WO2021193296A1 - 日射推定システム、空調制御システム、空調装置、車両、建造物、日射推定方法、空調制御方法、及び日射推定プログラム - Google Patents

日射推定システム、空調制御システム、空調装置、車両、建造物、日射推定方法、空調制御方法、及び日射推定プログラム Download PDF

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    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/30Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01WMETEOROLOGY
    • G01W1/00Meteorology
    • G01W1/12Sunshine duration recorders

Definitions

  • an air conditioner control device that is installed in a vehicle equipped with a navigation device and controls a vehicle air conditioner.
  • the air conditioner control device determines the presence or absence of solar radiation on the vehicle and the direction of intrusion based on the solar radiation sensor arranged in front of the vehicle and the road information including the solar position information obtained from the sun position search map and the information on the buildings around the road. It is provided with a solar radiation direction calculation means for calculating the amount of solar radiation, and a solar radiation amount calculation means for obtaining the amount of solar radiation based on the calculation result of the solar radiation direction calculation means and the detection value of the solar radiation sensor.
  • the solar radiation amount calculation means corrects the solar radiation amount based on the information unique to the vehicle (see, for example, Patent Document 1).
  • the XYZ coordinate system is defined as the coordinate system of the vehicle 10.
  • the X direction is the front-rear direction (length direction) of the vehicle 10, and the rearward direction is the + X direction.
  • the Y direction is the lateral direction (width direction) of the vehicle 10, and the right direction is the + Y direction.
  • the Z direction is the vertical direction of the vehicle 10, and the upward direction is the + Z direction.
  • FIG. 4 is a diagram showing a solar azimuth angle A and a solar zenith angle h.
  • the solar azimuth angle A (degree) represents the azimuth angle of the sun S at a certain time (year, month, day, hour, minute, second) on a certain date, and is east of the south direction. Is represented by a positive value and the west side is represented by a negative value.
  • the solar zenith angle h (degree) is an altitude angle in the direction in which the sun S exists.
  • FIG. 5 is a diagram showing the incident angle ⁇ of direct solar radiation on the surface 20.
  • FIG. 5 shows the solar azimuth angle A and the solar zenith angle h as in FIG.
  • the inclination angle of the surface 20 is ⁇ (degree), and the azimuth angle is A'.
  • the incident angle ⁇ (degrees) of direct sunlight on the surface 20 is an angle formed by the direction of the normal vector n of the surface 20 and the direction specified by the solar azimuth angle A and the solar altitude angle h.
  • FIG. 7 is a diagram showing the solar radiation (total of direct solar radiation, sky solar radiation, and ground reflection solar radiation) incident on the window glass 30.
  • the solar radiation incident on the window glass 30 is divided into the amount transmitted through the window glass 30 (transmission amount), the amount reflected on the surface of the window glass 30 (reflection amount), and the amount absorbed by the window glass 30 (absorption amount). Be done.
  • the absorbed amount raises the temperature of the window glass 30 and re-radiates heat from the window glass 30 to the outside and the inside.
  • the roof 11 is used as a reference plane.
  • the vehicle 10 is an example of an object
  • the roof 11 is an example of a reference surface on the outer surface of the object.
  • each of the windowpanes 12WS to 12RG is an example of a predetermined outer surface of the outer surface of the object.
  • the total solar radiation amount on the roof 11 which is the reference plane is obtained before calculating the solar radiation heat acquisition amount in the windowpanes 12WS to 12RG.
  • the amount of solar radiation in the sky is taken into consideration in addition to the amount of direct solar radiation and the amount of ground reflection solar radiation.
  • the value obtained by multiplying the amount of sky solar radiation by the sky solar radiation transmittance SRT is added.
  • the convergence calculation is performed so that the total amount of solar radiation obtained for the roof 11 substantially matches the total amount of solar radiation obtained by the pyranometer.
  • the sky solar transmittance SRT and the atmospheric transmittance P are corrected to give an accurate total solar radiation amount that is substantially the same as the total solar radiation amount obtained by the pyranometer.
  • the corrected sky solar radiation transmittance CSRT and the corrected atmosphere. Obtain the transmittance CP.
  • the atmospheric transmittance P represents the ratio of the solar radiation before entering the atmosphere that passes through the atmosphere.
  • the corrected sky solar transmittance CSRT and the corrected atmospheric transmittance CP obtained for the roof 11 which is the reference plane are used for the calculation of the total solar radiation amount in each of the windowpanes 12WS to 12RG.
  • the roof 11 and the windowpanes 12WS to 12RG, which are the measurement target surfaces, are very close to each other, so that it is considered that a common corrected sky solar transmittance CSRT and a corrected atmospheric transmittance CP may be used.
  • I 0 is the solar constant
  • R is the radius of the earth
  • P is the atmospheric transmittance of direct solar radiation
  • h is the solar zenith angle.
  • is the incident angle of direct solar radiation on the roof 11, and the surface 20 shown in FIG. 5 may be replaced with the roof 11.
  • the solar constant I 0 the value described in the science chronological table or the like may be used as an example. Since the value of the solar constant I 0 may be updated, the updated value may be used when the value is updated.
  • the calculation method described in Document (1) "Technical Explanation of Meteorological Data System Co., Ltd., 2016. Calculation of Sun Position, by Shinichi Matsumoto” is used. Just do it.
  • the atmospheric transmittance P may be obtained by the method described in Document (2) "Direct scattering separation and calculation of slope solar radiation, Meteorological Data System Technorogy Explanation Co., Ltd., 2017. by Hiroshi Akasaka" as an example.
  • an appropriate initial value is set.
  • An appropriate initial value of the atmospheric transmittance P is 0.7 as an example.
  • cos ⁇ may be obtained by the formula (5) described later.
  • the calculation unit 120 uses the value for the roof 11 at the time of acquisition of the total solar radiation amount by the pyranometer 101 for cos ⁇ . This is because cos ⁇ changes depending on the date and time.
  • the position data (including the time data) used when obtaining cos ⁇ the time data included in the position data acquired from the navigation ECU 300B or the time data used by the HVAC-ECU 200 may be used.
  • the main control unit 110 reads the total solar heat acquisition amount CQ TS from the memory 160 and transmits it to the control unit 210.
  • the control unit 210 stores the total solar heat acquisition amount CQ TS in the memory 220 and uses it for controlling the HVAC unit 470.
  • Window glass 12FL is the left front of the side glass, per solar radiation (Asahi) is in the morning at the time of the experiment, since the solar radiation will not hit almost become a shadow In the afternoon, in the morning and the calculated value J TS of the global solar radiation The measured value is high, gradually decreasing toward noon, and low in the afternoon. Since the window glass 12FL is not exposed to solar radiation in the afternoon, it is considered that the total amount of solar radiation obtained in the afternoon is mainly the amount of solar radiation from the sky. Thus, it can be seen that it is possible to obtain the global solar radiation J TS (calculated) for the window glass 12FL.
  • the direct solar radiation amount JD (calculated value) obtained for the window glass 12WS by the solar radiation estimation system 100 on October 31, 2019, and the solar radiation meter 101 are arranged on the window glass 12WS separately. It shows the measured value of the total amount of solar radiation obtained by the pyranometer. The measured value shown in FIG. 15 is the same as the measured value shown in FIG. In FIG. 15, the direct solar radiation amount JD (calculated value) and the measured value of the total solar radiation amount are compared.
  • the total solar radiation amount J TS (calculated value) and the measured value of the total solar radiation amount obtained by the pyranometer are almost the same, and the total solar radiation amount J TS (calculated value) can be obtained for the roof 11. You can see that.
  • Figure 19 shows the global solar radiation calculations (J TS) and the correction air permeability CP and correction sky solar transmittance CSRT when the measured values are acquired as shown in FIG. 18. From the start of measurement to, for example, around 12:27:06, the corrected atmospheric transmittance CP is zero, and the corrected sky solar transmittance CSRT changes between about 0.5 and about 1.0. There is. At this time, there was no direct solar radiation. In addition, after 12:27:06, the value of the corrected atmospheric solar transmittance CP may partially increase because there is a time zone when there is direct solar radiation, and the value of the corrected sky solar transmittance CSRT is It was higher than the value before 12:27:06. In FIG. 19, it can be seen that the corrected atmospheric transmittance CP and the corrected sky solar transmittance CSRT required by the solar radiation estimation system 100 are changing from moment to moment.
  • solar radiation estimation system 100 can determine the global solar radiation J TS entering the interior of the vehicle 10 with high accuracy.
  • Global solar radiation J TS is an estimated value obtained using the corrected atmospheric transmittance CP and correction sky solar radiation transmittance CSRT.
  • the HVAC unit 470 can be controlled very precisely.
  • the HVAC unit 470 When controlling the HVAC unit 470 using the outside air temperature and the room temperature of the vehicle 10, the HVAC unit 470 is operated after detecting an increase or decrease in the outside air temperature and the room temperature. At this time, due to the influence of the heat capacity of the window glass 12WS to 12RG and the air in the room, there is a delay between the time when the sunlight hits the room of the vehicle 10 and the time when the room temperature rises. Therefore, when the HVAC unit 470 is controlled by using the outside air temperature and the room temperature of the vehicle 10, there is a delay of about 5 minutes after the sunlight hits.
  • the solar radiation estimation system 100 the total amount of solar radiation heat gained in the room of the vehicle 10 due to solar radiation can be estimated instantly and accurately, so that the HVAC unit 470 can be operated at an early stage and the delay can be suppressed.
  • Room temperature can be controlled quickly and appropriately.
  • the HVAC unit 470 can be operated at an early stage and the room temperature can be controlled while the degree of increase in the room temperature is small, the operating amount of the HVAC unit 470 can be reduced, which can contribute to the improvement of the fuel consumption and the cruising range of the vehicle 10.
  • the vehicle 10 is an EV, the influence of the ground reflection solar radiation on the battery life can be grasped more accurately.
  • the direct solar radiation amount J D , the sky solar radiation amount J S, and the ground reflection solar radiation amount J G are added to obtain the total solar radiation amount J TS. Since the ratio of the ground reflection solar radiation amount J G is about several% to about 10%, the direct solar radiation amount J D and the sky solar radiation amount J S are added without obtaining the ground reflection solar radiation amount J G. it may be obtained global solar radiation J TS Te.
  • the reference plane is the roof 11, a solar radiation meter 101 arranged on the roof 11, the calculator 120 has been described embodiment to calculate the global solar radiation J ST in the roof 11.
  • the reference surface may be any surface other than the roof 11 as long as it is the outer surface of the vehicle 10.
  • Calculator 120 may calculate the global solar radiation J ST in the reference plane of the vehicle 10.
  • the conversion rate data may be any data representing the conversion rate given by the reciprocal of the transmittance of the window glass 12WS.
  • the transmittance of the window glass 12WS represents the ratio of the permeation amount to the amount of solar radiation on the outer surface of the window glass 12WS, and is the same as the ratio of the permeation amount to the amount of solar radiation on the outer surface of the window glass 30 shown in FIG.
  • a pyranometer 101 is arranged on the roof of the ship 10C shown in FIG. 25 (C).
  • the electronic control device having the main control unit 110, the calculation unit 120, the correction unit 130, the estimation unit 140, the calculation unit 150, and the memory 160 may be arranged inside the ship 10C as an example.
  • the total solar heat gain amount CQ representing the amount of heat entering the interior of a plurality of window glass 12C
  • the TS may be obtained and used for controlling the air conditioner of the ship 10C. Controlling the air conditioner based on the total amount of solar radiation gained CQ TS means controlling the air conditioner based on the total amount of solar radiation J TS for each of the plurality of windowpanes 12C.
  • the solar radiation estimation system, the air conditioning control system, the air conditioner, the vehicle, the building, the solar radiation estimation method, the air conditioning control method, and the solar radiation estimation program according to the exemplary embodiment of the present invention have been described above.
  • the present invention is not limited to the disclosed embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of claims.
  • the acquisition unit that acquires the first total amount of solar radiation received on the reference plane on the outer surface of the object, Based on the solar constant, atmospheric transmittance, sky solar radiation transmittance, and the first relational value related to the orientation of the reference plane, the second total on the reference plane at the time of acquisition of the first total solar radiation amount.
  • a calculation unit that calculates the amount of solar radiation
  • a correction unit that corrects the atmospheric transmittance and the sky solar radiation transmittance, respectively, to obtain the corrected atmospheric transmittance and the corrected sky solar radiation transmittance so that the second total solar radiation amount becomes equal to the first total solar radiation amount.
  • the acquisition unit (A) A pyranometer that measures the first total amount of solar radiation on the reference plane. (B) A pyranometer for measuring the total amount of solar radiation transmitted through the transparent wall body of the object, and the above-mentioned first solar radiation amount measured by the solar radiation meter based on the optical characteristics of the transparent wall body.
  • Item 1 to 8 which is any one of (1) an acquisition unit having a conversion unit for converting to total solar radiation, and
  • C a reception unit for receiving data representing the first total solar radiation.
