JP6547694B2 - Thermoelectric generator - Google Patents

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Description

この明細書における開示は、ゼーベック効果により熱エネルギを電力エネルギに変換する熱電発電装置に関する。   The disclosure in this specification relates to a thermoelectric generator that converts thermal energy into electrical energy by the Seebeck effect.

特許文献1の熱電発電装置は、車速センサが検出した車速の検出値と予め定めたマップから熱電変換器の発電量を推定し、熱電変換器の実発電量が推定発電量より小さい場合は熱電変換器が故障していると判定する。   The thermoelectric power generation device of Patent Document 1 estimates the power generation amount of the thermoelectric converter from the detected value of the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor and the map determined in advance, and the thermoelectric power generation amount of the thermoelectric converter is smaller than the estimated power generation amount. It is determined that the converter is broken.

特開2007−14084号公報Japanese Patent Application Publication No. 2007-14084

車両において、排ガス温度、排ガス流量、冷却水温度、冷却水流量等は、車速に基づいて一義的に定まるものでなく、例えば、加速、制動等に関わる走行負荷によっても大きく影響を受けるパラメータである。このため、特許文献1の装置のように、車速に基づいて推定した発電量の精度には改良の余地があり、この発電量の推定値を用いた故障判定もその精度の点で課題がある。   In a vehicle, exhaust gas temperature, exhaust gas flow rate, cooling water temperature, cooling water flow rate, etc. are not uniquely determined based on the vehicle speed, but are parameters that are greatly affected by, for example, running load related to acceleration, braking, etc. . For this reason, as in the device of Patent Document 1, there is room for improvement in the accuracy of the power generation amount estimated based on the vehicle speed, and failure determination using this power generation amount estimation value also has a problem in terms of its accuracy. .

このような課題に鑑み、この明細書における開示の目的は、故障判定の精度向上が図れる熱電発電装置を提供することである。   In view of such a subject, the object of the indication in this specification is to provide the thermoelectric-generation device which can aim at the precision improvement of failure determination.

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。   Several aspects disclosed in this specification employ different technical means from one another in order to achieve each purpose. Further, the claims and the reference numerals in the parentheses described in this section are an example showing the correspondence with the specific means described in the embodiment described later as one aspect, and the technical scope is limited. is not.

開示された熱電発電装置のひとつは、第1流体が流れる第1流体通路(27)と、第1流体よりも高温であり、エンジン(20)から排出される第2流体が流れる第2流体通路(31)と、熱電変換素子を有し、一方側部(10a)に第1流体の熱が移動可能であり、他方側部(10b)に第2流体の熱が移動可能となるように設けられて、一方側部と他方側部との温度差によって発電する熱電発電器(10)と、熱電発電器についての開放電圧と交流抵抗とを取得可能な制御装置(5)と、を備える。制御装置は、エンジンが停止してから再始動する直前に、検出した開放電圧が基準値を下回る場合に、検出した交流抵抗に応じて熱電発電器の故障発生か否かを判定する。   One of the disclosed thermoelectric power generators includes a first fluid passage (27) through which the first fluid flows, and a second fluid passage which is hotter than the first fluid and through which the second fluid discharged from the engine (20) flows. (31) and a thermoelectric conversion element, the heat of the first fluid is movable to one side (10a), and the heat of the second fluid is movable to the other side (10b) And a control unit (5) capable of acquiring an open circuit voltage and an alternating current resistance for the thermoelectric generator, which generates electric power by a temperature difference between one side and the other side. The control device determines whether or not a failure occurs in the thermoelectric generator according to the detected AC resistance, when the detected open circuit voltage falls below the reference value, immediately before restarting after the engine is stopped.

この熱電発電装置によれば、エンジンが停止後、再度始動する直前に検出した開放電圧が基準値を下回っている場合は熱電発電器が温まっていない。このとき、一方側部と他方側部との温度差があまりない状況であると判断でき、熱電発電器の交流抵抗を正確に検出することができる。これは、温度差が大きく、熱電発電器の電流値が大きい場合には電気的抵抗である交流抵抗の誤差が大きくなるからである。熱電発電装置は、このような状況において検出した交流抵抗に応じて熱電発電器の故障発生か否かを判定するため、負荷に応じて複雑に変動しうる温度依存性が高いパラメータを除いた故障判断を実施することができる。したがって、この熱電発電装置によれば、車速に基づいた発電量の推定値を用いて故障判定を行う従来技術に対して、故障判定の精度を向上することができる。   According to this thermoelectric generator, the thermoelectric generator is not warmed when the open circuit voltage detected immediately before the restart of the engine is less than the reference value. At this time, it can be determined that there is not much temperature difference between one side and the other side, and the AC resistance of the thermoelectric generator can be accurately detected. This is because when the temperature difference is large and the current value of the thermoelectric generator is large, the error of the AC resistance, which is the electrical resistance, becomes large. Since the thermoelectric generator determines whether or not a failure occurs in the thermoelectric generator based on the AC resistance detected in such a situation, the failure excluding the highly temperature-dependent parameter that can be complicatedly fluctuated according to the load Judgment can be implemented. Therefore, according to this thermoelectric power generation device, it is possible to improve the accuracy of the failure determination with respect to the prior art in which the failure determination is performed using the estimated value of the power generation amount based on the vehicle speed.

第1実施形態の熱電発電装置と冷却水および排ガスとの関係を示した概要図である。It is the outline figure which showed the relation between the thermoelectric-generation device of a 1st embodiment, cooling water, and exhaust gas. 第1実施形態の熱電発電装置に関する制御構成図である。It is a control block diagram regarding the thermoelectric-generation apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態において、エンジン運転中にデータ蓄積処理を実行するフローチャートである。In 1st Embodiment, it is a flowchart which performs a data accumulation process during engine driving | operation. 第1実施形態において、エンジン再始動時に故障判定処理を実行するフローチャートである。In 1st Embodiment, it is a flowchart which performs failure determination processing at the time of engine restart. 故障判定処理のために記憶部に記憶される、エンジン回転速度毎の開放電圧を示すグラフである。It is a graph which shows the open circuit voltage for every engine revolving speed memorized by storage part for failure judging processing. 第2実施形態において、エンジン再始動時に故障判定処理を実行するフローチャートである。In 2nd Embodiment, it is a flowchart which performs failure determination processing at the time of engine restart. 第3実施形態において、エンジン再始動時に故障判定処理を実行するフローチャートである。In 3rd Embodiment, it is a flowchart which performs failure determination processing at the time of engine restart.

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。   Hereinafter, a plurality of modes for carrying out the present disclosure will be described with reference to the drawings. The same referential mark may be attached | subjected to the part corresponding to the matter demonstrated by the form preceded in each form, and the overlapping description may be abbreviate | omitted. When only a part of the configuration is described in each form, the other forms described above can be applied to other parts of the configuration. Not only combinations of parts which clearly indicate that combinations are possible in each embodiment, but also combinations of embodiments even if not explicitly specified, unless any problem occurs in the combinations. It is also possible.

