JP7524940B2 - Solar radiation estimation system, air conditioning control system, air conditioning device, vehicle, building, solar radiation estimation method, air conditioning control method, and solar radiation estimation program - Google Patents
Solar radiation estimation system, air conditioning control system, air conditioning device, vehicle, building, solar radiation estimation method, air conditioning control method, and solar radiation estimation program Download PDFInfo
- Publication number
- JP7524940B2 JP7524940B2 JP2022510009A JP2022510009A JP7524940B2 JP 7524940 B2 JP7524940 B2 JP 7524940B2 JP 2022510009 A JP2022510009 A JP 2022510009A JP 2022510009 A JP2022510009 A JP 2022510009A JP 7524940 B2 JP7524940 B2 JP 7524940B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar radiation
- global
- amount
- solar
- sky
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01W—METEOROLOGY
- G01W1/00—Meteorology
- G01W1/12—Sunshine duration recorders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
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。 The present invention relates to a solar radiation estimation system, an air conditioning control system, an air conditioning device, a vehicle, a building, a solar radiation estimation method, an air conditioning control method, and a solar radiation estimation program.
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)。Conventionally, there has been an air conditioner control device that is installed in a vehicle equipped with a navigation device and controls the vehicle air conditioner. The air conditioner control device includes a solar radiation sensor disposed in front of the vehicle, a solar radiation direction calculation means that calculates the presence or absence of solar radiation and the direction of entry of the solar radiation on the vehicle based on sun position information obtained from a sun position search map and road information including information on buildings around the road, and a solar radiation amount calculation means that calculates 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 amount of solar radiation based on information unique to the vehicle (see, for example, Patent Document 1).
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。However, conventional air conditioner control devices do not take into account the amount of solar radiation in the sky, so the final solar radiation amount calculated differs significantly from the actual global solar radiation amount, resulting in low accuracy.
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。Therefore, the objective is to provide a solar radiation estimation system, air conditioning control system, air conditioning equipment, vehicle, building, solar radiation estimation method, air conditioning control method, and solar radiation estimation program that can estimate the amount of global solar radiation entering the interior of a vehicle, ship, aircraft, or building with high accuracy.
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。 The solar radiation estimation system of an embodiment of the present invention includes an acquisition unit that acquires a first global solar radiation received on a reference surface on the outer surface of an object; a calculation unit that calculates a second global solar radiation on the reference surface at the time the first global solar radiation is acquired based on a solar constant, an atmospheric transmittance, a sky solar radiation transmittance, and a first relational value related to the orientation of the reference surface; a correction unit that corrects the atmospheric transmittance and the sky solar radiation transmittance, respectively, to obtain a corrected atmospheric transmittance and a corrected sky solar radiation transmittance so that the second global solar radiation is equal to the first global solar radiation; and an estimation unit that calculates an estimated global solar radiation, which is an estimated value of the global solar radiation on the specified outer surface at the time the first global solar radiation is acquired, 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 specified outer surface among the outer surfaces of the object.
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。 It is possible to provide a solar radiation estimation system, air conditioning control system, air conditioning equipment, vehicle, building, solar radiation estimation method, air conditioning control method, and solar radiation estimation program that can estimate the global amount of solar radiation entering the interior of a vehicle, ship, aircraft, or building with high accuracy.
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。 Below, we will explain embodiments that apply the solar radiation estimation system, air conditioning control system, air conditioning equipment, vehicle, building, solar radiation estimation method, air conditioning control method, and solar radiation estimation program of the present invention.
<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。
<Embodiment>
Fig. 1 is a diagram for explaining direct solar radiation, sky solar radiation, and ground reflected solar radiation used in the embodiment. In Fig. 1, the
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JD、天空日射量JS、地面反射日射量JG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JD、天空日射量JS、地面反射日射量JG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JDは約7割、天空日射量JSは約3割、地面反射日射量JGは数パーセント程度である。
In the following, the amounts of solar radiation due to direct solar radiation, sky solar radiation, and ground reflected solar radiation are respectively referred to as direct solar radiation J D , sky solar radiation J S , and ground reflected solar radiation J G. As shown in Fig. 1, for example, when calculating the amount of solar radiation entering the interior of a
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。
Figures 2 and 3 are diagrams showing the arrangement of the
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。Here, we define an XYZ coordinate system as the coordinate system of
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。
The
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。 Figure 4 is a diagram showing solar azimuth angle A and solar altitude angle h. When defining north, south, east and west as shown in Figure 4, solar azimuth angle A (degrees) represents the azimuth angle of the sun S at a certain time on a certain date (year, month, day, hour, minute, second), with the east side relative to the south represented as a positive value and the west side as a negative value. Solar altitude angle h (degrees) is the altitude angle in the direction in which the sun S is located.
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。
Figure 5 is a diagram showing the incidence angle θ of direct solar radiation on
図6は、形態係数VFSを説明する図である。形態係数VFS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VFS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VFSは0.5である。
Fig. 6 is a diagram for explaining the view factor VF S. The view factor VF S represents the proportion of solar radiation reaching the
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。
Figure 7 shows the solar radiation (total of direct solar radiation, sky solar radiation, and ground reflected solar radiation) incident on the
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。
Here, we will explain the calculation of the total solar radiation on the
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。In the solar radiation estimation method of the embodiment, the global solar radiation on the
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。
Sky solar radiation transmittance SRT is the proportion (transmittance) of sky solar radiation that passes through the atmosphere and reaches the
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。Then, a convergent calculation is performed so that the global solar radiation calculated for the
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。The corrected sky solar transmittance CSRT and corrected atmospheric transmittance CP determined for the
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。Then, the total solar heat gain, which is the sum of the solar heat gains for each of the window panes 12WS to 12RG, is calculated using the global solar radiation calculated for each of the window panes 12WS to 12RG. This is explained in detail below.
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。
The amount of global solar radiation JTS on the
ルーフ11における直達日射量JDは、次式(2)で求めることができる。
The amount of direct solar radiation JD on the
式(2)において、I0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I0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I0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。
In formula (2), I0 is the solar constant, R is the radius vector of the Earth, P is the atmospheric transmittance of direct solar radiation, and h is the solar altitude angle. θ is the angle of incidence of direct solar radiation on the
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。 The calculation method of the radius R of the earth and the solar altitude angle h may be used, for example, as described in document (1) "Calculation of the solar position, by Matsumoto Shinichi, Technical Commentary, Meteorological Data System Co., Ltd., 2016." The atmospheric transmittance P may be calculated, for example, as described in document (2) "Separation of direct and diffuse radiation and calculation of inclined surface solar radiation, by Akasaka Yutaka, Technical Commentary, Meteorological Data System Co., Ltd., 2017." Here, however, an appropriate initial value is set as an example. An appropriate initial value of the atmospheric transmittance P is 0.7, for example. Cosθ may be calculated using equation (5) described later.
