JP2017128214A - 車両用太陽光パネル制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で効率よく太陽を追尾でき、車両の走行の妨げとならない車両用太陽光パネル制御システムを提供する。【解決手段】車両の外部に設置された太陽光パネル４１と、車両の状態を取得する車両状態取得部２３と、車両が駐車状態のとき、および、車両に乗員が乗車していないとき、の少なくとも一つを満たす場合、自動追尾許可条件が成立したと判定する判定部と、自動追尾許可条件が成立したとき、太陽光パネルに対する太陽光の入射角度を算出する入射角度算出部と、入射角度と太陽光パネルの平面方向とが所定の位置関係となる太陽光パネルの傾斜角度および方位角度を含むパネル角度を算出するパネル角度算出部と、パネル角度を目標角度として、所定の位置関係を維持するように、太陽光パネルを自動追尾制御する駆動制御部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用太陽光パネル制御システムに関する。

構造物として設置される太陽光パネルは、その地域での日の出から日没までの太陽軌跡を考慮し、最適な発電効率が得られる角度に受光面を固定設置するか、反射鏡等による集光手段、または、太陽軌跡の天文データと時刻から推定算出した角度への自動角度調整機構（特許文献１、７参照）、太陽光センサあるいは位置および日時の情報に基づく自動追尾機構（特許文献２、５参照）を、コストメリットを勘案しながら活用している。

また、移動体である車両のルーフ等に太陽光パネルを具備し、その発電エネルギーを蓄電して車輪駆動力や電装品に供給するシステムがある。本システムでは、太陽光パネルは、走行時および駐車時の車両の向きや傾斜状態、走行時の空気抵抗を考慮すると、一般的に、ルーフ等の水平面に固定設置される。この場合、最適な設置角度（すなわち、日射に正対する角度）と比較して、発電効率が悪くなることが多い。

太陽光パネルの構成としては、仰角を大きくしたときの高さ方向の移動距離を小さくするために、小型の太陽光パネルを複数用いている（特許文献１、４、６、７参照）。

特開２０１３−０７４０３７号公報 特開２００２−３６２１２９号公報 特開２０１１−２４７７８５号公報 特開２０１４−０９５２８０号公報 特開２０１１−１８３９００号公報 特開２０１２−２５３１４６号公報 特開２０１４−１５４８７１号公報

複数の太陽光パネルを用いて太陽を追尾する構成では、特に、太陽光パネルの仰角が大きいとき（例えば、日の出や日没に近い時間帯）、太陽光パネル表面に、隣接する太陽光パネルの影が生じて発電効率が悪化する問題がある。また、影の影響を低減するためには、太陽光パネルの配置間隔を大きくする方法があるが、単位面積当たりの発電量が低下する問題がある。これらの問題を解決しようとすると、太陽光パネルの取り付け構造が複雑となり、製造コストの増大を招く。

一方で、構造物等で実用化されている一般的な矩形状の太陽光パネルを用いるシステムは、太陽光パネルの可動域を想定した高さの支柱の上に可動部を備えた接続部でパネル面中央の下部と接続される構造（特許文献４参照）や、複数の油圧（空気圧でもよい）シリンダの上にパネル設置し追尾する構造等があるが、走行時の空力抵抗や高さ制限等の問題から、車両ルーフへの設置には適していない。

上記課題を背景として、本発明は、簡易な構成で効率よく太陽を追尾でき、車両の走行の妨げとならない車両用太陽光パネル制御システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための車両用太陽光パネル制御システムは、車両の外部に設置された太陽光パネルと、車両の状態を取得する車両状態取得部と、車両が駐車状態のとき、および、車両に乗員が乗車していないとき、の少なくとも一つを満たす場合、自動追尾許可条件が成立したと判定する判定部と、自動追尾許可条件が成立したとき、太陽光パネルに対する太陽光の入射角度を算出する入射角度算出部と、入射角度と太陽光パネルの平面方向とが所定の位置関係となる太陽光パネルの傾斜角度および方位角度を含むパネル角度を算出するパネル角度算出部と、パネル角度を目標角度として、所定の位置関係を維持するように、太陽光パネルを自動追尾制御する駆動制御部と、を備える。