(第1実施形態)
第1実施形態の熱電発電装置1について、図1〜図5を参照して説明する。熱電発電装置1は、エンジン20から排出される第2流体としての排ガスと排ガスよりも低温である第1流体との温度差を利用して、ゼーベック効果により熱エネルギを電力エネルギに変換する装置である。熱電発電装置1は、熱電変換素子を有する熱電発電器10において一方側部である低温側部10aと他方側部である高温側部10bとに温度差が与えられると、電位差が生じて電子が流れる現象を利用して発電する。第1流体には排ガスと温度差を与えることが可能な任意の流体を採用することができる。この実施形態では、任意に選択可能な低温流体の一例として、自動車のエンジン20の冷却水を用いる場合について説明する。
First Embodiment
The thermoelectric generation device 1 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5. The thermoelectric power generation device 1 is a device that converts thermal energy into electric power energy by the Seebeck effect using a temperature difference between an exhaust gas as a second fluid discharged from the engine 20 and a first fluid that is lower in temperature than the exhaust gas. is there. When a temperature difference is given between the low temperature side 10a which is one side and the high temperature side 10b which is the other side in the thermoelectric generator 10 having the thermoelectric conversion element, the thermoelectric power generation device 1 produces a potential difference to generate electrons. Generate electricity using flowing phenomena. The first fluid may be any fluid capable of providing a temperature difference with the exhaust gas. In this embodiment, the case of using the cooling water of the engine 20 of a car as an example of the arbitrarily selectable low temperature fluid will be described.

内燃機関であるエンジン20には燃焼用の空気を吸入する吸気管と、燃焼後の排ガスを排出する排気管3が接続されている。吸気管内には、車両に設けられたアクセルペダルの踏み込み量に応じて開度が可変されるスロットルバルブが設けられている。エンジン20は、エンジン制御装置4によって最適な作動に制御される。エンジン制御装置4には、エンジン回転数信号、スロットルバルブ開度信号、および車速信号等が入力される。エンジン制御装置4は、エンジン回転数信号およびスロットルバルブ開度信号に対する燃料噴射量を対応付けた制御マップを予め記憶している。エンジン制御装置4は、制御マップに基づいて吸気管側に所定のタイミングで必要とされる燃料噴射量を制御する。エンジン制御装置4は、熱電発電装置1の制御装置15と互いの信号の授受が通信可能となるように接続されている。   An intake pipe for sucking in combustion air and an exhaust pipe 3 for discharging exhaust gas after combustion are connected to an engine 20 which is an internal combustion engine. The intake pipe is provided with a throttle valve whose opening degree is varied in accordance with the amount of depression of an accelerator pedal provided in the vehicle. The engine 20 is controlled to an optimum operation by the engine control device 4. An engine rotation number signal, a throttle valve opening degree signal, a vehicle speed signal, and the like are input to the engine control device 4. The engine control device 4 stores in advance a control map in which the fuel injection amount is associated with the engine rotational speed signal and the throttle valve opening degree signal. The engine control device 4 controls the amount of fuel injection required at a predetermined timing on the intake pipe side based on the control map. The engine control device 4 is connected to the control device 15 of the thermoelectric power generation device 1 so as to be able to communicate with each other.

エンジン20には冷却水回路2が接続されている。冷却水回路2は、エンジン20を冷却するためエンジン20内の冷却水が循環する回路である。冷却水は、ウォータポンプ24によって出口部20bからラジエータ21を通過して入口部20aに流通して循環する。ウォータポンプ24は、例えば、エンジン20の駆動力を受けて作動するエンジン駆動式のポンプである。冷却水回路2を循環する冷却水は、ラジエータ21の放熱によって冷却されるので、エンジン20の作動温度を適切に制御することができる。   The coolant circuit 2 is connected to the engine 20. The cooling water circuit 2 is a circuit through which cooling water in the engine 20 circulates to cool the engine 20. The cooling water is circulated by the water pump 24 from the outlet 20b through the radiator 21 to the inlet 20a. The water pump 24 is, for example, an engine driven pump that operates by receiving the driving force of the engine 20. Since the cooling water circulating through the cooling water circuit 2 is cooled by the heat radiation of the radiator 21, the operating temperature of the engine 20 can be properly controlled.

冷却水回路2には、ラジエータ21をバイパスするバイパス通路26と、ラジエータ21側あるいはバイパス通路26側への冷却水流量を調節するサーモスタット22とが設けられている。冷却水温度が第1所定温度以下においては、サーモスタット22によってラジエータ21側が閉じられ、冷却水がバイパス通路26側を流通することで冷却水の過冷却を防止できる。これは、例えばエンジン20の始動直後のように冷却水が充分に昇温していない場合に対応し、エンジン20の暖機を促進することができる。さらにサーモスタット22は、エンジン20の暖機が終了して冷却水温度が第1所定温度を超えると、ラジエータ21側を開き始め、第2所定温度以上でバイパス通路26側を閉じ、ラジエータ21側を全開にする。冷却水回路2には、ラジエータ21に対して並列となるようにヒータコア23と、冷却水回路2の一部を成すヒータ温水回路25と、が設けられている。ヒータコア23は、冷却水を熱源として空調用空気を加熱する暖房装置用の熱交換器である。   The coolant circuit 2 is provided with a bypass passage 26 for bypassing the radiator 21 and a thermostat 22 for adjusting the flow rate of coolant to the radiator 21 side or the bypass passage 26 side. When the cooling water temperature is equal to or lower than the first predetermined temperature, the radiator 21 is closed by the thermostat 22 and the cooling water flows through the bypass passage 26 side, so that the overcooling of the cooling water can be prevented. This corresponds to, for example, the case where the temperature of the cooling water is not sufficiently raised as immediately after the start of the engine 20, and the warm-up of the engine 20 can be promoted. Further, when the warming up of the engine 20 is completed and the coolant temperature exceeds the first predetermined temperature, the thermostat 22 starts to open the radiator 21 side, closes the bypass passage 26 at the second predetermined temperature or more, and Fully open. The cooling water circuit 2 is provided with a heater core 23 and a heater hot water circuit 25 forming a part of the cooling water circuit 2 in parallel to the radiator 21. The heater core 23 is a heat exchanger for a heating device that heats air for air conditioning using cooling water as a heat source.