  • the solar radiation estimation system according to any one of items 1 to 9 and Air conditioner and An air conditioning control system including an air conditioning control unit that controls air conditioning of the air conditioning device based on the estimated total solar radiation amount estimated by the solar radiation estimation system.
  • the object is a vehicle
  • the solar radiation estimation system acquires data from any one or more of an electronic control device, a position data acquisition unit, a navigation control unit, and a communication unit mounted on the vehicle, and uses the acquired data to obtain the data.
  • the air conditioning control system according to item 11, which calculates an estimated total amount of solar radiation.
  • An air conditioner including the calculation unit, the correction unit, and a control device having the estimation unit of the solar radiation estimation system according to any one of items 1 to 9.
  • (Item 14) A vehicle including the solar radiation estimation system according to any one of items 1 to 9.
  • (Item 15) A ship comprising the solar radiation estimation system according to any one of items 1 to 9.
  • (Item 16) An aircraft comprising the solar radiation estimation system according to any one of items 1 to 9.
  • (Item 17) A building that includes the solar radiation estimation system according to any one of items 1 to 9.
  • (Item 18) Obtain the first total amount of solar radiation received on the reference plane on the outer surface of the object, Based on the solar constant, atmospheric transmittance, sky solar radiation transmittance, and the first relational value related to the orientation of the reference plane, the second total on the reference plane at the time of acquisition of the first total solar radiation amount.
  • the calculation is to calculate the solar heat gained amount for each of the plurality of predetermined outer surfaces, and calculate the total solar heat gained amount which is the sum of the plurality of solar heat gained amounts, according to item 24.
  • Insolation estimation method (Item 26) Obtaining the first total insolation amount is (A) To acquire the total amount of solar radiation measured by a pyranometer provided on the reference plane as the first total amount of solar radiation. (B) The total amount of solar radiation transmitted through the transmission wall of the object is measured, and the measured total amount of solar radiation is measured based on the optical characteristics of the transmission wall. Item 18 which is one of obtaining the first total insolation amount by converting to a quantity and (C) receiving data representing the first total insolation amount.
  • the first total solar radiation is based on the solar constant, the corrected atmospheric transmittance, the corrected sky solar radiation transmittance, and a second relational value related to the orientation of a predetermined outer surface of the outer surface of the object.
  • a solar radiation estimation program that causes a computer to perform processing including calculating an estimated total solar radiation amount, which is an estimated value of the total solar radiation amount on the predetermined outer surface at the time of acquisition of the amount.

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Abstract

車両等の内部に入る日射の全天日射量を高精度に推定できる日射推定システム等を提供する。 日射推定システムは、対象物の外面にある基準面で受ける日射の第1全天日射量を取得する取得部と、太陽定数と、大気透過率と、天空日射透過率と、前記基準面の向きに関係する第1関係値とに基づいて、前記第1全天日射量の取得時の前記基準面における第2全天日射量を算出する算出部と、前記第2全天日射量が前記第1全天日射量に等しくなるように、前記大気透過率及び前記天空日射透過率をそれぞれ補正して補正大気透過率及び補正天空日射透過率を求める補正部と、前記太陽定数と、前記補正大気透過率及び前記補正天空日射透過率と、前記対象物の外面のうちの所定外面の向きに関係する第2関係値とに基づいて、前記第1全天日射量の取得時の前記所定外面における全天日射量の推定値である推定全天日射量を算出する推定部とを含む。

Description

日射推定システム、空調制御システム、空調装置、車両、建造物、日射推定方法、空調制御方法、及び日射推定プログラム
 本発明は、日射推定システム、空調制御システム、空調装置、車両、建造物、日射推定方法、空調制御方法、及び日射推定プログラムに関する。
 従来より、ナビゲーション装置を備えた車両に設けられ車両用空調装置を制御するエアコン制御装置がある。エアコン制御装置は、車両前方に配設された日射センサと、太陽位置検索マップから求めた太陽位置情報と道路周辺の建造物の情報を含む道路情報とに基づいて車両に対する日射の有無および侵入方向を演算する日射方向演算手段と、日射方向演算手段の演算結果と日射センサの検出値とに基づいて日射量を求める日射量演算手段とを備える。日射量演算手段は、車両独自の情報に基づいて、日射量を補正する(例えば、特許文献1参照)。
特開2002-362129号公報
 ところで、従来のエアコン制御装置は、天空日射を考慮していないため、最終的に求められる日射量は、実際の全天日射量との差が大きく、精度が低い。
 そこで、車両、船舶、航空機、又は建造物の内部に入る日射の全天日射量を高精度に推定できる、日射推定システム、空調制御システム、空調装置、車両、建造物、日射推定方法、空調制御方法、及び日射推定プログラムを提供することを目的とする。
 本発明の実施の形態の日射推定システムは、対象物の外面にある基準面で受ける日射の第1全天日射量を取得する取得部と、太陽定数と、大気透過率と、天空日射透過率と、前記基準面の向きに関係する第1関係値とに基づいて、前記第1全天日射量の取得時の前記基準面における第2全天日射量を算出する算出部と、前記第2全天日射量が前記第1全天日射量に等しくなるように、前記大気透過率及び前記天空日射透過率をそれぞれ補正して補正大気透過率及び補正天空日射透過率を求める補正部と、前記太陽定数と、前記補正大気透過率及び前記補正天空日射透過率と、前記対象物の外面のうちの所定外面の向きに関係する第2関係値とに基づいて、前記第1全天日射量の取得時の前記所定外面における全天日射量の推定値である推定全天日射量を算出する推定部とを含む。
 車両、船舶、航空機、又は建造物の内部に入る日射の全天日射量を高精度に推定できる、日射推定システム、空調制御システム、空調装置、車両、建造物、日射推定方法、空調制御方法、及び日射推定プログラムを提供できる。
実施の形態で用いる直達日射、天空日射、地面反射日射を説明する図である。 車両のルーフと窓ガラスの配置を示す図である。 車両のルーフと窓ガラスの配置を示す図である。 太陽方位角と太陽高度角を示す図である。 直達日射の入射角θを示す図である。 形態係数VFを説明する図である。 窓ガラスに入射する日射を示す図である。 実施の形態の日射推定システムを車両に搭載した構成の一例を示す図である。 日射推定プログラムによって実現される処理を示すフローチャートである。 日射推定システムでの実験結果を示す図である。 日射推定システムでの実験結果を示す図である。 日射推定システムでの実験結果を示す図である。 日射推定システムでの実験結果を示す図である。 日射推定システムでの実験結果を示す図である。 日射推定システムでの実験結果を示す図である。 日射推定システムでの実験結果を示す図である。 日射推定システムでの実験結果を示す図である。 日射推定システムでの実験結果を示す図である。 日射推定システムでの実験結果を示す図である。 日射推定システムでの実験結果を示す図である。 日射推定システムでの実験結果を示す図である。 日射推定システムでの実験結果を示す図である。 日射推定システムでの実験結果を示す図である。 実施の形態の変形例の日射推定システムを車両に搭載した構成の一例を示す図である。 建造物、航空機、船舶を示す図である。
 以下、本発明の日射推定システム、空調制御システム、空調装置、車両、建造物、日射推定方法、空調制御方法、及び日射推定プログラムを適用した実施の形態について説明する。
 <実施の形態>
 図1は、実施の形態で用いる直達日射、天空日射、地面反射日射を説明する図である。図1では、地面1を平面、天空2を半球状の空間として考える。直達日射は、太陽Sから放射される太陽放射(日射)のうち、直接地上に到達する成分である。天空日射は、地球の大気圏外に到達した太陽放射のうち、大気中の分子や浮遊粒子によって散乱されて地上に到達する成分である。地面反射日射とは、直達日射及び天空日射が地面で反射する成分である。
 以下では、直達日射、天空日射、地面反射日射による日射量をそれぞれ直達日射量J、天空日射量J、地面反射日射量Jとする。図1に示すように、一例として車両10の窓を介して車内に入る日射量を計算する際には、直達日射量J、天空日射量J、地面反射日射量Jを考慮する。なお、地上に到達するすべての日射量を合わせた全天日射量のうち、直達日射量Jは約7割、天空日射量Jは約3割、地面反射日射量Jは数パーセント程度である。
 図2及び図3は、車両10のルーフ11、窓ガラス12WS、12FR、12RR、12FL、12RL、12RG(以下、窓ガラス12WS~12RGと記す)の配置を示す図である。窓ガラス12WS~12RGの各々は、日射を透過する透過壁体の一例である。図2には、車両10の左斜め前方から、ルーフ11、窓ガラス12WS、12FL、12RL、12RGを立体的に示し、図3には、ルーフ11及び窓ガラス12WS~12RGを平面的に示す。
 ここで、車両10の座標系としてXYZ座標系を定義する。X方向は、車両10の前後方向(長さ方向)であり、後ろ向きが+X方向である。Y方向は、車両10の横方向(幅方向)であり、右方向が+Y方向である。Z方向は、車両10の上下方向であり、上方向が+Z方向である。
