板６４の一部を巻き戻し、空気袋７６ａ−７６ｋのうちの１つ又は複数の圧力を緩和するのを支援するように構成されてもよい。
【００４９】
センサ１２４はこのほか、翼前縁３８に衝突する気流の速度及び方向を検出するための気流速度センサ１２４ｃ及び気流方向センサ１２４ｄを備えてもよい。抗力関連センサ１２４ｅを、抗力関連パラメータに関する情報を提供するために、隔壁４０及び翼外板６４に沿ったさまざまな位置に位置決めしてもよい。翼本体温度センサ１２４ｆを、翼システム３０の効率的な動作を妨げる可能性のある過剰な温度条件を検出するために、翼本体空洞７２内に位置決めしたり、及び／又は空気袋７６ａ−７６ｋの外面に沿って位置決めしてもよい。このほか、他のタイプのセンサ１２４ｇを設けてもよい。
【００５０】
モーフィング翼システム３０はこのほか、翼システムの動作に関連する追加情報を受信するために、非車両道路状態センサ１３１及び／又は他の非車両センサと無線通信してもよい。さらに、翼制御システムプロセッサ１０４は、翼３１の動作に有用な追加情報を取得することができるように、必要に応じて１つ又は複数の（一括して１３０で示す）車両センサに動作可能に結合するように構成されてもよい。モーフィング翼システムの効率的な動作に関連する車両センサデータには、車両重量センサ１３０ａ、車両道路速度センサ１３０ｂ、車両道路状態センサ１３０ｃ、車両風速センサ１３０ｄ、車両風向センサ１３０ｅ及び他の車両センサ１３０ｆからの情報が含まれてもよい。車両のダウンフォースは、車両の車輪によって支持される（車両の翼システム３０が搭載される部分を含む）車両の部分の重量の関数として、適切な車両重量センサによって測定されてもよい。モーフィング翼システム３０の効率的な動作に関連する検出されたか計算されたパラメータには、空気力学的抗力、揚力、ダウンフォース、予測燃費をはじめとするパラメータが含まれてもよい。
【００５１】
引き続き翼制御システム１０２を参照すると、制御システム１０２はデータベース１０６を備えてもよい。データベース１０６は、翼制御システム１０２のメモリ１０８に保存された電子データ構造であってもよく、あるいはデータベース１０６は、図４に示すようにメモリ１０８とは別に保存されてもよい。データベース１０６は、データを分析し、保存されたデータを提供し、保存されたデータを整理するなどのために、プロセッサ１０４によって実行することができるルーティンで構成されてもよい。このため、一実施形態では、データベース１０６は、さまざまな機能を実行する際に翼制御システム１０２のさまざまなモジュールによって使用されるデータを保存する。
【００５２】
参照情報１０７には、式、ルックアップテーブル及びデジタル処理可能な形態に変換されたグラフに含まれる情報などの情報が含まれてもよい。参照情報には、例えば、所与の車両重量にて動作する車両に付与される揚力及び／又はダウンフォースのさまざまな値について車両の燃料消費を推定するためにプロセッサ１０４によって使用可能な方法が含まれてもよい。そのような情報は、さまざまな空力応答パラメータの最適化を支援したり、及び／又は翼構成の提案された変更の影響に関して人間のユーザに通知したりするために、プロセッサ１０４によって使用可能であってもよい。
【００５３】
別の例では、参照情報１０７は、燃料消費への影響を最小限に抑えながら車両静止摩擦を高めるためにダウンフォースを最適化することを目的とする自律的手順でプロセッサによって使用可能な情報を含んでもよい。関連するセンサデータと組み合わせて使用されるそのような情報により、プロセッサ１０４は、さまざまな相反する要件の平衡を保つための最適な翼構成を判定することができるほか、安全に実施され得る翼構成パラメータの最大値又は最小値を判定することができる。特定のモーフィング翼設計の制御限界として使用するための空力特性の最大安全値及び最小安全値（及びこのような最大安全値及び最小安全値を提供し得る翼構成パラメータ）に関連する情報を、参照情報１０７に一括して保存してもよい。さらに、プロセッサ１０４は、参照情報１０７及び／又は他の情報をセンサデータとともに使用して、最大制御限界及び最小制御限界を計算するか、そうでなければ判定するように構成されてもよい。このような最大制御限界及び最小制御限界は、連続的に再計算される（即ち、所与のデータ取得と処理のサイクル時間を可能な限り迅速なものにする）か、定期的に再計算されてもよい。
【００５４】
参照情報１０７はこのほか、さまざまなセンサデータパラメータ（翼前縁に衝突する気流の方向及び速度など）をさまざまな可能な翼構成パラメータ（翼弦長など）に関連付ける情報を含む気流テーブルを含んでもよい。そのような情報は、解析的又は実験的に判定され、翼の最適な構成を判定する際、あるいは翼が車両に及ぼす揚力及びダウンフォースなどの特定の空力特性を最大化又は最小化する際にプロセッサ１０４が使用するためにコンパイルされてもよい。プロセッサ１０４は、センサデータ及び気流テーブル情報を使用して、翼制御システム、モジュールに保存された命令を実行して、翼システム３０の空気袋加圧機構９４、スプール駆動機構５８をはじめとする要素の動作を自律的に制御してもよい。データベースはこのほか、さまざまな車両センサ１３０及びモーフィング翼システムセンサ１２４から取得したか受信したセンサデータ１０５を保存するかバッファに格納してもよい。
【００５５】
