JP2011247785A - 車両用日射検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源を供給するという太陽電池本来の機能を有効活用するとともに、太陽電池を日射センサとしても利用可能な車両用日射検出装置を提供する。
【解決手段】車両に搭載された車載機器に電力を供給するための太陽電池と、太陽電池の発電電力を検出する発電電力検出部と、検出した太陽電池の発電電力に基づいて、太陽電池が太陽から受ける基本日射量を算出する基本日射量算出部と、現在日時を含む現在日時情報を取得する現在日時情報取得部と、車両の現在位置を含む現在位置情報を取得する現在位置情報取得部と、取得した現在日時情報と現在位置情報とに基づいて、車両に対する日射方向を特定する日射方向特定部と、特定した日射方向に基づいて、基本日射量から車両に実際に照射される実照射日射量を算出する実照射日射量算出部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用日射検出装置に関し、特に他の車載機器に電力を供給している太陽電池を用いた車両用日射検出装置に関する。

近年、従来の車載バッテリの他に、車両の屋根等に取り付けられた太陽電池パネルを用いて車両に搭載された機器（車載機器）に電力を供給する方式が普及しつつある。

例えば、太陽電池パネルに照射される日射量により発生する電流値を検出するとともに常に太陽電池パネル角度を検出し、該パネル角度を調節・制御して電流値が最大となるようにし、日射量、日射高度および日射方向を演算し、車室内の送風量、吹出口の方向、ルーバの角度等の空調をきめ細く制御する車両用空調制御装置が考案されている（特許文献１参照）。

また、ソーラセル（光電変換素子）により日射量を検出するとともに、そのソーラセルが発生する電力を蓄積して、その電力を自身の有する回路の動作に用いる車両用日射センサが考案されている（特許文献２参照）。

特許第２８７９９６８号公報 特開２００２−３６５１３２号公報

特許文献１の構成は、太陽電池の他に日射センサを備えているため、部品点数が多くなり、構成が複雑となるという問題がある。

特許文献２の構成は、太陽電池の使用目的が日射センサのみであり、電源を供給するという太陽電池本来の機能を有効活用していない。

また、日射センサは、車両のダッシュボード上（すなわち日当たりの良い場所）に設置しなければならず、ダッシュボードおよびその近傍のデザイン性を損なうという問題も生ずる。

上記問題点を背景として、本発明の課題は、電源を供給するという太陽電池本来の機能を有効活用するとともに、太陽電池を日射センサとしても利用可能な車両用日射検出装置を提供することにある。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記課題を解決するための車両用日射検出装置は、車両に搭載された車載機器に電力を供給するための太陽電池と、太陽電池の発電電力を検出する発電電力検出部と、検出した太陽電池の発電電力に基づいて、太陽電池が太陽から受ける基本日射量を算出する基本日射量算出部と、現在日時を含む現在日時情報を取得する現在日時情報取得部と、車両の現在位置を含む現在位置情報を取得する現在位置情報取得部と、取得した現在日時情報と現在位置情報とに基づいて、車両に対する日射方向を特定する日射方向特定部と、特定した日射方向に基づいて、基本日射量から車両に実際に照射される実照射日射量（直達日射量ともいわれる）を算出する実照射日射量算出部と、を備えることを特徴とする。

上記構成によって、電源を供給するという太陽電池本来の機能を有効活用するとともに、太陽電池を日射センサとしても利用することができる。また、太陽電池を、発電効率の良い（すなわち、発電に十分な日射を受けることができる）車両の屋根等に取り付けたときには、ダッシュボードおよびその近傍のデザイン性を損なうという問題も生じない。

また、本発明の車両用日射検出装置は、車両の進行方向を含む車両進行方向情報を取得する車両方向情報取得部を備え、日射方向特定部は、取得した車両進行方向情報に基づいて、車両に対する日射方向を特定する。

上記構成によって、曲面形状を有する太陽電池あるいは太陽電池パネルを用いた場合でも、車両に対する日射方向をより正確に特定でき、車両に実際に照射される日射量（すなわち、実照射日射量）をより正確に算出することができる。

また、本発明の車両用日射検出装置は、車両の傾斜角を含む傾斜角情報を取得する傾斜角情報取得部を備え、日射方向特定部は、取得した傾斜角情報に基づいて、車両に対する日射方向を特定する。

上記構成によって、車両が斜面上に停車している場合でも、車両に対する日射方向をより正確に特定でき、車両に実際に照射される日射量をより正確に算出することができる。

また、本発明の車両用日射検出装置は、太陽電池の状態を含む太陽電池状態情報を取得する太陽電池状態情報取得部と、取得した太陽電池状態情報に基づいて、実照射日射量を補正する実照射日射量補正部を備える。

上記構成によって、太陽電池状態に基づいて補正を行うことで、車両に実際に照射される日射量をより正確に算出することができる。

また、本発明の車両用日射検出装置における太陽電池状態情報取得部は、太陽電池あるいは太陽電池の周辺の温度を検出する温度検出部を含み、実照射日射量補正部は、検出した温度に基づいて、実照射日射量を補正する。

太陽電池は温度によって出力電流および出力電圧の関係（Ｖ−Ｉ特性）が変化する（図９参照）。上記構成によって、車両に実際に照射される日射量をより正確に補正・算出することができる。