上記構成によって、自動追尾許可条件を、車両が駐車状態のような、車両が走行していない状態に限ることで、特に、車両の走行方向が変わらないので、自動追尾制御を簡易なものとすることができる。また、車両走行時には、太陽光パネルを格納状態にしておけば、無駄な空気抵抗が発生せず、車両の走行に影響を及ぼさない。

車両用太陽光パネル制御システムの構成を示す図。 制御部におけるデータ処理の概要を示す図。 太陽光パネル制御処理を示すフロー図。 図３に続く、太陽光パネル制御処理を示すフロー図。 ターンテーブル初期化処理を示すフロー図。 ターンテーブル制御処理を示すフロー図。 図６のターンテーブル制御を説明する図。

図１のように、車両用太陽光パネル制御システム１は、車両に搭載された制御部１０、制御部１０に接続された、太陽光方位センサ２０、操作部２１、太陽光パネルユニット４０を少なくとも含む。

制御部１０は、本発明の判定部、入射角度算出部、パネル角度算出部、駆動制御部、予測部、決定部である周知のＣＰＵ１１、ＣＰＵ１１に接続された、例えば、フラッシュメモリのような不揮発性記憶媒体であるメモリ１２、本発明の車両状態取得部、気象情報取得部である信号入出力回路（「Ｉ／Ｏ」と略称）１３を備える。ＣＰＵ１１がメモリ１２に記憶された制御プログラムを実行することで、車両用太陽光パネル制御システム１の各種機能を実現する。

太陽光方位センサ２０は、例えば、上下（仰角、俯角）方向、および、左右（方位角）方向に複数のフォトセンサを配置し、それぞれの方向について各センサの信号出力差を比較し、各信号に差がある場合は駆動部を動作させ、差がなくなると駆動部を停止させる。駆動部を停止した状態の仰角および方位角が太陽光方位である。ＣＰＵ１１は、Ｉ／Ｏ１３を介して、太陽光方位センサ２０の出力信号を取得する。

操作部２１は、ユーザが操作するためのもので、少なくとも以下のものを含む。
・原動機（エンジンあるいはモータ）を始動するための始動ＳＷ（スイッチ）。イグニッション（ＩＧ）ＳＷともいう。
・太陽光パネルユニット４０の自動追尾制御を行うか否かを設定する自動追尾モードＳＷ。
ナビゲーションシステム（以降、「ナビ」と略称）２４等の他の車載装置の操作部を用いてもよい。ＣＰＵ１１は、Ｉ／Ｏ１３を介して、操作部２１の状態を取得する。

制御部１０には、ＤＣＭ（Data Communication Module）２２、車両状態検出部２３、ナビ２４が接続される。ＣＰＵ１１は、Ｉ／Ｏ１３を介して、これら各部からのデータを取得する。

ＤＣＭ２２は、車両の外部との通信を行う通信回路である。ＤＣＭ２２を介して、インターネット、公衆電話回線などに接続できる。

車両状態検出部２３は、以下のうちの少なくとも一つを含む。
・車両の速度を測定する車速センサ。
・シフト位置を検知するシフトポジションセンサ。
・ドアの開閉状態を検知するカーテシＳＷ。
・ドアの解錠／施錠状態を検知するドアロックＳＷ。
・車両に対する日射量を測定する日射センサ。
・車両の周囲（特に、車両の上方）の障害物を検知する障害物検知センサ。
・車両の周囲の風速を測定する風速センサ。
・車両の方位・傾きを検知する車両３軸ジャイロセンサ。

ナビ２４は、例えばＧＰＳにより現在位置を検出し、その現在位置を表示装置上に道路地図とともに表示して、現在位置から目的地までの適切な経路を設定し、表示装置や音声出力装置などによって案内する周知の構成であるため、詳細な説明は省く。

太陽光パネルユニット４０は、太陽光パネル４１、太陽光パネル４１の傾斜角度（仰角および俯角の総称）を調整する、本発明の駆動制御部である傾斜角制御サーボ機構４２（図２参照）、太陽光パネル４１を方位角度方向に回転させるターンテーブル４３、ターンテーブル４３の回転角度（すなわち、方位角度）を調整する、本発明の駆動制御部である方位角制御サーボ機構４４を含む（図２参照）。その他に、太陽光パネル４１の格納状態を検知するパネル格納状態ＳＷ４５、太陽光パネル４１の方位・傾きを検知するパネル３軸ジャイロセンサ４６を含む（図２参照）。傾斜角制御サーボ機構４２、方位角制御サーボ機構４４は、制御部１０からの駆動指令に基づき動作する。太陽光パネル４１は円形状としているが、矩形状、多角形状でもよい。

