JP2014137331A - 自立型風検知装置、風検知システム及び車両 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車の安全走行の障害となる自動車の車体が受ける風速情報を検知することができる自立型風検知システムを提供する。
【解決手段】車両の車体が受ける風により回転する回転体を含み、回転体の回転により電力を発電する発電部と、回転体の回転を検出し、回転体の回転から車体に受ける風の風速情報を得る検出部と、検出部で得られた風速情報を、車両の制御部に無線送信する無線送信部と、発電部が発電した電力を検出部及び無線送信部に供給する電源部とを備え、検出部及び無線送信部が、電源部から供給された電力によって動作する。発電部は、例えば、羽根２１ｂを備え、羽根に風を受けることにより回転する回転体と、回転体の回転に応じて回転する磁石２２と、磁石による磁束が貫く位置に設けられ、磁石の回転による磁束変化に伴い電磁誘導により発電するコイル２５とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、風検知装置に関し、より詳細には、検知対象の風力に基づく電磁誘導により発電された電力を用いて、風力情報等を無線信号として送信する自立型風検知装置、風検知システム及び車両に関する。

従来、自動車の横風を検知するための、横風検知装置が提案されている。たとえば、横風検出機構を車体に備えることにより、横風を受けた際に危険を通知し、あるいは横風の車体への影響を軽減させる走行制御を行うことができる。
例えば、下記の特許文献１に記載の自動車の横風検出機構が挙げられる。自動車の左右側面から自動車内部へ横風を導入する空気穴を設け、自動車の車体外皮領域に生じる空気の圧力を圧力センサで検出している。そして、自動車の左右の圧力の差分から横風の状態を検出し、ＥＣＵ（Electrical Control Unit：電気制御ユニット）にて信号処理を行う。

図９（ａ）は、下記の特許文献１に記載の自動車の横風検出機構を備えた自動車４５０の外観を示す外観図である。図９（ｂ）は、下記の特許文献１に記載の自動車の横風検出機構を適用した、自動車４５０の構成例を示す図である。図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、自動車４５０の左右の風圧検出点４０１ａ，４０１ｂには、内部へ横風を通す横穴４０２ａ，４０２ｂを設ける必要がある。この横穴から管路４０３ａ，４０３ｂを通じて、横風を差圧検出装置４０４まで誘導する。この際、車体の左右にあたる風圧を正確に測定するためには、風圧検出点４０１ａ，４０１ｂから差圧検出装置４０４までの距離は同じ長さにすることが推奨され、車体内部での制約も大きい。

上述の各部からなる風検知機構にて検知された風の情報は、ＥＣＵ４０５へ伝達され、走行の安定化の制御や、乗員へ警報、表示出力に利用される。図９（ｂ）に示すように、ＥＣＵ４０５は、通常、風検知機構とは離れた、ナビゲーションシステム４０６周辺や車両安定制御を行う駆動部（図示せず）近くに設置される。したがって、風検出機構とＥＣＵ４０５とは、例えば数十ｃｍ〜数ｍの長さを有するケーブル等により接続されている。また、ＥＣＵ４０５と風検知機構で計測した風速情報を表示する表示部４０６ａを備えるナビゲーションシステム４０６も同様に、ケーブル等により接続されている。このケーブルは、例えば、風検知機構で計測した風速情報の送信路としての機能を有する。

また、差圧検出装置４０４、ＥＣＵ４０５、ナビゲーションシステム４０６、及び図示しない各部とバッテリー４０７とは、ケーブル等により接続されている。このケーブルは、バッテリー４０７から各部に対して駆動電源を供給する電源供給路としての機能を有する。

特開平５−１９３５１２号公報

ところで、近年、クリーンなエネルギーを使用することが推奨されており、太陽光や風力発電によって生成された電力の利用に関する提案が多くなされている。また、最近では、公共の場所で人が歩行する際の振動等のエネルギーから発電が行われている。このような技術は、エネルギーハーベスティング技術と呼ばれている。したがって、自動車の車体にあたる風に関連して発電を行うことが可能であると考えられる。

また、特許文献１では、検知すべき風は自動車４５０の車体外側にあり、上述したように、風速情報を表示するナビゲーションシステム４０６や、警告や運転制御を行うＥＣＵ４０５が自動車４５０の車体内に設置されるため、これらの位置が離れている。このため、風圧検出点４０１ａ，４０１ｂとＥＣＵ４０５とを接続するケーブルが、車内を這い、かつ風圧検出まで外部の風を流入させるチューブを通すため車体を貫く部分が必要となる。風圧を車体内部の検出装置ではなく、車体側部表面に検出手段としての圧力センサを設置して検出する場合には、外部の風圧検出点４０１ａ，４０１ｂに設置される圧力センサおよびその駆動・増幅回路に対しても電源を供給するために、バッテリー４０７からの電源配線も必要となる。また、自動車４５０には、このケーブルのみでなく、様々な配線を行うためのケーブルが配設されている。このようなケーブルは、１台の自動車で数ｋｍに及ぶこともあり、配線が煩雑になるだけでなく、ケーブルの重量が増大するという問題が生じる。配線が煩雑化することにより修理や部品交換が困難になる。また、ケーブルの重量が増大することにより、車両重量が増大し、走行性の低下や燃費の低下が生じるおそれがある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、エネルギーハーベスティング技術を利用し、重量のあるケーブル等を介して外部から電力供給を受けることなく、自動車の安全走行の障害となる自動車の車体が受ける風速情報を検知する自立型風検知装置、風検知システム及び車両を提供するものである。