ルーフ11における天空日射量JS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JS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。
The amount of sky radiation J S on the
式(3)において、形態係数VFSは、ルーフ11の全天空(天空2の全体)に対する形態係数VFS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I0、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。
In formula (3), the view factor VF S is the view factor VF S of the
ルーフ11における地面反射日射量JGは、次式(4)で求めることができる。
The amount of solar radiation reflected from the ground JG on the
式(4)において、形態係数VFGは、ルーフ11の地面1に対する形態係数VFG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。
In formula (4), the view factor VFG is the view factor VFG of the
また、式(4)において、天空日射量JSは式(3)で求まる値を用いればよい。形態係数VFSは、ルーフ11の全天空(天空2の全体)に対する形態係数VFS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I0、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。
In addition, in formula (4), the sky radiation J S may use the value calculated by formula (3). The view factor VF S is the view factor VF S of the
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。The cosine (cos θ) of the incidence angle θ of direct solar radiation on
ルーフ11の全天空(天空2の全体)に対する形態係数VFS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。
The view factor VFS of the
ルーフ11の地面1に対する形態係数VFG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。
The view factor VFG of the
式(2)、(5)に基づいて求まる直達日射量JDと、式(3)、(6)に基づいて求まる天空日射量JSと、式(4)、(6)、(7)に基づいて求まる地面反射日射量JG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。
The amount of direct solar radiation JD calculated based on equations (2) and (5), the amount of sky solar radiation JS calculated based on equations (3) and (6), and the amount of ground-reflected solar radiation JG calculated based on equations (4), (6), and (7) are added together in accordance with equation (1), so that the amount of global solar radiation JTS on the
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。
Next, a convergent calculation is performed so that the global solar radiation JTS calculated for the
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。 Next, the corrected sky solar transmittance CSRT and the corrected atmospheric transmittance CP are used to determine the total solar radiation JTS for each of the window panes 12WS to 12RG.
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。
The amount of global solar radiation JTS on each of the window panes 12WS to 12RG is expressed by the following formula (8): Formula (8) is the same as formula (1) for the
窓ガラス12WS~12RGの各々における直達日射量JDは、次式(9)で別々に求めることができる。 The amount of direct solar radiation JD on each of the window panes 12WS to 12RG can be calculated separately using the following formula (9).
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I0、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。
In equation (9), CP is the corrected atmospheric transmittance calculated by the convergence calculation described above. θ is the angle of incidence of direct solar radiation on each of the window panes 12WS to 12RG, and can be calculated by replacing the
窓ガラス12WS~12RGの各々における天空日射量JSは、次式(10)で求めることができる。 The amount of solar radiation J S at each of the window panes 12WS to 12RG can be calculated by the following formula (10).
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VFS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VFS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I0、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。 In formula (10), CP is the corrected atmospheric transmittance obtained by the convergence calculation described above, and CSRT is the corrected sky solar transmittance obtained by the convergence calculation described above. In formula (10), the view factor VF S is the view factor VF S of each of the window panes 12WS to 12RG with respect to the entire sky (the entire sky 2), and may be obtained, for example, by formula (13) described below using the inclination angle β of each of the window panes 12WS to 12RG. In addition, the values of the solar constant I 0 , the radius vector R of the earth, and the solar altitude angle h may be, for example, the same values as those in formula (2).
窓ガラス12WS~12RGの各々における地面反射日射量JGは、次式(11)で求めることができる。 The amount of solar radiation reflected from the ground JG at each of the window panes 12WS to 12RG can be calculated using the following formula (11).
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VFGは、窓ガラス12WS~12RGの各々の地面1に対する形態係数VFG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。
In formula (11), CP is the corrected atmospheric transmittance calculated by the convergence calculation described above. The view factor VFG is the view factor VFG of each of the window panes 12WS to 12RG with respect to the
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JG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JS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VFS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VFS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I0、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。 Furthermore, when calculating the ground-reflected solar radiation JG for each of the window panes 12WS to 12RG using formula (11), the sky solar radiation J S calculated using formula (10) for each of the window panes 12WS to 12RG can be used. The view factor VF S for each of the window panes 12WS to 12RG is the view factor VF S for each of the window panes 12WS to 12RG with respect to the entire sky (the entire sky 2), and can be calculated, for example, using formula (13) described below using the inclination angle β of each of the window panes 12WS to 12RG. The values of the solar constant I 0 , the radius vector R of the earth, and the solar altitude angle h can be, for example, the same as those in formula (2).
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。The incidence angle θ of direct solar radiation on each of the window panes 12WS to 12RG can be calculated using the solar altitude angle h, the solar azimuth angle A, and the inclination angle β and azimuth angle A' for each of the window panes 12WS to 12RG using the following equation (12).
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VFS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。 The view factor VF S of each of the windowpanes 12WS to 12RG with respect to the entire sky (the entire sky 2) can be calculated using the inclination angle β of each of the windowpanes 12WS to 12RG according to the following formula (13).
また、窓ガラス12WS~12RGの各々の地面1に対する形態係数VFG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。
Moreover, the view factor VFG of each of the window panes 12WS to 12RG with respect to the
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JDと、式(10)、(13)に基づいて求まる天空日射量JSと、式(11)、(13)、(14)に基づいて求まる地面反射日射量JG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。 For each of the window panes 12WS to 12RG, by adding together the direct solar radiation JD calculated based on equations (9) and (12), the sky solar radiation JS calculated based on equations (10) and (13), and the ground reflected solar radiation JG calculated based on equations (11), (13), and (14) in accordance with equation (8), it is possible to separately calculate the global solar radiation JTS for each of the window panes 12WS to 12RG.
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。 That is, by performing the calculations using equations (8) to (14) separately for each of the window panes 12WS to 12RG, the global solar radiation JTS can be calculated separately for each of the window panes 12WS to 12RG.
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/m2)を算出する。日射熱取得量QTS(W/m2)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/m2)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。 Next, the total solar radiation JTS calculated for each of the windowpanes 12WS to 12RG is multiplied by the solar heat gain coefficient TTS for each of the windowpanes 12WS to 12RG to calculate the solar heat gain QTS (W/ m2 ) for each of the windowpanes 12WS to 12RG. The solar heat gain QTS (W/ m2 ) is a value per unit area. The solar heat gain QTS for each of the windowpanes 12WS to 12RG represents the amount of heat (W/ m2 ) that enters the interior of the vehicle 10 (gained by the vehicle compartment) through each of the windowpanes 12WS to 12RG due to solar radiation. The solar heat gain QTS can be calculated according to the following formula (15).
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qi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。 Here, the solar heat gain coefficient TTS is expressed by the following equation (16), and the coefficient qi included in equation (16) is given by the following equation (17). The solar heat gain coefficient TTS and the coefficient qi are determined separately for each of the window panes 12WS to 12RG.
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he、及び室内側熱伝達係数hi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。 When determining the solar heat gain coefficient TTS for each of the window panes 12WS to 12RG, the solar transmittance TDS in equation (16) and the solar absorptance α, the outdoor heat transfer coefficient h e , and the indoor heat transfer coefficient h i in equation (17) may be derived, for example, in accordance with the method described in document (4) “Road vehicles—Safety glazing materials—Method for the determination of solar transmittance, ISO13837,2008.”
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。
The total solar heat gain CQTS (W), which represents the amount of heat entering the passenger compartment of the
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。 In addition, when the solar transmittance TDS and solar absorptance α of each of the window panes 12WS to 12RG have incident angle characteristics that change depending on the incident angle of solar radiation to each of the window panes 12WS to 12RG, calculations can be performed taking into account the incident angle characteristics in accordance with the calculation method described in document (5) “Thermal performance of windows and doors - Calculation of solar heat gain coefficient, JIS A 2103, 2014.”