傾斜角制御サーボ機構４２、あるいはターンテーブル４３の上面に埃などの異物が堆積しないように、太陽光パネルユニット４０にカバー４９を取り付けてもよい。カバー４９は略円筒形状で、一端が太陽光パネル４１の外縁に、他端がターンテーブル４３の外縁に取り付けられる。また、カバー４９は蛇腹状とし、太陽光パネル４１を格納状態（仰角が０度の状態）としたときに、容易に太陽光パネル４１とターンテーブル４３との間に収納できる。太陽光パネルユニット４０は、車両の屋根に１基設けることが望ましい。複数設けるときは、隣接する太陽光パネルユニットが生ずる影の影響を受けないように配置する。

図２のように、制御部１０では以下の情報を作成・算出する。

・太陽光方位情報：太陽光方位センサ２０、ＧＰＳデータ、日時情報、天文データのうちの少なくとも一つに基づいて作成する。ＧＰＳデータ、日時情報は、ナビ２４から取得する。天文データは、メモリ１２に予め記憶しておいてもよいし、ナビ２４から現在位置を取得し、その現在位置に基づいて、ＤＣＭ２２を介して外部から取得してもよい。

・パネル角現在値：傾斜角制御サーボ機構４２、方位角制御サーボ機構４４、パネル格納状態ＳＷ４５、パネル３軸ジャイロセンサ４６の状態うちの少なくとも一つに基づいて、太陽光パネル４１の傾斜角度および方位角度（パネル角と総称）を算出する。

・車両方位情報：車両状態検出部２３に含まれる車両３軸ジャイロセンサの状態に基づいて作成する。

・パネル発電効率予測：ＧＰＳデータ、日時情報、天文データ、日射センサ、風速センサ、気象情報、ナビ地図情報に基づいて、太陽光パネル４１の発電量あるいは発電効率を予測する。ナビ地図情報は、ナビ２４から取得する。気象情報は、ナビ２４から現在位置を取得し、その現在位置を含む地域の情報を、ＤＣＭ２２を介して外部から取得する。

気象情報に基づき、太陽光パネル４１の定格発電量に対して所定の係数を乗ずる。係数は、例えば、晴天時は１、曇天時は０．５、雨天時は０とする。また、位置情報に基づく係数を乗ずる。現在位置がビル街、山間部のような、晴天時でも十分な日照を得られない場所であるときは、１より小さい係数とする。

発電効率は、例えば、車両が所定時間駐車していると仮定したときの、太陽光パネル４１の発電量と、太陽光パネル４１を太陽に追尾動作させたときに消費する電力量との比で表す。

・自動追尾、格納判定：車両状態検出部２３に含まれる日射センサ、風速センサ、および障害物検知センサ、気象情報、ナビ地図情報、操作部２１に含まれる自動追尾モードＳＷおよび始動ＳＷの状態に基づいて、太陽光パネル４１の自動追尾あるいは格納を行うかどうか判定する。

上述のように作成・算出したデータに基づいて、傾斜角制御サーボ機構４２、方位角制御サーボ機構４４の駆動制御を行う。また、必要に応じて、警報出力部２５から太陽光パネル４１の動作状態に関する情報を出力する。警報出力部２５は、ＬＣＤなどの表示部、あるいはスピーカ等の音響信号出力部を含み、画面表示あるいは音響信号により情報を出力する。

図３、図４を用いて、制御プログラムに含まれ、制御部１０が所定のタイミングで実行する太陽光パネル制御処理を説明する。まず、自動追尾モードＳＷの状態に基づいて、自動追尾モードであるか否かを判定する。このとき、太陽光パネル４１は格納状態である。すなわち、太陽光パネル４１の傾斜角度が０度（概ね、地面と平行）である。自動追尾モードでないとき（Ｓ１１：Ｎｏ）、本処理を終了する。一方、自動追尾モードであるとき（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、始動ＳＷ（図３では、「ＩＧ」と表記）がオフ状態か否かを判定する。この判定条件が、自動追尾許可条件に相当する。