一実施形態では、翼制御システム１０２は、本明細書に記載の１つ又は複数のモジュールを保存するメモリ１０８を備える。メモリ１０８は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、あるいは本明細書に記載のモジュールを保存するための他の適切なメモリである。モジュールは、例えば、プロセッサ１０４によって実行されると、プロセッサ１０４に本明細書で開示するさまざまな制御機能を実行させるコンピュータ可読命令である。
【００５６】
本明細書にて翼制御モジュール１１０について説明する。翼制御モジュール１１０は、翼制御システム１０２に組み込まれてもよい。しかし、翼制御システム１０２は、特定の用途の要件に応じて、２つ以上のモジュールを組み込んでもよい。モジュール１１０は、プロセッサ（プロセッサ１０４又は６０２など）によって実行されると、本明細書に記載のさまざまなプロセスの１つ又は複数を実行するコンピュータ可読プログラムコードとして実装することができる。モジュール１１０は、プロセッサ１０４の構成要素とすることができ、あるいはモジュールは、プロセッサ１０４が動作可能に接続された他の処理システム上で実行することができたり、及び／又は同システム間で分散させることができる。モジュール１１０は、１つ又は複数のプロセッサ１０４により実行可能な命令（例えば、プログラムロジック）を含んでもよい。
【００５７】
１つ又は複数の構成では、本明細書に記載のモジュール１１０は、人工知能要素又は計算知能要素、例えば、ニューラルネットワーク、ファジー理論又は他の機械学習アルゴリズムを含むことができる。さらに、１つ又は複数の構成では、モジュール１１０は、複数のモジュールを含む制御システムの実施形態では、複数の他のモジュール間に分散させることができる。
【００５８】
１つ又は複数の構成では、翼制御モジュール１１０は、ユーザが選択した１つ又は複数のパラメータ、例えば、燃費又は道路反応などを最適化するために、同時又は順番に、所定の方法で１つ又は複数の制御可能な翼パラメータ（翼弦長、角度、厚さなど）を変えるように構成することができる。本明細書で使用する「最適化」という用語は、１つ又は複数の翼構成パラメータ（翼長や翼角度など）を変更して、最初の望ましい性能パラメータ（燃費や道路反応など）を最大化しようとすることがあるが、最初の性能パラメータの最大化は、１つ又は複数の他の性能パラメータに適用可能な管理制限によって制限される場合があることを反映している。
【００５９】
本明細書で地上車両用途に使用する「ダウンフォース」という用語は、車両が存在する道路に車両が接触する力を指す。ダウンフォースは、車両重量の関数であるほか、翼に作用する下向きの反力の関数であり、翼に衝突して、翼から上方に再び方向づけられる気流によって生成される。
【００６０】
燃費を最大限に高めるには、車両のダウンフォースを最小限に抑えることが望ましい。ただし、ダウンフォースを減らして燃費を最大化すると、ダウンフォースは車両操作を損なうほど低下する可能性があるため、所与の運転条件のセットに対する最適な燃費は最大燃費ではない場合がある。このため、燃費を促進するためにダウンフォースの最小化に抑制をかけないと、望ましくない程度まで道路対処に悪影響を及ぼす可能性がある。別の例では、道路反応を向上させるためにダウンフォースの最大化に抑制をかけないと、望ましくない程度まで燃費に悪影響を及ぼす可能性がある。その結果、道路対処特性を最適化する場合、所定の制御限界を設定し、燃費及び／又は他のパラメータに適用してもよい。同じように、燃費を最適化する場合、所定の制御限界を設定して、ダウンフォース及び／又は他のパラメータに適用してもよい。
【００６１】
このような制御限界が適用されると、翼システム３０の１つ又は複数の制御可能な機能が制御されて、それに応じて所望のパラメータ又は一次パラメータ（例えば、燃費又は道路対処）を制御して、該当する制御限界を超えるか破る程度まで、１つ又は複数の他の二次パラメータに悪影響を及ぼし始めるポイントに向けて一次パラメータを最大化してもよい。この時点で、所望のパラメータは最適化されていると考えてもよい。制御制限が二次パラメータに適用されず、一次パラメータが最適化のためにユーザによって選択された場合、一次パラメータ値は、翼システム３０の動作によって可能な限り最大限に最大化される（あるいは、最小化される）場合があり、この時点で、一次パラメータは最適化されていると考えられることになる。
【００６２】
ユーザが制御限界の１つ又は複数を制御システムに事前にプログラムするか、１つ又は複数の制御限界を選択してもよい。これとは別に、車両速度、現在の道路状態などの要因に基づいて、制御システムによって１つ又は複数の制御限界を判定し、自律的に設定してもよい。例えば、ユーザが道路反応を最適化することを選択してもよい（最適化のためにユーザが一次パラメータを選択してもよい）。道路反応を、車両の車輪と道路との間の接触力によって影響を受ける車両操作特性として概ね定義してもよい。翼制御システム１０２は、ダウンフォースを増大させて道路対処を改善するように翼３１の構成を制御してもよい。しかし、翼の制御動作の結果として燃費が所定の値を下回らないように制御限界が燃費（この場合は二次パラメータ）に適用される場合、制御システム１０２は翼３１を制御して燃費制御限界に到達するポイントまでダウンフォースのみを増大させてもよい。
【００６３】
現在の燃費推定値は、道路対処特性に対する翼の影響を監視するために、翼構成が制御されるときに継続的に再計算されるか、そうでなければ再判定されてもよい。同じように、道路対処特性に関連するダウンフォースなどのパラメータの値は、翼構成が制御されるときに、継続的に再計算されるか、そうでなければ再判定されてもよい。制御限界は、データベース参照情報１０７又は他の任意の適切な場所に保存されてもよい。
