WO2013001657A1 - 風検出装置 - Google Patents

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WO2013001657A1
WO2013001657A1 PCT/JP2011/065122 JP2011065122W WO2013001657A1 WO 2013001657 A1 WO2013001657 A1 WO 2013001657A1 JP 2011065122 W JP2011065122 W JP 2011065122W WO 2013001657 A1 WO2013001657 A1 WO 2013001657A1
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WO
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pressure
wind
fluid
dynamic
dynamic pressure
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/065122
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English (en)
French (fr)
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千尋 川端
吉和 竹内
加藤　正浩
橋本　和信
和俊 北野
Original Assignee
パイオニア株式会社
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/14—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring differences of pressure in the fluid
    • G01P5/16—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring differences of pressure in the fluid using Pitot tubes, e.g. Machmeter
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G01P13/0006—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement of fluids or of granulous or powder-like substances

Definitions

  • the present invention relates to a wind detection device that detects a wind direction and a wind pressure.
  • utilization of this invention is not restricted to a wind detection apparatus.
  • a wind detecting device includes a first pressure gauge for detecting the total pressure of the fluid and a second pressure gauge for detecting the static pressure of the fluid.
  • First pressure detecting means having first dynamic pressure calculating means for calculating the dynamic pressure of the fluid based on the total pressure and the static pressure detected by the first pressure detecting means, and detecting the total pressure of the fluid
  • a second pressure detecting means having a third pressure gauge for detecting and a fourth pressure gauge for detecting the static pressure of the fluid, and the movement of the fluid based on the total pressure and the static pressure detected by the second pressure detecting means.
  • the dynamic pressure calculating means for calculating the pressure Based on the second dynamic pressure calculating means for calculating the pressure, the dynamic pressure calculated by the first dynamic pressure calculating means and the dynamic pressure calculated by the second dynamic pressure calculating means, The wind pressure of the direction component and the first orthogonal to the first direction component Wind calculating means for calculating the wind pressure of the direction component, and each of the first pressure detecting means and the second pressure detecting means is covered with a hollow member having an open portion, and the first pressure detecting means In addition, the second pressure detection means are arranged in directions orthogonal to each other.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of the wind detection device according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of wind detection processing by the wind detection device.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the navigation apparatus.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating the configuration of the pressure sensor according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating the configuration of the pressure sensor group according to the embodiment.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing wind detection by the navigation device.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing wind detection by the navigation device.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing wind detection by the navigation device.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating the arrangement of the pressure sensor group according to the embodiment.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating the arrangement of the pressure sensor group according to the embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating the arrangement of the pressure sensor group according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of the wind detection device according to the embodiment.
  • the wind detection device 100 detects the wind direction and the wind pressure with respect to the moving body.
  • the wind detection device 100 includes at least a first pressure detection unit 101, a second pressure detection unit 102, a first dynamic pressure calculation unit 111, a second dynamic pressure calculation unit 112, and a wind calculation unit 121.
  • the wind detection device 100 may further include a third pressure detector 103, a fourth pressure detector 104, a third dynamic pressure calculator 113, and a fourth dynamic pressure calculator 114. Good.
  • the first pressure detection unit 101 includes a first pressure gauge that detects the total pressure of the fluid and a second pressure gauge that detects the static pressure of the fluid. And the 1st pressure detection part 101 is installed in the front part of a moving body, and detects the total pressure and static pressure of the 1st direction component of a fluid.
  • the front part of the moving body is a front portion of the moving body such as a bonnet, a front bumper, a front spoiler, or the like.
  • the first direction is, for example, the traveling direction of the moving body.
  • the first pressure detection unit 101 is constituted by, for example, a Pitot tube that measures the total pressure and static pressure of the fluid.
  • the Pitot tube consists of a total pressure tube that measures the total pressure of the fluid and a static pressure tube that measures the static pressure of the fluid.
  • the first pressure gauge is connected to the total pressure pipe of the Pitot tube and detects the total pressure measured by the Pitot tube.
  • the second pressure gauge is connected to the static pressure tube of the Pitot tube and detects the static pressure measured by the Pitot tube.
  • the first pressure detection unit 101 is installed so that the hole (total pressure measurement hole) at the tip of the total pressure tube of the Pitot tube faces the traveling direction of the moving body. Then, the first pressure detection unit 101, for example, the total pressure of the first direction component of the wind blowing from the moving direction of the moving body (head wind) or the wind blowing from the diagonally forward with respect to the moving direction of the moving body And detect static pressure.
  • the first pressure detection unit 101 is covered with a hollow member having an open part. Specifically, it is sufficient that at least the Pitot tube constituting the first pressure detection unit 101 is covered with a hollow member having an open portion.
  • the fluid flow direction is parallel to the central axis of the Pitot tube when the flow field vortex changes or when the shear field is large. Can be. Thereby, the error of the dynamic pressure of the fluid detected by the 1st pressure detection part 101 can be made small.
  • the second pressure detection unit 102 includes a third pressure gauge that detects the total pressure of the fluid and a fourth pressure gauge that detects the static pressure of the fluid.
  • the 2nd pressure detection part 102 is installed in the direction which becomes orthogonal to the 1st pressure detection part 101 in the front part or side part of a moving body, and detects the total pressure and static pressure of the 2nd direction component of a fluid.
  • the side part of the moving body is a side part of the moving body such as a side bumper or a side spoiler.
  • a 2nd direction is a direction orthogonal to a 1st direction, for example, is a direction orthogonal to the advancing direction of a mobile body.
  • the second pressure detection unit 102 is constituted by, for example, a Pitot tube, and the total pressure measurement of the Pitot tube is performed such that the total pressure measurement hole of the Pitot tube faces a direction orthogonal to the traveling direction of the moving body. It is installed so that the hole faces the outside of the moving body. Then, the second pressure detection unit 102 is, for example, a wind blowing from a direction perpendicular to the moving direction of the moving body (a cross wind) or a wind blowing from the diagonally forward or diagonally backward with respect to the moving direction of the moving body. The total pressure and static pressure of the second direction component are detected. More specifically, the second pressure detection unit 102 detects, for example, the total pressure and static pressure of the wind blowing from the left side with respect to the traveling direction of the moving body.
  • the second pressure detection unit 102 is covered with a hollow member having an open part. Specifically, it is sufficient that at least the Pitot tube constituting the second pressure detection unit 102 is covered with a hollow member having an open portion. The effect obtained by covering the second pressure detection unit 102 with the hollow member is the same as the effect obtained by covering the first pressure detection unit 101 with the hollow member.
  • the third pressure detection unit 103 has a fifth pressure gauge that detects the total pressure of the fluid and a sixth pressure gauge that detects the static pressure of the fluid. And the 3rd pressure detection part 103 is installed in the direction which opposes the 1st pressure detection part 101, and detects the total pressure and static pressure of the 1st direction component of a fluid. Specifically, the third pressure detection unit 103 is installed at the rear of the moving body and detects the total pressure and the static pressure of the first direction component of the fluid.
  • the rear part of the moving body is, for example, a rear portion of the moving body such as a rear bumper or a rear spoiler.
  • the third pressure detection unit 103 is constituted by, for example, a Pitot tube, and the total pressure measurement hole of the Pitot tube is opposite to the direction of the total pressure measurement hole of the Pitot tube of the first pressure detection unit 101. It is installed to face the side.
  • the 3rd pressure detection part 103 for example, the total pressure and static pressure of the 1st direction component of the wind (following wind) which blows in the advancing direction of a moving body, or the wind blown from diagonally back with respect to the advancing direction of a moving body. To detect.
  • the third pressure detection unit 103 is covered with a hollow member having an open part. Specifically, it is sufficient that at least the Pitot tube constituting the third pressure detection unit 103 is covered with a hollow member having an open part.
  • the effect obtained by covering the third pressure detection unit 103 with the hollow member is the same as the effect obtained by covering the first pressure detection unit 101 with the hollow member.
  • the fourth pressure detection unit 104 includes a seventh pressure gauge that detects the total pressure of the fluid and an eighth pressure gauge that detects the static pressure of the fluid.
  • the fourth pressure detection unit 104 is installed in a direction orthogonal to the first pressure detection unit 101 and in a direction facing the second pressure detection unit 102, and the total pressure and static pressure of the second direction component of the fluid Is detected.
  • the fourth pressure detection unit 104 is installed at the front part or the side part of the moving body, and all of the second direction components of the fluid that flows in a direction opposite to the fluid detected by the second pressure detection unit 102. Detect pressure and static pressure.
  • the fourth pressure detection unit 104 is composed of, for example, a Pitot tube, and the second pressure detection unit is configured such that the total pressure measurement hole of the Pitot tube faces a direction orthogonal to the traveling direction of the moving body. It is installed so as to face the opposite side to the direction of the total pressure measurement hole of the Pitot tube 102.
  • the 4th pressure detection part 104 is the wind (cross wind) which blows from the direction orthogonal to the advancing direction of a mobile body, for example, the wind which blows from the diagonally forward and diagonally back with respect to the advancing direction of a mobile body.
  • the total pressure and static pressure of the second direction component are detected.
  • the 4th pressure detection part 104 detects the total pressure and static pressure of the wind which blow from the right side with respect to the advancing direction of a moving body, for example.
  • the fourth pressure detection unit 104 is covered with a hollow member having an open part. Specifically, it is sufficient that at least the Pitot tube constituting the fourth pressure detection unit 104 is covered with a hollow member having an open part. The effect obtained by covering the fourth pressure detection unit 104 with the hollow member is the same as the effect obtained by covering the first pressure detection unit 101 with the hollow member.
  • the first dynamic pressure calculation unit 111 calculates the dynamic pressure of the first direction component of the fluid based on the total pressure and static pressure of the fluid detected by the first pressure detection unit 101. Specifically, the first dynamic pressure calculation unit 111 uses the total pressure of the fluid detected by the first pressure gauge of the first pressure detection unit 101 and the second pressure gauge as the dynamic pressure of the first direction component of the fluid. The differential pressure from the static pressure of the fluid detected by is calculated.
  • the second dynamic pressure calculation unit 112 calculates the dynamic pressure of the second direction component of the fluid based on the total pressure and static pressure of the fluid detected by the second pressure detection unit 102. Specifically, the second dynamic pressure calculation unit 112 uses the total pressure of the fluid detected by the third pressure gauge of the second pressure detection unit 102 and the fourth pressure gauge as the dynamic pressure of the second direction component of the fluid. The differential pressure from the static pressure of the fluid detected by is calculated.
  • the third dynamic pressure calculation unit 113 calculates the dynamic pressure of the first direction component of the fluid based on the total pressure and static pressure of the fluid detected by the third pressure detection unit 103. Specifically, the third dynamic pressure calculation unit 113 uses the total pressure of the fluid detected by the fifth pressure gauge of the third pressure detection unit 103 and the sixth pressure gauge as the dynamic pressure of the fluid in the first direction. The differential pressure from the static pressure of the fluid detected by is calculated.
  • the fourth dynamic pressure calculation unit 114 calculates the dynamic pressure of the second direction component of the fluid based on the total pressure and the static pressure of the fluid detected by the fourth pressure detection unit 104. Specifically, the fourth dynamic pressure calculation unit 114 uses the total pressure of the fluid detected by the seventh pressure gauge of the fourth pressure detection unit 104 and the eighth pressure gauge as the dynamic pressure of the second direction component of the fluid. The differential pressure from the static pressure of the fluid detected by is calculated.
  • the first to fourth dynamic pressure calculating units 111 to 114 calculate the differential pressure between the total pressure of the fluid and the static pressure measured by the Pitot tube instead of calculating the differential pressure between the total pressure of the fluid and the static pressure.
  • the structure to detect may be sufficient (a fine differential pressure sensor).
  • the wind calculation unit 121 is based on the dynamic pressure of the fluid in the first direction component calculated by the first dynamic pressure calculation unit 111 and the dynamic pressure of the fluid in the second direction component calculated by the second dynamic pressure calculation unit 112.
  • the wind direction, the total wind pressure, the wind pressure of the first direction component, and the wind pressure of the second direction component are calculated.
  • the wind direction is, for example, the direction of fluid flow relative to the traveling direction of the moving body. Specifically, the wind direction is an angle formed by the moving direction of the moving body and the direction of fluid flow.
  • the total wind pressure is, for example, the dynamic pressure of the fluid in the first direction calculated by the first dynamic pressure calculator 111 and the dynamic pressure of the fluid in the second direction calculated by the second dynamic pressure calculator 112. Is the sum of
  • the wind pressure of the first direction component is the wind pressure with respect to the moving direction of the moving body.
  • the wind pressure of the first direction component is, for example, the first direction component of the fluid dynamic pressure calculated by the first dynamic pressure calculation unit 111.
