(57)【要約】【課題】簡単な構成でキャニスタを適度な温度で昇温させて蒸発燃料の脱離性能を向上させつつ、発電を行うことができる。【解決手段】熱電発電装置４１は、エンジン１１に冷却水を流通させる冷却水管２３に受熱基板４３が対向するとともに、本体ケース３５に吸着材３６が内蔵されたキャニスタ３２に放熱基板４４が対向し、受熱基板４３と放熱基板４４との温度差に応じて発電を行う熱電変換モジュール４２を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に冷却水を流通させる冷却水流通部に高温部が対向するとともに、蒸発燃料を吸着する吸着材が内蔵された吸着器に低温部が対向し、前記高温部と前記低温部との温度差に応じて発電を行う熱電変換モジュールを備えたことを特徴とする熱電発電装置。
【請求項２】
前記吸着器は、前記吸着器から蒸発燃料を前記内燃機関の吸気管内に吸入させるパージ動作を実行するパージ機構を有し、
前記熱電変換モジュールは、前記パージ動作の実行中に、前記冷却水と前記吸着器との温度差に応じて発電を行うことを特徴とする請求項１に記載の熱電発電装置。
【請求項３】
前記パージ機構が、前記吸着器に大気を導入する大気導入部を有し、
前記熱電発電装置は、前記大気導入部または前記吸着器の前記大気導入部側の燃料濃度が予め定められた閾値以上となったことを条件として、前記熱電変換モジュールに通電を行う通電制御部を有することを特徴とする請求項２に記載の熱電発電装置。
【請求項４】
前記通電制御部は、前記内燃機関の停止中に、前記大気導入部の燃料濃度が予め定められた閾値以上となったことを条件として、前記熱電変換モジュールに通電を行うことを特徴とする請求項３に記載の熱電発電装置。
【請求項５】
前記通電制御部は、前記パージ動作の非実行中に、前記大気導入部の燃料濃度が予め定められた閾値以上となったことを条件として、前記熱電変換モジュールに通電を行うことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の熱電発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温部と低温部との温度差に応じて熱電発電を行う熱電発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、触媒と蒸発燃料を吸着する吸着材を備えたキャニスタとの間に熱電発電装置を介装し、触媒で蒸発燃料を燃焼した際に生じる熱を利用して熱電変換素子によって発電を行うようにした熱電発電装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この熱電発電装置は、高温の触媒（例えば、白金触媒）で蒸発燃料を燃焼した際に生じる熱を利用して発電を行うことができることに加えて、触媒によって吸着材を加熱することで吸着材から蒸発燃料を効率よく脱離させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１８０８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の熱電発電装置にあっては、触媒の温度が非常に高いため、触媒から熱電変換素子を介してキャニスタに過大な熱が伝達されてしまい、キャニスタが過度に加熱されてしまうおそれがある。また、キャニスタを加熱するための触媒を含んだ専用の装置が必要になってしまい、熱電発電装置の構成が複雑になってしまう。
【０００６】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、簡単な構成でキャニスタを適度な温度で昇温させて蒸発燃料の脱離性能を向上させつつ、発電を行うことができる熱電発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る熱電発電装置は、上記目的を達成するため、（１）内燃機関に冷却水を流通させる冷却水流通部に高温部が対向するとともに、蒸発燃料を吸着する吸着材が内蔵された吸着器に低温部が対向し、前記高温部と前記低温部との温度差に応じて発電を行う熱電変換モジュールを備えたものから構成されている。
【０００８】