始動ＳＷがオフ状態であることに、以下のうちの少なくとも一つを判定条件に加えてもよい。
・車速＝０ｋｍ／ｈのとき、シフト位置＝「Ｐ（パーキング）」のときのような、車両が駐車状態であること。
・ドアが開状態から閉状態に変化し、全てのドアが施錠状態になったときのような、車両の乗員が全て降車していること。

始動ＳＷがオフ状態のとき（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、太陽光方位センサ２０等により検知した太陽光方位に基づく太陽光の入射角度、および、日射センサが測定した日射量を含む日射情報を取得する（Ｓ１３）。次に、ナビ２４から位置情報を取得する（Ｓ１４）。次に、ナビ２４から日時情報を取得する（Ｓ１５）。次に、気象情報を取得する（Ｓ１６）。

次に、取得した情報に基づいて、上述したような、発電量（本発明のエネルギー出力量）あるいは発電効率を予測する（Ｓ１７）。予測した結果が所定の閾値を上回るか否かを判定する。

閾値を下回るとき（Ｓ１８：Ｎｏ）、本処理を終了する。Ｓ１１へ戻ってもよい。一方、閾値を上回るとき（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、太陽光パネル４１の平面方向が、太陽光の入射角度に対して垂直になるように、太陽光パネル４１の傾斜角度および方位角度を算出する（Ｓ１９）。そして、算出した傾斜角度および回転角度（すなわち、パネル角度）を目標角度とし、傾斜角制御サーボ機構４２、方位角制御サーボ機構４４を駆動制御して追尾制御を行う（Ｓ２０）。この後、一定時間待機する（Ｓ２１）。

図４に移り、上述した、日射情報（Ｓ２２）、位置情報（Ｓ２３）、日時情報（Ｓ２４）、気象情報（Ｓ２５）をそれぞれ取得する。

次に、取得した情報に基づいて、追尾制御停止条件が成立したか否かを判定する（Ｓ２６）。この、「予め定められた追尾制御停止条件が成立したとき、駆動制御部は、太陽光パネルの自動追尾制御を停止する」構成を有することで、車両の走行に影響を及ぼすとき、あるいは、太陽光パネルのエネルギー出力量が低い（例えば、発電効率が低い）ときに、自動追尾制御を停止できる。追尾制御停止条件は、以下のうちの少なくとも一つを用いる。

・車両が駐車状態でないとき、追尾制御停止条件が成立したと判定。すなわち、始動ＳＷがオン状態に変化したとき。また、車速＞０ｋｍ／ｈのとき、シフト位置＝「Ｐ」以外のとき。車両に少なくとも１名が乗車しているとき、のうち、少なくとも一つが成立しているとき、車両が駐車状態でないと判断してもよい。

・自動追尾モードＳＷの状態が自動追尾モードの終了を指示したものであるとき、追尾制御停止条件が成立したと判定。
・日射量が所定の閾値を下回るとき、追尾制御停止条件が成立したと判定。
・現在時刻から日没までの時間が所定の閾値を下回るとき、追尾制御停止条件が成立したと判定。

・予測した発電量あるいは発電効率が所定の閾値を下回るとき、追尾制御停止条件が成立したと判定。この、「太陽光パネルからのエネルギー出力量を予測する予測部を備え、予測されたエネルギー出力量が予め定められた閾値を下回ることを追尾制御停止条件とする」構成を有することで、例えば、太陽光パネルが、自身を駆動するための電力よりも低い電力しか出力しないときは、自動追尾制御を行わないので、車両に蓄えられたエネルギーを無駄に使わずに済む。

・風速が所定の閾値を上回るとき、追尾制御停止条件が成立したと判定。
・天候が悪天候状態（雨、雪、霧など）に変化したとき、追尾制御停止条件が成立したと判定。
これらの、「車両の現在位置を含む地域の気象情報を取得する気象情報取得部を備え、気象情報に予め定められた気象状態を含むことを追尾制御停止条件とする」構成を有することで、気象状態の悪いとき、太陽光パネルのエネルギー出力量が低いとき、横風等、車両の運転に影響を及ぼすときは、自動追尾制御を行わないので、車両に蓄えられたエネルギーを無駄に使わずに済む。