また、本発明の車両用日射検出装置における太陽電池状態情報取得部は、太陽電池の発電電力の、予め定められた期間における変化に基づいて、太陽電池の発電電力の経時変化量を推定する経時変化量推定部を含み、実照射日射量補正部は、推定した経時変化量に基づいて、実照射日射量を補正する。

太陽電池の表面が汚れると、汚れにより太陽光の入射が妨げられので、発電電力は少なくなる。アモルファスシリコン薄膜太陽電池は、光に対する安定が悪いという問題点がある。つまり、太陽光を長時間照射し続けると、次第に光電変換効率が低下し、最終的には作製直後の初期光電変換効率と比較して、１０〜２０％低下したところで安定化する「光劣化」という現象が起こる。これは、光劣化現象が顕著に現れるアモルファスシリコン薄膜太陽電池に限らず、多少の微結晶を含んだ結晶薄膜系太陽電池や他の薄膜系太陽電池にも共通して挙げられる問題点である。つまり、経時変化によって、同一の日射量でも発電電力が異なる状態が発生する。上記構成によって、車両に実際に照射される日射量をより正確に補正・算出することができる。

また、本発明の車両用日射検出装置は、車両の現在位置を含む地域の天候情報を取得する天候情報取得部と、取得した天候情報に基づいて、実照射日射量を補正する実照射日射量補正部と、を備える。

上記構成によって、日射の強さ，雲の量，雨天等の天候情報を用いることで、車両に実際に照射される日射量をより正確に補正・算出することができる。

車両用日射検出装置の構成を示すブロック図。 太陽電池パネルの車両への取り付け例を示す図。 ナビゲーション装置の構成を示すブロック図。 車両用空調装置の全体構成を示すブロック図。 日射量算出処理を説明するフロー図。 日射方向特定処理を説明するフロー図。 日射量補正処理を説明するフロー図。 日射方向の特定を説明する図。 太陽電池の電圧−電流（Ｖ−Ｉ）特性を説明する図。

以下、本発明の車両用日射検出装置の一実施例を、図面を用いて説明する。図１に、車両用日射検出装置（以下、単に「日射検出装置」と称することもある）１の構成を示す。日射検出装置１は、太陽電池パネル１５０，周知の蓄電池であるバッテリ１５１，およびこれらが接続された制御ユニット２を含んで構成される。また、日射検出装置１は、ナビゲーション装置１０（図３参照），エアコンＥＣＵ１０１（図４参照）との間で、車内ＬＡＮ（Local Area Network）５０により相互に通信可能となっている。

太陽電池パネル１５０は、太陽電池１５０ａの集合体で、太陽電池１５０ａは太陽光線の受光量に応じた直流電流を出力するようになっている。なお、このような太陽電池は、公知の一般的構成を適用でき、ここでの詳細な説明は割愛する。また、太陽電池パネル１５０は、車両用空調装置１００を制御するエアコンＥＣＵ１０１（図４参照）に電力を供給するために車両に取り付けられている。つまり、日射検出装置１は、既に車両に取り付けられて、他の車載機器に電力を供給している太陽電池を、電力供給目的以外の用途に活用するためものものである。

図２に、太陽電池パネル１５０の車両への取り付け例を示す。車両２００に太陽電池パネル１５０を装着する場合、その装着位置に制限はなく、車両の表面であればどの位置に装着してもよい。例えば、図２に示すように、車両２００の、ボンネット２０１，ルーフ２０２，トランクリッド２０３，ドア２０４、フロントフェンダー２０５，リアフェンダー２０６，ピラー２０７，バンパー２０８，ドアミラー２０９などの表面に装着することができる。中でも、太陽光を受光しやすいボンネット２０１，ルーフ２０２，およびトランクリッド２０３に装着することが好ましい。装着は、通常はその表面に太陽電池１５０ａが取り付けられる基板１５０ｂ（図１参照）を接着することにより行われる。

図１に戻り、制御ユニット２は、電圧センサ３，温度センサ４，電流センサ５，ＬＡＮ Ｉ／Ｆ６，電源回路７，メモリ９，レインセンサ９０，およびこれらが接続された制御回路８を含んで構成される。

電圧センサ３は、太陽電池パネル１５０の出力電圧を検出するためのもので、例えば、電源〜グランド間に２つの抵抗を直列接続したものを配し、太陽電池パネル１５０の出力電圧が２つの抵抗によって分圧された値を用いて、該出力電圧を検出する。

温度センサ４は、周知のサーミスタを用いたもので、太陽電池パネル１５０の温度を測定する。温度センサ４の代わりに、車両用空調装置１００の外気温センサ１２２（図４参照）を用いてもよい。なお、温度センサ４が本発明の太陽電池状態情報取得部，温度検出部に相当する。

電流センサ５は、太陽電池パネル１５０の出力電流を検出するためのもので、周知のシャント抵抗を用いた構成でも、電流測定対象の導線内を流れる電流が発生する磁束を電圧に変換することで電流を計測するホール素子型電流センサを用いた構成でもよい。なお、電流センサ５が本発明の発電電力検出部，太陽電池状態情報取得部に相当する。

