JP2006220004A - Thermoelectric generator for vehicle - Google Patents

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友之 小俵
Masahiko Kubo
雅彦 久保
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermoelectric generator for a vehicle capable of performing stable electric power supply even during an idle stop by a thermoelectric module by ensuring always sufficient temperature difference. <P>SOLUTION: The thermoelectric module 40 is provided between the upper reaches of an exhaust pipe 36 of an engine 1 and a hydraulic line 22 connecting a primary pulley 12 and a secondary pulley 14 of a continuously variable transmission 10, an oil pump 20 and an electric oil pump 24. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、車両の熱電発電装置に係り、詳しくは熱電モジュールを用いた熱電発電による電力供給に関する。   The present invention relates to a vehicle thermoelectric generator, and more particularly to power supply by thermoelectric power generation using a thermoelectric module.

近年、排出ガスの抑制や燃費の向上の手法として、車両が信号待ち等によりアイドル状態で停止しているときに内燃機関(以下エンジンという)を自動的に停止させ、発進時には速やかに再始動させて円滑に発進させるようにした所謂アイドルストップ車両が開発されている。
しかし、アイドルストップ中であっても、エンジンの再始動のための電力や、アイドルストップ中にも使用するランプ類、空調類、オーディオ類等の補機類への電力を確保しなければならなかった。従来は、このようなアイドルストップ中の電力は、アイドルストップによりエンジンが停止しているためオルタネータ等のエンジンにより駆動される発電手段は用いることができず、バッテリ等の蓄電手段に充電された電力を用いていた。
In recent years, as a technique for reducing exhaust gas and improving fuel consumption, the internal combustion engine (hereinafter referred to as the engine) is automatically stopped when the vehicle is stopped in an idle state due to a signal or the like, and is quickly restarted when starting. So-called idle stop vehicles have been developed that start smoothly.
However, even during idle stop, it is necessary to secure power for restarting the engine and power to the auxiliary equipment such as lamps, air conditioners, audio, etc. used even during idle stop. It was. Conventionally, since the engine is stopped by the idle stop, the power generated by the engine such as an alternator cannot be used for the power during the idle stop, and the power charged in the power storage means such as a battery can be used. Was used.

ところで、発電の手段として、熱電モジュールの高温部と低温部との間で温度差を生じさせることで発電する熱電発電という技術がある。
例えば、この熱電モジュールを車両のエンジンに設け、エンジンの発する熱を高温源とし、外気やラジエータを低温源として発電を行う技術が開発されている。(特許文献1参照)。
特開2001−332293号公報
By the way, as a means for power generation, there is a technique called thermoelectric power generation that generates power by generating a temperature difference between a high temperature portion and a low temperature portion of a thermoelectric module.
For example, a technology has been developed in which this thermoelectric module is provided in a vehicle engine, and heat generated by the engine is used as a high-temperature source and electric power is generated using outside air or a radiator as a low-temperature source. (See Patent Document 1).
JP 2001-332293 A

しかしながら、上記特許文献1に開示された技術では、エンジンが停止してしまえば大きな温度差を得ることが困難となり十分な発電電力を得ることができないという問題がある。
熱電発電により高い発電電力を得るには、熱電モジュールの低温部と高温部との温度差を大きくすることである。
However, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem that if the engine stops, it is difficult to obtain a large temperature difference and sufficient generated power cannot be obtained.
In order to obtain high generated power by thermoelectric power generation, it is necessary to increase the temperature difference between the low temperature part and the high temperature part of the thermoelectric module.

車両において高温源となり得る部分は比較的多くあるが、特に高温となり得るのはエンジンの排気系であり、排気直後の排ガスは十分な高温源となる。
それに対し、車両において安定した低温源を確保することは難しく、例えば代表的な低温源としては冷却水があるが、冷却水を排気系の周りに通すのは困難である。このように、車両において、排気系等の高温源の近傍にあり、比較的低温で、且つその温度を維持することのできる低温源を得るのは困難である。
Although there are relatively many parts that can be a high temperature source in a vehicle, the exhaust system of the engine can be particularly high, and the exhaust gas immediately after exhaust becomes a sufficient high temperature source.
On the other hand, it is difficult to secure a stable low-temperature source in a vehicle. For example, a typical low-temperature source is cooling water, but it is difficult to pass cooling water around an exhaust system. Thus, in a vehicle, it is difficult to obtain a low-temperature source that is in the vicinity of a high-temperature source such as an exhaust system and that can maintain the temperature at a relatively low temperature.

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、常に十分な温度差を確保し、熱電モジュールによりアイドルストップ中においても安定した電力供給を行うことができる車両の熱電発電装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve such a problem, and the object of the present invention is to always ensure a sufficient temperature difference and to stably supply power even during idling stop by the thermoelectric module. The object is to provide a thermoelectric generator for a vehicle.

