(57)【要約】【課題】簡単な構成で、風に関する物理量を推定したり用いることができる。【解決手段】情報通信システム（１）は、車両（２）に搭載された車載器（２１）及び運動制御装置（２２）と、クラウド部（４）に設置された風情報予測装置（４５）との間で相互に情報を授受する。車載器（２１）は一対の圧力センサの差圧及び和圧を用いて風向及び風速を導出して風況のダイナミックマップとして風情報予測装置（４５）に蓄積する。風情報予測装置（４５）は蓄積された風況のダイナミックマップによる風向及び風速を運動制御装置（２２）へ提供する。従って、簡単に２次元面上に展開した風況のダイナミックマップを作成でき、風況のダイナミックマップから車両へ風況情報を容易に提供できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の現在位置を示す位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記移動体前方の左右方向に離れた一対の個所各々の風圧を検出する検出部と、
前記検出部で検出された左右各々の風圧に基づいて、前記移動体の周辺における風に関する物理量を推定する風推定部と、
前記風推定部で推定された前記風に関する物理量を、前記移動体の前記位置情報に対応付けて送信する送信部と、
を備えた車載器。
【請求項２】
前記検出部は、前記移動体の前方に左右対称に配置された一対の圧力センサであり、
前記風推定部は、前記一対の圧力センサで検出された風圧の差及び風圧の和に基づいて、前記風に関する物理量を推定する
請求項１に記載の車載器。
【請求項３】
前記風に関する物理量は、風向及び風速に関する物理量である、
請求項１又は請求項２に記載の車載器。
【請求項４】
移動体の周辺における風に関する物理量を取得する風状況取得部と、
前記風状況取得部で取得された前記風に関する物理量に基づいて、前記移動体の挙動を変化させる方向に作用する空気力を推定する空気力推定部と、
前記空気力推定部で推定された空気力に基づいて、前記空気力の作用に応じて変化する前記移動体の挙動を予測する挙動予測部と、
前記移動体が、前記挙動予測部で予測された挙動を打ち消す挙動を行うように前記移動体の運動を制御する運動制御装置を制御する制御部と、
を備えた移動体運動制御装置。
【請求項５】
前記風状況取得部で風に関する物理量を表示する表示部をさらに備えた
請求項４に記載の移動体運動制御装置。
【請求項６】
前記風に関する物理量は、風向及び風速に関する物理量である、
請求項４又は請求項５に記載の移動体運動制御装置。
【請求項７】
複数の移動体各々から送信された前記複数の移動体各々の位置情報及び前記複数の移動体各々の周辺における風に関する物理量を取得する風物理量取得部と、
前記風物理量取得部で取得された前記複数の移動体各々の前記位置情報及び前記風に関する物理量に基づいて、前記複数の移動体の位置を含む特定領域における風に関する物理量を示す風情報を予測する風予測部と、
前記風予測部で予測された前記風情報を前記特定領域に対応付けて記憶する記憶部と、
を備えた風情報予測装置。
【請求項８】
前記風物理量取得部で取得された前記複数の移動体各々の前記位置情報及び前記風に関する物理量を蓄積する蓄積部をさらに備え、
前記風予測部は、前記蓄積部で蓄積された前記複数の移動体各々の前記位置情報及び前記風に関する物理量を用いて、前記風情報を予測する
請求項７に記載の風情報予測装置。
【請求項９】
指定された領域の風情報の出力要求を受け付ける受付部と、
前記記憶部に記憶され、かつ前記受付部で受け付けた前記指定された領域に対応する特定領域に対応付けられた前記風情報を出力する出力部と、
をさらに備えた請求項７又は請求項８に記載の風情報予測装置。
【請求項１０】
前記風に関する物理量は、風向及び風速に関する物理量である、
請求項７から請求項９の何れか１項に記載の風情報予測装置。
【請求項１１】
移動体に搭載されたコンピュータが、
前記移動体の現在位置を示す位置情報を取得し、
前記移動体前方の左右方向に離れた一対の個所各々の風圧を検出し、
検出された左右各々の風圧に基づいて、前記移動体の周辺における風に関する物理量を推定し、
推定された前記風に関する物理量を、前記移動体の前記位置情報に対応付けて送信する
ことを含む風状況送信方法。
【請求項１２】
移動体に搭載されたコンピュータが、
前記移動体の周辺における風に関する物理量を取得し、
取得された前記風に関する物理量に基づいて、前記移動体の挙動を変化させる方向に作用する空気力を予測し、
予測された空気力に基づいて、前記空気力の作用に応じて変化する前記移動体の挙動を予測し、
前記移動体が、予測された挙動を打ち消す挙動を行うように前記移動体の運動を制御する運動制御装置を制御する
ことを含む移動体運動制御方法。
【請求項１３】
コンピュータが、
複数の移動体各々から送信された前記複数の移動体各々の位置情報及び前記複数の移動体各々の周辺における風に関する物理量を取得し、
取得された前記複数の移動体各々の前記位置情報及び前記風に関する物理量に基づいて、前記複数の移動体の位置を含む特定領域における風に関する物理量を示す風情報を予測し、
予測された前記風情報を前記特定領域に対応付けて記憶する
ことを含む風情報予測方法。
【請求項１４】
コンピュータを、請求項１から請求項３の何れか１項に記載された車載器の各部として機能させるための風状況送信プログラム。
【請求項１５】
コンピュータを、請求項４から請求項６の何れか１項に記載された移動体運動制御装置の各部として機能させるための移動体運動制御プログラム。
【請求項１６】
コンピュータを、請求項７から請求項１０の何れか１項に記載された風情報予測装置の各部として機能させるための風情報予測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載器、移動体運動制御装置、風情報予測装置、風状況送信方法、移動体運動制御方法、風情報予測方法、風状況送信プログラム、移動体運動制御プログラム、及び風情報予測プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の移動体が移動する移動経路の探索を行う場合に、気象情報を用いて強風に関する情報を報知する技術が知られている。例えば、気象庁等の団体により提供された気象情報に基づいた強風エリアを地図上に設定し、設定された強風エリアを通過する移動体の乗員に対して強風に関する情報の報知を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、移動経路の探索を行う場合に、風向及び風速を示す気象情報を用いる技術が知られている。例えば、風向及び風速を示す気象情報を用いて、風による走行負荷を考慮した移動経路を探索する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
ところで、気象情報は、予め定めた位置に設置された気象計測センサにより定点観測するが、少ない個数で広範囲の気象情報を得るために計測地点を散在させている。一方、近年、短時間に生じる急激な気象変動が注目されており、多くの地点における気象計測が求められている。そこで、計測センサを移動体に搭載し、気象情報に加えて、各種の環境計測を行い、移動体が移動する際の条件に反映させる技術が知られている。例えば、降水量センサ及びカメラ等の計測センサを車両に搭載し、計測結果を用いて移動体が走行路を移動する走行条件を推定する技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。また、移動体のふらつきが横風による影響であるかを判定し、移動体のふらつきが横風による影響である場合に、報知する技術が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３３４２７号公報
【特許文献２】特開２０１２−８８２０４号公報
【特許文献３】特表２０１５−５３５２０４号公報