この熱電発電装置は、冷却水が作用する高温部と吸着器の熱が作用する低温部との温度差に基づいて発電を行うので、冷却水によって吸着器が過度に加熱されることなく、適度な温度に上昇される。このため、吸着器に内蔵された吸着材から蒸発燃料が脱離され易くなり、蒸発燃料の脱離性能を向上させることができる。
【０００９】
また、熱電変換モジュールが冷却水と吸着器との温度差を利用して発電を行うので、電力消費量が増大するのを抑制して、内燃機関の負荷が増大するのを抑制することができ、内燃機関の燃料消費量が増大するのを防止することができる。
これに加えて、熱電変換モジュールが、内燃機関を冷却する冷却水を利用して発電を行っているため、内燃機関に既存の装置を利用することができ、熱電発電装置の構成を簡素化することができる。
【００１０】
上記（１）に記載の熱電発電装置において、（２）前記吸着器が、前記吸着器から蒸発燃料を前記内燃機関の吸気管内に吸入させるパージ動作を実行するパージ機構を有し、前記熱電変換モジュールは、前記パージ動作の実行中に、前記冷却水と前記吸着器との温度差に応じて発電を行うものから構成されている。
【００１１】
この熱電発電装置は、パージ動作の実行中に、冷却水と吸着器との温度差に応じて発電を行うので、パージ動作によって吸着器に内蔵された吸着材から蒸発燃料が脱離するときの吸熱作用によって吸着器の温度を低下させることができる。このため、冷却水と吸着器との温度差を大きくして熱電変換モジュールによる発電効率を向上させることができる。
【００１２】
また、冷却水流通管部から熱電変換モジュールを介して吸着器に伝達される熱によって吸着材を加熱することができ、吸着材から蒸発燃料を脱離させ易くして蒸発燃料の脱離性能を向上させることができる。
【００１３】
上記（２）に記載の熱電発電装置において、（３）前記パージ機構が、前記吸着器に大気を導入する大気導入部を有し、前記熱電発電装置は、前記大気導入部または前記吸着器の前記大気導入部側の燃料濃度が予め定められた閾値以上となったことを条件として、前記熱電変換モジュールに通電を行う通電制御部を有するものから構成されている。
【００１４】
この熱電発電装置は、大気導入部または吸着器本体の燃料濃度が予め定められた閾値以上となったことを条件として、熱電変換モジュールに通電を行うので、熱電変換素子をペルチェ素子として利用することができる。
【００１５】
このため、吸着器内の蒸発燃料量が増大して吸着器から大気導入部を通して燃料が漏出する可能性が高くなった場合には、熱電変換素子のペルチェ効果によって吸着器を冷却して、吸着材の温度を低下させることができる。したがって、蒸発燃料を積極的に吸着材に吸着させ、吸着器内の蒸発燃料が大気側に漏出するのを防止することができる。
【００１６】
上記（３）に記載の熱電発電装置において、（４）前記通電制御部は、前記内燃機関の停止中に、前記大気導入部の燃料濃度が予め定められた閾値以上となったことを条件として、前記熱電変換モジュールに通電を行うものから構成されている。
【００１７】
この熱電発電装置は、内燃機関の停止中に、大気導入部または吸着器内の燃料濃度が予め定められた閾値以上となったことを条件として、熱電変換モジュールに通電を行うので、パージ動作が行われない条件下において、熱電変換素子のペルチェ効果によって吸着器を冷却して、吸着材の温度を低下させることができる。
【００１８】
上記（３）または（４）に記載の熱電発電装置において、（５）前記通電制御部は、前記パージ動作の非実行中に、前記大気導入部の燃料濃度が予め定められた閾値以上となったことを条件として、前記熱電変換モジュールに通電を行うものから構成されている。
【００１９】
この熱電発電装置は、パージ動作の非実行中に、大気導入部または吸着器内の燃料濃度が予め定められた閾値以上となったことを条件として、熱電変換モジュールに通電を行うので、パージ動作の非実行中に、熱電変換素子のペルチェ効果によって吸着器を冷却して、吸着材の温度を低下させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡単な構成でキャニスタを適度な温度で昇温させて蒸発燃料の脱離性能を向上させつつ、発電を行うことができる熱電発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る熱電発電装置の一実施の形態を示す図であり、熱電発電装置を備える車両の概略構成図である。