・障害物検知センサが、太陽光パネル４１の可動範囲内に物体を検知したとき、追尾制御停止条件が成立したと判定。この、「車両状態取得部は、車両から予め定められた範囲内の物体の検知状態を取得し、太陽光パネルの動作範囲内で物体を検知したことを追尾制御停止条件とする」構成を有することで、太陽光パネルが、車両の周囲の物体に接触することを防止できる。

追尾制御停止条件が成立しないとき（Ｓ２７：Ｎｏ）、Ｓ１９へ戻る。一方、追尾制御停止条件が成立したとき（Ｓ２７：Ｙｅｓ）、追尾制御を停止する（Ｓ２８）。すなわち、傾斜角制御サーボ機構４２、方位角制御サーボ機構４４の動作を停止させる。このとき、警報出力部２５から、追尾制御を停止した旨（原因を含めてもよい）のメッセージを出力してもよい。

次に、必要に応じて、太陽光パネル４１を格納状態にする（Ｓ２９）。例えば、風速が所定の閾値を上回るとき、天候が悪天候状態（雨、雪、霧など）のとき、車両が走行を開始したとき（車速＞０ｋｍ／ｈになったとき）障害物検知センサが、太陽光パネル４１の可動範囲内に物体を検知しているとき、に格納状態にする。なお、残余の追尾制御停止条件が成立したときも、太陽光パネル４１を格納状態にしてもよい。格納状態にする際、太陽光パネル４１の方位角度は現状のままとする。

太陽光パネル４１を格納状態としない方が、以降に本処理を実行した際、追尾制御が可能な状態になったときに、発電効率が最良の状態になるまでの時間（すなわち、太陽光パネル４１の平面方向が、太陽光の入射角度に対して垂直になるまでの時間）を短縮できる。つまり、車両が走行を開始するまでは、格納状態にしないことが望ましい。

この後、本処理を終了する。自動追尾モードＳＷの状態に基づいて自動追尾モードを終了したときは、Ｓ１１へ戻ってもよい。その他の要因で自動追尾モードを終了したときは、Ｓ１３へ戻ってもよい。

また、特に、始動ＳＷがオン状態に変化したとき、何らかの理由で、太陽光パネル４１を格納状態にできなかったときも、警報出力部２５からメッセージを出力してもよい。

図５を用いて、制御プログラムに含まれ、制御部１０が所定のタイミングで実行するターンテーブル初期化処理を説明する。本処理は、方位角制御サーボ機構４４に含まれるモータが、所定の回転角度毎にパルス信号を発生する構成の場合に用いる。まず、方位角制御サーボ機構４４に、ターンテーブル４３を左回転させる制御指令を出力する（Ｓ４１）。

次に、パルス信号に変化がなくなったとき、すなわち、ターンテーブル４３が停止したとき（Ｓ４２：Ｎｏ）、方位角制御サーボ機構４４に、モータを停止させる制御指令を出力する（Ｓ４３）。次に、この位置をターンテーブル４３の回転可能範囲の左端とし、左端基準角を更新する（Ｓ４４）。例えば、基準角を０度としたり、モータのパルス信号の数をゼロとする。

次に、方位角制御サーボ機構４４に、ターンテーブル４３を右回転させる制御指令を出力する（Ｓ４５）。パルス信号に変化があるとき（Ｓ４６：Ｙｅｓ）、パルス信号の数、すなわち、ターンテーブル４３の現在の回転角度を更新する（Ｓ４９）。このとき、パルス信号の数を積算する。

一方、パルス信号に変化がなくなったとき、すなわち、ターンテーブル４３が停止したとき（Ｓ４６：Ｎｏ）、方位角制御サーボ機構４４に、モータを停止させる制御指令を出力する（Ｓ４７）。次に、この位置をターンテーブル４３の回転可能範囲の右端とし、右端基準角（パルス信号の数、あるいはパルス信号の数からの換算値）を更新する（Ｓ４８）。

ターンテーブル４３の可動範囲は、制御部１０と太陽光パネルユニット４０とを接続するケーブルの捻じりによる断線等の問題が発生しない程度に設定する必要があるが、最低３６０度あることが望ましい。その理由は、車両駐車時に、車両の駐車方向によらず、太陽を追尾中にターンテーブル４３が可動範囲の右端に到達した場合、３６０度左回転させて可動範囲の左端に戻してから継続追尾することで、日没まで有効に発電できるためである。