  • the wind pressure of the second direction component is the wind pressure in the direction orthogonal to the traveling direction of the moving body.
  • the wind pressure of the second direction component is, for example, the second direction component of the fluid dynamic pressure calculated by the second dynamic pressure calculation unit 112.
  • the wind calculation unit 121 applies, for example, Bernoulli's theorem to the fluid flow forming a streamline along the Pitot tube of the pressure detection unit, and the first and second dynamic pressure calculation units 111 and 112.
  • the wind direction, the total wind pressure, the wind pressure of the first direction component, and the wind pressure of the second direction component orthogonal to the first direction component are calculated based on the dynamic pressures of the first and second direction components of the fluid respectively detected by.
  • the wind calculation unit 121 can acquire the dynamic pressure of the fluid detected by the first to third dynamic pressure calculation units 111 to 113, respectively, the fluid dynamic pressure calculated by the first dynamic pressure calculation unit 111 and Based on the dynamic pressure that is greater than the dynamic pressure of the fluid calculated by the third dynamic pressure calculation unit 113 and the dynamic pressure of the fluid calculated by the second dynamic pressure calculation unit 112, the wind direction, the total wind pressure, and the first The wind pressure of the direction component and the wind pressure of the second direction component are calculated.
  • the total wind pressure is calculated by the fluid dynamic pressure calculated by the first dynamic pressure calculation unit 111 and the third dynamic pressure calculation. This is the sum of the larger dynamic pressure of the fluid dynamic pressure calculated by the unit 113 and the fluid dynamic pressure calculated by the second dynamic pressure calculation unit 112.
  • the wind pressure of the first direction component is, for example, the first dynamic pressure that is larger of the fluid dynamic pressure calculated by the first dynamic pressure calculation unit 111 and the fluid dynamic pressure calculated by the third dynamic pressure calculation unit 113. It is a direction component.
  • the wind pressure calculation unit 121 can acquire the dynamic pressure of the fluid detected by the first, second, and fourth dynamic pressure calculation units 111, 112, and 114, the dynamic pressure calculated by the first dynamic pressure calculation unit 111 and Based on the fluid dynamic pressure calculated by the second dynamic pressure calculator 112 and the fluid dynamic pressure calculated by the fourth dynamic pressure calculator 114, whichever is larger, the wind direction, the total wind pressure, The wind pressure of the direction component and the wind pressure of the second direction component are calculated.
  • the total wind pressure is calculated based on the fluid dynamic pressure calculated by the first dynamic pressure calculation unit 111 and the second dynamic pressure. This is the sum of the fluid dynamic pressure calculated by the calculation unit 112 and the fluid dynamic pressure calculated by the fourth dynamic pressure calculation unit 114, whichever is greater.
  • the wind pressure of the second direction component is, for example, the second dynamic pressure that is larger of the fluid dynamic pressure calculated by the second dynamic pressure calculation unit 112 and the fluid dynamic pressure calculated by the fourth dynamic pressure calculation unit 114. It is a direction component.
  • the wind calculation unit 121 can acquire the dynamic pressure of the fluid detected by the first to fourth dynamic pressure calculation units 111 to 114, respectively, the fluid dynamic pressure calculated by the first dynamic pressure calculation unit 111 and The larger dynamic pressure of the fluid dynamic pressure calculated by the third dynamic pressure calculation unit 113, the fluid dynamic pressure calculated by the second dynamic pressure calculation unit 112, and the fourth dynamic pressure calculation unit 114
  • the wind direction, total wind pressure, wind pressure of the first direction component, and wind pressure of the second direction component are calculated on the basis of any one of the fluid dynamic pressures.
  • the wind calculation unit 121 can acquire the calculated values by the first to fourth dynamic pressure calculation units 111 to 114, the total wind pressure is calculated by calculating the fluid dynamic pressure and the third dynamic pressure calculated by the first dynamic pressure calculation unit 111.
  • the fluid dynamic pressure calculated by the unit 113 the fluid dynamic pressure calculated by the second dynamic pressure calculator 112, and the fluid dynamic pressure calculated by the fourth dynamic pressure calculator 114. It is the sum of the larger dynamic pressure.
  • the wind pressure of the first direction component is, for example, the fluid pressure calculated by the first dynamic pressure calculation unit 111.
  • the wind pressure of the second direction component is, for example, the second dynamic pressure that is larger of the fluid dynamic pressure calculated by the second dynamic pressure calculation unit 112 and the fluid dynamic pressure calculated by the fourth dynamic pressure calculation unit 114. It is a direction component.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of wind detection processing by the wind detection device.
  • the wind detection device 100 first calculates the dynamic pressure of the first direction component of the fluid by the first dynamic pressure calculation unit 111 (step S201).
  • the first direction is, for example, the traveling direction of the moving body.
  • the wind detection apparatus 100 calculates the dynamic pressure of the second direction component of the fluid by the second dynamic pressure calculation unit 112 (step S202).
  • the second direction is a direction orthogonal to the first direction.
  • the wind detection apparatus 100 is based on the dynamic pressure of the 1st direction component of the fluid and the dynamic pressure of the 2nd direction component of the fluid which were calculated in step S201, S202 by the wind calculation part 121, a wind direction, a total wind pressure, The wind pressure of the first direction component and the wind pressure of the second direction component are calculated (step S203), and the processing according to this flowchart ends. Thereafter, the wind detection device 100 calculates, for example, the power consumption amount of the mobile body based on the wind direction, the total wind pressure, the wind pressure of the first direction component, and the wind pressure of the second direction component detected in step S203. May be.
  • the wind detection device 100 may further calculate the dynamic pressure of the first direction component of the fluid by the third dynamic pressure calculation unit 113.
  • the wind detection device 100 calculates the first direction component of the fluid detected by the first dynamic pressure calculation unit 111 in step S203. The larger dynamic pressure of the dynamic pressure and the dynamic pressure of the first direction component of the fluid detected by the third dynamic pressure calculation unit 113 is used.
  • the wind detection device 100 may further calculate the dynamic pressure of the fluid in the second direction component by the fourth dynamic pressure calculation unit 114.
  • the wind detection device 100 determines the second direction component of the fluid detected by the second dynamic pressure calculation unit 112 in step S203. The larger dynamic pressure of the dynamic pressure and the dynamic pressure of the second direction component of the fluid detected by the fourth dynamic pressure calculation unit 114 is used.
  • the wind detection device 100 includes a plurality of pressure detection units installed in directions orthogonal to each other. More specifically, the wind detection device 100 includes a first pressure detection unit 101 installed such that the total pressure measurement hole of the Pitot tube faces the traveling direction (first direction) of the moving body, and the total pressure measurement of the Pitot tube. And a second pressure detection unit 102 installed so that the hole faces a direction (second direction) orthogonal to the traveling direction of the moving body. Accordingly, the wind detection device 100 can detect the first direction component and the second direction component of the fluid by the first and second pressure detection units 101 and 102 installed in directions orthogonal to each other. However, it is possible to accurately detect the wind direction and pressure even when the fluid flow is deviated.
  • the wind detection device 100 includes a plurality of pressure detection units installed in parallel with the traveling direction of the moving body. More specifically, the wind detection device 100 includes a first pressure detection unit 101 installed such that the total pressure measurement hole of the Pitot tube faces the front of the moving body, and the total pressure measurement hole of the Pitot tube is located behind the moving body. And a third pressure detector 103 installed so as to face. Thereby, since the wind detection apparatus 100 can detect the fluid which flows from the front and back of a moving body by the 1st, 3rd pressure detection parts 101 and 103, it can detect a wind direction and a wind pressure more correctly.
  • the wind detection device 100 includes a plurality of pressure detection units installed in parallel to a direction orthogonal to the traveling direction of the moving body. More specifically, the wind detection device 100 includes a second pressure detection unit 102 installed so that the total pressure measurement hole of the Pitot tube faces the left side outside the movable body, and the total pressure measurement hole of the Pitot tube is movable. 4th pressure detection part 104 installed so that it may face the right outside of the. Thereby, since the wind detection apparatus 100 can detect the fluid flowing from the left side and the right side of the moving body by the second and fourth pressure detection units 102 and 104, it can detect the wind direction and the wind pressure more accurately.
  • the wind direction and the wind pressure with respect to the moving body can be accurately calculated, for example, an EV (Electric Vehicle) vehicle, an HV (Hybrid Vehicle) vehicle, a PHV (Plug-in Hybrid Vehicle) that runs using electricity as a power source. ) Power consumption in a car or the like can be accurately calculated. Thereby, the safety measure and power consumption reduction in a mobile body can be aimed at.
  • EV Electric Vehicle
  • HV Hybrid Vehicle
  • PHV Plug-in Hybrid Vehicle
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the navigation apparatus.
  • a navigation device 300 includes a CPU 301, ROM 302, RAM 303, magnetic disk drive 304, magnetic disk 305, optical disk drive 306, optical disk 307, audio I / F (interface) 308, microphone 309, speaker 310, input device 311, A video I / F 312, a display 313, a camera 314, a communication I / F 315, a GPS unit 316, and various sensors 317 are provided.
  • Each component 301 to 317 is connected by a bus 320.
  • the CPU 301 governs overall control of the navigation device 300.
  • the ROM 302 records programs such as a boot program, a data update program, and a wind detection program.
  • the RAM 303 is used as a work area for the CPU 301. That is, the CPU 301 controls the entire navigation device 300 by executing various programs recorded in the ROM 302 while using the RAM 303 as a work area.
  • the dynamic pressure of the fluid is calculated based on the total pressure and static pressure of the fluid respectively detected by the plurality of pressure sensors (various sensors 317), and then the wind direction and the wind pressure are calculated based on the dynamic pressure of the fluid.
  • a processing procedure to be detected is described.
  • the differential pressure between the total pressure of the fluid in the first direction component and the static pressure (dynamic pressure of the fluid in the first direction component) and the fluid in the second direction component A differential pressure between the total pressure and the static pressure (dynamic pressure of the second direction component of the fluid) is calculated, and based on the dynamic pressure of the first and second direction components of the fluid, the wind direction, the total wind pressure, the wind pressure of the first direction component and The wind pressure of the second direction component is calculated.
  • the magnetic disk drive 304 controls the reading / writing of the data with respect to the magnetic disk 305 according to control of CPU301.
  • the magnetic disk 305 records data written under the control of the magnetic disk drive 304.
  • an HD hard disk
  • FD flexible disk
  • the optical disk drive 306 controls reading / writing of data with respect to the optical disk 307 according to the control of the CPU 301.
  • the optical disk 307 is a detachable recording medium from which data is read according to the control of the optical disk drive 306.
  • a writable recording medium can be used as the optical disc 307.
  • an MO, a memory card, or the like can be used as a removable recording medium.
  • Examples of information recorded on the magnetic disk 305 and the optical disk 307 include map data.
  • Map data is used for route search processing and route guidance processing in car navigation systems.
  • Background data that represents features (features) such as buildings, rivers, and the ground surface, and road shape data that represents road shapes with links and nodes. Etc.
  • the voice I / F 308 is connected to a microphone 309 for voice input and a speaker 310 for voice output.
  • the sound received by the microphone 309 is A / D converted in the sound I / F 308.
  • the microphone 309 is installed in a dashboard portion of a vehicle, and the number thereof may be one or more. From the speaker 310, a sound obtained by D / A converting a predetermined sound signal in the sound I / F 308 is output.
  • the input device 311 includes a remote controller, a keyboard, a touch panel, and the like provided with a plurality of keys for inputting characters, numerical values, various instructions, and the like.
  • the input device 311 may be realized by any one form of a remote control, a keyboard, and a touch panel, but can also be realized by a plurality of forms.
  • the video I / F 312 is connected to the display 313. Specifically, the video I / F 312 is output from, for example, a graphic controller that controls the entire display 313, a buffer memory such as a VRAM (Video RAM) that temporarily records image information that can be displayed immediately, and a graphic controller. And a control IC for controlling the display 313 based on the image data to be processed.
  • a graphic controller that controls the entire display 313, a buffer memory such as a VRAM (Video RAM) that temporarily records image information that can be displayed immediately, and a graphic controller.
  • VRAM Video RAM
  • the display 313 displays icons, cursors, menus, windows, or various data such as characters and images.
  • a TFT liquid crystal display, an organic EL display, or the like can be used as the display 313, for example.
  • the camera 314 captures images inside or outside the vehicle.
  • the image may be either a still image or a moving image.
  • the outside of the vehicle is photographed by the camera 314, and the photographed image is analyzed by the CPU 301, or a recording medium such as the magnetic disk 305 or the optical disk 307 via the image I / F 312. Or output to
  • the communication I / F 315 is connected to a network via wireless and functions as an interface between the navigation device 300 and the CPU 301.