 ルーフ11は、車両10の屋根であり、窓ガラス12WS(Windshield)は車両のフロントガラスであり、窓ガラス12FRは車両10の右前のサイドガラス、窓ガラス12RRは車両10の右後ろのサイドガラスである。窓ガラス12FLは車両10の左前のサイドガラス、窓ガラス12RLは車両10の左後ろのサイドガラス、窓ガラス12RGは車両10のリアガラスである。図2では、窓ガラス12FR、12RRがルーフ11で見えないが、各矢印は法線ベクトルを示す。ルーフ11及び窓ガラス12WS~12RGの法線ベクトルは、一例として、それぞれ、ルーフ11及び窓ガラス12WS~12RGの外表面の中心点における法線ベクトルである。車両10は、ルーフ11及び窓ガラス12WS~12RGの法線ベクトルの座標と向きを車両10のXYZ座標系で表すデータを有する。
 図4は、太陽方位角Aと太陽高度角hを示す図である。図4に示すように東西南北を定義する場合に、太陽方位角A(度)は、ある日付のある時刻(年月日時分秒)における太陽Sの方位角を表し、南方向に対して東側を正の値、西側を負の値で表す。太陽高度角h(度)は、太陽Sが存在する方位における高度角である。
 図5は、面20における直達日射の入射角θを示す図である。図5には、図4と同様に太陽方位角Aと太陽高度角hを示す。面20の傾斜角をβ(度)、方位角をA’とする。面20における直達日射の入射角θ(度)は、面20の法線ベクトルnの方向と、太陽方位角A及び太陽高度角hによって特定される方向とがなす角度である。
 図6は、形態係数VFを説明する図である。形態係数VFは、天空2から面20に到達する日射の割合を表し、0から1.0の値を取る。図6(A)に示すように、面20が水平であり、傾斜角βが0度のときには、形態係数VFは1.0である。図6(B)に示すように傾斜角βが90度で面20が地面1に対して垂直である場合には、形態係数VFは0.5である。
 図7は、窓ガラス30に入射する日射(直達日射、天空日射、地面反射日射の合計)を示す図である。窓ガラス30に入射する日射は、窓ガラス30を透過する分(透過量)、窓ガラス30の表面で反射される分(反射量)、窓ガラス30に吸収される分(吸収量)に分けられる。吸収量は、窓ガラス30の温度を上昇させて、窓ガラス30から外側及び内側に再放熱される。
 ここで、実施の形態の日射推定方法によるルーフ11における全天日射量の算出と、窓ガラス12WS~12RGにおける日射熱取得量の計算について説明する。ここでは、一例として、ルーフ11を基準面とする。車両10は、対象物の一例であり、ルーフ11は、対象物の外面にある基準面の一例である。また、窓ガラス12WS~12RGの各々は、対象物の外面のうちの所定外面の一例である。
 実施の形態の日射推定方法では、窓ガラス12WS~12RGにおける日射熱取得量を計算する前に、基準面であるルーフ11における全天日射量を求める。また、全天日射量を求める際に、直達日射量及び地面反射日射量に加えて、天空日射量を考慮する。その際に、直達日射量及び地面反射日射量に天空日射量をそのまま加算するのではなく、天空日射量に天空日射透過率SRTを乗じた値を加算する。
 天空日射透過率SRTとは、天空日射が大気圏を透過して地面1に届く割合(透過率)である。雲が無い青空のときと、雲がある曇り空のときとでは、天空日射が地面1に届く割合は異なる。天空日射透過率SRTは、このような天空日射の透過率を表し、0から1.0の値を取る。
 そして、ルーフ11について求めた全天日射量が、日射計で得られる全天日射量と略一致するように収束計算を行う。収束計算では、天空日射透過率SRTと、大気透過率Pとを補正し、日射計で得られる全天日射量と略一致する正確な全天日射量を与える補正天空日射透過率CSRTと補正大気透過率CPとを求める。なお、大気透過率Pは、大気圏に入射する前の日射のうち、大気圏を通過する割合を表す。
 そして、基準面であるルーフ11について求めた補正天空日射透過率CSRTと補正大気透過率CPを窓ガラス12WS~12RGの各々における全天日射量の計算に用いる。ルーフ11と、測定対象面である窓ガラス12WS~12RGとは、位置が非常に近いため、共通の補正天空日射透過率CSRT及び補正大気透過率CPを用いてよいと考えられるからである。補正天空日射透過率CSRT及び補正大気透過率CPを用いて、ルーフ11と窓ガラス12WS~12RGの法線ベクトルの方向の違い等を考慮して、窓ガラス12WS~12RGの各々における正確な全天日射量を求める。
 そして、窓ガラス12WS~12RGの各々について求めた全天日射量を用いて、窓ガラス12WS~12RGの各々における日射熱取得量の合計値である総日射熱取得量を求める。以下、具体的に説明する。
 基準面であるルーフ11における全天日射量JTSは、次式(1)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ルーフ11における直達日射量Jは、次式(2)で求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 式(2)において、Iは太陽定数、Rは地球の動径、Pは直達日射の大気透過率、hは太陽高度角である。また、θは、ルーフ11における直達日射の入射角であり、図5に示す面20をルーフ11に置き換えて考えればよい。太陽定数Iは、一例として理科年表等に記載された値を用いればよい。太陽定数Iは、値が更新される場合があるため、更新された場合は更新値を用いればよい。
 地球の動径R、太陽高度角hの計算には、例えば、文献(1)「(株)気象データシステム技術解説,2016. 太陽位置の計算、松本 真一著」に記載された計算方法を用いればよい。また、大気透過率Pは、一例として、文献(2)「直散分離と斜面日射量の計算,(株)気象データシステム技術解説,2017. 赤坂 裕 著」に記載された手法で求めればよいが、ここでは、一例として、適当な初期値に設定する。大気透過率Pの適当な初期値は、一例として0.7である。また、cosθは、後述する式(5)で求めればよい。
 ルーフ11における天空日射量Jは、天空日射透過率SRTを用いて次式(3)で求めることができる。基準面としてのルーフ11について天空日射量Jを求める際には、天空日射透過率SRTは、適当な初期値に設定すればよい。天空日射透過率SRTの適当な初期値は、一例として、1.0である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 式(3)において、形態係数VFは、ルーフ11の全天空(天空2の全体)に対する形態係数VFであり、一例として、ルーフ11の傾斜角βを用いて後述する式(6)で求めればよい。また、太陽定数I、地球の動径R、太陽高度角hの計算には、例えば、式(2)と同様の計算方法を用いればよい。
 ルーフ11における地面反射日射量Jは、次式(4)で求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 式(4)において、形態係数VFは、ルーフ11の地面1に対する形態係数VFであり、ルーフ11の傾斜角βを用いて後述する式(7)で求めることができる。また、式(4)において、ρは、地面反射率である。地面反射率ρは、一例として、文献(3)「最新・建築環境工学[改訂3版], 井上書院, 2006. 田中 俊六,武田 仁,足立 哲夫,土屋 喬雄,寺尾 道仁 著」に記載された手法で求めればよい。
 また、式(4)において、天空日射量Jは式(3)で求まる値を用いればよい。形態係数VFは、ルーフ11の全天空(天空2の全体)に対する形態係数VFであり、一例として、ルーフ11の傾斜角βを用いて後述する式(6)で求めればよい。また、太陽定数I、地球の動径R、太陽高度角hは、一例として、式(2)における値と同一値を用いればよい。
 ルーフ11への直達日射の入射角θの余弦(cosθ)は、太陽高度角h、ルーフ11の傾斜角β、太陽の方位角A、ルーフ11の方位角A’を用いると、次式(5)で求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 ルーフ11の全天空(天空2の全体)に対する形態係数VFは、ルーフ11の傾斜角βを用いて、次式(6)で求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 ルーフ11の地面1に対する形態係数VFは、ルーフ11の傾斜角βを用いて、次式(7)で求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 式(2)、(5)に基づいて求まる直達日射量Jと、式(3)、(6)に基づいて求まる天空日射量Jと、式(4)、(6)、(7)に基づいて求まる地面反射日射量Jとを式(1)に従って加算すれば、基準面であるルーフ11における全天日射量JTSを求めることができる。
 次に、基準面であるルーフ11について求めた全天日射量JTSが日射計で得られる全天日射量と略一致するように収束計算を行い、日射計で得られる全天日射量と略一致する正確な全天日射量を与える補正天空日射透過率CSRTと補正大気透過率CPとを求める。収束計算としては、一例として、二分法を用いることができる。
 次に、補正天空日射透過率CSRTと補正大気透過率CPとを用いて、窓ガラス12WS~12RGの各々における全天日射量JTSを求める。
 窓ガラス12WS~12RGの各々における全天日射量JTSは、次式(8)で表される。式(8)は、基準面であるルーフ11についての式(1)と同一である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 窓ガラス12WS~12RGの各々における直達日射量Jは、次式(9)で別々に求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 式(9)において、CPは上述の収束計算で求めた補正大気透過率である。また、θは、窓ガラス12WS~12RGの各々における直達日射の入射角であり、図5に示す面20を窓ガラス12WS~12RGに置き換えて考えればよい。cosθは、ルーフ11について求める場合と同様に、窓ガラス12WS~12RGの各々について求めればよい。なお、太陽定数I、地球の動径R、太陽高度角hは、式(2)と同様の値を用いればよい。
 窓ガラス12WS~12RGの各々における天空日射量Jは、次式(10)で求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 式(10)において、CPは上述の収束計算で求めた補正大気透過率であり、CSRTは、上述の収束計算で求めた補正天空日射透過率である。また、式(10)において、形態係数VFは、窓ガラス12WS~12RGの各々の全天空(天空2の全体)に対する形態係数VFであり、一例として、窓ガラス12WS~12RGの各々の傾斜角βを用いて後述する式(13)で求めればよい。また、太陽定数I、地球の動径R、太陽高度角hの値は、一例として、式(2)と同一値を用いればよい。
 窓ガラス12WS~12RGの各々における地面反射日射量Jは、次式(11)で求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
 式(11)において、CPは上述の収束計算で求めた補正大気透過率である。形態係数VFは、窓ガラス12WS~12RGの各々の地面1に対する形態係数VFであり、窓ガラス12WS~12RGの各々の傾斜角βを用いて後述する式(14)で求めることができる。また、地面反射率ρは、式(4)で用いる値と同一の値を用いればよい。
 また、式(11)で窓ガラス12WS~12RGの各々における地面反射日射量Jを求める際には、窓ガラス12WS~12RGの各々について式(10)で求まる天空日射量Jを用いればよい。窓ガラス12WS~12RGの各々についての形態係数VFは、窓ガラス12WS~12RGの各々における全天空(天空2の全体)に対する形態係数VFであり、一例として、窓ガラス12WS~12RGの各々の傾斜角βを用いて後述する式(13)で求めればよい。また、太陽定数I、地球の動径R、太陽高度角hの値は、一例として、式(2)と同一値を用いればよい。
 窓ガラス12WS~12RGの各々への直達日射の入射角θは、太陽高度角h、太陽の方位角A、窓ガラス12WS~12RGの各々についての傾斜角β及び方位角A’を用いると、次式(12)で求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
 また、窓ガラス12WS~12RGの各々の全天空(天空2の全体)に対する形態係数VFは、窓ガラス12WS~12RGの各々の傾斜角βを用いて、次式(13)で求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
 また、窓ガラス12WS~12RGの各々の地面1に対する形態係数VFは、窓ガラス12WS~12RGの各々の傾斜角βを用いて、次式(14)で求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
 窓ガラス12WS~12RGの各々について、式(9)、(12)に基づいて求まる直達日射量Jと、式(10)、(13)に基づいて求まる天空日射量Jと、式(11)、(13)、(14)に基づいて求まる地面反射日射量Jとを式(8)に従って加算すれば、窓ガラス12WS~12RGの各々における全天日射量JTSを別々に求めることができる。
 すなわち、式(8)から式(14)を用いた計算を窓ガラス12WS~12RGの各々について別々に行うことにより、窓ガラス12WS~12RGの各々について、全天日射量JTSを別々に求めることができる。
 次に、窓ガラス12WS~12RGの各々について求めた全天日射量JTSに、窓ガラス12WS~12RGの各々についての日射熱取得率TTSを乗じて、窓ガラス12WS~12RGの各々における日射熱取得量QTS(W/m)を算出する。日射熱取得量QTS(W/m)は、単位面積当たりの値である。窓ガラス12WS~12RGの各々における日射熱取得量QTSは、日射によって窓ガラス12WS~12RGの各々を通じて車両10の室内に入り込む(車室が取得する)熱量(W/m)を表す。日射熱取得量QTSは、次式(15)に従って求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
 ここで、日射熱取得率TTSは、次式(16)で表され、式(16)に含まれる係数qは、次式(17)で与えられる。日射熱取得率TTS及び係数qiは、窓ガラス12WS~12RGの各々について別々に求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