本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、本発明の一態様に係る自立型風検知装置は、車両の車体が受ける風により回転する回転体を含み、前記回転体の回転により電力を発電する発電部と、
前記回転体の回転を検出し、該回転体の回転から前記車体に受ける風の風速情報を得る検出部と、
前記検出部で得られた前記風速情報を、前記車両の制御部に無線送信する無線送信部と、
前記発電部が発電した電力を前記検出部及び前記無線送信部に供給する電源部と、
を備え、
前記検出部及び前記無線送信部が、前記電源部から供給された電力によって動作することを特徴とする。

上述の自立型風検知装置において、前記発電部は、
羽根を備え、該羽根に風を受けることにより回転する前記回転体と、
前記回転体の回転に応じて回転する磁石と、
前記磁石による磁束が貫く位置に設けられ、前記磁石の回転による磁束変化に伴い電磁誘導により発電するコイルと、を有することが好ましい。

また、上述の自立型風検知装置において、前記発電部は、
羽根を備え、該羽根に風を受けることにより回転する前記回転体と、
前記回転体の回転に応じて回転するコイルと、
磁束が前記コイルを貫く位置に設けられた磁石と
を有し、
前記コイルが、該コイルの回転に伴う該コイルを貫く磁束の変化によって電磁誘導により発電することが好ましい。

上述の自立型風検知装置は、前記磁石又は前記コイルの回転を検出するセンサを備え、
前記検出部は、前記センサが検出した前記磁石又は前記コイルの回転に基づいて、前記風速情報を得ることが好ましい。
上述の自立型風検知装置において、前記センサは、磁気センサまたはロータリーエンコーダであることが好ましい。

上述の自立型風検知装置は、前記電源部からの電力供給により充電され、前記発電部での発電が行われていない場合に、前記検出部及び前記無線送信部に電力を供給するバッテリーを備えていてもよい。
上述の自立型風検知装置は、前記回転体の回転に基づいて検出した前記風速情報を記憶するメモリを備え、
前記無線送信部が、前記メモリに記憶された前記風速情報を前記車体の制御部に無線送信することが好ましい。

上述の自立型風検知装置は、前記電源部から電力の供給を受けて、前記車両の車外の環境情報を検知する環境センサを備え、
前記無線送信部が、前記環境センサで検知された前記環境情報を前記車体の制御部に無線送信してもよい。
上述の自立型風検知装置において、前記環境センサが、温度センサ、湿度センサ、雨センサ、照度センサ、紫外線センサ及び放射線センサのうちの少なくとも一つであることが好ましい。

本発明の一態様に係る風検知システムは、車両の車体が受ける風により回転する回転体を含み、前記回転体の回転により電力を発電する発電部と、
前記回転体の回転を検出し、該回転体の回転から前記車体に受ける風の風速情報を得る検出部と、
前記検出部で得られた前記風速情報を、前記車両の制御部に無線送信する無線送信部と、
前記発電部が発電した電力を前記検出部及び前記無線送信部に供給する電源部と、を備え、前記検出部及び前記無線送信部が、前記電源部から供給された電力によって動作する自立型風検知装置と、
前記自立型風検知装置の前記無線送信部から前記風速情報を無線受信する無線受信部と、
前記風速情報に基づき、前記風速情報の表示、前記車両の走行制御及びアラーム音の発生のうちの少なくとも一つを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様に係る車両は、風を受けて回転する回転体を含み、前記回転体の回転により電力を発電する発電部と、
前記回転体の回転を検出し、該回転体の回転から前記車体に受ける風の風速情報を得る検出部と、
前記検出部で得られた前記風速情報を無線送信する無線送信部と、
前記発電部が発電した電力を前記検出部及び前記無線送信部に供給する電源部と、
を備え、前記検出部及び前記無線送信部が、前記電源部から供給された電力によって動作する自立型風検知装置と、
前記自立型風検知装置の前記無線送信部から前記風速情報を無線受信する無線受信部と、
前記風速情報に基づき、前記風速情報の表示、走行制御及びアラーム音の発生のうちの少なくとも一つを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、エネルギーハーベスティング技術を利用し、重量のあるケーブル等を介して外部からの電力供給を受けることなく、自動車の車体が受ける風についての風速情報を検知する自立型風検知装置を実現することができる。また、本発明によれば、自立型風検知装置で検知した風速情報を基に、車両の制御を行う風検知システムを実現することができる。