  • Communication networks that function as networks include in-vehicle communication networks such as CAN (Controller Area Network) and LIN (Local Interconnect Network), public line networks and mobile phone networks, DSRC (Dedicated Short Range Communication), LAN, and WAN. is there.
  • the communication I / F 315 is, for example, a public line connection module, an ETC (non-stop automatic fee payment system) unit, an FM tuner, a VICS (Vehicle Information and Communication System) / beacon receiver, or the like.
  • the GPS unit 316 receives radio waves from GPS satellites and outputs information indicating the current position of the vehicle.
  • the output information of the GPS unit 316 is used when the CPU 301 calculates the current position of the vehicle together with output values of various sensors 317 described later.
  • the information indicating the current position is information for specifying one point on the map data, such as latitude / longitude and altitude.
  • the various sensors 317 output information for determining the position and behavior of the vehicle, such as a vehicle speed sensor, a pressure sensor, and an angular velocity sensor, and information for determining the wind direction and the wind pressure with respect to the vehicle.
  • the pressure sensors are installed at a plurality of locations such as bumpers and spoilers at the front, side and rear of the vehicle, for example.
  • the output values of the various sensors 317 are used by the CPU 301 to calculate the current position of the vehicle, to calculate the amount of change in speed and direction, and to calculate the wind direction and wind pressure for the vehicle.
  • the pressure sensor includes, for example, a Pitot tube and two pressure gauges.
  • the Pitot tube includes a total pressure tube that measures the total pressure of the fluid and a static pressure tube that measures the static pressure of the fluid.
  • the first pressure gauge is connected to the total pressure pipe of the Pitot tube and detects the total pressure of the fluid measured by the Pitot tube.
  • the second pressure gauge is connected to the static pressure tube of the Pitot tube, and detects the static pressure of the fluid measured by the Pitot tube.
  • the calculation unit 112, the third dynamic pressure calculation unit 113, the fourth dynamic pressure calculation unit 114, and the wind calculation unit 121 are programs and data recorded in the ROM 302, RAM 303, magnetic disk 305, optical disk 307, etc. in the navigation device 300 described above.
  • the CPU 301 executes a predetermined program and controls each part in the navigation device 300 to realize the function.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating the configuration of the pressure sensor according to the embodiment.
  • the pressure sensor 400 includes a Pitot tube 401, a first pressure gauge 402, and a second pressure gauge 403.
  • the pressure sensor 400 is installed, for example, at the front portion and the rear portion of the vehicle so that the axial center of the Pitot tube 401 and the traveling direction of the vehicle are equal.
  • the pressure sensor 400 is installed, for example, on the side surface of the vehicle so that the axial center of the Pitot tube 401 is equal to the direction orthogonal to the traveling direction of the vehicle.
  • the pressure sensor 400 detects the total pressure and static pressure of the fluid 430.
  • the Pitot tube 401 includes a total pressure tube 411 that measures the total pressure of the fluid 430 and a static pressure tube 421 that measures the static pressure of the fluid 430.
  • a hole (total pressure measurement hole) 412 for measuring the total pressure of the fluid 430 is provided at the tip of the total pressure pipe 411.
  • a hole (static pressure measurement hole) 422 for measuring the static pressure of the fluid 430 is provided in the side wall portion of the static pressure pipe 421.
  • the Pitot tube 401 has, for example, a configuration in which a total pressure tube 411 and a static pressure tube 421 are arranged in parallel.
  • the total pressure measurement hole 412 and the static pressure measurement hole 422 are opened in directions orthogonal to each other.
  • the Pitot tube 401 may have an L-shaped cross-sectional shape.
  • a static pressure measurement hole 422 is provided in a linear portion of the pitot tube 401 on the total pressure measurement hole 412 side.
  • the first pressure gauge 402 is connected to the total pressure tube 411 and detects the total pressure of the fluid 430 measured by the Pitot tube 401. Specifically, the first pressure gauge 402 is connected to the hole at the end opposite to the end where the total pressure measurement hole 412 of the total pressure pipe 411 is provided.
  • the second pressure gauge 403 is connected to the static pressure tube 421 of the Pitot tube 401 and detects the static pressure of the fluid 430 measured by the Pitot tube. Specifically, the second pressure gauge 403 is connected to a hole different from the static pressure measurement hole 422 of the static pressure pipe 421.
  • Such a pressure sensor 400 is installed in the flow of the fluid 430. Then, Bernoulli's theorem is applied to the flow of the fluid 430 that forms a streamline along the Pitot tube 401, whereby the dynamic pressure of the fluid 430 is calculated.
  • the flow of the fluid 430 that forms a streamline along the Pitot tube 401 is indicated by an arrow from an arbitrary point 423 toward the apex 413 of the tip portion on the side where the total pressure measurement hole 412 of the Pitot tube 401 is provided.
  • the arbitrary point 423 is a point located on the extension line of the central axis of the Pitot tube 401.
  • the flow of the fluid 430 is shown as a flow parallel to the central axis of the Pitot tube 401, when the flow of the fluid 430 is inclined with respect to the central axis of the Pitot tube 401, the Pitot tube 401 The component in the direction parallel to the central axis of the Pitot tube 401 is measured.
  • the wind pressure and wind speed with respect to the vehicle are substantially equal to the wind pressure and wind speed at the arbitrary point 423 located on the extension line of the central axis of the Pitot tube 401 described above. For this reason, the pressure sensor 400 is installed in the flow of the fluid 430, and the wind pressure and the wind speed at the arbitrary point 423 are calculated to detect the wind pressure and the wind speed with respect to the vehicle.
  • the pressure sensor 400 By installing the pressure sensor 400 in the flow of the fluid 430, the flow of the fluid 430 is blocked by the pressure sensor 400, and the velocity (wind velocity) of the fluid 430 is zero on the surface of the pressure sensor 400 (stagnation point) ) Occurs. Specifically, since the flow of the fluid 430 is blocked by the tip of the Pitot tube 401 on the side where the total pressure measurement hole 412 is provided, the apex 413 of the tip of the Pitot tube 401 becomes a stagnation point (hereinafter referred to as stagnation). Point 413).
  • the first term on the left side is the static pressure of the fluid 430 at the stagnation point 413.
  • the second term on the left side is the dynamic pressure of the fluid 430 at the stagnation point 413. That is, the left side of the above formula (1) is the total pressure of the fluid 430 at the stagnation point 413.
  • the first term on the right side is the static pressure of the fluid 430 at the arbitrary point 423.
  • the second term on the right side is the dynamic pressure of the fluid 430 at the arbitrary point 423. That is, the right side of the above formula (1) is the total pressure of the fluid 430 at the arbitrary point 423.
  • ⁇ is the density of the fluid 430.
  • the dynamic pressure of the fluid 430 at the arbitrary point 423 is the differential pressure ⁇ P between the total pressure P 1 of the fluid 430 at the stagnation point 413 and the static pressure P 2 of the fluid 430 at the arbitrary point 423. Will be equal. Therefore, by calculating the differential pressure ⁇ P between the total pressure P 1 of the fluid 430 at the stagnation point 413 and the static pressure P 2 of the fluid 430 at the arbitrary point 423, the dynamic pressure of the fluid 430 at the arbitrary point 423, that is, the wind pressure against the vehicle. Is detected.
  • the total pressure P 1 of the fluid 430 at the stagnation point 413 is detected by the first pressure gauge 402. Since the Pitot tube 401 is installed in parallel to the flow of the fluid 430, the wind speed V 2 at the arbitrary point 423 is substantially equal to the wind speed in the static pressure measurement hole 422. For this reason, the static pressure P 2 of the fluid 430 at the arbitrary point 423 is substantially equal to the static pressure of the fluid 430 in the static pressure measurement hole 422. Accordingly, the static pressure P 2 of the fluid 430 at the arbitrary point 423 is detected by the second pressure gauge 403.
  • the density ⁇ of the fluid 430 may be treated as a constant, or may be calculated based on temperature or atmospheric pressure.
  • the density ⁇ of the fluid 430 is calculated using the following equation (4), for example.
  • P 0 is atmospheric pressure and t is temperature.
  • a plurality of pressure sensors 400 including a Pitot tube 401 shown in FIG. 4 are installed in a vehicle on which the navigation device 300 according to the embodiment is mounted.
  • a plurality of pressure sensors installed in the vehicle will be referred to as a pressure sensor group.
  • one pressure sensor is installed at each of the front part and the side part of the vehicle. These two pressure sensors are arranged in directions orthogonal to each other.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram showing the configuration of the pressure sensor group according to the example.
  • one pressure sensor (hereinafter referred to as a first pressure sensor) 500a in the pressure sensor group is installed so that the axis center of the Pitot tube 501a is parallel to the traveling direction x0 of the vehicle.
  • the total pressure measurement hole 502a of the Pitot tube 501a faces, for example, the traveling direction x0 of the vehicle.
  • Pitot tube 501a has, for example, an I-shaped cross-sectional shape.
  • the end of the Pitot tube 501a on the total pressure measurement hole 502a side is covered with an outer cylinder (hollow member) 503a having an open portion.
  • a cross-sectional view of the end portion on the total pressure measurement hole 502a side of the Pitot tube 501a of the first pressure sensor 500a is shown in the upper right side of FIG.
  • a differential pressure sensor 504a is connected to the end of the pitot tube 501a opposite to the side where the total pressure measurement hole 502a is provided. Specifically, the differential pressure sensor 504a is connected to the total pressure tube of the Pitot tube 501a via the tube 505a, and is connected to the static pressure tube of the Pitot tube 501a via the tube 506a.
  • the other pressure sensor (hereinafter referred to as a second pressure sensor) 500b in the pressure sensor group is installed such that the axis center of the Pitot tube 501b is parallel to a direction y0 orthogonal to the traveling direction of the vehicle.
  • the total pressure measurement hole 502b of the Pitot tube 501b is, for example, in a direction y0 orthogonal to the traveling direction of the vehicle and facing, for example, the left side outside the vehicle.
  • Pitot tube 501b has, for example, an L-shaped cross-sectional shape.
  • the end of the Pitot tube 501b on the total pressure measurement hole 502b side is covered with an outer cylinder 503b having an open portion. Specifically, although not shown, it is the same as the cross-sectional structure of the end portion of the pitot tube 501a of the first pressure sensor 500a on the total pressure measurement hole 502a side.
  • a differential pressure sensor 504b is connected to the end of the pitot tube 501b opposite to the side where the total pressure measurement hole 502b is provided. Specifically, the differential pressure sensor 504b is connected to the total pressure tube of the Pitot tube 501b via the tube 505b, and is connected to the static pressure tube of the Pitot tube 501b via the tube 506b.
  • FIG. 6 to 8 are explanatory diagrams showing wind detection by the navigation device. 6 and 7, the pressure sensor group is installed in a vehicle (not shown).
  • the fluid flows from the direction (direction of fluid flow) x1 deviated by an angle ⁇ with respect to the traveling direction x0 of the vehicle toward the vehicle.
  • An angle ⁇ with respect to the traveling direction x0 of the vehicle is a wind direction with respect to the vehicle.
  • Streamlines forming flow tubes 600 and 700 passing through the outer cylinder are indicated by solid arrows.
  • FIG. 8 shows the total wind pressure P, the wind pressure P x of the first direction component of the total wind pressure P, and the wind pressure P y of the second direction component of the total wind pressure P.
  • the Pitot tube 501a measures the total pressure and static pressure of the flow tube 600, which is a bundle of streamlines (fluid shown by a solid line) passing through the outer cylinder 503a covering the Pitot tube 501a.
  • the cross-sectional area A 1 at an arbitrary point 601 of the flow tube 600 is A 0 ⁇ cos ⁇ when the cross-sectional area A 0 of the outer cylinder 503a is taken.
  • the arbitrary point 601 is located outside the outer cylinder 503a.
  • the flow rate at the arbitrary point 601 of the flow tube 600 is equal to the flow rate in the outer cylinder 503a. Therefore, the wind speed V at any point 601, when the wind speed V x in the outer cylinder 503a, the following formula (5) holds. From the following formula (5), the wind speed V x in the outer cylinder 503a is represented by the following formula (6).
  • the Pitot tube 501b measures the total pressure and static pressure of the flow tube 700, which is a bundle of streamlines (fluid shown by a solid line) passing through the outer cylinder 503b covering the Pitot tube 501b.
  • the cross-sectional area A 2 at the arbitrary point 701 of the flow tube 700 is A 0 ⁇ sin ⁇ when the cross-sectional area A 0 of the outer cylinder 503b is taken.
  • the arbitrary point 701 is located outside the outer cylinder 503b.
  • the flow rate at the arbitrary point 701 of the flow tube 700 is equal to the flow rate in the outer cylinder 503b. Therefore, the wind speed V at any point 701, when the wind speed V y of the outer cylinder 503b, the following equation (8) holds. And from the following formula (8), the wind speed V y in the outer cylinder 503b is represented by the following formula (9).