 窓ガラス12WS~12RGの各々について日射熱取得率TTSを求める際に、式(16)における日射透過率TDSと、式(17)における日射吸収率α、室外側熱伝達係数h、及び室内側熱伝達係数hとの導出は、一例として、文献(4)「Road vehicles-Safety glazing materials-Method for the determination of solar transmittance、ISO13837,2008」に記載された手法に従って行えばよい。
 車両10の車室内に入り込む熱量を表す総日射熱取得量CQTS(W)は、窓ガラス12WS~12RGの各々について求めた日射熱取得量QTSに、窓ガラス12WS~12RGの各々の面積Sをそれぞれ乗算した積の総和として、次式(18)で表されるように算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
 なお、窓ガラス12WS~12RGの各々の日射透過率TDS及び日射吸収率αが、窓ガラス12WS~12RGの各々への日射の入射角度によって変化する入射角度特性を有する場合は、文献(5)「窓及びドアの熱性能-日射熱取得率の計算, JIS A 2103, 2014」に記載された計算方法に従って、入射角度特性を考慮して計算を行えばよい。
 図8は、実施の形態の日射推定システム100を車両10に搭載した構成の一例を示す図である。図8には、車両10に搭載される構成要素として、HVAC(Heating Ventilation and Air Conditioning)-ECU(Electronic Control Unit:電子制御装置)200、パワートレインECU300A、ナビゲーションECU300B、及びECU300C、通信部300D、日射計101、外気温センサ410、室温センサ420、湿度センサ430、車速センサ440、GPS(Global Positioning System)ユニット450、加速度センサ460、及びHVACユニット470を示す。パワートレインECU300Aは、電子制御装置の一例であり、ナビゲーションECU300Bは、ナビゲーション制御部の一例であり、ECU300Cは、電子制御装置の一例であり、通信部300Dは、通信部の一例であり、受信部の一例であり、取得部の一例である。
 ここで、HVAC-ECU200、パワートレインECU300A、ナビゲーションECU300B、及びECU300Cは、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、入出力インターフェース、及び内部バス等を含むコンピュータによって実現される。また、通信部300Dは、一例として、4G(Fourth Generation)、LTE(Long Term Evolution)、5G(Fifth Generation)等の公衆通信回線を介して無線通信を行う通信機である。HVAC-ECU200、パワートレインECU300A、ナビゲーションECU300B、ECU300C、及び通信部300Dは、CAN(Controller Area Network)バス50によって互いに通信可能に接続されている。
 HVAC-ECU200は、車両10のHVACユニット470の制御を行うECUである。HVACユニット470は、空調装置の一例であり、ヒータ、ベンチレーション装置、及びエアコンディショニング装置等を含む。HVAC-ECU200には、日射計101、外気温センサ410、室温センサ420、及び湿度センサ430が接続されている。
 HVAC-ECU200は、主制御部110、算出部120、補正部130、推定部140、計算部150、メモリ160、制御部210、及びメモリ220を有する。主制御部110、算出部120、補正部130、推定部140、計算部150、及び制御部210は、HVAC-ECU200が実行するプログラムの機能(ファンクション)を機能ブロックとして示したものである。また、メモリ160及び220は、HVAC-ECU200のメモリを機能的に表したものである。
 ここで、主制御部110、算出部120、補正部130、推定部140、計算部150、メモリ160、及び日射計101は、日射推定システム100を構築するため、これらの符号には括弧書きで符号100を記す。実施の形態の日射推定方法は、日射計101、主制御部110、算出部120、補正部130、推定部140、及び計算部150によって行われる。より具体的には、実施の形態の日射推定方法は、日射計101による全天日射量の取得と、主制御部110、算出部120、補正部130、推定部140、及び計算部150によって実行される処理とによって実現される。
 また、日射推定システム100の構成要素のうち、主制御部110、算出部120、補正部130、推定部140、計算部150、及びメモリ160は、実施の形態の日射推定プログラムを実現する機能ブロックであり、ここでは、一例として、HVAC-ECU200に含まれる。主制御部110、算出部120、補正部130、推定部140、計算部150、及びメモリ160がHVAC-ECU200に含まれるのは、一例として、実施の形態の日射推定プログラムをHVAC-ECU200にインストールしたからである。ただし、主制御部110、算出部120、補正部130、推定部140、計算部150、及びメモリ160は、HVAC-ECU200とは異なる独自のECU(日射推定ECU)にインストールされていてもよく、この場合は、CANバス50を介して日射推定ECUをHVAC-ECU200、パワートレインECU300A、ナビゲーションECU300B、ECU300C、及び通信部300Dに接続すればよい。
 主制御部110、算出部120、補正部130、推定部140、及び計算部150は、実施の形態の日射推定プログラムを実現するための処理を行い、メモリ160には、実施の形態の日射推定プログラムを実現するために利用するデータが格納される。ここでは、主制御部110、算出部120、補正部130、推定部140、計算部150、及びメモリ160について説明する前に、車両10に搭載される他の構成要素について先に説明する。
 制御部210は、空調制御部の一例であり、計算部150によって計算される総日射熱取得量CQTSを用いて、HVACユニット470の制御を行う。メモリ220には、HVACユニット470による車両10の室内の温度や湿度を調整するために利用するプログラムやデータ等が格納されている。ここで、日射推定システム100、制御部210、及びHVACユニット470は、実施の形態の空調制御システムを構築する。また、算出部120、補正部130、及び推定部140を有するHVAC-ECU200と、HVACユニット470とは、実施の形態の空調装置を構築する。この空調装置のHVAC-ECU200には、さらに計算部150が含まれてもよい。また、実施の形態の空調制御システム、及び、実施の形態の空調装置におけるHVACユニット470の制御方法は、実施の形態の空調制御方法である。
 パワートレインECU300Aは、車両10のパワートレインの制御を行う。パワートレインは、車両10がEV(Electric Vehicle)である場合には、動力源であるモータ、モータの駆動に用いるインバータ、及びバッテリの充放電等の制御を行う。パワートレインECU300Aは、車両10がHV(Hybrid Vehicle)又はプラグインHVである場合は、モータ、インバータ、及びバッテリの充放電等の制御に加えて、エンジンの点火タイミングや燃料噴射料等の制御を行う。また、パワートレインECU300Aは、車両10がエンジンを動力源とする場合には、エンジンの点火タイミングや燃料噴射料等の制御を行う。
 パワートレインECU300Aには、車速センサ440が接続されている。パワートレインECU300Aは、車速センサ440から取得する車速データをCANバス50を介してHVAC-ECU200及びナビゲーションECU300Bに伝送する。車速データは、ECU300C、及び通信部300Dにも伝送されてもよい。
 ナビゲーションECU300Bには、GPSユニット450が接続されている。ナビゲーションECU300Bは、GPSユニット450から取得する位置データを用いて、経路探索、経路案内、及び到着時刻の予想等の処理を行う。位置データは、ナビゲーションECU300BからCANバス50を介してHVAC-ECU200に伝送される。なお、ナビゲーションECU300Bは、ナビゲーション制御部の一例であり、GPSユニット450は、位置データ取得部の一例である。
 ECU300Cは、車両10に搭載される、パワートレインECU300A及びナビゲーションECU300B以外のECUを示したものである。一例として、ECU300には、加速度センサ460が接続されており、ECU300が加速度センサから取得する加速度データは、CANバス50を介してHVAC-ECU200に伝送される。加速度データは、車両10の進行方向と、前後方向及び横方向の傾きとを表す。
 通信部300Dは、インターネットを介して車両10の外部のサーバ等から各種データをダウンロードするとともに、車両10のデータをサーバにアップロードする。通信部300Dは、受信したデータをCANバス50に出力する。なお、通信部300Dは、ビーコン信号等を受信する受信部であってもよい。
 外気温センサ410は、室温センサ420、及び湿度センサ430は、それぞれ、車両10の外部の気温(外気温)、車両10の室内の温度、及び車両10の室内の湿度を表すデータを取得し、HVAC-ECU200に伝送する。車速センサ440及びGPSユニット450は、それぞれ、車速及び位置(緯度、経度)を検出し、車速データ及び位置データをパワートレインECU300A及びナビゲーションECU300Bに伝送する。なお、位置データには、位置データの取得時の日付及び時刻(年月日時分秒)を表す時刻データが含まれる。
 日射計101は、取得部の一例であり、一例として、車両10の外面にある基準面であるルーフ11(図2、3参照)に配置され、ルーフ11における日射量を取得する。日射計101が取得する日射量は、ルーフ11における直達日射、天空日射、及び地面反射日射をすべて含むため、ルーフ11における全天日射量の実測値である。日射計101が取得する全天日射量の実測値は、第1全天日射量の一例である。なお、車両10の外面とは、車両10の外側にあって、日射を受ける面である。
 主制御部110は、日射推定プログラムの処理を統括する処理部であり、算出部120、補正部130、推定部140、及び計算部150が実行する処理以外の処理を実行する。例えば、主制御部110は、日射計101から全天日射量を取得し、メモリ160に格納する。
 算出部120は、日射計101による全天日射量(実測値)の取得時に、式(1)~(7)を用いてルーフ11における全天日射量JTSを算出する。算出部120がルーフ11について算出する全天日射量JTSは、第2全天日射量の一例である。算出部120が実測値の取得時におけるルーフ11での全天日射量JTSを算出するのは、実測値の取得時と同一時刻における条件下で算出した算出値と実測値とを比較するためである。
 算出部120は、式(1)に従って、ルーフ11における全天日射量JTSを以下のように算出する。
 算出部120は、式(2)を用いて直達日射量Jを算出する際には、太陽定数I、地球の動径R、大気透過率P、太陽高度角h、及びcosθとして以下のデータを用いる。
 算出部120は、太陽定数Iとして、一例として理科年表等に記載された値を用いるが、更新された場合は更新値を用いればよい。また、算出部120は、大気透過率については、大気透過率Pの適当な初期値を用いる。適当な初期値は、一例として、1.0である。
 また、算出部120は、地球の動径R及び太陽高度角hについては、日射計101による全天日射量の取得時(日付及び時刻(年月日時分秒))に応じた値を用いればよい。地球の動径Rと太陽高度角hを求める際に利用する時刻データは、ナビゲーションECU300Bから取得する位置データに含まれる時刻データ、又は、HVAC-ECU200が利用する時刻データを用いればよい。地球の動径R及び太陽高度角hと日付及び時刻(年月日時分秒)とを関連付けたテーブルデータをメモリ160に格納しておき、時刻データを用いて、地球の動径R及び太陽高度角hを求めればよい。
 また、算出部120は、cosθについては、日射計101による全天日射量の取得時におけるルーフ11についての値を用いる。cosθは、日付及び時刻によって変化するからである。cosθを求める際に利用する位置データ(時刻データを含む)については、ナビゲーションECU300Bから取得する位置データに含まれる時刻データ、又は、HVAC-ECU200が利用する時刻データを用いればよい。
 式(5)に基づいてcosθを求める際に利用する、太陽高度角h、傾斜角β、太陽方位角A、及び、方位角A’のうち、太陽高度角hについては、上述のように求めた値を用いればよい。傾斜角β及び方位角A’は、ルーフ11についての値である。
 ルーフ11の傾斜角βについては、加速度センサ460によって取得される加速度データと、車両10のXYZ座標系におけるルーフ11の法線ベクトルを表すデータとに基づいて求めればよい。ルーフ11の傾斜角βは、基準面の向きに関係する第1関係値の一例である。
 加速度データは、車両10の進行方向と、前後方向及び横方向の傾きとを表す。傾斜角βを求める際に用いる車両10のXYZ座標系におけるルーフ11の法線ベクトルを表すデータは、メモリ160に格納しておけばよい。
 太陽方位角Aについては、日射計101による全天日射量の取得時(日付及び時刻(年月日時分秒))に応じた値を用いればよい。太陽方位角Aを求める際に利用する時刻データは、地球の動径Rと太陽高度角hを求める際に用いる時刻データを用いればよい。太陽方位角Aと日付及び時刻(年月日時分秒)とを関連付けたテーブルデータをメモリ160に格納しておき、時刻データを用いて、太陽方位角Aを求めればよい。
 ルーフ11の方位角A’については、加速度センサ460によって取得される加速度データと、車両10のXYZ座標系におけるルーフ11の法線ベクトルを表すデータとに基づいて求めればよい。
 算出部120は、以上のようにして求めた値を用いて、式(2)及び式(5)を用いてルーフ11における直達日射量Jを算出する。算出部120によって算出されたルーフ11における直達日射量Jは、第1直達日射量の一例である。
 また、算出部120は、式(3)に従ってルーフ11について天空日射量Jを算出する。このときに、太陽定数I、地球の動径R、太陽高度角h、大気透過率Pについては、直達日射量Jを求める際の値を用いればよい。形態係数VFについては、直達日射量Jを求める際のルーフ11の傾斜角βを用いて式(6)に従って求めればよい。また、天空日射透過率SRTは、適当な初期値に設定すればよい。天空日射透過率SRTの適当な初期値は、一例として、1.0である。算出部120が算出する天空日射量Jは、第1天空日射量の一例である。