【特許文献４】特開２０１４−１４１１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、多くの地点における気象計測を行う、例えば風に関する物理量を取得するために、特別な計測センサを複数の移動体に搭載して計測することは、移動体に特別な構成が要求されると共に、システム全体が複雑になる。従って、簡単な構成で移動体に作用する風による影響を把握するために風に関する物理量を推定したり用いることには改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮してなされたもので、簡単な構成で、風に関する物理量を推定したり用いることができる車載器、移動体運動制御装置、風情報予測装置、風状況送信方法、移動体運動制御方法、風情報予測方法、風状況送信プログラム、移動体運動制御プログラム、及び風情報予測プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の車載器は、
移動体の現在位置を示す位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記移動体前方の左右方向に離れた一対の個所各々の風圧を検出する検出部と、
前記検出部で検出された左右各々の風圧に基づいて、前記移動体の周辺における風に関する物理量を推定する風推定部と、
前記風推定部で推定された前記風に関する物理量を、前記移動体の前記位置情報に対応付けて送信する送信部と、
を備えている。
【０００８】
本発明の車載器によれば、風推定部は、検出部によって検出された左右各々の風圧に基づいて、移動体の周辺における風に関する物理量を推定する。送信部は、風推定部で推定された風に関する物理量を、位置情報取得部で取得された移動体の位置情報に対応付けて送信する。この車載器を移動体に取り付けることで、移動体の移動に伴って時々刻々と変化する移動体の周辺における風に関する物理量を移動体の外部へ送信することができる。これによって、移動体の外部で、複数の位置における風に関する物理量を用いて特定領域の風の状況を把握することができる。
【０００９】
前記車載器では、
前記検出部は、前記移動体の前方に左右対称に配置された一対の圧力センサとすることができ、前記風推定部は、前記一対の圧力センサで検出された風圧の差及び風圧の和に基づいて、前記風に関する物理量を推定することができる。
前記検出部は、移動体前方の風圧を検出するので、圧力を示す物理量を検出可能であることが好ましい。また、例えば左方向又は右方向から同じ空気力が作用する場合には、一対のセンサで検出される各々の風圧の和が同じ値で検出されることが好ましい。そこで、移動体の前方に左右対称に配置された一対の圧力センサにより移動体前方の風圧を検出することで、移動体に作用する空気力に影響する風に関する物理量を、左右の方向に偏ることなく推定することができる。
【００１０】
前記車載器では、
前記風に関する物理量は、風向及び風速に関する物理量とすることができる。
このように、風向及び風速に関する物理量を用いることで風に関する物理量として風の状況を詳細に推定することができる。
【００１１】
また、本発明の移動体運動制御装置は、
移動体の周辺における風に関する物理量を取得する風状況取得部と、
前記風状況取得部で取得された前記風に関する物理量に基づいて、前記移動体の挙動を変化させる方向に作用する空気力を推定する空気力推定部と、
前記空気力推定部で推定された空気力に基づいて、前記空気力の作用に応じて変化する前記移動体の挙動を予測する挙動予測部と、
前記移動体が、前記挙動予測部で予測された挙動を打ち消す挙動を行うように前記移動体の運動を制御する運動制御装置を制御する制御部と、
を備えている。
【００１２】
本発明の移動体運動制御装置によれば、空気力推定部は、風状況取得部で取得された移動体の周辺における風に関する物理量に基づいて、移動体の挙動を変化させる方向に作用する空気力を推定する。挙動予測部は、空気力推定部で推定された空気力から空気力の作用に応じて変化する移動体の挙動を予測する。そして、制御部は、移動体が、挙動予測部で予測された挙動を打ち消す挙動を行うように移動体を制御する運動制御装置を制御する。このように、移動体の周辺における風に関する物理量を取得して空気力を精度よく推定し、その推定した空気力を用いて移動体の挙動を打ち消す挙動を行うように移動体を制御するので、簡単な構成でかつ短時間で移動体に作用する空気力に応じて移動体の挙動として生じる影響を抑制することができる。
【００１３】
前記移動体運動制御装置は、
前記風状況取得部で風に関する物理量を表示する表示部をさらに備え
ることができる。
前記表示部に風に関する物理量を表示することにより、風が移動体の挙動に作用する可能性のあることを移動体の乗員が容易に把握することができる。
【００１４】
前記移動体運動制御装置では、
前記風に関する物理量は、風向及び風速に関する物理量とすることができる。
このように、風向及び風速に関する物理量を用いることで風に関する物理量として風の状況を詳細に予測することができる。
【００１５】
さらに、本発明の風情報予測装置は、
複数の移動体各々から送信された前記複数の移動体各々の位置情報及び前記複数の移動体各々の周辺における風に関する物理量を取得する風物理量取得部と、
前記風物理量取得部で取得された前記複数の移動体各々の前記位置情報及び前記風に関する物理量に基づいて、前記複数の移動体の位置を含む特定領域における風に関する物理量を示す風情報を予測する風予測部と、
前記風予測部で予測された前記風情報を前記特定領域に対応付けて記憶する記憶部と、
を備えている。
【００１６】
本発明の風情報予測装置によれば、風物理量取得部は、複数の移動体各々から送信された複数の移動体各々の位置情報及び複数の移動体各々の周辺における風に関する物理量を取得する。風予測部は、風物理量取得部で取得された複数の移動体各々の位置情報及び風に関する物理量に基づいて、複数の移動体の位置を含む特定領域における風に関する物理量を示す風情報を予測する。そして、記憶部は、風予測部で予測された風情報を特定領域に対応付けて記憶する。このように、複数の移動体各々からの位置情報及びその周辺における風に関する物理量を取得することで、風情報を容易に予測することができる。
【００１７】
前記風情報予測装置では、
前記風物理量取得部で取得された前記複数の移動体各々の前記位置情報及び前記風に関する物理量を蓄積する蓄積部をさらに備え、前記風予測部は、前記蓄積部で蓄積された前記複数の移動体各々の前記位置情報及び前記風に関する物理量を用いて、前記風情報を予測する
ことができる。
位置情報及び風に関する物理量を蓄積することで、位置情報に対する風に関する物理量の総量を増加させることができ、風情報を予測する場合の基となるデータを増加でき、予測精度を向上させることができる。
【００１８】
また、前記風情報予測装置では、
指定された領域の風情報の出力要求を受け付ける受付部と、
前記記憶部に記憶され、かつ前記受付部で受け付けた前記指定された領域に対応する特定領域に対応付けられた前記風情報を出力する出力部と、
をさらに備えることができる。
或る特定領域の風情報、例えば、局所的な風情報は、その特定領域を走行する移動体の乗員及びその特定領域の風情報の入手を希望するユーザにとって、有効な情報である。そこで、指定された領域の風情報の出力要求を受け付け、記憶部に記憶されている、指定された領域に対応する特定領域に対応付けられた風情報を出力することで、移動体の乗員及びユーザが風情報を入手可能にすることができる。
【００１９】
前記風情報予測装置では、
前記風に関する物理量は、風向及び風速に関する物理量とすることができる。
このように、風向及び風速に関する物理量を用いることで風に関する物理量として風の状況を詳細に推定することができる。
【００２０】
本発明の風状況送信方法は、
移動体に搭載されたコンピュータが、
前記移動体の現在位置を示す位置情報を取得し、
前記移動体前方の左右方向に離れた一対の個所各々の風圧を検出し、
検出された左右各々の風圧に基づいて、前記移動体の周辺における風に関する物理量を推定し、
推定された前記風に関する物理量を、前記移動体の前記位置情報に対応付けて送信する
ことを含む。
【００２１】
本発明の移動体運動制御方法は、
移動体に搭載されたコンピュータが、
前記移動体の周辺における風に関する物理量を取得し、
取得された前記風に関する物理量に基づいて、前記移動体の挙動を変化させる方向に作用する空気力を推定し、
推定された空気力に基づいて、前記空気力の作用に応じて変化する前記移動体の挙動を予測し、