  • the differential pressure (dynamic pressure of the second direction component) ⁇ P 2 between the total pressure and the static pressure of the fluid detected by the second pressure sensor 500b is expressed as 10).
  • the fluid flow direction in the outer cylinder 503b is assumed to be parallel to the central axis of the Pitot tube 501b, and the pressure coefficient is 1.
  • the total wind pressure P received by the vehicle by the fluid having the wind direction ⁇ with respect to the vehicle is expressed by the following equation (13).
  • the wind pressure P x in the first direction component of the total wind pressure P is expressed by the following equation (14).
  • the wind pressure P y in the second direction component of the total wind pressure P is expressed by the following equation (15).
  • one first pressure sensor 500a and two second pressure sensors 500b may be arranged at the front of the vehicle 900.
  • the first pressure sensor 500a is configured such that the axial center of the Pitot tube constituting the first pressure sensor 500a is parallel to the traveling direction x0 of the vehicle, and the total pressure measurement hole of the Pitot tube is advanced by the vehicle. It is installed so as to face the direction x0.
  • the second pressure sensor 500b is installed so that the axial center of the Pitot tube constituting the second pressure sensor 500b is parallel to a direction y0 perpendicular to the traveling direction of the vehicle.
  • the second pressure sensor 500b_left of the two second pressure sensors 500b is configured such that the total pressure measurement hole of the Pitot tube constituting the second pressure sensor 500b_left is directed to the left with respect to the vehicle traveling direction x0.
  • the other second pressure sensor 500b_right of the two second pressure sensors 500b is installed such that the total pressure measurement hole of the Pitot tube constituting the second pressure sensor 500b_right is directed to the right side with respect to the traveling direction x0 of the vehicle.
  • one first pressure sensor 500a is arranged at the front of the vehicle 1000, and the second pressure sensor 500b_left and the second pressure sensor 500b_left and second are respectively located on the left and right sides with respect to the traveling direction x0 of the vehicle 1000.
  • a pressure sensor 500b_right may be arranged.
  • the directions of the first pressure sensor 500a, the second pressure sensor 500b_left, and the second pressure sensor 500b_right are the same as those of the pressure sensors of the vehicle 900 shown in FIG.
  • a wind calculation method in the case where the first pressure sensor 500a, the second pressure sensor 500b_left, and the second pressure sensor 500b_right are thus installed will be described.
  • a vehicle 1000 shown in FIG. 10 will be described as an example.
  • the wind direction ⁇ with respect to the vehicle is the same as the wind direction shown in FIGS.
  • the fluid 1010 flows toward the vehicle 1000 from an obliquely left front shifted by an angle ⁇ with respect to the vehicle direction x0 of the vehicle 1000.
  • a flow tube 1001 which is a bundle of streamlines of the fluid 1010, passes through the outer cylinder 503 b_left of the second pressure sensor 500 b_left arranged on the left side of the vehicle 1000. Therefore, the dynamic pressure ⁇ P 2 _ left of the second direction component is calculated using the above equation (10).
  • the flow line 1002 of the fluid 1010 on the right side of the vehicle 1000 is blocked by the vehicle body of the vehicle 1000 and is orthogonal to the second pressure sensor 500b_right disposed on the right side of the vehicle 1000 along the vehicle body surface. Flowing into. For this reason, the flow line 1002 of the fluid 1010 hardly flows into the outer cylinder of the second pressure sensor 500b_right, and the dynamic pressure ⁇ P 2 _ right of the second direction component calculated using the above equation (10) is the second direction. It becomes smaller than the dynamic pressure ⁇ P 2 — left of the component.
  • the second The directional component dynamic pressure ⁇ P 2 is calculated. Further, since the dynamic pressure ⁇ P 2 _ left of the second direction component detected by the second pressure sensor 500b_left is selected, the wind direction ⁇ with respect to the vehicle 1000 is a value inclined to the left with respect to the traveling direction x0 of the vehicle 1000. Is calculated as
  • the dynamic pressure ⁇ P 2 — left of the second direction component and the dynamic pressure ⁇ P 2 — right of the second direction component are calculated by the above equation (10). Then, as shown in the following formula (16), whichever is greater dynamic pressure of the dynamic pressure [Delta] P 2 _. Right of the dynamic pressure [Delta] P 2 _ left and a second direction component of the second direction component is the dynamic pressure [Delta] P in the second direction component Selected as 2 . Thereafter, the wind direction ⁇ , the total wind pressure P, the wind pressure P x of the first direction component, and the wind pressure P y of the second direction component with respect to the vehicle 1000 are detected by the above formulas (12) to (15).
  • one first pressure sensor 500a_rear may be arranged at the rear of the vehicle 1100.
  • the first pressure sensor 500a_rear is such that the axial center of the Pitot tube constituting the first pressure sensor 500a_rear is parallel to the vehicle traveling direction x0, and the total pressure measurement hole of the Pitot tube is relative to the vehicle traveling direction x0. Installed to face the other side.
  • the arrangement positions and orientations of the first pressure sensor 500a_front arranged at the front of the vehicle 1100, the second pressure sensor 500b_left arranged at the side of the vehicle 1100, and the second pressure sensor 500b_right are shown in FIG. It is the same as the pressure sensor.
  • the dynamic pressure [Delta] P of the dynamic pressure [Delta] P 1 _ front and the first direction component of the first direction component by selecting a large dynamic pressure of any value of 1 _ rear, the dynamic pressure [Delta] P 1 in the first direction component is detected.
  • the dynamic pressure [Delta] P 1 _ rear of the dynamic pressure [Delta] P 1 _ front and the first direction component of the first direction component is calculated.
  • the wind direction ⁇ , the total wind pressure P, the wind pressure P x of the first direction component, and the wind pressure P y of the second direction component with respect to the vehicle 1000 are calculated by the above formulas (12) to (15).
  • the above formulas (1) to (17) are incorporated in the wind detection program recorded in the ROM 302 of the navigation device 300, for example. Then, the navigation apparatus 300 executes the wind detection program and calculates the wind direction ⁇ , the total wind pressure P, the wind pressure P x of the first direction component, and the wind pressure P y of the second direction component with respect to the vehicle.