本発明の第一実施形態に係る風検知システムに用いる自立型風検知装置の一構成例を示す外観図である。 本発明の第一実施形態に係る風検知システムの回路構成を説明するための回路図である。 本発明の第一実施形態に係る風検知システムの自立型風検知装置を備えた車両を示す外観図である。 本発明の第一実施形態に係る風検知システムの自立型風検知装置を備えた車両の他の構成例を示す外観図である。 第二実施形態に係る風検知システムに用いる自立型風検知装置の一構成例を示す外観図である。 第三実施形態に係る風検知システムの回路構成を示す回路図である。 第四実施形態に係る風検知システムの自立型風検知装置を車体の正面に配置した車両を示す外観図である。 第四実施形態に係る風検知システムに用いる自立型風検知装置の回路構成の一例を示す回路図である。 従来の横風検出機構及び横風検出機構を備えた自動車を説明するための図である。

以下、本発明に係る実施形態の風検知発電機と、風検知発電機を用いた自立型風検知装置について説明する。

１．第一実施形態
図１は、本発明の第一実施形態に係る風検知システムに用いる自立型風検知装置２０の一構成例を示す外観図である。図２は、本発明の第一実施形態に係る風検知システム１０の回路構成を説明するための回路図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本発明の第一実施形態に係る風検知システム１０の自立型風検知装置２０（自立型風検知装置２０ａ，２０ｂ）を車体の左右側面にそれぞれ備えた車両５０を示す外観図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す自立型風検知装置２０ａの取り付け位置の横断面図であり、斜線部は車両５０の内部側を示す。

風検知システム１０は、図３（ｂ）に示すように、車両５０の車体側面に備えられ、車両５０の車体が受ける風の風速情報を検出するとともに、車両５０の車体が受ける風に基づいて発電する自立型風検知装置２０と、自立型風検知装置２０で検出した風速情報を受信して、車両５０の各部に受信した風速情報を出力するＥＣＵ３２とを備える。
図１に示す自立型風検知装置２０は、図３に示すように、車両５０の車体部分に備えられることにより、車両が受ける風の風力を検知するセンサとしての機能を有するとともに、風力を利用して発電を行う発電機としての機能を有する。
図２に示す風検知システム１０は、自立型風検知装置２０、無線受信部３１、ＥＣＵ３２、及び自立型風検知装置２０から受信した信号を利用するナビゲーションシステム４１、車体コントロール部４２及びアラーム通知部４３からなる。

以下、自立型風検知装置２０について説明する。
自立型風検知装置２０は、風車２１、磁石２２、磁気センサ２３、回転検出コントローラ２４、サドルコイル２５、電源部２６及び無線送信部２７を備える。
図１に示す自立型風検知装置２０の風車２１、磁石２２及びサドルコイル２５は、自立型風検知装置２０の発電部に該当する。

風車２１は、主軸２１ｃの一端に接続された回転中心部２１ａと回転中心部２１ａから延出された複数の羽根２１ｂとを備える。風車２１は、車両５０の車体が外部（例えば進行方向に対して横方向、ななめ方向又は正面方向）から受ける風に応じて回転中心部２１ａを中心に、図１に示す矢印の向きに羽根２１ｂが回転する。
磁石２２は、半円筒形状のＳ極と半円筒形状のＮ極とが一体となって円筒形状に形成される。磁石２２は、風車２１から延出する主軸２１ｃの一端と接合され、風車２１の回転に連動して円筒の軸を中心に回転する。磁石２２は、その周面に、回転方向に対してＳ極とＮ極とが順に配置される。磁石２２は、磁束がサドルコイル２５を貫く位置に設けられる。

磁気センサ２３は、例えばホール素子であり、磁石２２の近傍に設けられる。磁気センサ２３は、磁石２２のＳ極、Ｎ極との相対的位置関係の変化に基づく交番磁界を電圧または電流の変化として検出する。このため、磁気センサ２３は、磁石２２の回転による交番磁界を電圧または電流の変化として検出し、電気信号に変換して後述する回転検出コントローラ２４に出力する。磁気センサ２３は、図示しない入力端子及び出力端子を備える。磁気センサ２３には、後述する電源部２６から入力端子を介して電流が供給される。また、磁気センサ２３は、出力端子を介して電気信号を出力する。

図２において、回転検出コントローラ２４は、磁気センサ２３から受信した電気信号（磁気センサ２３で検知した磁界の方向の変化）を基に、磁気センサ２３における時間当たりの変化周波数から、風車２１の回転を検出する。磁石２２の回転数は、風車２１の回転数に対応し、車両５０の車体にあたる風の風力に応じて得られるものである。また、回転検出コントローラ２４は、検出された磁石２２の回転数に応じた風速情報を示す信号を後述する送信回路２７ａに出力する。磁石２２の回転数に応じた風速情報を示す情報は、例えば、パルス発生回路においてパルス形態の信号に変換され、風力に応じたパルス信号として出力される。