前記移動体が、前記挙動予測部で予測された挙動を打ち消す挙動を行うように前記移動体の運動を制御する運動制御装置を制御する
ことを含む。
【００２２】
本発明の風情報予測方法は、
コンピュータが、
複数の移動体各々から送信された前記複数の移動体各々の位置情報及び前記複数の移動体各々の周辺における風に関する物理量を取得し、
取得された前記複数の移動体各々の前記位置情報及び前記風に関する物理量に基づいて前記複数の移動体の位置を含む特定領域における風に関する物理量を示す風情報を予測し、
予測された前記風情報を前記特定領域に対応付けて記憶する
ことを含む。
【００２３】
本発明の風状況出力プログラムは、
コンピュータを、請求項１から請求項３の何れか１項に記載された車載器の各部として機能させる。
【００２４】
本発明の移動体運動制御プログラムは、
コンピュータを、請求項４から請求項６の何れか１項に記載された移動体運動制御装置の各部として機能させる。
【００２５】
本発明の風情報予測プログラムは、
コンピュータを、請求項７から請求項１０の何れか１項に記載された風情報予測装置の各部として機能させる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように本発明によれば、簡単な構成で、風に関する物理量を推定したり用いることができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態に係る情報通信システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係る車両に搭載された電子機器の配置例及び空気力に関する座標系の一例を示すイメージ図である。
【図３】実施形態に係る車両に設置された車載器の一例を示す機能ブロック図である。
【図４】圧力係数と風向との関係の一例を示すイメージ図である。
【図５】差圧と和圧の対応関係の一例を示すイメージ図である。
【図６】風洞実験による差圧と和圧の対応関係の一例を示すイメージ図である。
【図７】予測式による差圧と和圧の対応関係の一例を示すイメージ図である。
【図８】コンピュータにより実現した車載器の構成の一例を示すブロック図である。
【図９】車載器における風況演算処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態に係る車両に設置された運動制御装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図１１】コンピュータにより実現した運動制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】運動制御装置における車両挙動制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１３】実施形態に係るクラウド部に設置された風情報予測装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１４】コンピュータにより実現した風情報予測装置４５の構成の一例を示すブロック図である。
【図１５】風情報予測装置における風況マップ処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１６】楕円曲線で表される差圧と和圧との対応関係の一例を示すイメージ図である。
【図１７】風向と、差圧及び和圧により得られる角度φとの対応関係の一例を示すイメージ図である。
【図１８】走行中に取得した差圧及び和圧の実測値と、風速１００ｋｍ／ｈの風洞実験により取得した差圧及び和圧の楕円近似曲線とを示すイメージ図である。
【図１９】風向の実測値の時間特性と、差圧及び和圧による風向の推定値の時間特性とを示すイメージ図である。
【図２０】風速の実測値の時間特性と、差圧及び和圧による風速の推定値の時間特性とを示すイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。
本実施形態は、移動体の周辺における風に関する物理量を推定したり、風によって移動体に作用する空気力により変化する移動体の挙動を相殺するように移動体の運動を制御したりする場合の一例を説明する。また、本実施形態では、移動体の一例として、自動車等の車両の運動を制御する場合を説明する。
【００２９】
図１に、本実施形態に係る車両に搭載された電子機器を含む複数の電子機器間で、情報を授受する情報通信システム１の構成の一例を示す。
【００３０】
図１に示すように、情報通信システム１は、車両２に搭載された電子機器、及びクラウド部４に設置された電子機器とを備え、車両２側の電子機器とクラウド部４側の電子機器との間で、相互に情報を授受する。
【００３１】
車両２は、電子機器の一例として、車載器２１及び運動制御装置２２を搭載可能である。車載器２１は、無線通信アンテナ等を含む通信部２３に接続されており、通信部２３を介して車両２の外部装置との通信を行うことができる。また、運動制御装置２２も無線通信アンテナ等を含む通信部２３に接続されており、通信部２３を介して車両２の外部装置との通信を行うことができる。なお、以下の説明では、車載器２１及び運動制御装置２２を搭載した移動体を車両２とし、運動制御装置２２を搭載した一般的な移動体を車両３として説明する。また、車両２及び車両３を区別する必要がない場合には、車両２と総称して説明する場合がある。
【００３２】
クラウド部４は、無線通信網４１、及びクラウド４４内に設けられた風情報予測装置４５を備えている。無線通信網４１は、ネットワーク４３を介して風情報予測装置４５に接続されている。なお、図１では、ネットワーク４３が１つの風情報予測装置４５に接続された場合を模式的に示したものである。つまり、クラウド４４は、所謂クラウドと呼ばれるサーバ等の電子機器及びそれらの電子機器と通信する通信機器の集合体であり、風情報予測装置４５の総体として機能するが、図１では、１つの風情報予測装置４５の接続を代表的に示したものである。
【００３３】
無線通信網４１は、アクセスポイント（ＡＰ）４２を含んでいる。無線通信網４１は、アクセスポイント（ＡＰ）４２を介して車両２（無線通信アンテナによる通信部２３）に対して無線通信により情報を授受する。風情報予測装置４５は、クラウド４４側において風情報の予測を行う装置である。
【００３４】
図２に、車両２に搭載された電子機器の配置例を示す。
【００３５】
図２に示すように、車両２には、車載器２１、運動制御装置２２、通信部２３、車速を計測する車速センサ２４、風圧を計測する圧力センサ２５、位置センサ２６、車両の運動を制御する車両運動制御部２８、及び表示部２９が搭載されている。本実施形態では、一対の圧力センサ２５の一例として、車両の前方でかつ車両幅方向の左右２か所に圧力センサを設置した場合を説明する。具体的には、一対の圧力センサ２５は、車両幅方向の左右２か所、つまり車両前方のフロントバンパＦＢＰ付近で、かつ左右の異なる位置に、前方左側設置の圧力センサ２５Ｌ、及び前方右側設置の圧力センサ２５Ｒを設置した場合を説明する。なお、車両２は、車両周囲の大気圧及び温湿度を計測する大気圧センサを搭載するようにしてもよい。
【００３６】
一対の圧力センサ２５は、左右の異なる位置に設置する場合、左右のバランスを考慮して、左右対称な位置またはその近傍の位置に設置することが好ましい。また、一対の圧力センサ２５は表面圧力を時系列で計測できればよい。このため、一対の圧力センサ２５は、車両表面に直接配置して表面圧力を直接計測しても良く、車両内部に配置し（埋め込み）、車両表面の孔から一対の圧力センサ２５各々まで連通管を介して計測しても良い。車両内部に配置して計測する場合は、車両表面に設けられる孔は、直接計測する場合と同様の左右対称な位置またはその近傍の位置に設けることが好ましい。さらに、一対の圧力センサ２５は、雨天時及び高温環境においても機能することが好ましい。
【００３７】
位置センサ２６は、車両２の現在位置を検出するセンサユニットである。位置センサ２６の一例には、ＧＰＳ（Global Positioning System）ユニットが挙げられる。ＧＰＳユニットは、複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信して、各々のＧＰＳ衛星との距離を割り出すことにより、緯度及び経度等の座標値を測定するユニットである。
