(57)【要約】【課題】移動体に搭載する太陽電池モジュールの用途を拡大し、太陽電池モジュールの付加価値を向上させる。【解決手段】操舵制御システムは、車庫の天井など車両の外部に設けられる光源と、この光源から照射される光を受けて車両の操舵制御を行う操舵制御装置１５とにより構成される。操舵制御装置１５は、車両の天板に縦横に配列された複数の太陽電池セル５により構成される太陽電池モジュール４と、操舵を行うパワステモーター回転制御部１０の操舵制御を行う操舵角制御部１１とを備えている。この操舵角制御部１１は、光源から照射される光を受光している受光太陽電池セル５により形成される受光線と、予め設定された基準線とのズレを算出し、このズレに基づき車両の操舵角を導き出して操舵制御を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の操舵制御を行うための操舵制御システムであって、
前記移動体の外部に設置される光源と、
前記移動体に設けられ、前記光源からの光を受光する太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールにおける前記光源からの光の受光位置を検知する受光検知手段と、
前記受光検知手段により検知された受光位置に応じて前記移動体の操舵角を制御する操舵角制御手段とを備えることを特徴とする操舵制御システム。
【請求項２】
前記操舵角制御手段は、前記太陽電池モジュールにおいて予め設定された基準位置と前記受光検知手段により検知された受光位置とが一致するように前記移動体の操舵角を制御することを特徴とする請求項１に記載の操舵制御システム。
【請求項３】
前記基準位置は、前記移動体の幅方向中心を通って前記移動体の前後方向に延びるように線状に設定されることを特徴とする請求項２に記載の操舵制御システム。
【請求項４】
前記光源は、前記移動体が移動する走行路に沿って当該走行路の幅方向中心に光を照射するように設置されていることを特徴とする請求項３に記載の操舵制御システム。
【請求項５】
前記光源は、太陽光よりも光度が高い光を照射することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の操舵制御システム。
【請求項６】
車両に設けられ、当該車両の操舵制御を行うための操舵制御装置であって、
前記車両の外部に設置される光源からの光を受光する太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールにおける光の受光位置を検知する受光検知手段と、
前記受光検知手段により検知された受光位置に応じて前記移動体の操舵角を制御する操舵角制御手段とを備えることを特徴とする操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールを備える移動体の操舵制御システム及び操舵制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両に太陽電池モジュールを備え、この太陽電池モジュールにより発電された電力によりモーター等を駆動させるものがある。このような車両においては、太陽電池の発電能力を最大限に活用するため、バッテリーの充電状態が高充電状態よりも高い場合には、エンジンの出力を減少させて車輪駆動モーターの出力を増大させることが知られている（特許文献１参照）。一方、太陽電池を電源とする換気装置で、車室内温度に基づき換気を始動させ、同時に空冷により太陽電池を冷却して発電効率の低下を抑制することが知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２８１６０４号公報
【特許文献２】特許第３２５５６５７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、太陽電池モジュールはコストが高いため、従来のように燃費向上のために車輪駆動モーターを動かしたり、駐車時に車室内を換気したりするだけでは採算が取れず、太陽電池モジュールを広く普及させることが難しいという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、移動体に搭載する太陽電池モジュールの用途を拡大し、太陽電池モジュールの付加価値を向上させることが可能な操舵制御システム及び操舵制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、移動体の操舵制御を行うための操舵制御システムであって、移動体の外部に設置される光源と、移動体に設けられ、光源からの光を受光する太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールにおける光源からの光の受光位置を検知する受光検知手段と、受光検知手段により検知された受光位置に応じて移動体の操舵角を制御する操舵角制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