上記した目的を達成するために、請求項1の車両の熱電発電装置では、車両に搭載された内燃機関の回転を無段階に変速して駆動軸に伝達可能な無段変速機と、所定の停止条件の成立に伴い前記内燃機関を停止させ、所定の再始動条件の成立に伴い前記内燃機関を再始動させる内燃機関停止再始動制御手段と、該内燃機関停止再始動制御手段により前記内燃機関が停止している間、電力により駆動され、前記無段変速機に油圧を供給する電動オイルポンプと、該電動オイルポンプ及び前記無段変速機とを接続する油圧経路と、該油圧経路に設けた低温部及び前記内燃機関の排気通路に設けた高温部を有し、該低温部と該高温部との温度差により熱電発電を行う熱電モジュールとを備えることを特徴としている。   In order to achieve the above-described object, in the thermoelectric power generator for a vehicle according to claim 1, a continuously variable transmission capable of continuously changing the rotation of an internal combustion engine mounted on the vehicle and transmitting it to the drive shaft; An internal combustion engine stop / restart control means for stopping the internal combustion engine when a stop condition is satisfied, and restarting the internal combustion engine when a predetermined restart condition is satisfied, and the internal combustion engine stop / restart control means An electric oil pump that is driven by electric power to supply hydraulic pressure to the continuously variable transmission, a hydraulic path that connects the electric oil pump and the continuously variable transmission, and a hydraulic path that is provided in the hydraulic path. And a thermoelectric module having a high temperature portion provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and performing thermoelectric power generation by a temperature difference between the low temperature portion and the high temperature portion.

これより、アイドルストップ中に駆動する電動オイルポンプ及び無段変速機を接続する油圧経路に低温部を設け、エンジンの排気系に高温部を設けた熱電モジュールを用いて熱電発電を行う。
請求項2の車両の熱電発電装置では、前記熱電モジュールを用いた熱電発電による発電電力が前記車両の要求電力を満たす場合にのみ、該熱電モジュールを用いた熱電発電による車両の電力供給を行うことを特徴としている。
Thus, thermoelectric power generation is performed using a thermoelectric module in which a low temperature portion is provided in a hydraulic path connecting an electric oil pump and a continuously variable transmission that are driven during idle stop, and a high temperature portion is provided in an engine exhaust system.
In the vehicle thermoelectric power generation apparatus according to claim 2, power is supplied to the vehicle by thermoelectric power generation using the thermoelectric module only when the power generated by the thermoelectric power generation using the thermoelectric module satisfies the required power of the vehicle. It is characterized by.

これより、熱電モジュールを用いた熱電発電により行う車両の電力供給は、当該熱電発電による発電電力が車両の要求電力を満たしている場合のみとし、当該熱電発電による発電電力が車両の供給電力に満たない場合には、熱電モジュールを用いた熱電発電による車両の電力供給は行わない。
請求項3の車両の熱電発電装置では、前記低温部と前記高温部との温度差が、予め設定された所定温度差以上である場合にのみ、該熱電モジュールを用いた熱電発電による車両の電力供給を行うことを特徴としている。
Therefore, the power supply of the vehicle by thermoelectric power generation using the thermoelectric module is only performed when the power generated by the thermoelectric power generation satisfies the required power of the vehicle, and the power generated by the thermoelectric power generation satisfies the power supply of the vehicle. If not, the vehicle is not powered by thermoelectric power generation using a thermoelectric module.
4. The vehicle thermoelectric generator according to claim 3, wherein the electric power of the vehicle by thermoelectric power generation using the thermoelectric module is used only when the temperature difference between the low temperature part and the high temperature part is equal to or greater than a predetermined temperature difference set in advance. It is characterized by supply.

これより、熱電モジュールを用いた熱電発電により行う車両の電力供給は、熱電モジュールの低温部と高温部との温度差を十分に得られる場合のみとし、熱電モジュールの低温部と高温部との温度差が十分に得られない場合には、熱電モジュールを用いた熱電発電による車両の電力供給は行わない。   Therefore, the power supply of the vehicle by thermoelectric power generation using the thermoelectric module shall be performed only when a sufficient temperature difference between the low temperature part and the high temperature part of the thermoelectric module can be obtained. When the difference cannot be obtained sufficiently, the vehicle is not supplied with electric power by thermoelectric power generation using a thermoelectric module.

上記手段を用いる本発明の請求項1の車両の熱電発電装置によれば、無段変速機はアイドルストップ中において、油圧を維持させるため電動オイルポンプが作動するので、無段変速機に接続されている油圧経路内のオイルは常に循環し温度変動が少なく、このような油圧経路に低温部を設け、高温の排ガスが流通する排気系に高温部を設けることで、アイドルストップ中において低温部と高温部の温度差を安定して得ることができる。   According to the vehicle thermoelectric generator of the present invention using the above means, the continuously variable transmission is connected to the continuously variable transmission because the electric oil pump operates to maintain the hydraulic pressure during idle stop. The oil in the hydraulic path is always circulated and there is little temperature fluctuation, and by providing a low temperature part in such a hydraulic path and providing a high temperature part in the exhaust system through which high temperature exhaust gas circulates, A temperature difference in the high temperature part can be obtained stably.