制御回路８は通常のコンピュータとして構成されており、周知のＣＰＵ８１，ＲＯＭ８２，ＲＡＭ８３，入出力回路であるＩ／Ｏ８４，Ａ／Ｄ変換部８６，およびこれらの構成を接続するバスライン８５が備えられている。ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８２に記憶された制御プログラム（図示せず）およびデータにより制御を行う。なお、制御回路８が本発明の基本日射量算出部，日射方向特定部，実照射日射量算出部，実照射日射量補正部，経時変化量推定部に相当する。

Ａ／Ｄ変換部８６は、周知のＡ／Ｄ変換器を含んで構成され、例えば、電流センサ５をはじめとする各センサからの検出信号（アナログ値）を、ＣＰＵ８１で演算可能なデジタル値に変換する。

ＬＡＮ Ｉ／Ｆ６は、車内ＬＡＮ５０を介して、ナビゲーション装置１０（図３参照），エアコンＥＣＵ１０１のような他の車載機器やセンサとのデータの遣り取りを行うためのインターフェース回路である。なお、ＬＡＮ Ｉ／Ｆ６が本発明の現在日時情報取得部，現在位置情報取得部，車両方向情報取得部，傾斜角情報取得部，天候情報取得部に相当する。

電源回路７は、バッテリ１５１から供給される電源の電圧を、制御ユニット２の各部の動作電圧に変換して供給する。

メモリ９は、フラッシュメモリ等の不揮発性記憶媒体により構成され、車両用表示装置１の動作に必要な情報を記憶する。

レインセンサ９０は、例えばルームミラーの裏側に取り付けられ、フロントガラスに付着した水滴（雨滴）を検出する。レインセンサ９０は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子を、一定の周期で点灯し、光をフロントガラスに照射して、フロントガラスの表面で反射した反射光をフォトダイオードなどの受光素子に入射させる。そして、フォトダイオードの出力信号（反射光量に相当するパルス信号）をＣＰＵ８１に取り込み、パルス数に基づいて雨滴の検出や雨滴の付着量の検出を行って、最終的に降雨レベル（すなわち、大雨，小雨等の降雨の状態）を測定している。なお、レインセンサ９０が本発明の天候情報取得部に相当する。

上述のような構成によって、日射検出装置１は、ＣＰＵ８１がＲＯＭ８２に記憶された制御プログラムを実行することで、太陽電池１５０の発電電力に基づいて基本日射量を算出し、ナビゲーション装置１０，エアコンＥＣＵ１０１から取得した各種データに基づいて日射方向を特定し、特定した日射方向に基づいて、基本日射量から車両に実際に照射される実照射日射量を算出し、さらに、太陽電池状態に基づいて、実照射日射量を補正する（詳細は後述）。そして、補正後の実照射日射量に関する情報（すなわち、日射量情報）を、車内ＬＡＮ５０を介して他の車載機器に出力する。車載機器は、日射量あるいは車両の周囲の明るさに応じて所定の処理を行うものが挙げられ、例えば上述の車両用空調装置１００の他に、車両周囲の明るさに応じて車両の灯火の点灯制御を行うオートライトコントロールシステムがある。

図３に、ナビゲーション装置１０の全体構成を示す。ナビゲーション装置１０は、車両の現在位置を検出する位置検出器１１，運転者等の操作者からの各種指示を入力するための操作情報入力部１２，他の通信装置１３ａと無線通信を行うための無線通信機１３，地図表示画面やＴＶ（Television）画面等の各種表示を行うための表示装置１５，各種のガイド音声等を出力したり運転者等の操作者の音声を入力したりするための音声入出力装置１６，各種データを記憶するためのハードディスク記憶装置（ＨＤＤ）１７，車両情報の授受を行うためのＬＡＮ Ｉ／Ｆ１９，およびこれらが接続された制御回路１８とを備えている。

位置検出器１１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）用の人工衛星からの送信電波（ＧＰＳ信号）をＧＰＳアンテナを介して受信し、車両の位置，方位，速度等を検出するＧＰＳ受信機１１ａ，車両に加えられる回転運動の大きさを検出するジャイロスコープ１１ｂ，車両の前後方向の加速度等から走行した距離を検出する距離センサ１１ｃ，地磁気から進行方位を検出する地磁気センサ１１ｄを備えている。そして、これらセンサ等１１ａ〜１１ｄは、各々が性質の異なる誤差を有しているため、互いに補完しながら使用するように構成されている。なお、精度によっては、上述したうちの一部のセンサで構成してもよく、またステアリングの回転センサや各転動輪の車輪センサ等（図示せず）を用いてもよい。

操作情報入力部１２は、例えば、表示装置１５の表示画面上に構成されたタッチパネル１２ａと、メカニカルスイッチで構成される操作スイッチ群１２ｂとを備えている。また、タッチパネル１２ａはタッチセンサを備えて構成されている。タッチパネル１２ａへのタッチ操作により該タッチパネル１２ａ上のタッチセンサが押下されると、その座標が制御回路１８に入力されるようになっている。

無線通信機１３は、車外の通信施設１３ａと通信を行うためのものである。通信施設１３ａは、インターネット上のＷＥＢサーバ，交通情報センター，テレビ・ラジオの放送局，携帯電話基地局などが含まれ、無線通信機１３は、これらの通信施設の一つあるいは複数と通信可能な回路を備えている。