サドルコイル２５は、磁石２２による磁束が貫く位置に設けられ、磁束の変化の大きさに応じた電流を生じるものである。サドルコイル２５では、回転方向に対してＳ極とＮ極とが順に配置された磁石２２の回転により、磁石２２周辺に配置されたサドルコイル２５との鎖交磁束が変化することにより、電力が発生する。つまり、羽根２１ｂに風が吹きつけた場合、羽根２１ｂが回転し、主軸２１ｃで接続された磁石２２が回転する。磁石２２の周囲に配置されたサドルコイル２５に鎖交する磁束φは、この回転に応じて変化し、その結果サドルコイル２５の両端には、下記の式で算出される誘導起電圧Ｖが生じる。
Ｖ＝ｄφ／ｄｔ

電源部２６は、整流・充電制御回路２６ａとコンデンサ２６ｂとからなる。整流・充電制御回路２６ａは、図示しないダイオードブリッジ、コンデンサや電圧制御素子などからなり、サドルコイル２５で生じた交流電流を平滑化して直流電流に変換する。電源部２６は、磁気センサ２３、回転検出コントローラ２４及び無線送信部２７に駆動電流、すなわち電力を供給する。コンデンサ２６ｂは、整流・充電制御回路２６ａで変換された直流電流により充電される。これにより、車両５０が停車後も一定時間は風速情報等をＥＣＵ３２へ送信することができる。

無線送信部２７は、送信回路２７ａとアンテナ２７ｂとからなる。送信回路２７ａは、回転検出コントローラ２４から出力された、磁石２２の回転数に応じた風速情報についての信号（車両５０にあたる風力に応じた信号）を、無線通信に適した信号に変調してアンテナ２７ｂから送信する。送信回路２７ａは、通信方式に合わせて入力されたパルス信号の振幅または周波数、位相を変化させて、例えば０．３ＧＨｚ〜５．０ＧＨｚ帯の信号を生成し、無線通信に十分な電力まで増幅してアンテナ２７ｂから送信する。

図３に示すように、ＥＣＵ３２は、後述する無線受信部３１を介して受信した風速情報を、ナビゲーションシステム４１、車両の走行速度の制限などを行う車体コントロール部４２、アラーム通知部４３等に通知する。
ナビゲーションシステム４１では、表示部４１ａに風速等の風速情報を表示したり、音声出力部４１ｂから風速等の風速情報を音声で通知する。車体コントロール部４２では、風速情報に応じて（例えば強風時に）自動車安全走行に必要な制御処理を行う。アラーム通知部４３では、風速情報に応じて（例えば強風時に）アラーム音を発することにより、運転者（搭乗者）に対して車外が強風であることを通知する。

また、風速情報を、ワイパー、ライト、エアコン等を制御する他のＥＣＵ（図示せず）の入力情報として利用してもよい。
また、ＥＣＵ３２は、例えば２台の自立型風検知装置２０（以下、自立型風検知装置２０ａ，２０ｂと適宜称する）が車体の左右に設けられていた場合、無線受信部３１を介して自立型風検知装置２０ａ，２０ｂ双方から風速情報を受信する。この場合には、自立型風検知装置２０ａ，２０ｂから受信したそれぞれの風速情報を用いて決定した総合的な風速情報を、ナビゲーションシステム４１、車体コントロール部４２及びアラーム通知部４３等に通知するようにしてもよい。

無線受信部３１は、受信回路３１ａと、アンテナ３１ｂとを備える。受信回路３１ａは、アンテナ３１ｂを介して、自立型風検知装置２０から送信された磁石２２の回転数に応じた風速情報についての信号を含む信号を受信する。
受信回路３１ａは、アンテナ３１ｂを介して受信した高周波信号を増幅し、受信した信号の周波数を０．３ＧＨｚ〜５．０ＧＨｚ帯から数百ＫＨｚ〜数ＭＨｚ帯（中間周波数）に変換する。そして、受信回路３１ａは、中間周波数に変換された受信信号から必要な信号のみを選択、復調する。これにより、無線受信部３１は、自立型風検知装置２０から送信された磁石２２の回転数に応じた風速情報についての信号を取り出す。無線受信部３１は、風速情報についての信号をＥＣＵ３２に出力する。

（第一実施形態の変形例）
受信回路３１ａでは、高周波信号に重畳されたデジタル信号を、ダイレクトコンバージョンなどにより中間周波数を経ずに直接、風速情報などのデータに復調してもよい。また、送信回路２７ａは、風速情報についての信号とともに、自立型風検知装置２０のそれぞれに付された識別番号を受信回路３１ａに送信してもよい。ここで、識別番号は、自立型風検知装置２０のそれぞれを示すＩＤコードや個別のＩＤコードである。自立型風検知装置２０が複数設けられている場合、風速情報とその風速情報に対応する識別番号とから、車両５０のいずれの位置に設けられた自立型風検知装置２０であるかを判断することができる。

