汚れ検出装置及び洗浄装置
【課題】車両に搭載された太陽電池システムの受光面における汚れを簡易な方法で検出する汚れ検出装置及びこれを備える洗浄装置を提供すること。
【解決手段】車両に搭載された太陽電池システム２０の受光面２１における汚れを検出する汚れ検出装置３０であって、車両の車速を検出する車速検出手段３４と、太陽電池システム２０の受光面２１における汚れによって生じ得る所定事象を検出する所定事象検出手段と、を備え、車速検出手段３４により検出された車速と、所定事象検出手段により検出された所定事象の経時変化と、に基づいて太陽電池システム２０の受光面２１における汚れを検出することを特徴とする。
【解決手段】車両に搭載された太陽電池システム２０の受光面２１における汚れを検出する汚れ検出装置３０であって、車両の車速を検出する車速検出手段３４と、太陽電池システム２０の受光面２１における汚れによって生じ得る所定事象を検出する所定事象検出手段と、を備え、車速検出手段３４により検出された車速と、所定事象検出手段により検出された所定事象の経時変化と、に基づいて太陽電池システム２０の受光面２１における汚れを検出することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された太陽電池システムの受光面における汚れを検出する汚れ検出装置、及びこれを備える洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池システムの受光面における汚れを検出する装置としては、太陽電池モジュールを並列接続し、各モジュールの発電電力を評価することにより、特定のモジュールの汚れや故障等を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１２８０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の装置では、何らかの日射遮蔽物による発電電力への影響と、受光面の汚れによる影響とを判別することができない。
【０００４】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、車両に搭載された太陽電池システムの受光面における汚れを簡易な方法で検出する汚れ検出装置及びこれを備える洗浄装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、車両に搭載された太陽電池システムの受光面における汚れを検出する汚れ検出装置であって、車両の車速を検出する車速検出手段と、太陽電池システムの受光面における汚れによって生じ得る所定事象を検出する所定事象検出手段と、を備え、車速検出手段により検出された車速と、所定事象検出手段により検出された所定事象の経時変化と、に基づいて太陽電池システムの受光面における汚れを検出する、ことを特徴とするものである。
【０００６】
この本発明の第１の態様によれば、車速を検出する車速検出手段を備え、太陽電池システムの受光面における汚れによって生じうる発電量の減少等の所定事象が、車両が走行又は静止している状態に応じて、どのように経時変化するかによって汚れを検出するから、所定事象が、何らかの日射遮蔽物の存在により生じたものであるか、汚れにより生じたものであるかを判断できる。
【０００７】
また、本発明の第１の態様において、所定事象検出手段は、例えば、太陽電池システムの発電量を予測する発電量予測手段と、太陽電池システムの実際の発電量を検出する発電量検出手段と、を備え、予測された発電量と検出された実際の発電量との乖離を所定事象として検出する手段である。この場合、発電量予測手段は、例えば、日射強度を検出する日射強度検出部と、太陽電池システムの温度を検出する温度検出部とを有し、検出された日射強度と太陽電池システムの温度とに基づいて発電量を予測する手段である。
【０００８】
また、本発明の第１の態様において、所定事象検出手段は、例えば、太陽電池システムの受光面を撮像する撮像手段を有し、撮像手段の画像データ中に存在する特徴部分を所定事象として検出する手段である。この場合、画像データ中に存在する特徴部分は、例えば、基準となる画像データよりも画像が暗い部分である。
【０００９】
また、本発明の第１の態様において、例えば、太陽電池システムの受光面は光透過パネルによって形成され、この場合、所定事象検出手段は、光透過パネルの裏面に設置され、光透過パネルの表面に向けて発光すると共に光透過パネルの表面で反射された反射光の強さを検出可能な発光受光手段を有し、発光受光手段により検出された反射光の強さが基準値以上であることを前記所定事象として検出する手段である。
【００１０】
また、本発明の第１の態様において、好ましくは、車速検出手段により検出された車速がゼロでない場合、所定事象を第１の所定時間計測し、第１の所定時間の前後で所定事象が変化しないときに前記太陽電池システムの受光面における汚れを検出することを特徴とするものである。ここで、第１の所定時間は、車両の走行により、例えば日射遮蔽物の影響がなくなるのに必要な程度の時間である。
【００１１】
また、本発明の第１の態様において、好ましくは、車速検出手段により検出された車速がゼロの場合、所定事象を第２の所定時間計測し、第２の所定時間の前後で所定事象が変化しないときに太陽電池システムの受光面における汚れを検出することを特徴とするものである。ここで、第２の所定時間は、日射角度の変化により日射遮蔽物の影響が変化するのに必要な程度の、第１の所定時間より長い時間である。
【００１２】
また、本発明の第１の態様において、乗員に情報を報知する報知手段を更に備え、太陽電池システムの受光面における汚れを検出したときに、報知手段により乗員に汚れの存在を報知することを特徴とするものとしてもよい。
【００１３】
本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様の汚れ検出装置と、太陽電池システムの受光面を洗浄する洗浄手段と、を備え、汚れ検出装置により汚れを検出したときに、洗浄手段により自動的に前記太陽電池システムの受光面の洗浄を行なうことを特徴とする洗浄装置である。
【００１４】
この本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様の汚れ検出装置を用いて適正に汚れを検出して自動的に洗浄を行なうことができる。この結果、余分なエネルギー消費を抑制することができる。
【００１５】
また、本発明の第２の態様において、乗員に情報を報知する報知手段を備え、洗浄手段により自動的に太陽電池システムの受光面の洗浄を行なった後、更に汚れ検出装置により汚れが検出された場合に、洗浄できなかった旨を乗員に報知することを特徴とするものとしてもよい。こうすれば、汚れが洗浄できなかった、すなわち故障等により生じた所定事象を検出した可能性がある旨を乗員に報知することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、車両に搭載された太陽電池システムの受光面における汚れを簡易な方法で検出する汚れ検出装置及びこれを備える洗浄装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１の（Ａ）（Ｂ）は、本発明の第１実施例に係る汚れ検出装置３０を備える洗浄装置１０の全体構成の一例を示す図である。図１（Ａ）は、洗浄装置１０の構成を模式的に示す図であり、図１（Ｂ）は、洗浄装置１０を搭載する車両の概観図である。図示するように、洗浄装置１０は、太陽電池システム２０と、汚れ検出装置３０と、洗浄部４０と、報知部５０とを備える。
【００１９】
太陽電池システム２０は、車両上部に配置され、日光等の照射光のエネルギーを電気エネルギーに変換し、車両に電力を供給している。太陽電池システム２０は、例えば、ガラスにより形成された光透過パネル２１と、光透過パネル２１に配置され、単結晶シリコン材にて形成された複数の太陽電池モジュール２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃとを有する。