【００３８】
（車載器）
図３に、車両２に設置された車載器２１の構成の一例をブロック図で示す。
車両２に設置された車載器２１は、車両２の周辺における風況について、風に関する物理量として風向及び風速を示す物理量を、圧力センサ２５のセンサ出力値に基づいて推定する。
【００３９】
車載器２１は、情報取得部２１１、圧力演算部２１２、相対風況演算部２１３、及び風況演算部２１４を備えている。情報取得部２１１の入力側は、車両２に設置された車速センサ２４、圧力センサ２５、及び位置センサ２６に接続されている。情報取得部２１１の出力側は、圧力演算部２１２、相対風況演算部２１３、及び風況演算部２１４を介して車両２に設置された通信部２３に接続されている。
【００４０】
情報取得部２１１は、車速センサ２４、圧力センサ２５、及び位置センサ２６からの各々のセンサ出力を取得し、圧力演算部２１２へ出力する機能部である。
【００４１】
圧力演算部２１２は、圧力センサ２５に含まれる左側設置の圧力センサ２５Ｌ及び右側設置の圧力センサ２５Ｒの差圧及び和圧を演算して、演算された差圧及び和圧を各センサ出力と共に相対風況演算部２１３へ出力する機能部である。
【００４２】
本実施形態では、圧力演算部２１２は、ノイズ除去のために予め定めたカットオフ周波数を有する図示しないローパスフィルタを備えており、図示しないローパスフィルタでノイズが除去されたセンサ出力の圧力値を用いる。すなわち、圧力演算部２１２は、図示しないローパスフィルタでノイズが除去された圧力センサ２５の出力である圧力値を用いる。詳細には、圧力演算部２１２は、圧力センサ２５Ｌの圧力値ｐＬ及び圧力センサ２５Ｒの圧力値ｐＲを用いて、次に示す（１）式により和圧ｐｓｕｍを演算し、（２）式により差圧ｐｄｉｆｆを演算する。
ｐｓｕｍ         ＝ｐＬ＋ｐＲ      ・・・（１）
ｐｄｉｆｆ       ＝ｐＬ−ｐＲ      ・・・（２）
【００４３】
また、本実施形態では、車速と外乱風速による合成風速に基づく動圧を考慮するため、次に示す（３）式を用いて、圧力値を無次元化する。すなわち、圧力センサ２５Ｌの圧力値ｐＬ及び圧力センサ２５Ｒの圧力値ｐＲの和圧ｐｓｕｍを動圧とみなし、（２）式を用いて演算された差圧ｐｄｉｆｆを、（１）式を用いて演算された和圧ｐｓｕｍで除算して圧力係数Ｃｐｄｉｆｆを演算する。
Ｃｐｄｉｆｆ     ＝ｐｄｉｆｆ／ｐｓｕｍ      ・・・（３）
【００４４】
このように、和圧ｐｓｕｍを動圧とみなすことにより、車速［ｍ／ｓ］及び車両周囲の大気圧、並びに温湿度から算出する気流密度［ｋｇ／ｍ３］を用いる必要はない。このため、大気圧センサ等のセンサの搭載は必須のものではない。
【００４５】
相対風況演算部２１３は、（３）式を用いて無次元化された圧力値を用いて、風向βを、また差圧ｐｄｉｆｆと和圧ｐｓｕｍを用いて風速Ｕを導出する。なお、以下の説明を簡単にするため、風向及び風速の導出は、車両２が直進する走行中の直進状態を前提とした場合を説明する。
【００４６】
（風向β）
まず、風向βの導出について説明する。
風向βは、前記圧力係数Ｃｐｄｉｆｆを用いて、次に示す（４）式で表すことができる。
【数１】
2019064572.tif 000003
・・・（４）
【００４７】
すなわち、風向βと、圧力係数Ｃｐｄｉｆｆと、には関係性が存在する。
【００４８】
図４に、風洞実験によって導出された圧力係数Ｃｐｄｉｆｆと、風向βとの関係を示す。また、図４には、前記（４）式による風向βと、圧力係数Ｃｐｄｉｆｆとの関係性も示した。図４に示すように、前記（４）式による風向βと、圧力係数Ｃｐｄｉｆｆとの対応関係が風洞実験によって導出された圧力係数Ｃｐｄｉｆｆと、風向βとの関係に相当することが理解できる。従って、車両２の走行中に検出された圧力センサ２５Ｌ及び圧力センサ２５Ｒの差圧ｐｄｉｆｆ、を和圧ｐｓｕｍで除算した圧力係数Ｃｐｄｉｆｆを、前記（４）式に代入することで、圧力センサ２５の圧力値検出時点の風向βを導出できる。
【００４９】
次に、風速Ｕの導出について説明する。なお、ここでは、車速と外乱風速による合成風速について説明する。
風速Ｕは、左右の圧力センサ２５の差圧ｐｄｉｆｆ、及び和圧ｐｓｕｍと、風速Ｕとの対応関係を用いて導出する。すなわち、風速Ｕは、左右の圧力センサ２５の差圧ｐｄｉｆｆ、及び和圧ｐｓｕｍの対応関係を予め導出しておき、導出された対応関係を用いて演算する。差圧ｐｄｉｆｆ、及び和圧ｐｓｕｍの対応関係は、風洞実験及び流れのシミュレーション演算により予め導出することができる。
【００５０】
図５に、予め風洞実験から得られた差圧ｐｄｉｆｆ、及び和圧ｐｓｕｍの対応関係の一例を示す。図５に示す例では、差圧ｐｄｉｆｆ、及び和圧ｐｓｕｍの対応関係を、次の（５）式に示す楕円方程式で表すことができる。
【数２】
2019064572.tif 000004
【００５１】
なお、（５）式で示される楕円の中心点（ｘ０  、ｙ０  ）、及び定数ａ、ｂは、左右の圧力センサ２５の位置及び間隔と、車両２の形状に依存する。従って、楕円の中心点（ｘ０  、ｙ０  ）、及び定数ａ、ｂは、車両２に設置した左右の圧力センサ２５の位置及び間隔と、車両２の形状に対応するように、予め実験を行って設定することが好ましい。
【００５２】
ここで、車両２の走行中の或る時刻に検出された圧力センサ２５Ｌ及び圧力センサ２５Ｒの差圧をｐｄｉｆｆ(t) とし、和圧をｐｓｕｍ(t) とした風状況を考える。図５には風状況として点Ｘを打点した場合を示している。この場合、点Ｏ（ｘｏ  ，０）と、風状況を示す点Ｘとを通る直線ＯＸは、次に示す（６）式で表すことができる。
ｐｓｕｍ＝α・（ｐｄｉｆｆ−ｘｏ  ）    ・・・（６）
ただし、α＝ｐｓｕｍ(t)／（ｐｄｉｆｆ(t) −ｘｏ  ）である。
【００５３】
この直線ＯＸと、（５）式で表される曲線との交点Ｙ（ｐｄｉｆｆ＿ｒｅｆ、ｐｓｕｍ＿ｒｅｆ）を求める。
【００５４】
ここで、点Ｏ（ｘｏ  、０）から交点Ｙまでの距離ＯＹに対する距離ＯＸの比は、車両２の走行中の或る時刻における風速Ｕと、予め測定した所定風速Ｕｒｅｆ  での動圧の比に相当する。従って、次に示す（７）式の関係を有することになる。
【数３】
2019064572.tif 000005
【００５５】
従って、次に示す（８）式を用いて風速Ｕを導出することができる。
【数４】
2019064572.tif 000006
【００５６】
図６に、相違する車速による風速で偏揺角を変化させて行った風洞実験から得られた差圧ｐｄｉｆｆ、及び和圧ｐｓｕｍ、の対応関係の一例を示す。また、図７に、（７）式による予測式を用いて導出した差圧ｐｄｉｆｆ、及び和圧ｐｓｕｍ、の対応関係の一例を示す。図７に示す例は、車速が１００［ｋｍ／ｈ］による実験データで（５）式を同定し、その他の曲線を（７）式を用いて決定したものである。図６及び図７に示されるように、予め風洞実験から得られた差圧ｐｄｉｆｆ、及び和圧ｐｓｕｍの対応関係と、（７）式を用いて導出した差圧ｐｄｉｆｆ、及び和圧ｐｓｕｍ、の対応関係とが近似しており、（８）式を用いて風速Ｕを推定することの有効性が高いことが確認できる。
なお、車載の大気圧センサ及び温湿度計を用いて、走行時の車両周辺の気流密度ρを計測し、風洞実験時の気流密度ρｒｅｆ  との比（ρｒｅｆ  ／ρ）１／２を（８）式の右辺に係数として乗算することでさらに高い精度での風速推定も可能である。
【００５７】
以上のようにして、図３に示す相対風況演算部２１３は、風向β及び風速Ｕを導出する。
【００５８】
次に、風況演算部２１４を説明する。
相対風況演算部２１３で導出した風向β及び風速Ｕは、車両２を基準とした相対的な風向β及び風速Ｕである。そこで、風況演算部２１４は、例えば地表を基準とした固定座標系に対する風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を、車速Ｕｃａｒ  を用いて導出する。固定座標系に対する風向βｗ  及び風速Ｕｗ  は、次に示す（９）式及び（１０）式で表すことができる。
【数５】
2019064572.tif 000007
【数６】
2019064572.tif 000008
【００５９】