【００６４】
翼の制御によって影響を受ける可能性のある道路対処特性には、車両の道路対処能力の計算又は判定に利用される可能性のあるダウンフォース及び／又は他の任意の関連パラメータが含まれてもよい。このため、対象として使用され、翼の変更のフィードバックとして使用される道路対処特性は、ダウンフォースのみに（あるいはダウンフォースに主に）基づいたものであってもよい。あるいは、道路対処特性は、ダウンフォースを含むいくつかの他のパラメータの値の混合又は統合に基づいたものであってもよい。
【００６５】
所与の入力（車両速度及び／又は他のセンサデータなど）に対するそのようなパラメータの値を計算するか判定するために使用可能なさまざまな情報源（式、ルックアップテーブルなど）を、データベース１０６又は各種の場所のうちの任意の他の適切な場所に保存してもよい。同じように、本明細書に記載のいずれかの目的で制御システムが使用する任意の他のパラメータ（車両抗力、燃費、ダウンフォースなど）の現在の値を計算するか判定するために使用可能な情報源（式、ルックアップテーブルなど）を、データベース１０６又は各種の場所のうちの任意の他の適切な場所に保存してもよい。
【００６６】
さまざまな情報源から提供される情報は、センサデータ及びその他の関連情報と組み合わせて使用されて、最適化のために選択されたパラメータの量又は特定の数値を生成し、その結果、この値は制御コマンドによって翼構成の変化に応じて再計算されるか判定されてもよい。これにより、フィードバックループを実行することができ、これにより、翼システムの機能を制御して、所望の動作パラメータの最適値にできるだけ近くなるまで翼の構成を制御する。このほか、この制御ループにより、所望の操作パラメータの最適な値（又は最適に近い値）を維持することができる。 
【００６７】
本明細書に記載の翼制御モジュール１１０は、ユーザが選択した一次性能パラメータに所望の方法で影響を及ぼすように施された翼構成変更によって影響を受けるであろうさまざまな二次パラメータに適用可能な制御限界にアクセスするか、受信するか、計算するか、そうでなければ判定するように構成されてもよい。本明細書に記載のモジュール１１０は、制御された方法で、ユーザが選択した車両性能パラメータを最大化するか最小化することを試みて、車両性能を向上させるか、ユーザが望む結果を達成するように構成されてもよい。本明細書に記載のモジュール１１０は、このような二次パラメータに対する翼構成の変化の影響を監視し、適用可能な制御限界を超えることになる翼構成の変更がさらに施されるのを停止するように構成されてもよい。
【００６８】
本明細書に記載のモジュール１１０は、１つ又は複数の二次パラメータに適用可能な制御限界を破るか超過する場合、二次パラメータを適用可能な制御限界内の値に戻すように翼システム３０の１つ又は複数の構成要素を制御するように構成されてもよい。１つ又は複数の構成では、本明細書に記載のモジュール１１０は、ユーザの嗜好、車両センサデータ、翼センサデータ、データベース１０６からの情報及び他の利用可能な情報などの情報を使用して、所与のアプリケーションに対する制御限界を計算するか、そうでなければ判定するように構成されてもよい。制御限界は、継続的に、一定の時間間隔で、あるいは１つ又は複数の事象又は出来事に反応して計算されるか判定されてもよい。本明細書に記載の現在の燃費、ダウンフォース又は任意の他のパラメータは、データ取得及び処理サイクルに従って可能な限り頻繁に、定期的又は継続的に再判定されるか更新されてもよい。
【００６９】
１つ又は複数の構成では、メモリ１０８に保存された翼制御モジュール１１０は、翼３１の構成によって影響を受ける可能性がある車両道路反応の態様を最適化するように翼の構成を制御するように構成されてもよい。このため、道路反応は、翼の構成を変更することによって影響を受けることが求められる一次パラメータであってもよい。道路反応は、（二次パラメータとして）燃費の最大化によっても影響を受ける可能性のある制御限界であって、燃費に適用可能である制御限界（存在する場合）に従って、翼が提供する揚力を最小化（あるいはダウンフォースを最大化）しようと試みることにより最適化されてもよい。ダウンフォースは、翼の角度を変更して、気流の衝突によって翼に付加される下向きの力を最大化することによって最大化されたり、及び／又は翼の長さを最大化して、それに応じて気流が衝突して作用する翼表面積を最大化することによって、最大化されたりしてもよい。
【００７０】
ここで図９を参照すると、隔壁４０は、それ自体に任意の取り外し可能タービンブレード９２を取り付けることができるように構成されてもよい。タービンブレードは、例えば、翼前縁３８に形成された開口部に取り付け可能であってもよい。開口部は、翼３１周りの気流を妨げないように、使用されていないときには蓋がされていてもよい。タービンブレード９２は、隔壁と、隔壁の内側に装着された構成要素（例えば、発電機９０）に動作可能に結合して、タービンブレード９２の回転によって電池８６を充電することができるように構成されたり、及び／又はタービンブレード９２によって翼システムの構成要素に動力を供給することができるように構成されたりしてもよい。
【００７１】