【００２０】
汚れ検出装置３０は、例えば、太陽電池モジュール２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃからの電力ラインに設置された電力計３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃと、フロントガラス内側に設置された日射計３２と、光透過パネル２１の裏面に設置され、太陽電池システム２０の受光面付近の温度を検出する温度センサ３３と、車速を検出する車速センサ３４と、これらのセンサ類からの出力が入力され、汚れ検出装置３０全体を制御する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔという）３５と、を備える。ここで、電力計３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃは、具体的には、電流計と電圧計を組み合わせた１組のものである。また、日射計３２は、例えば内部に配置された温度センサの温度上昇により日射強度を検出するセンサである。また、車速センサ３４は、例えば、各車輪に取り付けられた車輪速センサである。
【００２１】
ＥＣＵ３５は、例えば、各種プログラムを実行するＣＰＵ３６と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３７と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３８とを備えるコンピュータである。
【００２２】
洗浄部４０は、ＥＣＵ３５からの指示信号を受信して太陽電池システム２０の受光面における汚れを洗浄するものであり、ウォッシャー液を噴射するノズル４１とワイパー４２とを備える。
【００２３】
報知部５０は、ＥＣＵ３５からの指示信号を受信して太陽電池システム２０の受光面における汚れを洗浄手段により洗浄できなかった旨を乗員に報知するものであり、例えば、ナビゲーションシステムのディスプレイが共用される。また、独立した表示灯であってもよく、スピーカーにより音声で報知するものでもよい。
【００２４】
次に、汚れ検出装置３０が太陽電池システム２０の受光面、すなわち光透過パネル２１における汚れを検出し、これに伴って洗浄装置１０が自動的に洗浄を行なう動作について説明する。図２は、ＥＣＵ３５により所定時間（例えば、数秒〜数十分等）毎に実行される汚れ検出・自動洗浄フローの一例を示すフローチャートである。
【００２５】
ＥＣＵ３５のＣＰＵ３６は、まず、電力計３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃからの電力値ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、日射計３２からの日射強度Ｓ、温度センサ３３からの温度Ｔ、車速センサ３４からの車速Ｖを入力する（Ｓ１００）。
【００２６】
次に、日射強度Ｓと温度Ｔとから、予めＲＯＭ３７に記憶された発電量予想用マップを用いて、各モジュールの予想発電量Ｐを導出する（Ｓ１０２）。図３に、発電量予想マップの一例を示す。図示するように、予想発電量Ｐは、日射強度Ｓの増加に応じて増加し、温度Ｔの上昇に応じて減少する傾向に、且つ配線等による種々のロスを考慮して定められている。また、各モジュールは同一平面上に同一面積をもって設置されているため、同条件下における予想発電量Ｐは互いに等しいものとした。
【００２７】
そして、各モジュールの発電量ＰＡ、ＰＢ、ＰＣと、予想発電量Ｐと、の差をとることにより、乖離ＰＡｄｉｆ1、ＰＢｄｉｆ1ＰＣｄｉｆ1を求める（Ｓ１０４）。これらの乖離が閾値Ｐｓ以上であるか否かを判定し（Ｓ１０６）、乖離がすべて閾値Ｐｓ未満である場合は、本フローの１ルーチンを終了する。閾値Ｐｓは、誤差により発生する程度の乖離よりも若干大きい値に設定した。
【００２８】
続いて、車速Ｖが値０であるか否かを判定する（Ｓ１０８）。車速Ｖが値０でない場合は、第１の所定時間（例えば、０コンマ数秒〜数秒程度の時間）経過後、再度、電力計３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃからの電力値ＰＡ、ＰＢ、ＰＣを入力する（Ｓ１１０）。そして、これと予想発電量Ｐとの差をとることにより、乖離ＰＡｄｉｆ2、ＰＢｄｉｆ2ＰＣｄｉｆ2を求め、前述した乖離ＰＡｄｉｆ1、ＰＢｄｉｆ1ＰＣｄｉｆ1とそれぞれ比較して変化しておらず、且つ閾値Ｐｓ以上のものを、汚れによる乖離の発生と判断する（Ｓ１１２）。すなわち、光透過パネル２１において当該乖離を生じたモジュール上の部分に汚れがあると判断する。具体的には、例えば、ＰＡｄｉｆ1＝ＰＡｄｉｆ2≧Ｐｓのとき、モジュール２２Ａ上の部分に汚れありと判断する。第１の所定時間を上記のように設定するのは、車速が値０でない、すなわち車両が走行中であるから、日射遮蔽物が存在しても、走行に応じて速やかに日射遮蔽物が影を落とす部分が変化するものと推測されることに基づく。また、トンネル等を走行して比較的広範囲に亘って日射が遮蔽される場合は、日射計３２の出力値に影響を及ぼすため、そもそも乖離が余り発生しないと考えられる。
【００２９】
車速Ｖが値０の場合は、第２の所定時間（例えば、数十分〜数時間程度の時間）経過後、再度、電力計３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃからの電力値ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、日射計３２からの日射強度Ｓ、温度センサ３３からの温度Ｔ、車速センサ３４からの車速Ｖを入力する（Ｓ１１４）。そして、車速Ｖが値０か否かを再度判定し（Ｓ１１６）、値０でない場合は、本フローの１ルーチンを終了する。これは、車両が発進したことを意味し、Ｓ１１４以下の駐停車時の処理が無意味となるからである。車速Ｖが値０の場合は、駐停車継続中であると判断し、Ｓ１１０と同様に、入力した電力値ＰＡ、ＰＢ、ＰＣと予想発電量Ｐとの差をとることにより、乖離ＰＡｄｉｆ2、ＰＢｄｉｆ2ＰＣｄｉｆ2を求め、前述した乖離ＰＡｄｉｆ1、ＰＢｄｉｆ1ＰＣｄｉｆ1と比較して変化しておらず、且つ上述した閾値Ｐｓ以上のものを、汚れによる乖離の発生と判断する（Ｓ１１８）。すなわち、光透過パネル２１のうちそのモジュール上の部分に汚れが存在すると判断する。第２の所定時間を上記のように設定するのは、この程度の時間が経過すれば、これに伴って日射角度が変化し、日射遮蔽物が影を落とす部分が変化する、すなわち各モジュールの発電量が変化すると推測されることに基づく。
【００３０】
こうして、発電電力の乖離を評価すると、汚れが検出されたか否かを判定し（Ｓ１２０）、検出されない場合は、本フローの1ルーチンを終了する。汚れが検出された場合は、光透過パネル２１において汚れのある部分に該当するモジュールを特定し、これをＲＡＭ３８に記憶する（Ｓ１２２）。
【００３１】
次に、ＥＣＵ３５は、ノズル４１によりウォッシャー液を噴射すると共に、汚れのある部分を重点的に洗浄するようワイパー４２のアクチュエータに指示する（Ｓ１２４）。
【００３２】
洗浄を行なうと、上述したＳ１００〜１１８の汚れ判定処理を再度実行し、再度汚れが検出された場合は、モジュールの故障等の可能性があるため、報知部５０により乗員に報知し（Ｓ１２６、１２８）、本フローの１ルーチンを終了する。
【００３３】
このように、本発明の第１実施例に係る、汚れ検出装置３０においては、車速Ｖが値０か否かを判定することにより車両が走行しているか否かで場合分けし、日射遮蔽物が影を落とす部分が変化するのに必要な第１又は第２の所定時間経過後に発電量の乖離を評価するから、光透過パネル２１の汚れを適正に検出することができる。
【００３４】
また、本発明の第１実施例に係る、洗浄装置１０においては、汚れ検出装置３０において適正に検出された汚れを自動的に洗浄するから、余分なエネルギー消費を抑制し、適正に洗浄を行なうことができる。また、洗浄できなかった際は、故障等の可能性があるため、これを乗員に報知している。