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。
Figure 8 is a diagram showing an example of a configuration in which the solar
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。Here, the HVAC-
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。The HVAC-
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。The HVAC-
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。Here, the
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。Furthermore, among the components of the solar
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。The
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。
The
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。The
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。A
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。A
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。The
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。The outside
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。The
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。The
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。
The
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。
The
算出部120は、式(2)を用いて直達日射量JDを算出する際には、太陽定数I0、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。
When calculating the amount of direct solar radiation JD using equation (2), the
算出部120は、太陽定数I0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。
The
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。Furthermore, for the Earth's radius R and solar altitude angle h, the
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。Furthermore, for cos θ, the
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。Of the solar altitude angle h, inclination angle β, solar azimuth angle A, and azimuth angle A' used to calculate cosθ based on equation (5), the solar altitude angle h can be calculated using the value calculated as described above. The inclination angle β and azimuth angle A' are values for the
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。The inclination angle β of the
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。The acceleration data represents the direction of travel of the
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。For the solar azimuth angle A, a value corresponding to the date and time (year, month, day, hour, minute, second) when the
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。The azimuth angle A' of the
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JD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JDは、第1直達日射量の一例である。
The
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JSを算出する。このときに、太陽定数I0、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JDを求める際の値を用いればよい。形態係数VFSについては、直達日射量JD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JSは、第1天空日射量の一例である。
The
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JGを算出する。このときに、太陽定数I0、地球の動径R、太陽高度角h、大気透過率P、形態係数VFSについては、天空日射量JSを求める際の値を用いればよい。形態係数VFGについては、直達日射量JD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JGは、第1地面反射日射量の一例である。
The
算出部120は、上述のようにして算出した、直達日射量JD、天空日射量JS、及び地面反射日射量JG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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
推定部140は、式(9)を用いて直達日射量JDを算出する際には、太陽定数I0、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JD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。
When calculating the direct solar radiation JD using equation (9), the
推定部140は、太陽定数I0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。
The
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。
Furthermore, the
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。Furthermore, for cos θ, the
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。The position data (including time data) used when calculating cos θ can be the time data contained in the position data obtained from the
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。
Of the solar altitude angle h, inclination angle β, solar azimuth angle A, and azimuth angle A' used when calculating cos θ based on equation (12), the solar altitude angle h may be the same as the value used by the
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。The inclination angle β of each of the window panes 12WS to 12RG can be determined based on the acceleration data acquired by the
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。
Data representing the normal vectors of each of the window panes 12WS to 12RG in the XYZ coordinate system of the
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。The azimuth angle A' of each of the window panes 12WS to 12RG can be determined based on the acceleration data acquired by the
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JDを算出する。
The
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JSを算出する。推定部140が算出する天空日射量JS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。
The
推定部140は、太陽定数I0、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JDを求める際の値を用いればよい。太陽定数I0、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。
The
形態係数VFSについては、窓ガラス12WS~12RGの各々について直達日射量JD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。
The view factor VFS can be calculated according to formula (13) using the inclination angle β of each of the windowpanes 12WS to 12RG when calculating the amount of direct solar radiation JD for each of the windowpanes 12WS to 12RG. Also, the corrected sky solar transmittance CSRT corrected by the
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JGを算出する。このときに、太陽定数I0、地球の動径R、太陽高度角h、補正大気透過率CP、形態係数VFSについては、窓ガラス12WS~12RGの各々についての天空日射量JSを求める際の値をそれぞれ用いればよい。太陽定数I0、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VFS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。
The
また、形態係数VFG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JG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JGは、第2地面反射日射量の一例である。
The view factor VFG can be calculated according to formula (14) using the inclination angle β for each of the window panes 12WS to 12RG. The ground reflectance ρ can be calculated using the value used by the
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JD、天空日射量JS、及び地面反射日射量JG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。
The
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。
The
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qiとを用いる。係数qiを求めるには、日射吸収率α、室外側熱伝達係数he、及び室内側熱伝達係数hi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。
When calculating the solar heat gain coefficient TTS , the solar transmittance TDS and the coefficient qi expressed by the formula (17) are used. To calculate the coefficient qi , the values of the solar absorptance α, the outdoor heat transfer coefficient h e , and the indoor heat transfer coefficient h i are used. The values of the solar transmittance TDS and the solar absorptance α are predetermined for each of the window panes 12WS to 12RG, so they may be stored in the
室内側熱伝達係数hiと室外側熱伝達係数he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。
The indoor heat transfer coefficient h i and the outdoor heat transfer coefficient h e for the window panes 12WS to 12RG can be calculated by the calculation method described in the document (4). The glass temperature of each of the window panes 12WS to 12RG can be calculated based on the outside air temperature acquired by the outside
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hi及び室外側熱伝達係数heとを用いて、式(17)に従って係数qi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qiとを用いて、式(16)に従って日射熱取得率TTSを求める。
The
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。
The
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。
The
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。 Figure 9 is a flowchart showing the processing performed by the solar radiation estimation program. The solar radiation estimation program executes the processing from start to end shown in Figure 9 repeatedly every second, as an example.
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。When processing starts, the
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。The
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)。The
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JD、天空日射量JS、地面反射日射量JG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。
The
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)。
The
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JD、天空日射量JS、地面反射日射量JG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。
The
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。
The
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。
The
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。
This completes the series of processes performed by the solar radiation estimation program (END). The
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。
Figures 10 to 23 show experimental results using the solar
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。
10 to 20 and 23, the horizontal axis indicates the time from morning to afternoon on a certain day in 2019 in a 24-hour format, and the vertical axis indicates the global solar radiation (FIGS. 10, 12 to 14, 18, 20, 23), the solar radiation (FIGS. 15 to 17), or the corrected atmospheric transmittance CP and the corrected sky solar transmittance CSRT (FIGS. 11 and 19). The calculation of the global solar radiation JTS by the solar
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。
10 shows the global solar radiation J TS (calculated value) for the
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。
Fig. 11 shows the calculated value ( JTS ) of the total solar radiation shown in Fig. 10 and the corrected atmospheric transmittance CP and the corrected sky solar radiation transmittance CSRT when the measured values were obtained. For example, at around 10:51:06, the corrected atmospheric transmittance CP and the corrected sky solar radiation transmittance CSRT both decrease. In particular, the corrected atmospheric transmittance CP becomes zero. This indicates that the sun is hidden by clouds and the direct solar radiation becomes zero. Fig. 11 shows that the corrected atmospheric transmittance CP and the corrected sky solar radiation transmittance CSRT calculated by the solar
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。
12 shows the global solar radiation J TS (calculated value) calculated for the window glass 12WS by the solar
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。 Due to an error in the installation position of the pyranometer, there is a slight difference between the global solar radiation JTS (calculated value) and the actual measured value of the global solar radiation obtained by the pyranometer, but it can be seen that the global solar radiation JTS (calculated value) could be obtained for the window glass 12WS.