熱電発電装置1は、熱電発電器10と、熱電発電器10の作動を制御する制御装置5と、を備えている。熱電発電器10は、ゼーベック効果を利用して発電を行う熱電変換素子に対して、第2流体通路である分岐通路31と、第1流体通路である循環通路27と、が配設されて構成されている。分岐通路31は、エンジン20の排気管3から分岐して再び排気管3に合流するように形成された通路を構成し、排ガスの一部が分流するように構成されている。分岐通路31は、熱電変換素子、あるいは熱電発電器10の他方側面である高温側部10bに接触し、排ガスが熱電変換素子の高温側熱源となる。分岐通路31の熱電変換素子に対する排ガスの上流側には、分岐通路31を開閉する開閉弁30が設けられている。   The thermoelectric generator 1 includes a thermoelectric generator 10 and a control device 5 that controls the operation of the thermoelectric generator 10. The thermoelectric generator 10 is configured by arranging a branch passage 31 which is a second fluid passage and a circulation passage 27 which is a first fluid passage with respect to a thermoelectric conversion element which generates electric power using the Seebeck effect. It is done. The branch passage 31 constitutes a passage which is branched from the exhaust pipe 3 of the engine 20 and joined again to the exhaust pipe 3 so that part of exhaust gas is branched. The branch passage 31 contacts the thermoelectric conversion element or the high temperature side 10 b which is the other side surface of the thermoelectric generator 10, and the exhaust gas serves as the high temperature side heat source of the thermoelectric conversion element. On the upstream side of the exhaust gas with respect to the thermoelectric conversion element of the branch passage 31, an on-off valve 30 for opening and closing the branch passage 31 is provided.

循環通路27は、バイパス通路26よりもエンジン20側となる通路であり、ラジエータ21の下流側で、サーモスタット22と入口部20aとを繋ぐ通路である。循環通路27は、熱電変換素子、あるいは熱電発電器10の一方側面である低温側部10aに接触している。バイパス通路26からサーモスタット22を流れる冷却水、あるいは、ラジエータ21を通過しサーモスタット22を流れる冷却水は、熱電変換素子側に供給され、この冷却水が熱電変換素子の低温側熱源となる。   The circulation passage 27 is a passage that is closer to the engine 20 than the bypass passage 26 and is a passage that connects the thermostat 22 and the inlet 20 a on the downstream side of the radiator 21. The circulation passage 27 is in contact with the thermoelectric conversion element or the low temperature side 10 a which is one side of the thermoelectric generator 10. The coolant flowing from the bypass passage 26 through the thermostat 22 or the coolant passing through the radiator 21 and flowing through the thermostat 22 is supplied to the thermoelectric conversion element side, and this coolant becomes the low temperature side heat source of the thermoelectric conversion element.

制御装置5は、プログラムに従って動作するマイコンのようなデバイスを主なハードウェア要素として備える。制御装置5は、図2に図示するように、各種装置と各種センサとが接続されるインターフェース部50(以下、I/F部50ともいう)と、演算処理部51と、記憶部52と、を備える。演算処理部51は、I/F部50を通して各種センサ、各種測定装置から取得した情報と、記憶部52に格納した各種データとを用いて所定のプログラムにしたがった判定処理や演算処理を行う。   The control device 5 includes a device such as a microcomputer operating according to a program as a main hardware element. As illustrated in FIG. 2, the control device 5 includes an interface unit 50 (hereinafter, also referred to as an I / F unit 50) to which various devices and various sensors are connected, an arithmetic processing unit 51, and a storage unit 52. Equipped with The arithmetic processing unit 51 performs determination processing and arithmetic processing according to a predetermined program using the information acquired from various sensors and various measuring devices through the I / F unit 50 and the various data stored in the storage unit 52.

記憶部52は、書き込み可能な記憶媒体を備えており、その記憶媒体に、各検出器から出力された信号に基づく情報を一時的に記憶する。記憶部52は、非遷移的実体的記録媒体(non-transitory tangible storage media)である。演算処理部51は、制御装置5における判定部である。I/F部50は、演算処理部51による判定結果、演算結果に基づいて各種装置を操作する。したがって、I/F部50は制御装置5における入力部および制御出力部である。また、制御装置5は、エンジン制御装置4と一体化され、エンジン制御装置4の一部を構成するものでもよい。   The storage unit 52 includes a writable storage medium, and temporarily stores information based on the signals output from the respective detectors in the storage medium. The storage unit 52 is a non-transitory tangible storage media. The arithmetic processing unit 51 is a determination unit in the control device 5. The I / F unit 50 operates various devices based on the determination result by the calculation processing unit 51 and the calculation result. Therefore, the I / F unit 50 is an input unit and a control output unit in the control device 5. Further, the control device 5 may be integrated with the engine control device 4 and may constitute a part of the engine control device 4.

I/F部50は、エンジン情報信号としてエンジン回転数、エンジン負荷情報等をエンジン制御装置4から取得する。エンジン負荷情報とは、例えばエンジン20のトルク値である。回転速度検出器40は、エンジン20の回転速度を検出するセンサである。演算処理部51は、予め設定されたプログラムにしたがって、エンジン制御装置7からの各種のエンジン情報信号等に対する演算処理を行う。制御装置5は演算処理部51による演算結果に基づいて開閉弁30等の制御を行う。制御装置5は、軸トルクマップ、エンジン20の冷却損失熱量マップ、エンジン20の通水流量マップ、ラジエータ21の基準放熱量マップ、開閉弁30の開度マップや各種演算式を予め記憶している。制御装置5は、これらのマップや演算式に基づいて開閉弁30の開度を制御する。   The I / F unit 50 acquires an engine speed, engine load information, and the like from the engine control device 4 as an engine information signal. The engine load information is, for example, a torque value of the engine 20. The rotational speed detector 40 is a sensor that detects the rotational speed of the engine 20. The arithmetic processing unit 51 performs arithmetic processing on various engine information signals and the like from the engine control device 7 in accordance with a preset program. The control device 5 controls the on-off valve 30 and the like based on the calculation result by the calculation processing unit 51. The control device 5 stores in advance the axial torque map, the cooling loss heat amount map of the engine 20, the water flow rate map of the engine 20, the reference heat release amount map of the radiator 21, the opening degree map of the on-off valve 30, and various arithmetic expressions. . The control device 5 controls the opening degree of the on-off valve 30 based on these maps and arithmetic expressions.

演算処理部51は、回転速度検出器40、電圧検出器41、抵抗検出器42等によって検出される各種情報と所定のプログラムとにしたがって、熱電発電器10の故障判断に係る演算処理を行う。電圧検出器41は、熱電発電器10における開放電圧を検出し、制御装置5に出力する。開放電圧は、開放起電圧とも称する。開放電圧は、熱電発電器10の熱交換性能を示すデータであり、低温側部10aと高温側部10bとの温度差が小さいときは正確に検出できないデータである。制御装置5は、低温側部10aと高温側部10bとの温度差に応じて電圧検出器41からデータ取得するように構成されている。例えば、制御装置5は、低温側部10aと高温側部10bとの温度差が大きい場合に電圧検出器41からデータ取得する。   The arithmetic processing unit 51 performs arithmetic processing related to failure determination of the thermoelectric generator 10 in accordance with various information detected by the rotational speed detector 40, the voltage detector 41, the resistance detector 42, and the like and a predetermined program. The voltage detector 41 detects an open circuit voltage in the thermoelectric generator 10 and outputs the open circuit voltage to the control device 5. The open circuit voltage is also referred to as an open circuit voltage. The open circuit voltage is data indicating the heat exchange performance of the thermoelectric generator 10, and is data that can not be accurately detected when the temperature difference between the low temperature side 10a and the high temperature side 10b is small. The control device 5 is configured to acquire data from the voltage detector 41 according to the temperature difference between the low temperature side 10 a and the high temperature side 10 b. For example, the controller 5 acquires data from the voltage detector 41 when the temperature difference between the low temperature side 10 a and the high temperature side 10 b is large.