【図２】本発明に係る熱電発電装置の一実施の形態を示す図であり、熱電変換モジュールの斜視図である。
【図３】本発明に係る熱電発電装置の一実施の形態を示す図であり、熱電変換モジュール、バッテリおよび切換回路のブロック図である。
【図４】本発明に係る熱電発電装置の一実施の形態を示す図であり、熱電発電装置の制御プログラムのフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る熱電発電装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、本実施の形態では、熱電発電装置を、自動車等の車両に搭載される水冷式の多気筒の内燃機関、例えば４サイクルガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）と、モータとを駆動源として利用するハイブリッド車両に適用した場合について説明している。また、エンジンは、ガソリンエンジンに限定されるものではない。
【００２３】
図１〜図４は、本発明に係る熱電発電装置の一実施の形態を示す図である。
まず、構成を説明する。
【００２４】
図１において、液体燃料（以下、単に燃料という）が貯留される燃料タンク１にはポンプモジュール２が設けられており、このポンプモジュール２は、燃料タンク１内に貯留された燃料を汲み上げるようになっている。
【００２５】
ポンプモジュール２は、燃料供給管３を介して内燃機関としてのエンジン１１の燃料噴射弁１２に接続されている。このため、ポンプモジュール２によって燃料タンク１から汲み上げられた燃料は、燃料供給管３を通じて燃料噴射弁１２に供給されるようになっている。
【００２６】
また、ポンプモジュール２にはフューエルセンダーゲージ４が設けられており、このフューエルセンダーゲージ４は、燃料タンク１内に貯留された燃料に浮かぶフロート５の位置に応じて燃料タンク１内に貯留された燃料の液面の位置を検知するようになっている。
【００２７】
燃料タンク１には、給油管６が取付けられており、この給油管６の先端に位置する給油口６ａは、車両のボディに設けられたフューエルインレットボックス７内に収容されている。なお、給油管６には燃料タンク１の上部と給油管６の上流部とを接続する循環配管８が設けられている。
【００２８】
フューエルインレットボックス７には、フューエルリッド９が設けられており、燃料の給油時には、このフューエルリッド９を開放し、給油口６ａに取付けられたキャップ６ｂを取り外すことにより、給油口６ａから燃料タンク１内に燃料を注入するようになっている。
【００２９】
エンジン１１にはエンジン１１の各気筒の燃焼室に吸入空気を導入する吸気通路１３を有する吸気管１４が設けられており、この吸気管１４には燃料タンク１から供給された燃料を噴射する燃料噴射弁１２が設けられている。なお、吸気管１４は、エンジン１１の各気筒の燃焼室に吸入空気を導入する吸気マニホールドを介してエンジン１１に接続されている。
【００３０】
また、吸気管１４におけるサージタンク１５よりも吸気方向上流側の部分には、モータ１６によって吸気通路１３の開度が調整され、エンジン１１に吸入される吸入空気量を調整するスロットルバルブ１７が設けられている。
【００３１】
スロットルバルブ１７に対して吸気方向上流側の吸気管１４にはエアクリーナ１８が設けられており、このエアクリーナ１８には吸気管１４に吸入される空気に含まれる細かな塵等を取り除くエアフィルタ１８ａが内蔵されている。なお、図１に吸気方向をＧＡで示す。
【００３２】
また、エンジン１１には排気通路１９を有する排気管２０が接続されており、エンジン１１の各気筒の燃焼室で燃焼された排気ガスは、排気通路１９に排出される。なお、排気管２０は、エンジン１１の各気筒の燃焼室から排気ガスが排出される排気マニホールドを介してエンジン１１に接続されている。
【００３３】
排気管２０には、２つの触媒２１、２２が直列に設置されている。この触媒２１、２２は、三元触媒により構成されており、この三元触媒は、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を一括して化学反応により無害な成分に変化させるといった浄化作用を発揮する。
【００３４】
スロットルバルブ１７に対して下流側の吸気管１４にはパージバルブ３３を介してパージ配管３１の一端部が接続されており、このパージ配管３１の他端部には吸着器としてのキャニスタ３２が接続されている。