【実施例２】
【００３５】
図４は、本発明の第２実施例に係る汚れ検出装置２３０の全体構成の一例を示す図である。汚れを検出する対象の太陽電池については、第１実施例の太陽電池システム２０と同様の構成であるものとし、同一の符号を用いて説明する。図示するように、汚れ検出装置２３０は、太陽電池システム２０の光透過パネル２１を２方向から撮像するカメラ２３１と、車速を検出する車速センサ２３４と、カメラ２３１からの画像データ及び車速センサ２３４からの車速Ｖが入力され、汚れ検出装置２３０全体を制御する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔという）２３５と、を備える。カメラ２３１は、例えば、周知のＣＣＤカメラである。
【００３６】
ＥＣＵ２３５は、例えば、各種プログラムを実行するＣＰＵ２３６と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２３７と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２３８とを備えるコンピュータである。
【００３７】
次に、汚れ検出装置２３０が太陽電池システム２０の受光面、すなわち光透過パネル２１における汚れを検出する動作について説明する。図５は、ＥＣＵ２３５により所定時間（例えば、数秒〜数十分等）毎に実行される汚れ検出・自動洗浄フローの一例を示すフローチャートである。
【００３８】
ＥＣＵ２３５のＣＰＵ２３６は、まず、カメラ２３１からの画像データ及び、車速センサ２３４からの車速Ｖを入力する（Ｓ２００）。
【００３９】
次に、画像データ中で、光透過パネル２１における、日射遮蔽物による影、又は汚れに相当すると推測される画像の暗い、特徴部分を特定し、ＲＡＭ２３８に記憶する（Ｓ２０２）。この特定は、予めＲＯＭ２３７に記憶された基本画像データに対して画像全体の輝度平均を考慮して補正を行なった基準となる画像データと、入力された画像データと、を比較して、輝度が閾値Ｂ以上低下している部分を、当該部分として特定するものとした。また、それぞれの画像データに対しては座標を付与し、比較計算及び特徴部分の特定にはこの座標を用いている。
【００４０】
そして、特徴部分が存在するか否かを判定し（Ｓ２０４）、存在しない場合は、影も汚れも存在しないと判断して、本フローの１ルーチンを終了する。
【００４１】
特徴部分が存在する場合は、車速Ｖが値０であるか否かを判定する（Ｓ２０６）。車速Ｖが値０でない場合は、第１の所定時間（例えば、０コンマ数秒〜数秒程度の時間）経過後、再度、カメラ２３１からの画像データを入力して（Ｓ２０８）、Ｓ２０２と同様に特徴部分の特定を行い、Ｓ２０２において特定した特徴部分と比較して、特徴部分の位置（座標）が変化していなければ、これを光透過パネル２１における汚れと判断する（Ｓ２１０）。第１の所定時間を上記のように設定するのは、実施例１と同様の趣旨である。また、トンネル等を走行して比較的広範囲に亘って日射が遮蔽される場合は、画像全体が、特徴部分を特定できない程度に暗くなると考えられる。
【００４２】
車速Ｖが値０の場合は、第２の所定時間（例えば、数十分〜数時間程度の時間）経過後、再度、カメラ２３１からの画像データ及び車速センサ２３４からの車速Ｖを入力する（Ｓ２１２）。そして、車速Ｖが値０か否かを再度判定し（Ｓ２１４）、値０でない場合は、本フローの１ルーチンを終了する。これは、車両が発進したことを意味し、Ｓ２１２以下の駐停車時の処理が無意味となるからである。車速Ｖが値０の場合は、駐停車継続中であると判断し、Ｓ２０２と同様に特徴部分の特定を行い、Ｓ２０２において特定した特徴部分と比較して、特徴部分の位置（座標）が変化していなければ、これを光透過パネルにおける汚れと判断する（Ｓ２１６）。第２の所定時間を上記のように設定するのは、実施例１と同様の趣旨である。
【００４３】
このように、本発明の第２実施例に係る、汚れ検出装置２３０においては、車速Ｖが値０か否かを判定することにより車両が走行しているか否かで場合分けし、日射遮蔽物が影を落とす部分が変化するのに必要な第１又は第２の所定時間経過後に画像データ中の特徴部分の位置（座標）の変化を判定するから、光透過パネル２１の汚れを適正に検出することができる。
【実施例３】
【００４４】
図６は、本発明の第３実施例に係る汚れ検出装置３３０の全体構成の一例を示す図である。汚れを検出する対象の太陽電池については、第１実施例の太陽電池システム２０と同様の構成であるものとし、同一の符号を用いて説明する。図示するように、汚れ検出装置３３０は、光透過パネル２１の裏面であって、太陽電池モジュール２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの間、及び端部に設置された、複数の発光・受光装置３３１と、車速センサ３３４と、発光・受光装置３３１からの検出データ及び車速センサ２３４からの車速Ｖが入力され、汚れ検出装置３３０全体を制御する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔという）３３５と、を備える。
【００４５】
発光・受光装置３３１は、図７に示す通り、光透過パネル２１の裏面から表面に向けて所定強度の光を短時間照射し、光透過パネル２１の表面で反射された反射光の強度を検出する発光・受光動作を行なう。
【００４６】
ＥＣＵ３３５は、例えば、各種プログラムを実行するＣＰＵ３３６と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３３７と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３３８とを備えるコンピュータである。
【００４７】
次に、汚れ検出装置３３０が太陽電池システム２０の受光面、すなわち光透過パネル２１における汚れを検出する動作について説明する。図８は、ＥＣＵ３３５により所定時間（例えば、数秒〜数十分等）毎に実行される汚れ検出・自動洗浄フローの一例を示すフローチャートである。
【００４８】
ＥＣＵ３３５のＣＰＵ３３６は、まず、発光・受光装置３３１に発光・受光動作を行なうよう指示すると共に車速センサ３３４からの車速Ｖを入力する（Ｓ３００）。
【００４９】
次に、複数の発光・受光装置３３１が検出した反射光の強度の平均を計算し、この平均値よりも閾値（率）Ｌ[％]以上強い反射光を受信した所定発光・受光装置３３１を特定し、ＲＡＭ３３８に記憶する（Ｓ３０２）。この所定発光・受光装置３３１に相当する部分では、日射遮蔽物による影、又は汚れによって、光透過パネル２１の表面における光の反射率が上昇した可能性がある。なお、閾値（率）Ｌは、任意に定めてよい。
【００５０】
そして、所定発光・受光装置３３１が存在するか否かを判定し（Ｓ３０４）、存在しない場合は、影も汚れも存在しないと判断して、本フローの１ルーチンを終了する。
【００５１】
所定発光・受光装置３３１が存在する場合は、車速Ｖが値０であるか否かを判定する（Ｓ３０６）。車速Ｖが値０でない場合は、第１の所定時間（例えば、０コンマ数秒〜数秒程度の時間）経過後、再度、発光・受光装置３３１に発光・受光動作を行なうよう指示して（Ｓ３０８）、Ｓ３０２と同様に所定発光・受光装置３３１の特定を行い、これがＳ３０２において特定した所定発光・受光装置３３１と同一のものであれば、この発光・受光装置３３１上に光透過パネル２１における汚れがあると判断する（Ｓ３１０）。第１の所定時間を上記のように設定するのは、実施例１と同様の趣旨である。また、トンネル等を走行して比較的広範囲に亘って日射が遮蔽される場合は、光透過パネル２１の表面全体に亘って反射率が上昇するため、反射光の強度の平均自体が上昇し、所定発光・受光装置３３１は特定されないと考えられる。
【００５２】