このような操舵制御システムを例えば車両の車庫入れに適用する場合、車庫の天井に光源を前後方向に沿って設置すると共に、車両の屋根に太陽電池モジュールを搭載する。この場合、車両を車庫に入れるときに、車両が車庫に対して傾いていると、太陽電池モジュールにおける光源からの光の受光位置が予め設定された基準線に対してずれることになる。従って、受光検知手段により基準線に対する受光位置のズレが検出されたときに、操舵角制御手段がその受光位置のズレを解消するように移動体の操舵角を制御することで、車両の向きを車庫に対して真っ直ぐにすることが可能となる。このように本発明の操舵制御システムにおいては、太陽電池モジュールにおける光源からの光の受光位置を検知することにより、移動体の操舵制御を自動的に行うことができる。これにより、移動体に搭載する太陽電池モジュールの用途が拡大され、太陽電池モジュールの付加価値が向上する。
【０００７】
上記操舵角制御手段は、太陽電池モジュールにおいて予め設定された基準位置と受光検知手段により検知された受光位置とが一致するように移動体の操舵角を制御することが好ましい。このように、太陽電池モジュールにおける光源からの光の受光位置と予め設定された基準位置とが一致するように移動体の操舵角が制御されるため、移動体を確実に所定の向きになるよう操舵制御することが可能となる。
【０００８】
上記基準位置は、移動体の幅方向中心を通って移動体の前後方向に延びるように線状に設定されることが好ましい。この場合には、太陽電池モジュールの受光位置が移動体の幅方向中心を通って移動体の前後方向に延びるように、移動体の操舵角が制御される。
【０００９】
上記光源は、移動体が移動する走行路に沿って当該走行路の幅方向中心に光を照射するように設置されていることが好ましい。これにより、移動体は走行路の中央において前後方向に移動するように操舵制御を行うことが可能となる。
【００１０】
上記光源は、太陽光よりも光度が高い光を照射することが好ましい。これにより、屋外においても、太陽光と光源からの光とを区別することができ、太陽光に影響されることなく操舵制御を行うことが可能となる。
【００１１】
また、本発明は、車両に設けられ、当該車両の操舵制御を行うための操舵制御装置であって、車両の外部に設置される光源からの光を受光する太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールにおける光の受光位置を検知する受光検知手段と、受光検知手段により検知された受光位置に応じて移動体の操舵角を制御する操舵角制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
このような操舵制御装置においては、上述したように、太陽電池モジュールにおける光源からの光の受光位置を検知することにより、車両の操舵制御を自動的に行うことができる。これにより、車両に搭載する太陽電池モジュールの用途が拡大され、太陽電池モジュールの付加価値が向上する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、太陽電池モジュールを利用した車両等の移動体の操舵制御が可能となるので、コストの高い太陽電池モジュールを有効活用し、太陽電池モジュールの商品としての付加価値を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る操舵制御システム及び操舵制御装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る操舵制御システム１の一部構成を概略的に示した図である。操舵制御システム１は、図１に示すように、車庫の天井など車両３の外部に設けられる複数の光源２と、これらの光源２から照射される光を太陽電池モジュール４で受けて車両３の操舵制御を行う操舵制御装置１５（図２参照）とにより構成される。
【００１６】
各光源２は、駐車スペースの前後方向に沿って所定の間隔をもって設置され、集光レンズ（不図示）を通して、鉛直方向下向きに光が照射されるように設置されている。
【００１７】
図２は、操舵制御装置１５の構成図である。操舵制御装置１５は、図１及び図２に示すように、車両３の天板に取り付けられた太陽電池モジュール４を有している。この太陽電池モジュール４は、数ｃｍ四方の矩形上に形成されて車両３の天板に縦横に配列される、複数の太陽電池セル５により構成されている。また、車両３には、各太陽電池セル５により発電される電力を蓄電するリチウムイオン電池などの２次電池６が設けられており、この２次電池６により車輪用のモーター７が駆動される。
【００１８】
そして、各太陽電池セル５と２次電池６との間には、各太陽電池セル５の発電により生じる電流を計測する複数の電流計８と、この電流計８で計測した電流値を検出するモニター９とが設けられている。なお、ここでは、太陽電池セル５を流れる電流を計測することで、太陽電池セル５の発電を検出するようにしたが、太陽電池セル５の接続形態によっては、電圧計を用いて太陽電池セル５の電圧を計測することで、太陽電池セル５の発電を検出してもよい。
【００１９】