  • the navigation apparatus 300 includes a plurality of pressure detection units installed in directions orthogonal to each other. More specifically, the navigation device 300 includes a first pressure sensor installed so that the total pressure measurement hole of the Pitot tube faces the traveling direction (first direction) of the vehicle, and the total pressure measurement hole of the Pitot tube is provided in the vehicle. A second pressure sensor installed to face a direction (second direction) orthogonal to the traveling direction. As a result, the navigation device 300 can detect the first direction component and the second direction component of the fluid by the first and second pressure sensors installed in directions orthogonal to each other. Even when there is a deviation, it is possible to accurately detect the wind direction and the wind pressure.
  • the navigation device 300 includes a plurality of pressure sensors installed in parallel with the traveling direction of the vehicle.
  • the navigation device 300 is installed such that the total pressure measurement hole of the Pitot tube faces the front of the vehicle, and the total pressure measurement hole of the Pitot tube faces the rear of the vehicle.
  • a third pressure sensor is installed. Therefore, since the navigation apparatus 300 can detect the fluid which flows from the front and back of a vehicle with the 1st, 3rd pressure sensor, it can detect a wind direction and a wind pressure more correctly.
  • the navigation device 300 includes a plurality of pressure detection units installed in parallel to a direction orthogonal to the traveling direction of the vehicle. More specifically, the navigation device 300 includes a second pressure sensor installed so that the total pressure measurement hole of the Pitot tube faces the left side outside the vehicle, and the total pressure measurement hole of the Pitot tube connects the right side outside the vehicle. And a fourth pressure sensor installed to face. Thereby, since the navigation apparatus 300 can detect the fluid flowing from the left side and the right side of the vehicle by the second and fourth pressure sensors, it can detect the wind direction and the wind pressure more accurately.
  • the wind direction and the wind pressure with respect to the vehicle can be accurately calculated, for example, an EV (Electric Vehicle) vehicle, an HV (Hybrid Vehicle) vehicle, a PHV (Plug-in Hybrid Vehicle) that runs using electricity as a power source. Power consumption in a car or the like can be accurately calculated. Thereby, safety measures and power consumption reduction in the vehicle can be achieved.
  • EV Electric Vehicle
  • HV Hybrid Vehicle
  • PHV Plug-in Hybrid Vehicle
  • the wind detection method described in the present embodiment can be realized by executing a program prepared in advance on a computer such as a personal computer or a workstation.
  • This program is recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk, a CD-ROM, an MO, and a DVD, and is executed by being read from the recording medium by the computer.
  • the program may be a transmission medium that can be distributed via a network such as the Internet.

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Abstract

　風検出装置（１００）は、移動体に対する風向および風圧を検出する。第１圧力検出部（１０１）は、流体の第１方向成分の全圧および静圧を検出する。第１方向は、移動体の進行方向である。第２圧力検出部（１０２）は、流体の第２方向成分の全圧および静圧を検出する。第２方向は、第１方向に直交する方向である。第１動圧算出部（１１１）は、第１圧力検出部（１０１）によって検出された流体の全圧および静圧に基づいて、流体の第１方向成分の動圧を算出する。第２動圧算出部（１１２）は、第２圧力検出部（１０２）によって検出された流体の全圧および静圧に基づいて、流体の第２方向成分の動圧を算出する。風算出部（１２１）は、第１動圧算出部（１１１）によって算出された流体の動圧および第２動圧算出部（１１２）によって算出された流体の動圧に基づいて、移動体の進行方向に対する風向、全風圧、第１方向成分の風圧、第２方向成分の風圧を算出する。

Description

風検出装置
　この発明は、風向および風圧を検出する風検出装置に関する。ただし、この発明の利用は、風検出装置に限らない。
　従来、流体の全圧および静圧を測定するピトー管を複数設置し、複数のピトー管の測定値に基づいて移動体に対する風圧を検出する風検出装置が知られている（たとえば、下記特許文献１～４参照。）。下記特許文献１～４では、各ピトー管に沿った流線を形成する流体の流れにそれぞれベルヌーイの定理を適用し、各ピトー管によって測定された流体の全圧と静圧との差圧（動圧）に基づいて移動体に対する風圧を検出している。
特開平９－１７６９３７号公報 特表２００７－５３２４０７号公報 特開２０１０－１０６８３８号公報 特表２０１０－５１６９９８号公報
　しかしながら、上述した各特許文献の技術では、たとえば移動体の進行方向からずれた方向から流体が流れている場合（横風）、流体の流れがピトー管の中心軸に平行にならないので、ピトー管によって測定された流体の全圧および静圧に誤差が生じ、流体の動圧を正確に算出することができない。このため、移動体に対する風圧を正確に検出することができないという問題点が一例として挙げられる。
　上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる風検出装置は、流体の全圧を検出する第１圧力計および当該流体の静圧を検出する第２圧力計を有する第１圧力検出手段と、前記第１圧力検出手段によって検出された全圧および静圧に基づいて、前記流体の動圧を算出する第１動圧算出手段と、前記流体の全圧を検出する第３圧力計および当該流体の静圧を検出する第４圧力計を有する第２圧力検出手段と、前記第２圧力検出手段によって検出された全圧および静圧に基づいて、前記流体の動圧を算出する第２動圧算出手段と、前記第１動圧算出手段によって算出された動圧および前記第２動圧算出手段によって算出された動圧に基づいて、風向、全風圧、第１方向成分の風圧、および前記第１方向成分に直交する第２方向成分の風圧を算出する風算出手段と、を備え、前記第１圧力検出手段および前記第２圧力検出手段のそれぞれは、開放部を有する中空部材で覆われており、前記第１圧力検出手段および前記第２圧力検出手段は互いに直交となる向きに配置されていることを特徴とする。
図１は、実施の形態にかかる風検出装置の機能的構成を示すブロック図である。 図２は、風検出装置による風検出処理の手順を示すフローチャートである。 図３は、ナビゲーション装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 図４は、実施例にかかる圧力センサの構成について示す概念図である。 図５は、実施例にかかる圧力センサ群の構成について示す概念図である。 図６は、ナビゲーション装置による風検出について示す説明図である。 図７は、ナビゲーション装置による風検出について示す説明図である。 図８は、ナビゲーション装置による風検出について示す説明図である。 図９は、実施例にかかる圧力センサ群の配置について示す説明図である。 図１０は、実施例にかかる圧力センサ群の配置について示す説明図である。 図１１は、実施例にかかる圧力センサ群の配置について示す説明図である。
　以下に添付図面を参照して、この発明に係る風検出装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
（実施の形態）
　図１は、実施の形態にかかる風検出装置の機能的構成を示すブロック図である。実施の形態にかかる風検出装置１００は、移動体に対する風向および風圧を検出する。風検出装置１００は、少なくとも第１圧力検出部１０１、第２圧力検出部１０２、第１動圧算出部１１１、第２動圧算出部１１２、風算出部１２１によって構成される。また、風検出装置１００は、上記構成部に加えて、さらに第３圧力検出部１０３、第４圧力検出部１０４、第３動圧算出部１１３、第４動圧算出部１１４によって構成されてもよい。
　第１圧力検出部１０１は、流体の全圧を検出する第１圧力計と、流体の静圧を検出する第２圧力計と、を有する。そして、第１圧力検出部１０１は、移動体の前部に設置され、流体の第１方向成分の全圧および静圧を検出する。移動体の前部とは、たとえば、ボンネットや、フロントバンパー、フロントスポイラーなど、移動体の正面部分である。第１方向とは、たとえば、移動体の進行方向である。
　具体的には、第１圧力検出部１０１は、たとえば、流体の全圧および静圧を測定するピトー管で構成される。ピトー管は、流体の全圧を測定する全圧管と、流体の静圧を測定する静圧管とからなる。第１圧力計は、ピトー管の全圧管に接続され、ピトー管によって測定された全圧を検出する。第２圧力計は、ピトー管の静圧管に接続され、ピトー管によって測定された静圧を検出する。
　より具体的には、第１圧力検出部１０１は、ピトー管の全圧管の先端部の孔（全圧測定孔）が移動体の進行方向を向くように設置される。そして、第１圧力検出部１０１は、たとえば、移動体の進行方向から吹いてくる風（向かい風）や、移動体の進行方向に対して斜め前方から吹いてくる風の第１方向成分の全圧および静圧を検出する。
　また、第１圧力検出部１０１は、開放部を有する中空部材で覆われている。具体的には、少なくとも第１圧力検出部１０１を構成するピトー管が、開放部を有する中空部材で覆われていればよい。第１圧力検出部１０１を中空部材で覆うことによって、流れ場の流れの渦が変化する場合や、せん断の大きな流れ場の場合に、流体の流れの方向をピトー管の中心軸に対して平行にすることができる。これにより、第１圧力検出部１０１によって検出される流体の動圧の誤差を小さくすることができる。
　第２圧力検出部１０２は、流体の全圧を検出する第３圧力計と、流体の静圧を検出する第４圧力計と、を有する。そして、第２圧力検出部１０２は、移動体の前部または側部に、第１圧力検出部１０１と直交となる向きで設置され、流体の第２方向成分の全圧および静圧を検出する。移動体の側部とは、たとえば、サイドバンパー、サイドスポイラーなど、移動体の側面部分である。第２方向とは、第１方向に直交する方向であり、たとえば、移動体の進行方向に直交する方向である。
　具体的には、第２圧力検出部１０２は、たとえば、ピトー管で構成され、ピトー管の全圧測定孔が移動体の進行方向に直交する方向を向くように、かつピトー管の全圧測定孔が移動体の外部側を向くように設置される。そして、第２圧力検出部１０２は、たとえば、移動体の進行方向に直交する方向から吹いてくる風（横風）や、移動体の進行方向に対して斜め前方や斜め後方から吹いてくる風の第２方向成分の全圧および静圧を検出する。より詳細には、第２圧力検出部１０２は、たとえば、移動体の進行方向に対して左側から吹いてくる風の全圧および静圧を検出する。
　また、第２圧力検出部１０２は、開放部を有する中空部材で覆われている。具体的には、少なくとも第２圧力検出部１０２を構成するピトー管が、開放部を有する中空部材で覆われていればよい。第２圧力検出部１０２を中空部材で覆うことによって得られる効果は、第１圧力検出部１０１を中空部材で覆うことによって得られる効果と同様である。
　第３圧力検出部１０３は、流体の全圧を検出する第５圧力計と、流体の静圧を検出する第６圧力計と、を有する。そして、第３圧力検出部１０３は、第１圧力検出部１０１と対向する向きで設置され、流体の第１方向成分の全圧および静圧を検出する。具体的には、第３圧力検出部１０３は、移動体の後部に設置され、流体の第１方向成分の全圧および静圧を検出する。移動体の後部とは、たとえば、リアバンパー、リアスポイラーなど、移動体の背面部分である。