第１例として、ターンテーブル４３の可動範囲が３６０度であるとき、日の出から太陽の追尾を開始しても早々に可動範囲の右端へ到達するような車両駐車方向であった場合、３６０左回転できれば、日没までのほぼ全ての日照時間帯で太陽を追尾できるため、最良の発電量が期待できる。また、一方向に回転し続けるわけではないので、ケーブルの捻じりによる断線を防ぐことができる。

第２例として、第１例と同じくターンテーブル４３の可動範囲が３６０度であるとき、日の出から太陽の追尾を開始して、日没直前に可動範囲の右端へ到達するような車両駐車方向であった場合、ターンテーブル４３を可動範囲の左端まで戻すか否かを、ターンテーブル４３を戻すために必要な駆動電力と、戻した後から日没までの発電量の予測値との比較に応じて決定する。例えば、発電量の予測値が駆動電力を上回ると思われるとき、ターンテーブル４３を戻す位置を、明日の日の出方向に相当する位置とする。また、発電量の予測値が駆動電力を下回ると思われるとき、翌日の日の出直前まで、ターンテーブル４３の復帰動作をペンディングする。

第３例として、日の出から日没まで連続的に太陽を追尾可能とするには、ターンテーブル４３の可動範囲は最低６００度あることが望ましい。翌日の日の出に備えてターンテーブル４３を可動範囲の左端まで戻したとき、該位置が、日の出の方向に到達できないことがある。このとき、日の出から太陽光パネル４１の平面方向が、太陽光の入射角度に対して垂直になるまでの発電量の予測値が、ターンテーブル４３を日の出の方向に相当する位置まで右回転させるために必要な駆動電力を上回るとき、ターンテーブル４３を右回転させた方が好ましい。例えば、日の出から日没までの時間が最も長くなる夏至では、ターンテーブル４３の動作範囲（以下、「α」とする）は２４０度と考えられる（http://www.hucc.hokudai.ac.jp/~x10508/Srss2.htmlの記載（平成２８年１月１２日検索）に基づき算出）。よって、３６０＋２４０＝６００度となる。

このように、ターンテーブル４３の可動範囲を１回転＋αとすることで、安全確保面やモータトルクとギヤ比の特性から、ターンテーブルの回転速度が比較的遅い場合でも、翌日までに、可動範囲の左端の日の出方向へ余裕を持って復帰しておくことができる。

上記回転速度の例は、車両のユーザが、いわゆるサンデードライバーの場合に、特に有効である。しかし、ユーザによっては、日の出前の時刻から出勤のために運転開始し、会社駐車場への駐車後から退勤までの日中に自動追尾による発電効果を得たい場合も想定される。この場合、自宅駐車場での駐車向きと会社駐車場での駐車向きが大きく異なる場合に、会社駐車場への駐車後から太陽光方位への、ターンテーブル４３の回転作動作が必要となるため、その回転速度は少なくとも太陽光方位まで到達するまでの発電効率損失分を考慮した時間で到達できるものとする必要がある。

第３例では、ターンテーブル４３の可動範囲を１回転＋αとしたが、ケーブルの捻じり断線の問題を考慮しなくてもよい範囲においては、可動範囲を２回転以上とすることも可能である。少なくとも可動範囲に制限がある場合は、その範囲を制御プログラムにより判定しながら、可動範囲内で太陽を自動追尾し、可動範囲の右端に到達した時、または日没から翌日の日の出までに左端側へ戻すように制御することで、より効率的な発電効果を得ることができる。

以上のような太陽光の自動追尾システムを搭載することで、平面設置の太陽光パネルに対し２倍程度の発電効果が期待できる。特に、電気自動車では、急速充電スポットの利用頻度を減らすことができる。電気自動車のユーザの運転頻度によっては、この発電効率の差異により、充電設備を利用せずに済むことができる。これは、自宅車庫や貸し駐車場等での日常的な駐車場所に充電設備の設置が難しいユーザにとって、多大なメリットとなると考えられる。