抵抗検出器42は、熱電発電器10についての交流抵抗を検出し、制御装置5に出力する。交流抵抗は、熱電発電器10の電気抵抗を示すデータであり、低温側部10aと高温側部10bとの温度差が大きいときは正確に検出できないデータである。制御装置5は、低温側部10aと高温側部10bとの温度差が小さいときに抵抗検出器42からデータ取得するように構成されている。   The resistance detector 42 detects an AC resistance of the thermoelectric generator 10 and outputs the same to the control device 5. The alternating current resistance is data indicating the electrical resistance of the thermoelectric generator 10, and is data that can not be accurately detected when the temperature difference between the low temperature side 10a and the high temperature side 10b is large. The control device 5 is configured to acquire data from the resistance detector 42 when the temperature difference between the low temperature side 10 a and the high temperature side 10 b is small.

I/F部50は、演算処理部51による演算結果に基づいて開閉弁30等の機器を操作する。I/F部50には、ユーザインターフェイスとなる端末装置、例えば、コントロールパネル、携帯用端末機等が接続される。使用者は、コントロールパネルの表示部53、端末装置等の表示画面を通じて、I/F部50から出力された現在の運転状態を確認することができる。また、表示部53等の表示画面には、故障判定処理に基づいた熱電発電器10の故障情報が表示される。   The I / F unit 50 operates devices such as the on-off valve 30 based on the calculation result by the calculation processing unit 51. The I / F unit 50 is connected to a terminal device serving as a user interface, such as a control panel or a portable terminal. The user can confirm the current driving state output from the I / F unit 50 through the display unit 53 of the control panel and the display screen of the terminal device or the like. In addition, failure information of the thermoelectric generator 10 based on the failure determination process is displayed on the display screen of the display unit 53 or the like.

次に、熱電発電装置1が実行する故障判定処理の一例について図3〜図5を参照して説明する。この故障判定処理は、熱電発電器10が正常に発電できないような故障が発生しているか否かをエンジン20の再始動の際に判定する処理である。図3に示すフローチャートは、エンジン20の運転中に制御装置5によって実行される処理を示している。図3に示すフローチャートでは、エンジン20の運転中に、エンジン回転速度毎に検出した開放電圧Vocを実績値として記憶する処理が行われる。図4に示すフローチャートは、エンジン20の停止後、再始動を行う際に制御装置5によって実行される処理を示している。   Next, an example of the failure determination process performed by the thermoelectric power generation system 1 will be described with reference to FIGS. This failure determination process is a process of determining at the time of restart of the engine 20 whether or not there is a failure that the thermoelectric generator 10 can not generate power normally. The flowchart shown in FIG. 3 shows the process executed by the control device 5 while the engine 20 is in operation. In the flowchart shown in FIG. 3, during operation of the engine 20, processing is performed to store the open circuit voltage Voc detected for each engine rotational speed as a performance value. The flowchart shown in FIG. 4 shows the process executed by the control device 5 when the engine 20 is stopped and then restarted.

図3に示すように、判定部である演算処理部51は、ステップS100でエンジン20が作動しているか否かを判定する。ステップS100はエンジン20が作動されるまで繰り返され、運転中になると、ステップS110で開放電圧の最大値Vocmax(Ne)をゼロに設定して記憶部52に記憶させる処理を実行する。Neは開放電圧検出時のエンジン回転速度を示している。ステップS120で制御装置5は、エンジン運転中に電圧検出器41によって開放電圧Vocを検出し、そのときのエンジン回転速度に対応付けて開放電圧Vocとエンジン回転速度とをセットで取得する。   As shown in FIG. 3, the arithmetic processing unit 51, which is a determination unit, determines whether or not the engine 20 is operating in step S100. Step S100 is repeated until the engine 20 is operated. When the engine 20 is in operation, a process of setting the maximum value Vocmax (Ne) of the open circuit voltage to zero and storing the same in the storage unit 52 is performed in step S110. Ne represents the engine rotational speed at the time of open circuit detection. In step S120, the control device 5 detects the open circuit voltage Voc by the voltage detector 41 during engine operation, and acquires the open circuit voltage Voc and the engine rotational speed as a set in association with the engine rotational speed at that time.

ステップS130では、ステップS120で取得したVoc(Ne)が、記憶部52に記憶されているVocmax(Ne)よりも大きいか否かを判定する。エンジン20の運転後、最初に取得したVoc(Ne)はゼロよりも大きいので、ステップS130で演算処理部51はYESと判定し、ステップS140でこのVoc(Ne)をVocmax(Ne)に設定する処理を実行する。記憶部52には、新たなVocmax(Ne)が記憶されることになる。次にステップS150でイグニッションスイッチがオフ状態か否かを判定し、オフ状態であれば本フローチャートを終了する。   In step S130, it is determined whether Voc (Ne) acquired in step S120 is larger than Vocmax (Ne) stored in the storage unit 52. Since Voc (Ne) acquired first after operation of the engine 20 is larger than zero, the arithmetic processing unit 51 determines YES in step S130, and sets Voc (Ne) to Vocmax (Ne) in step S140. Execute the process The storage unit 52 stores a new Vocmax (Ne). Next, in step S150, it is determined whether the ignition switch is in the off state, and if it is in the off state, the present flowchart is ended.