これにより、常に熱電モジュールを用いた熱電発電による十分な発電電力を得ることができ、アイドルストップ中において安定した電力供給を行うことができる。
請求項2の車両の熱電発電装置によれば、熱電モジュールによる発電電力が車両の供給電力に満たない場合には熱電発電による電力供給を行わないようにすることで、車両の電力供給が不安定になることを防止することができる。
As a result, sufficient power generated by thermoelectric power generation using the thermoelectric module can always be obtained, and stable power supply can be performed during idle stop.
According to the vehicle thermoelectric generator of claim 2, when the power generated by the thermoelectric module is less than the power supplied to the vehicle, the power supply by the thermoelectric power generation is not performed so that the vehicle power supply is unstable. Can be prevented.

請求項3の車両の熱電発電装置によれば、低温部と高温部の温度差が低い場合には、熱電発電による電力供給を行わないようにすることで、車両の電力供給が不安定になることを十分に防止することができる。   According to the vehicle thermoelectric generator of claim 3, when the temperature difference between the low temperature portion and the high temperature portion is low, the power supply of the vehicle becomes unstable by not performing the power supply by the thermoelectric power generation. This can be sufficiently prevented.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1を参照すると、本発明に係る熱電発電装置を備えた車両の概略構成図が示されている。以下、図1に基づき説明する。
図1に示すように、車両に搭載されたエンジン(内燃機関)1の一側に延びる出力軸2にはトルクコンバータ4、前後進切換装置6を介して無段変速機10が接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Referring to FIG. 1, there is shown a schematic configuration diagram of a vehicle provided with a thermoelectric generator according to the present invention. Hereinafter, a description will be given based on FIG.
As shown in FIG. 1, a continuously variable transmission 10 is connected to an output shaft 2 extending to one side of an engine (internal combustion engine) 1 mounted on a vehicle via a torque converter 4 and a forward / reverse switching device 6. .

詳しくは、エンジン1は例えば4気筒ガソリンエンジンである。また、トルクコンバータ4はポンプインペラ、タービンライナ、ステータからなるものである。前後進切換装置6は遊星歯車機構を有しており、トルクコンバータ4から出力されるタービンライナの回転を、車両の前進方向と後進方向とを選択的に切り換えて出力するものである。
これらエンジン1、トルクコンバータ4、前後進切換装置6は公知のものであり詳細な説明は省略する。
Specifically, the engine 1 is a four-cylinder gasoline engine, for example. The torque converter 4 includes a pump impeller, a turbine liner, and a stator. The forward / reverse switching device 6 has a planetary gear mechanism, and selectively outputs the rotation of the turbine liner output from the torque converter 4 between the forward direction and the reverse direction of the vehicle.
The engine 1, torque converter 4, and forward / reverse switching device 6 are well known and will not be described in detail.

無段変速機10はベルト式無段変速機であり、トルクコンバータ4と前後進切換装置6を介してエンジン1の出力軸2と連結されたプライマリプーリ12と、車両の駆動軸8側に連結されたセカンダリプーリ14と、当該プライマリプーリ12とセカンダリプーリ14間に掛け渡されたVベルト16とから構成されている。
これらプライマリプーリ12とセカンダリプーリ14は油圧経路22と接続されており、当該各プーリ12、14への油圧を制御することで、各プーリ12、14の溝幅が相対的に変化する。このようにプライマリプーリ12とセカンダリプーリ14の溝幅を変化させることにより、Vベルト16の掛かる有効径を変化させ、無段変速機10の変速比を変化させる。
The continuously variable transmission 10 is a belt-type continuously variable transmission, and is connected to the primary pulley 12 connected to the output shaft 2 of the engine 1 via the torque converter 4 and the forward / reverse switching device 6 and to the drive shaft 8 side of the vehicle. Secondary pulley 14 and a V-belt 16 stretched between the primary pulley 12 and the secondary pulley 14.
The primary pulley 12 and the secondary pulley 14 are connected to a hydraulic path 22, and the groove widths of the pulleys 12 and 14 change relatively by controlling the hydraulic pressure to the pulleys 12 and 14. Thus, by changing the groove widths of the primary pulley 12 and the secondary pulley 14, the effective diameter applied to the V-belt 16 is changed, and the gear ratio of the continuously variable transmission 10 is changed.

また、上記油圧経路22は、トルクコンバータ4と前後進切換装置6との間に設けられているオイルポンプ20とも接続されている。当該オイルポンプ20はエンジン1により駆動され、図示しないオイルパンからオイルを高圧の油圧にして油圧経路22に吐出する。
また、オイルポンプ20とは別に、車両には電動オイルポンプ24が搭載されている。これは、アイドルストップ中はオイルポンプ20の駆動が停止するため無段変速機10に対し油圧が発生しなくなる。この状態で車両発進させる場合、エンジンを始動させ無段変速機が所定の変速段変化、または所定の変速段を保持するための油圧をオイルポンプが発生させてから発進する必要があり、発進が遅れてしまう。したがって、エンジン駆動とは別に電動オイルポンプを設け、アイドルストップ中でも無段変速機10に対し油圧を発生させ車両発進の遅れがないようにしている。なお、電動オイルポンプ24も上記油圧経路22と接続されており、当該電動オイルポンプ24は電力により駆動し、上記オイルポンプ20と同様に図示しないオイルパンからオイルを高圧の油圧にし油圧経路22に吐出する。
The hydraulic path 22 is also connected to an oil pump 20 provided between the torque converter 4 and the forward / reverse switching device 6. The oil pump 20 is driven by the engine 1 and discharges oil from an oil pan (not shown) to the hydraulic path 22 at a high hydraulic pressure.
In addition to the oil pump 20, an electric oil pump 24 is mounted on the vehicle. This is because oil pressure is not generated for the continuously variable transmission 10 because the drive of the oil pump 20 stops during idle stop. In order to start the vehicle in this state, it is necessary to start after the engine is started and the oil pump generates a hydraulic pressure for the continuously variable transmission to change to a predetermined speed or to maintain the predetermined speed. It will be late. Therefore, an electric oil pump is provided separately from the engine drive so that hydraulic pressure is generated for the continuously variable transmission 10 even during idling stop so that there is no delay in starting the vehicle. Note that the electric oil pump 24 is also connected to the hydraulic path 22, and the electric oil pump 24 is driven by electric power. Discharge.