図９を参照すると、隔壁４０は、それ自体に任意の取り外し可能パイロン１７２を取り付けることができるように構成されてもよい。パイロン１７２は、ユーザが任意選択で翼３１に動作可能に結合し得るソーラーパネル１８０を支持するように構成されてもよい。パイロン１７２は、空気力学的に好ましい形状を有して、パイロン１７２の隔壁４０への取り付けから生じる可能性がある抗力の任意の増大を最小限に抑えてもよい。パイロン１７２は、ソーラーパネル１８０を翼システム３０の電池８６又は他の構成要素に電気的に接続するための（図示しない）配線を組み込んでもよい。ソーラーパネルはこのほか、ソーラーパネルによって吸収された太陽エネルギーを電池８６の充電又は翼システム３０の他の構成要素への電力供給に使用可能な電気エネルギーに変換することを促進するために必要な任意の（図示しない）ソーラー変換要素に電気的に結合されてもよい。そのような太陽光変換素子は隔壁４０内に装着されてもよい。パイロンはこのほか、翼を横切る気流との干渉を最小限に抑えるために、ソーラーパネル１８０を翼３１から離間するのに十分な長さを有してもよい。図９に示す追加の要素（タービンブレード、パイロン、ソーラーパネル）を備える翼１３０は、例えば、地上車両又は航空機に装着されてもよい。
【００７２】
車両の道路反応を最適化するために翼構成を制御する追加の態様については、図１０Ａ及び図１０Ｂに関連して以下で考察する。図１０Ａ及び図１０Ｂは、車両の道路反応の最適化に連動する方法１０３０のフローチャートを示す。方法１０３０は、図４及び図５の翼制御システム１０２の観点から以下で考察される。方法１０３０は、翼制御システム１０２と組み合わせて考察されるが、方法１０３０は、翼制御システム１０２内で実施されることに限定されず、代わりに方法１０３０を実施することができるシステムの一例であることを理解されたい。 
【００７３】
図１０Ａを参照すると、ブロック１０１０では、制御システム１０２は、最適化対象の性能パラメータのユーザ選択を受信してもよい。図１０Ａ及び図１０Ｂの例では、最適化のために道路反応が選択された。
【００７４】
ブロック１０１２では、制御システム１０２は、道路反応を最適化する目的で、翼角度を調整してダウンフォースを増大させることができるかどうかを判定してもよい。例えば、プロセッサ１０４は、ダウンフォースを増大させるために、図７の構成３０−１によって示すように、翼の現在の角度を判定し、翼角度θを正（あるいはさらに正）にすることができるかどうかを判定してもよい。翼角度の変更はそれほど複雑ではなくエネルギー集約的である可能性があるため、制御システム１０２は、翼の翼弦長ＣＬを変更する前に翼角度θの変更を試みるように構成されてもよい。しかし、所望であれば、これとは別に、制御システム１０２は、翼角度θを変更する前に翼の翼弦長ＣＬの変更を試みるように構成されてもよい。
【００７５】
翼角度８を変更してダウンフォースを増大させることができない場合、翼角度をさらに変更してダウンフォースを増大させることができないというメッセージが（ブロック１０１１にて）ユーザに対して生成されてもよい。次に、制御はブロック１０５０に移行してもよく、そのブロックでは、翼の長さを変更してダウンフォースを増大させることができるかどうかが判定される。
【００７６】
しかし、翼角度θを変更してダウンフォースを増大させることができる場合、プロセッサ１０４は、翼角度を変更することにより影響を受けるであろう任意の二次パラメータに任意の制御限界が適用されるかどうかを（ブロック１０１４にて）判定してもよい。制御限界が適用されない場合、翼角度は（ブロック１０２６にて）制御されて、翼角度を調整して、最大のダウンフォースを提供してもよい。
【００７７】
翼角度θを変更することによって影響を受けるであろう任意の二次パラメータに制御限界が適用される場合、制御システム１０２は、ダウンフォースの増大に向けられた翼角度に（ブロック１０１６にて）所定の漸進的変更を施してもよい。角度θへの漸進的変更は、ユーザによって指定されてもよく、あるいは漸進的変更は制御システム１０２に事前にプログラムされてもよい。例えば、角度θへの漸進的変更は、１°、２°又は任意の他の値であってもよい。
【００７８】
漸進的変更を施した後、プロセッサ１０４は、以前に施された漸進的変更によって適用可能な制御限界を超えたかどうかを（ブロック１０１８にて）判定してもよい。制御限界を超えなかった場合、制御はブロック１０１７に移行してもよく、そのブロックでは、システムは翼角度をさらに調整してダウンフォースを増大させることができるかどうかを判定する。翼角度をさらに調整してダウンフォースを増大させることができない場合、制御はブロック１０１５に移行してもよく、そのブロックでは、翼の長さを調整してダウンフォースを増大させることができるかどうかを判定することになる。
【００７９】
翼角度をさらに調整してダウンフォースを増大させることができる場合、制御はブロック１０１６に戻り、そのブロックでは、角度の別の漸進的変更を施してもよい。ただし、制御限界を超えた場合、制御はブロック１０２０に移行してもよく、そのブロックでは、以前に施された漸進的変更を元に戻すか、そうでなければ、二次パラメータを適用可能な制御限界内に戻すように設計された方法で翼角度を制御してもよい。
【００８０】
次に、プロセッサ１０４は、制御限界を超えなくなったことを（ブロック１０２２にて）検証してもよい。制御限界を依然として超えている場合、制御はブロック１０２０に戻り、そのブロックでは、制御限界を超えなくなるまで翼角度がさらに制御されることになる。制御限界を超えなくなった場合、ダウンフォースは、翼の長さを変更することが必要とされずに、翼角度を変更することにより最適化されたと考えてもよい。