図６および図７を用いて、上述の第３例に相当するターンテーブル制御処理を説明する。まず、ターンテーブル４３の可動範囲の左端が、日の出方向の内側にあるか否かを判定する。

図７では、車両１００が南向きに駐車していると仮定する。車両１００に対する１日の日射の範囲を、領域Ｒ１およびＲ２で示す。日の出時の太陽光は、ターンテーブル４３の外周上の位置Ｂ（日の出方向の位置、本発明の第二駆動開始位置）から、ターンテーブル４３の回転中心Ｏに向かって入射する。また、位置Ｂでは、太陽光パネル４１の平面方向が太陽光の入射角度に対して垂直になっている。ターンテーブル４３の可動範囲の左端が、位置Ｂと一致、あるいは、位置Ｂよりも右回転方向側にあれば、日の出方向の内側にあると判定する。

日の出方向は、車両の駐車方向（車両用３軸ジャイロセンサ等で検出）と、現在位置の天文データから特定可能である。位置Ｃは、ターンテーブル４３の可動範囲の右端（位置Ｂから６００度回転した位置）である。

図６に戻り、ターンテーブル４３の可動範囲の左端が、日の出方向の内側にないとき（Ｓ６１：Ｎｏ）、ターンテーブル４３を右回転させて、位置Ｂまで移動させる（Ｓ７１）。この後、本処理を終了する。

一方、ターンテーブル４３の可動範囲の左端が、位置Ａ（本発明の第一駆動開始位置）のように、日の出方向の内側にあるとき（Ｓ６１：Ｙｅｓ）、以下の場合のそれぞれについて、ターンテーブル４３を駆動するための駆動電力を算出する。
・現在位置Ｐから位置Ｂまで右回転で移動するために必要な駆動電力Ｐ１（本発明の消費エネルギー量）（Ｓ６２）。
・翌日の、位置Ｂから現在位置Ｐに至るまでに、太陽光パネル４１が右回転して発電する電力Ｐ２（本発明の出力エネルギー量）（Ｓ６３）。
・現在位置Ｐから位置Ａ（左端）まで左回転で移動するために必要な駆動電力Ｐ３（本発明の消費エネルギー量）（Ｓ６４）。
・翌日の、位置Ａから現在位置Ｐに至るまでに、太陽光パネル４１が右回転して発電する電力Ｐ４（本発明の出力エネルギー量）（Ｓ６５）。

なお、位置Ａおよび現在位置Ｐでは、太陽光パネル４１の平面方向が、それぞれ、位置Ａあるいは現在位置Ｐから回転中心Ｏに向かって入射する太陽光の入射角度に対して垂直になっている。また、発電電力は、翌日の気象情報に基づいて算出する。

次に、Ｐ１とＰ３とを比較し、当日にターンテーブル４３を移動するための電力が少ない方を選択する。Ｐ１＜Ｐ３のとき（Ｓ６６：Ｙｅｓ）、Ｐ１とＰ２とを比較する。Ｐ１＜Ｐ２のとき、すなわち、当日にターンテーブル４３を移動するための電力を、翌日発電する電力で賄えるとき（Ｓ６７：Ｙｅｓ）、ターンテーブル４３を現在位置Ｐから位置Ｂ（日の出方向の位置）まで右回転で移動する（Ｓ６８）。この後、本処理を終了する。一方、Ｐ２≧Ｐ３のとき、すなわち、当日にターンテーブル４３を移動するための電力を、翌日発電する電力で賄えないとき（Ｓ６７：Ｎｏ）、本処理を終了する。

また、Ｐ１≧Ｐ３のとき（Ｓ６６：Ｎｏ）、Ｐ３とＰ４とを比較する。Ｐ３＜Ｐ４のとき、すなわち、当日にターンテーブル４３を移動するための電力を、翌日発電する電力で賄えるとき（Ｓ６９：Ｙｅｓ）、ターンテーブル４３を現在位置Ｐから位置Ａ（左端）まで左回転で移動する（Ｓ７０）。この後、本処理を終了する。一方、Ｐ３≧Ｐ４のとき、すなわち、当日にターンテーブル４３を移動するための電力を、翌日発電する電力で賄えないとき（Ｓ６９：Ｎｏ）、本処理を終了する。