従って、風況演算部２１４は、（９）式及び（１０）式を用いて、風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を導出する。そして、風況演算部２１４は、導出した風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を通信部２３へ出力する。
【００６０】
この場合、風況演算部２１４は、位置センサ２６で検出された位置情報を、導出した風向βｗ  及び風速Ｕｗ  に対応付けて出力する。これは、導出した風向βｗ  及び風速Ｕｗ  の位置を特定するためである。
【００６１】
通信部２３は、風況演算部２１４から入力された位置情報が対応付けられた風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を外部へ、すなわち、風情報予測装置４５へ向けて送信する。風情報予測装置４５では、車載器２１から送信された位置情報が対応付けられた風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を用いて風況のダイナミックマップを作成する（詳細は後述）。
【００６２】
このように、車載器２１は、一対の圧力センサ２５による風圧の差圧ｐｄｉｆｆ及び和圧ｐｓｕｍを用いて風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を導出できるので、専用の計測装置を用いる必要なく、車両２の周辺の風状況を車両２の外部へ報知することができる。
【００６３】
なお、以上の説明では、風向及び風速の導出は、車両２が直進する走行中の直進状態を前提とした場合を説明したが、車両２の直進状態の場合における風向及び風速の導出に限定するものではない。例えばレーンチェンジ等のように車両２が走行路に沿わずに走行する場合、カメラ等のセンサによって車両２が走行路に沿わずに走行していることを検出し、検出したずれ量をδβｗ  として取得し、（１１）式により補正することが可能である。
【００６４】
以上説明した車載器２１は、コンピュータによる構成で実現することができる。
図８に、本実施形態に係る車載器２１を、コンピュータにより実現する構成の一例を示す。
図８に示すように、車載器２１として動作するコンピュータは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１Ａ、ＲＡＭ（Random Access Memory）２１Ｂ、およびＲＯＭ（Read Only Memory）２１Ｃを備えた装置本体２１Ｘを含んで構成されている。ＲＯＭ２１Ｃは、圧力センサ２５からのセンサ出力を用いて風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を導出する風況演算プログラム２１Ｐを含んでいる。装置本体２１Ｘは、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）２１Ｄを備えており、ＣＰＵ２１Ａ、ＲＡＭ２１Ｂ、ＲＯＭ２１Ｃ、及びＩ／Ｏ２１Ｄは各々コマンド及びデータを授受可能なようにバス２１Ｅを介して接続されている。また、Ｉ／Ｏ２１Ｄには、車速を計測する車速センサ２４、風圧を計測する左右一対の圧力センサ２５、不揮発性メモリ２２Ｍ、及び通信部２３が接続されている。
【００６５】
装置本体２１Ｘは、風況演算プログラム２１ＰがＲＯＭ２１Ｃから読み出されてＲＡＭ２１Ｂに展開され、ＲＡＭ２１Ｂに展開された風況演算プログラム２１ＰがＣＰＵ２１Ａによって実行されることで、車載器２１として動作する。なお、風況演算プログラム２１Ｐは、圧力センサ２５からのセンサ出力を用いて風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を導出する各種機能を実現するためのプロセスを含む（詳細は後述）。
【００６６】
図９には、コンピュータにより実現した車載器２１における風況演算プログラム２１Ｐによる処理の流れの一例が示されている。装置本体２１Ｘでは、風況演算プログラム２１ＰがＲＯＭ２１Ｃから読み出されてＲＡＭ２１Ｂに展開され、ＲＡＭ２１Ｂに展開された風況演算プログラム２１ＰをＣＰＵ２１Ａが実行する。
【００６７】
まず、ステップＳ１００では、車速センサ２４により計測された車速、一対の圧力センサ２５により計測された圧力、及び位置センサ２６で計測されたセンサ出力の取得処理が実行される。ステップＳ１００の処理は、図３に示す情報取得部２１１の動作に対応する。
【００６８】
次のステップＳ１０２では、圧力演算処理が実行される。すなわち、ステップＳ１０２では、一対の圧力センサ２５の差圧及び和圧を演算する処理が実行される。具体的には、（１）式を用いて和圧ｐｓｕｍを演算し、（２）式を用いて差圧ｐｄｉｆｆを演算し、（３）式を用いて圧力係数Ｃｐｄｉｆｆを演算する。ステップＳ１０２の処理は、図３に示す圧力演算部２１２の動作に対応する。
【００６９】
次のステップＳ１０４では、車両２を基準とした相対的な風向β及び風速Ｕを導出する。具体的には、（４）式を用いて風向βを導出し、（８）式を用いて風速Ｕを導出する。ステップＳ１０４の処理は、図３に示す相対風況演算部２１３の動作に対応する。
【００７０】
次のステップＳ１０６では、地面固定座標系に対する風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を導出する。具体的には、（９）式を用いて風向βｗ  を導出し、（１０）式を用いて風速Ｕｗ  を導出する。ステップＳ１０６の処理は、図３に示す風況演算部２１４の動作に対応する。また、ステップＳ１０６では、位置センサ２６で検出された位置情報を、導出した風向βｗ  及び風速Ｕｗ  に対応付ける処理も実行される。
【００７１】
次のステップＳ１０８では、位置情報を対応付けた風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を出力する。具体的には、位置センサ２６で検出された位置情報を対応付けた風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を、通信部２３から送信することによって車載器２１の外部へ出力する。
【００７２】
ステップＳ１１０では、電源遮断等による終了指示がなされたかを判断し、否定判断された場合には、ステップＳ１００へ処理を戻す。ステップＳ１１０で肯定判断された場合には、本処理ルーチンを終了する。
【００７３】
このように、本実施形態の車載器２１によれば、車両前方で計測する左右の異なる位置に設置された一対の圧力センサ２５による圧力を用いて、風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を導出できるので、専用の計測装置を用いる必要なく、車両２の周辺の風状況を車両２の外部へ報知することができる。
【００７４】
なお、本実施形態に係る車載器２１は、構成する各構成要素を、上記で説明した各機能を有する電子回路等のハードウェアにより構築してもよく、構成する各構成要素の少なくとも一部を、コンピュータにより当該機能を実現するように構築してもよい。
【００７５】
また、本実施形態に係る一対の圧力センサ２５は、車両前方のフロントバンパＦＢＰ付近で、かつ左右の異なる位置に設置された圧力センサ２５Ｌ及び圧力センサ２５Ｒに限定されるものではない。
【００７６】
（運動制御装置）
次に、車両２に設置された運動制御装置２２について説明する。
図１０に、車両２に設置された運動制御装置２２の構成の一例をブロック図で示す。
運動制御装置２２は、風によって車両２に作用する空気力により変化する車両２の挙動を抑制するように車両２の運動を制御する装置である。なお、本実施形態では、詳細を後述する風情報予測装置４５からの風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を用いて車両２の運動を制御する場合を説明する。
【００７７】
運動制御装置２２は、情報取得部２２１、空気力演算部２２２、車両運動演算部２２３、及び表示制御部２２４を備えている。情報取得部２２１の入力側は、車両２に設置された車速センサ２４、風情報予測装置４５からの風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を受信する通信部２３、及び位置センサ２６に接続されている。情報取得部２２１の出力側は、空気力演算部２２２、及び車両運動演算部２２３を介して車両２に設置された車両運動制御部２８に接続されている。また、情報取得部２２１の出力側は、表示制御部２２４を介して車両２に設置された表示部２９にも接続されている。