 また、算出部120は、式(4)に従ってルーフ11についての地面反射日射量Jを算出する。このときに、太陽定数I、地球の動径R、太陽高度角h、大気透過率P、形態係数VFについては、天空日射量Jを求める際の値を用いればよい。形態係数VFについては、直達日射量Jを求める際のルーフ11の傾斜角βを用いて式(7)に従って求めればよい。また、地面反射率ρは、上述した文献(3)に記載された手法で求めればよい。算出部120が算出する地面反射日射量Jは、第1地面反射日射量の一例である。
 算出部120は、上述のようにして算出した、直達日射量J、天空日射量J、及び地面反射日射量Jを式(1)に従って加算することで、ルーフ11における全天日射量JTSを算出する。算出部120がルーフ11について算出する全天日射量JTSは、第2全天日射量の一例である。
 補正部130は、算出部120が算出した全天日射量JTS(算出値)が、日射計101で取得される全天日射量(実測値)と略一致するように収束計算を行う。収束計算では、天空日射透過率SRTと大気透過率Pとを補正し、日射計101で得られる全天日射量と略一致する正確な全天日射量JTSを与える補正天空日射透過率CSRTと補正大気透過率CPとを求める。収束計算としては、一例として、二分法を用いる。また、略一致するとは、一例として、実測値に対する算出値の誤差が±1%以下であることをいう。なお、二分法以外の収束計算方法を用いてもよい。
 推定部140は、補正部130によって求められる補正天空日射透過率CSRT及び補正大気透過率CPを用いて、式(8)~(14)に従って窓ガラス12WS~12RGの各々における全天日射量JTSを算出する。推定部140が窓ガラス12WS~12RGの各々について算出する全天日射量JTSは、推定全天日射量の一例である。
 推定部140は、式(8)に従って、窓ガラス12WS~12RGの各々における全天日射量JTSを以下のように算出する。
 推定部140は、式(9)を用いて直達日射量Jを算出する際には、太陽定数I、地球の動径R、補正大気透過率CP、太陽高度角h、及びcosθとして以下のデータを用いる。推定部140が算出する直達日射量Jは、第2直達日射量の一例であり、補正大気透過率CPを用いて求めた推定値である。
 推定部140は、太陽定数Iとしては、算出部120がルーフ11における全天日射量JTSを算出する際に用いる値と同一の値を用いればよい。また、推定部140は、大気透過率については、補正部130によって求められる補正大気透過率CPを用いる。
 また、推定部140は、地球の動径R及び太陽高度角hについては、算出部120がルーフ11における全天日射量JTSを算出する際に用いる値と同一値を用いればよい。
 また、推定部140は、cosθについては、日射計101による全天日射量の取得時における窓ガラス12WS~12RGの各々についての固有の値を用いる。cosθは、日時及び時刻によって変化し、窓ガラス12WS~12RGは互いに向きが異なる(法線ベクトルの方向が異なる)からである。
 cosθを求める際に利用する位置データ(時刻データを含む)については、ナビゲーションECU300Bから取得する位置データに含まれる時刻データ、又は、HVAC-ECU200が利用する時刻データを用いればよい。
 式(12)に基づいてcosθを求める際に利用する、太陽高度角h、傾斜角β、太陽方位角A、及び、方位角A’のうち、太陽高度角hについては、算出部120がルーフ11における全天日射量JTSを算出する際に用いる値と同一値を用いればよい。傾斜角β及び方位角A’は、窓ガラス12WS~12RGの各々について異なる。
 窓ガラス12WS~12RGの各々の傾斜角βについては、加速度センサ460によって取得される加速度データと、車両10のXYZ座標系における窓ガラス12WS~12RGの各々の法線ベクトルを表すデータとに基づいて求めればよい。窓ガラス12WS~12RGの傾斜角βは、対象物の外面のうちの所定外面の向きに関係する第2関係値の一例である。
 車両10のXYZ座標系における窓ガラス12WS~12RGの各々の法線ベクトルを表すデータは、メモリ160に格納しておけばよい。太陽方位角Aについては、算出部120がルーフ11における全天日射量JTSを算出する際に用いる値と同一の値を用いればよい。
 窓ガラス12WS~12RGの各々の方位角A’については、加速度センサ460によって取得される加速度データと、車両10のXYZ座標系における窓ガラス12WS~12RGの各々の法線ベクトルを表すデータとに基づいて求めればよい。
 推定部140は、以上のようにして求めた値を用いて、式(9)及び式(12)を用いて窓ガラス12WS~12RGの各々についての直達日射量Jを算出する。
 また、推定部140は、式(10)に従って窓ガラス12WS~12RGの各々について天空日射量Jを算出する。推定部140が算出する天空日射量Jは、第2天空日射量の一例であり、補正大気透過率CPと補正天空日射透過率CSRTを用いて求めた推定値である。
 推定部140は、太陽定数I、地球の動径R、太陽高度角hについては、窓ガラス12WS~12RGの各々についての直達日射量Jを求める際の値を用いればよい。太陽定数I、地球の動径R、太陽高度角hは、窓ガラス12WS~12RGについて共通の値である。また、大気透過率については、補正大気透過率CPを用いればよい。
 形態係数VFについては、窓ガラス12WS~12RGの各々について直達日射量Jを求める際の窓ガラス12WS~12RGの各々の傾斜角βをそれぞれ用いて式(13)に従って求めればよい。また、補正部130によって補正された補正天空日射透過率CSRTを用いればよい。
 また、推定部140は、式(11)に従って窓ガラス12WS~12RGの各々についての地面反射日射量Jを算出する。このときに、太陽定数I、地球の動径R、太陽高度角h、補正大気透過率CP、形態係数VFについては、窓ガラス12WS~12RGの各々についての天空日射量Jを求める際の値をそれぞれ用いればよい。太陽定数I、地球の動径R、太陽高度角h、補正大気透過率CPについては、窓ガラス12WS~12RGについて共通の値であり、形態係数VFについては、窓ガラス12WS~12RGの各々について別々の値である。窓ガラス12WS~12RGの各々で傾斜角βが異なるからである。
 また、形態係数VFについては、窓ガラス12WS~12RGの各々についての傾斜角βを用いて式(14)に従って求めればよい。また、地面反射率ρは、算出部120がルーフ11についての地面反射日射量Jを算出する際の値を用いればよい。推定部140が算出する地面反射日射量Jは、第2地面反射日射量の一例である。
 推定部140は、窓ガラス12WS~12RGの各々について、上述のようにして算出した、直達日射量J、天空日射量J、及び地面反射日射量Jを式(8)に従って加算することで、全天日射量JTSを算出する。推定部140が窓ガラス12WS~12RGの各々について算出する全天日射量JTSは、推定全天日射量の一例であり、補正大気透過率CPと補正天空日射透過率CSRTを用いて求めた推定値である。推定部140は、窓ガラス12WS~12RGについての6つの全天日射量JTSを算出する。
 計算部150は、式(15)に従って窓ガラス12WS~12RGの各々の日射熱取得量QTSを計算する際に、次のような計算処理を行う。まず、計算部150は、式(16)に従って窓ガラス12WS~12RGの各々についての日射熱取得率TTSを求める。
 日射熱取得率TTSを求める際には、日射透過率TDSと、式(17)で表される係数qとを用いる。係数qを求めるには、日射吸収率α、室外側熱伝達係数h、及び室内側熱伝達係数hの値を用いる。日射透過率TDSと日射吸収率αは、窓ガラス12WS~12RGの各々についての値が決まっているため、メモリ160に格納しておけばよい。
 室内側熱伝達係数hと室外側熱伝達係数hは、窓ガラス12WS~12RGについて、文献(4)に記載された計算方法で求めればよい。なお、窓ガラス12WS~12RGの各々のガラス温度は、外気温センサ410によって取得される外気温と、室温センサ420によって取得される室温とに基づいて求めることができる。
 計算部150は、メモリ160から読み出した日射吸収率αと、上述のようにして求まる室内側熱伝達係数h及び室外側熱伝達係数hとを用いて、式(17)に従って係数qを求める。そして、計算部150は、メモリ160から読み出した日射透過率TDSと、係数qとを用いて、式(16)に従って日射熱取得率TTSを求める。
 計算部150は、式(15)に従って、窓ガラス12WS~12RGの各々について求めた全天日射量JTSに、窓ガラス12WS~12RGの各々の日射熱取得率TTSを乗じて、窓ガラス12WS~12RGの各々の日射熱取得量QTSを算出する。以上により、窓ガラス12WS~12RGの各々についての日射熱取得量QTSが求まる。
 計算部150は、式(18)に従って、窓ガラス12WS~12RGの各々について求めた日射熱取得量QTSに、窓ガラス12WS~12RGの各々の面積Sをそれぞれ乗算した積の総和を求めることによって、車両10の室内の総日射熱取得量CQTSを計算する。窓ガラス12WS~12RGの各々の面積Sを表すデータは、メモリ160に格納しておけばよい。以上により、日射によって車両10の室内に入り込む総日射熱取得量CQTSが求まる。
 図9は、日射推定プログラムによって実現される処理を示すフローチャートである。日射推定プログラムは、図9に示すスタートからエンドまでの処理を一例として1秒おきに繰り返し実行する。
 主制御部110は、処理がスタートすると、現在時刻(日付及び時刻(年月日時分秒))、車両10の位置(緯度、経度)、車両10の進行方向の方位角、車両10の傾き角度を求める(ステップS1)。現在時刻と車両10の位置(緯度、経度)は、GPSユニット450で取得される位置データ(時刻データを含む)から取得すればよい。なお、現在時刻は、HVAC-ECU200が利用する時刻データを用いてもよい。車両10の進行方向の方位角は、位置データと、加速度センサ460によって取得される加速度データとに基づいて求めればよい。車両10の傾き角度については、加速度データが表す前後方向の傾き角度及び横方向の傾き角度を取得すればよい。
 主制御部110は、メモリ160からルーフ11及び窓ガラス12WS~12RGの各々についての法線ベクトルのデータを読み出し、車両10の位置、車両10の方位角、車両10の傾き角度を用いて、すべての法線ベクトルの座標を絶対座標系における法線ベクトルの座標に変換する(ステップS2)。ここで、絶対座標系とは、地球上における位置と方向を表す座標系であり、一例として、GPSで用いる測位系の座標を用いることができる。
 主制御部110は、メモリ160に格納されている太陽方位角Aと太陽高度角hの計算用のテーブルデータを用いて、現在時刻における太陽方位角Aと太陽高度角hを求める(ステップS3)。
 算出部120は、式(1)に従って、ルーフ11における全天日射量JTSを算出する(ステップS4)。より具体的には、式(2)~(7)に従って、ルーフ11における直達日射量J、天空日射量J、地面反射日射量Jを求め、式(1)に従って加算することで全天日射量JTSを算出する。
 補正部130は、収束計算を行って天空日射透過率SRTと大気透過率Pとを補正し、日射計101で得られる全天日射量と略一致する正確な全天日射量JTSを与える補正天空日射透過率CSRTと補正大気透過率CPとを求める(ステップS5)。
 推定部140は、補正天空日射透過率CSRT及び補正大気透過率CPを用いて、式(8)~(14)に従って窓ガラス12WS~12RGの各々における全天日射量JTSを算出する(ステップS6)。より具体的には、式(9)~(14)に従って、窓ガラス12WS~12RGの各々における直達日射量J、天空日射量J、地面反射日射量Jを求め、式(8)に従って窓ガラス12WS~12RGの各々について別々に加算することで、窓ガラス12WS~12RGの各々における全天日射量JTSを算出する。
 計算部150は、式(15)に従って窓ガラス12WS~12RGの各々の日射熱取得量QTSを計算する(ステップS7)。日射熱取得率TTSは、式(16)に従って求めればよい。
 計算部150は、式(18)に従って、車両10の室内における総日射熱取得量CQTSを計算する(ステップS8)。計算部150は、計算した総日射熱取得量CQTSをメモリ160に格納する。
 以上で日射推定プログラムによる一連の処理が終了する(エンド)。主制御部110は、メモリ160から総日射熱取得量CQTSを読み出し、制御部210に伝送する。制御部210は、総日射熱取得量CQTSをメモリ220に格納し、HVACユニット470の制御に用いる。
 図10乃至図23は、日射推定システム100での実験結果を示す図である。ここでは、日本国内のある場所に車両10を駐車し、全天日射量等の計算値と測定値との比較結果について説明する。車両10は、真南を向くように水平面に配置した。すなわち、図2及び図3に示す車両10のXYZ座標系の-X方向が真南を向き、XY平面が水平面と平行になるように配置した。
 図10乃至図20及び図23において、横軸は、2019年のある日における午前から午後にかけての時刻を24時間表示で示し、縦軸は、全天日射量(図10、12~14、18、20、23)、日射量(図15~17)、又は、補正大気透過率CP及び補正天空日射透過率CSRT(図11、19)を示す。日射推定システム100による全天日射量JTSの計算は、一例として、2秒毎に行った。
 図10には、2019年10月31日において、日射推定システム100でルーフ11について求めた全天日射量JTS(計算値)と、日射計101で求めた全天日射量の実測値とを示す。計算値と実測値は完全に一致しており、実測値と等しい全天日射量JTSの計算値が得られることを確認できた。当日の天気は晴れであり、雲が発生しなければ全天日射量の計算値(JTS)と測定値は連続的な値を取ると考えられるが、実際には時々雲が発生するため、時々刻々と変化する特性を示した。
 図11には、図10に示す全天日射量の計算値(JTS)と測定値を取得した際の補正大気透過率CP及び補正天空日射透過率CSRTを示す。例えば、10時51分06秒のあたりで補正大気透過率CP及び補正天空日射透過率CSRTがともに低下している。特に、補正大気透過率CPはゼロになっている。これは、太陽が雲に隠れて直達日射がゼロになったことを示している。図11では、日射推定システム100が求める補正大気透過率CP及び補正天空日射透過率CSRTが時々刻々と変化していることが分かる。