車速Ｖが値０の場合は、第２の所定時間（例えば、数十分〜数時間程度の時間）経過後、再度、発光・受光装置３３１に発光・受光動作を行なうよう指示すると共に車速センサ２３４からの車速Ｖを入力する（Ｓ３１２）。そして、車速Ｖが値０か否かを再度判定し（Ｓ３１４）、値０でない場合は、本フローの１ルーチンを終了する。これは、車両が発進したことを意味し、Ｓ３１２以下の駐停車時の処理が無意味となるからである。車速Ｖが値０の場合は、駐停車継続中であると判断し、Ｓ３０２と同様に所定発光・受光装置３３１の特定を行い、Ｓ３０２において特定した所定発光・受光装置３３１と同一のものであれば、この発光・受光装置３３１上に光透過パネル２１における汚れがあると判断する（Ｓ３１６）。第２の所定時間を上記のように設定するのは、実施例１と同様の趣旨である。
【００５３】
このように、本発明の第３実施例に係る、汚れ検出装置３３０においては、車速Ｖが値０か否かを判定することにより車両が走行しているか否かで場合分けし、日射遮蔽物が影を落とす部分が変化するのに必要な第１又は第２の所定時間経過後に、平均値よりも閾値（率）Ｌ[％]以上強い反射光を検出した所定発光・受光装置３３１が同一であるか否かを判定するから、光透過パネル２１の汚れを適正に検出することができる。
【００５４】
以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００５５】
例えば、本発明の第１実施例に係る汚れ検出装置３０は、洗浄装置１０に組み込まれたものとして例示したが、単独で車両に搭載されて動作するものとしても同様の効果を奏するものである。一方、第２実施例に係る汚れ検出装置２３０や第３実施例に係る汚れ検出装置３３０は、単独で車両に搭載されて動作するものとして例示したが、洗浄装置１０に組み込まれて動作するものとしても同様の効果を奏するものである。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、少なくとも太陽電池を搭載する車両に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能、及び太陽電池の種類等は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１実施例に係る汚れ検出装置３０を備える洗浄装置１０の全体構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施例に係る汚れ検出装置３０のＥＣＵ３５により実行される汚れ検出・自動洗浄フローの一例を示すフローチャートである。
【図３】汚れ検出・自動洗浄フローの実行の際に用いられる発電量予想マップの一例を示す。
【図４】本発明の第２実施例に係る汚れ検出装置２３０の全体構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る汚れ検出装置２３０のＥＣＵ２３５により実行される汚れ検出・自動洗浄フローの一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施例に係る汚れ検出装置３３０の全体構成の一例を示す図である。
【図７】発光・受光装置３３１が発光・受光動作を行なう様子を示す図である。
【図８】本発明の第３実施例に係る汚れ検出装置３３０のＥＣＵ３３５により実行される汚れ検出・自動洗浄フローの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
１０ 洗浄装置
２０ 太陽電池システム
２１ 光透過パネル
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ 太陽電池モジュール
３０、２３０、３３０ 汚れ検出装置
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ 電力センサ
３２ 日射計
３３ 温度センサ
３４、２３４、３３４ 車速センサ
３５、２３５、３３５ ＥＣＵ
３６、２３６、３３６ ＣＰＵ
３７、２３７、３３７ ＲＯＭ
３８、２３８、３３８ ＲＡＭ
４０ 洗浄部
４１ ノズル
４２ ワイパー
５０ 報知部
２３１ カメラ
３３１ 発光・受光装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された太陽電池システムの受光面における汚れを検出する汚れ検出装置、及びこれを備える洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池システムの受光面における汚れを検出する装置としては、太陽電池モジュールを並列接続し、各モジュールの発電電力を評価することにより、特定のモジュールの汚れや故障等を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１２８０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の装置では、何らかの日射遮蔽物による発電電力への影響と、受光面の汚れによる影響とを判別することができない。
【０００４】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、車両に搭載された太陽電池システムの受光面における汚れを簡易な方法で検出する汚れ検出装置及びこれを備える洗浄装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、車両に搭載された太陽電池システムの受光面における汚れを検出する汚れ検出装置であって、車両の車速を検出する車速検出手段と、太陽電池システムの受光面における汚れによって生じ得る所定事象を検出する所定事象検出手段と、を備え、車速検出手段により検出された車速と、所定事象検出手段により検出された所定事象の経時変化と、に基づいて太陽電池システムの受光面における汚れを検出する、ことを特徴とするものである。
【０００６】
この本発明の第１の態様によれば、車速を検出する車速検出手段を備え、太陽電池システムの受光面における汚れによって生じうる発電量の減少等の所定事象が、車両が走行又は静止している状態に応じて、どのように経時変化するかによって汚れを検出するから、所定事象が、何らかの日射遮蔽物の存在により生じたものであるか、汚れにより生じたものであるかを判断できる。
【０００７】
また、本発明の第１の態様において、所定事象検出手段は、例えば、太陽電池システムの発電量を予測する発電量予測手段と、太陽電池システムの実際の発電量を検出する発電量検出手段と、を備え、予測された発電量と検出された実際の発電量との乖離を所定事象として検出する手段である。この場合、発電量予測手段は、例えば、日射強度を検出する日射強度検出部と、太陽電池システムの温度を検出する温度検出部とを有し、検出された日射強度と太陽電池システムの温度とに基づいて発電量を予測する手段である。
【０００８】
また、本発明の第１の態様において、所定事象検出手段は、例えば、太陽電池システムの受光面を撮像する撮像手段を有し、撮像手段の画像データ中に存在する特徴部分を所定事象として検出する手段である。この場合、画像データ中に存在する特徴部分は、例えば、基準となる画像データよりも画像が暗い部分である。
【０００９】
また、本発明の第１の態様において、例えば、太陽電池システムの受光面は光透過パネルによって形成され、この場合、所定事象検出手段は、光透過パネルの裏面に設置され、光透過パネルの表面に向けて発光すると共に光透過パネルの表面で反射された反射光の強さを検出可能な発光受光手段を有し、発光受光手段により検出された反射光の強さが基準値以上であることを前記所定事象として検出する手段である。
【００１０】
また、本発明の第１の態様において、好ましくは、車速検出手段により検出された車速がゼロでない場合、所定事象を第１の所定時間計測し、第１の所定時間の前後で所定事象が変化しないときに前記太陽電池システムの受光面における汚れを検出することを特徴とするものである。ここで、第１の所定時間は、車両の走行により、例えば日射遮蔽物の影響がなくなるのに必要な程度の時間である。
【００１１】
また、本発明の第１の態様において、好ましくは、車速検出手段により検出された車速がゼロの場合、所定事象を第２の所定時間計測し、第２の所定時間の前後で所定事象が変化しないときに太陽電池システムの受光面における汚れを検出することを特徴とするものである。ここで、第２の所定時間は、日射角度の変化により日射遮蔽物の影響が変化するのに必要な程度の、第１の所定時間より長い時間である。