また、車両３には、パワステモーター１２を回転させて操舵を行わせるパワステモーター回転制御部１０と、操舵角制御部１１とが設けられている。操舵角制御部１１は、モニター９で検出した各太陽電池セル５の電流値に基づいて光源２から照射される光を受光している太陽電池セル５（受光太陽電池セル５ａとする）を特定し、この特定された受光太陽電池セル５ａにより形成される線（以下「受光線」という）に基づき車両３の操舵角を導き出して、パワステモーター回転制御部１０を制御する。
【００２０】
また、車両３には、自動操舵（駐車）モード、自動操舵（走行）モード及び通常操舵モードの何れかを選択する操舵モード切換スイッチ１３と、車両３の前進動作及び後退動作位置を切り換えるギア１４とが備えられている。そして、操舵角制御部１１は、操舵モード切換スイッチ１３で選択した操舵モード情報と、ギア１４で指示された前進・後退情報を基にして、操舵角を制御する。
【００２１】
操舵角制御部１１には、太陽電池モジュール４において予め設定された基準線（基準位置）と、操舵制御を行うための制御データとが登録されている。本実施形態では、車両３の車幅方向中心を通る車両前後方向の線を基準線として登録している。
【００２２】
制御データとしては、太陽電池モジュール４における基準線と受光線とのズレ（角度・距離）に対応した操舵角情報が登録されている。ところで、受光線を基準線に一致させるためには、移動距離に応じて操舵角を変化させる必要がある。このため、制御データの操舵角情報には、基準線と受光線が一致するまでの間、現在位置からの移動距離に応じて連続的に変化する操舵角が登録されている。また、制御データには、駐車時における操舵角の情報が記憶された駐車データや、通常走行時における操舵角の情報が記憶された走行データなど、車両３の走行状況に応じた操舵角情報や制御情報が記憶されている。
【００２３】
続いて、車庫等の駐車スペースＳに車両３を駐車させる場合における操舵制御システム１の動作について説明する。図３は、車両３と駐車スペースＳと光源２との位置関係を示す図である。
【００２４】
図３に示すように、駐車スペースＳに車両３を後退させて駐車させる場合、まず、駐車スペースＳの天井に光源２を設置する。光源２は、駐車スペースＳの幅方向中心を通って車両３の進入方向に向いて直線状に延びる線上において、太陽電池モジュール４の寸法と比較して短い間隔で配置される。本実施形態では、１０ｃｍ程度の間隔をもって光源２が配置されている。また、光源２は、集光レンズ（不図示）により集光された光を、鉛直方向下向きに駐車スペースＳの幅方向中心に向けて照射する。光源２から照射される光の出力は、太陽光よりも光の強度を高くなるように設定し、例えば、１００ｍＷ／ｃｍ２×（太陽電池セル５の面積）よりも大きいものとする。
【００２５】
図４は、操舵角制御部１１における制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。以下、このフローチャートを参照しつつ、操舵制御システム１により、駐車スペースＳに車両３を駐車させる動作について説明する。
【００２６】
まず、車両３を完全に停止させ、操舵モード切換スイッチ１３を切り換えて自動操舵モード（駐車）に設定する。そして、自動操舵モード（駐車）が開始されると（Ｓ１）、操舵角制御部１１は、制御データの中から駐車データを参照して、操舵制御を行う。
【００２７】
このとき、光源２から鉛直方向下向きに照射された光は、太陽電池モジュール４における何れかの太陽電池セル５により受光される。
【００２８】
太陽電池セル５は、受光により発電が行われて電流が流れる。各太陽電池セル５から流れる電流は、各太陽電池セル５に対応して設けられた電流計８により計測されており、モニター９は、この電流計８により計測された電流値を検出する。
【００２９】
そして、操舵角制御部１１は、モニター９で検出した各太陽電池セル５の電流値を参照することにより、光源２から照射された光を受光して発電した場所を特定する（Ｓ２）。具体的には、図５に示すように、モニター９で検出した電流値が所定の閾値以上を示す太陽電池セル５を抽出し、この抽出された太陽電池セル５を、受光太陽電池セル５ａとして特定する。なお、受光太陽電池セル５ａを特定する際の基準となる電流値の閾値は、太陽光を受光したときに太陽電池セル５から流れる電流値よりも大きな値とする。
【００３０】
太陽電池モジュール４上では複数の受光太陽電池セル５ａが特定されると、これら複数の受光太陽電池セル５ａをつないで形成される線を受光線として算出する。そして、予め設定されている基準線と算出した受光線とのズレ（角度・距離）を算出する（Ｓ３）。図５に示すように、角度のズレは、基準線に対する受光線の傾きθ１を算出することにより導き出され、距離のズレは、太陽電池モジュール４の中心を通る車幅方向に延びる線上における、基準線と受光線との離間距離α１を算出することにより導き出される。
【００３１】
基準線と受光線とのズレ（角度・距離）が検知されると、ギア１４が「後退」と「前進」の何れに位置しているかを検知する（Ｓ４）。
【００３２】
そして、操舵角制御部１１は、算出された基準線と受光線とのズレ（角度・距離）及びギア位置（後退）に対応する操舵角情報を制御データから引き出し（Ｓ５）、この操舵角情報をパワステモーター回転制御部１０に送出する（Ｓ６）。