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。
13 shows the global solar radiation J TS (calculated value) calculated for the window glass 12FR by the solar
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。 Window glass 12FR is a right front side glass, and during the experiment, it is not exposed to sunlight in the morning, but is exposed to sunlight in the afternoon after the sun moves westward, so the calculated value JTS and the actual measured value of the global solar radiation are low in the morning and increase in the afternoon. Since the window glass 12FR is not exposed to sunlight in the morning, it is considered that the global solar radiation obtained in the morning is mainly solar radiation due to sky radiation. In this way, it can be seen that the global solar radiation JTS (calculated value) for window glass 12FR can be obtained.
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。
14 shows the global solar radiation J TS (calculated value) calculated for the window glass 12FL by the solar
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。 The window glass 12FL is a left front side glass, and during the experiment, it is exposed to sunlight (morning sun) in the morning and is in the shade in the afternoon, so that the calculated value JTS and the measured value of the global solar radiation are high in the morning and gradually decrease toward the noon, becoming low in the afternoon. Since the window glass 12FL is not exposed to sunlight in the afternoon, it is considered that the global solar radiation obtained in the afternoon is mainly solar radiation due to sky radiation. In this way, it can be seen that the global solar radiation JTS (calculated value) for the window glass 12FL can be obtained.
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JD(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JD(計算値)と全天日射量の実測値とを比較している。
Fig. 15 shows, as the amount of solar radiation, the amount of direct solar radiation JD (calculated value) calculated for the window glass 12WS by the solar
天空日射量JSと地面反射日射量JGとの分がなく、直達日射量JD(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JD(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JSが約200W/m2から約300W/m2あることを示している。 Since there is no difference between the amount of sky radiation JS and the amount of ground reflected solar radiation JG , and only the amount of direct solar radiation JD (calculated value), there is a difference from the actual measured value of global solar radiation. When the amount of direct solar radiation JD (calculated value) is almost zero, such as in the section from 11:55:06 to 12:20:42, the actual measured value of global solar radiation is about 200 W or more. This indicates that the amount of sky radiation JS is about 200 W/ m2 to about 300 W/ m2 .
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JD(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JD(計算値)と全天日射量の実測値とを比較している。
Fig. 16 shows, as the amount of solar radiation, the amount of direct solar radiation JD (calculated value) calculated for the window glass 12FR by the solar
天空日射量JSと地面反射日射量JGとの分がなく、直達日射量JD(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JD(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JD(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JSが約100W/m2から約200W/m2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JSを考慮する重要性が分かる。 Since there is no difference between the amount of sky radiation J S and the amount of ground reflected sky radiation J G , and only the amount of direct sky radiation J D (calculated value), there is a difference from the actual measured value of the global sky radiation. In the morning when the window glass 12FR is hardly exposed to sunlight, the amount of direct sky radiation J D (calculated value) is almost zero, and the actual measured value of the global sky radiation is about 100 W. Also, when the amount of direct sky radiation J D (calculated value) is almost zero, such as in the section from 11:48:42 to 13:43:54, the actual measured value of the global sky radiation is about 200 W or more. In this way, it can be seen that the amount of sky radiation J S is about 100 W/m 2 to about 200 W/m 2 , and it can be seen that it is important to take the amount of sky radiation J S into consideration when calculating the global sky radiation J TS .
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JD(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JD(計算値)と全天日射量の実測値とを比較している。
Fig. 17 shows, as the amount of solar radiation, the amount of direct solar radiation JD (calculated value) calculated for the window glass 12FL by the solar
天空日射量JSと地面反射日射量JGとの分がなく、直達日射量JD(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JD(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JD(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/m2~200W/m2)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JSが約100W/m2から約200W/m2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JSを考慮する重要性が分かる。 Since there is no contribution from the amount of sky solar radiation J S and the amount of ground reflected solar radiation J G , and only the amount of direct solar radiation J D (calculated value), there is a difference from the actual measured value of global solar radiation. Since the window pane 12FL is exposed to sunlight (morning sun) in the morning and is shaded in the afternoon and receives almost no sunlight, the amount of direct solar radiation J D (calculated value) and the actual measured value of global solar radiation are high in the morning and gradually decrease toward the afternoon, with the amount of direct solar radiation J D (calculated value) being almost zero in the afternoon and the calculated value of global solar radiation being low (approximately 100 W/m 2 to 200 W/m 2 ). Since the window pane 12FL is not exposed to sunlight in the afternoon, the amount of global solar radiation obtained in the afternoon is thought to be mainly sky solar radiation. In this way, it is clear that the amount of solar radiation J S is between about 100 W/m 2 and about 200 W/m 2 , and it is clear that it is important to take the amount of solar radiation J S into consideration when calculating the amount of global solar radiation J TS .
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。
Fig. 18 shows the global solar radiation JTS (calculated value) for the
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。
The total solar radiation J TS (calculated value) and the actual measured value of the total solar radiation obtained by the pyranometer almost coincide with each other, and it is understood that the total solar radiation J TS (calculated value) for the
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。
FIG. 19 shows the calculated value (J TS ) of the total solar radiation shown in FIG. 18 and the corrected atmospheric transmittance CP and the corrected sky solar radiation transmittance CSRT when the measured value was obtained. From the start of measurement, for example, until around 12:27:06, the corrected atmospheric transmittance CP is zero, and the corrected sky solar radiation transmittance CSRT fluctuates between about 0.5 and about 1.0. At this time, there was no direct solar radiation. In addition, after 12:27:06, there was a time period with direct solar radiation, so the value of the corrected atmospheric transmittance CP sometimes increased partially, and the value of the corrected sky solar radiation transmittance CSRT became 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 radiation transmittance CSRT calculated by the solar
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。
20 shows the global solar radiation JTS (calculated value) calculated for the top surface of the dashboard of the
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。
The global solar radiation JTS (calculated value) found for the top surface of the dashboard was almost identical to the actual measured value of global solar radiation found by the
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JD、天空日射量JS、地面反射日射量JG、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。 21 shows the global solar radiation J TS , direct solar radiation J D , sky solar radiation J S , ground reflected solar radiation J G , and solar heat gain Q TS ×S(W) calculated for each of the windowpanes 12WS to 12RG on October 31, 2019. The solar heat gain Q TS ×S is calculated by multiplying the solar heat gain Q TS of the windowpanes 12WS to 12RG by the area S of each of the windowpanes 12WS to 12RG.
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JD、天空日射量JS、地面反射日射量JG、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。
21 also shows the global solar radiation J TS , direct solar radiation J D , sky solar radiation J S , ground reflected solar radiation J G , and total solar heat gain CQ TS in the interior of the
図21に示すように、全天日射量JTS、直達日射量JD、天空日射量JS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JG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。
21, the total solar radiation JTS , the direct solar radiation JD , and the sky solar radiation JS tended to be the largest for the window glass 12WS, the second and third largest for the window glass 12FR, 12RR located on the right side of the
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。
The solar radiation heat gain amount QTS x S was the largest for the window glass 12WS, the second and third largest for the window glasses 12FR and 12RR located on the right side of the
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JD、天空日射量JS、地面反射日射量JG、及び、日射熱取得量QTS×Sを示す。 FIG. 22 shows the global solar radiation J TS , direct solar radiation J D , sky solar radiation J S , ground reflected solar radiation J G , and solar heat gain Q TS ×S calculated for each of the window panes 12WS to 12RG on October 31, 2019.