図６の「予め定められたタイミングにおいて、太陽光パネルの方位角度方向の可動範囲に基づく、次回の太陽光パネルの駆動開始位置である第一駆動開始位置と、次回の太陽光パネルを駆動する際の太陽光の予想入射範囲に基づく、次回の太陽光パネルの駆動開始位置である第二駆動開始位置と、を算出し、太陽光パネルを現在位置からこれらの駆動開始位置まで移動させるために消費する消費エネルギー量と、これらの駆動開始位置から現在位置に至るまでに、太陽光パネルが出力すると予測される出力エネルギー量と、に基づいて、次回の太陽光パネルの駆動開始位置を決定する決定部を備える」構成を有することで、より少ない消費エネルギー量で、太陽光パネルから、より多くの出力エネルギー量を得ることができる。

なお、上述の構成では、太陽光パネルは、太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池を例に挙げたが、太陽光のエネルギーを熱エネルギーに変換する集熱パネルを用いた構成としてもよい。この場合、熱量（ジュール）→電力量（ワット）変換を行って、電力比較を行えばよい。

以上、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、上記形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない限り、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

１ 車両用太陽光パネル制御システム
１０ 制御部
１１ ＣＰＵ（判定部、入射角度算出部、パネル角度算出部、駆動制御部、予測部、決定部）
１３ 信号入出力回路（Ｉ／Ｏ：車両状態取得部、気象情報取得部）
２０ 太陽光方位センサ
２１ 操作部
２２ ＤＣＭ
２３ 車両状態検出部
２４ ナビゲーションシステム（ナビ）
４０ 太陽光パネルユニット
４１ 太陽光パネル
４２ 傾斜角制御サーボ機構（駆動制御部）
４４ 方位角制御サーボ機構（駆動制御部）
１００ 車両

Claims (6)

1. 車両の外部に設置された太陽光パネルと、
   前記車両の状態を取得する車両状態取得部と、
   前記車両が駐車状態のとき、および、前記車両に乗員が乗車していないとき、の少なくとも一つを満たす場合、自動追尾許可条件が成立したと判定する判定部と、
   前記自動追尾許可条件が成立したとき、
   前記太陽光パネルに対する太陽光の入射角度を算出する入射角度算出部と、
   前記入射角度と前記太陽光パネルの平面方向とが所定の位置関係となる前記太陽光パネルの傾斜角度および方位角度を含むパネル角度を算出するパネル角度算出部と、
   前記パネル角度を目標角度として、前記所定の位置関係を維持するように、前記太陽光パネルを自動追尾制御する駆動制御部と、
   を備える車両用太陽光パネル制御システム。
2. 予め定められた追尾制御停止条件が成立したとき、前記駆動制御部は、前記太陽光パネルの自動追尾制御を停止する請求項１に記載の車両用太陽光パネル制御システム。
3. 前記車両状態取得部は、前記車両から予め定められた範囲内の物体の検知状態を取得し、
   前記太陽光パネルの動作範囲内で物体を検知したことを前記追尾制御停止条件とする請求項２に記載の車両用太陽光パネル制御システム。
4. 前記車両の現在位置を含む地域の気象情報を取得する気象情報取得部を備え、
   前記気象情報に予め定められた気象状態を含むことを前記追尾制御停止条件とする請求項２または請求項３に記載の車両用太陽光パネル制御システム。
5. 前記太陽光パネルからのエネルギー出力量を予測する予測部を備え、
   予測された前記エネルギー出力量が予め定められた閾値を下回ることを前記追尾制御停止条件とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用太陽光パネル制御システム。
6. 予め定められたタイミングにおいて、
   前記太陽光パネルの方位角度方向の可動範囲に基づく、次回の前記太陽光パネルの駆動開始位置である第一駆動開始位置と、
   次回の前記太陽光パネルを駆動する際の太陽光の予想入射範囲に基づく、次回の前記太陽光パネルの駆動開始位置である第二駆動開始位置と、
   を算出し、
   前記太陽光パネルを、現在位置からこれらの駆動開始位置まで移動させるために消費する消費エネルギー量と、
   これらの駆動開始位置から前記現在位置に至るまでに、前記太陽光パネルが出力すると予測される出力エネルギー量と、
   に基づいて、次回の前記太陽光パネルの駆動開始位置を決定する決定部を備える請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両用太陽光パネル制御システム。

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