さらに、油圧経路22にはオイル温度センサ26が設けられており、当該オイル温度センサ26は油圧経路22内を流通するオイルの温度を検出する。
また、エンジン1の他側に延びる出力軸3にはギヤユニットやチェーン等の伝達部材30を介して、スタータジェネレータ32が接続されている。当該スタータジェネレータ32は、エンジン1の運転中にはエンジン1の回転に伴って発電を行い、エンジン1の始動時には電力の供給に伴ってエンジン1のクランキングを行う機能を有している。
Further, an oil temperature sensor 26 is provided in the hydraulic path 22, and the oil temperature sensor 26 detects the temperature of oil flowing through the hydraulic path 22.
A starter generator 32 is connected to the output shaft 3 extending to the other side of the engine 1 via a transmission member 30 such as a gear unit or a chain. The starter generator 32 has a function of generating power with the rotation of the engine 1 during operation of the engine 1 and cranking the engine 1 with the supply of electric power when the engine 1 is started.

また、エンジン1の排気側には排気マニホールド34を介して排気管(排気通路)36が接続されている。排気管36の排気上流側には排ガス温度センサ38が設けられており、当該排ガス温度センサ38は排気管36内を流通する排ガスの温度を検出する。
また、排気管36の排気上流側と、上記油圧経路22との間には熱電モジュール40が設けられている。
An exhaust pipe (exhaust passage) 36 is connected to the exhaust side of the engine 1 via an exhaust manifold 34. An exhaust gas temperature sensor 38 is provided on the exhaust upstream side of the exhaust pipe 36, and the exhaust gas temperature sensor 38 detects the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 36.
A thermoelectric module 40 is provided between the exhaust upstream side of the exhaust pipe 36 and the hydraulic path 22.

当該熱電モジュール40は一方に低温部40aを、他方に高温部40bが形成され、これら低温部40aと高温部40bとの温度差により発電する熱電発電を行う機能を有している。
そして、当該熱電モジュール40は、低温部40aが油圧経路22に当接しており、高温部40bが排気管36に当接している。つまり、この熱電モジュール40は、油圧経路22と排気管36の上流側との温度差により発電を行うものである。
The thermoelectric module 40 has a low temperature portion 40a on one side and a high temperature portion 40b on the other side, and has a function of performing thermoelectric power generation that generates power based on a temperature difference between the low temperature portion 40a and the high temperature portion 40b.
In the thermoelectric module 40, the low temperature part 40 a is in contact with the hydraulic path 22, and the high temperature part 40 b is in contact with the exhaust pipe 36. That is, the thermoelectric module 40 generates power based on a temperature difference between the hydraulic path 22 and the upstream side of the exhaust pipe 36.

また、熱電モジュール40はDC/DCコンバータ42と電気的に接続されている。当該DC/DCコンバータ42は熱電モジュール40により発電された電力を適切な電圧に変換する機能を有している。
また、車両には電力を蓄電するバッテリ44が搭載されている。
また、電動オイルポンプ24やスタータジェネレータ32はインバータ46と電気的に接続されており、当該インバータ46は直流と交流の変換を行う機能を有している。
The thermoelectric module 40 is electrically connected to the DC / DC converter 42. The DC / DC converter 42 has a function of converting the electric power generated by the thermoelectric module 40 into an appropriate voltage.
In addition, a battery 44 that stores electric power is mounted on the vehicle.
Further, the electric oil pump 24 and the starter generator 32 are electrically connected to an inverter 46, and the inverter 46 has a function of converting direct current to alternating current.

そして、DC/DCコンバータ42、バッテリ44、インバータ46及び車両に搭載されている補機類48はそれぞれ電気的に接続されている。ここで、補機類48は例えば空調類、オーディオ類、ランプ類等の車両に搭載されている電気機器である。
さらに、車両にはアイドルストップを含む各種制御を行うECU(電子コントロールユニット)50(内燃機関停止再始動制御手段)が搭載されている。当該ECU50は上記オイル温度センサ26、排ガス温度センサ38、DC/DCコンバータ42、バッテリ44、インバータ46、補機類48等の各種装置等と電気的に接続されている。
And the DC / DC converter 42, the battery 44, the inverter 46, and the auxiliary machinery 48 mounted in the vehicle are each electrically connected. Here, the auxiliary machines 48 are electric devices mounted on the vehicle such as air conditioners, audios, lamps and the like.
Further, the vehicle is equipped with an ECU (electronic control unit) 50 (internal combustion engine stop / restart control means) that performs various controls including idle stop. The ECU 50 is electrically connected to various devices such as the oil temperature sensor 26, the exhaust gas temperature sensor 38, the DC / DC converter 42, the battery 44, the inverter 46, and auxiliary equipment 48.