　より具体的には、第３圧力検出部１０３は、たとえば、ピトー管で構成され、ピトー管の全圧測定孔が第１圧力検出部１０１のピトー管の全圧測定孔の向きに対して反対側を向くように設置される。そして、第３圧力検出部１０３は、たとえば、移動体の進行方向に吹く風（追い風）や、移動体の進行方向に対して斜め後方から吹く風の第１方向成分の全圧および静圧を検出する。
　また、第３圧力検出部１０３は、開放部を有する中空部材で覆われている。具体的には、少なくとも第３圧力検出部１０３を構成するピトー管が、開放部を有する中空部材で覆われていればよい。第３圧力検出部１０３を中空部材で覆うことによって得られる効果は、第１圧力検出部１０１を中空部材で覆うことによって得られる効果と同様である。
　第４圧力検出部１０４は、流体の全圧を検出する第７圧力計と、流体の静圧を検出する第８圧力計と、を有する。そして、第４圧力検出部１０４は、第１圧力検出部１０１と直交となる向きで、かつ第２圧力検出部１０２と対向する向きで設置され、流体の第２方向成分の全圧および静圧を検出する。具体的には、第４圧力検出部１０４は、移動体の前部または側部に設置され、第２圧力検出部１０２によって検出される流体と対向する向きに流れる流体の第２方向成分の全圧および静圧を検出する。
　より具体的には、第４圧力検出部１０４は、たとえば、ピトー管で構成され、ピトー管の全圧測定孔が移動体の進行方向に直交する方向を向くように、かつ第２圧力検出部１０２のピトー管の全圧測定孔の向きに対して反対側を向くように設置される。そして、第４圧力検出部１０４は、たとえば、移動体の進行方向に直交する方向から吹いてくる風（横風）や、移動体の進行方向に対して斜め前方や斜め後方から吹いてくる風の第２方向成分の全圧および静圧を検出する。より詳細には、第４圧力検出部１０４は、たとえば、移動体の進行方向に対して右側から吹いてくる風の全圧および静圧を検出する。
　また、第４圧力検出部１０４は、開放部を有する中空部材で覆われている。具体的には、少なくとも第４圧力検出部１０４を構成するピトー管が、開放部を有する中空部材で覆われていればよい。第４圧力検出部１０４を中空部材で覆うことによって得られる効果は、第１圧力検出部１０１を中空部材で覆うことによって得られる効果と同様である。
　第１動圧算出部１１１は、第１圧力検出部１０１によって検出された流体の全圧および静圧に基づいて、流体の第１方向成分の動圧を算出する。具体的には、第１動圧算出部１１１は、流体の第１方向成分の動圧として、第１圧力検出部１０１の、第１圧力計によって検出された流体の全圧と第２圧力計によって検出された流体の静圧との差圧を算出する。
　第２動圧算出部１１２は、第２圧力検出部１０２によって検出された流体の全圧および静圧に基づいて、流体の第２方向成分の動圧を算出する。具体的には、第２動圧算出部１１２は、流体の第２方向成分の動圧として、第２圧力検出部１０２の、第３圧力計によって検出された流体の全圧と第４圧力計によって検出された流体の静圧との差圧を算出する。
　第３動圧算出部１１３は、第３圧力検出部１０３によって検出された流体の全圧および静圧に基づいて、流体の第１方向成分の動圧を算出する。具体的には、第３動圧算出部１１３は、流体の第１方向成分の動圧として、第３圧力検出部１０３の、第５圧力計によって検出された流体の全圧と第６圧力計によって検出された流体の静圧との差圧を算出する。
　第４動圧算出部１１４は、第４圧力検出部１０４によって検出された流体の全圧および静圧に基づいて、流体の第２方向成分の動圧を算出する。具体的には、第４動圧算出部１１４は、流体の第２方向成分の動圧として、第４圧力検出部１０４の、第７圧力計によって検出された流体の全圧と第８圧力計によって検出された流体の静圧との差圧を算出する。
　第１～４動圧算出部１１１～１１４は、流体の全圧と静圧との差圧を算出する構成に代えて、ピトー管によって測定された流体の全圧と静圧との差圧を検出する構成であってもよい（微差圧センサ）。
　風算出部１２１は、第１動圧算出部１１１によって算出された流体の第１方向成分の動圧および第２動圧算出部１１２によって算出された流体の第２方向成分の動圧に基づいて、風向、全風圧、第１方向成分の風圧、および第２方向成分の風圧を算出する。風向とは、たとえば、移動体の進行方向に対する流体の流れの方向である。具体的には、風向とは、移動体の進行方向と流体の流れの方向とのなす角度である。全風圧とは、たとえば、第１動圧算出部１１１によって算出された流体の第１方向成分の動圧と、第２動圧算出部１１２によって算出された流体の第２方向成分の動圧との総和である。
　第１方向成分の風圧とは、移動体の進行方向に対する風圧である。具体的には、第１方向成分の風圧とは、たとえば、第１動圧算出部１１１によって算出された流体の動圧の第１方向成分である。第２方向成分の風圧とは、移動体の進行方向に直交する方向に対する風圧である。具体的には、第２方向成分の風圧とは、たとえば、第２動圧算出部１１２によって算出された流体の動圧の第２方向成分である。
　より具体的には、風算出部１２１は、たとえば、圧力検出部のピトー管に沿った流線を形成する流体の流れにベルヌーイの定理を適用し、第１，２動圧算出部１１１，１１２によってそれぞれ検出された流体の第１，２方向成分の動圧に基づいて、風向、全風圧、第１方向成分の風圧、および第１方向成分に直交する第２方向成分の風圧を算出する。
　さらに、風算出部１２１は、第１～３動圧算出部１１１～１１３によって検出された流体の動圧をそれぞれ取得可能な場合、第１動圧算出部１１１によって算出された流体の動圧および第３動圧算出部１１３によって算出された流体の動圧のいずれか大きい動圧と、第２動圧算出部１１２によって算出された流体の動圧とに基づいて、風向、全風圧、第１方向成分の風圧、および第２方向成分の風圧を算出する。
　風算出部１２１が第１，３動圧算出部１１１，１１３による算出値を取得可能な場合、全風圧は、第１動圧算出部１１１によって算出された流体の動圧および第３動圧算出部１１３によって算出された流体の動圧のいずれか大きい動圧と、第２動圧算出部１１２によって算出された流体の動圧との総和である。第１方向成分の風圧は、たとえば、第１動圧算出部１１１によって算出された流体の動圧および第３動圧算出部１１３によって算出された流体の動圧のいずれか大きい動圧の第１方向成分である。
　風算出部１２１は、第１，２，４動圧算出部１１１，１１２，１１４によって検出された流体の動圧をそれぞれ取得可能な場合、第１動圧算出部１１１によって算出された動圧と、第２動圧算出部１１２によって算出された流体の動圧および第４動圧算出部１１４によって算出された流体の動圧のいずれか大きい動圧とに基づいて、風向、全風圧、第１方向成分の風圧、および第２方向成分の風圧を算出する。
　風算出部１２１が第２，４動圧算出部１１２，１１４による算出値を取得可能な場合、全風圧は、第１動圧算出部１１１によって算出された流体の動圧と、第２動圧算出部１１２によって算出された流体の動圧および第４動圧算出部１１４によって算出された流体の動圧のいずれか大きい動圧との総和である。第２方向成分の風圧は、たとえば、第２動圧算出部１１２によって算出された流体の動圧および第４動圧算出部１１４によって算出された流体の動圧のいずれか大きい動圧の第２方向成分である。
　また、風算出部１２１は、第１～４動圧算出部１１１～１１４によって検出された流体の動圧をそれぞれ取得可能な場合、第１動圧算出部１１１によって算出された流体の動圧および第３動圧算出部１１３によって算出された流体の動圧のいずれか大きい動圧と、第２動圧算出部１１２によって算出された流体の動圧および第４動圧算出部１１４によって算出された流体の動圧のいずれか大きい動圧とに基づいて、風向、全風圧、第１方向成分の風圧、および第２方向成分の風圧を算出する。
　風算出部１２１が第１～４動圧算出部１１１～１１４による算出値を取得可能な場合、全風圧は、第１動圧算出部１１１によって算出された流体の動圧および第３動圧算出部１１３によって算出された流体の動圧のいずれか大きい動圧と、第２動圧算出部１１２によって算出された流体の動圧および第４動圧算出部１１４によって算出された流体の動圧のいずれか大きい動圧との総和である。
　また、風算出部１２１が第１～４動圧算出部１１１～１１４による算出値を取得可能な場合、第１方向成分の風圧は、たとえば、第１動圧算出部１１１によって算出された流体の動圧および第３動圧算出部１１３によって算出された流体の動圧のいずれか大きい動圧の第１方向成分である。第２方向成分の風圧は、たとえば、第２動圧算出部１１２によって算出された流体の動圧および第４動圧算出部１１４によって算出された流体の動圧のいずれか大きい動圧の第２方向成分である。
　つぎに、風検出装置１００による風検出処理について説明する。図２は、風検出装置による風検出処理の手順を示すフローチャートである。図２のフローチャートにおいて、風検出装置１００は、まず、第１動圧算出部１１１によって、流体の第１方向成分の動圧を算出する（ステップＳ２０１）。第１方向とは、たとえば、移動体の進行方向である。つぎに、風検出装置１００は、第２動圧算出部１１２によって、流体の第２方向成分の動圧を算出する（ステップＳ２０２）。第２方向とは、第１方向に直交する方向である。
　そして、風検出装置１００は、風算出部１２１によって、ステップＳ２０１，Ｓ２０２において算出された流体の第１方向成分の動圧および流体の第２方向成分の動圧に基づいて、風向、全風圧、第１方向成分の風圧、および第２方向成分の風圧を算出し（ステップＳ２０３）、本フローチャートによる処理を終了する。その後、風検出装置１００は、たとえば、ステップＳ２０３において検出した移動体に対する風向、全風圧、第１方向成分の風圧、および第２方向成分の風圧に基づいて、移動体の電力消費量などを算出してもよい。
　また、風検出装置１００は、ステップＳ２０１において、さらに、第３動圧算出部１１３によって流体の第１方向成分の動圧を算出してもよい。風検出装置１００は、第３動圧算出部１１３によって流体の第１方向成分の動圧を算出した場合、ステップＳ２０３において、第１動圧算出部１１１によって検出された流体の第１方向成分の動圧と第３動圧算出部１１３によって検出された流体の第１方向成分の動圧とのいずれか大きい動圧を用いる。
　風検出装置１００は、ステップＳ２０２において、さらに、第４動圧算出部１１４によって流体の第２方向成分の動圧を算出してもよい。風検出装置１００は、第４動圧算出部１１４によって流体の第２方向成分の動圧を算出した場合、ステップＳ２０３において、第２動圧算出部１１２によって検出された流体の第２方向成分の動圧と第４動圧算出部１１４によって検出された流体の第２方向成分の動圧とのいずれか大きい動圧を用いる。
　以上説明したように、実施の形態にかかる風検出装置１００は、互いに直交する向きで設置された複数の圧力検出部を備える。より詳細には、風検出装置１００は、ピトー管の全圧測定孔が移動体の進行方向（第１方向）を向くように設置された第１圧力検出部１０１と、ピトー管の全圧測定孔が移動体の進行方向に直交する方向（第２方向）を向くように設置された第２圧力検出部１０２と、を備える。これにより、風検出装置１００は、互いに直交する向きで設置した第１，２圧力検出部１０１，１０２によって流体の第１方向成分および第２方向成分を検出可能であるので、移動体の進行方向に対して流体の流れがずれている場合でも正確に風向および風圧を検出することができる。
　また、風検出装置１００は、移動体の進行方向に平行に設置された複数の圧力検出部を備える。より詳細には、風検出装置１００は、ピトー管の全圧測定孔が移動体の前方を向くように設置された第１圧力検出部１０１と、ピトー管の全圧測定孔が移動体の後方を向くように設置された第３圧力検出部１０３と、を備える。これにより、風検出装置１００は、第１，３圧力検出部１０１，１０３によって移動体の前方および後方から流れる流体を検出可能であるので、より正確に風向および風圧を検出することができる。
　さらに、風検出装置１００は、移動体の進行方向に直交する方向に平行に設置された複数の圧力検出部を備える。より詳細には、風検出装置１００は、ピトー管の全圧測定孔が移動体の外部の左側を向くように設置された第２圧力検出部１０２と、ピトー管の全圧測定孔が移動体の外部の右側を向くように設置された第４圧力検出部１０４と、を備える。これにより、風検出装置１００は、第２，４圧力検出部１０２，１０４によって移動体の左側および右側から流れる流体を検出可能であるので、より正確に風向および風圧を検出することができる。
　このように、移動体に対する風向および風圧を正確に算出することができるため、たとえば、電気を動力源として走行するＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）車やＨＶ（Ｈｙｂｒｉｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）車、ＰＨＶ（Ｐｌｕｇ－ｉｎ　Ｈｙｂｒｉｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）車などにおける消費電力を正確に算出することができる。これにより、移動体における安全対策や消費電力低減を図ることができる。
　以下に、本発明の実施例について説明する。本実施例では、車両などの移動体に搭載されるナビゲーション装置によって、本発明の風検出装置を実施した場合の一例について説明する。
（ナビゲーション装置のハードウェア構成）
　つぎに、ナビゲーション装置３００のハードウェア構成について説明する。図３は、ナビゲーション装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図３において、ナビゲーション装置３００は、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、磁気ディスクドライブ３０４、磁気ディスク３０５、光ディスクドライブ３０６、光ディスク３０７、音声Ｉ／Ｆ（インターフェース）３０８、マイク３０９、スピーカ３１０、入力デバイス３１１、映像Ｉ／Ｆ３１２、ディスプレイ３１３、カメラ３１４、通信Ｉ／Ｆ３１５、ＧＰＳユニット３１６および各種センサ３１７を備えている。各構成部３０１～３１７は、バス３２０によってそれぞれ接続されている。
　まず、ＣＰＵ３０１は、ナビゲーション装置３００の全体の制御を司る。ＲＯＭ３０２は、ブートプログラム、データ更新プログラム、風検出プログラムなどのプログラムを記録している。また、ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１のワークエリアとして使用される。すなわち、ＣＰＵ３０１は、ＲＡＭ３０３をワークエリアとして使用しながら、ＲＯＭ３０２に記録された各種プログラムを実行することによって、ナビゲーション装置３００の全体の制御を司る。
　風検出プログラムには、複数の圧力センサ（各種センサ３１７）によってそれぞれ検出された流体の全圧および静圧に基づいて流体の動圧を算出した後、流体の動圧に基づいて風向および風圧を検出する処理手順が記述されている。具体的には、風検出プログラムが実行されることにより、流体の第１方向成分の全圧と静圧との差圧（流体の第１方向成分の動圧）および流体の第２方向成分の全圧と静圧との差圧（流体の第２方向成分の動圧）が算出され、流体の第１，２方向成分の動圧に基づいて風向、全風圧、第１方向成分の風圧および第２方向成分の風圧が算出される。
　磁気ディスクドライブ３０４は、ＣＰＵ３０１の制御にしたがって磁気ディスク３０５に対するデータの読み取り／書き込みを制御する。磁気ディスク３０５は、磁気ディスクドライブ３０４の制御で書き込まれたデータを記録する。磁気ディスク３０５としては、たとえば、ＨＤ（ハードディスク）やＦＤ（フレキシブルディスク）を用いることができる。
　また、光ディスクドライブ３０６は、ＣＰＵ３０１の制御にしたがって光ディスク３０７に対するデータの読み取り／書き込みを制御する。光ディスク３０７は、光ディスクドライブ３０６の制御にしたがってデータが読み出される着脱自在な記録媒体である。光ディスク３０７は、書き込み可能な記録媒体を利用することもできる。着脱可能な記録媒体として、光ディスク３０７のほか、ＭＯ、メモリカードなどを用いることができる。