【００１２】
また、本発明の第１の態様において、乗員に情報を報知する報知手段を更に備え、太陽電池システムの受光面における汚れを検出したときに、報知手段により乗員に汚れの存在を報知することを特徴とするものとしてもよい。
【００１３】
本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様の汚れ検出装置と、太陽電池システムの受光面を洗浄する洗浄手段と、を備え、汚れ検出装置により汚れを検出したときに、洗浄手段により自動的に前記太陽電池システムの受光面の洗浄を行なうことを特徴とする洗浄装置である。
【００１４】
この本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様の汚れ検出装置を用いて適正に汚れを検出して自動的に洗浄を行なうことができる。この結果、余分なエネルギー消費を抑制することができる。
【００１５】
また、本発明の第２の態様において、乗員に情報を報知する報知手段を備え、洗浄手段により自動的に太陽電池システムの受光面の洗浄を行なった後、更に汚れ検出装置により汚れが検出された場合に、洗浄できなかった旨を乗員に報知することを特徴とするものとしてもよい。こうすれば、汚れが洗浄できなかった、すなわち故障等により生じた所定事象を検出した可能性がある旨を乗員に報知することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、車両に搭載された太陽電池システムの受光面における汚れを簡易な方法で検出する汚れ検出装置及びこれを備える洗浄装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１の（Ａ）（Ｂ）は、本発明の第１実施例に係る汚れ検出装置３０を備える洗浄装置１０の全体構成の一例を示す図である。図１（Ａ）は、洗浄装置１０の構成を模式的に示す図であり、図１（Ｂ）は、洗浄装置１０を搭載する車両の概観図である。図示するように、洗浄装置１０は、太陽電池システム２０と、汚れ検出装置３０と、洗浄部４０と、報知部５０とを備える。
【００１９】
太陽電池システム２０は、車両上部に配置され、日光等の照射光のエネルギーを電気エネルギーに変換し、車両に電力を供給している。太陽電池システム２０は、例えば、ガラスにより形成された光透過パネル２１と、光透過パネル２１に配置され、単結晶シリコン材にて形成された複数の太陽電池モジュール２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃとを有する。
【００２０】
汚れ検出装置３０は、例えば、太陽電池モジュール２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃからの電力ラインに設置された電力計３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃと、フロントガラス内側に設置された日射計３２と、光透過パネル２１の裏面に設置され、太陽電池システム２０の受光面付近の温度を検出する温度センサ３３と、車速を検出する車速センサ３４と、これらのセンサ類からの出力が入力され、汚れ検出装置３０全体を制御する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔという）３５と、を備える。ここで、電力計３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃは、具体的には、電流計と電圧計を組み合わせた１組のものである。また、日射計３２は、例えば内部に配置された温度センサの温度上昇により日射強度を検出するセンサである。また、車速センサ３４は、例えば、各車輪に取り付けられた車輪速センサである。
【００２１】
ＥＣＵ３５は、例えば、各種プログラムを実行するＣＰＵ３６と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３７と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３８とを備えるコンピュータである。
【００２２】
洗浄部４０は、ＥＣＵ３５からの指示信号を受信して太陽電池システム２０の受光面における汚れを洗浄するものであり、ウォッシャー液を噴射するノズル４１とワイパー４２とを備える。
【００２３】
報知部５０は、ＥＣＵ３５からの指示信号を受信して太陽電池システム２０の受光面における汚れを洗浄手段により洗浄できなかった旨を乗員に報知するものであり、例えば、ナビゲーションシステムのディスプレイが共用される。また、独立した表示灯であってもよく、スピーカーにより音声で報知するものでもよい。
【００２４】
次に、汚れ検出装置３０が太陽電池システム２０の受光面、すなわち光透過パネル２１における汚れを検出し、これに伴って洗浄装置１０が自動的に洗浄を行なう動作について説明する。図２は、ＥＣＵ３５により所定時間（例えば、数秒〜数十分等）毎に実行される汚れ検出・自動洗浄フローの一例を示すフローチャートである。
【００２５】
ＥＣＵ３５のＣＰＵ３６は、まず、電力計３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃからの電力値ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、日射計３２からの日射強度Ｓ、温度センサ３３からの温度Ｔ、車速センサ３４からの車速Ｖを入力する（Ｓ１００）。
【００２６】
次に、日射強度Ｓと温度Ｔとから、予めＲＯＭ３７に記憶された発電量予想用マップを用いて、各モジュールの予想発電量Ｐを導出する（Ｓ１０２）。図３に、発電量予想マップの一例を示す。図示するように、予想発電量Ｐは、日射強度Ｓの増加に応じて増加し、温度Ｔの上昇に応じて減少する傾向に、且つ配線等による種々のロスを考慮して定められている。また、各モジュールは同一平面上に同一面積をもって設置されているため、同条件下における予想発電量Ｐは互いに等しいものとした。
【００２７】
そして、各モジュールの発電量ＰＡ、ＰＢ、ＰＣと、予想発電量Ｐと、の差をとることにより、乖離ＰＡｄｉｆ1、ＰＢｄｉｆ1ＰＣｄｉｆ1を求める（Ｓ１０４）。これらの乖離が閾値Ｐｓ以上であるか否かを判定し（Ｓ１０６）、乖離がすべて閾値Ｐｓ未満である場合は、本フローの１ルーチンを終了する。閾値Ｐｓは、誤差により発生する程度の乖離よりも若干大きい値に設定した。
【００２８】
続いて、車速Ｖが値０であるか否かを判定する（Ｓ１０８）。車速Ｖが値０でない場合は、第１の所定時間（例えば、０コンマ数秒〜数秒程度の時間）経過後、再度、電力計３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃからの電力値ＰＡ、ＰＢ、ＰＣを入力する（Ｓ１１０）。そして、これと予想発電量Ｐとの差をとることにより、乖離ＰＡｄｉｆ2、ＰＢｄｉｆ2ＰＣｄｉｆ2を求め、前述した乖離ＰＡｄｉｆ1、ＰＢｄｉｆ1ＰＣｄｉｆ1とそれぞれ比較して変化しておらず、且つ閾値Ｐｓ以上のものを、汚れによる乖離の発生と判断する（Ｓ１１２）。すなわち、光透過パネル２１において当該乖離を生じたモジュール上の部分に汚れがあると判断する。具体的には、例えば、ＰＡｄｉｆ1＝ＰＡｄｉｆ2≧Ｐｓのとき、モジュール２２Ａ上の部分に汚れありと判断する。第１の所定時間を上記のように設定するのは、車速が値０でない、すなわち車両が走行中であるから、日射遮蔽物が存在しても、走行に応じて速やかに日射遮蔽物が影を落とす部分が変化するものと推測されることに基づく。また、トンネル等を走行して比較的広範囲に亘って日射が遮蔽される場合は、日射計３２の出力値に影響を及ぼすため、そもそも乖離が余り発生しないと考えられる。
【００２９】