【００３５】
キャニスタ３２には大気導入部としてのエア配管３４の一端部が接続されており、このエア配管３４の他端部は、フューエルインレットボックス７の大気圧空間に連通され、このエア配管３４は、キャニスタ３２に大気を導入するようなっている。
エア配管３４の他端部にはＨＣセンサ３９が設けられており、このＨＣセンサ３９は、エア配管３４に導入されるＨＣ濃度を検出するようになっている。
【００３６】
キャニスタ３２にはタンク配管３７の一端部が接続されており、タンク配管３７の他端部は、燃料タンク１内に設けられている。タンク配管３７の他端部は、蒸発燃料が導入される入口部を構成しており、タンク配管３７の他端部には、カットオフバルブ（以下、単にＣＯＶという）３８が設けられている。
【００３７】
このＣＯＶ３８は、給油時の液面上昇により閉弁し、エア配管３４と燃料タンク１との接続を遮断する。また、ＣＯＶ３８は、車両が大きく傾いたときに、タンク配管３７と燃料タンク１との接続を遮断し、タンク配管３７を介して大量の燃料が外部に漏れることを防止する機能を有している。
【００３８】
キャニスタ３２は、パージバルブ３３、エア配管３４、タンク配管３７が接続される本体ケース３５と、本体ケース３５に内蔵され、蒸発燃料を吸着およびパージするための活性炭等の吸着材３６とを備えている。なお、吸着材３６は、活性炭に限定されるものではない。
【００３９】
一方、エンジン１１には冷却水流通部としての冷却水管２３が設けられており、この冷却水管２３は、図示しないラジエータとエンジン１１との間で冷却水を循環（流通）させることにより、エンジン１１を冷却するようになっている。
【００４０】
また、冷却水管２３とキャニスタ３２との間には熱電発電装置４１が設けられており、この熱電発電装置４１は、冷却水の熱を回収して冷却水の熱エネルギーを電気エネルギーに変換するものである。
【００４１】
熱電発電装置４１は、複数の熱電変換モジュール４２を備えている。なお、図１では、熱電変換モジュール４２を簡略化している。
【００４２】
図２において、熱電変換モジュール４２は、高温部を構成する絶縁セラミックス製の受熱基板４３と、低温部を構成する絶縁セラミックス製の放熱基板４４との間に、ゼーベック効果により温度差に応じた起電力を発生するＮ型熱電変換素子４５およびＰ型熱電変換素子４６が複数個設置されており、Ｎ型熱電変換素子４５およびＰ型熱電変換素子４６が電極４７ａ、４７ｂを介して交互に直列に接続されている。
【００４３】
また、隣接する熱電変換モジュール４２の電極４７ａ、４７ｂの一部には複数の配線４８ａ、４８ｂ、４９ａ、４９ｂが接続されている。なお、複数の熱電変換モジュール４２のうち、隣接する熱電変換モジュール４２は、図示しない配線を介して電気的に接続されており、図２に示す熱電変換モジュール４２は、配線４８ａ、４８ｂ、４９ａ、４９ｂを介して後述するバッテリに接続されるものを示している。
図１に示すように、各熱電変換モジュール４２の受熱基板４３は、冷却水管２３に対向して冷却水管２３に接触しており、放熱基板４４は、キャニスタ３２に対向してキャニスタ３２の本体ケース３５に接触している。
【００４４】
ここで、本実施の形態の熱電変換モジュール４２は、略正方形のプレート形状をしており、冷却水管２３および本体ケース３５に密着させる必要があるため、受熱基板４３および放熱基板４４に接触する冷却水管２３および本体ケース３５の接触面は、平面形状となっている。
【００４５】
また、冷却水管２３および本体ケース３５は、円形であってもよい。この場合には、熱電変換モジュール４２の受熱基板４３および放熱基板４４等を湾曲させるようにすればよい。
【００４６】
図３に示すように、熱電変換モジュール４２の配線４８ａ、４８ｂは、ＤＣＤＣコンバータ５０を介して切換回路５５に接続されており、熱電変換モジュール４２が受熱基板４３と放熱基板４４との温度差に応じて熱電発電を行うと、熱電変換モジュール４２からＤＣＤＣコンバータ５０に直流電圧が供給されるようになっている。
ＤＣＤＣコンバータ５０は、熱電変換モジュール４２から出力された直流電圧を調整してバッテリ５３に供給することにより、バッテリ５３を充電するようになっている。
【００４７】