表示装置１５は、例えば運転席の前方に設置されたカラー表示装置であり、液晶ディスプレイ，プラズマディスプレイ，有機ＥＬディスプレイ等のいずれを用いてもよい。

音声入出力装置１６は、ＨＤＤ１７（後述）より読み出した施設のガイドや各種案内の音声や、ＬＡＮ Ｉ／Ｆ１９を介して取得した情報の読み上げ音声を出力することができる。音声入出力装置１６は、音声データが周知のＭＰ３形式のような音声ファイルである場合は、そのファイルに対応するＣＯＤＥＣを含み、音声データがテキストファイルであれば、テキストファイルのデータを音声データに変換する音声合成回路を含む。

また、音声入出力装置１６は、図示しないマイクおよび周知の音声認識ユニットを含み、運転者等の操作者の音声を操作コマンド等として制御回路１８に入力することができる構成としてもよい。

ＨＤＤ１７には、ナビプログラム１７ｐの他に位置検出の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ、道路の接続を表した道路地図データを含む地図データベースである地図データ１７ｍが記憶される。地図データ１７ｍは、表示用となる所定の地図画像情報を記憶するとともに、リンク情報やノード情報等を含む道路網情報を記憶する。リンク情報は、各道路を構成する所定の区間情報であって、位置座標，距離，所要時間，道幅，車線数，制限速度，該区間の傾斜角等から構成される。また、ノード情報は、交差点（分岐路）等を規定する情報であって、位置座標，右左折車線数，接続先道路リンク等から構成される。また、リンク間接続情報には、通行の可不可を示すデータなどが設定されている。

また、ＨＤＤ１７には、データベース１７ｄが構成され、その中には、上述の音声案内を行うためのデータ（音声ファイル，テキストデータ）も記憶されている。

ＬＡＮ Ｉ／Ｆ１９は、車内ＬＡＮ５０を介して他の車載機器やセンサとのデータの遣り取りを行うためのインターフェース回路である。

制御回路１８は、図示しない周知のＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ（Input/Output）およびこれらの構成を接続するバスラインなどからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されている。ＣＰＵは、ＨＤＤ１７に記憶されたナビプログラム１７ｐを実行し、ＨＤＤ１７に記憶されたデータを用いて制御を行う。

上述のような構成によって、ナビゲーション装置１０は、ＣＰＵがナビプログラム１７ｐを実行することで、位置検出器１１からの各検出信号に基づき座標および進行方向の組として車両の現在位置を算出し、ＨＤＤ１７を介して読み込んだ現在位置付近の地図や、操作情報入力部１２の操作によって指示された範囲の地図等を表示装置１５に表示する地図表示処理や、ＨＤＤ１７に格納された地点データに基づき、操作情報入力部１２の操作にしたがって目的地となる施設を選択し、現在位置から目的地までの最適な経路を自動的に求める経路計算を行って経路案内を行う経路案内処理等を行う。このように自動的に最適な経路を設定する手法は、ダイクストラ法等の手法が知られている。

図４に、エアコンＥＣＵ１０１と、該エアコンＥＣＵ１０１により制御されるエアコンユニットＵとからなる車両用空調装置１００の全体構成を概略的に示す。車両用空調装置１００の主制御部をなすエアコンＥＣＵ１０１には、空調用センサ１２０、および空調用操作部１４０が接続する構成を有している。エアコンユニットＵは、いわゆるＨＶＡＣ（Heating, Ventilating and Air-Conditioning）ユニットであり、例えば、車室内の空調状態を運転席側と助手席側とで独立して調整可能に構成されている。

エアコンユニットＵのダクト２８には、車内空気を循環させるための内気吸込口４２と、車外の空気を取込む外気吸込口４１とが形成されており、内外気切替ダンパー２４によりいずれかに切り替えて使用される。これら内気吸込口４２ないし外気吸込口４１からの空気は、ブロワ２１によってダクト２８内に吸い込まれる。ダクト２８内には、吸い込まれた空気を冷却して冷気を発生させるためのエバポレータ２２が設けられている。そして、エバポレータ２２よりも下流側（吹出口側）は、運転席側の吹出口４３〜４５へ至る経路と助手席側の吹出口４６，４７へ至る経路に分岐している。

なお、エアコンユニットＵには吹出口として、フロントガラス曇り止め用のデフロスタ吹出口［ＤＥＦ］４３がフロントガラスの内面下縁に対応するインパネ（インストルメントパネル）上方奥に、運転席側フット吹出口［ＦＯＯＴ］４４がインパネ下面右奥の運転席側足元に、運転席側フェイス吹出口［ＦＡＣＥ］４５がインパネの正面中央右寄りと右隅に、助手席側フェイス吹出口［ＦＡＣＥ］４６がインパネの正面中央左寄りと左隅に、助手席側フット吹出口［ＦＯＯＴ］４７がインパネ下面左奥の助手席側足元に、それぞれ開口しており、吹出口切替用ダンパー３２〜３６によってそれぞれ開閉状態が切り替えられる。