車速Ｖが値０の場合は、第２の所定時間（例えば、数十分〜数時間程度の時間）経過後、再度、電力計３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃからの電力値ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、日射計３２からの日射強度Ｓ、温度センサ３３からの温度Ｔ、車速センサ３４からの車速Ｖを入力する（Ｓ１１４）。そして、車速Ｖが値０か否かを再度判定し（Ｓ１１６）、値０でない場合は、本フローの１ルーチンを終了する。これは、車両が発進したことを意味し、Ｓ１１４以下の駐停車時の処理が無意味となるからである。車速Ｖが値０の場合は、駐停車継続中であると判断し、Ｓ１１０と同様に、入力した電力値ＰＡ、ＰＢ、ＰＣと予想発電量Ｐとの差をとることにより、乖離ＰＡｄｉｆ2、ＰＢｄｉｆ2ＰＣｄｉｆ2を求め、前述した乖離ＰＡｄｉｆ1、ＰＢｄｉｆ1ＰＣｄｉｆ1と比較して変化しておらず、且つ上述した閾値Ｐｓ以上のものを、汚れによる乖離の発生と判断する（Ｓ１１８）。すなわち、光透過パネル２１のうちそのモジュール上の部分に汚れが存在すると判断する。第２の所定時間を上記のように設定するのは、この程度の時間が経過すれば、これに伴って日射角度が変化し、日射遮蔽物が影を落とす部分が変化する、すなわち各モジュールの発電量が変化すると推測されることに基づく。
【００３０】
こうして、発電電力の乖離を評価すると、汚れが検出されたか否かを判定し（Ｓ１２０）、検出されない場合は、本フローの1ルーチンを終了する。汚れが検出された場合は、光透過パネル２１において汚れのある部分に該当するモジュールを特定し、これをＲＡＭ３８に記憶する（Ｓ１２２）。
【００３１】
次に、ＥＣＵ３５は、ノズル４１によりウォッシャー液を噴射すると共に、汚れのある部分を重点的に洗浄するようワイパー４２のアクチュエータに指示する（Ｓ１２４）。
【００３２】
洗浄を行なうと、上述したＳ１００〜１１８の汚れ判定処理を再度実行し、再度汚れが検出された場合は、モジュールの故障等の可能性があるため、報知部５０により乗員に報知し（Ｓ１２６、１２８）、本フローの１ルーチンを終了する。
【００３３】
このように、本発明の第１実施例に係る、汚れ検出装置３０においては、車速Ｖが値０か否かを判定することにより車両が走行しているか否かで場合分けし、日射遮蔽物が影を落とす部分が変化するのに必要な第１又は第２の所定時間経過後に発電量の乖離を評価するから、光透過パネル２１の汚れを適正に検出することができる。
【００３４】
また、本発明の第１実施例に係る、洗浄装置１０においては、汚れ検出装置３０において適正に検出された汚れを自動的に洗浄するから、余分なエネルギー消費を抑制し、適正に洗浄を行なうことができる。また、洗浄できなかった際は、故障等の可能性があるため、これを乗員に報知している。
【実施例２】
【００３５】
図４は、本発明の第２実施例に係る汚れ検出装置２３０の全体構成の一例を示す図である。汚れを検出する対象の太陽電池については、第１実施例の太陽電池システム２０と同様の構成であるものとし、同一の符号を用いて説明する。図示するように、汚れ検出装置２３０は、太陽電池システム２０の光透過パネル２１を２方向から撮像するカメラ２３１と、車速を検出する車速センサ２３４と、カメラ２３１からの画像データ及び車速センサ２３４からの車速Ｖが入力され、汚れ検出装置２３０全体を制御する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔという）２３５と、を備える。カメラ２３１は、例えば、周知のＣＣＤカメラである。
【００３６】
ＥＣＵ２３５は、例えば、各種プログラムを実行するＣＰＵ２３６と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２３７と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２３８とを備えるコンピュータである。
【００３７】
次に、汚れ検出装置２３０が太陽電池システム２０の受光面、すなわち光透過パネル２１における汚れを検出する動作について説明する。図５は、ＥＣＵ２３５により所定時間（例えば、数秒〜数十分等）毎に実行される汚れ検出・自動洗浄フローの一例を示すフローチャートである。
【００３８】
ＥＣＵ２３５のＣＰＵ２３６は、まず、カメラ２３１からの画像データ及び、車速センサ２３４からの車速Ｖを入力する（Ｓ２００）。
【００３９】
次に、画像データ中で、光透過パネル２１における、日射遮蔽物による影、又は汚れに相当すると推測される画像の暗い、特徴部分を特定し、ＲＡＭ２３８に記憶する（Ｓ２０２）。この特定は、予めＲＯＭ２３７に記憶された基本画像データに対して画像全体の輝度平均を考慮して補正を行なった基準となる画像データと、入力された画像データと、を比較して、輝度が閾値Ｂ以上低下している部分を、当該部分として特定するものとした。また、それぞれの画像データに対しては座標を付与し、比較計算及び特徴部分の特定にはこの座標を用いている。
【００４０】
そして、特徴部分が存在するか否かを判定し（Ｓ２０４）、存在しない場合は、影も汚れも存在しないと判断して、本フローの１ルーチンを終了する。
【００４１】
特徴部分が存在する場合は、車速Ｖが値０であるか否かを判定する（Ｓ２０６）。車速Ｖが値０でない場合は、第１の所定時間（例えば、０コンマ数秒〜数秒程度の時間）経過後、再度、カメラ２３１からの画像データを入力して（Ｓ２０８）、Ｓ２０２と同様に特徴部分の特定を行い、Ｓ２０２において特定した特徴部分と比較して、特徴部分の位置（座標）が変化していなければ、これを光透過パネル２１における汚れと判断する（Ｓ２１０）。第１の所定時間を上記のように設定するのは、実施例１と同様の趣旨である。また、トンネル等を走行して比較的広範囲に亘って日射が遮蔽される場合は、画像全体が、特徴部分を特定できない程度に暗くなると考えられる。
【００４２】
車速Ｖが値０の場合は、第２の所定時間（例えば、数十分〜数時間程度の時間）経過後、再度、カメラ２３１からの画像データ及び車速センサ２３４からの車速Ｖを入力する（Ｓ２１２）。そして、車速Ｖが値０か否かを再度判定し（Ｓ２１４）、値０でない場合は、本フローの１ルーチンを終了する。これは、車両が発進したことを意味し、Ｓ２１２以下の駐停車時の処理が無意味となるからである。車速Ｖが値０の場合は、駐停車継続中であると判断し、Ｓ２０２と同様に特徴部分の特定を行い、Ｓ２０２において特定した特徴部分と比較して、特徴部分の位置（座標）が変化していなければ、これを光透過パネルにおける汚れと判断する（Ｓ２１６）。第２の所定時間を上記のように設定するのは、実施例１と同様の趣旨である。
【００４３】
このように、本発明の第２実施例に係る、汚れ検出装置２３０においては、車速Ｖが値０か否かを判定することにより車両が走行しているか否かで場合分けし、日射遮蔽物が影を落とす部分が変化するのに必要な第１又は第２の所定時間経過後に画像データ中の特徴部分の位置（座標）の変化を判定するから、光透過パネル２１の汚れを適正に検出することができる。
【実施例３】
【００４４】
図６は、本発明の第３実施例に係る汚れ検出装置３３０の全体構成の一例を示す図である。汚れを検出する対象の太陽電池については、第１実施例の太陽電池システム２０と同様の構成であるものとし、同一の符号を用いて説明する。図示するように、汚れ検出装置３３０は、光透過パネル２１の裏面であって、太陽電池モジュール２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの間、及び端部に設置された、複数の発光・受光装置３３１と、車速センサ３３４と、発光・受光装置３３１からの検出データ及び車速センサ２３４からの車速Ｖが入力され、汚れ検出装置３３０全体を制御する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔという）３３５と、を備える。
【００４５】
発光・受光装置３３１は、図７に示す通り、光透過パネル２１の裏面から表面に向けて所定強度の光を短時間照射し、光透過パネル２１の表面で反射された反射光の強度を検出する発光・受光動作を行なう。