【００８１】
ここで図１０Ｂを参照すると、ダウンフォースを増大させるために翼角度をさらに変更することが不可能な場合、制御システム１０２は、ダウンフォースを増大させるために翼長を調整できるかどうかを（ブロック１０５０にて）判定してもよい。例えば、翼角度が正の場合、翼の長さを長くして、移動する気流の影響を受ける表面積を増大させ、それによって翼に作用する下向きの力を増大させることが可能であってもよい。
【００８２】
翼長を調整してダウンフォースを増大させることができない場合、制御システム１０２は、翼長をさらに制御してダウンフォースを増大させることができないことを（ブロック１０５２にて）ユーザに伝達してもよい。次に、制御システム１０２は、翼の調整可能なパラメータがダウンフォースを増大させるためにそれ以上変更することができないため、翼構成が道路反応に対して最適化されていることを（ブロック１０６４にて）ユーザに伝達してもよい。しかし、翼長を調整してダウンフォースを増大させることができる場合、プロセッサ１０４は、翼角度を変更することによって影響を受けるであろう任意の二次パラメータに任意の制御限界が適用されるかどうかを（ブロック１０５４にて）判定してもよい。制御制限が適用されない場合、翼長を（ブロック１０６８にて）制御して、翼長を調整し、最大のダウンフォースを提供してもよい。
【００８３】
翼長の変更によって影響を受けるであろう任意の二次パラメータに制御限界が適用される場合、制御システム１０２は、ダウンフォースの増大に向けられた翼長の所定の漸進的変更を施してもよい。長さの漸進的変更は、ユーザによって指定されてもよく、あるいは漸進的変更は制御システム１０２に事前にプログラムされてもよい。例えば、長さの漸進的変更は、特定の翼設計及び翼制御システムの能力に応じて、２インチ、５インチ又は任意の他の値であってもよい。
【００８４】
長さの漸進的変更を施した後、プロセッサ１０４は、以前に施された漸進的変更によって任意の適用可能な制御限界を超えたかどうかを（ブロック１０５８にて）判定してもよい。制御限界を超えていない場合、制御はブロック１０６６に移行してもよく、そのブロックでは、システムは、翼長をさらに調整してダウンフォースを増大させることができるかどうかを判定する。翼角度をさらに調整してダウンフォースを増大させることができない場合、制御はブロック１０６４に移行してもよく、そのブロックでは、道路反応が最適化されていることをユーザに伝達してもよい。
【００８５】
翼角度をさらに調整してダウンフォースを増大させることができる場合、制御はブロック１０５６に戻ってもよく、そのブロックでは、長さの別の漸進的変更を施してもよい。ただし、制御限界を超えた場合、制御はブロック１０６０に移ってもよく、そのブロックでは、以前に施された長さの漸進的変更を元に戻すか、そうでなければ、二次パラメータを適用可能な制御限界内に戻すように設計された方法で翼長を制御してもよい。
【００８６】
次に、プロセッサ１０４は、制御限界を超えなくなったことを（ブロック１０６２にて）検証してもよい。制御限界を依然として超えている場合、制御はブロック１０６０に戻ってもよく、そのブロックでは、制御限界を超えなくなるまで翼長がさらに制御されることになる。制御限界を超えなくなった場合、ダウンフォースは、翼角度及び／又は翼長を変更することにより最適化されたと考えてもよい。
【００８７】
ここで図４、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照すると、１つ又は複数の構成では、メモリ１０８に保存された翼制御モジュール１１０は、翼３１の構成によって影響を受ける可能性のある車両燃費の態様を最適化するために翼の構成を制御するように構成されてもよい。このため、燃費は、翼構成を変更することによって影響を受けることが求められる一次パラメータであってもよい。現在の車両の燃費は任意の適切なパラメータの観点から表してもよい。１つ又は複数の構成では、燃費は、車両が消費する燃料１ガロンあたりのマイル数で表してもよい。燃費は、ダウンフォースの最小化によっても（二次パラメータとして）影響を受ける可能性のある道路対処に適用可能な制御限界（存在する場合）に従って、翼３１によって提供される揚力を最大化（あるいはダウンフォースを最小化）することを試みることによって最適化されてもよい。ダウンフォースは、翼の角度を変更して、気流の衝突によって翼にかかる下向きの力を最小限に抑えたり、及び／又は翼の長さを最小限に抑えて、それに応じて、気流が衝突して作用する翼の表面積を最小限に抑えたりすることによって、最小限に抑えられてもよい。
【００８８】
車両の燃費を最適化するために翼構成を制御する追加の態様については、図１１Ａ及び図１１Ｂに関連して以下で考察する。図１１Ａ及び図１１Ｂは、車両の燃費を最適化することに連動する方法１１３０のフローチャートを示す。方法１１３０は、図４及び図５の翼制御システム１０２の観点から以下で考察される。方法１１３０は、翼制御システム１０２と組み合わせて説明されるが、方法１１３０は、翼制御システム１０２内で実施されることに限定されず、代わりに方法１１３０を実施し得るシステムの一例であることを理解されたい。
【００８９】