また、エアコンＥＣＵ１０１には、エバポレータ２２で冷却された空気とヒータコア２３で暖められた空気とを混合するためのエアミックスダンパー２５，２６、上記吹出口切替用ダンパー３２〜３６の開閉状態を切り替えるダンパー駆動ギア機構３１、内外気切替ダンパー２４、それらを駆動するサーボモータ７１〜７４、およびサーボモータ７１〜７４を駆動する駆動回路１３１〜１３４を含む空調用駆動部１３０が接続されている。これらサーボモータ７１〜７４は、エアコンＥＣＵ１０１によって回転制御されるとともに、ロータの回転位置や回転速度等の情報を検出してエアコンＥＣＵ１０１にフィードバックする。具体的には、駆動回路１３１〜１３４がエアコンＥＣＵ１０１から駆動指令信号の入力を受けて、対応するサーボモータ７１〜７４を駆動する。

エアコンＥＣＵ１０１に接続される空調用センサ１２０は、車内温度を検出する内気温センサ１２１，車外温度を検出する外気温センサ１２２，エバポレータを通過した直後の空気の温度を検出するエバポレータ後センサ１２３等の周知の空調用センサを含んで構成される。

エアコンＥＣＵ１０１に接続される空調用操作部１４０は、運転者及び助手席搭乗者により操作可能なインパネ正面中央に設けられたエアコンパネルに設けられており、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ，風量切替スイッチ，温度設定スイッチ，吹出口切替スイッチ（ＭＯＤＥスイッチ），内外気切替スイッチ，デフロスタスイッチ，Ａ／Ｃスイッチ，独立／一括制御切替スイッチ（ＤＵＡＬスイッチ）といったスイッチを含んで構成される。これらのスイッチは、各々周知の押圧操作部やダイアル操作部として構成されている。

エアコンＥＣＵ１０１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備える周知の構成を有し、各種空調用操作部１４０の操作状態，各種空調用センサ１２０の検出結果，および車内ＬＡＮ５０を介して車両用日射検出装置１から取得した日射量情報（後述）に基づいて空調用駆動部１３０を駆動制御することにより、吹出温度制御，風量制御，内気吸気・外気吸気切替制御，および吹出口切替制御等の周知の空調制御を実行する。これらの空調制御は、エアコンＥＣＵ１０１のＣＰＵが自身のＲＯＭに格納される空調制御プログラムを実行する形で実行される。

車両用空調装置１００には、太陽電池パネル１５０およびバッテリ１５１から電力が供給される。エアコンＥＣＵ１０１には、電圧変換や供給電力（あるいは供給電流）を調節するための電源回路（図示せず）が含まれる。電力の供給制御は、上述の空調制御プログラムにより、例えば以下のように行われる。
・太陽電池パネル１５０の発電電力（例えば、図１の電流センサ５の検出値を、日射検出装置１から車内ＬＡＮ５０を介して取得し、その電流値に基づいて発電電力を算出）が、車両用空調装置１００の必要電力（予めＲＯＭに記憶しておく）を超えるときには、太陽電池パネル１５０のみを用いて、車両用空調装置１００に電力を供給する。
・太陽電池パネル１５０の発電電力が車両用空調装置１００の必要電力を下回るときには、その不足分をバッテリ１５１から供給する。

また、車両用空調装置１００は、車両が駐車中に、車内温度が予め定められた車内温度を超えたとき、あるいは車内温度と車外温度との差が予め定められた値を超えたときで、かつ太陽電池パネル１５０のみにより電力を供給可能である場合に、内外気切替ダンパー２４を外気吸込口４１側に切り替えてブロワ２１を駆動し、車外の空気を車内に取り込んで車内の換気を行う。車内の空気は、例えば後部座席とトランクルームとの仕切り近傍に設けられた換気口（図示せず）からトランクルームに排出される。

図５を用いて、日射検出装置１における日射量算出処理について説明する。なお、本処理は、ＣＰＵ８１がＲＯＭ８２に記憶された制御プログラムに含まれ、該プログラムに含まれる他の処理とともに繰り返し実行される。

まず、太陽電池パネル１５０の発電電力に関する情報（発電電力情報）を取得する（Ｓ１１）。例えば、電圧センサ３の検出値と電流センサ５との積を発電電力とする。また、太陽電池パネル１５０の出力電圧が一定値となるように調整されているときには、電圧センサ３は不要であり、予めメモリ９に記憶された電圧値を用いる。

次に、太陽電池パネル１５０の発電電力に基づいて基本日射量を算出する（Ｓ１２）。これは、例えば、発電電力に対する基本日射量の関係をマップデータとして予めメモリ９に記憶しておき、該マップデータを参照することで基本日射量を算出することができる。

次に、車両２００（図２参照）に対する日射方向を特定する日射方向特定処理を実行する（Ｓ１３，詳細は後述）。

次に、特定した日射方向に基づいて、基本日射量から、車両２００に実際に照射される実照射日射量を算出する（Ｓ１４）。例えば、実際の日射仰角および実際の日射左右角に対する補正係数をマップデータとして予めメモリ９に記憶しておき、該マップデータから得られた補正係数を基本日射量に乗ずることで実照射日射量を算出することができる。補正係数は、太陽電池パネル１５０の取り付け位置や該パネルの湾曲状態によって設定される。また、日射仰角，および日射左右角に対応する補正量をマップデータとして予めメモリ９に記憶しておき、該マップデータから得られた補正係数を基本日射量に加えることで実照射日射量を算出してもよい。また、太陽電池（１５０ａ）毎に日射方向を特定し、その日射方向に基づく太陽電池毎の実照射日射量を算出してその総和を求めてもよい（この場合は、電流センサ等も太陽電池毎に設置）。