また、配線４９ａ、４９ｂは、切換回路５５を介してバッテリ５３に接続されており、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）５４により切換回路５５が配線４８ａ、４８ｂ側に切換えられると、バッテリ５３により熱電変換モジュール４２が通電されるようになっている。
【００４８】
本実施の形態の熱電変換モジュール４２は、配線４９ａがバッテリ５３の一方の極に接続されるとともに、配線４９ｂがバッテリ５３の他方の極に接続されており、バッテリ電圧がＮ型熱電変換素子４５から印加されるようになっている。
【００４９】
このため、ＥＣＵ５４が切換回路５５を制御して、配線４９ａ、４９ｂとバッテリ５３とが電気的に接続されると、バッテリ５３によってＮ型熱電変換素子４５から通電が行われることにより、ペルチェ効果によって放熱基板４４が吸熱を行い、受熱基板４３が放熱を行う。
【００５０】
切換回路５５は、常時、配線４８ａ、４８ｂ、ＤＣＤＣコンバータ５０およびバッテリ５３が電気的に接続される回路を構成することで、熱電変換モジュール４２が発電した電力をバッテリ５３に充電するようになっており、ＥＣＵ５４から切換信号が入力されたときに、配線４９ａ、４９ｂとバッテリ５３とを電気的に接続するようになっている。
【００５１】
このように、本実施の熱電変換モジュール４２は、発電用の配線４８ａ、４８ｂとペルチェ効果用の配線４９ａ、４９ｂとを備えており、Ｎ型熱電変換素子４５およびＰ型熱電変換素子４６は、熱電変換素子およびペルチェ素子の両方の素子として機能する。
【００５２】
図１、図２において、ＥＣＵ５４には、ＨＣセンサ３９、図示しないアクセルペダルの開度を検出するアクセルポジションセンサ５６およびエンジン１１の回転数、すなわち、エンジン１１のクランクシャフトの回転数を検出するエンジン回転数センサ５７が接続されているとともに、スロットルバルブ１７、パージバルブ３３および切換回路５５が接続されている。
【００５３】
ＥＣＵ５４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を含んで構成されており、上述した各種センサから出力される信号に基づいて、エンジン１１やパージバルブ３３に制御信号を出力し、エンジン１１やパージバルブ３３を統括的に制御する。
【００５４】
例えば、エンジン１１の運転中には、エンジン回転数センサ５７によって検知されるエンジン回転数とアクセルポジションセンサ５６によって検知されるアクセル操作量とに基づいてモータ１６を制御することにより、スロットルバルブ１７を駆動して吸入空気量を調整するとともに、吸入空気量に合わせて燃料噴射弁１２の開弁期間を制御して燃料噴射量を制御する。
【００５５】
また、パージバルブ３３は、パージ配管３１の途中の開度を変化させることで、キャニスタ３２から脱離させる燃料量を可変制御できるようになっている。ここで、本実施の形態のパージ配管３１およびパージバルブ３３は、キャニスタ３２から蒸発燃料をエンジン１１の吸気管１４内に吸入させるパージ動作を実行するパージ機構を構成している。
【００５６】
具体的には、パージバルブ３３は、その励磁電流がデューティ制御されることで開度を変化させることができ、そのデューティ比に応じたパージ率で、吸気管１４内の吸気負圧によりキャニスタ３２の吸着材３６から脱離した燃料を空気と共にパージガスとしてサージタンク１５内に吸入させることができる。
【００５７】
また、ＥＣＵ５４は、エンジン１１の運転中において、アクセルポジションセンサ５６からの検知情報に基づいて、エンジン１１の吸入負圧が大きくなる低アクセル開度等にパージバルブ３３を作動することにより、パージ配管３１と吸気管１４とを連通するようになっている。
【００５８】
また、ＥＣＵ５４は、エンジン１１の停止中またはパージ動作の非実行中に、ＨＣセンサ３９の検出信号に基づいてエア配管３４内のＨＣ濃度が閾値以上である場合に、キャニスタ３２から蒸発燃料が漏出するおそれがあるため、熱電変換モジュール４２を通電するようになっている。本実施の形態のＨＣセンサ３９、ＥＣＵ５４、切換回路５５およびエンジン回転数センサ５７は、通電制御部を構成している。
【００５９】
次に、作用を説明する。
エンジン１１の停止中において、外気温等の上昇によって燃料タンク１内の燃料の温度が上昇すると、燃料タンク１内の燃料が蒸発し、この蒸発燃料は、タンク配管３７を通してキャニスタ３２の吸着材３６に吸着される。