イグニッションスイッチがオフ状態ではなく、エンジン20が運転継続中である場合は、ステップS120に戻り、制御装置5は、検出された開放電圧Vocをエンジン回転速度に対応付けてセットで取得する。ステップS130において、ステップS120で取得したVoc(Ne)が、記憶部52に記憶されている同等レベルの回転速度のVocmax(Ne)以下と判定した場合は、ステップS120に戻ってVocを検出し回転速度とVocとをセットで取得する。このようにステップS130でYESと判定するまで、取得したVoc(Ne)をステップS140でVocmax(Ne)に書き換えることなく、ステップS120でエンジン運転中の新しいVoc(Ne)を取得し続ける。ステップS130において、ステップS120で取得したVoc(Ne)が、同等レベルのエンジン回転速度におけるVocmax(Ne)より大きいと判定した場合は、ステップS140でVocmax(Ne)を更新し、記憶部52に記憶させる処理を実行する。   If the ignition switch is not in the off state and the engine 20 is in continuous operation, the process returns to step S120, and the control device 5 acquires the detected open circuit voltage Voc in association with the engine rotation speed. If it is determined in step S130 that Voc (Ne) acquired in step S120 is equal to or less than Vocmax (Ne) of the rotational speed of the same level stored in storage unit 52, the process returns to step S120 to detect Voc and rotate. Get speed and Voc as a set. As described above, a new Voc (Ne) during engine operation is continuously acquired in step S120 without rewriting the acquired Voc (Ne) to Vocmax (Ne) in step S140 until it is determined as YES in step S130. If it is determined in step S130 that Voc (Ne) acquired in step S120 is larger than Vocmax (Ne) at the engine rotational speed of the same level, Vocmax (Ne) is updated in step S140 and stored in storage unit 52. Execute the process to

Vocの実績値は、例えば図5に図示するグラフのように、同じエンジン回転速度毎の開放電圧値として記憶部52に記憶されている。Vocの実績値は、同じエンジン目標回転速度毎の開放電圧値として、または同じ車速毎の開放電圧値として記憶部52に記憶されているように構成してもよい。   The actual value of Voc is stored in the storage unit 52 as an open circuit voltage value for each same engine rotational speed, as in the graph illustrated in FIG. 5, for example. The actual value of Voc may be configured to be stored in the storage unit 52 as an open circuit voltage value for each same engine target rotational speed or as an open circuit voltage value for each same vehicle speed.

イグニッションスイッチがオフ状態になると、図3のステップS150でYESと判定して図3のフローチャートを終了し、エンジン運転中における開放電圧Vocのデータ蓄積を終了する。次にエンジン20が再始動する際には、制御装置5は図4に係るフローチャートに示す処理を開始する。制御装置5は、エンジン20を再始動する信号をエンジン制御装置4から取得すると、図4のフローチャートにしたがった処理を実行する。   When the ignition switch is turned off, YES is determined in step S150 of FIG. 3 and the flowchart of FIG. 3 is ended, and data accumulation of the open circuit voltage Voc during engine operation is ended. Next, when the engine 20 is restarted, the control device 5 starts the process shown in the flowchart of FIG. 4. When the control device 5 acquires a signal for restarting the engine 20 from the engine control device 4, the control device 5 executes the process according to the flowchart of FIG.

図4に示すように、エンジン20の再始動直前に、つまりエンジン20の停止後エンジン20の次回運転が始まる前に、ステップS200、ステップS220の各処理を実行する。これは、熱電発電器10が排ガスによって温められて低温側部10aと高温側部10bとの温度差が大きくなると、熱電発電器10の交流抵抗を正確に検出できないからである。制御装置5は、温度影響を受けていない状態の交流抵抗値を故障判定に用いることによって、故障判定の精度を高めることができる。   As shown in FIG. 4, immediately before the restart of the engine 20, that is, after the stop of the engine 20 and before the next operation of the engine 20 starts, the processes of step S200 and step S220 are performed. This is because when the thermoelectric generator 10 is warmed by the exhaust gas and the temperature difference between the low temperature side 10a and the high temperature side 10b increases, the AC resistance of the thermoelectric generator 10 can not be accurately detected. The control device 5 can increase the accuracy of the failure determination by using the AC resistance value in a state not affected by the temperature for the failure determination.

まずステップS200において、演算処理部51は、始動前に取得した開放電圧Voc(0)が所定の基準値であるVocminよりも小さいか否かを判定する。エンジン始動直前のVoc(0)が基準値以上の値であると、熱電変換素子が温まっている状態であり、熱電変換素子の低温側部10aと高温側部10bとの温度差が生じているため、異常な交流抵抗値を正確に検出できず、正確な故障判定ができない。基準値Vocminは、このような状態を除いて判定可能な状態を検出できるような値に設定されており、制御装置5に予め記憶されている。ステップS200でNOと判定すると、熱電変換素子が温まっており故障判定不可能な状態であるので、故障発生の有無を判定せず本フローチャートを終了する。   First, in step S200, the arithmetic processing unit 51 determines whether the open circuit voltage Voc (0) acquired before starting is smaller than a predetermined reference value Vocmin. If Voc (0) immediately before the start of the engine is a value equal to or greater than the reference value, the thermoelectric conversion element is in a warmed state, and a temperature difference between the low temperature side 10a and the high temperature side 10b of the thermoelectric conversion element is generated. Therefore, the abnormal AC resistance value can not be accurately detected, and accurate failure determination can not be performed. The reference value Vocmin is set to a value capable of detecting a determinable state excluding such a state, and is stored in the control device 5 in advance. If it is determined NO in step S200, the thermoelectric conversion element is in a warm state and failure determination is impossible, so determination is made as to whether or not a failure has occurred, and the present flowchart ends.

ステップS200でYESと判定すると、ステップS210で演算処理部51は、始動前に抵抗検出器42によって検出されて、取得した交流抵抗Racが所定の判定値であるRac0よりも大きいか否かを判定する。判定値Rac0は、製品として熱電発電器10に要求されている発電能力を出力可能な状態であることを維持するために、設定される値である。例えば、判定値Rac0は、Racがこの値を超えると、必要な発電能力を発揮できない状態になっていることを基準として設定される値である。ステップS210でNOと判定すると、熱電発電器10が必要な発電能力を出力可能な状態であり正常であると判定でき、本フローチャートを終了する。   If YES in step S200, the arithmetic processing unit 51 determines in step S210 whether or not the acquired AC resistance Rac is larger than a predetermined determination value Rac0, which is detected by the resistance detector 42 before starting. Do. The determination value Rac0 is a value that is set to maintain that the generation capacity required of the thermoelectric generator 10 as a product can be output. For example, the determination value Rac0 is a value that is set based on the fact that the required power generation capacity can not be exhibited when Rac exceeds this value. If NO is determined in step S210, it is possible to determine that the thermoelectric generator 10 can output the necessary power generation capacity and is normal, and the present flowchart ends.