次に、算出した実照射日射量を補正する日射量補正処理を実行する（Ｓ１５，詳細は後述）

最後に、補正後の実照射日射量を日射量情報として、車内ＬＡＮ５０を介して他の車載機器に出力する（Ｓ１６）。

図６を用いて、図５のステップＳ１３に相当する日射方向特定処理について説明する。特開２００２−３６２１２９号公報の図５等にもあるように、日射方向は、日射仰角および車体の左右方向に対する日射の入射角（以下、「日射左右角」と称する）の２つのパラメータを含む。車両の進行方向と、現在日時および車両の現在位置に対応する日射左右角とに基づいて、実際の日射左右角を特定することができる。

図８（ａ）のように、太陽電池パネル１５０の発電電力は、太陽電池１５０ａに照射される日射Ａの方向が太陽電池面の法線方向に相当する日射Ｂの状態となるときに最大となる。つまり、単に太陽電池パネル１５０の発電電力を日射量に換算しただけでは、車両２００に実際に照射される日射量（実照射日射量）とはならない。そこで、日射方向を特定して、基本日射量から日射方向Ａが法線方向Ｂと一致するときに相当する日射量である実照射日射量を算出する必要がある。そして、日射方向を特定した後に、図５のステップＳ１４において、太陽電池パネル１５０に対する日射の方向（Ａ）が法線方向Ｂとなるときに相当する日射量（実照射日射量）を算出できるように、上述の各補正係数を設定する。

図６に戻り、まず、現在日時情報を取得する（Ｓ３１）。現在日時情報は、ＣＰＵの有する周知のカウンタ機能を用いて生成してよいし、リアルタイムクロックＩＣとも呼ばれ、ＣＰＵ８１からの要求に応じて時計・カレンダーのデータを送出あるいは設定する周知の時計ＩＣ（図示せず）から取得してもよい。また、ナビゲーション装置１０等の他の車載機器から車内ＬＡＮ５０を介して取得してもよい。なお、ＧＰＳ信号には、現在日時情報が含まれていることもあるので、これを用いることもできる。

次に、車両２００の現在位置情報を取得する（Ｓ３２）。現在位置情報は、ナビゲーション装置１０から車内ＬＡＮ５０を介して取得する。

次に、現在日時と現在位置とに基づいて、日射方向を取得する（Ｓ３３）。これは、例えば、特開２００２−３６２１２９号公報の図５のように、地点毎に、日付および時刻毎に太陽が真東Ｅに対して右方向に何度回転しているかを表わす方位データＸと、日射仰角を表わす仰角データＹとに定義して太陽の位置情報（Ｘ，Ｙ）として設定されたマップデータとして予めメモリ９に記憶しておき、該マップデータを参照することで日射方向を取得することができる。このマップデータは地点を含むので、ナビゲーション装置１０の地図データ１７ｍに記憶しておき、日射検出装置１から日射方向要求信号をナビゲーション装置１０に送信し、ナビゲーション装置１０では、現在日時，現在位置，および現在日時と現在位置とに対応する日射方向を日射検出装置１へ送るようにしてもよい。

次に、車両２００の傾斜角情報を取得する（Ｓ３４）。ナビゲーション装置１０では、ジャイロスコープ１１ｂにより車両２００の傾斜角を算出可能である。また、地図データ１７ｍにも道路（リンク）の傾斜角に関する情報が記憶されている。そこで、車両２００の傾斜角に関する情報をナビゲーション装置１０から取得する。

そして、取得した傾斜角情報に基づいて、実際の日射仰角を特定する（Ｓ３５）。図８（ｃ）のように、車両２００（すなわち太陽電池パネル１５０）が、日射仰角θ（特開２００２−３６２１２９号公報の図５のＹに相当）に対して角度θ３１だけ前傾状態にある場合、データ上の日射仰角はθ３（同じく図５のＹ’に相当）であるが、θ３＋θ３１（車両が前傾しているとき、後傾の場合はθ３−θ３１）を実際の日射仰角とする。

次に、車両２００の進行方向情報を取得する（Ｓ３６）。進行方向は、車両２００が真東Ｅに対して右方向に何度回転しているかを表わしている。ナビゲーション装置１０では、ジャイロスコープ１１ｂあるいは地磁気センサ１１ｄにより車両２００の進行方向を特定可能である。また、車両２００の走行軌跡からも車両２００の進行方向を特定可能である。そこで、この進行方向情報をナビゲーション装置１０から取得する。

そして、車両２００の進行方向に基づいて、実際の日射左右角を特定する（Ｓ３７）。すなわち、取得した日射左右角と車両２００の進行方向との差（特開２００２−３６２１２９号公報のＸ−Ｘ’に相当）を実際の日射左右角とする。

図８（ｂ）のように、太陽電池パネル１５０が車両２００の曲面部分に取り付けられている場合は、太陽電池１５０ａ１と太陽電池１５０ａ２とでは、矢印で示される車両２００の進行方向が逆向きのときには、太陽電池１５０ａ１の発電電力はさほど変わらないが、太陽電池１５０ａ２の発電電力は大きく減少する。つまり、発電電力（すなわち基本日射量）は日射仰角に加えて日射左右角にも影響される。