【００７８】
情報取得部２２１は、車速センサ２４、風情報予測装置４５からの風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を受信する通信部２３、及び位置センサ２６からの情報を取得し、空気力演算部２２２、及び表示制御部２２４へ出力する機能部である。
【００７９】
空気力演算部２２２は、自車の車速Ｕｃａｒ  と、クラウド側の風情報予測装置４５から取得した風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を用いて、空気力を演算し、演算された空気力を示す情報を車両運動演算部２２３へ出力する機能部である。車両運動演算部２２３は、入力された空気力の作用に応じて変化する車両の挙動を相殺又は抑制する車両運動制御量を演算し、車両運動制御部２８へ出力する機能部である。車両運動制御部２８は、車両の挙動に作用する操舵制御、制動制御、及びエンジン制御等の車両運動制御を行う機能部である。
【００８０】
本実施形態では、空気力演算部２２２は、自車の車速Ｕｃａｒ  と、クラウド側の風情報予測装置４５から取得した風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を用いて、例えば横力及びヨーモーメントを演算する。なお、車速Ｕｃａｒ  と、風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を用いて横力及びヨーモーメント等を演算して車両運動制御量を演算する処理は、特開平７−４７９６８号公報等に記載されているように周知の技術であるため、詳細な説明を省略する。
【００８１】
また、本実施形態では、車両運動演算部２２３は、演算結果の車両運動制御量を車両運動制御部２８へ出力することに加えて、演算結果の車両運動制御量が予め定めた閾値を超えた場合に車両運動制御部２８を即時動作が可能なように活性化させる信号を出力する機能を有している。例えば、車両運動演算部２２３は、クラウド側の風情報予測装置４５から取得した風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を示す位置と現在位置とを比較して、風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を示す位置に接近した場合に、車両運動制御部２８を即時動作が可能なように活性化させる信号を事前に出力する。この場合、車両運動演算部２２３は、自車の車速Ｕｃａｒ  と、クラウド側の風情報予測装置４５から取得した風向βｗ  及び風速Ｕｗ  により車両２の挙動変化が予め定めた量を超える場合に、車両運動制御部２８で迅速に対応可能なように、車両運動制御部２８を即時動作が可能なように活性化させる信号を事前に出力してもよい。従って、車両運動制御部２８を具備した一般的な車両３において、自車の車速Ｕｃａｒ  と、風情報予測装置４５から風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を取得することで、車両運動制御部２８で迅速に対応することができる。
【００８２】
また、情報取得部２２１で取得された、車速センサ２４、風情報予測装置４５からの風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を受信する通信部２３、及び位置センサ２６からの情報は、表示制御部２２４にも出力される。表示制御部２２４は、表示部２９に接続されており、情報取得部２２１で取得された情報を表示部２９に表示するように制御を行う。例えば、表示制御部２２４が、クラウド側の風情報予測装置４５から取得した風向βｗ  及び風速Ｕｗ  が予め定めた閾値を超えた場合に、警告表示するように表示部２９を制御することで、車両の乗員は風向βｗ  及び風速Ｕｗ  による風が車両に対して作用されることを確認することができる。
【００８３】
以上説明した運動制御装置２２は、コンピュータによる構成で実現することができる。
図１１に、本実施形態に係る運動制御装置２２を、コンピュータにより実現する構成の一例を示す。
図１１に示すように、運動制御装置２２として動作するコンピュータは、ＣＰＵ２２Ａ、ＲＡＭ２２Ｂ、およびＲＯＭ２２Ｃを備えた装置本体２２Ｘを含んで構成されている。ＲＯＭ２２Ｃは、自車の車速Ｕｃａｒ  、風向βｗ  及び風速Ｕｗ  に応じた処理を行う車両挙動制御プログラム２２Ｐを含んでいる。装置本体２２Ｘは、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）２２Ｄを備えており、ＣＰＵ２２Ａ、ＲＡＭ２２Ｂ、ＲＯＭ２２Ｃ、及びＩ／Ｏ２２Ｄは各々コマンド及びデータを授受可能なようにバス２２Ｅを介して接続されている。また、Ｉ／Ｏ２２Ｄには、不揮発性メモリ２２Ｍ、車速を計測する車速センサ２４、位置センサ２６、車両運動制御部２８、表示部２９、及び通信部２３が接続されている。
【００８４】
装置本体２２Ｘは、車両挙動制御プログラム２２ＰがＲＯＭ２２Ｃから読み出されてＲＡＭ２２Ｂに展開され、ＲＡＭ２２Ｂに展開された車両挙動制御プログラム２２ＰがＣＰＵ２２Ａによって実行されることで、運動制御装置２２として動作する。
【００８５】
図１２には、コンピュータにより実現した運動制御装置２２における車両挙動制御プログラム２２Ｐによる処理の流れの一例が示されている。装置本体２２Ｘでは、車両挙動制御プログラム２２ＰがＲＯＭ２２Ｃから読み出されてＲＡＭ２２Ｂに展開され、ＲＡＭ２２Ｂに展開された車両挙動制御プログラム２２ＰをＣＰＵ２２Ａが実行する。
【００８６】
まず、ステップＳ２００では、車速センサ２４、風情報予測装置４５からの風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を受信する通信部２３、及び位置センサ２６からの情報取得処理が実行される。ステップＳ２００の処理は、図１０に示す情報取得部２２１の動作に対応する。
【００８７】
次のステップＳ２０２では、少なくとも風情報予測装置４５からの風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を受信したことを表示部２９に表示する表示制御処理が実行される。すなわち、ステップＳ２０２では、例えば、取得した風向βｗ  及び風速Ｕｗ  が予め定めた閾値を超えた場合に、警告表示するように表示部２９を制御する。これにより、車両の乗員は風向βｗ  及び風速Ｕｗ  による風が車両に対して作用されることを確認することができる。ステップＳ２０２の処理は、図１０に示す表示制御部２２４の動作に対応する。
【００８８】
次のステップＳ２０４では、自車の車速Ｕｃａｒ  と、風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を用いて、例えば車両に作用するモーメント及び空気力を導出する。ステップＳ２０４の処理は、図１０に示す空気力演算部２２２の動作に対応する。
【００８９】
次に、ステップＳ２０６では、演算された空気力に応じて変化する車両の挙動を予測し、予測された車両の挙動を相殺又は抑制する車両の運動演算処理が実行される。本実施形態では、ステップＳ２０６は、演算結果の車両運動制御量が予め定めた閾値を超えた場合に車両運動制御部２８を即時動作が可能なように活性化させる信号を出力する。例えば、取得した風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を示す位置と現在位置とが比較され、風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を示す位置に接近した場合に、車両運動制御部２８を即時動作が可能なように活性化させる信号が事前に出力される。これによって、車両運動制御部２８を具備した一般的な車両３においても、風情報予測装置４５から風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を取得することで、車両運動制御部２８を迅速に活性化させることができる。ステップＳ２０６の処理は、図１０に示す車両運動演算部２２３の動作に対応する。