以下、このように構成された本発明に係る車両の熱電発電装置の作用について説明する。
まず、車両走行中における車両の電力供給について説明する。
車両走行中は、エンジン1の運転状況に応じて無段変速機10の変速比を制御するために、オイルポンプ20からプライマリプーリ12及びセンカンダリプーリ14に油圧経路22を介して油圧が供給される。このように、各プーリ12、14に油圧が供給されることで、油圧経路22内のオイルは循環し、当該オイルの温度は変動が少なく比較的低温に保たれることとなる。なお、エンジン1の運転中における電動オイルポンプ24は停止している。
The operation of the vehicle thermoelectric generator according to the present invention configured as described above will be described below.
First, vehicle power supply during vehicle travel will be described.
While the vehicle is running, hydraulic pressure is supplied from the oil pump 20 to the primary pulley 12 and the secondary pulley 14 via the hydraulic path 22 in order to control the gear ratio of the continuously variable transmission 10 according to the operating condition of the engine 1. The Thus, by supplying hydraulic pressure to the pulleys 12 and 14, the oil in the hydraulic path 22 circulates, and the temperature of the oil is kept relatively low with little fluctuation. The electric oil pump 24 is stopped during the operation of the engine 1.

また、排気管36内にはエンジン1から排出される高温の排ガスが流通する。
これにより、低温部40aが油圧経路22に、高温部40bが排気管36に当接している熱電モジュール40は、油圧経路22と排気管36との間に生じる温度差によって熱電発電が行われる。
またエンジン1の運転中においては、当該エンジン1の回転に伴ってスタータジェネレータ32による発電も行われる。
In addition, high-temperature exhaust gas discharged from the engine 1 circulates in the exhaust pipe 36.
Thereby, the thermoelectric module 40 in which the low temperature part 40 a is in contact with the hydraulic path 22 and the high temperature part 40 b is in contact with the exhaust pipe 36 is thermoelectrically generated by a temperature difference generated between the hydraulic path 22 and the exhaust pipe 36.
During operation of the engine 1, power generation by the starter generator 32 is also performed with the rotation of the engine 1.

ここで、熱電モジュール40の熱電発電による発電電力が補機類48等の要求電力を満たしているならば、熱電モジュール40の熱電発電により補機類48等への電力供給を行う。このように熱電モジュール40の発電により補機類48等への電力供給を行うことで、エンジン1がスタータジェネレータ32を駆動する分の負担を軽減することができる。
また、エンジン1の始動直後等で排ガス温度が低く、低温部40aと高温部40bとの間で十分な温度差が得られず、熱電モジュール40の発電電力が要求電力を満たさないとき等には、従来どおりのスタータジェネレータ32の発電による電力供給を行う。
Here, if the power generated by the thermoelectric power generation of the thermoelectric module 40 satisfies the required power of the auxiliary machinery 48 and the like, the thermoelectric power generation of the thermoelectric module 40 supplies power to the auxiliary machinery 48 and the like. In this way, by supplying power to the auxiliary machinery 48 and the like by the power generation of the thermoelectric module 40, the burden of the engine 1 driving the starter generator 32 can be reduced.
Further, when the exhaust gas temperature is low immediately after the engine 1 is started, a sufficient temperature difference cannot be obtained between the low temperature part 40a and the high temperature part 40b, and the generated power of the thermoelectric module 40 does not satisfy the required power, etc. Then, power is supplied by the power generation of the starter generator 32 as in the past.

次に、アイドルストップ時における車両の電力供給について説明する。
図2を参照すると、ECU50により実行される車両のアイドルストップ時における制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに基づき説明する。
まず、ステップS1では、車両がアイドルストップ条件(停止条件)を満たしているか否かを判別する。ここで、アイドルストップ条件とは、例えば、車両が十分に暖気された状態であり、アクセルの操作がされていないこと、ブレーキが踏み込まれていること、及び車速が0であることの、これらが全て成立しているときアイドルストップ条件が満たされているものとする。そして、当該判別結果が真(Yes)であれば、ステップS2に進む。
Next, the power supply of the vehicle at the time of idling stop will be described.
Referring to FIG. 2, a control routine at the time of idling stop of the vehicle executed by the ECU 50 is shown in a flowchart, and will be described below based on the flowchart.
First, in step S1, it is determined whether or not the vehicle satisfies an idle stop condition (stop condition). Here, the idle stop condition is, for example, a state in which the vehicle is sufficiently warmed, the accelerator is not operated, the brake is depressed, and the vehicle speed is 0. It is assumed that the idle stop condition is satisfied when all are satisfied. If the determination result is true (Yes), the process proceeds to step S2.