【００４６】
ＥＣＵ３３５は、例えば、各種プログラムを実行するＣＰＵ３３６と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３３７と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３３８とを備えるコンピュータである。
【００４７】
次に、汚れ検出装置３３０が太陽電池システム２０の受光面、すなわち光透過パネル２１における汚れを検出する動作について説明する。図８は、ＥＣＵ３３５により所定時間（例えば、数秒〜数十分等）毎に実行される汚れ検出・自動洗浄フローの一例を示すフローチャートである。
【００４８】
ＥＣＵ３３５のＣＰＵ３３６は、まず、発光・受光装置３３１に発光・受光動作を行なうよう指示すると共に車速センサ３３４からの車速Ｖを入力する（Ｓ３００）。
【００４９】
次に、複数の発光・受光装置３３１が検出した反射光の強度の平均を計算し、この平均値よりも閾値（率）Ｌ[％]以上強い反射光を受信した所定発光・受光装置３３１を特定し、ＲＡＭ３３８に記憶する（Ｓ３０２）。この所定発光・受光装置３３１に相当する部分では、日射遮蔽物による影、又は汚れによって、光透過パネル２１の表面における光の反射率が上昇した可能性がある。なお、閾値（率）Ｌは、任意に定めてよい。
【００５０】
そして、所定発光・受光装置３３１が存在するか否かを判定し（Ｓ３０４）、存在しない場合は、影も汚れも存在しないと判断して、本フローの１ルーチンを終了する。
【００５１】
所定発光・受光装置３３１が存在する場合は、車速Ｖが値０であるか否かを判定する（Ｓ３０６）。車速Ｖが値０でない場合は、第１の所定時間（例えば、０コンマ数秒〜数秒程度の時間）経過後、再度、発光・受光装置３３１に発光・受光動作を行なうよう指示して（Ｓ３０８）、Ｓ３０２と同様に所定発光・受光装置３３１の特定を行い、これがＳ３０２において特定した所定発光・受光装置３３１と同一のものであれば、この発光・受光装置３３１上に光透過パネル２１における汚れがあると判断する（Ｓ３１０）。第１の所定時間を上記のように設定するのは、実施例１と同様の趣旨である。また、トンネル等を走行して比較的広範囲に亘って日射が遮蔽される場合は、光透過パネル２１の表面全体に亘って反射率が上昇するため、反射光の強度の平均自体が上昇し、所定発光・受光装置３３１は特定されないと考えられる。
【００５２】
車速Ｖが値０の場合は、第２の所定時間（例えば、数十分〜数時間程度の時間）経過後、再度、発光・受光装置３３１に発光・受光動作を行なうよう指示すると共に車速センサ２３４からの車速Ｖを入力する（Ｓ３１２）。そして、車速Ｖが値０か否かを再度判定し（Ｓ３１４）、値０でない場合は、本フローの１ルーチンを終了する。これは、車両が発進したことを意味し、Ｓ３１２以下の駐停車時の処理が無意味となるからである。車速Ｖが値０の場合は、駐停車継続中であると判断し、Ｓ３０２と同様に所定発光・受光装置３３１の特定を行い、Ｓ３０２において特定した所定発光・受光装置３３１と同一のものであれば、この発光・受光装置３３１上に光透過パネル２１における汚れがあると判断する（Ｓ３１６）。第２の所定時間を上記のように設定するのは、実施例１と同様の趣旨である。
【００５３】
このように、本発明の第３実施例に係る、汚れ検出装置３３０においては、車速Ｖが値０か否かを判定することにより車両が走行しているか否かで場合分けし、日射遮蔽物が影を落とす部分が変化するのに必要な第１又は第２の所定時間経過後に、平均値よりも閾値（率）Ｌ[％]以上強い反射光を検出した所定発光・受光装置３３１が同一であるか否かを判定するから、光透過パネル２１の汚れを適正に検出することができる。
【００５４】
以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００５５】
例えば、本発明の第１実施例に係る汚れ検出装置３０は、洗浄装置１０に組み込まれたものとして例示したが、単独で車両に搭載されて動作するものとしても同様の効果を奏するものである。一方、第２実施例に係る汚れ検出装置２３０や第３実施例に係る汚れ検出装置３３０は、単独で車両に搭載されて動作するものとして例示したが、洗浄装置１０に組み込まれて動作するものとしても同様の効果を奏するものである。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、少なくとも太陽電池を搭載する車両に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能、及び太陽電池の種類等は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１実施例に係る汚れ検出装置３０を備える洗浄装置１０の全体構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施例に係る汚れ検出装置３０のＥＣＵ３５により実行される汚れ検出・自動洗浄フローの一例を示すフローチャートである。
【図３】汚れ検出・自動洗浄フローの実行の際に用いられる発電量予想マップの一例を示す。
【図４】本発明の第２実施例に係る汚れ検出装置２３０の全体構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る汚れ検出装置２３０のＥＣＵ２３５により実行される汚れ検出・自動洗浄フローの一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施例に係る汚れ検出装置３３０の全体構成の一例を示す図である。
【図７】発光・受光装置３３１が発光・受光動作を行なう様子を示す図である。
【図８】本発明の第３実施例に係る汚れ検出装置３３０のＥＣＵ３３５により実行される汚れ検出・自動洗浄フローの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
１０ 洗浄装置
２０ 太陽電池システム
２１ 光透過パネル
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ 太陽電池モジュール
３０、２３０、３３０ 汚れ検出装置
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ 電力センサ
３２ 日射計
３３ 温度センサ
３４、２３４、３３４ 車速センサ
３５、２３５、３３５ ＥＣＵ
３６、２３６、３３６ ＣＰＵ
３７、２３７、３３７ ＲＯＭ
３８、２３８、３３８ ＲＡＭ
４０ 洗浄部
４１ ノズル
４２ ワイパー
５０ 報知部
２３１ カメラ
３３１ 発光・受光装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された太陽電池システムの受光面における汚れを検出する汚れ検出装置であって、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記太陽電池システムの受光面における汚れによって生じ得る所定事象を検出する所定事象検出手段と、を備え、
前記車速検出手段により検出された車速と、前記所定事象検出手段により検出された所定事象の経時変化と、に基づいて太陽電池システムの受光面における汚れを検出する、
ことを特徴とする汚れ検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の汚れ検出装置であって、
前記所定事象検出手段は、前記太陽電池システムの発電量を予測する発電量予測手段と、該太陽電池システムの実際の発電量を検出する発電量検出手段と、を備え、該予測された発電量と検出された実際の発電量との乖離を前記所定事象として検出する手段である、
汚れ検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の汚れ検出装置であって、
前記発電量予測手段は、日射強度を検出する日射強度検出部と、太陽電池システムの温度を検出する温度検出部とを有し、該検出された日射強度と太陽電池システムの温度とに基づいて発電量を予測する手段である、