ステップS210でYESと判定すると、次にステップS220で演算処理部51は、エンジン20の始動後に検出したVoc0(Ne)が記憶部52に記憶されているVocmax(Ne)よりも大きいか否かを判定する。Vocmax(Ne)は、記憶部52に記憶されている、実回転速度毎のVocの最大値である。例えばVocmax(Ne)は、図5のグラフにおける縦方向に一列に複数並ぶデータのうち、各列において最も大きいVocの値である。図5のグラフにおいて縦方向に一列に複数並ぶデータは、同等レベルの回転速度について検出された開放電圧Vocの実績値である。したがって、ステップS220の判定処理におけるVoc0は、図5に図示する、すべての回転速度についてのVocmax(Ne)よりも大きい場合にはYESと判定され、そうでない場合にはNOと判定される。このようにステップS220では、エンジン20の再始動の際に検出した開放電圧値が、記憶された開放電圧の実績値のうち、すべての実回転速度における開放電圧の最大値に対して上回っているか否かを判定する。   If YES in step S210, operation processing unit 51 next determines whether Voc0 (Ne) detected after start of engine 20 is larger than Vocmax (Ne) stored in storage unit 52 in step S220. judge. Vocmax (Ne) is the maximum value of Voc stored in the storage unit 52 for each actual rotational speed. For example, Vocmax (Ne) is the largest value of Voc in each column among data arranged in a line in the vertical direction in the graph of FIG. 5. In the graph of FIG. 5, a plurality of data arranged in a line in the vertical direction are actual values of the open circuit voltage Voc detected for rotational speeds of the same level. Therefore, Voc0 in the determination process of step S220 is determined to be YES if it is larger than Vocmax (Ne) for all rotational speeds shown in FIG. 5, and it is determined to be NO otherwise. As described above, in step S220, is whether the open circuit voltage value detected at the time of restart of the engine 20 exceeds the maximum value of the open circuit voltage at all actual rotational speeds among the stored actual values of the open circuit voltage? It is determined whether or not.

ステップS220でNOと判定すると、この実施形態では正常であると判定して、本フローチャートを終了する。ステップS220でYESと判定すると、演算処理部51はステップS230で、開放電圧の実績値から推定される発電能力の推定値が許容レベルよりも低下しているか否かを判定する。ステップS230でNOと判定すると、熱電発電器10が故障しているとは判定しないで、本フローチャートを終了する。ステップS230でYESと判定すると、熱電発電器10が所望の発電能力を発揮できない状態であるため、ステップS240で故障発生の処理を実行し、本フローチャートを終了する。例えば、制御装置5は、故障発生である旨を表示部53に表示したり、音声等で報知したりしてユーザーに知らせる処理を行う。   If it determines with NO by step S220, it will determine with this embodiment that it is normal, and will complete | finish this flowchart. If it determines with YES by step S220, the arithmetic processing part 51 will determine whether the estimated value of the electric power generation capacity estimated from the actual value of an open circuit voltage is lower than an allowance level by step S230. If it determines with NO by step S230, it will not determine with the thermoelectric generator 10 having a failure, and this flowchart will be complete | finished. If YES is determined in step S230, the thermoelectric generator 10 is in a state in which it can not exhibit a desired power generation capacity, so processing of failure occurrence is executed in step S240, and the present flowchart is ended. For example, the control device 5 performs a process of notifying the user that a failure has occurred is displayed on the display unit 53 or notified by voice or the like.

ステップS230では、発電能力の推定値Ptegを発電能力の狙い値Pteg0で割り算して得られる値が所定の判断値Ptegfより小さいか否かを判定する。判断値Ptegfは、例えば熱電発電器10の発電性能が100%の能力状態から許容レベルを超えて低下した場合に相当する値に設定される。   In step S230, it is determined whether the value obtained by dividing the estimated value Pteg of the power generation capacity by the target value Pteg0 of the power generation capacity is smaller than a predetermined judgment value Ptegf. The judgment value Ptegf is set to a value corresponding to, for example, the case where the power generation performance of the thermoelectric generator 10 decreases from the 100% capacity state beyond the allowable level.

Pteg/Pteg0は次式によって算出するものする。   Pteg / Pteg0 is calculated by the following equation.

Pteg/Pteg0=(Vocmax/Voc0)/(Rac/Rac0)
また、PtegはVoc/Racで表され、Pteg0はVoc0/Rac0で表される。
Pteg / Pteg0 = (Vocmax / Voc0) 2 / (Rac / Rac0)
Further, PTEG is represented by Voc 2 / Rac, Pteg0 is represented by Voc0 2 / Rac0.

次に、第1実施形態の熱電発電装置1がもたらす作用効果について説明する。熱電発電装置1は、冷却水が流れる循環通路27と、エンジン20から排出される排ガスが流れる分岐通路31と、熱電発電器10と、熱電発電器10についての開放電圧と交流抵抗とを取得可能な制御装置5と、を備える。熱電発電器10は、熱電変換素子を有し、低温側部10aに冷却水の熱が移動可能であり、高温側部10bに排ガスの熱が移動可能となるように設けられて、低温側部10aと高温側部10bとの温度差によって発電する。制御装置5は、エンジン20が停止してから再始動する直前に、検出した開放電圧が基準値を下回る場合に、検出した交流抵抗に応じて熱電発電器10の故障発生か否かを判定する。   Next, the effect which the thermoelectric-generation apparatus 1 of 1st Embodiment brings about is demonstrated. The thermoelectric generation device 1 can obtain the circulation passage 27 through which the cooling water flows, the branch passage 31 through which the exhaust gas discharged from the engine 20 flows, the thermoelectric generator 10, and the open circuit voltage and the AC resistance of the thermoelectric generator 10. And the control device 5. The thermoelectric generator 10 has a thermoelectric conversion element, is capable of transferring the heat of the cooling water to the low temperature side 10a, is provided on the high temperature side 10b so that the heat of exhaust gas can be transferred, Power is generated by the temperature difference between 10a and the high temperature side 10b. When the open circuit voltage detected falls below the reference value immediately before the engine 20 is stopped and then restarted, the control device 5 determines whether or not the failure of the thermoelectric generator 10 has occurred according to the detected AC resistance. .

この熱電発電装置1によれば、エンジン20が停止後、再度始動する直前に検出した開放電圧が基準値を下回っている場合は熱電発電器10が温まっていない状態である。この状態は、低温側部10aと高温側部10bとの温度差があまりない状況であると判断でき、熱電発電器10の交流抵抗を正確に検出することができる。これは、温度差が大きく熱電発電器10の電流値が大きい場合には電気的抵抗である交流抵抗の誤差が大きくなる性質を利用している。熱電発電装置1は、このような状況において検出した交流抵抗に応じて熱電発電器10の故障発生か否かを判定する。このため、負荷に応じて複雑に変動しうる温度依存性が高いパラメータを除いた熱電発電器10の故障判断を実施できる。この熱電発電装置1によれば、従来の車速に基づいた発電量の推定値を用いて故障判定を行う技術に対して、故障判定の精度を十分に向上することができる。   According to the thermoelectric generator 1, when the open circuit voltage detected immediately before the restart after the engine 20 is stopped is lower than the reference value, the thermoelectric generator 10 is not in a warm state. It can be determined that this state is a state where there is not much temperature difference between the low temperature side 10a and the high temperature side 10b, and the AC resistance of the thermoelectric generator 10 can be detected accurately. This utilizes the property that when the temperature difference is large and the current value of the thermoelectric generator 10 is large, the error of the AC resistance, which is the electrical resistance, becomes large. The thermoelectric generator 1 determines whether or not a failure occurs in the thermoelectric generator 10 according to the AC resistance detected in such a situation. For this reason, failure determination of the thermoelectric generator 10 can be carried out excluding parameters having a high temperature dependence that can vary complicatedly depending on the load. According to this thermoelectric power generation device 1, the accuracy of the failure determination can be sufficiently improved as compared with the technique of performing the failure determination using the estimated value of the power generation amount based on the conventional vehicle speed.