　磁気ディスク３０５および光ディスク３０７に記録される情報の一例としては、地図データなどが挙げられる。地図データは、カーナビゲーションシステムにおいて経路探索処理や経路誘導処理に用いられ、建物、河川、地表面などの地物（フィーチャ）をあらわす背景データ、道路の形状をリンクやノードなどであらわす道路形状データなどを含んでいる。
　音声Ｉ／Ｆ３０８は、音声入力用のマイク３０９および音声出力用のスピーカ３１０に接続される。マイク３０９に受音された音声は、音声Ｉ／Ｆ３０８内でＡ／Ｄ変換される。マイク３０９は、たとえば、車両のダッシュボード部などに設置され、その数は単数でも複数でもよい。スピーカ３１０からは、所定の音声信号を音声Ｉ／Ｆ３０８内でＤ／Ａ変換した音声が出力される。
　入力デバイス３１１は、文字、数値、各種指示などの入力のための複数のキーを備えたリモコン、キーボード、タッチパネルなどが挙げられる。入力デバイス３１１は、リモコン、キーボード、タッチパネルのうちいずれか１つの形態によって実現されてもよいが、複数の形態によって実現することも可能である。
　映像Ｉ／Ｆ３１２は、ディスプレイ３１３に接続される。映像Ｉ／Ｆ３１２は、具体的には、たとえば、ディスプレイ３１３全体を制御するグラフィックコントローラと、即時表示可能な画像情報を一時的に記録するＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ　ＲＡＭ）などのバッファメモリと、グラフィックコントローラから出力される画像データに基づいてディスプレイ３１３を制御する制御ＩＣなどによって構成される。
　ディスプレイ３１３には、アイコン、カーソル、メニュー、ウインドウ、あるいは文字や画像などの各種データが表示される。ディスプレイ３１３としては、たとえば、ＴＦＴ液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどを用いることができる。
　カメラ３１４は、車両内部あるいは外部の映像を撮影する。映像は静止画あるいは動画のどちらでもよく、たとえば、カメラ３１４によって車両外部を撮影し、撮影した画像をＣＰＵ３０１において画像解析したり、映像Ｉ／Ｆ３１２を介して磁気ディスク３０５や光ディスク３０７などの記録媒体に出力したりする。
　通信Ｉ／Ｆ３１５は、無線を介してネットワークに接続され、ナビゲーション装置３００およびＣＰＵ３０１のインターフェースとして機能する。ネットワークとして機能する通信網には、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの車内通信網や、公衆回線網や携帯電話網、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ　Ｓｈｏｒｔ　Ｒａｎｇｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、ＬＡＮ、ＷＡＮなどがある。通信Ｉ／Ｆ３１５は、たとえば、公衆回線用接続モジュールやＥＴＣ（ノンストップ自動料金支払いシステム）ユニット、ＦＭチューナー、ＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）／ビーコンレシーバなどである。
　ＧＰＳユニット３１６は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、車両の現在位置を示す情報を出力する。ＧＰＳユニット３１６の出力情報は、後述する各種センサ３１７の出力値とともに、ＣＰＵ３０１による車両の現在位置の算出に際して利用される。現在位置を示す情報は、たとえば緯度・経度、高度などの、地図データ上の１点を特定する情報である。
　各種センサ３１７は、車速センサ、圧力センサ、角速度センサなどの、車両の位置や挙動を判断するための情報や、車両に対する風向および風圧を判断するための情報を出力する。圧力センサは、たとえば車両の前部、側部および後部のバンパーやスポイラーなど、複数箇所にそれぞれ設置される。各種センサ３１７の出力値は、ＣＰＵ３０１による車両の現在位置の算出や、速度や方位の変化量の算出、車両に対する風向および風圧の算出に用いられる。
　圧力センサは、たとえば、ピトー管および２つの圧力計を備えている。ピトー管は、流体の全圧を測定する全圧管と、流体の静圧を測定する静圧管とを備えている。第１圧力計は、ピトー管の全圧管に接続され、ピトー管によって測定された流体の全圧を検出する。第２圧力計は、ピトー管の静圧管に接続され、ピトー管によって測定された流体の静圧を検出する。
　図１に示した風検出装置１００の第１圧力検出部１０１、第２圧力検出部１０２、第３圧力検出部１０３、第４圧力検出部１０４、第１動圧算出部１１１、第２動圧算出部１１２、第３動圧算出部１１３、第４動圧算出部１１４、風算出部１２１は、上述したナビゲーション装置３００におけるＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、磁気ディスク３０５、光ディスク３０７などに記録されたプログラムやデータを用いて、ＣＰＵ３０１が所定のプログラムを実行し、ナビゲーション装置３００における各部を制御することによってその機能を実現する。
（圧力センサの構成）
　まず、車両に設置される圧力センサ（各種センサ３１７）の構成について説明する。図４は、実施例にかかる圧力センサの構成について示す概念図である。圧力センサ４００は、ピトー管４０１、第１圧力計４０２、第２圧力計４０３を備えている。圧力センサ４００は、ピトー管４０１の軸中心と車両の進行方向とが等しくなるように、たとえば車両の正面部分、背面部分に設置される。また、圧力センサ４００は、ピトー管４０１の軸中心と車両の進行方向に直交する方向とが等しくなるように、たとえば車両側面部分に設置される。そして、圧力センサ４００は、流体４３０の全圧および静圧を検出する。
　ピトー管４０１は、流体４３０の全圧を測定する全圧管４１１と、流体４３０の静圧を測定する静圧管４２１と、を備えている。全圧管４１１の先端部には、流体４３０の全圧を測定するための孔（全圧測定孔）４１２が設けられている。静圧管４２１の側壁部には、流体４３０の静圧を測定するための孔（静圧測定孔）４２２が設けられている。
　ピトー管４０１は、たとえば、全圧管４１１と静圧管４２１とを平行に配置した構成となっている。全圧測定孔４１２および静圧測定孔４２２は互いに直交する方向に開口している。ピトー管４０１はＬ字状の断面形状を有していてもよい。Ｌ字状のピトー管４０１の場合、ピトー管４０１の全圧測定孔４１２側の直線部分に、静圧測定孔４２２が設けられる。
　第１圧力計４０２は、全圧管４１１に接続され、ピトー管４０１によって測定された流体４３０の全圧を検出する。具体的には、第１圧力計４０２は、全圧管４１１の全圧測定孔４１２が設けられた端部に対して反対側の端部の孔に接続されている。第２圧力計４０３は、ピトー管４０１の静圧管４２１に接続され、ピトー管によって測定された流体４３０の静圧を検出する。具体的には、第２圧力計４０３は、静圧管４２１の静圧測定孔４２２と異なる孔に接続されている。
　このような圧力センサ４００は、流体４３０の流れの中に設置される。そして、ピトー管４０１に沿った流線を形成する流体４３０の流れにベルヌーイの定理が適用されることで、流体４３０の動圧が算出される。図４において、ピトー管４０１に沿った流線を形成する流体４３０の流れを、任意点４２３からピトー管４０１の全圧測定孔４１２が設けられた側の先端部の頂点４１３に向かう矢印で示す。任意点４２３は、ピトー管４０１の中心軸の延長線上に位置する点である。また、流体４３０の流れをピトー管４０１の中心軸に平行な流れで示しているが、流体４３０の流れがピトー管４０１の中心軸に対して傾いている場合、ピトー管４０１は、流体４３０の、ピトー管４０１の中心軸に平行な方向の成分を測定する。
（ナビゲーション装置３００による風圧・風速検出の概要）
　つぎに、ナビゲーション装置３００による風圧・風速検出方法について説明する。車両に対する風圧および風速は、上述したピトー管４０１の中心軸の延長線上に位置する任意点４２３における風圧および風速にほぼ等しい。このため、圧力センサ４００を流体４３０の流れの中に設置し、任意点４２３における風圧および風速を算出することにより、車両に対する風圧および風速が検出される。
　圧力センサ４００が流体４３０の流れの中に設置されることにより、圧力センサ４００によって流体４３０の流れがせき止められ、圧力センサ４００の表面に流体４３０の速度（風速）がゼロとなる点（よどみ点）が発生する。具体的には、流体４３０の流れがピトー管４０１の全圧測定孔４１２が設けられた側の先端部でせき止められるため、ピトー管４０１の先端部の頂点４１３がよどみ点となる（以下、よどみ点４１３とする）。
　よどみ点４１３における流体４３０の全圧は、流体４３０のエネルギー保存則（静圧＋動圧＝全圧（一定））により、任意点４２３における流体４３０の全圧と等しい。このため、よどみ点４１３における風速Ｖ1とし、任意点４２３における風速Ｖ2とした場合、よどみ点４１３と任意点４２３との間に、下記式（１）が成り立つ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　上記式（１）において、左辺第１項は、よどみ点４１３における流体４３０の静圧である。左辺第２項は、よどみ点４１３における流体４３０の動圧である。すなわち、上記式（１）の左辺は、よどみ点４１３における流体４３０の全圧である。右辺第１項は、任意点４２３における流体４３０の静圧である。右辺第２項は、任意点４２３における流体４３０の動圧である。すなわち、上記式（１）の右辺は、任意点４２３における流体４３０の全圧である。ρは、流体４３０の密度である。
　よどみ点４１３における風速Ｖ1はゼロであるので、上記式（１）において、左辺第２項はゼロとなり、左辺第１項のみが残る。このため、上記式（１）の左辺第１項のＰ1は、よどみ点４１３における流体４３０の全圧である。また、よどみ点４１３における風速Ｖ1がゼロであるので、よどみ点４１３における流体４３０の全圧Ｐ1と任意点４２３における流体４３０の静圧Ｐ2との差圧（Ｐ1－Ｐ2）をΔＰとすることにより、上記式（１）は、下記式（２）であらわされる。また、下記式（２）によって、下記式（３）が成り立つ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　上記式（２）に示すように、任意点４２３における流体４３０の動圧は、よどみ点４１３における流体４３０の全圧Ｐ1と任意点４２３における流体４３０の静圧Ｐ2との差圧ΔＰと等しくなる。したがって、よどみ点４１３における流体４３０の全圧Ｐ1と任意点４２３における流体４３０の静圧Ｐ2との差圧ΔＰを算出することで、任意点４２３における流体４３０の動圧、すなわち車両に対する風圧が検出される。
　よどみ点４１３における流体４３０の全圧Ｐ1は、第１圧力計４０２によって検出される。また、ピトー管４０１は流体４３０の流れに対して平行に設置されるので、任意点４２３における風速Ｖ2は、静圧測定孔４２２における風速にほぼ等しい。このため、任意点４２３における流体４３０の静圧Ｐ2は、静圧測定孔４２２における流体４３０の静圧にほぼ等しい。したがって、任意点４２３における流体４３０の静圧Ｐ2は、第２圧力計４０３によって検出される。
　流体４３０の密度ρは、定数として扱われてもよいし、温度や大気圧に基づいて算出されてもよい。流体４３０の密度ρは、たとえば、下記式（４）を用いて算出される。下記式（４）において、Ｐ0は大気圧であり、ｔは温度である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
（ナビゲーション装置３００による風検出の概要）
　つぎに、実施例にかかる圧力センサの構成について説明する。実施例にかかるナビゲーション装置３００が搭載された車両には、たとえば、図４に示すピトー管４０１からなる圧力センサ４００が複数設置されている。以下、車両に設置された複数の圧力センサを圧力センサ群とする。たとえば、車両の前部および側部にそれぞれ１つの圧力センサを設置する。これら２つの圧力センサは、互いに直交となる向きに配置される。
　図５は、実施例にかかる圧力センサ群の構成について示す概念図である。図５に示すように、圧力センサ群のうちの一方の圧力センサ（以下、第１圧力センサとする）５００ａは、ピトー管５０１ａの軸中心が車両の進行方向ｘ０に平行になるように設置されている。ピトー管５０１ａの全圧測定孔５０２ａは、たとえば、車両の進行方向ｘ０を向いている。ピトー管５０１ａは、たとえば、Ｉ字状の断面形状を有する。
　ピトー管５０１ａの全圧測定孔５０２ａ側の端部は、開放部を有する外筒（中空部材）５０３ａで覆われている。図５の紙面右上に、第１圧力センサ５００ａのピトー管５０１ａの全圧測定孔５０２ａ側の端部の断面図を示す。ピトー管５０１ａの全圧測定孔５０２ａが設けられた側に対して反対側の端部には、差圧センサ５０４ａが接続されている。具体的には、差圧センサ５０４ａは、チューブ５０５ａを介してピトー管５０１ａの全圧管に接続され、チューブ５０６ａを介してピトー管５０１ａの静圧管に接続されている。
　圧力センサ群のうちの他方の圧力センサ（以下、第２圧力センサとする）５００ｂは、ピトー管５０１ｂの軸中心が車両の進行方向に直交する方向ｙ０に平行になるように設置されている。ピトー管５０１ｂの全圧測定孔５０２ｂは、たとえば、車両の進行方向に直交する方向ｙ０で、かつ車両の外部のたとえば左側を向いている。ピトー管５０１ｂは、たとえば、Ｌ字状の断面形状を有する。
　ピトー管５０１ｂの全圧測定孔５０２ｂ側の端部は、開放部を有する外筒５０３ｂで覆われている。具体的には、図示を省略するが、第１圧力センサ５００ａのピトー管５０１ａの全圧測定孔５０２ａ側の端部の断面構造と同様である。ピトー管５０１ｂの全圧測定孔５０２ｂが設けられた側に対して反対側の端部には、差圧センサ５０４ｂが接続されている。具体的には、差圧センサ５０４ｂは、チューブ５０５ｂを介してピトー管５０１ｂの全圧管に接続され、チューブ５０６ｂを介してピトー管５０１ｂの静圧管に接続されている。
　つぎに、図５に示す圧力センサ群を用いて、車両の進行方向ｘ０に対して斜め方向から流れてくる流体の風算出方法について説明する。図６～８は、ナビゲーション装置による風検出について示す説明図である。図６，７において、圧力センサ群は車両（不図示）に設置されている。流体は、車両の進行方向ｘ０に対して角度θだけずれた方向（流体の流れの方向）ｘ１から車両に向って流れている。車両の進行方向ｘ０に対する角度θは、車両に対する風向である。外筒内を通過する流管６００，７００を形成する流線を実線の矢印で示す。外筒内を通過しない流線を符号ｘ０，ｘ１の矢印よりも細かい点線の矢印で示す。図８には、全風圧Ｐ、全風圧Ｐの第１方向成分の風圧Ｐxおよび全風圧Ｐの第２方向成分の風圧Ｐyを示す。
　まず、車両の進行方向ｘ０（第１方向）における風圧の算出方法について説明する。図６に示すように、ピトー管５０１ａは、ピトー管５０１ａを覆う外筒５０３ａを通過する流線（実線で示す流体）の束である流管６００の全圧および静圧を測定する。流管６００の任意点６０１における断面積Ａ1は、外筒５０３ａの断面積Ａ0としたときにＡ0・ｃｏｓθとなる。任意点６０１は、外筒５０３ａの外部に位置する。
　流管６００の、任意点６０１における流量と外筒５０３ａ内における流量とは等しい。このため、任意点６０１における風速Ｖとし、外筒５０３ａ内における風速Ｖxとしたときに、下記式（５）が成り立つ。そして、下記式（５）より、外筒５０３ａ内における風速Ｖxは、下記式（６）であらわされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　したがって、上記式（２）の任意点における風速Ｖ2に上記式（６）の外筒５０３ａ内における風速Ｖxを代入することにより、第１圧力センサ５００ａによって検出される流体の全圧と静圧との差圧（第１方向成分の動圧）ΔＰ1は、下記式（７）であらわされる。下記式（７）において、外筒５０３ａ内における流体の流れの方向はピトー管５０１ａの中心軸に平行であるとし、圧力係数を１とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　つぎに、車両の進行方向に直交する方向ｙ０（第２方向）における風圧の算出方法について説明する。図７に示すように、ピトー管５０１ｂは、ピトー管５０１ｂを覆う外筒５０３ｂを通過する流線（実線で示す流体）の束である流管７００の全圧および静圧を測定する。流管７００の任意点７０１における断面積Ａ2は、外筒５０３ｂの断面積Ａ0としたときにＡ0・ｓｉｎθとなる。任意点７０１は、外筒５０３ｂの外部に位置する。