 図12には、2019年10月31日において、日射推定システム100で窓ガラス12WSについて求めた全天日射量JTS(計算値)と、日射計101とは別に窓ガラス12WSに配置した日射計で求めた全天日射量の実測値とを示す。図12に示す計算値は、日射推定システム100が日射計101の測定値を用いて窓ガラス12WSについて求めた全天日射量JTS(計算値)である。
 日射計の取付位置に誤差があったため、全天日射量JTS(計算値)と、日射計で求めた全天日射量の実測値とに少し差があるが、窓ガラス12WSについて全天日射量JTS(計算値)を求めることができていることが分かる。
 図13は、2019年10月31日において、日射推定システム100で窓ガラス12FRについて求めた全天日射量JTS(計算値)と、日射計101とは別に窓ガラス12FRに配置した日射計で求めた全天日射量の実測値とを示す。図13に示す計算値は、日射推定システム100が日射計101の測定値を用いて窓ガラス12FRについて求めた全天日射量JTS(計算値)である。
 窓ガラス12FRは右前のサイドガラスであり、実験時には午前中には日射があたらず、午後になって太陽が西側に移動してから日射があたるため、午前中は全天日射量の計算値JTSと実測値が低く、午後になってから増大している。午前には窓ガラス12FRに日射が当たらないため、午前に得られている全天日射量は、天空日射による日射量が主体的であると考えられる。このように、窓ガラス12FRについて全天日射量JTS(計算値)を求めることができていることが分かる。
 図14は、2019年10月31日において、日射推定システム100で窓ガラス12FLについて求めた全天日射量JTS(計算値)と、日射計101とは別に窓ガラス12FLに配置した日射計で求めた全天日射量の実測値とを示す。図13に示す計算値は、日射推定システム100が日射計101の測定値を用いて窓ガラス12FLについて求めた全天日射量JTS(計算値)である。
 窓ガラス12FLは左前のサイドガラスであり、実験時には午前中には日射(朝日)があたり、午後になると陰になって日射が殆どあたらなくなるため、午前中は全天日射量の計算値JTSと実測値が高く、昼に向かった徐々に低下し、午後は低い値になっている。午後には窓ガラス12FLに日射が当たらないため、午後に得られている全天日射量は、天空日射による日射量が主体的であると考えられる。このように、窓ガラス12FLについて全天日射量JTS(計算値)を求めることができていることが分かる。
 図15には、日射量として、2019年10月31日において、日射推定システム100で窓ガラス12WSについて求めた直達日射量J(計算値)と、日射計101とは別に窓ガラス12WSに配置した日射計で求めた全天日射量の実測値とを示す。図15に示す実測値は、図12に示す実測値と同一である。図15では、直達日射量J(計算値)と全天日射量の実測値とを比較している。
 天空日射量JSと地面反射日射量Jとの分がなく、直達日射量J(計算値)のみであるため、全天日射量の実測値とは差がある。11時55分06秒から12時20分42秒までの区間のように、直達日射量J(計算値)が殆どゼロになっているときに、全天日射量の実測値は約200W以上ある。これは、天空日射量Jが約200W/mから約300W/mあることを示している。
 図16には、日射量として、2019年10月31日において、日射推定システム100で窓ガラス12FRについて求めた直達日射量J(計算値)と、日射計101とは別に窓ガラス12FRに配置した日射計で求めた全天日射量の実測値とを示す。図16に示す実測値は、図13に示す実測値と同一である。図16では、直達日射量J(計算値)と全天日射量の実測値とを比較している。
 天空日射量Jと地面反射日射量Jとの分がなく、直達日射量J(計算値)のみであるため、全天日射量の実測値とは差がある。窓ガラス12FRに殆ど日射が当たらない午前中は、直達日射量J(計算値)が略ゼロであり、全天日射量の実測値は約100W程度である。また、11時48分42秒から13時43分54秒までの区間のように、直達日射量J(計算値)が殆どゼロになっているときに、全天日射量の実測値は約200W以上ある。このように、天空日射量Jが約100W/mから約200W/mあることが分かり、全天日射量JTSを求める際に、天空日射量Jを考慮する重要性が分かる。
 図17には、日射量として、2019年10月31日において、日射推定システム100で窓ガラス12FLについて求めた直達日射量J(計算値)と、日射計101とは別に窓ガラス12FLに配置した日射計で求めた全天日射量の実測値とを示す。図17に示す実測値は、図14に示す実測値と同一である。図17では、直達日射量J(計算値)と全天日射量の実測値とを比較している。
 天空日射量Jと地面反射日射量Jとの分がなく、直達日射量J(計算値)のみであるため、全天日射量の実測値とは差がある。午前中には日射(朝日)があたり、午後になると陰になって日射が殆どあたらなくなるため、午前中は直達日射量J(計算値)と全天日射量の実測値が高く、昼に向かった徐々に低下し、午後は直達日射量J(計算値)は殆どゼロになり、全天日射量の計算値は低い値(約100W/m~200W/m)になっている。午後には窓ガラス12FLに日射が当たらないため、午後に得られている全天日射量は、天空日射による日射量が主体的であると考えられる。このように、天空日射量Jが約100W/mから約200W/mあることが分かり、全天日射量JTSを求める際に、天空日射量Jを考慮する重要性が分かる。
 図18には、2019年8月29日において、日射推定システム100でルーフ11について求めた全天日射量JTS(計算値)と、日射計101で求めた全天日射量の実測値とを示す。図18に示す計算値は、日射推定システム100が日射計101の測定値を用いてルーフ11について求めた全天日射量JTS(計算値)である。なお、8月29日の天気は曇りで時々雨が降る天気であった。
 全天日射量JTS(計算値)と、日射計で求めた全天日射量の実測値とが殆ど一致しており、ルーフ11について全天日射量JTS(計算値)を求めることができていることが分かる。
 図19は、図18に示す全天日射量の計算値(JTS)と測定値を取得した際の補正大気透過率CP及び補正天空日射透過率CSRTを示す。計測開始から、例えば、12時27分06秒のあたりまでは、補正大気透過率CPはゼロであり、補正天空日射透過率CSRTは、約0.5から約1.0の間で推移している。このときは、直達日射が無い状態であった。また、12時27分06秒よりも後では、直達日射がある時間帯があるため、補正大気透過率CPの値が部分的に増大するときがあり、補正天空日射透過率CSRTの値は、12時27分06秒よりも前のときの値に比べて高くなった。図19では、日射推定システム100が求める補正大気透過率CP及び補正天空日射透過率CSRTが時々刻々と変化していることが分かる。
 図20には、2019年8月29日において、日射推定システム100で車両10のダッシュボードの上面について求めた全天日射量JTS(計算値)と、ダッシュボードに配置した日射計101で求めた全天日射量の実測値とを示す。ダッシュボードの上面について求めた全天日射量JTS(計算値)は、ルーフ11を基準面として算出部120がルーフ11における全天日射量JTS(計算値)を求めてから、補正部130が補正大気透過率CPと補正天空日射透過率CSRTを求め、推定部140が窓ガラス12WSについて求めた全天日射量JTSに、窓ガラス12WSの透過率を乗算することによって求めた値である。
 ダッシュボードの上面について求めた全天日射量JTS(計算値)は、ダッシュボードに配置した日射計101で求めた全天日射量の実測値と殆ど一致しており、車両10の室内に日射計101を配置しても、ルーフ11に配置したときと同様に計算できることが確認できた。
 図21は、2019年10月31日において窓ガラス12WS~12RGの各々について求めた全天日射量JTS、直達日射量J、天空日射量J、地面反射日射量J、及び、日射熱取得量QTS×S(W)を示す。日射熱取得量QTS×Sは、窓ガラス12WS~12RGの日射熱取得量QTSに窓ガラス12WS~12RGの各々の面積Sを乗算した値である。
 また、図21には、車両10の室内における全天日射量JTS、直達日射量J、天空日射量J、地面反射日射量J、及び総日射熱取得量CQTSも示す。車両10の室内について求めた値は、窓ガラス12WS~12RGの各々について求めた値の合計値である。図21に示す各値は、2019年10月31日において全天日射量JTS(計算値)が最も大きい時点(12時27分04秒)の値である。
 図21に示すように、全天日射量JTS、直達日射量J、天空日射量Jは、窓ガラス12WSが最も大きく、車両10の右側に位置する窓ガラス12FR、12RRが2番目、3番目に大きく、窓ガラス12FL、12RL、12RGが4番目から6番目のいずれかになる傾向を示した。また、地面反射日射量Jは、車両10のボンネットに近い窓ガラス12WSが最も小さく、その他の窓ガラス12FR、12FL、12RR、12RL、12RGの方が大きい値であった。
 日射熱取得量QTS×Sは、窓ガラス12WSが最も大きく、車両10の右側に位置する窓ガラス12FR、12RRが2番目、3番目に大きく、窓ガラス12FL、12RG、12RLが4番目から6番目であった。総日射熱取得量CQTSは、930.4Wであった。以上のように、車両10の室内に入り込む熱量である総日射熱取得量CQTSを計算できることが確認できた。
 図22は、2019年10月31日において窓ガラス12WS~12RGの各々について求めた全天日射量JTS、直達日射量J、天空日射量J、地面反射日射量J、及び、日射熱取得量QTS×Sを示す。
 また、図22には、車両10の室内における全天日射量JTS、直達日射量J、天空日射量J、地面反射日射量J、及び総日射熱取得量CQTSも示す。車両10の室内について求めた値は、窓ガラス12WS~12RGの各々について求めた値の合計値である。図22に示す各値は、2019年10月31日において直達日射量Jが0.0Wの時点(12時08分04秒)の値である。
 直達日射量Jが0.0Wでも、天空日射量Jと地面反射日射量Jは、それぞれ、56.7W~332.2W、1.9W~4.4Wの値が得られており、全天日射量JTSにおける天空日射量Jと地面反射日射量Jを考慮する意味があることが確認できた。また、直達日射が無いため、左右の前の窓ガラス12FR、12FLの全天日射量JTS、天空日射量J、地面反射日射量Jの値は略同一であり、左右の後の窓ガラス12RR、12RLの全天日射量JTS、天空日射量J、地面反射日射量Jの値は同一であった。総日射熱取得量CQTSは、409.8Wであった。以上のように、車両10の室内に入り込む熱量である総日射熱取得量CQTSを計算できることが確認できた。
 図23は、2019年10月31日において、日射推定システム100で窓ガラス12WSについて求めた全天日射量JTS(計算値)と、補正大気透過率CPの代わりに、固定値(0.74)の大気透過率を用いて窓ガラス12WSについて計算した全天日射量JTS(0.74)とを示す。図23に示す全天日射量JTS(計算値)は、図12に示す値と同一である。大気透過率の0.74という値は、2019年10月において、理科年表に掲載されている値であり、過去30年の平均値である。このような大気透過率は、主に晴れの日に測定した値の平均値であると考えられる。
 図23に示すように、全天日射量JTS(0.74)は、測定開始の09時21分30秒から緩やかに増大し、12時前後で最大値を取り、測定終了の13時56分42秒に向けて緩やかに低下する特性を示した。これに対して、日射推定システム100は、天空日射量Jを考慮するとともに、補正大気透過率CP及び補正天空日射透過率CSRTを2秒毎の計算の度に求めることにより、日射計101の測定値と略同一の全天日射量を求めることができ、車両10の室内に入り込む熱量である総日射熱取得量CQTSを正確に求めることができることが分かった。
 以上のように、日射推定システム100は、車両10の内部に入る全天日射量JTSを高精度に求めることができる。全天日射量JTSは、補正大気透過率CP及び補正天空日射透過率CSRTを用いて求めた推定値である。
 したがって、車両10の内部に入る日射の全天日射量を高精度に推定できる日射推定システム100、日射推定方法、及び日射推定プログラムを提供できる。
 また、1つの日射計101を用いて、車両10の室内に入ってくる総日射熱取得量を高精度に算出できるため、HVACユニット470の制御を非常に精緻に行うことができる。
 また、車両10の外気温と室温を用いてHVACユニット470を制御する場合には、外気温と室温の上昇又は低下を検出してからHVACユニット470を作動させる。このときに、窓ガラス12WS~12RGや室内の空気の熱容量の影響で、車両10の室内に日射が当たってから室温が上昇するまでには遅れが生じる。このため、車両10の外気温と室温を用いてHVACユニット470を制御する場合には、日射が当たってから5分程度の遅れが生じる。
 これに対して、日射推定システム100を用いれば、日射よる車両10の室内の総日射熱取得量を瞬時に正確に推定できるため、HVACユニット470を早期に稼働させることができ、遅れを抑制でき、室温を素早く適温に制御できる。また、HVACユニット470を早期に稼働させて室温の上昇度合が少ないうちに室温を制御できるので、HVACユニット470の稼働量を低減でき、車両10の燃費や航続距離の向上に貢献できる。また、車両10がEVである場合には、地面反射日射がバッテリの寿命に与える影響をより正確に把握できる。
 なお、以上では、直達日射量Jと、天空日射量Jと、地面反射日射量Jとを加算して全天日射量JTSを求める形態について説明したが、3つの日射量のうち、地面反射日射量Jの割合は、約数%から約10%程度であるため、地面反射日射量Jを求めずに、直達日射量Jと、天空日射量Jとを加算して全天日射量JTSを求めてもよい。
 また、以上では、日射計101で基準面の全天日射量を取得する形態について説明したが、日射計101から全天日射量を取得する代わりに、通信部300Dを介して全天日射量を表すデータを取得してもよい。例えば、気象台が全天日射量を定期的に(例えば1時間おきに)算出する場合には、通信部300Dを介して気象台にアクセスし、気象台から取得し、基準面の全天日射量として用いてもよい。また、この場合に、気象台が算出する全天日射量に所定の係数等を乗算することによって、基準面の全天日射量に変換してもよい。この場合には、日射計101が不要になるので、システム構成を簡略化できる。また、気象台が算出する全天日射量を用いることにより、計算の精度を向上させることができる。なお、この場合に、通信部300Dは、受信部の一例であり、取得部の一例である。