制御装置5は、エンジン20が再始動する直前に、検出した開放電圧が基準値を下回り、検出した交流抵抗が判定値を上回り、さらにエンジン20の再始動後に検出した開放電圧が開放電圧の実績値を上回っている場合に、さらに発電能力に関わる判定を行う。制御装置5は、検出した交流抵抗と開放電圧の実績値とを用いて求めた発電能力の推定値が許容レベルよりも低下しているときに故障が発生していると判定する。   In control device 5, the detected open circuit voltage is lower than the reference value immediately before engine 20 is restarted, the detected AC resistance exceeds the determination value, and the open circuit voltage detected after engine 20 is restarted is a record of the open circuit voltage If the value is exceeded, a determination regarding the power generation capacity is further made. The control device 5 determines that a failure has occurred when the estimated value of the power generation capacity obtained using the detected AC resistance and the actual value of the open circuit voltage is lower than the allowable level.

この故障判定によれば、温度依存性が高いパラメータを除いた判定処理と過去の熱交換性能に対して再始動後の熱交換性能を比較した判定処理とに加えて、さらに推定発電能力が許容レベルを確保している否かという判断を実施した故障判定を提供できる。したがって、従来の車速に基づいた発電量の推定値を用いて故障判定を行う技術に対して、故障判定の精度を格段に向上することができる。   According to this failure judgment, in addition to the judgment processing excluding the parameter highly dependent on temperature and the judgment processing comparing the heat exchange performance after restart with respect to the past heat exchange performance, the estimated power generation capacity is further permitted It is possible to provide a failure determination in which it is determined whether or not a level is secured. Therefore, the accuracy of the failure determination can be significantly improved as compared with the conventional technology in which the failure determination is performed using the estimated value of the power generation amount based on the vehicle speed.

(第2実施形態)
第2実施形態におけるエンジン再始動時の故障判定処理について図6のフローチャートを参照して説明する。図6において第1実施形態の図4と同じ符号を付したステップは、第1実施形態と同様である。第2実施形態で特に説明しない構成、処理、作用、効果については、第1実施形態と同様であり、以下、第1実施形態と異なる点についてのみ説明する。
Second Embodiment
The failure determination processing at engine restart in the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The steps given the same reference numerals in FIG. 6 as in FIG. 4 of the first embodiment are the same as in the first embodiment. The configurations, processes, operations, and effects not particularly described in the second embodiment are the same as those in the first embodiment, and only differences from the first embodiment will be described below.

第2実施形態のエンジン再始動時の故障判定処理は、第1実施形態の故障判定処理に対して、ステップS200、S210がともにYESと判定された場合にS240の故障発生の処理を実行する点が相違する。第2実施形態の故障判定処理によれば、低温側部10aと高温側部10bとの温度差があまりない状況において正確な交流抵抗を検出できるので、温度依存性が高いパラメータを除いた熱電発電器10の故障判断を実施できる。この故障判定処理によれば、従来の車速に基づいた発電量の推定値を用いて故障判定を行う技術に対して、故障判定の精度を十分に向上することができる。   The failure determination process at engine restart of the second embodiment executes the process of occurrence of failure at S240 when both steps S200 and S210 are determined as YES with respect to the failure determination process of the first embodiment. Is different. According to the failure determination process of the second embodiment, accurate AC resistance can be detected in a situation where there is not much temperature difference between the low temperature side 10a and the high temperature side 10b, so that the thermoelectric power generation excluding the parameters highly dependent on temperature It is possible to carry out the failure judgment of the According to the failure determination process, the accuracy of the failure determination can be sufficiently improved as compared to the conventional technology of performing the failure determination using the estimated value of the power generation amount based on the vehicle speed.

(第3実施形態)
第3実施形態におけるエンジン再始動時の故障判定処理について図7のフローチャートを参照して説明する。図7において第1実施形態の図4と同じ符号を付したステップは、第1実施形態と同様である。第3実施形態で特に説明しない構成、処理、作用、効果については、第1実施形態と同様であり、以下、第1実施形態と異なる点についてのみ説明する。
Third Embodiment
The failure determination processing at engine restart in the third embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The steps given the same reference numerals in FIG. 7 as in FIG. 4 of the first embodiment are the same as in the first embodiment. The configurations, processes, operations, and effects not particularly described in the third embodiment are the same as in the first embodiment, and only differences from the first embodiment will be described below.

第3実施形態のエンジン再始動時の故障判定処理は、第1実施形態の故障判定処理に対して、ステップS200、S210、S220がともにYESと判定された場合にS240の故障発生の処理を実行する点が相違する。第3実施形態の故障判定処理によれば、低温側部10aと高温側部10bとの温度差があまりない状況において正確な交流抵抗を検出して、温度依存性が高いパラメータを除いた故障判断を実施できる。さらに、エンジン20の再始動後に検出した開放電圧が開放電圧の実績値を上回っている場合に故障が発生していると判定するため、過去の熱交換性能に対して再始動後の熱交換性能を比較した故障判定を実施できる。第3実施形態の故障判定処理によれば、従来の車速に基づいた発電量の推定値を用いて故障判定を行う技術に対して、故障判定の精度を十分に向上することができる。   The failure determination process at engine restart according to the third embodiment executes the process of occurrence of a failure in step S240 when steps S200, S210, and S220 are all determined as YES in the failure determination process of the first embodiment. The point to do is different. According to the failure determination processing of the third embodiment, accurate AC resistance is detected in a situation where there is not much temperature difference between the low temperature side 10a and the high temperature side 10b, and failure determination excluding parameters highly dependent on temperature Can be implemented. Furthermore, since it is determined that a failure has occurred when the open circuit voltage detected after restart of the engine 20 exceeds the actual value of the open circuit voltage, the heat exchange performance after restart relative to the past heat exchange performance Can be compared with the According to the failure determination process of the third embodiment, it is possible to sufficiently improve the accuracy of the failure determination with respect to the technology of performing the failure determination using the conventional estimated value of the power generation amount based on the vehicle speed.

(他の実施形態)
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。
(Other embodiments)
The disclosure of this specification is not limited to the illustrated embodiments. The disclosure includes the illustrated embodiments and variations based on them by those skilled in the art. For example, the disclosure is not limited to the combination of parts and elements shown in the embodiments, and can be implemented with various modifications. The disclosure can be implemented in various combinations. The disclosure can have additional parts that can be added to the embodiments. The disclosure includes the parts and components of the embodiments omitted. The disclosure includes replacements of parts, components, or combinations between one embodiment and another embodiment. The disclosed technical scope is not limited to the description of the embodiments. The disclosed technical scope is defined by the description of the claims, and should be understood to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the descriptions of the claims.