【００６０】
活性炭等からなる吸着材３６は、吸着材３６の温度が低くなる程、燃料を吸着する能力が向上する性質を有する。
【００６１】
このため、車両の駐車時等のようにエンジン１１が停止状態にある場合には、吸着材３６の温度が低くなることで、蒸発燃料が吸着材３６に吸着され易く、蒸発燃料がキャニスタ３２の本体ケース３５内に閉じ込められて外部に放出されることがない。
【００６２】
次に、イグニッションスイッチがオンとなった場合の制御について、図４のフローチャートに基づいて説明を行う。図４は、ＥＣＵ５４によって実行される熱電発電装置４１の制御プログラムのフローチャートである。なお、この制御プログラムは、ＥＣＵ５４のＲＯＭに格納されており、ＣＰＵによって実行される。
【００６３】
図４において、ＥＣＵ５４は、エンジン回転数センサ５７からの検出情報に基づいてエンジン１１の運転中であるか否かを判別する（ステップＳ１）。ＥＣＵ５４は、エンジン１１の運転中であるものと判断すると、パージ動作中であるか否かを判別する（ステップＳ２）。
ＥＣＵ５４は、パージバルブ３３が開かれている場合に、パージ動作中であるものと判断して熱電変換モジュール４２により熱電発電を行い（ステップＳ３）、今回の処理を終了する。
【００６４】
このパージ動作中には、吸気管１４とパージ配管３１とが連通されることにより、キャニスタ３２の本体ケース３５内の空気が吸気管１４に吸い出されるとともに、エア配管３４から本体ケース３５に空気が導入されることにより、吸着材３６に吸着されている燃料が脱離される。そして、吸着材３６から脱離された燃料が空気と共にパージガスとなってエンジン１１の燃焼室に導入されて燃焼される。
【００６５】
このとき、冷却水管２３を流通する高温の冷却水、例えば、暖機後の９０℃程度の冷却水が熱電変換モジュール４２の受熱基板４３に作用し、キャニスタ３２の熱が熱電変換モジュール４２の放熱基板４４に作用する。
【００６６】
蒸発燃料のパージ中には、吸着材３６から蒸発燃料が脱離するときの吸熱作用によってキャニスタ３２の温度が、例えば、１０℃程度まで低下するため、低温の熱がキャニスタ３２から放熱基板４４に作用する。
したがって、冷却水とキャニスタ３２の温度差が大きくなり、この温度差によって熱電変換モジュール４２が発電し、熱電変換モジュール４２からＤＣＤＣコンバータ５０を介してバッテリ５３の充電が行われる。
【００６７】
また、パージ動作時には、高温の冷却水によってキャニスタ３２が過度に加熱されることなく、適度な温度に上昇されるため、吸着材３６から蒸発燃料が脱離され易くなる。そして、吸着材３６から脱離された蒸発燃料がパージ配管３１を通して吸気管１４に吸引される。
【００６８】
一方、ステップＳ１において、ＥＣＵ５４は、エンジン回転数センサ５７からの検出情報に基づいてエンジン１１の停止中であるものと判断した場合には、車両かモータによって走行される状態であるものと判断してステップＳ４に処理を移す。
また、ステップＳ２において、ＥＣＵ５４は、エンジン１１の運転中にパージ動作が実行されていないものと判断した場合には、ステップＳ４に処理を移す。
【００６９】
ステップＳ４において、ＥＣＵ５４は、ＨＣセンサ３９が検出したＨＣ濃度の値が予め定められた閾値以上であるか否かを判断し、ＨＣ濃度の値が予め定められた閾値未満であるものと判断した場合には、ステップＳ１に処理を移す。
【００７０】
また、ステップＳ４において、ＥＣＵ５４は、ＨＣ濃度の値が予め定められた閾値以上であるものと判断した場合には、キャニスタ３２からエア配管３４を通して蒸発燃料が大気に漏出するおそれがあるため、切換回路５５に切換信号を出力し（ステップＳ５）、電気的な経路を配線４９ａ、４９ｂ側に切換える。
【００７１】
このとき、バッテリ５３から熱電変換モジュール４２に通電が行われ、ペルチェ効果によって放熱基板４４がキャニスタ３２から熱を奪い、キャニスタ３２を冷却する。このため、吸着材３６が冷却され、蒸発燃料が積極的に吸着材３６に吸着され、本体ケース３５内の蒸発燃料が大気側に漏出されることがない。また、ペルチェ効果によって受熱基板４３から排出される熱は、冷却水に回収される。
【００７２】