 また、以上では、透過壁体の一例が窓ガラス12WS~12RGである形態について説明したが、透過壁体はガラス製に限らず、例えばポリカーボネート等の樹脂製であってもよい。
 また、以上では、基準面がルーフ11であり、ルーフ11に日射計101を配置し、算出部120がルーフ11における全天日射量JSTを算出する形態について説明した。しかしながら、基準面は、車両10の外面であれば、ルーフ11以外のどこであってもよい。算出部120は、車両10の基準面における全天日射量JSTを算出すればよい。
 また、基準面は車両10の外面であるが、日射計101が車両10の室内に設けられ、窓ガラス12WS~12RGのいずれかを透過した日射の全天日射量を測定する形態であってもよい。例えば、日射計101が車両10のダッシュボードの上に設けられる場合には、日射計101は、窓ガラス12WSを透過した日射の全天日射量を測定する。このような場合には、基準面を窓ガラス12WSの外表面に設定し、車両10のダッシュボードの上に設けられた日射計101によって測定された全天日射量を窓ガラス12WSの光学特性に基づいて、窓ガラス12WSの外表面において測定された全天日射量に変換する変換部を用いればよい。
 図24は、実施の形態の変形例の日射推定システム100Aを車両10に搭載した構成の一例を示す図である。日射推定システム100Aは、図8に示す日射推定システム100に対して、変換部125を追加した構成を有する。日射計101及び変換部125は、取得部の一例である。また、メモリ160には、日射計101によって測定された全天日射量を窓ガラス12WSの外表面において測定された全天日射量に変換する変換率を表す変換率データを格納しておけばよい。変換率は、光学特性の一例である。
 変換率データは、一例として、窓ガラス12WSの透過率の逆数で与えられる変換率を表すデータであればよい。窓ガラス12WSの透過率は、窓ガラス12WSの外表面における日射量に対する透過量の割合を表し、図7に示す窓ガラス30の外表面における日射量に対する透過量の割合と同様である。
 変換部125は、日射計101によって測定される全天日射量に、変換率データが表す変換率を乗算した全天日射量を求め、補正部130は、変換部125によって変換率が乗算された全天日射量と、算出部120によって算出される全天日射量JSTとを比較すればよい。また、この場合には、算出部120は、式(1)に従って、基準面としての窓ガラス12WSの外表面における全天日射量JTSを算出すればよい。推定部140は、窓ガラス12FR、12RR、12FL、12RL、12RGの各々についての全天日射量JTSを算出し、計算部150は、窓ガラス12FR、12RR、12FL、12RL、12RGの各々についての全天日射量JTSに、それぞれの面積Sを乗算した積の合計値を5つの窓ガラス12FR、12RR、12FL、12RL、12RGについての総日射熱取得量CQTSとして求めればよい。車両10の室内に入るすべての総日射熱取得量を計算する場合は、5つの窓ガラス12FR、12RR、12FL、12RL、12RGについての総日射熱取得量CQTSと、窓ガラス12WSの全天日射量JTSに面積Sを乗算した積とを加算すればよい。
 また、以上では、日射推定システム100を車両10に搭載する形態について説明したが、車両10の代わりに、建造物、航空機、又は船舶に実装してもよい。図25は、建造物10A、航空機10B、船舶10Cを示す図である。
 図25(A)に示す建造物10Aの屋上には日射計101が配置されている。主制御部110、算出部120、補正部130、推定部140、計算部150、メモリ160を有する電子制御装置は、一例として、建造物10Aの内部に配置すればよい。一例として、基準面を建造物10Aの屋上の表面に設定し、建造物10Aの窓ガラス12Aの日射熱取得量QTSを求め、複数の窓ガラス12Aから内部に入り込む熱量を表す総日射熱取得量CQTSを求めて、建造物10Aの空調装置の制御に用いればよい。また、空調装置の制御に加えて、電動ブラインド等の開閉制御を行ってもよい。なお、建造物10Aは、図25(A)に示すようなビルディングに限らず、マンションや戸建て住宅、体育館や倉庫等であってもよい。なお、総日射熱取得量CQTSに基づいて空調装置の制御を行うことは、複数の窓ガラス12Aの各々についての全天日射量JTSに基づいて空調装置の制御を行うことである。
 ここでは、建造物10Aの屋上に日射計101が配置される形態について説明したが、日射計101は、建造物10Aの内部に配置してもよい。1つの日射計101を用いて、建造物10Aの室内に入ってくる総日射熱取得量を高精度に算出できるため、空調装置の制御を非常に精緻に行うことができる。
 図25(B)に示す航空機10Bの屋根の上には日射計101が配置されている。主制御部110、算出部120、補正部130、推定部140、計算部150、メモリ160を有する電子制御装置は、一例として、航空機10Bの内部に配置すればよい。一例として、基準面を航空機10Bの屋根の表面に設定し、航空機10Bの窓ガラス12Bの日射熱取得量QTSを求め、複数の窓ガラス12Bから内部に入り込む熱量を表す総日射熱取得量CQTSを求めて、航空機10Bの空調装置の制御に用いればよい。なお、総日射熱取得量CQTSに基づいて空調装置の制御を行うことは、複数の窓ガラス12Bの各々についての全天日射量JTSに基づいて空調装置の制御を行うことである。
 ここでは、航空機10Bの屋根の上に日射計101が配置される形態について説明したが、日射計101は、航空機10Bの内部に配置してもよい。1つの日射計101を用いて、航空機10Bの室内に入ってくる総日射熱取得量を高精度に算出できるため、空調装置の制御を非常に精緻に行うことができる。
 図25(C)に示す船舶10Cの屋根の上には日射計101が配置されている。主制御部110、算出部120、補正部130、推定部140、計算部150、メモリ160を有する電子制御装置は、一例として、船舶10Cの内部に配置すればよい。一例として、基準面を船舶10Cの屋根の表面に設定し、船舶10Cの窓ガラス12Cの日射熱取得量QTSを求め、複数の窓ガラス12Cから内部に入り込む熱量を表す総日射熱取得量CQTSを求めて、船舶10Cの空調装置の制御に用いればよい。なお、総日射熱取得量CQTSに基づいて空調装置の制御を行うことは、複数の窓ガラス12Cの各々についての全天日射量JTSに基づいて空調装置の制御を行うことである。
 ここでは、船舶10Cの屋根の上に日射計101が配置される形態について説明したが、日射計101は、船舶10Cの内部に配置してもよい。1つの日射計101を用いて、船舶10Cの室内に入ってくる総日射熱取得量を高精度に算出できるため、空調装置の制御を非常に精緻に行うことができる。
 以上、本発明の例示的な実施の形態の日射推定システム、空調制御システム、空調装置、車両、建造物、日射推定方法、空調制御方法、及び日射推定プログラムについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
 なお、本国際出願は、2020年3月27日に出願した日本国特許出願2020-057953号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容は本国際出願にここでの参照により援用されるものとする。
 なお、以下の項目を開示する。
(項目1)
 対象物の外面にある基準面で受ける日射の第1全天日射量を取得する取得部と、
 太陽定数と、大気透過率と、天空日射透過率と、前記基準面の向きに関係する第1関係値とに基づいて、前記第1全天日射量の取得時の前記基準面における第2全天日射量を算出する算出部と、
 前記第2全天日射量が前記第1全天日射量に等しくなるように、前記大気透過率及び前記天空日射透過率をそれぞれ補正して補正大気透過率及び補正天空日射透過率を求める補正部と、
 前記太陽定数と、前記補正大気透過率と、前記補正天空日射透過率と、前記対象物の外面のうちの所定外面の向きに関係する第2関係値とに基づいて、前記第1全天日射量の取得時の前記所定外面における全天日射量の推定値である推定全天日射量を算出する推定部と
 を含む、日射推定システム。
(項目2)
 前記算出部は、
   前記太陽定数と、前記大気透過率と、前記第1関係値とに基づいて第1直達日射量
  を算出し、
   前記太陽定数と、前記大気透過率と、前記天空日射透過率と、前記第1関係値とに
  基づいて第1天空日射量を算出し、
   前記第1直達日射量と前記第1天空日射量とを加算することで、前記第2全天日射
  量を算出し、
 前記推定部は、
   前記太陽定数と、前記補正大気透過率と、前記第2関係値とに基づいて第2直達日
  射量を算出し、
   前記太陽定数と、前記補正大気透過率と、前記補正天空日射透過率と、前記第2関
  係値とに基づいて第2天空日射量を算出し、
   前記第2直達日射量と前記第2天空日射量とを加算することで、前記推定全天日射
  量を算出する、
 項目1記載の日射推定システム。
(項目3)
 前記第1直達日射量の算出に用いられる前記第1関係値は、前記基準面における直達日射の入射角の余弦であり、
 前記第2直達日射量の算出に用いられる前記第2関係値は、前記所定外面における直達日射の入射角の余弦である、項目2記載の日射推定システム。
(項目4)
 前記第1天空日射量の算出に用いられる前記第1関係値は、前記基準面の傾斜角であり、
 前記第2天空日射量の算出に用いられる前記第2関係値は、前記所定外面の傾斜角である、項目2又は3記載の日射推定システム。
(項目5)
 前記算出部は、さらに、前記第1直達日射量と、前記第1天空日射量と、前記第1関係値と、地面反射率とに基づいて、前記基準面における第1地面反射日射量を算出し、前記第1直達日射量と、前記第1天空日射量と、前記第1地面反射日射量とを加算することで、前記第2全天日射量を算出し、
 前記推定部は、さらに、前記第1直達日射量と、前記第2天空日射量と、前記第2関係値と、前記地面反射率とに基づいて、前記所定外面における第2地面反射日射量を算出し、前記第2直達日射量と、前記第2天空日射量と、前記第2地面反射日射量とを加算することで、前記推定全天日射量を算出する、項目2乃至4のいずれか一項記載の日射推定システム。
(項目6)
 前記第1地面反射日射量の算出に用いられる前記第1関係値は、前記基準面の傾斜角であり、
 前記第2地面反射日射量の算出に用いられる前記第2関係値は、前記所定外面の傾斜角である、項目5記載の日射推定システム。
(項目7)
 前記推定全天日射量に前記所定外面の日射熱取得率を乗算して前記所定外面における日射熱取得量を計算する計算部をさらに含む、項目1乃至6のいずれか一項記載の日射推定システム。
(項目8)
 前記計算部は、複数の前記所定外面の各々について前記日射熱取得量を計算し、複数の前記日射熱取得量の総和である総日射熱取得量を計算する、項目7記載の日射推定システム。
(項目9)
 前記取得部は、
 (A)前記第1全天日射量を前記基準面で測定する日射計、
 (B)前記対象物の透過壁体を透過した日射の全天日射量を測定する日射計と、前記日射計によって測定された全天日射量を前記透過壁体の光学特性に基づいて前記第1全天日射量に変換する変換部とを有する取得部、及び
 (C)前記第1全天日射量を表すデータを受信する受信部
 のうちのいずれか1つである、項目1乃至8のいずれか一項記載の日射推定システム。
(項目10)
 前記対象物は、車両、船舶、航空機、及び建造物のうちのいずれか1つである、項目1乃至9のいずれか一項記載の日射推定システム。
(項目11)
 項目1乃至9のいずれか一項記載の日射推定システムと、
 空調装置と、
 前記日射推定システムによって推定される前記推定全天日射量に基づいて、前記空調装置の空調制御を行う空調制御部と
 を含む、空調制御システム。
(項目12)
 前記対象物は車両であり、
 前記日射推定システムは、前記車両に搭載される、電子制御装置、位置データ取得部、ナビゲーション制御部、及び通信部のうちのいずれか1つ以上からデータを取得し、取得したデータを用いて前記推定全天日射量を算出する、項目11記載の空調制御システム。
(項目13)
 項目1乃至9のいずれか一項記載の日射推定システムの前記算出部、前記補正部、及び前記推定部を有する制御装置を含む、空調装置。
(項目14)
 項目1乃至9のいずれか一項記載の日射推定システムを含む、車両。
(項目15)
 項目1乃至9のいずれか一項記載の日射推定システムを含む、船舶。
(項目16)
 項目1乃至9のいずれか一項記載の日射推定システムを含む、航空機。
(項目17)
 項目1乃至9のいずれか一項記載の日射推定システムを含む、建造物。
(項目18)
 対象物の外面にある基準面で受ける日射の第1全天日射量を取得し、
 太陽定数と、大気透過率と、天空日射透過率と、前記基準面の向きに関係する第1関係値とに基づいて、前記第1全天日射量の取得時の前記基準面における第2全天日射量を算出し、
 前記第2全天日射量が前記第1全天日射量に等しくなるように、前記大気透過率及び前記天空日射透過率をそれぞれ補正して補正大気透過率及び補正天空日射透過率を求め、
 前記太陽定数と、前記補正大気透過率と、前記補正天空日射透過率と、前記対象物の外面のうちの所定外面の向きに関係する第2関係値とに基づいて、前記第1全天日射量の取得時の前記所定外面における全天日射量の推定値である推定全天日射量を算出する
 日射推定方法。
(項目19)
 前記第2全天日射量を算出することは、
   前記太陽定数と、前記大気透過率と、前記第1関係値とに基づいて第1直達日射量
  を算出し、
   前記太陽定数と、前記大気透過率と、前記天空日射透過率と、前記第1関係値とに
  基づいて第1天空日射量を算出し、
   前記第1直達日射量と前記第1天空日射量とを加算することで、前記第2全天日射
  量を算出することであり、
 前記推定全天日射量を算出することは、
   前記太陽定数と、前記補正大気透過率と、前記第2関係値とに基づいて第2直達日
  射量を算出し、
   前記太陽定数と、前記補正大気透過率と、前記補正天空日射透過率と、前記第2関
  係値とに基づいて第2天空日射量を算出し、
   前記第2直達日射量と前記第2天空日射量とを加算することで、前記推定全天日射