【００９０】
次のステップＳ２０８では、電源遮断等による終了指示がなされたかを判断し、否定判断された場合には、ステップＳ２００へ処理を戻す。ステップＳ２０８で肯定判断された場合には、本処理ルーチンを終了する。
【００９１】
このように、本実施形態の運動制御装置２２によれば、風情報予測装置４５からの風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を取得することで、車両２の周辺の風状況を乗員へ報知することができ、また、車両運動制御部２８を迅速に活性化させることができる。
【００９２】
なお、本実施形態に係る運動制御装置２２は、構成する各構成要素を、上記で説明した各機能を有する電子回路等のハードウェアにより構築してもよく、構成する各構成要素の少なくとも一部を、コンピュータにより当該機能を実現するように構築してもよい。
【００９３】
（風情報予測装置）
次に、クラウド部４に設置された風情報予測装置４５について説明する。
図１３に、クラウド部４に設置された風情報予測装置４５の構成の一例をブロック図で示す。
風情報予測装置４５は、車両２から送信された風状況、すなわち、風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を蓄積して、風況のダイナミックマップを作成する機能を有する装置である。また、風情報予測装置４５は、作成した風況のダイナミックマップを用いて車両２及び車両３へ走行地域周辺の風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を報知する機能も有している。
【００９４】
風情報予測装置４５は、情報取得部４５１、判定部４５２、登録部４５３、及び抽出部４５４を備えている。情報取得部４５１の入力側は、無線通信網４１に接続されている。情報取得部４５１の入力側に接続されている無線通信網４１は、情報が入力される入力部４１Ａとして機能する。
【００９５】
入力部４１Ａとして機能する無線通信網４１は、風況情報の提供を示す情報４７、すなわち、車両２からの風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を示す情報を受信して情報取得部４５１へ出力するようになっている。また、入力部４１Ａとして機能する無線通信網４１は、風況情報の要請を示す情報４８を受信して情報取得部４５１へ出力するようになっている。風況情報の要請を示す情報４８の一例には、走行中の車両２から走行地点の周辺領域の風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を示す情報を要請する要請情報が挙げられる。また、風況情報の要請を示す情報４８の他例には、アクセスポイント（ＡＰ）４２が設置された地点周辺の周辺領域の風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を示す情報の提供を定期的に要請する要請情報が挙げられる。
【００９６】
情報取得部４５１の出力側は、判定部４５２、及び抽出部４５４を介して無線通信網４１に接続されている。抽出部４５４を介して接続されている無線通信網４１は、情報が出力される出力部４１Ｂとして機能する。出力部４１Ｂとして機能する無線通信網４１は、詳細を後述するダイナミックマップから抽出された風況情報４９、すなわち、風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を示す情報を出力するようになっている。また、判定部は、登録部４５３を介して風況のダイナミックマップを記憶する記憶部４６に接続されており、この記憶部４６は、抽出部４５４にも接続されている。
【００９７】
情報取得部４５１は、入力部４１Ａとして機能する無線通信網４１から風況情報の提供を示す情報４７又は風況情報の要請を示す情報４８を取得し、判定部４５２へ出力する機能部である。
【００９８】
判定部４５２は、風情報予測装置４５に入力された情報が、風況情報の提供を示す情報４７か、風況情報の要請を示す情報４８かを判定する機能部である。
【００９９】
風情報予測装置４５に入力された情報が、風況情報の提供を示す情報４７である場合、情報４７、すなわち、車両２からの風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を示す情報は、判定部４５２及び登録部４５３を介して記憶部４６に記憶される。詳細には、判定部４５２は、風況情報の提供を示す情報４７を、登録部４５３へ出力する。登録部４５３は、車両２からの位置情報を対応付けた風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を示す情報を記憶部４６に登録し、風況のダイナミックマップを作成する。すなわち、登録部４５３は、位置と、その位置の風向βｗ  及び風速Ｕｗ  とを関連付けたレコードをデータベース登録する。そして、登録されたレコードのうち、予め定めた領域に含まれる風向βｗ  及び風速Ｕｗ  の平均化や最大値又は最小値の特定、或いはカルマンフィルタ等の推定処理等の処理を行って、２次元面上に展開した予め定めた領域毎の風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を示す、風況のダイナミックマップを作成（更新）する。
【０１００】
一方、風情報予測装置４５に入力された情報が、風況情報の要請を示す情報４８である場合、情報４８に基づく風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を示す風況情報４９が要請された箇所、すなわち、情報４８の要請元へ出力される。詳細には、判定部４５２は、風況情報の要請を示す情報４８に含まれる（風況情報が要請された）位置情報を、抽出部４５４へ出力する。抽出部４５４は、判定部４５２からの位置情報をキーとして、記憶部４６に記憶された風況のダイナミックマップを検索し、該当する風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を示す風況情報４９を、出力部４１Ｂとして機能する無線通信網４１へ出力する。これによって、車両２から取得した風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を示す風況情報を、要請に応じて容易に提供することが可能となる。
【０１０１】
以上説明した風情報予測装置４５は、コンピュータによる構成で実現することができる。
図１４に、本実施形態に係る風情報予測装置４５を、コンピュータにより実現する構成の一例を示す。
図１４に示すように、風情報予測装置４５として動作するコンピュータは、ＣＰＵ４５Ａ、ＲＡＭ４５Ｂ、およびＲＯＭ４５Ｃを備えた装置本体４５Ｘを含んで構成されている。ＲＯＭ４５Ｃは、風況のダイナミックマップを作成（更新）したり、参照したりする処理を行う風況マッププログラム４５Ｐを含んでいる。装置本体４５Ｘは、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）４５Ｄを備えており、ＣＰＵ４５Ａ、ＲＡＭ４５Ｂ、ＲＯＭ４５Ｃ、及びＩ／Ｏ４５Ｄは各々コマンド及びデータを授受可能なようにバス４５Ｅを介して接続されている。また、Ｉ／Ｏ４５Ｄには、記憶部４６、及び無線通信網４１が接続されている。
【０１０２】
装置本体４５Ｘは、風況マッププログラム４５ＰがＲＯＭ４５Ｃから読み出されてＲＡＭ４５Ｂに展開され、ＲＡＭ４５Ｂに展開された風況マッププログラム４５ＰがＣＰＵ４５Ａによって実行されることで、風情報予測装置４５として動作する。
【０１０３】
図１５には、コンピュータにより実現した風情報予測装置４５における風況マッププログラム４５Ｐによる処理の流れの一例が示されている。装置本体４５Ｘでは、風況マッププログラム４５ＰがＲＯＭ４５Ｃから読み出されてＲＡＭ４５Ｂに展開され、ＲＡＭ４５Ｂに展開された風況マッププログラム４５ＰをＣＰＵ４５Ａが実行する。
【０１０４】
まず、ステップＳ４００は、入力部４１Ａとして機能する無線通信網４１から情報、すなわち、情報４７及び情報４８を取得する情報取得処理を実行する。ステップＳ４００の処理は、図１３に示す情報取得部４５１の動作に対応する。