第一実施形態における風検知システム１０の構成は一例であり、自立型風検知装置２０から受信した信号を利用する各部は一例である。例えば、ナビゲーションシステム４１、車体コントロール部４２及びアラーム通知部４３のうち一部のみが備えられていてもよく、自立型風検知装置２０から受信した信号を利用する他の部分が設けられていてもよい。
風車２１の回転の検出は、磁気センサ２３に限らず、回転数検出が可能なものであれば、どのようなものを用いてもよい。例えば、ロータリーエンコーダなどの光学式回転検出機構を用いてもよい。

第一実施形態において、回転検出コントローラ２４が、回転情報である時間当たりの磁気センサ２３の出力の変化周波数を風速情報へと変換して無線送信部２７へ出力する例を示したが、回転検出コントローラ２４からの出力信号はこれに限るものではない。例えば、回転検出コントローラ２４は、磁気センサ２３が検出した回転数等の回転情報を無線送信部２７へ出力してもよい。この場合、無線受信部３１は無線送信部２７からの回転情報についての信号を受信してＥＣＵ３２へ出力する。ＥＣＵ３２は、受信信号を復調し、復調した回転情報についての信号を風速情報へと変換する。

第一実施形態では、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、自立型風検知装置２０を車両５０の車体外側に設置した例を示したが、自立型風検知装置２０の設置位置はこれに限るものではない。例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、車両５０の車体側面の内側壁に自立型風検知装置２０を設置してもよい。この場合、図４（ｂ）に示すように自立型風検知装置２０の設置に空気穴５０ａを設けることが必要であるものの、車両５０の車体への特別な加工は不要であり、空気穴５０ａや簡単な配線（図示せず）による構成とすることができる。

（第一実施形態の効果）
本実施形態の風検知システム１０では、自立型風検知装置２０での発電により風検知システム１０内の各部に電力供給が可能であるため、例えば電源として電池を用いた場合に必要となる定期的な電池交換やメンテナンスをする必要がない。また、車載用途という厳しい環境下での風速情報の検知において、温度、湿度等の環境条件に敏感な電池等の耐久性を考慮する必要がない。このため、自立型風検知装置２０の安定的、永久的な動作が可能である。

車両５０の車体に長時間風があたらない場合は、羽根２１ｂは回転せず、自立型風検知装置２０は電力を生じないため、風速情報を送信することができない。しかしながら、このような場合は、車両５０の車体に風があたらないため、そもそも風速情報を送信する必要がない。したがって、本発明の風検知システム１０では、風速情報についての信号送信が必要なときに、風車２１の回転数を計測し、風速情報の送信に必要な電力を得ることができる。

２．第二実施形態
図５（ａ）は、第二実施形態に係る風検知システム１１０に用いる自立型風検知装置１２０の一構成例を示す外観図である。図５（ｂ）は、第二実施形態に係る風検知システム１１０に用いる自立型風検知装置１２０の一構成例を示す側面図である。なお、以下の説明では、第一実施形態と共通する部分については第一実施形態と共通の参照符号を付す。

自立型風検知装置１２０は、風車２１、磁石１２２、コイル１２３（１２３ａ，１２３ｂ）、電極１２４（１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１２４ｄ）、磁気センサ１２５、ブラシ１２６（１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃ，１２６ｄ）を備える。なお、図５（ｂ）は、ブラシ１２６ａ〜１２６ｄを模式的に示すものであり、実際はブラシ１２６ａ〜１２６ｄが電極１２４ａ〜１２４ｄのそれぞれと接している。

自立型風検知装置１２０のコイル１２３は、図２に示す第一実施形態のサドルコイル２５の代わりに用いられ、電源部２６に接続される。第二実施形態に係る風検知システム１１０では、コイル１２３で生じた交流電流を平滑化して直流電流に変換する。磁気センサ１２５は、図２に示す第一実施形態の磁気センサ２３の代わりに用いられ、回転検出コントローラ２４に接続される。第二実施形態に係る風検知システム１１０では、回転検出コントローラ２４が、磁気センサ１２５から受信した電気信号（磁気センサ１２５で検知した磁界の方向の変化）を基に、風車２１の回転を検出する。

第二実施形態に係る自立型風検知装置１２０は、以下の点で第一実施形態の自立型風検知装置２０と異なる。
磁石１２２は、例えば半円盤状のＳ極と半円盤状のＮ極とが一体となって円盤状に形成される。磁石１２２は固定されて設置され、風車２１の回転に応じて回転しない。
コイル１２３は、磁石１２２による磁束が貫く位置に設けられ、磁束の変化の大きさに応じた電流を生じるものである。コイル１２３は、例えば巻線型コイルからなり、風車２１の回転に連動して主軸２１ｃを中心に回転する。コイル１２３が回転すると、固定されている磁石１２２のＳ極、Ｎ極との相対的位置関係の変化から、コイル１２３と鎖交する磁束が変化する。これにより、コイル１２３には電磁誘導により誘導起電圧Ｖが生じる。