図１１Ａを参照すると、ブロック１１１０では、制御システム１０２は、最適化対象の性能パラメータのユーザ選択を受信してもよい。図１１Ａ及び図１１Ｂの例では、最適化のために燃費が選択された。ブロック１１１２では、制御システム１０２は、燃費を最適化する目的で、翼角度を調整してダウンフォースを低減することができるかどうかを判定してもよい。例えば、プロセッサ１０４は、翼の現在の角度を判定し、図７の構成３０−２によって示すように、翼角度θを負（又はさらに負）にして、ダウンフォースを低減することができるかどうかを判定してもよい。制御システム１０２は、翼角度の変更がそれほど複雑でなくエネルギー集約的である可能性があるため、翼弦長ＣＬを変更する前に翼角度Ｂの変更を試みるように構成されてもよい。しかし、所望であれば、これとは別に、制御システム１０２は、翼角度Ｂを変更する前に翼弦長ＣＬの変更を試みるように構成されてもよい。
【００９０】
ダウンフォースを低減するために翼角度８を変更することができない場合、ダウンフォースを低減するために翼角度をさらに変更できないというメッセージを（ブロック１１１１にて）ユーザに対して生成してもよい。次に、制御はブロック１１５０に移行してもよく、そのブロックでは、ダウンフォースを低減するために翼長を変更することができるかどうかが判定される。
【００９１】
しかし、翼角度θを変更してダウンフォースを低減することができる場合、プロセッサ１０４は、翼角度を変更することにより影響を受けるであろう任意の二次パラメータに任意の制御限界が適用されるかどうかを（ブロック１１１４にて）判定してもよい。制御限界が適用されない場合、翼角度は、翼角度を調整して、最小のダウンフォースを提供するために（ブロック１１２６にて）制御されてもよい。翼角度θを変更することにより影響を受けるであろう任意の二次パラメータに任意の制御限界が適用される場合、制御システム１０２は、ダウンフォースの低減に向けられた翼角度に所定の漸進的変更を（ブロック１１１６にて）施してもよい。角度θへの漸進的変更は、ユーザによって指定されてもよく、あるいは漸進的変更は制御システム１０２に事前にプログラムされてもよい。例えば、角度８の漸進的変更は１°、２°又は任意の他の値であってもよい。
【００９２】
漸進的変更を施した後、プロセッサ１０４は、以前に施した漸進的変更によって任意の適用可能な制御限界を超えたかどうかを（ブロック１１１８にて）判定してもよい。制御限界を超えていない場合、制御はブロック１１１７に移行してもよく、そのブロックでは、システムは、翼角度をさらに調整してダウンフォースを低減することができるかどうかを判定する。翼角度をさらに調整してダウンフォースを低減することができない場合、制御はブロック１１５０（図１１Ｂ）に移行してもよく、そのブロックでは、翼長を調整してダウンフォースを低減することができるかどうかが判定されることになる。
【００９３】
翼角度をさらに調整してダウンフォースを低減することができる場合、制御はブロック１１１６に戻ってもよく、そのブロックでは、角度の別の漸進的変更を施してもよい。ただし、制御限界を超えた場合、制御はブロック１１２０に移行してもよく、以前に施された漸進的変更を元に戻すか、そうでなければ、二次パラメータを適用可能な制御限界内に戻すように設計された方法で翼角度を制御してもよい。
【００９４】
次に、プロセッサ１０４は、制御限界を超えなくなったことを（ブロック１１２２にて）検証してもよい。制御限界を依然として超えている場合、制御はブロック１１２０に戻ってもよく、そのブロックでは、制御限界を超えなくなるまで翼角度がさらに制御されることになる。制御限界を超えなくなった場合、ダウンフォースは、翼長を変更することを必要とせずに、翼角度を変更することにより最適化されたと考えてもよい。
【００９５】
ここで１１Ｂを参照すると、ダウンフォースを低減するために翼角度をさらに変更することが不可能な場合、制御システム１０２は、翼長を調整してダウンフォースを低減することができるかどうかを（ブロック１１５０にて）判定してもよい。例えば、翼角度が負の場合、翼の長さを短くして、移動する気流の影響を受ける表面積を減少させ、それによって翼３１に作用する上向きの力を増大させることが可能であってもよい。
【００９６】
翼長を調整してダウンフォースを低減することができない場合、制御システム１０２は、翼長をさらに制御してダウンフォースを低減することができないことを（ブロック１１５２にて）ユーザに伝達してもよい。次に、制御システム１０２は、翼の調整可能なパラメータがダウンフォースを低減するためにそれ以上変更することができないため、翼構成が燃費のために最適化されることを（ブロック１１６４にて）ユーザに伝達してもよい。しかし、翼長を調整してダウンフォースを低減することができる場合、プロセッサ１０４は、翼角度を変更することにより影響を受けるであろう任意の二次パラメータに任意の制御限界が適用されるかどうかを（ブロック１１５４にて）判定してもよい。制御限界が適用されない場合、翼長は、翼長を調整して、ダウンフォースを最小限に抑えるために（ブロック１１６８にて）制御されてもよい。翼長の変更によって影響を受けるであろう任意の二次パラメータに任意の制御限界が適用される場合、制御システム１０２は、ダウンフォースの低減に向けられた翼長の所定の漸進的変更を施してもよい。長さの漸進的変更は、ユーザによって指定されてもよく、あるいは漸進的変更は制御システム１０２に事前にプログラムされてもよい。例えば、長さの漸進的変更は、特定の翼設計及び翼制御システムの能力に応じて、２インチ、５インチ又は任意の他の値であってもよい。
【００９７】