【０１０５】
次のステップＳ４０２では、ステップＳ４００で取得した情報が、風況情報の提供を示す情報４７か否かを判断し、肯定判断の場合は、ステップＳ４０４へ処理を移行する。ステップＳ４０２の処理は、図１３に示す判定部４５２の動作に対応する。
【０１０６】
ステップＳ４０４では、車両２からの位置情報を対応付けた風向βｗ及び風速Ｕｗを示す風況情報が取得され、次のステップＳ４０６で、位置情報を対応付けた風向βｗ及び風速Ｕｗを示す風況情報が記憶部４６に記憶され、本処理ルーチンを終了する。ステップＳ４０４及びＳ４０６の処理は、図１３に示す登録部４６３の動作に対応する。
【０１０７】
一方、ステップＳ４０２で否定判断の場合は、ステップＳ４０８へ処理を移行する。ステップＳ４０８では、ステップＳ４００で取得した情報が、風況情報の要請を示す情報４８か否かを判断し、肯定判断の場合は、ステップＳ４１０へ処理を移行し、否定判断の場合はそのまま本処理ルーチンを終了する。ステップＳ４０８の処理は、図１３に示す判定部４５２の動作に対応する。
【０１０８】
ステップＳ４１０では、風況情報の要請を示す情報４８に含まれる（風況情報が要請された）位置情報を取得し、次のステップＳ４１２で、位置情報に対応する風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を示す風況情報４９を取得する。そして、取得した風況情報４９を、要請元へ出力する。すなわち、ステップＳ４１２では、位置情報をキーとして、記憶部４６に記憶された風況のダイナミックマップを検索し、該当する風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を示す風況情報を検索し、検索結果の風況情報４９を出力する。ステップＳ４１０からステップＳ４１４の処理は、図１３に示す抽出部４５４の動作に対応する。
【０１０９】
このように、本実施形態の風情報予測装置４５によれば、車両２から風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を示す情報が提供され、記憶部４６にデータベース登録し、登録されたレコードを用いて、予め定めた領域の風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を特定することで、２次元面上に展開した風況のダイナミックマップを作成することができる。また、位置情報をキーとして、記憶部４６に記憶された風況のダイナミックマップを検索することで、車両２から取得した風向βｗ  及び風速Ｕｗ  を示す風況情報を、要請に応じて容易に提供することができる。
【０１１０】
（変形例）
次に、本実施形態の変形例を説明する。
上記実施形態では、圧力センサ２５Ｌ及び圧力センサ２５Ｒの差圧ｐｄｉｆｆと和圧ｐｓｕｍ  とから導出した圧力係数Ｃｐｄｉｆｆにより、風向βと圧力係数Ｃｐｄｉｆｆとの関係式（（４）式も参照）を用いて、風向βを導出した。しかし、開示の技術は、圧力係数Ｃｐｄｉｆｆを導出してから関係式を用いて風向βを導出することに限定されるものではない。変形例は、圧力センサ２５Ｌ及び圧力センサ２５Ｒの差圧ｐｄｉｆｆ及び和圧ｐｓｕｍ  を用いて風向βを導出する。
【０１１１】
上述したように、楕円曲線で表される差圧ｐｄｉｆｆと和圧ｐｓｕｍ  との対応関係では（図５〜図７も参照）、点Ｏからの距離は、風速Ｕの２乗に比例する（（７）式及び（８）式も参照）。
【０１１２】
図１６に、楕円曲線で表される差圧ｐｄｉｆｆと和圧ｐｓｕｍ  との対応関係の一例を示す。
図１６に示す例では、圧力センサにより検出された差圧ｐｄｉｆｆ及び和圧ｐｓｕｍ  の関係が点Ｘｐとして得られた場合を示している。この場合、１００ｋｍ／ｈの風速において測定した差圧ｐｄｉｆｆと和圧ｐｓｕｍ  との対応関係を、基準（ｒｅｆ）とすると、点Ｏから点Ｘｐまでの距離Ｌ及び基準までの距離Ｌｒｅｆ  が風速の２乗に比例する。
【０１１３】
ここで、点Ｘｐへ向かう方向は、風向βに対応する。すなわち、風向βは、差圧ｐｄｉｆｆ及び和圧ｐｓｕｍ  によるベクトルと、和圧ｐｓｕｍ  の値を０とする差圧ｐｄｉｆｆの軸との成す角度φに対応する。風向βと角度φとの対応は、予め実験又は解析処理により求めることができる。求めた風向βと角度φとの異なる複数の対応について、例えば、多項式で近似して、次の（１１）に示すように風向βと角度φとの対応関係を定める。
【０１１４】
β＝ｆ（φ）      ・・・（１１）
【０１１５】
図１７に、風向βと角度φとの対応関係の一例を示す。
図１７に示す例では、予め実験又は解析処理により得られた対応関係に適合するように、上記（１１）式の関数ｆが設定される。
【０１１６】
図１８に、差圧ｐｄｉｆｆ及び和圧ｐｓｕｍ  による楕円近似曲線と、実測値の関係を示す。図１８の例では、向かい風を受けながら１００ｋｍ／ｈで定常走行する車両において取得したデータ（図１８では実走行データと表記している。）と、風洞実験による差圧ｐｄｉｆｆ及び和圧ｐｓｕｍ  から楕円近似した対応関係を曲線Ｏｖａｌで示した。図１８に示すように、楕円近似曲線と実走行データの対応関係が理解される。
【０１１７】
図１９に、向かい風を受けながら１００ｋｍ／ｈで定常走行する車両において取得した風向βの実測値の時間特性と、同時に取得した差圧ｐｄｉｆｆ及び和圧ｐｓｕｍ  により算出した風向βの推定値の時間特性とを示す。図１９の例では、実測値の時間特性をβreal、推定値の時間特性をβestで示した。図１９に示すように、差圧ｐｄｉｆｆ及び和圧ｐｓｕｍ  による風況から推定した風向βが実測値に適合することが理解される。
【０１１８】
図２０に、向かい風を受けながら１００ｋｍ／ｈで定常走行する車両において取得した風速Ｕの実測値の時間特性と、同時に取得した差圧ｐｄｉｆｆ及び和圧ｐｓｕｍ  により算出した推定値の時間特性とを示す。図２０の例では、実測値の時間特性をＵreal、推定値の時間特性をＵestで示した。図２０に示すように、差圧ｐｄｉｆｆ及び和圧ｐｓｕｍ  による風況から推定した風速Ｕが実測値に適合することが理解される。
【０１１９】
以上説明したように、圧力係数Ｃｐｄｉｆｆを用いて風向βを導出する方法（（４）式参照）は、検出された差圧ｐｄｉｆｆ及び和圧ｐｓｕｍ  で示されるベクトルの角度φから風向βを導出することと等価である。また、風速Ｕも、差圧ｐｄｉｆｆ及び和圧ｐｓｕｍ  によるベクトルのスカラ量である点Ｏからの距離から導出することができる。
【０１２０】
なお、本実施形態に係る風情報予測装置４５は、構成する各構成要素を、上記で説明した各機能を有する電子回路等のハードウェアにより構築してもよく、構成する各構成要素の少なくとも一部を、コンピュータにより当該機能を実現するように構築してもよい。
【０１２１】
また、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１２２】
１      情報通信システム
２、３  車両
４      クラウド部
２１    車載器
２１Ｐ  風況演算プログラム
２２    運動制御装置
２２Ｐ  車両挙動制御プログラム
２３    通信部
２４    車速センサ
２５    圧力センサ
２５Ｌ、２５Ｒ    圧力センサ
２６    位置センサ
２８    車両運動制御部
２９    表示部
４１    無線通信網
４５    風情報予測装置
４５Ｐ  風況マッププログラム
４６    記憶部
４７、４８    情報
４９    風況情報
２１１  情報取得部
２１２  圧力演算部
２１３  相対風況演算部
２１４  風況演算部
２２１  情報取得部
２２２  空気力演算部
２２３  車両運動演算部
２２４  表示制御部
４５１  情報取得部
４５２  判定部
４５３  登録部
４５４  抽出部
４６３  登録部
β      風向（車両固定座標系）
βｗ      風向（地面固定座標系）
Ｕ      風速（車両固定座標系）
Ｕｗ      風速（地面固定座標系）
Ｕｃａｒ    車速
ｐｄｉｆｆ      差圧
ｐｓｕｍ      和圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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