なお、コイル１２３は例えば一対のコイル１２３ａ，１２３ｂからなり、コイル１２３ａの一端と、コイル１２３ｂの一端とが電気的に接続されている。コイル１２３ａの他端は、電極１２４ａに電気的に接続されている。コイル１２３ｂの他端は、電極１２４ｂに電気的に接続されている。電極１２４ａ，１２４ｂは、風車２１の主軸上に構成される電極であり、回転するコイル１２３（１２３ａ，１２３ｂ）に生じた電力を、電極１２４ａ，１２４ｂに接触するブラシ１２６ａ，１２６ｂを介して外部へ伝える機能を有する。ブラシ１２６ａ，１２６ｂは、充電コントローラ２６へ電力を供給する。

磁気センサ１２５は、第一実施形態の磁気センサ２３と同様の構成であるが、コイル１２３の回転とともに回転するように設けられている点で磁気センサ２３と異なる。磁気センサ１２５が回転すると、固定されている磁石１２２のＳ極、Ｎ極との相対的位置関係の変化から、自身の回転による交番磁界を電圧または電流の変化として検出する。これにより、風車２１の回転を検出する。

電極１２４ｃ，１２４ｄは、風車２１の主軸上に構成される電極であり、回転せずに固定された磁石１２２のＮ極及びＳ極と磁気センサ１２５との相対的位置関係の変化に基づくインピーダンスの変化（電圧又は電流の変化）を、電気信号として１２６ｃ，１２６ｄを介して外部へ伝える機能を有する。ブラシ１２６ｃ，１２６ｄを介して出力された電気信号を基に、回転出力コントローラ２４にて回転数がカウントされる。

なお、図５（ａ）及び図５（ｂ）では、コイル１２３（１２３ａ，１２３ｂ）及び磁気センサ１２５が回転すると、ブラシ１２６（１２６ａ〜１２６ｄ）と接触するような構成とされている。しかしながら、図５（ａ）及び図５（ｂ）の構成は、説明を容易にするための構成であり、実際にはコイル１２３及び磁気センサ１２５とブラシ１２６とが接触しないようにそれぞれ配置される。

また、第二実施形態では、自立型風検知装置１２０が回転する磁気センサ１２５、磁気センサ１２５から電気信号を取り出すブラシ１２６ａ〜１２６ｄ、またこれらを接続する配線を備えない構成とすることもできる。この場合には、コイル１２３の誘導起電圧Ｖの変動周期を、整流・充電制御回路２６にて整流前の波形から信号処理により求めて回転数に換算してもよい。
以上のように、風検知発電機は、風車の回転を検出し、その回転に応じて発電可能なものであればよく、種々の構成を採用することができる。

（第二実施形態の効果）
第二実施形態の風検知システム１１０では、第一実施形態と同様に、風検出装置に電池を用いた場合に必要となる定期的な電池交換やメンテナンスをする必要がなく、電池使用環境や電池の耐久性を考慮する必要がない。このため、自立型風検知装置２０の安定的、永久的な動作が可能である。

３．第三実施形態
図６は、第三実施形態に係る風検知システム２１０の回路構成を示す回路図である。なお、以下の説明では、第一実施形態と共通する部分については第一実施形態と共通の参照符号を付す。

風検知システム２１０は、自立型風検知装置２２０を備える。自立型風検知装置２２０は、第一実施形態の自立型風検知装置２０の構成に加えて、バッテリー２２１、メモリ２２２、並びに送信回路２７ａ、アンテナ２７ｂ及び受信回路２２７ｃを備える無線通信部２２７をさらに備える。ここで、アンテナ２７ｂは、送信回路２７ａ、受信回路２２７ｃの双方のアンテナ２７ｂとして機能する。

バッテリー２２１は、車両５０に風があたっているときに、電源部２６で生じた電力により充電され、電源部２６で発電を行っていないときには、自立型風検知装置２２０の各部に電力を供給する機能を有する。バッテリー２２１に蓄電された電力を利用することにより、車両５０に風があたらず、発電を行っていない場合でも、信号の送信を行うことができる。
メモリ２２２は、風車２１の回転に応じて検出した回転情報、回転数もしくは回転情報に基づいて求めた風速情報等（以下、風速情報等と適宜称する）を記憶する機能を有する。