長さの漸進的変更を施した後、プロセッサ１０４は、以前に施された漸進的変更によって任意の適用可能な制御限界を超えたかどうかを（ブロック１１５８にて）判定してもよい。制御限界を超えていない場合、制御はブロック１１６６に移行してもよく、そのブロックでは、システムは、翼長をさらに調整してダウンフォースを低減することができるかどうかを判定する。翼角度をさらに調整してダウンフォースを低減することができない場合、制御はブロック１１６４に移行してもよく、そのブロックでは、燃費が最適化されていることをユーザに伝達してもよい。
【００９８】
翼角度をさらに調整してダウンフォースを低減することができる場合、制御はブロック１１５６に戻ってもよく、そのブロックでは、長さの別の漸進的変更を施してもよい。ただし、制御限界を超えた場合、制御はブロック１１６０に移行してもよく、そのブロックでは、以前に施された長さの漸進的変更を元に戻すか、そうでなければ、二次パラメータを適用可能な制御限界内に戻すように設計された方法で翼長を制御してもよい。
【００９９】
次に、プロセッサ１０４は、制御限界を超えなくなったことを（ブロック１１６２にて）検証してもよい。制御限界を依然として超えている場合、制御はブロック１１６０に戻ってもよく、そのブロックでは、制御限界を超えなくなるまで翼長がさらに制御されることになる。制御限界を超えなくなった場合、燃費は、翼角度及び／又は翼長を変更することにより最適化されたと考えてもよい。
【０１００】
本明細書に記載の（翼制御モジュール１１０を含む）翼制御システム１０２の実施形態は、地上車両の翼を自律的に制御して特定の地上車両性能パラメータを最適化するように構成されるが、これとは別に、翼制御モジュールは、本明細書に記載のように構成され、航空機又は潜水車両に設置された翼を自律的に制御するように構成されてもよいことが理解されよう。例えば、航空機に装着された翼の構成は、揚力を増大させるか減少させ、翼の比較的低めの速度又は比較的高めの速度の飛行特性を向上させるために、これまでに記載した方法にて手動で制御されるか自律的に制御されてもよい。別の例では、潜水車両（潜水艦など）に装着された翼の構成は、装着された車両を潜水させるか浮上させる（あるいは車両の潜水又は浮上を支援する）ために、これまでに記載した方法にて手動で制御されるか自律的に制御されてもよい。
【０１０１】
同じように、翼の外部のさまざまな車両搭載センサをはじめとする道路関連センサからの入力に応答して、図５を参照して説明したような翼構成の自律的制御が実行されてもよいが、航空機又は潜水車両の翼構成の自律制御を、翼の外部の環境センサをはじめとするセンサからの入力に応答して実行してもよく、翼が使用されている特定の環境（例えば、空中又は水中など）の態様を検出するか測定するように構成してもよい。翼構成の自律制御は、特定の翼の用途に応じて、これまでに記載した事前選択されたユーザの嗜好又は他の基準に基づいて、適切なセンサからの入力に応答するものであってもよい。
【０１０２】
詳細な実施形態を本明細書に開示する。しかし、開示した実施形態は例としてのみ意図されていることを理解されたい。このため、本明細書で開示する特定の構造及び機能の詳細は、限定として解釈されるべきではなく、単に特許請求の根拠として解釈され、実質的に任意の適切に詳細な構造では本明細書の態様をさまざまに採用するように当業者に教示するための代表的な根拠として解釈されるべきである。さらに、本明細書で使用する用語及び語句は、限定することを意図するものではなく、可能な実施の理解可能な説明を提供することを意図している。種々の実施形態を図１〜図１１Ｂに示すが、実施形態は、図示された構造又は用途に限定されるものではない。
【０１０３】
図中のフローチャート及びブロック図は、さまざまな実施形態によるシステム、方法及びコンピュータプログラム製品の可能な実施例の基本設計概念、機能及び動作を示している。これに関して、フローチャート又はブロック図の各ブロックは、指定された論理機能を実施するための１つ又は複数の実行可能な命令を含むモジュール、セグメント又はコードの一部を表す場合がある。このほか、いくつかの代替実施例では、ブロックに記載されている機能が、図に記載されている順序とは異なる順序で発生する可能性があることに留意されたい。例えば、実際には、連続して示す２つのブロックは、実質的に同時に実行される場合があり、あるいは、ブロックは、関連する機能に応じて、逆の順序で実行される場合がある。
【０１０４】
上記のシステム、構成要素及び／又はプロセスは、ハードウェア又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせで実現することができ、１つの処理システムで集中的に実現することができるか、相互接続された複数の処理システムに異なる要素が分散する分散方式で実現することができる。本明細書に記載の方法を実行するように適合されたあらゆる種類の処理システム又は別の装置が適合している。ハードウェアとソフトウェアの典型的な組み合わせが、コンピュータで使用可能なプログラムコードを備えた処理システムである場合がある。このプログラムコードは、ロードされ実行されると、本明細書に記載の方法を実行するように処理システムを制御する。システム、構成要素及び／又はプロセスはこのほか、機械によって読み取り可能なコンピュータプログラム製品又は他のデータプログラム記憶装置などのコンピュータ可読ストレージに埋め込むことができ、本明細書に記載の方法及びプロセスを実行するために機械によって実行可能な命令のプログラムを明白に具体化することができる。このような要素はこのほか、本明細書に記載の方法の実施を可能にする全機能を備え、処理システムにロードされるとこのような方法を実行できるアプリケーション製品に埋め込むことができる。