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JD、天空日射量JS、地面反射日射量JG、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JDが0.0Wの時点(12時08分04秒)の値である。
22 also shows the global solar radiation JTS , direct solar radiation JD , sky solar radiation JS , ground reflected solar radiation JG , and total solar heat gain CQTS in the interior of the
直達日射量JDが0.0Wでも、天空日射量JSと地面反射日射量JG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JSと地面反射日射量JG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JS、地面反射日射量JG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JS、地面反射日射量JG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。
Even when the direct solar radiation JD was 0.0W, the sky solar radiation JS and the ground reflected solar radiation JG were 56.7W to 332.2W and 1.9W to 4.4W, respectively, and it was confirmed that it is meaningful to consider the sky solar radiation JS and the ground reflected solar radiation JG in the global solar radiation JTS . Furthermore, since there was no direct solar radiation, the values of the global solar radiation JTS , sky solar radiation JS , and ground reflected solar radiation JG of the left and right front window panes 12FR and 12FL were approximately the same, and the values of the global solar radiation JTS , sky solar radiation JS , and ground reflected solar radiation JG of the left and right rear window panes 12RR and 12RL were the same. The total solar radiation heat gain CQTS was 409.8W. As described above, it has been confirmed that the total solar heat gain CQTS, which is the amount of heat entering the interior of the
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。
FIG. 23 shows the global solar radiation J TS (calculated value) calculated for the window glass 12WS by the solar
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JS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。
23, the total solar radiation J TS (0.74) shows a characteristic of gradually increasing from the start of the measurement at 09:21:30, reaching a maximum value around 12:00, and gradually decreasing toward the end of the measurement at 13:56:42. In contrast, the solar
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。
As described above, the solar
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。Therefore, it is possible to provide a solar
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。
In addition, since a
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。Furthermore, when controlling the
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。In contrast, by using the solar
なお、以上では、直達日射量JDと、天空日射量JSと、地面反射日射量JG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JGの割合は、約数%から約10%程度であるため、地面反射日射量JGを求めずに、直達日射量JDと、天空日射量JSとを加算して全天日射量JTSを求めてもよい。 In the above, a form has been described in which the amount of direct solar radiation JD , the amount of sky solar radiation JS , and the amount of ground reflected solar radiation JG are added together to determine the amount of global solar radiation JTS . However, since the proportion of the amount of ground reflected solar radiation JG among the three amounts of solar radiation is approximately several percent to approximately 10%, the amount of global solar radiation JTS may be determined by adding the amount of direct solar radiation JD and the amount of sky solar radiation JS without determining the amount of ground reflected solar radiation JG .
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。
In the above, the form in which the
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。 In addition, in the above, an example of a transparent wall body has been described as being window glass 12WS to 12RG, but the transparent wall body is not limited to being made of glass and may be made of a resin such as polycarbonate.
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。
In the above description, the reference surface is the
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。In addition, the reference surface is the outer surface of the
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。
Figure 24 is a diagram showing an example of a configuration in which a solar
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。The conversion rate data may be, for example, data that represents a 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 amount of transmittance to the amount of solar radiation on the outer surface of the window glass 12WS, and is similar to the ratio of the amount of transmittance to the amount of solar radiation on the outer surface of the
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。
The
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。In addition, although the above describes a form in which the solar
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。
A
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。
Here, the
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。
An
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。
Here, the
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。
An
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。
Although the
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。 The above describes exemplary embodiments of the solar radiation estimation system, air conditioning control system, air conditioning device, vehicle, building, solar radiation estimation method, air conditioning control method, and solar radiation estimation program of the present invention. However, the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments, and various modifications and variations are possible without departing from the scope of the claims.
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。This international application claims priority to Japanese Patent Application No. 2020-057953, filed on March 27, 2020, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
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。
The following items will be disclosed:
(Item 1)
an acquisition unit that acquires a first global solar radiation amount of solar radiation received on a reference surface on an outer surface of the object;
a calculation unit that calculates a second amount of global solar radiation on the reference plane at the time when the first amount of global solar radiation is acquired based on a solar constant, an atmospheric transmittance, a sky solar radiation transmittance, and a first relation value related to an orientation of the reference plane;
a correction unit that corrects the atmospheric transmittance and the sky solar radiation transmittance, respectively, to obtain a corrected atmospheric transmittance and a corrected sky solar radiation transmittance so that the second global solar radiation amount is equal to the first global solar radiation amount;
an estimation unit that calculates an estimated global solar radiation, which is an estimated value of the global solar radiation at the specified outer surface at the time the first global solar radiation is acquired, based on the solar constant, the corrected atmospheric transmittance, the corrected sky solar radiation transmittance, and a second relational value related to an orientation of the specified outer surface among the outer surfaces of the object.
(Item 2)
The calculation unit is
calculating a first direct solar radiation based on the solar constant, the atmospheric transmittance, and the first relation value;
calculating a first amount of solar radiation based on the solar constant, the atmospheric transmittance, the solar radiation transmittance, and the first relation value;
calculating the second amount of global solar radiation by adding the first amount of direct solar radiation and the first amount of sky solar radiation;
The estimation unit is
calculating a second direct solar radiation based on the solar constant, the corrected atmospheric transmittance, and the second relation value;
calculating a second amount of sky radiation based on the solar constant, the corrected atmospheric transmittance, the corrected sky solar radiation transmittance, and the second relationship value;
calculating the estimated global solar radiation by adding the second direct solar radiation and the second sky solar radiation;
2. The solar radiation estimation system according to
(Item 3)
The first relation value used in calculating the first amount of direct solar radiation is a cosine of an angle of incidence of direct solar radiation on the reference plane,
3. The solar radiation estimation system according to
(Item 4)
The first relation value used in calculating the first amount of solar radiation is an inclination angle of the reference plane,
4. The solar radiation estimation system according to
(Item 5)
the calculation unit further calculates a first ground reflected solar radiation at the reference plane based on the first direct solar radiation, the first sky solar radiation, the first relation value, and the ground reflectance, and calculates the second global solar radiation by adding up the first direct solar radiation, the first sky solar radiation, and the first ground reflected solar radiation;
The solar radiation estimation system according to any one of
(Item 6)
the first relation value used in calculating the first ground reflected solar radiation is an inclination angle of the reference plane,
6. The solar radiation estimation system according to item 5, wherein the second relational value used in calculating the second ground reflected solar radiation amount is a tilt angle of the specified outer surface.
(Item 7)
7. The solar radiation estimation system according to any one of
(Item 8)
8. The solar radiation estimation system according to item 7, wherein the calculation unit calculates the solar heat gain for each of the plurality of specified exterior surfaces and calculates a total solar heat gain which is a sum of the plurality of solar heat gains.
(Item 9)
The acquisition unit is
(A) a pyranometer that measures the first global solar radiation on the reference plane;
(B) an acquisition unit having a pyranometer that measures a global amount of solar radiation that has passed through a transparent wall of the object, and a conversion unit that converts the global amount of solar radiation measured by the pyranometer into the first global amount of solar radiation based on optical properties of the transparent wall; and (C) a receiving unit that receives data representing the first global amount of solar radiation.
(Item 10)
10. The solar radiation estimation system according to any one of
(Item 11)
A solar radiation estimation system according to any one of
An air conditioner;
an air conditioning control unit that performs air conditioning control of the air conditioner based on the estimated global solar radiation estimated by the solar radiation estimation system.