　流管７００の、任意点７０１における流量と外筒５０３ｂ内における流量とが等しい。このため、任意点７０１における風速Ｖとし、外筒５０３ｂ内における風速Ｖyとしたときに、下記式（８）が成り立つ。そして、下記式（８）より、外筒５０３ｂ内における風速Ｖyは、下記式（９）であらわされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
　したがって、上記式（２），式（９）により、第２圧力センサ５００ｂによって検出される流体の全圧と静圧との差圧（第２方向成分の動圧）ΔＰ2は、下記式（１０）であらわされる。下記式（１０）において、外筒５０３ｂ内における流体の流れの方向はピトー管５０１ｂの中心軸に平行であるとし、圧力係数を１とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　そして、第２方向の動圧ΔＰ2を第１方向成分の動圧ΔＰ1によって除算することにより、上記式（７），式（１０）を用いて下記式（１１），式（１２）に示すように風向θが算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
　また、車両に対する風向θの流体によって車両が受ける全風圧Ｐは、下記式（１３）であらわされる。そして、全風圧Ｐの第１方向成分の風圧Ｐxは、下記式（１４）であらわされる。全風圧Ｐの第２方向成分の風圧Ｐyは、下記式（１５）であらわされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
　つぎに、第１方向成分の動圧ΔＰ1を検出する第１圧力センサ５００ａ、および第２方向の動圧ΔＰ2を検出する第２圧力センサ５００ｂをそれぞれ複数設置する場合の風算出方法について説明する。図９～１１は、実施例にかかる圧力センサ群の配置について示す説明図である。まず、第１圧力センサ５００ａおよび第２圧力センサ５００ｂをそれぞれ複数設置する場合の各第１，２圧力センサ５００ａ，５００ｂの配置の一例について説明する。
　図９に示すように、車両９００の前部に１つの第１圧力センサ５００ａおよび２つの第２圧力センサ５００ｂを配置してもよい。具体的には、第１圧力センサ５００ａは、第１圧力センサ５００ａを構成するピトー管の軸中心が車両の進行方向ｘ０に平行になるように、かつピトー管の全圧測定孔が車両の進行方向ｘ０を向くように設置される。
　第２圧力センサ５００ｂは、第２圧力センサ５００ｂを構成するピトー管の軸中心が車両の進行方向に直交する方向ｙ０に平行になるように設置される。また、２つの第２圧力センサ５００ｂのうちの一方の第２圧力センサ５００ｂ＿ｌｅｆｔは、第２圧力センサ５００ｂ＿ｌｅｆｔを構成するピトー管の全圧測定孔が車両の進行方向ｘ０に対して左側を向くように設置される。２つの第２圧力センサ５００ｂのうちの他方の第２圧力センサ５００ｂ＿ｒｉｇｈｔは、第２圧力センサ５００ｂ＿ｒｉｇｈｔを構成するピトー管の全圧測定孔が車両の進行方向ｘ０に対して右側を向くように設置される。
　また、図１０に示すように、車両１０００の前部に１つの第１圧力センサ５００ａを配置し、車両１０００の進行方向ｘ０に対して左側部および右側部にそれぞれ第２圧力センサ５００ｂ＿ｌｅｆｔおよび第２圧力センサ５００ｂ＿ｒｉｇｈｔを配置してもよい。第１圧力センサ５００ａ、第２圧力センサ５００ｂ＿ｌｅｆｔおよび第２圧力センサ５００ｂ＿ｒｉｇｈｔの向きは、図９に示す車両９００の各圧力センサと同様である。
　このように第１圧力センサ５００ａ、第２圧力センサ５００ｂ＿ｌｅｆｔおよび第２圧力センサ５００ｂ＿ｒｉｇｈｔを設置した場合の風算出方法について説明する。図１０に示す車両１０００を例に説明する。車両に対する風向θは、図６～８に示す風向と同様である。具体的には、流体１０１０は、車両１０００の車両方向ｘ０に対して角度θだけずれた左斜め前方から車両１０００に向かって流れている。
　流体１０１０の流線の束である流管１００１は、車両１０００の左側部に配置された第２圧力センサ５００ｂ＿ｌｅｆｔの外筒５０３ｂ＿ｌｅｆｔ内を通過する。したがって、上記式（１０）を用いて、第２方向成分の動圧ΔＰ2_leftが算出される。
　一方、車両１０００の右側部における流体１０１０の流線１００２は、車両１０００の車体に遮られ、車両１０００の車体表面に沿って車両１０００の右側部に配置された第２圧力センサ５００ｂ＿ｒｉｇｈｔに直交する方向に流れる。このため、流体１０１０の流線１００２は第２圧力センサ５００ｂ＿ｒｉｇｈｔの外筒内にほぼ流れず、上記式（１０）を用いて算出される第２方向成分の動圧ΔＰ2_rightは第２方向成分の動圧ΔＰ2_leftよりも小さくなる。
　したがって、第２方向成分の動圧ΔＰ2_leftおよび第２方向成分の動圧ΔＰ2_rightのうち、値の大きい第２方向成分の動圧ΔＰ2_leftを選択することで、第２方向成分の動圧ΔＰ2が算出される。また、第２圧力センサ５００ｂ＿ｌｅｆｔによって検出された第２方向成分の動圧ΔＰ2_leftが選択されたことで、車両１０００に対する風向θは、車両１０００の進行方向ｘ０に対して左側に傾いた値として算出される。
　具体的には、上記式（１０）により、第２方向成分の動圧ΔＰ2_leftおよび第２方向成分の動圧ΔＰ2_rightが算出される。そして、下記式（１６）に示すように、第２方向成分の動圧ΔＰ2_leftおよび第２方向成分の動圧ΔＰ2_rightのいずれか大きい動圧が第２方向成分の動圧ΔＰ2として選択される。その後、上記式（１２）～式（１５）により、車両１０００に対する風向θ、全風圧Ｐ、第１方向成分の風圧Ｐxおよび第２方向成分の風圧Ｐyが検出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
　また、図１１に示すように、車両１１００の後部に、１つの第１圧力センサ５００ａ＿ｒｅａｒを配置してもよい。第１圧力センサ５００ａ＿ｒｅａｒは、第１圧力センサ５００ａ＿ｒｅａｒを構成するピトー管の軸中心が車両の進行方向ｘ０に平行になるように、かつピトー管の全圧測定孔が車両の進行方向ｘ０に対して反対側を向くように設置される。車両１１００の前部に配置された第１圧力センサ５００ａ＿ｆｒｏｎｔ、車両１１００の側部に配置された第２圧力センサ５００ｂ＿ｌｅｆｔおよび第２圧力センサ５００ｂ＿ｒｉｇｈｔの配置位置および向きは、図１０に示す車両１０００の各圧力センサと同様である。
　このように車両１１００の前部および後部にそれぞれ第１圧力センサ５００ａ＿ｆｒｏｎｔおよび第１圧力センサ５００ａ＿ｒｅａｒが設置されている場合、第１方向成分の動圧ΔＰ1_frontおよび第１方向成分の動圧ΔＰ1_rearのいずれか値の大きい動圧を選択することで、第１方向成分の動圧ΔＰ1が検出される。
　具体的には、上記式（７）により、第１方向成分の動圧ΔＰ1_frontおよび第１方向成分の動圧ΔＰ1_rearが算出される。そして、下記式（１７）に示すように、第１方向成分の動圧ΔＰ1_frontおよび第１方向成分の動圧ΔＰ1_rearのいずれか大きい風圧が第２方向成分の動圧ΔＰ1として選択される。その後、上記式（１２）～式（１５）により、車両１０００に対する風向θ、全風圧Ｐ、第１方向成分の風圧Ｐxおよび第２方向成分の風圧Ｐyが算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
　上記式（１）～（１７）は、たとえば、ナビゲーション装置３００のＲＯＭ３０２に記録された風検出プログラムに組み込まれている。そして、ナビゲーション装置３００は、風検出プログラムを実行し、車両に対する風向θ、全風圧Ｐ、第１方向成分の風圧Ｐxおよび第２方向成分の風圧Ｐyを算出する。
　以上説明したように、ナビゲーション装置３００によれば、互いに直交する向きで設置された複数の圧力検出部を備える。より詳細には、ナビゲーション装置３００は、ピトー管の全圧測定孔が車両の進行方向（第１方向）を向くように設置された第１圧力センサと、ピトー管の全圧測定孔が車両の進行方向に直交する方向（第２方向）を向くように設置された第２圧力センサと、を備える。これにより、ナビゲーション装置３００は、互いに直交する向きで設置した第１，２圧力センサによって流体の第１方向成分および第２方向成分を検出可能であるので、車両の進行方向に対して流体の流れがずれている場合でも正確に風向および風圧を検出することができる。
　また、ナビゲーション装置３００は、車両の進行方向に平行に設置された複数の圧力センサを備える。より詳細には、ナビゲーション装置３００は、ピトー管の全圧測定孔が車両の前方を向くように設置された第１圧力センサと、ピトー管の全圧測定孔が車両の後方を向くように設置された第３圧力センサと、を備える。これにより、ナビゲーション装置３００は、第１，３圧力センサによって車両の前方および後方から流れる流体を検出可能であるので、より正確に風向および風圧を検出することができる。
　さらに、ナビゲーション装置３００は、車両の進行方向に直交する方向に平行に設置された複数の圧力検出部を備える。より詳細には、ナビゲーション装置３００は、ピトー管の全圧測定孔が車両の外部の左側を向くように設置された第２圧力センサと、ピトー管の全圧測定孔が車両の外部の右側を向くように設置された第４圧力センサと、を備える。これにより、ナビゲーション装置３００は、第２，４圧力センサによって車両の左側および右側から流れる流体を検出可能であるので、より正確に風向および風圧を検出することができる。
　このように、車両に対する風向および風圧を正確に算出することができるため、たとえば、電気を動力源として走行するＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）車やＨＶ（Ｈｙｂｒｉｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）車、ＰＨＶ（Ｐｌｕｇ－ｉｎ　Ｈｙｂｒｉｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）車などにおける消費電力を正確に算出することができる。これにより、車両における安全対策や消費電力低減を図ることができる。
　なお、本実施の形態で説明した風検出方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。
　１００　風検出装置
　１０１，１０２，１０３，１０４　圧力検出部（第１～４）
　１１１，１１２，１１３，１１４　動圧算出部（第１～４）
　１２１　風算出部

Claims (12)

  1. 　流体の全圧を検出する第１圧力計および当該流体の静圧を検出する第２圧力計を有する第１圧力検出手段と、
    　前記第１圧力検出手段によって検出された全圧および静圧に基づいて、前記流体の動圧を算出する第１動圧算出手段と、
    　前記流体の全圧を検出する第３圧力計および当該流体の静圧を検出する第４圧力計を有する第２圧力検出手段と、
    　前記第２圧力検出手段によって検出された全圧および静圧に基づいて、前記流体の動圧を算出する第２動圧算出手段と、
    　前記第１動圧算出手段によって算出された動圧および前記第２動圧算出手段によって算出された動圧に基づいて、風向、全風圧、第１方向成分の風圧、および前記第１方向成分に直交する第２方向成分の風圧を算出する風算出手段と、
    　を備え、
    　前記第１圧力検出手段および前記第２圧力検出手段のそれぞれは、開放部を有する中空部材で覆われており、
    　前記第１圧力検出手段および前記第２圧力検出手段は互いに直交となる向きに配置されていることを特徴とする風検出装置。
  2. 　前記第１圧力検出手段および前記第２圧力検出手段はそれぞれピトー管で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の風検出装置。
  3. 　前記第１動圧算出手段によって算出された動圧をΔＰ1とし、前記第２動圧算出手段によって算出された動圧をΔＰ2としたときに、全風圧Ｐは、下記式（１）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の風検出装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  4. 　前記風向θは、下記式（２）を満たすことを特徴とする請求項３に記載の風検出装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  5. 　前記第１方向成分の風圧Ｐxは、下記式（３）を満たすことを特徴とする請求項４に記載の風検出装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
  6. 　前記第２方向成分の風圧Ｐyは、下記式（４）を満たすことを特徴とする請求項４または５に記載の風検出装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
  7. 　開放部を有する中空部材で覆われ、前記第１圧力検出手段と対向する向きに配置され、かつ、前記流体の全圧を検出する第５圧力計および当該流体の静圧を検出する第６圧力計を有する第３圧力検出手段と、
    　前記第３圧力検出手段によって検出された全圧および静圧に基づいて、前記流体の動圧を算出する第３動圧算出手段と、
    　をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の風検出装置。
  8. 　前記風算出手段は、前記第１動圧算出手段によって算出された動圧および前記第３動圧算出手段によって算出された動圧のいずれか大きい動圧と、前記第２動圧算出手段によって算出された動圧とに基づいて、前記風向、前記全風圧、前記第１方向成分の風圧、および前記第２方向成分の風圧を算出することを特徴とする請求項７に記載の風検出装置。
  9. 　開放部を有する中空部材で覆われ、前記第２圧力検出手段と対向する向きに配置され、かつ、前記流体の全圧を検出する第７圧力計および当該流体の静圧を検出する第８圧力計を有する第４圧力検出手段と、
    　前記第４圧力検出手段によって検出された全圧および静圧に基づいて、前記流体の動圧を算出する第４動圧算出手段と、
    　をさらに備えることを特徴とする請求項１または７に記載の風検出装置。
  10. 　前記風算出手段は、前記第２動圧算出手段によって算出された動圧および前記第４動圧算出手段によって算出された動圧のいずれか大きい動圧と、前記第１動圧算出手段によって算出された動圧とに基づいて、前記風向、前記全風圧、前記第１方向成分の風圧、および前記第２方向成分の風圧を算出することを特徴とする請求項９に記載の風検出装置。
  11. 　前記風算出手段は、前記第１動圧算出手段によって算出された動圧および前記第３動圧算出手段によって算出された動圧のいずれか大きい動圧と、前記第２動圧算出手段によって算出された動圧および前記第４動圧算出手段によって算出された動圧のいずれか大きい動圧とに基づいて、前記風向、前記全風圧、前記第１方向成分の風圧、および前記第２方向成分の風圧を算出することを特徴とする請求項９に記載の風検出装置。
  12. 　前記第１圧力検出手段および前記第２圧力検出手段は移動体に設置されており、
    　前記風向は、前記移動体の進行方向に対する風向であり、
    　前記第１方向成分の風圧は、前記移動体の進行方向に対する風圧であり、
    　前記第２方向成分の風圧は、前記移動体の進行方向に直交する方向に対する風圧であることを特徴とする請求項１に記載の風検出装置。
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