【０１０５】
さらに、本明細書に記載の構成が、例えば、記憶されて具体化されたコンピュータ可読プログラムコードを有する１つ又は複数のコンピュータ可読媒体にて具体化されるコンピュータプログラム製品の形態をとってもよい。１つ又は複数のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせを利用してもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。「コンピュータ可読記憶媒体」という語句は、非一時的な記憶媒体を意味する。コンピュータ可読記憶媒体には、例えば、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線又は半導体のシステム、装置又はデバイス、あるいは上記の任意の適切な組み合わせが挙げられるが、ここに挙げたものに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のさらに具体的な例（包括的でないリスト）には、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、ポータブルコンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、光学式記憶装置、磁気記憶装置、あるいは上記の任意の適切な組み合わせが含まれるであろう。本明細書の文脈では、コンピュータ可読記憶媒体には、命令実行システム、装置又はデバイスによって、あるいは命令実行システム、装置又はデバイスに連動して使用するためのプログラムを含むか保存することができる任意の有形媒体を挙げてもよい。
【０１０６】
コンピュータ可読媒体で具体化されるプログラムコードを、無線、有線、光ファイバ、ケーブル、ＲＦなど、あるいは上記の任意の適切な組み合わせを含むがここに挙げたものに限定されない任意の適切な媒体を使用して送信してもよい。この構成の態様の動作を実行するためのコンピュータプログラムコードを、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ++などのオブジェクト指向プログラミング言語と、「Ｃ」プログラミング言語又は類似するプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語とを含む１つ又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書いてもよい。プログラムコードは、ユーザのコンピュータ上で全体が実行されるか、ユーザのコンピュータ上で一部が実行されるか、独立型ソフトウェアパッケージとして、ユーザのコンピュータ上で一部が実行されるか、リモートコンピュータ上で一部が実行されるか、リモートコンピュータ又はサーバ上で全体が実行されてもよい。独立型ソフトウェアパッケージの場合は、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続されてもよい。あるいは、外部コンピュータに（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用したインターネット経由で）接続されてもよい。
【０１０７】
本明細書で使用する「ａ」及び「ａｎ」という用語は、１つ又は複数として定義される。本明細書で使用する「複数」という用語は、２つ以上として定義される。本明細書で使用する「別の」という用語は、少なくとももう１つ、あるいはそれ以上として定義される。本明細書で使用する「含む」及び／又は「有する」という用語は、具備すること（即ち、非限定的表現）として定義される。本明細書で使用する「...及び....のうちの少なくとも１つ」という語句は、列挙された関連アイテムの１つ又は複数のありとあらゆる可能な組み合わせを指し、包含する。例として、「Ａ、Ｂ及びＣのうちの少なくとも１つ」という語句には、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ又はその任意の組み合わせ（例えば、ＡＢ、ＡＣ、ＢＣ又はＡＢＣ）が含まれる。
【０１０８】
本明細書の態様を、その精神又は本質的な属性から逸脱することなく、他の形態で具現化することができる。このため、本明細書の範囲を示すものとして、上記の明細書ではなく、以下の特許請求の範囲を参照すべきである。
【図１Ａ】
2020142788.tif 000003
【図１Ｂ】
2020142788.tif 000004
【図１Ｃ】
2020142788.tif 000005
【図１Ｄ】
2020142788.tif 000006
【図２】
2020142788.tif 000007
【図３】
2020142788.tif 000008
【図４】
2020142788.tif 000009
【図５】
2020142788.tif 000010
【図６】
2020142788.tif 000011
【図７】
2020142788.tif 000012
【図８】
2020142788.tif 000013
【図９】
2020142788.tif 000014
【図１０Ａ】
2020142788.tif 000015
【図１０Ｂ】
2020142788.tif 000016
【図１１Ａ】
2020142788.tif 000017
【図１１Ｂ】
2020142788.tif 000018
【外国語明細書】
2020142788000001.pdf