(Item 12)
the object is a vehicle,
Item 12. The air conditioning control system according to
(Item 13)
10. An air conditioner comprising: a control device having the calculation unit, the correction unit, and the estimation unit of the solar radiation estimation system according to any one of
(Item 14)
10. A vehicle comprising the solar radiation estimation system according to any one of
(Item 15)
10. A ship comprising the solar radiation estimation system according to any one of
(Item 16)
10. An aircraft comprising the solar radiation estimation system according to any one of
(Item 17)
10. A building comprising the solar radiation estimation system according to any one of
(Item 18)
A first global solar radiation amount of the solar radiation received on a reference surface on the outer surface of the object is obtained;
Calculating a second global solar radiation amount on the reference plane at the time of acquiring the first global solar radiation amount based on a solar constant, an atmospheric transmittance, a sky solar radiation transmittance, and a first relation value related to an orientation of the reference plane;
correcting the atmospheric transmittance and the sky solar radiation transmittance, respectively, to obtain a corrected atmospheric transmittance and a corrected sky solar radiation transmittance so that the second global solar radiation amount is equal to the first global solar radiation amount;
A solar radiation estimation method for calculating an estimated global solar radiation, which is an estimated value of the global solar radiation at the specified outer surface at the time the first global solar radiation is acquired, based on the solar constant, the corrected atmospheric transmittance, the corrected sky solar radiation transmittance, and a second relational value related to an orientation of the specified outer surface among the outer surfaces of the object.
(Item 19)
Calculating the second global solar radiation
calculating a first direct solar radiation based on the solar constant, the atmospheric transmittance, and the first relation value;
calculating a first amount of solar radiation based on the solar constant, the atmospheric transmittance, the solar radiation transmittance, and the first relation value;
calculating the second amount of global solar radiation by adding the first amount of direct solar radiation and the first amount of sky solar radiation;
Calculating the estimated global solar radiation
calculating a second direct solar radiation based on the solar constant, the corrected atmospheric transmittance, and the second relation value;
calculating a second amount of sky radiation based on the solar constant, the corrected atmospheric transmittance, the corrected sky solar radiation transmittance, and the second relationship value;
and calculating the estimated global solar radiation by adding the second direct solar radiation and the second sky solar radiation.
Item 19. The solar radiation estimation method according to item 18.
(Item 20)
The first relation value used in calculating the first amount of direct solar radiation is a cosine of an angle of incidence of direct solar radiation on the reference plane,
20. The solar radiation estimation method according to item 19, wherein the second relation value used in calculating the second amount of direct solar radiation is a cosine of an angle of incidence of direct solar radiation on the specified exterior surface.
(Item 21)
The first relation value used in calculating the first amount of solar radiation is an inclination angle of the reference plane,
21. The solar radiation estimation method according to
(Item 22)
Calculating the second global solar radiation further includes calculating a first ground reflected solar radiation at the reference plane based on the first direct solar radiation, the first sky solar radiation, the first relation value, and a ground reflectance, and calculating the second global solar radiation by adding up the first direct solar radiation, the first sky solar radiation, and the first ground reflected solar radiation;
22. The solar radiation estimation method according to any one of items 13 to 21, wherein calculating the estimated global solar radiation further comprises calculating a second ground reflected solar radiation at the specified exterior surface based on the first direct solar radiation, the second sky solar radiation, the second relation value, and ground reflectance, and calculating the estimated global solar radiation by adding up the second direct solar radiation, the second sky solar radiation, and the second ground reflected solar radiation.
(Item 23)
the first relation value used in calculating the first ground reflected solar radiation is an inclination angle of the reference plane,
Item 23. The solar radiation estimation method according to item 22, wherein the second relation value used in calculating the second ground reflected solar radiation amount is a tilt angle of the specified outer surface.
(Item 24)
24. The solar radiation estimation method according to any one of items 18 to 23, further comprising multiplying the estimated global solar radiation by a solar heat gain coefficient of the specified exterior surface to calculate a solar heat gain at the specified exterior surface.
(Item 25)
25. The solar radiation estimation method according to item 24, wherein the calculating step calculates the solar heat gain for each of a plurality of the specified exterior surfaces, and calculates a total solar heat gain which is the sum of the plurality of the solar heat gains.
(Item 26)
Acquiring the first global solar radiation includes:
(A) acquiring a global solar radiation amount measured by a pyranometer provided on the reference surface as the first global solar radiation amount;
(B) obtaining the first global solar radiation by measuring a global solar radiation amount of solar radiation that has passed through a transparent wall of the object and converting the measured global solar radiation amount to the first global solar radiation amount based on the optical properties of the transparent wall; and (C) receiving data representing the first global solar radiation amount.
(Item 27)
27. The method for estimating solar radiation according to any one of items 18 to 26, wherein the object is one of a vehicle, a ship, an aircraft, and a building.
(Item 28)
27. An air conditioning control method, comprising: controlling air conditioning based on the estimated global solar radiation estimated by the solar radiation estimation method according to any one of items 18 to 26.
(Item 29)
the object is a vehicle,
29. The air conditioning control method according to item 28, further comprising acquiring data from 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 calculating the estimated global solar radiation using the acquired data.
(Item 30)
Calculating a second global solar radiation amount on a reference surface on the outer surface of the object at the time of acquiring a first global solar radiation amount of solar radiation received on the reference surface based on a solar constant, an atmospheric transmittance, a sky solar radiation transmittance, and a first relational value related to an orientation of the reference surface;
Correcting the atmospheric transmittance and the sky solar radiation transmittance, respectively, to obtain a corrected atmospheric transmittance and a corrected sky solar radiation transmittance so that the second global solar radiation amount is equal to the first global solar radiation amount;
and calculating an estimated global solar radiation, which is an estimated value of the global solar radiation on the specified outer surface at the time the first global solar radiation was acquired, based on the solar constant, the corrected atmospheric transmittance, the corrected sky solar radiation transmittance, and a second relational value related to an orientation of the specified outer surface among the outer surfaces of the object.
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)
10. Vehicle (an example of an object)
10A Buildings (examples of objects)
10B Aircraft (an example of an object)
10C Ships (examples of objects)
11 Roof (an example of a reference surface)
12WS, 12FR, 12RR, 12FL, 12RL, 12RG, 12A, 12B, 12C Window glass (an example of a transparent wall)
100 Solar
300A Powertrain ECU (an example of an electronic control device)
300B Navigation ECU (an example of a navigation control unit)
300C ECU (an example of an electronic control unit)
300D Communication unit (an example of a communication unit, an example of a receiving unit)
470 HVAC unit (an example of an air conditioning unit)
Claims (22)
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。 an acquisition unit that acquires a first global solar radiation amount of solar radiation received on a reference surface on an outer surface of the object;
a calculation unit that calculates a second amount of global solar radiation on the reference plane at the time of acquiring the first amount of global solar radiation based on a solar constant, an atmospheric transmittance, a sky solar radiation transmittance, and a first relation value related to an orientation of the reference plane;
a correction unit that corrects the atmospheric transmittance and the sky solar radiation transmittance, respectively, to obtain a corrected atmospheric transmittance and a corrected sky solar radiation transmittance so that the second global solar radiation amount is equal to the first global solar radiation amount;
an estimation unit that calculates an estimated global solar radiation, which is an estimated value of the global solar radiation at the specified outer surface at the time the first global solar radiation is acquired, based on the solar constant, the corrected atmospheric transmittance, the corrected sky solar radiation transmittance, and a second relational value related to an orientation of the specified outer surface among the outer surfaces of the object.