無線通信部２２７は、送信回路２７ａを介してＥＣＵ３２に対して無線信号を送信するのみでなく、受信回路２２７ｃを介してＥＣＵ３２からの信号を受信する機能を有する。自立型風検知装置２２０は、受信回路２２７ｃを介してＥＣＵ３２からの情報通知要求を示す信号を受信したときに、送信回路２７ａを介してＥＣＵ３２へ風速情報等についての信号を通知することができる。この場合、ＥＣＵ３２には、受信回路３１ａ及びアンテナ３１ｂとともに送信回路２３１ｃが備えられた無線通信部２３１が接続される。

（第三実施形態の効果）
第三実施形態に係る風検知システム２１０により、車両５０の車体に風があたらず、発電及び風車２１の回転検出が行われていない場合でも、バッテリー２２１からの電力供給により、メモリ２２２に記憶された風速情報等についての信号をＥＣＵ３２に送信することができる。これにより、風検知システム２１０は、風速情報等についての信号の送信が必要なときに、自立型風検知装置２２０から風速情報等についての信号を得ることができる。

４．第四実施形態
図７は、第四実施形態に係る風検知システム３１０の自立型風検知装置３２０を車体の正面に配置した車両３５０を示す外観図である。図８は、第四実施形態に係る風検知システム３１０に用いる自立型風検知装置３２０の回路構成の一例を示す回路図である。なお、以下の説明では、第一実施形態と共通する部分については第一実施形態と共通の参照符号を付す。

自立型風検知装置３２０は、第一実施形態の自立型風検知装置２０の構成に加えて、環境センサ３２８をさらに備える。
環境センサ３２８は、電源部２６から供給された電力により駆動し、自動車外の環境情報を検出して、回転検出コントローラ２４に出力する。
回転検出コントローラ２４は、例えば風速情報等とともに、環境情報をＥＵＣ３２に送信する。

環境センサ３２８としては、例えば、温度センサ３２８ａ、湿度センサ３２８ｂ、雨センサ３２８ｃ、照度センサ３２８ｄ、紫外線センサ３２８ｅ、放射線センサ３２８ｆが備えられる。これらのセンサでは、環境情報として、温度、湿度、降雨、照度、紫外線量、放射線量が検出される。なお、温度センサ３２８ａ、湿度センサ３２８ｂ、雨センサ３２８ｃ、照度センサ３２８ｄ、紫外線センサ３２８ｅ及び放射線センサ３２８ｆは環境センサ３２８の一例であり、自立型風検知装置３２０にはこれらのうち少なくとも一つが備えられていればよい。

車両３５０が前進走行した場合、正面に配置された自立型風検知装置３２０の羽根２１ｂはその走行速度に応じて強い風を受ける。このとき、自立型風検知装置３２０は羽根２１ｂの回転により発電を行うとともに、車両３５０の車外の環境情報をそれぞれの環境センサ３２８で検出する。検出された環境情報は、無線送信部２７及び無線受信部３１を介してＥＣＵ３２に送信される。ＥＣＵ３２からナビゲーションシステム４１に環境情報を出力することにより、表示部４１ａに環境情報が表示され、音声出力部４１ｂから音声により環境情報が通知される。また、ＥＣＵ３２から車体コントロール部４２に環境情報（例えば降雨）を出力することにより、車体コントロール部４２が自動車安全走行に必要な制御処理を行う。

車両３５０が走行状態の場合には、前方からの風により風検知システム３１０が発電し、回転検出コントローラ２４、環境センサ３２８及び無線送信部２７に対して電力を供給し、環境情報の検出や送信が行われる。
また、図６に示す第三実施形態の風検知システム２１０のように、バッテリー２２１、メモリ２２２等が備えられていてもよい。この場合には、車両３５０の停車時においても、バッテリー２２１から電力供給を受けて環境センサ３２８が環境情報を検出し、無線送信部２７が環境情報を送信することができる。

（第四実施形態の効果）
第四実施形態の風検知システム３１０では、第一実施形態と同様に、風検出装置に電池を用いた場合に必要となる定期的な電池交換やメンテナンスをする必要がなく、電池使用環境や電池の耐久性を考慮する必要がない。このため、自立型風検知装置２０の安定的、永久的な動作が可能である。
また、自立型風検知装置３２０において発電及び風速情報の検出とともに、車両３５０の車外の環境情報を検出することができる。また、風検知システム３１０で検出した環境情報を車両３５０の各部に出力することにより、車両３５０において自動車安全走行に必要な制御処理を行うことができる。