【００３３】
操舵角情報には、現在位置からの移動距離に応じて連続的に変化する操舵角が含まれているため、パワステモーター回転制御部１０は、まず現在位置における操舵角になるようにパワステモーター１２を回転させて、図示しないステアリングを自動的に回転させる。
【００３４】
ステアリングの自動回転が完了すると、運転者はアクセルとブレーキを操作して、車両３が障害物（他の駐車車両や駐車スペースＳの壁等）にぶつからないように、車両３を後退させる。
【００３５】
パワステモーター回転制御部１０は、車両３の移動に伴い、移動距離に応じた操舵角になるよう、随時パワステモーターを回転させて、ステアリングを自動的に戻すように回転させる。
【００３６】
一度の移動で基準線と受光線とのズレが修正できておらず、自動操舵モードが終了されていない場合は（Ｓ７）、車両３が完全に停止した後に、ギア位置を「後退」から「前進」に切り替え、再度上記（Ｓ１）〜（Ｓ６）の処理を行い、基準線と受光線とが一致するまでこの処理を繰り返す。このとき、ギア位置は「前進」であるため、操舵角制御部１１は、基準線と受光線とのズレ（角度・距離）及びギア位置（前進）に対応する操舵角情報を制御データから引き出して、上記（Ｓ１）〜（Ｓ６）の処理を行う。このようにして、基準線と受光線とが一致するまで、「後退」と「前進」を切り替えながら（Ｓ１）〜（Ｓ６）の処理を繰り返し、車両３を駐車スペースＳに駐車させる。なお、駐車が完了すると、操舵モード切換スイッチ１３を通常操舵モードに切り換えて、自動操舵モード（駐車）を終了させる（Ｓ８）。
【００３７】
このように、本実施形態に係る操舵制御システム１によれば、受光太陽電池セル５ａの位置に基づいて操舵制御を行うことができるため、太陽電池モジュール４に新たな用途を付加することが可能となる。
【００３８】
また、本実施形態に係る操舵制御システム１によれば、車両３の車幅方向中心を通って車両の前後方向に延びる線を基準線とするため、車両３の向きを、駐車スペースＳの進行方向に対して真っ直ぐにするように操舵制御することが可能となる。
【００３９】
そして、光源２は、駐車スペースＳの中心を通り、車両３の進入方向を向いて直線状に延びる線上に設けられているため、車両３を「後退」又は「前進」させることで、車両３を駐車スペースＳの進入方向に向けると共に、駐車スペースＳの車幅方向中心に車両３を駐車させることが可能となる。このため、運転者は、ハンドル操作を行うことなくアクセルとブレーキの操作だけで、車両３を駐車スペースＳに駐車させることが可能となる。また、車両を駐車スペースＳの車幅方向中心に駐車させることが可能であるため、駐車スペースＳの幅よりも狭い車幅の車両であれば、ハンドル操作を行うことなく、確実に駐車スペースＳ内に車両３を駐車させることが可能となる。
【００４０】
また、太陽電池モジュール４における受光太陽電池セル５ａの位置に基づき、受光線と基準線とのズレ（角度・距離）を導き出して、操舵角情報を引き出すため、複雑な構成や処理を追加することなく、容易に操舵制御を行うことが可能となる。
【００４１】
また、光源２から照射される光の強度を太陽光よりも高くすることで、屋外においても太陽光と光源２から照射される光を区別することができ、太陽光に影響されることなく操舵制御を行うことが可能となる。
【００４２】
続いて、自動車専用道路で車両３を走行させる場合における操舵制御システム２０の動作について説明する。この操舵制御システム２０は、上述した操舵制御システム１と同様に、複数の光源２と、操舵制御装置１５（図２参照）とを備えている。図６は、車両３と片側１車線の自動車専用道路Ａと光源２との位置関係を示す図である。
【００４３】
図６に示すように、自動車専用道路Ａで車両３を走行させる場合、まず、自動車専用道路Ａの上方に光源２を設置する。光源２は、車両３が走行する自動車専用道路Ａにおける各走行レーンＬの中心に位置して、車両３の走行方向に沿うように所定の間隔をもって配置されている。
【００４４】
図７は、操舵制御装置１５の操舵角制御部１１における制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。以下、このフローチャートを参照しつつ、操舵制御システム２０により、自動車専用道路Ａで車両を走行させる動作について説明する。
【００４５】
まず、操舵モード切換スイッチ１３を切り換えて自動操舵モード（走行）に設定する。そして、自動操舵モード（走行）が開始されると（Ｓ１１）、操舵角制御部１１は、制御データの中から走行データを参照して、操舵制御を行う。
【００４６】
このとき、上述した自動操舵モード（駐車）と同様に、光源２から照射される光は、太陽電池モジュール４における何れかの太陽電池セル５により受光される。
【００４７】
操舵角制御部１１は、太陽電池モジュール４の車両進行方向最前列における太陽電池セル５を常に監視している。そして、モニター９で検出した各太陽電池セル５の電流値を参照することにより、太陽電池モジュール４の車両進行方向最前列における、受光太陽電池セル５ａの位置を特定する（Ｓ１２）。