上述の処理で、車両２００の傾斜角情報および進行方向情報のいずれも用いずに車両２００に対する日射方向を求めてもよいし、車両２００の傾斜角情報および進行方向情報のいずれか一方を用いて車両２００に対する日射方向を求めてもよい。

図７を用いて、図５のステップＳ１５に相当する、実照射日射量を補正する日射量補正処理について説明する。

（太陽電池パネルの温度による補正）
まず、温度センサ４から太陽電池パネル１５０の温度情報（すなわち太陽電池状態情報）を取得する（Ｓ５１）。そして、太陽電池パネル１５０の温度に基づいて、実照射日射量を補正する（Ｓ５２）。太陽電池パネル１５０は、温度によって、同じ日射量でも発生する電力（電流）が異なる。そこで、例えば２５℃のような基準となる温度における実照射日射量に対する、温度毎の補正係数を設定して予めメモリ９に記憶し、その補正係数を実照射日射量に乗ずることで補正を行う。例えば、出力電圧が１２Ｖで日射量が１０００Ｗ／ｍ^２のとき、温度が０℃のときに流れる電流は約３．４Ａで、温度が２５℃のときに流れる電流は約３．６Ａとなり、温度が０℃のときの発電電力は温度が２５℃のときに比べて小さくなる。そこで、温度が０℃のときは、１より大きい係数を設定して補正する。

（天候による補正）
次に、天候情報を取得する（Ｓ５３）。ナビゲーション装置１０では、無線通信機１３によってインターネット上のＷＥＢサーバ，交通情報センター等と通信可能である。そこで、天候情報を提供しているＷＥＢサーバから、車両２００の現在位置の天候情報を取得、あるいは、交通情報センターから取得した車両２００の現在位置の交通情報に含まれる天候情報を抽出できる。日射検出装置１は、ナビゲーション装置１０へ天候情報取得要求を送信して天候情報を取得する。

また、レインセンサ９０の検出状態に基づいて、雨天であるか否か、および降雨レベルを判定してもよい。このとき、取得した天候情報が「雨」でもレインセンサ９０は雨滴を検出しないときには「曇」とし、取得した天候情報が「曇」でもレインセンサ９０が雨滴を検出したときには「雨」とする。

そして、取得した天候情報に基づいて、実照射日射量を補正する（Ｓ５４）。実照射日射量は、一般に晴天のときが最も多く、曇天、雨天の順に少なくなる。しかし、晴天でも車両２００が建物の陰となる位置にあったり、一時的に太陽が雲に覆われて日射を受けることができない場合や、雨天でも車両２００が街路灯の真下のような周囲よりも明るい場所にある場合のように、実態とは異なる実照射日射量を算出してしまうことがある。そこで、例えば、以下のように補正を行う。

・晴天の場合：晴天時の実照射日射量の下限値を予め設定し、補正前の実照射日射量が下限値を下回るとき、該下限値を補正後の実照射日射量とする。
・曇天の場合：曇天時の実照射日射量の上限値および下限値を予め設定し、補正前の実照射日射量が上限値を上回るとき該上限値を補正後の実照射日射量とし、補正前の実照射日射量が下限値を下回るとき該下限値を補正後の実照射日射量とする。
・雨天の場合：雨天時の実照射日射量の上限値を予め設定し、補正前の実照射日射量が上限値を上回るとき、該上限値を補正後の実照射日射量とする。このとき、降雨レベルに応じて複数の上限値を設定してもよい。

なお、上述の各設定値（上下限値）は、メモリ９に記憶されている。また、これらの各設定値は、日時と現在位置とに応じて定めるようにしてもよい。

降雪時に、太陽電池パネル１５０が完全に雪に覆われると、発電できないこともある。このときは、レインセンサ９０の検出状態に基づいて降雪状態を判定し、降雪を検知しないときには「曇天」に準じ、降雪を検出したときには降雪状態に応じた上下限値を用いて実照射日射量を補正する。

また、天候情報として車両２００の現在位置周辺の天気予報を取得でき、その天気予報に降雨あるいは降雪の確率が含まれているときには、その確率に応じて上述の上下限値を変化させてもよい。例えば、天気予報が「曇り所により雨，降水確率３０％」であり、レインセンサ９０で降雨を検出していないときには「降水確率に応じた上下限値を用い、降雨を検出したときには降雨レベルに応じた上下限値を用いて実照射日射量を補正する。

なお、上述の各設定値（上下限値）は、予めメモリ９に記憶されている。また、これらの各設定値は、日時と現在位置とに応じて定めるようにしてもよい。

（経時劣化による補正）
次に、太陽電池パネル１５０の発電電力の経時変化量を含む経時変化情報（すなわち太陽電池状態情報）を取得する（Ｓ５５）。そして、その経時変化量に基づいて、実照射日射量を補正する（Ｓ５６）。例えば、時間に対して発電量が減少しているとき、実照射日射量に減少分に見合う補正量を加える。具体的には、以下のうちの少なくとも一つを用いる。

・車両２００の現在位置，現在日時，天候，および太陽電池パネル１５０の温度に基づいて、その状況で太陽電池パネル１５０が発電することが期待される電力（期待発電電力）と実際の太陽電池パネル１５０の発電電力との差（すなわち、経時変化量）を求め、その差に基づいて実照射日射量を補正する。なお、期待発電電力は、メモリ９に記憶されている。また、補正値は、期待発電電力と実際の発電電力との差に関連付けられたマップデータとしてメモリ９に記憶されている。