本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。

１０，１１０，２１０，３１０・・・風検知システム
２０，２０ａ，２０ｂ，２２０，３２０・・・自立型風検知装置
２１・・・風車
２１ａ・・・主軸
２１ｂ・・・羽根
２２，１２２・・・磁石
２３，１２５・・・磁気センサ
２４・・・回転検出コントローラ
２５・・・サドルコイル
２６・・・電源部
２６ａ・・・整流・充電制御回路
２６ｂ・・・コンデンサ
２７・・・無線送信部
２７ａ・・・送信回路
２７ｂ・・・アンテナ
３１・・・無線受信部
３１ａ・・・受信回路
３１ｂ・・・アンテナ
４１・・・ナビゲーションシステム
４１ａ・・・表示部
４１ｂ・・・音声出力部
４２・・・車体コントロール部
４３・・・アラーム通知部
５０，３５０・・・車両
５０ａ・・・空気穴
１２３，１２３ａ，１２３ｂ・・・コイル
１２４ａ，１２４ｂ・・・電極
１２６ａ，１２６ｂ・・・ブラシ
２２１・・・バッテリー
２２２・・・メモリ
２２７，２３１・・・無線通信部
２２７ｃ・・・受信回路
２３１ｃ・・・送信回路
３２８・・・環境センサ
３２８ａ・・・温度センサ
３２８ｂ・・・湿度センサ
３２８ｃ・・・雨センサ
３２８ｄ・・・照度センサ
３２８ｅ・・・紫外線センサ
３２８ｆ・・・放射線センサ

Claims (11)

1. 車両の車体が受ける風により回転する回転体を含み、前記回転体の回転により電力を発電する発電部と、
   前記回転体の回転を検出し、該回転体の回転から前記車体に受ける風の風速情報を得る検出部と、
   前記検出部で得られた前記風速情報を、前記車両の制御部に無線送信する無線送信部と、
   前記発電部が発電した電力を前記検出部及び前記無線送信部に供給する電源部と、
   を備え、
   前記検出部及び前記無線送信部が、前記電源部から供給された
   電力によって動作することを特徴とする自立型風検知装置。
2. 前記発電部は、
   羽根を備え、該羽根に風を受けることにより回転する前記回転体と、
   前記回転体の回転に応じて回転する磁石と、
   前記磁石による磁束が貫く位置に設けられ、前記磁石の回転による磁束変化に伴い電磁誘導により発電するコイルと、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の自立型風検知装置。
3. 前記発電部は、
   羽根を備え、該羽根に風を受けることにより回転する前記回転体と、
   前記回転体の回転に応じて回転するコイルと、
   磁束が前記コイルを貫く位置に設けられた磁石と
   を有し、
   前記コイルが、該コイルの回転に伴う該コイルを貫く磁束の変化によって電磁誘導により発電することを特徴とする請求項１に記載の自立型風検知装置。
4. 前記検出部は、前記センサが検出した前記磁石又は前記コイルの回転に基づいて、前記風速情報を得ることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の自立型風検知装置。
5. 前記センサが、磁気センサまたはロータリーエンコーダであることを特徴とする請求項４に記載の自立型風検知装置。
6. 前記電源部からの電力供給により充電され、前記発電部での発電が行われていない場合に、前記検出部及び前記無線送信部に電力を供給するバッテリーを備えることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の自立型風検知装置。
7. 前記回転体の回転に基づいて検出した前記風速情報を記憶するメモリを備え、
   前記無線送信部が、前記メモリに記憶された前記風速情報を前記車体の制御部に無線送信することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の自立型風検知装置。
8. 前記電源部から電力の供給を受けて、前記車両の車外の環境情報を検知する環境センサを備え、
   前記無線送信部が、前記環境センサで検知された前記環境情報を前記車体の制御部に無線送信することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の自立型風検知装置。
9. 前記環境センサが、温度センサ、湿度センサ、雨センサ、照度センサ、紫外線センサ及び放射線センサのうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項８に記載の自立型風検知装置。
10. 車両の車体に受ける風により回転する回転体を含み、前記回転体の回転により電力を発電する発電部と、
    前記羽根の回転を検出し、該羽根の回転から前記車体に受ける風の風速情報を得る検出部と、
    前記検出部で得られた前記風速情報を、前記車体の制御部に無線送信する無線送信部と、
    前記発電部が発電した電力を前記検出部及び前記無線送信部に供給する電源部と
    を備える自立型風検知装置と、
    前記自立型風検知装置の前記無線送信部から前記風速情報を無線受信する無線受信部と、
    前記風速情報に基づき、前記風速情報の表示、前記車両の走行制御及びアラーム音の発生のうちの少なくとも一つを制御する制御部と、
    を備えることを特徴とする風検知システム。
11. 風を受けて回転する回転体を含み、前記回転体の回転により電力を発電する発電部と、
    前記回転体の回転を検出し、該回転体の回転から前記車体に受ける風の風速情報を得る検出部と、
    前記検出部で得られた前記風速情報を無線送信する無線送信部と、
    前記発電部が発電した電力を前記検出部及び前記無線送信部に供給する電源部と、
    を備え、
    前記検出部及び前記無線送信部が、前記電源部から供給された
    電力によって動作する自立型風検知装置と、
    前記自立型風検知装置の前記無線送信部から前記風速情報を無線受信する無線受信部と、
    前記風速情報に基づき、前記風速情報の表示、走行制御及びアラーム音の発生のうちの少なくとも一つを制御する制御部と、を備えることを特徴とする車両。

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