汚れ検出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の汚れ検出装置であって、
前記所定事象検出手段は、前記太陽電池システムの受光面を撮像する撮像手段を有し、該撮像手段の画像データ中に存在する特徴部分を前記所定事象として検出する手段である、
汚れ検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の汚れ検出装置であって、
前記画像データ中に存在する特徴部分は、基準となる画像データよりも画像が暗い部分である、
汚れ検出装置。
【請求項６】
請求項１に記載の汚れ検出装置であって、
前記太陽電池システムの受光面は光透過パネルによって形成され、
前記所定事象検出手段は、該光透過パネルの裏面に設置され、該光透過パネルの表面に向けて発光すると共に該光透過パネルの表面で反射された反射光の強さを検出可能な発光受光手段を有し、該発光受光手段により検出された反射光の強さが基準値以上であることを前記所定事象として検出する手段である、
汚れ検出装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の汚れ検出装置であって、
前記車速検出手段により検出された車速がゼロでない場合、前記所定事象を第１の所定時間計測し、該第１の所定時間の前後で前記所定事象が変化しないときに前記太陽電池システムの受光面における汚れを検出することを特徴とする、
汚れ検出装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の汚れ検出装置であって、
前記車速検出手段により検出された車速がゼロの場合、前記所定事象を第２の所定時間計測し、該第２の所定時間の前後で前記所定事象が変化しないときに前記太陽電池システムの受光面における汚れを検出することを特徴とする、
汚れ検出装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の汚れ検出装置であって、
乗員に情報を報知する報知手段を更に備え、
前記太陽電池システムの受光面における汚れを検出したときに、前記報知手段により乗員に汚れの存在を報知することを特徴とする、
汚れ検出装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の汚れ検出装置と、
前記太陽電池システムの受光面を洗浄する洗浄手段と、を備え、
前記汚れ検出装置により汚れを検出したときに、前記洗浄手段により自動的に前記太陽電池システムの受光面の洗浄を行なうことを特徴とする、
洗浄装置。
【請求項１１】
請求項１ないし８に係る請求項１０に記載の洗浄装置であって、
乗員に情報を報知する報知手段を備え、
前記洗浄手段により自動的に前記太陽電池システムの受光面の洗浄を行なった後、更に前記汚れ検出装置により汚れが検出された場合に、洗浄できなかった旨を乗員に報知することを特徴とする、
洗浄装置。
【請求項１】
車両に搭載された太陽電池システムの受光面における汚れを検出する汚れ検出装置であって、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記太陽電池システムの受光面における汚れによって生じ得る所定事象を検出する所定事象検出手段と、を備え、
前記車速検出手段により検出された車速と、前記所定事象検出手段により検出された所定事象の経時変化と、に基づいて太陽電池システムの受光面における汚れを検出する、
ことを特徴とする汚れ検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の汚れ検出装置であって、
前記所定事象検出手段は、前記太陽電池システムの発電量を予測する発電量予測手段と、該太陽電池システムの実際の発電量を検出する発電量検出手段と、を備え、該予測された発電量と検出された実際の発電量との乖離を前記所定事象として検出する手段である、
汚れ検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の汚れ検出装置であって、
前記発電量予測手段は、日射強度を検出する日射強度検出部と、太陽電池システムの温度を検出する温度検出部とを有し、該検出された日射強度と太陽電池システムの温度とに基づいて発電量を予測する手段である、
汚れ検出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の汚れ検出装置であって、
前記所定事象検出手段は、前記太陽電池システムの受光面を撮像する撮像手段を有し、該撮像手段の画像データ中に存在する特徴部分を前記所定事象として検出する手段である、
汚れ検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の汚れ検出装置であって、
前記画像データ中に存在する特徴部分は、基準となる画像データよりも画像が暗い部分である、
汚れ検出装置。
【請求項６】
請求項１に記載の汚れ検出装置であって、
前記太陽電池システムの受光面は光透過パネルによって形成され、
前記所定事象検出手段は、該光透過パネルの裏面に設置され、該光透過パネルの表面に向けて発光すると共に該光透過パネルの表面で反射された反射光の強さを検出可能な発光受光手段を有し、該発光受光手段により検出された反射光の強さが基準値以上であることを前記所定事象として検出する手段である、
汚れ検出装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の汚れ検出装置であって、
前記車速検出手段により検出された車速がゼロでない場合、前記所定事象を第１の所定時間計測し、該第１の所定時間の前後で前記所定事象が変化しないときに前記太陽電池システムの受光面における汚れを検出することを特徴とする、
汚れ検出装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の汚れ検出装置であって、
前記車速検出手段により検出された車速がゼロの場合、前記所定事象を第２の所定時間計測し、該第２の所定時間の前後で前記所定事象が変化しないときに前記太陽電池システムの受光面における汚れを検出することを特徴とする、
汚れ検出装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の汚れ検出装置であって、
乗員に情報を報知する報知手段を更に備え、
前記太陽電池システムの受光面における汚れを検出したときに、前記報知手段により乗員に汚れの存在を報知することを特徴とする、
汚れ検出装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の汚れ検出装置と、
前記太陽電池システムの受光面を洗浄する洗浄手段と、を備え、
前記汚れ検出装置により汚れを検出したときに、前記洗浄手段により自動的に前記太陽電池システムの受光面の洗浄を行なうことを特徴とする、
洗浄装置。
【請求項１１】
請求項１ないし８に係る請求項１０に記載の洗浄装置であって、
乗員に情報を報知する報知手段を備え、
前記洗浄手段により自動的に前記太陽電池システムの受光面の洗浄を行なった後、更に前記汚れ検出装置により汚れが検出された場合に、洗浄できなかった旨を乗員に報知することを特徴とする、
洗浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１１００３８（Ｐ２００７−１１００３８Ａ）
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０１９８４（Ｐ２００５−３０１９８４）
【出願日】平成１７年１０月１７日（２００５．１０．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１７日（２００５．１０．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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