ステップS2では、上記オイル温度センサ26及び排ガス温度センサ38により検出されるオイル温度と排ガス温度から低温部40aと高温部40bの温度差Tを算出する。
次のステップS3では、算出した温度差Tと予め設定してある所定温度T1(例えば400℃)とを比較し、温度差Tが所定温度T1以上であるか否かを判別する。判別結果が真(Yes)であれば、ステップS4に進む。
In step S2, the temperature difference T between the low temperature portion 40a and the high temperature portion 40b is calculated from the oil temperature detected by the oil temperature sensor 26 and the exhaust gas temperature sensor 38 and the exhaust gas temperature.
In the next step S3, the calculated temperature difference T is compared with a predetermined temperature T1 (for example, 400 ° C.) set in advance, and it is determined whether or not the temperature difference T is equal to or higher than the predetermined temperature T1. If the determination result is true (Yes), the process proceeds to step S4.

ステップS4では、DC/DCコンバータ42から、熱電モジュール40の熱電発電により発電される発電電力E1を検出する。
また、次のステップS5では、電動オイルポンプ24や補機類48等の各種装置を機能させるために必要な電力、つまり要求電力E2を算出する。
そして、ステップS6において、熱電モジュール40の発電電力E1と補機類48等
の要求電力E2とを比較し、発電電力E1が要求電力E2以上であるか否かを判別する。判別結果が真(Yes)であれば、ステップS7に進み、熱電モジュール40による熱電発電により補機類48等への電力供給を行うものとし、ステップS8に進む。
In step S <b> 4, the generated power E <b> 1 generated by the thermoelectric power generation of the thermoelectric module 40 is detected from the DC / DC converter 42.
In the next step S5, electric power required for causing various devices such as the electric oil pump 24 and the auxiliary machinery 48 to function, that is, required electric power E2 is calculated.
In step S6, the generated power E1 of the thermoelectric module 40 is compared with the required power E2 of the auxiliary machinery 48, etc., and it is determined whether or not the generated power E1 is equal to or higher than the required power E2. If the determination result is true (Yes), the process proceeds to step S7, where power is supplied to the auxiliary machinery 48 and the like by thermoelectric power generation by the thermoelectric module 40, and the process proceeds to step S8.

ステップS8では、エンジン1が作動しているのであれば、エンジン1を停止させ、続くステップS9では、上記プライマリプーリ12及びセカンダリプーリ14の油圧を保持するように電動オイルポンプ24を作動させ、当該ルーチンを抜ける。なお、ステップS8、S9において、すでにエンジン1が停止しており電動オイルポンプ24が作動している場合は、そのままエンジン1停止状態及び油圧保持状態を維持し、当該ルーチンを抜ける。   In step S8, if the engine 1 is operating, the engine 1 is stopped, and in the subsequent step S9, the electric oil pump 24 is operated so as to maintain the hydraulic pressure of the primary pulley 12 and the secondary pulley 14, Exit the routine. If the engine 1 is already stopped and the electric oil pump 24 is operating in steps S8 and S9, the engine 1 stopped state and the hydraulic pressure maintaining state are maintained as they are, and the routine is exited.

このように、熱電モジュール40が、十分な温度差とともに、十分な熱電発電による発電電力を得ることが出来る場合は、当該熱電モジュール40の熱電発電による電力供給を行う。
一方、ステップS3またはステップS6における判別結果が偽(No)であった場合、即ち温度差Tが所定温度差T1未満であった場合、または、発電電力E1が要求電力E1未満であった場合には、ステップS10に進む。
As described above, when the thermoelectric module 40 can obtain sufficient power generated by thermoelectric power generation with a sufficient temperature difference, power supply by thermoelectric power generation of the thermoelectric module 40 is performed.
On the other hand, when the determination result in step S3 or step S6 is false (No), that is, when the temperature difference T is less than the predetermined temperature difference T1, or when the generated power E1 is less than the required power E1. Advances to step S10.

ステップS10では、バッテリ44の現在の充電量Bを検出する。
そして、次のステップS11において、当該充電量Bが所定充電量B1(例えばバッテリ44の最大充電量に対して60%)以上であるか否かを判別する。判別結果が真(Yes)であれば、ステップS11に進み、バッテリ44に充電されている電力を補機類48等に供給するものとする。続くステップS8、ステップS9は上記で説明したように、エンジン1を停止させ、電動オイルポンプ24を作動させ、当該ルーチンを抜ける。
In step S10, the current charge amount B of the battery 44 is detected.
Then, in the next step S11, it is determined whether or not the charge amount B is equal to or greater than a predetermined charge amount B1 (for example, 60% with respect to the maximum charge amount of the battery 44). If the determination result is true (Yes), the process proceeds to step S11, and the power charged in the battery 44 is supplied to the auxiliary devices 48 and the like. In the subsequent steps S8 and S9, as described above, the engine 1 is stopped, the electric oil pump 24 is operated, and the routine is exited.

このように、熱電モジュール40による熱電発電では十分な電力を確保することができない場合には、バッテリ44の充電量Bが十分であればバッテリ44によってアイドルストップ中の電力供給を行う。
また、ステップS1でアイドルストップ条件を満たさなかった場合や、ステップS11でバッテリ44の充電量Bが所定充電量B1未満であった場合には、ステップS20に進む。
As described above, when sufficient electric power cannot be secured by thermoelectric power generation using the thermoelectric module 40, the battery 44 supplies power during idle stop if the charge amount B of the battery 44 is sufficient.
If the idle stop condition is not satisfied in step S1, or if the charge amount B of the battery 44 is less than the predetermined charge amount B1 in step S11, the process proceeds to step S20.