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。 The calculation unit is
calculating a first direct solar radiation based on the solar constant, the atmospheric transmittance, and the first relation value;
calculating a first amount of solar radiation based on the solar constant, the atmospheric transmittance, the solar radiation transmittance, and the first relation value;
calculating the second amount of global solar radiation by adding the first amount of direct solar radiation and the first amount of sky solar radiation;
The estimation unit is
calculating a second direct solar radiation based on the solar constant, the corrected atmospheric transmittance, and the second relation value;
calculating a second amount of sky radiation based on the solar constant, the corrected atmospheric transmittance, the corrected sky solar radiation transmittance, and the second relationship value;
calculating the estimated global solar radiation by adding the second direct solar radiation and the second sky solar radiation;
The solar radiation estimation system according to claim 1 .
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。 the calculation unit further calculates a first ground reflected solar radiation at the reference plane based on the first direct solar radiation, the first sky solar radiation, the first relation value, and the ground reflectance, and calculates the second global solar radiation by adding up the first direct solar radiation, the first sky solar radiation, and the first ground reflected solar radiation;
The solar radiation estimation system of claim 2, wherein the estimation unit further calculates a second ground reflected solar radiation at the specified exterior surface based on the first direct solar radiation, the second sky solar radiation, the second relationship value, and the ground reflectance, and calculates the estimated global solar radiation by adding together the second direct solar radiation, the second sky solar radiation, and the second ground reflected solar radiation.
(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。 The acquisition unit is
(A) a pyranometer that measures the first global solar radiation on the reference plane;
6. The solar radiation estimation system according to claim 1 , wherein the solar radiation estimation system is any one of: (B) an acquisition unit having a pyranometer that measures a global amount of solar radiation that has passed through a transparent wall of the object, and a conversion unit that converts the global amount of solar radiation measured by the pyranometer into the first global amount of solar radiation based on optical characteristics of the transparent wall; and (C) a receiving unit that receives data representing the first global amount of solar radiation.
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。 A solar radiation estimation system according to any one of claims 1 to 6,
An air conditioner;
an air conditioning control unit that performs air conditioning control of the air conditioner based on the estimated global solar radiation estimated by the solar radiation estimation system.
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。 the object is a vehicle,
9. The air conditioning control system according to claim 8, wherein the solar radiation estimation system acquires data from 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 calculates the estimated global solar radiation using the acquired data.
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。 A first global solar radiation amount of the solar radiation received on a reference surface on the outer surface of the object is obtained;
Calculating a second global solar radiation amount on the reference plane at the time of acquiring the first global solar radiation amount based on a solar constant, an atmospheric transmittance, a sky solar radiation transmittance, and a first relation value related to an orientation of the reference plane;
correcting the atmospheric transmittance and the sky solar radiation transmittance, respectively, to obtain a corrected atmospheric transmittance and a corrected sky solar radiation transmittance so that the second global solar radiation amount is equal to the first global solar radiation amount;
A solar radiation estimation method for calculating an estimated global solar radiation, which is an estimated value of the global solar radiation at the specified outer surface at the time the first global solar radiation is acquired, based on the solar constant, the corrected atmospheric transmittance, the corrected sky solar radiation transmittance, and a second relational value related to an orientation of the specified outer surface among the outer surfaces of the object.
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。 Calculating the second global solar radiation
calculating a first direct solar radiation based on the solar constant, the atmospheric transmittance, and the first relation value;
calculating a first amount of solar radiation based on the solar constant, the atmospheric transmittance, the solar radiation transmittance, and the first relation value;
calculating the second amount of global solar radiation by adding the first amount of direct solar radiation and the first amount of sky solar radiation;
Calculating the estimated global solar radiation
calculating a second direct solar radiation based on the solar constant, the corrected atmospheric transmittance, and the second relation value;
calculating a second amount of sky radiation based on the solar constant, the corrected atmospheric transmittance, the corrected sky solar radiation transmittance, and the second relationship value;
and calculating the estimated global solar radiation by adding the second direct solar radiation and the second sky solar radiation.
The method for estimating solar radiation according to claim 13.
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。 Calculating the second global solar radiation further includes calculating a first ground reflected solar radiation at the reference plane based on the first direct solar radiation, the first sky solar radiation, the first relation value, and a ground reflectance, and calculating the second global solar radiation by adding up the first direct solar radiation, the first sky solar radiation, and the first ground reflected solar radiation;
The solar radiation estimation method according to claim 14, wherein calculating the estimated global solar radiation further comprises calculating a second ground reflected solar radiation at the specified exterior surface based on the first direct solar radiation, the second sky solar radiation, the second relationship value, and ground reflectance, and calculating the estimated global solar radiation by adding together the second direct solar radiation, the second sky solar radiation, and the second ground reflected solar radiation.
(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。 Acquiring the first global solar radiation includes:
(A) acquiring a global solar radiation amount measured by a pyranometer provided on the reference surface as the first global solar radiation amount;
18. The solar radiation estimation method according to claim 14, comprising one of the following steps: (B) obtaining the first global solar radiation by measuring a global solar radiation amount of solar radiation transmitted through a transparent wall of the object and converting the measured global solar radiation amount into the first global solar radiation amount based on the optical properties of the transparent wall; and (C) receiving data representing the first global solar radiation amount.
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。 the object is a vehicle,
The air conditioning control method according to claim 20, further comprising acquiring data from 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 calculating the estimated total solar radiation using the acquired data.