このように本実施の形態の熱電発電装置４１は、エンジン１１に冷却水を流通させる冷却水管２３に受熱基板４３が対向するとともに、本体ケース３５に吸着材３６が内蔵されたキャニスタ３２に放熱基板４４が対向し、受熱基板４３と放熱基板４４との温度差に応じて発電を行う熱電変換モジュール４２を備えている。
【００７３】
このため、従来のように高温の触媒ではなく、冷却水が作用する受熱基板４３とキャニスタ３２の熱が作用する放熱基板４４との温度差に基づいて発電を行うことができ、冷却水によってキャニスタ３２が過度に加熱されることなく、適度な温度に上昇させることができる。したがって、吸着材３６から蒸発燃料を脱離させ易くすることができ、蒸発燃料の脱離性能を向上させることができる。
【００７４】
また、熱電変換モジュール４２が冷却水とキャニスタ３２との温度差を利用して発電を行うので、電力消費量が増大するのを抑制して、エンジン１１の負荷が増大するのを抑制することができ、エンジン１１の燃料消費量が増大するのを防止することができる。
これに加えて、熱電変換モジュール４２が、エンジン１１を冷却する冷却水を利用して発電を行っているため、内燃機関に既存の冷却水管２３を利用することができ、熱電発電装置４１の構成を簡素化することができる。
【００７５】
また、本実施の形態の熱電変換モジュール４２は、パージ動作の実行中に、冷却水とキャニスタ３２との温度差に応じて発電を行うので、パージ動作によって吸着材３６から蒸発燃料が脱離するときの吸熱作用によってキャニスタ３２の温度を低下させることができる。このため、冷却水とキャニスタ３２との温度差を大きくして熱電変換モジュール４２による発電効率を向上させることができる。
【００７６】
また、冷却水管２３から熱電変換モジュール４２を介してキャニスタ３２に伝達される熱によって吸着材３６を加熱することができ、吸着材３６から蒸発燃料を脱離させ易くして蒸発燃料の脱離性能を向上させることができる。
【００７７】
また、本実施の形態の熱電発電装置４１は、キャニスタ３２に大気を導入するエア配管３４と、エア配管３４に設けられたＨＣセンサ３９とを有し、ＥＣＵ５４が、エンジン１１の停止中またはパージ動作の非実行中にＨＣセンサ３９の検出情報に基づいてエア配管３４の燃料濃度に相当するＨＣ濃度が予め定められた閾値以上となったことを条件として、熱電変換モジュール４２に通電を行うようになっている。
【００７８】
このため、パージ動作の非実行中に、Ｎ型熱電変換素子４５およびＰ型熱電変換素子４６をペルチェ素子として利用することができる。したがって、キャニスタ３２の本体ケース３５内の蒸発燃料量が増大してキャニスタ３２からエア配管３４を通して燃料が漏出する可能性が高くなった場合に、Ｎ型熱電変換素子４５およびＰ型熱電変換素子４６のペルチェ効果によってキャニスタ３２を冷却することができる。
【００７９】
この結果、キャニスタ３２の温度を低下させて、蒸発燃料を積極的に吸着材３６に吸着させることができ、本体ケース３５内の蒸発燃料が大気側に漏出するのを防止することができる。
【００８０】
なお、本実施の形態の熱電発電装置４１は、エア配管３４にＨＣセンサ３９を設けているが、本体ケース３５内のエア配管３４側にＨＣセンサを設けてもよい。
また、本実施の形態の熱電発電装置４１は、ハイブリッド車両に適用しているが、駆動源がエンジン１１のみの車両に適用してもよい。この場合には、ステップＳ１の処理が不要となる。
【００８１】
以上のように、本発明に係る熱電発電装置は、簡単な構成でキャニスタを適度な温度で昇温させて蒸発燃料の脱離性能を向上させつつ、発電を行うことができるという効果を有し、高温部と低温部との温度差に応じて熱電発電を行う熱電発電装置等として有用である。
【符号の説明】
【００８２】
１１…エンジン（内燃機関）、１４…吸気管、２３…冷却水管（冷却水流通部）、３１…パージ配管（パージ機構）、３２…キャニスタ（吸着器）、３３…パージバルブ（パージ機構）、３４…エア配管（大気導入部）、３６…吸着材、３９…ＨＣセンサ（通電制御部）、４１…熱電発電装置、４２…熱電変換モジュール、４３…受熱基板（高温部）、４４…放熱基板（低温部）、５４…ＥＣＵ（通電制御部）、５５…切換回路（通電制御部）、５７…エンジン回転数センサ（通電制御部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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