ステップS20では、このときエンジン1が停止しているのであればエンジン1を再始動させ、続くステップS21では電動オイルポンプ24を停止させ、当該ルーチンを抜ける。なお、エンジン1がすでに運転中で、電動オイルポンプ24が停止しているならば、そのまま当該ルーチンを抜ける。
このように、アイドルストップ条件は満たしているが、熱電モジュールによる熱電発電や、バッテリ44の充電量が十分でない場合には、エンジン1を再始動させることでスタータジェネレータを駆動させ、当該スタータジェネレータの発電電力により電力供給を行う。
In step S20, if the engine 1 is stopped at this time, the engine 1 is restarted. In the subsequent step S21, the electric oil pump 24 is stopped and the routine is exited. If the engine 1 is already in operation and the electric oil pump 24 is stopped, the routine is directly exited.
As described above, the idle stop condition is satisfied, but when the thermoelectric power generation by the thermoelectric module or the charge amount of the battery 44 is not sufficient, the starter generator is driven by restarting the engine 1, and the starter generator Power is supplied by generated power.

以上のように、エンジン1の運転を停止させるアイドルストップ中においても、再始動から円滑な発進ができるように、無段変速機10のプライマリプーリ12及びセカンダリプーリ14の油圧を維持するようオイルポンプ20に代わり電動オイルポンプ24が作動される。
このため、油圧経路22内のオイルはエンジン1停止中であっても常に循環することとなり、たとえ油圧経路22の一部が排気管36の近傍を通っていても温度変動が少なく、比較的低温を維持することとができる。
As described above, the oil pump is used to maintain the hydraulic pressures of the primary pulley 12 and the secondary pulley 14 of the continuously variable transmission 10 so that the vehicle can smoothly start from the restart even during the idle stop in which the operation of the engine 1 is stopped. Instead of 20, the electric oil pump 24 is operated.
For this reason, the oil in the hydraulic path 22 always circulates even when the engine 1 is stopped, and even if a part of the hydraulic path 22 passes through the vicinity of the exhaust pipe 36, the temperature fluctuation is small and the temperature is relatively low. Can be maintained.

このような油圧経路22に熱電モジュール40の低温部40aを設け、高温の排ガスが流通する排気管36に高温部40bを設けることで、エンジン1駆動中だけでなくアイドルストップ中においても低温部40aと高温部40bの温度差を安定して得ることができる。
これにより、熱電モジュール40の熱電発電による十分な発電電力を行うことができ、アイドルストップ中においても補機類48等に安定した電力供給を行うことができる。
By providing the low-temperature part 40a of the thermoelectric module 40 in such a hydraulic path 22 and providing the high-temperature part 40b in the exhaust pipe 36 through which the high-temperature exhaust gas flows, the low-temperature part 40a not only during the engine 1 drive but also during idling stop. And the temperature difference between the high temperature part 40b can be obtained stably.
Thereby, sufficient electric power generated by thermoelectric power generation of the thermoelectric module 40 can be performed, and stable power supply to the auxiliary machinery 48 and the like can be performed even during idle stop.

また、熱電モジュール40の低温部40aと高温部40bとの温度差が低い場合や、熱電発電による発電電力が十分でない場合には、バッテリ44やスタータジェネレータ32による電力供給に切り換えることで、車両の電力供給が不安定となることを防止することができる。
以上で本発明に係る車両の熱電発電装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
Further, when the temperature difference between the low temperature portion 40a and the high temperature portion 40b of the thermoelectric module 40 is low, or when the power generated by the thermoelectric power generation is not sufficient, switching to the power supply by the battery 44 or the starter generator 32, the vehicle It is possible to prevent the power supply from becoming unstable.
Although the description about the embodiment of the thermoelectric power generation device for a vehicle according to the present invention is finished above, the embodiment is not limited to the above embodiment.

例えば、上記実施形態では、熱電モジュール40の熱電発電による発電電力E1はDC/DCコンバータ42から検出しているが、これに限られるものではなく、熱電モジュール40の低温部40aと高温部40bとの温度差Tから発電電力E1を算出するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、熱電モジュール40の低温部40aと高温部40bとの温度差Tによる判別と、熱電モジュール40の熱電発電による発電電力E1による判別の両方の判別を行っているが、どちらか一方のみの判別としても構わない。
For example, in the above embodiment, the generated electric power E1 generated by the thermoelectric power generation of the thermoelectric module 40 is detected from the DC / DC converter 42. However, the present invention is not limited to this, and the low temperature part 40a and the high temperature part 40b of the thermoelectric module 40 The generated power E1 may be calculated from the temperature difference T.
Moreover, in the said embodiment, although both the discrimination | determination by the temperature difference T of the low temperature part 40a and the high temperature part 40b of the thermoelectric module 40 and the discrimination | determination by the generated electric power E1 by the thermoelectric power generation of the thermoelectric module 40 are performed, which It does not matter if only one of them is discriminated.