前述の実施形態において、ステップS210での判定処理に用いるRac0の値は、熱電変換素子の経年劣化等を考慮して、制御装置5において適宜書き換えられる判定値として構成してもよい。   In the above-described embodiment, the value of Rac0 used in the determination process in step S210 may be configured as a determination value that is appropriately rewritten in the control device 5 in consideration of aging deterioration or the like of the thermoelectric conversion element.

前述の実施形態の熱電発電器10は、ケースによって覆われる構成ではなく、多数のP型半導体素子とN型半導体素子とが、分岐通路31を形成する配管と循環通路27を形成する配管とに接触し、両側部に温度差が発生する構成でもよい。熱電発電器10においてケースは必須の構成要素ではない。   The thermoelectric generator 10 of the above-described embodiment is not configured to be covered by a case, but a pipe in which a large number of P-type semiconductor elements and N-type semiconductor elements form a branch passage 31 and a pipe in which a circulation passage 27 is formed. It may be in contact with each other to generate a temperature difference on both sides. In the thermoelectric generator 10, the case is not an essential component.

前述の実施形態において、第1流体と第2流体は、互いに逆向きに流れる対向流を形成してもよい。   In the above embodiment, the first fluid and the second fluid may form counterflows flowing in opposite directions to each other.

5…制御装置、 10…熱電発電器
10a…低温側部(一方側部)、 10b…高温側部(他方側部)
20…エンジン、 27…循環通路(第1流体通路)、 31…分岐通路(第2流体通路)
5: control device, 10: thermoelectric generator 10a: low temperature side (one side), 10b: high temperature side (other side)
20 ... engine, 27 ... circulation passage (first fluid passage), 31 ... branch passage (second fluid passage)

Claims (6)

第1流体が流れる第1流体通路(27)と、
前記第1流体よりも高温であり、エンジン(20)から排出される第2流体が流れる第2流体通路(31)と、
熱電変換素子を有し、一方側部(10a)に前記第1流体の熱が移動可能であり、他方側部(10b)に前記第2流体の熱が移動可能となるように設けられて、前記一方側部と前記他方側部との温度差によって発電する熱電発電器(10)と、
前記熱電発電器についての開放電圧と交流抵抗とを取得可能な制御装置(5)と、
を備え、
前記制御装置は、前記エンジンが停止してから再始動する直前に、検出した前記開放電圧が基準値を下回る場合に、検出した前記交流抵抗に応じて前記熱電発電器の故障発生か否かを判定する熱電発電装置。
A first fluid passage (27) through which the first fluid flows;
A second fluid passage (31) which is hotter than the first fluid and through which the second fluid discharged from the engine (20) flows;
A thermoelectric conversion element is provided, the heat of the first fluid is movable to one side (10a), and the heat of the second fluid is movable to the other side (10b), A thermoelectric generator (10) generating electricity by the temperature difference between the one side and the other side;
A control device (5) capable of acquiring an open circuit voltage and an alternating current resistance for the thermoelectric generator;
Equipped with
The control device determines whether or not a failure occurs in the thermoelectric generator according to the detected AC resistance when the detected open circuit voltage falls below a reference value immediately before the engine is stopped and then restarted. Thermoelectric generator to determine.
前記制御装置は、前記エンジンの運転中に検出した前記開放電圧の実績値を記憶しており、
前記制御装置は、前記エンジンが前記再始動する直前に、検出した前記開放電圧が前記基準値を下回り、かつ検出した前記交流抵抗が判定値を上回る場合に、前記エンジンの再始動後に検出した前記開放電圧が前記開放電圧の実績値を上回っているときに故障が発生していると判定する請求項1に記載の熱電発電装置。
The control device stores a record value of the open circuit voltage detected during operation of the engine;
The control device detects the open circuit voltage detected after the restart of the engine when the detected open circuit voltage falls below the reference value and the detected alternating current resistance exceeds the determination value immediately before the engine restarts. The thermoelectric generation device according to claim 1, wherein it is determined that a failure has occurred when the open circuit voltage exceeds the actual value of the open circuit voltage.
前記制御装置は、前記エンジンが前記再始動する直前に、検出した前記開放電圧が前記基準値を下回り、検出した前記交流抵抗が前記判定値を上回り、さらに前記エンジンの再始動後に検出した前記開放電圧が前記開放電圧の実績値を上回っている場合に、前記検出した前記交流抵抗と前記開放電圧の実績値とを用いて求めた発電能力の推定値が許容レベルよりも低下しているときに故障が発生していると判定する請求項2に記載の熱電発電装置。   The control device is configured such that the detected open circuit voltage falls below the reference value immediately before the engine restarts, the detected alternating current resistance exceeds the determination value, and the open detected after the engine is restarted When the estimated value of the power generation capacity determined using the detected AC resistance and the actual value of the open voltage is lower than the allowable level, when the voltage exceeds the actual value of the open voltage The thermoelectric power generation device according to claim 2, wherein it is determined that a failure has occurred. 前記制御装置は、前記エンジンの再始動の際に検出した前記開放電圧が、前記エンジンの実回転速度に対応付けて前記記憶された前記開放電圧の実績値のうち、すべての前記実回転速度における前記開放電圧の最大値に対して上回っている場合に、故障が発生していると判定する請求項2に記載の熱電発電装置。   The control device is configured such that the open circuit voltage detected at restart of the engine corresponds to the actual rotational speed of the engine at all the actual rotational speeds of the stored actual values of the open circuit voltage. The thermoelectric power generation device according to claim 2, wherein it is determined that a failure has occurred when the value exceeds the maximum value of the open circuit voltage. 前記制御装置は、前記エンジンの再始動の際に検出した前記開放電圧が、前記エンジンの目標回転速度に対応付けて前記記憶された前記開放電圧の実績値のうち、すべての前記目標回転速度における前記開放電圧の最大値に対して上回っている場合に、故障が発生していると判定する請求項2に記載の熱電発電装置。   The control device is configured such that the open circuit voltage detected at restart of the engine corresponds to all target rotational speeds of the open circuit voltage stored in association with the target rotational speed of the engine. The thermoelectric power generation device according to claim 2, wherein it is determined that a failure has occurred when the value exceeds the maximum value of the open circuit voltage. 前記制御装置は、前記エンジンの再始動の際に検出した前記開放電圧が、車速に対応付けて前記記憶された前記開放電圧の実績値のうち、すべての車速における前記開放電圧の最大値に対して上回っている場合に、故障が発生していると判定する請求項2に記載の熱電発電装置。   The control device is configured such that the open circuit voltage detected at restart of the engine corresponds to the vehicle speed with respect to the maximum value of the open circuit voltage at all vehicle speeds among the stored actual values of the open circuit voltage. The thermoelectric power generation device according to claim 2, wherein it is determined that a failure has occurred if it exceeds the threshold.
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