【００４８】
自動車専用道路Ａが直線状であって、車両３が、自動車専用道路Ａの走行レーンＬの幅方向中心を直進走行している時は、太陽電池モジュール４の車両進行方向最前列における太陽電池セル５のうち、受光太陽電池セル５ａは中央の太陽電池セル５となる。
【００４９】
ここで、自動車専用道路Ａがカーブになると、図８（ａ）に示すように、太陽電池モジュール４の車両進行方向最前列における受光太陽電池セル５ａは、中央位置からカーブ方向にずれた位置に変化する。そこで、操舵角制御部１１は、太陽電池モジュール４の車両進行方向最前列における受光太陽電池セル５ａと、太陽電池モジュール４の車幅方向中心かつ車両前後方向中心に位置する太陽電池セル５とをむすぶ線を受光線として算出する。そして、予め設定されている基準線と算出した受光線とのズレ（角度・距離）を算出する（Ｓ１３）。図８（ａ）に示すように、角度のズレは、基準線に対する受光線の傾きθ２を算出することにより導き出され、距離のズレは、太陽電池モジュール４の車両進行方向最前列における、基準線と受光線との離間距離α２を算出することにより導き出される。
【００５０】
そして、操舵角制御部１１は、算出された基準線と受光線とのズレ（角度・距離）に対応する操舵角情報を制御データから引き出し（Ｓ１４）、この操舵角情報をパワステモーター回転制御部１０に対して送出する（Ｓ１５）。
【００５１】
操舵角情報には、現在位置からの移動距離に応じて連続的に変化する操舵角が含まれているため、パワステモーター回転制御部１０は、まず現在位置における操舵角になるようにパワステモーター１２を回転させて、図示しないステアリングを自動的に回転させる。
【００５２】
その後、車両３の走行に伴い、移動距離に応じた操舵角になるようにパワステモーター１２を回転させて、ステアリングを自動的に戻すように回転させる。
【００５３】
操舵角情報に従ってステアリングを回転させて後も基準線と受光線とのズレが修正されておらず、自動操舵モード（走行）が終了されていない場合は（Ｓ１６）、再度上記（Ｓ１１）〜（Ｓ１５）の処理を行い、図８（ｂ）に示すように、基準線と受光線とが一致するまでこの処理を繰り返す。
【００５４】
なお、上記自動操舵は、操舵モード切換スイッチ１３を通常操舵モードに切り換えて、自動操舵モード（走行）を終了させることにより（Ｓ１７）、通常の操舵が行われる。
【００５５】
このように、本実施形態に係る操舵制御システム２０によれば、光源２は、車両３が走行する自動車専用道路Ａにおける走行レーンＬの中心に位置して、車両３の走行方向に沿うように所定の間隔をもって配置されているため、車両３が自動車専用道路Ａの走行レーンＬの中心を走行し続けるように操舵制御を行うことが可能となる。このため、運転者は、ハンドル操作を行うことなくアクセルとブレーキの操作だけで、自動車専用道路Ａの走行レーンＬ上に車両３を走行させることが可能となる。
【００５６】
また、太陽電池モジュール４の車両進行方向最前列における受光太陽電池セル５ａの位置に基づき、受光線と基準線とのズレ（角度・距離）を導き出して、操舵角情報を引き出すため、複雑な構成や処理を追加することなく、容易に操舵制御を行うことが可能となる。
【００５７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、ギア位置に対応した操舵角の情報を制御データから引き出していたが、制御データには何れか一方の操舵角のみ記憶されており、操舵角制御部１１がパワステモーター回転制御部１０に操舵角の情報を伝達する際に、ギア位置に基づき操舵角を正負逆にしてもよい。また、光源２は、車両を走行させたい走行ライン上に光を照射するように配置されていればよく、配置される間隔は限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施形態に係る操舵制御システムの一部構成を概略的に示した図である。
【図２】図1に記載した操舵制御装置の構成を示した図である。
【図３】車両と駐車スペースと光源との位置関係を示す図である。
【図４】操舵制御部における制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【図５】太陽電池モジュールにおける基準線と受光線との関係を示した図である。
【図６】車両と片側１車線の自動車専用道路と光源との位置関係を示す図である。
【図７】操舵制御部における制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【図８】太陽電池モジュールにおける基準線と受光線との関係を示した図である。
【符号の説明】
【００５９】
１，２０…操舵制御システム、２…光源、３…車両（移動体）、４…太陽電池モジュール、８…電流計（受光検知手段）、９…モニター（受光検知手段）、１１…操舵角制御部（操舵角制御手段）、１５…操舵制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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