また、上記実施形態では、アイドルストップ条件を、車両が十分に暖気された状態であり、アクセルの操作がされていないこと、ブレーキが踏み込まれていること、及び車速が0であることとしたが、これに限られるものではなく、その他の条件としてもよい。
また、上記実施形態では、車両走行中においても熱電モジュール40の熱電発電により電力の供給を行うことができることとしているが、例えば、車両走行中においてはスタータジェネレータ32の発電のみとし、熱電モジュール40の熱電発電はアイドルストップ中のみに行うものとしてもよい。
In the above embodiment, the idle stop condition is that the vehicle is sufficiently warmed, the accelerator is not operated, the brake is depressed, and the vehicle speed is 0. However, the present invention is not limited to this, and other conditions may be used.
In the above-described embodiment, power can be supplied by thermoelectric power generation of the thermoelectric module 40 even while the vehicle is running. For example, only power generation by the starter generator 32 can be performed while the vehicle is running. Thermoelectric power generation may be performed only during idle stop.

また、上記実施形態では、スタータジェネレータ32をトルクコンバータ4と反対側に用いたが、エンジン1とトルクコンバータ4との間に挟んだ構造としてもよく、スタータジェネレータ32に換えて通常のオルタネータとスタータとの組み合わせを用いてもよい。   In the above embodiment, the starter generator 32 is used on the side opposite to the torque converter 4. However, a structure in which the starter generator 32 is sandwiched between the engine 1 and the torque converter 4 may be used. A combination with may also be used.

本発明に係る熱電発電装置を備えた車両の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a vehicle including a thermoelectric generator according to the present invention. 本発明に係る車両の熱電発電装置におけるECUにより実行される車両のアイドルストップ時の制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control routine at the time of the idle stop of the vehicle performed by ECU in the thermoelectric generator of the vehicle which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン(内燃機関)
10 無段変速機
20 オイルポンプ
22 油圧経路
24 電動オイルポンプ
26 オイル温度センサ
32 スタータジェネレータ
36 排気管(排気通路)
38 排ガス温度センサ
40 熱電モジュール
40a 低温部
40b 高温部
42 DC/DCコンバータ
44 バッテリ
48 補機類
50 ECU(内燃機関停止再始動制御手段)
1 engine (internal combustion engine)
10 continuously variable transmission 20 oil pump 22 hydraulic path 24 electric oil pump 26 oil temperature sensor 32 starter generator 36 exhaust pipe (exhaust passage)
38 exhaust gas temperature sensor 40 thermoelectric module 40a low temperature part 40b high temperature part 42 DC / DC converter 44 battery 48 accessories 50 ECU (internal combustion engine stop / restart control means)

Claims (3)

車両に搭載された内燃機関の回転を無段階に変速して駆動軸に伝達可能な無段変速機と、
所定の停止条件の成立に伴い前記内燃機関を停止させ、所定の再始動条件の成立に伴い前記内燃機関を再始動させる内燃機関停止再始動制御手段と、
該内燃機関停止再始動制御手段により前記内燃機関が停止している間、電力により駆動され、前記無段変速機に油圧を供給する電動オイルポンプと、
該電動オイルポンプ及び前記無段変速機とを接続する油圧経路と、
該油圧経路に設けた低温部及び前記内燃機関の排気通路に設けた高温部を有し、該低温部と該高温部との温度差により熱電発電を行う熱電モジュールと、
を備えることを特徴とする車両の熱電発電装置。
A continuously variable transmission capable of continuously changing the rotation of an internal combustion engine mounted on a vehicle and transmitting it to a drive shaft;
An internal combustion engine stop / restart control means for stopping the internal combustion engine when a predetermined stop condition is satisfied, and restarting the internal combustion engine when a predetermined restart condition is satisfied;
An electric oil pump that is driven by electric power to supply hydraulic pressure to the continuously variable transmission while the internal combustion engine is stopped by the internal combustion engine stop / restart control means;
A hydraulic path connecting the electric oil pump and the continuously variable transmission;
A thermoelectric module having a low temperature section provided in the hydraulic path and a high temperature section provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, and performing thermoelectric generation by a temperature difference between the low temperature section and the high temperature section;
A vehicle thermoelectric power generator.
前記熱電モジュールを用いた熱電発電による発電電力が前記車両の要求電力を満たす場合にのみ、該熱電モジュールを用いた熱電発電による車両の電力供給を行うことを特徴とする請求項1記載の車両の熱電発電装置。   2. The vehicle according to claim 1, wherein power is supplied to the vehicle by thermoelectric power generation using the thermoelectric module only when the power generated by thermoelectric power generation using the thermoelectric module satisfies the required power of the vehicle. Thermoelectric generator. 前記低温部と前記高温部との温度差が、予め設定された所定温度差以上である場合にのみ、熱電モジュールを用いた熱電発電による車両の電力供給を行うことを特徴とする請求項1または2記載の車両の熱電発電装置。   The power supply of the vehicle by thermoelectric power generation using a thermoelectric module is performed only when the temperature difference between the low temperature part and the high temperature part is equal to or greater than a predetermined temperature difference set in advance. 3. A thermoelectric generator for a vehicle according to 2.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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