  量を算出することである、
 項目18記載の日射推定方法。
(項目20)
 前記第1直達日射量の算出に用いられる前記第1関係値は、前記基準面における直達日射の入射角の余弦であり、
 前記第2直達日射量の算出に用いられる前記第2関係値は、前記所定外面における直達日射の入射角の余弦である、項目19記載の日射推定方法。
(項目21)
 前記第1天空日射量の算出に用いられる前記第1関係値は、前記基準面の傾斜角であり、
 前記第2天空日射量の算出に用いられる前記第2関係値は、前記所定外面の傾斜角である、項目19又は20記載の日射推定方法。
(項目22)
 前記第2全天日射量を算出することは、さらに、前記第1直達日射量と、前記第1天空日射量と、前記第1関係値と、地面反射率とに基づいて、前記基準面における第1地面反射日射量を算出し、前記第1直達日射量と、前記第1天空日射量と、前記第1地面反射日射量とを加算することで、前記第2全天日射量を算出することであり、
 前記推定全天日射量を算出することは、さらに、前記第1直達日射量と、前記第2天空日射量と、前記第2関係値と、地面反射率とに基づいて、前記所定外面における第2地面反射日射量を算出し、前記第2直達日射量と、前記第2天空日射量と、前記第2地面反射日射量とを加算することで、前記推定全天日射量を算出することである、項目13乃至21のいずれか一項記載の日射推定方法。
(項目23)
 前記第1地面反射日射量の算出に用いられる前記第1関係値は、前記基準面の傾斜角であり、
 前記第2地面反射日射量の算出に用いられる前記第2関係値は、前記所定外面の傾斜角である、項目22記載の日射推定方法。
(項目24)
 前記推定全天日射量に前記所定外面の日射熱取得率を乗算して前記所定外面における日射熱取得量を計算することをさらに含む、項目18乃至23のいずれか一項記載の日射推定方法。
(項目25)
 前記計算することは、複数の前記所定外面の各々について前記日射熱取得量を計算し、複数の前記日射熱取得量の総和である総日射熱取得量を計算することである、項目24記載の日射推定方法。
(項目26)
 前記第1全天日射量を取得することは、
 (A)前記基準面に設けられた日射計で測定される全天日射量を前記第1全天日射量として取得すること、
 (B)前記対象物の透過壁体を透過した日射の全天日射量を測定することと、前記測定された全天日射量を前記透過壁体の光学特性に基づいて前記第1全天日射量に変換することとによって、前記第1全天日射量を取得すること、及び
 (C)前記第1全天日射量を表すデータを受信すること
 のうちのいずれか1つである、項目18乃至25のいずれか一項記載の日射推定方法。
(項目27)
 前記対象物は、車両、船舶、航空機、及び建造物のうちのいずれか1つである、項目18乃至26のいずれか一項記載の日射推定方法。
(項目28)
 項目18乃至26のいずれか一項記載の日射推定方法によって推定される前記推定全天日射量に基づいて、空調制御を行う、空調制御方法。
(項目29)
 前記対象物は車両であり、
 前記車両に搭載される、電子制御装置、位置データ取得部、ナビゲーション制御部、及び通信部のうちのいずれか1つ以上からデータを取得し、取得したデータを用いて前記推定全天日射量を算出する、項目28記載の空調制御方法。
(項目30)
 太陽定数と、大気透過率と、天空日射透過率と、基準面の向きに関係する第1関係値とに基づいて、対象物の外面にある基準面で受ける日射の第1全天日射量の取得時の前記基準面における第2全天日射量を算出することと、
 前記第2全天日射量が前記第1全天日射量に等しくなるように、前記大気透過率及び前記天空日射透過率をそれぞれ補正して補正大気透過率及び補正天空日射透過率を求めることと、
 前記太陽定数と、前記補正大気透過率と、前記補正天空日射透過率と、前記対象物の外面のうちの所定外面の向きに関係する第2関係値とに基づいて、前記第1全天日射量の取得時の前記所定外面における全天日射量の推定値である推定全天日射量を算出することと
 を含む処理をコンピュータに実行させる、日射推定プログラム。
 10 車両(対象物の一例)
 10A 建造物(対象物の一例)
 10B 航空機(対象物の一例)
 10C 船舶(対象物の一例)
 11 ルーフ(基準面の一例)
 12WS、12FR、12RR、12FL、12RL、12RG、12A、12B、12C 窓ガラス(透過壁体の一例)
 100 日射推定システム
 101 日射計
 120 算出部
 130 補正部
 140 推定部
 150 計算部
 210 制御部(空調制御部の一例)
 300A パワートレインECU(電子制御装置の一例)
 300B ナビゲーションECU(ナビゲーション制御部の一例)
 300C ECU(電子制御装置の一例)
 300D 通信部(通信部の一例、受信部の一例)
 470 HVACユニット (空調装置の一例)

Claims (22)

  1.  対象物の外面にある基準面で受ける日射の第1全天日射量を取得する取得部と、
     太陽定数と、大気透過率と、天空日射透過率と、前記基準面の向きに関係する第1関係値とに基づいて、前記第1全天日射量の取得時の前記基準面における第2全天日射量を算出する算出部と、
     前記第2全天日射量が前記第1全天日射量に等しくなるように、前記大気透過率及び前記天空日射透過率をそれぞれ補正して補正大気透過率及び補正天空日射透過率を求める補正部と、
     前記太陽定数と、前記補正大気透過率と、前記補正天空日射透過率と、前記対象物の外面のうちの所定外面の向きに関係する第2関係値とに基づいて、前記第1全天日射量の取得時の前記所定外面における全天日射量の推定値である推定全天日射量を算出する推定部と
     を含む、日射推定システム。
  2.  前記算出部は、
       前記太陽定数と、前記大気透過率と、前記第1関係値とに基づいて第1直達日射量
      を算出し、
       前記太陽定数と、前記大気透過率と、前記天空日射透過率と、前記第1関係値とに
      基づいて第1天空日射量を算出し、
       前記第1直達日射量と前記第1天空日射量とを加算することで、前記第2全天日射
      量を算出し、
     前記推定部は、
       前記太陽定数と、前記補正大気透過率と、前記第2関係値とに基づいて第2直達日
      射量を算出し、
       前記太陽定数と、前記補正大気透過率と、前記補正天空日射透過率と、前記第2関
      係値とに基づいて第2天空日射量を算出し、
       前記第2直達日射量と前記第2天空日射量とを加算することで、前記推定全天日射
      量を算出する、
     請求項1記載の日射推定システム。
  3.  前記算出部は、さらに、前記第1直達日射量と、前記第1天空日射量と、前記第1関係値と、地面反射率とに基づいて、前記基準面における第1地面反射日射量を算出し、前記第1直達日射量と、前記第1天空日射量と、前記第1地面反射日射量とを加算することで、前記第2全天日射量を算出し、
     前記推定部は、さらに、前記第1直達日射量と、前記第2天空日射量と、前記第2関係値と、前記地面反射率とに基づいて、前記所定外面における第2地面反射日射量を算出し、前記第2直達日射量と、前記第2天空日射量と、前記第2地面反射日射量とを加算することで、前記推定全天日射量を算出する、請求項2記載の日射推定システム。
  4.  前記推定全天日射量に前記所定外面の日射熱取得率を乗算して前記所定外面における日射熱取得量を計算する計算部をさらに含む、請求項1乃至3のいずれか一項記載の日射推定システム。
  5.  前記計算部は、複数の前記所定外面の各々について前記日射熱取得量を計算し、複数の前記日射熱取得量の総和である総日射熱取得量を計算する、請求項4記載の日射推定システム。
  6.  前記取得部は、
     (A)前記第1全天日射量を前記基準面で測定する日射計、
     (B)前記対象物の透過壁体を透過した日射の全天日射量を測定する日射計と、前記日射計によって測定された全天日射量を前記透過壁体の光学特性に基づいて前記第1全天日射量に変換する変換部とを有する取得部、及び
     (C)前記第1全天日射量を表すデータを受信する受信部
     のうちのいずれか1つである、請求項1乃至5のいずれか一項記載の日射推定システム。
  7.  前記対象物は、車両、船舶、航空機、及び建造物のうちのいずれか1つである、請求項1乃至6のいずれか一項記載の日射推定システム。
  8.  請求項1乃至6のいずれか一項記載の日射推定システムと、
     空調装置と、
     前記日射推定システムによって推定される前記推定全天日射量に基づいて、前記空調装置の空調制御を行う空調制御部と
     を含む、空調制御システム。
  9.  前記対象物は車両であり、
     前記日射推定システムは、前記車両に搭載される、電子制御装置、位置データ取得部、ナビゲーション制御部、及び通信部のうちのいずれか1つ以上からデータを取得し、取得したデータを用いて前記推定全天日射量を算出する、請求項8記載の空調制御システム。
  10.  請求項1乃至6のいずれか一項記載の日射推定システムの前記算出部、前記補正部、及び前記推定部を有する制御装置を含む、空調装置。
  11.  請求項1乃至6のいずれか一項記載の日射推定システムを含む、車両。
  12.  請求項1乃至6のいずれか一項記載の日射推定システムを含む、建造物。
  13.  対象物の外面にある基準面で受ける日射の第1全天日射量を取得し、
     太陽定数と、大気透過率と、天空日射透過率と、前記基準面の向きに関係する第1関係値とに基づいて、前記第1全天日射量の取得時の前記基準面における第2全天日射量を算出し、
     前記第2全天日射量が前記第1全天日射量に等しくなるように、前記大気透過率及び前記天空日射透過率をそれぞれ補正して補正大気透過率及び補正天空日射透過率を求め、
     前記太陽定数と、前記補正大気透過率と、前記補正天空日射透過率と、前記対象物の外面のうちの所定外面の向きに関係する第2関係値とに基づいて、前記第1全天日射量の取得時の前記所定外面における全天日射量の推定値である推定全天日射量を算出する
     日射推定方法。
  14.  前記第2全天日射量を算出することは、
       前記太陽定数と、前記大気透過率と、前記第1関係値とに基づいて第1直達日射量
      を算出し、
       前記太陽定数と、前記大気透過率と、前記天空日射透過率と、前記第1関係値とに
      基づいて第1天空日射量を算出し、
       前記第1直達日射量と前記第1天空日射量とを加算することで、前記第2全天日射
      量を算出することであり、
     前記推定全天日射量を算出することは、
       前記太陽定数と、前記補正大気透過率と、前記第2関係値とに基づいて第2直達日
      射量を算出し、
       前記太陽定数と、前記補正大気透過率と、前記補正天空日射透過率と、前記第2関
      係値とに基づいて第2天空日射量を算出し、
       前記第2直達日射量と前記第2天空日射量とを加算することで、前記推定全天日射
      量を算出することである、
     請求項13記載の日射推定方法。
  15.  前記第2全天日射量を算出することは、さらに、前記第1直達日射量と、前記第1天空日射量と、前記第1関係値と、地面反射率とに基づいて、前記基準面における第1地面反射日射量を算出し、前記第1直達日射量と、前記第1天空日射量と、前記第1地面反射日射量とを加算することで、前記第2全天日射量を算出することであり、
     前記推定全天日射量を算出することは、さらに、前記第1直達日射量と、前記第2天空日射量と、前記第2関係値と、地面反射率とに基づいて、前記所定外面における第2地面反射日射量を算出し、前記第2直達日射量と、前記第2天空日射量と、前記第2地面反射日射量とを加算することで、前記推定全天日射量を算出することである、請求項14記載の日射推定方法。
  16.  前記推定全天日射量に前記所定外面の日射熱取得率を乗算して前記所定外面における日射熱取得量を計算することをさらに含む、請求項14又は15記載の日射推定方法。
  17.  前記計算することは、複数の前記所定外面の各々について前記日射熱取得量を計算し、複数の前記日射熱取得量の総和である総日射熱取得量を計算することである、請求項16記載の日射推定方法。
  18.  前記第1全天日射量を取得することは、
     (A)前記基準面に設けられた日射計で測定される全天日射量を前記第1全天日射量として取得すること、
     (B)前記対象物の透過壁体を透過した日射の全天日射量を測定することと、前記測定された全天日射量を前記透過壁体の光学特性に基づいて前記第1全天日射量に変換することとによって、前記第1全天日射量を取得すること、及び
     (C)前記第1全天日射量を表すデータを受信すること
     のうちのいずれか1つである、請求項14乃至17のいずれか一項記載の日射推定方法。
  19.  前記対象物は、車両、船舶、航空機、及び建造物のうちのいずれか1つである、請求項14乃至18のいずれか一項記載の日射推定方法。
  20.  請求項14乃至18のいずれか一項記載の日射推定方法によって推定される前記推定全天日射量に基づいて、空調制御を行う、空調制御方法。
  21.  前記対象物は車両であり、
     前記車両に搭載される、電子制御装置、位置データ取得部、ナビゲーション制御部、及び通信部のうちのいずれか1つ以上からデータを取得し、取得したデータを用いて前記推定全天日射量を算出する、請求項20記載の空調制御方法。
  22.  太陽定数と、大気透過率と、天空日射透過率と、基準面の向きに関係する第1関係値とに基づいて、対象物の外面にある基準面で受ける日射の第1全天日射量の取得時の前記基準面における第2全天日射量を算出することと、
     前記第2全天日射量が前記第1全天日射量に等しくなるように、前記大気透過率及び前記天空日射透過率をそれぞれ補正して補正大気透過率及び補正天空日射透過率を求めることと、
     前記太陽定数と、前記補正大気透過率と、前記補正天空日射透過率と、前記対象物の外面のうちの所定外面の向きに関係する第2関係値とに基づいて、前記第1全天日射量の取得時の前記所定外面における全天日射量の推定値である推定全天日射量を算出することと
     を含む処理をコンピュータに実行させる、日射推定プログラム。
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