・車両２００の常置場所（例：自宅の駐車場）あるいは、よく行く場所（例:スーパーの駐車場）を基準地点とし、その基準地点において太陽電池パネル１５０の発電電力を検出し、場所，日時（あるいは時間帯），および天候に関連付けてメモリ９にデータベースとして記憶しておく。その後、該基準地点に来たときに太陽電池パネル１５０の発電電力を検出し、このときの日時（とりわけ時間帯）および天候を検索条件として該データベースを検索し、検索条件に合致した物のうち日時が最古のものの発電電力と、今回の発電電力との差（すなわち、経時変化量）を求め、その差に基づいて実照射日射量を補正する。なお、補正値は、２つの発電電力との差に関連付けられたマップデータとしてメモリ９に記憶されている。

基準地点は、ユーザが設定してもよい。設定操作は、日射検出装置１に設けられた設定スイッチ９１により行う。その設定スイッチの操作を検出したとき、ナビゲーション装置１０から、車両２００の現在位置，日時，天候等の必要な情報を取得し、太陽電池パネル１５０の発電電力を検出し、上述のメモリ９のデータベースに記憶する。

また、ナビゲーション装置１０の操作情報入力部１２、あるいは車両用空調装置１００の空調用操作部１４０で所定の操作を行ったときに、基準地点を設定可能としてもよい。この場合、該操作が行われたときに、その操作情報が日射検出装置１に送られる。その後、日射検出装置１が、ナビゲーション装置１０から、車両２００の現在位置，日時，天候等の必要な情報を取得し、太陽電池パネル１５０の発電電力を検出し、上述のメモリ９のデータベースに記憶する。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

１ 車両用日射検出装置
２ 制御ユニット
３ 電圧センサ
４ 温度センサ（太陽電池状態情報取得部，温度検出部）
５ 電流センサ（発電電力検出部，太陽電池状態情報取得部）
６ ＬＡＮ Ｉ／Ｆ（現在日時情報取得部，現在位置情報取得部，車両方向情報取得部，傾斜角情報取得部，天候情報取得部）
８ 制御回路（基本日射量算出部，日射方向特定部，実照射日射量算出部，実照射日射量補正部，経時変化量推定部）
９０ レインセンサ（天候情報取得部）
１０ 車両用ナビゲーション装置
１１ 位置検出器
５０ 車内ＬＡＮ
１００ 車両用空調装置
１０１ エアコンＥＣＵ
１２０ 空調用センサ
１４０ 空調用操作部
１５０ 太陽電池パネル
１５１ バッテリ
２００ 車両

Claims (7)

1. 車両に搭載された車載機器に電力を供給するための太陽電池と、
   前記太陽電池の発電電力を検出する発電電力検出部と、
   検出した前記太陽電池の発電電力に基づいて、前記太陽電池が太陽から受ける基本日射量を算出する基本日射量算出部と、
   現在日時を含む現在日時情報を取得する現在日時情報取得部と、
   前記車両の現在位置を含む現在位置情報を取得する現在位置情報取得部と、
   取得した前記現在日時情報と前記現在位置情報とに基づいて、前記車両に対する日射方向を特定する日射方向特定部と、
   特定した前記日射方向に基づいて、前記基本日射量から前記車両に実際に照射される実照射日射量を算出する実照射日射量算出部と、
   を備えることを特徴とする車両用日射検出装置。
2. 前記車両の進行方向を含む車両進行方向情報を取得する車両方向情報取得部を備え、
   前記日射方向特定部は、取得した前記車両進行方向情報に基づいて、前記車両に対する日射方向を特定する請求項１に記載の車両用日射検出装置。
3. 前記車両の傾斜角を含む傾斜角情報を取得する傾斜角情報取得部を備え、
   前記日射方向特定部は、取得した前記傾斜角情報に基づいて、前記車両に対する日射方向を特定する請求項１または請求項２に記載の車両用日射検出装置。
4. 前記太陽電池の状態を含む太陽電池状態情報を取得する太陽電池状態情報取得部と、
   取得した前記太陽電池状態情報に基づいて、前記実照射日射量を補正する実照射日射量補正部を備える請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用日射検出装置。
5. 前記太陽電池状態情報取得部は、前記太陽電池あるいは前記太陽電池の周辺の温度を検出する温度検出部を含み、
   前記実照射日射量補正部は、検出した前記温度に基づいて、前記実照射日射量を補正する請求項４に記載の車両用日射検出装置。
6. 前記太陽電池状態情報取得部は、前記太陽電池の発電電力の、予め定められた期間における変化に基づいて、前記太陽電池の発電電力の経時変化量を推定する経時変化量推定部を含み、
   前記実照射日射量補正部は、推定した前記経時変化量に基づいて、前記実照射日射量を補正する請求項４または請求項５に記載の車両用日射検出装置。
7. 前記車両の現在位置を含む地域の天候情報を取得する天候情報取得部と、
   取得した前記天候情報に基づいて、前記実照射日射量を補正する実照射日射量補正部と、を備える請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用日射検出装置。

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