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。 Calculating a second global solar radiation amount on a reference surface on the outer surface of the object at the time of acquiring a first global solar radiation amount of solar radiation received on the reference surface based on a solar constant, an atmospheric transmittance, a sky solar radiation transmittance, and a first relational value related to an orientation of the reference surface;
Correcting the atmospheric transmittance and the sky solar radiation transmittance, respectively, to obtain a corrected atmospheric transmittance and a corrected sky solar radiation transmittance so that the second global solar radiation amount is equal to the first global solar radiation amount;
and calculating an estimated global solar radiation, which is an estimated value of the global solar radiation at the specified outer surface at the time the first global solar radiation was acquired, based on the solar constant, the corrected atmospheric transmittance, the corrected sky solar radiation transmittance, and a second relational value related to an orientation of the specified outer surface among the outer surfaces of the object.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020057953 | 2020-03-27 | ||
| JP2020057953 | 2020-03-27 | ||
| PCT/JP2021/010883 WO2021193296A1 (en) | 2020-03-27 | 2021-03-17 | Solar radiation estimation system, air conditioning control system, air conditioning device, vehicle, building, solar radiation estimation method, air conditioning control method, and solar radiation estimation program |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2021193296A1 JPWO2021193296A1 (en) | 2021-09-30 |
| JP7524940B2 true JP7524940B2 (en) | 2024-07-30 |
Family
ID=77890254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022510009A Active JP7524940B2 (en) | 2020-03-27 | 2021-03-17 | Solar radiation estimation system, air conditioning control system, air conditioning device, vehicle, building, solar radiation estimation method, air conditioning control method, and solar radiation estimation program |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7524940B2 (en) |
| WO (1) | WO2021193296A1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220167088A (en) * | 2021-06-11 | 2022-12-20 | 현대자동차주식회사 | Vehicle air conditioning contol apparatus and method |
| CN115891570B (en) * | 2022-11-24 | 2025-05-09 | 江西五十铃汽车有限公司 | Automobile air conditioning automatic adjustment method, system, computer and readable storage medium |
| CN118274856A (en) * | 2022-12-30 | 2024-07-02 | 华为技术有限公司 | Travel planning method, related device and communication system |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002362129A (en) | 2001-02-02 | 2002-12-18 | Denso Corp | Solar radiation detector for vehicle and vehicular air- conditioner using the same |
| JP2003021688A (en) | 2001-07-06 | 2003-01-24 | Honda Motor Co Ltd | Solar radiation sensor |
| JP2006233566A (en) | 2005-02-24 | 2006-09-07 | Asahi Kasei Homes Kk | Acquired solar radiation energy evaluation system |
| US20070131782A1 (en) | 2005-12-08 | 2007-06-14 | Ziehr Lawrence P | Vehicle position data enhanced solar sensing for vehicle HVAC applications |
| JP4425983B1 (en) | 2009-03-18 | 2010-03-03 | 株式会社パスコ | Method and apparatus for evaluating solar radiation |
| JP2011163973A (en) | 2010-02-10 | 2011-08-25 | Osaka Gas Co Ltd | Device for estimating solar radiation, device for estimating photovoltaic power generation and system |
| JP2011247785A (en) | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Denso Corp | Solar radiation detection device for vehicle |
| WO2012111215A1 (en) | 2011-02-18 | 2012-08-23 | Jx日鉱日石エネルギー株式会社 | Solar radiation evaluation device, solar radiation evaluation method, and solar radiation evaluation program |
| JP2015059923A (en) | 2013-09-20 | 2015-03-30 | 株式会社東芝 | Solar radiation amount estimation device, solar radiation amount estimation method, and solar radiation amount estimation program |
| US20150096733A1 (en) | 2013-10-07 | 2015-04-09 | GM Global Technology Operations LLC | System and method for compensating for solar load |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2972596B2 (en) * | 1996-09-26 | 1999-11-08 | 関西電力株式会社 | Power generation prediction method for photovoltaic power generation system |
| KR20180032943A (en) * | 2016-09-23 | 2018-04-02 | 현대자동차주식회사 | Method for Compensating Control by Sensing Incidence of Solar Radiation Quantity Based On Time Information and Vehicle Thereof |
-
2021
- 2021-03-17 JP JP2022510009A patent/JP7524940B2/en active Active
- 2021-03-17 WO PCT/JP2021/010883 patent/WO2021193296A1/en not_active Ceased
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002362129A (en) | 2001-02-02 | 2002-12-18 | Denso Corp | Solar radiation detector for vehicle and vehicular air- conditioner using the same |
| JP2003021688A (en) | 2001-07-06 | 2003-01-24 | Honda Motor Co Ltd | Solar radiation sensor |
| JP2006233566A (en) | 2005-02-24 | 2006-09-07 | Asahi Kasei Homes Kk | Acquired solar radiation energy evaluation system |
| US20070131782A1 (en) | 2005-12-08 | 2007-06-14 | Ziehr Lawrence P | Vehicle position data enhanced solar sensing for vehicle HVAC applications |
| JP4425983B1 (en) | 2009-03-18 | 2010-03-03 | 株式会社パスコ | Method and apparatus for evaluating solar radiation |
| JP2011163973A (en) | 2010-02-10 | 2011-08-25 | Osaka Gas Co Ltd | Device for estimating solar radiation, device for estimating photovoltaic power generation and system |
| JP2011247785A (en) | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Denso Corp | Solar radiation detection device for vehicle |
| WO2012111215A1 (en) | 2011-02-18 | 2012-08-23 | Jx日鉱日石エネルギー株式会社 | Solar radiation evaluation device, solar radiation evaluation method, and solar radiation evaluation program |
| JP2015059923A (en) | 2013-09-20 | 2015-03-30 | 株式会社東芝 | Solar radiation amount estimation device, solar radiation amount estimation method, and solar radiation amount estimation program |
| US20150096733A1 (en) | 2013-10-07 | 2015-04-09 | GM Global Technology Operations LLC | System and method for compensating for solar load |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2021193296A1 (en) | 2021-09-30 |
| WO2021193296A1 (en) | 2021-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7524940B2 (en) | Solar radiation estimation system, air conditioning control system, air conditioning device, vehicle, building, solar radiation estimation method, air conditioning control method, and solar radiation estimation program | |
| CN106864205B (en) | Temperature compensation method and system of solar air conditioner for vehicle | |
| US8212874B2 (en) | Automatic camera calibration using GPS and solar tracking | |
| US8392074B2 (en) | Automatic controller for powered retractable sun visor | |
| CN102338869B (en) | Inversion method and system of downlink shortwave radiation and photosynthetically active radiation data | |
| US20130066585A1 (en) | Predicted mean vote estimating device and computer program product | |
| CN115309195B (en) | A control method and device for photovoltaic tracking axis and photovoltaic tracking system | |
| CN107367940B (en) | Louver window control method combining geographical position, climate and building orientation | |
| US20070131782A1 (en) | Vehicle position data enhanced solar sensing for vehicle HVAC applications | |
| CN106932101A (en) | The infrared and united Surface Temperature Retrieval method of Detection Using Thermal Infrared Channel in HJ 1B satellites | |
| CN115366610A (en) | Control method and device of vehicle-mounted air conditioner, vehicle and storage medium | |
| JP2003021688A (en) | Solar radiation sensor | |
| Revesz et al. | SEBEpv–New digital surface model based method for estimating the ground reflected irradiance in an urban environment | |
| EP4597175A1 (en) | Method and device for identifying weather state by means of multiple irradiation meters | |
| CN109375287B (en) | Method for correcting actual temperature of comprehensive meteorological factors related to air conditioner load | |
| CN115570975A (en) | Illumination information display method, system, vehicle and storage medium | |
| KR20170134893A (en) | Advanced driver assistance system for real-time estimation of relative position of the sun and method thereby | |
| JP4410618B2 (en) | Electric blind control device | |
| CN105082936A (en) | Systems and methods for controlling a climate control system | |
| CN105605519B (en) | A kind of solar street light with environment sensing ability | |
| KR20180032943A (en) | Method for Compensating Control by Sensing Incidence of Solar Radiation Quantity Based On Time Information and Vehicle Thereof | |
| CN115402064A (en) | Shading device adjusting method and system, vehicle and storage medium | |
| CN106324275A (en) | Sea surface wind speed detection method based on dual-view-angle optical remote-sensing image | |
| CN121200675A (en) | Vehicle temperature control equipment adjustment method, temperature control equipment adjustment device and vehicle | |
| CN120096282B (en) | Vehicle temperature adjustment methods, electronic equipment and vehicles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230807 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240618 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240701 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7524940 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |