(57)【要約】【課題】例えば冷却水循環回路を比較的簡易な構成で実現しつつも、広範な温度域の排気ガスから電気エネルギを回収する。【解決手段】排熱回収装置（４１）は、熱源から排出される排気ガスから電気エネルギを回収する排熱回収装置であり、排気ガスが通過するための流路（２１）が、断熱手段（４２３）によって、互いに並列した複数の流路に分割されている。分割された複数の流路の各々に対応して複数の熱電変換手段（４２１，４２２）が配置されている。これらの熱電変換手段は、互いに異なる作動温度域を有しており、該作動温度域に属する温度である排気ガスの熱エネルギを電気エネルギへと変換する。また、複数の熱電変換手段のうち排気ガスに曝される部位とは異なる部位を冷却する冷却手段（４４）を備える。【選択図】図１
2008274790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源から排出される排気ガスから電気エネルギを回収する排熱回収装置であって、
前記排気ガスが通過するための流路を、互いに並列した複数の流路に分割する断熱手段と、
互いに異なる作動温度域を有しており該作動温度域に属する温度である排気ガスの熱エネルギを電気エネルギへと変換する熱電変換手段であって、前記分割された複数の流路の各々に対応して配置された複数の熱電変換手段と、
前記複数の熱電変換手段のうち前記排気ガスに曝される部位とは異なる部位を冷却する冷却手段と
を備えることを特徴とする排熱回収装置。
【請求項２】
前記分割された複数の流路のうち少なくとも、前記複数の熱電変換手段のうち作動温度域が比較的低い低温用のものが配置されている一の流路に関して、
当該一の流路の入口面積及び出口面積を増減調整することで、当該一の流路を通過する排気ガスの流量を調整する調整手段
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の排熱回収装置。
【請求項３】
前記排出される排気ガスの温度を特定する温度特定手段を更に備え、
前記調整手段は、前記比較的低い作動温度域の上限値を超える温度の排気ガスが当該一の流路を通過しないように、前記特定される排気ガスの温度に少なくとも基づいて、前記一の流路の入口面積及び出口面積を増減調整する
ことを特徴とする請求項２に記載の排熱回収装置。
【請求項４】
前記変換される電気エネルギ量を特定する電気エネルギ量特定手段を更に備え、
前記調整手段は、前記特定される電気エネルギ量が相対的に増加するように、前記特定される電気エネルギ量に少なくとも基づいて、前記一の流路の入口面積及び出口面積を増減調整する
ことを特徴とする請求項２に記載の排熱回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電素子を備え、例えば排気管において排気ガスから電気エネルギを回収する排熱回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の排熱回収装置に備わり、排気ガスの熱エネルギを電気エネルギに変換する熱電素子としては、例えばＢｉ−Ｔｅ半導体素子やＰｂ−Ｔｅ半導体素子などが知られている。そして、これらの素子は、いずれも、その素子特有のある作動温度域において高い変換効率を示す。
【０００３】
しかしながら、自動車エンジンからの排気ガスの温度は、運転条件によって例えば２００〜７００℃と大幅に変動する。この温度幅が、用いた熱電素子の作動温度域の範囲内にあれば、格別問題となることはない。しかし、上記作動温度域から外れている場合には、熱電素子が作動しなかったり、作動しても低効率であったりする。例えば、排気ガスが、作動温度域よりも低温である場合には熱回収効率が悪化するおそれがあり、他方で、作動温度域よりも高温である場合には熱回収効率の悪化に加えて耐熱耐久性が悪化（つまり、熱劣化）するおそれがある。
【０００４】
このような不具合に対処するため、例えば以下の特許文献１に開示されているように、排気管を第１と第２の流路に分岐させ、第１の排気ガス流路には高温排熱回収手段と温度センサーが装着され、かつ第２の排気ガス流路には低温排熱回収手段と温度センサーが装着され、排気ガス温度により流路を切り替えるバルブを備えた排気ガスエネルギ回収装置が提案されている。この装置によると、排気ガス温度に対応させて広い温度範囲で高効率の熱回収が可能という（特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、例えば特許文献１に開示された技術では、高温排熱回収手段と低温排熱回収手段とが別個の排気ガス流路に配置されるために、ヒートパイプあるいは冷却水循環回路を個別に設ける必要が生じ、構成が複雑かつ大型化するおそれがある。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１９５７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みてなされたものであり、冷却水循環回路を比較的簡易な構成で実現しつつも、広範な温度域の排気ガスに対応可能な排熱回収装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）
本発明に係る排熱回収装置は上記課題を解決するため、
熱源から排出される排気ガスから電気エネルギを回収する排熱回収装置であって、
前記排気ガスが通過するための流路を、互いに並列した複数の流路に分割する断熱手段と、
互いに異なる作動温度域を有しており該作動温度域に属する温度である排気ガスの熱エネルギを電気エネルギへと変換する熱電変換手段であって、前記分割された複数の流路の各々に対応して配置された複数の熱電変換手段と、
前記複数の熱電変換手段のうち前記排気ガスに曝される部位とは異なる部位を冷却する冷却手段とを備える。
【０００９】
本発明に係る排熱回収装置によると、エンジン等の熱源から排出される排気ガスから電気エネルギが好適に回収される。先ず、断熱手段（例えば、板状の断熱材）によって、エネルギ排気ガスが通過するための流路が、互いに並列した複数の流路に分割されている。例えば、高温排気ガス用と低温排気ガス用との２つの流路に分割されている。複数の熱電変換手段が、分割された複数の流路の各々に対応して配置されている。これらの熱電変換手段は、互いに異なる作動温度域を有している。例えば、高温排気ガス用の流路に配置される熱電変換手段の作動温度域が４００〜７００℃である場合に、低温排気ガス用の流路に配置される熱電変換手段の作動温度域は２００〜４００℃のものが用いられる。そして、車両の熱源からこの作動温度域に属する温度である排気ガスの熱エネルギが、熱電変換手段によって、電気エネルギへと変換される。言い換えれば、発電される。ここで上記背景技術においても指摘したように、熱電変換手段は作動温度域よりも低温である場合には熱回収効率が悪化するおそれがあり、他方で、作動温度域よりも高温である場合には耐熱耐久性が悪化するおそれがある。然るに、本発明に係る排熱回収装置によると、複数の熱電変換手段が、分割された複数の流路の各々に対応して配置されているので、排気ガスの温度に応じてこれらの流路を選択的に使い分けることで、熱回収効率や耐熱耐久性の悪化を回避しつつも、複数の熱電変換手段の各々の作動温度域の総和をカバーできる。例えば、上記例であれば、２００〜４００℃と４００〜７００℃との総和である２００〜７００℃の排気ガスに対応可能となる。
【００１０】
加えて、上記熱電エネルギの変換は、ゼーベック効果によるものであり、熱電変換手段における温度差が大きいほど、変換される電気エネルギ量が大きくなる。そこで、温度差を増大させるべく、冷却手段（例えば、冷却水循環回路、ヒートパイプ）によって、エネルギ複数の熱電変換手段のうちエネルギ排気ガスに曝される部位とは異なる部位が冷却される。冷却すべき部位が空間的に散在していればいるほど、この冷却手段の構成は複雑になる。然るに、本発明に係る排熱回収装置によると、複数の熱電変換手段が配置されているのは、分割された複数の流路の各々であり、これらの流路はもともと１流路に過ぎない。すなわち、冷却すべき部位は、熱電変換手段を複数備えるにもかかわらず、空間的には非常に狭い領域に集積されているともいえる。したがって、冷却手段を、空間的に散在させることなく比較的簡易な構成で配置することができる。例えば、排気管の途中に設けられた１つの排熱回収装置において、高温用スタックと低温用スタックとが排気管周りに半々の割合で配置されると、冷却手段は、この排気管回りに１周すればよい。これにより、冷却手段の構成は従来技術の何れか一方のスタックのみの場合と同様となる。
【００１１】
以上示したように、本発明に係る排熱回収装置によると、冷却水循環回路のような冷却手段を比較的簡易な構成で実現しつつも、広範な温度域の排気ガスに対応可能となる。その結果、熱電変換手段の耐熱温度に起因した当該排熱回収装置の配置場所の制約が薄れ、レイアウトの自由度が増す。例えば、触媒の前後を問わず、自由に配置できるようになり、実践上非常に有効である。
【００１２】
（２）
本発明に係る排熱回収装置の一の態様では、
前記分割された複数の流路のうち少なくとも、前記複数の熱電変換手段のうち作動温度域が比較的低い低温用のものが配置されている一の流路に関して、
当該一の流路の入口面積及び出口面積を増減調整することで、当該一の流路を通過する排気ガスの流量を調整する調整手段を更に備える。
【００１３】
この態様によれば、調整手段（例えば、電磁駆動式の制御弁と制御装置を含む）によって、当該一の流路（つまり、作動温度域が比較的低い低温用の熱電変換手段が配置されている流路）の入口面積及び出口面積が夫々例えば全閉から全開の間で増減調整され、もって、当該一の流路を通過する排気ガスの流量が調整される。これにより、作動温度域が比較的低い低温用の熱電変換手段の保護の充実と熱回収効率の悪化防止が可能となる。なお、当然ながらこのような調整手段は、他の流路（具体的には、高温用の熱電変換手段が配置されている流路）の入口面積及び出口面積も更に増減調整してもよい。
【００１４】
（３）
この調整手段を更に備える態様では、
前記排出される排気ガスの温度を特定する温度特定手段を更に備え、
前記調整手段は、前記比較的低い作動温度域の上限値を超える温度の排気ガスが当該一の流路を通過しないように、前記特定される排気ガスの温度に少なくとも基づいて、前記一の流路の入口面積及び出口面積を増減調整するようにしてもよい。
【００１５】
この態様によれば、先ず、定期に又は不定期に、温度特定手段によって、排出される排気ガスの温度が特定（あるいはモニタリング）される。ここで排気ガスの温度を特定する態様は特に制限なく、例えば、排気管に設けた温度センサによって直接的に特定してもよいし、或いは、アクセル開度や機関回転数などから機関負荷を算出することで間接的に特定してもよい。このように特定される排気ガスの温度に少なくとも基づいて、当該一の流路の入口面積及び出口面積が、増減調整される。例えば、特定される排気ガスの温度が、前記低温用の熱電変換手段に係る作動温度域の上限値（若干のマージンを含む）を超える場合には、本来使用すべき温度域ではないがゆえにこの低温用熱電変換手段が耐熱できないおそれがあるので、調整手段が当該一の流路の入口面積を全閉にする。これにより、かかる高温の排気ガスが、当該一の流路を通過しないですむ。この場合にも、他の高温用の熱電変換手段に排気ガスを通過させれば、熱回収効率の低下も抑制できる。
（４）
或いは、この調整手段を更に備える態様では、
前記変換される電気エネルギ量を特定する電気エネルギ量特定手段を更に備え、
前記調整手段は、前記特定される電気エネルギ量が相対的に増加するように、前記特定される電気エネルギ量に少なくとも基づいて、前記一の流路の入口面積及び出口面積を増減調整するようにしてもよい。
【００１６】
この態様によれば、熱電変換手段によって変換される電気エネルギ量が、例えば電流計又は電圧計のような電気エネルギ量特定手段によって、熱電変換手段毎に又はまとめて特定（あるいはモニタリング）される。こうして特定される電気エネルギ量に少なくとも基づいて、特定される電気エネルギ量が相対的に増加するように、前記一の流路の入口面積及び出口面積が、調整手段によってフィードバック的に増減調整される。例えば、前記一の流路の入口面積を所定量広げる前後で特定される電気エネルギ量を比較して、電気エネルギ量が増加していれば更に広げ、減少していれば狭められる。このよう電気エネルギ量が増加する方に、フィードバック的に入口面積が増減調整される。そうすると、負荷状況（具体的には回転数やスロットル開度から特定される）が変わっても、あるいは排気ガスの温度が変わっても、当該排熱回収装置が回収する電気エネルギ量、つまり発電量を都度極力大きくすることができる。
【００１７】
本発明の作用及び他の利得は、次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、発明を実施するための最良の形態として本発明の一実施形態を、図面に基いて詳細に説明する。
【００１９】
（１）構成
図１は、実施形態に係る排熱回収装置４１を備える車両１の模式的な断面図である。
【００２０】
図１において、車両１は、ＥＣＵ１００、エンジン２００、排気管２１、排気浄化触媒２２２、および排熱回収装置４１を備える。
【００２１】
ＥＣＵ１００は、本発明に係る「調整手段」の一具体例であり、車両１の動作全体を制御する電子制御ユニットとして機能するよう構成されている。具体的には、ＥＣＵ１００は、制御プログラムを格納した読み出し専用メモリ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＯＭ）及び各種データを格納する随時書き込み読み出しメモリ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）等を中心とした論理演算回路として構成されている。そして、各種センサから排気ガスの温度、負荷状態を特定するための温度、変換された電気エネルギ量等に関する入力信号を受ける入力ポートと、上流側制御弁４２４および下流側制御弁４２５を含む各種アクチュエータに制御信号を送る出力ポートとに、電気的に接続されている。
【００２２】
エンジン２００は、ガソリンなどの燃料の燃焼により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２００で生じる駆動力は、不図示の車輪を回転させる。エンジン２００は、運転状態を検出する各種センサから信号を入力するＥＣＵ１００により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。
【００２３】
排気管２１は、エンジン２００の各気筒のポート出口とエキゾーストマニホールドを介して連結されており、エンジン２００の燃焼に伴い生じる排気ガスを、外部に排出するための管である。排気管２１の管路には、排気浄化触媒２２２、排気温センサ２２３、および排熱回収装置４１が備わる。
【００２４】
排気浄化触媒２２２は、いわゆる三元触媒が用いられており、排気ガス中に含まれる窒素酸化物、一酸化炭素、および炭化水素などの物質を浄化している。尚、図１では、排熱回収装置４１を排気浄化触媒２２２の下流側に配置してあるが、排気浄化触媒２２２の上流側に配置しても勿論よい。
【００２５】
排気温センサ２２３は、本発明に係る「温度特定手段」の一具体例の温度センサであり、排気管２１中を流れる排気ガスの温度Ｔを検出して、ＥＣＵ１００に伝達する。
【００２６】
排熱回収装置４１の詳細な構成について、図１に加え、図４及び図５を参照して、説明を加える。ここで、図４は、実施形態に係る排熱回収装置４１の斜視図である。図５は、実施形態に係る排熱回収装置４１の正面図である。
【００２７】
図１に加え、図４及び図５に示すように、排熱回収装置４１は、高温用スタック４２１、低温用スタック４２２、バンド固定部３、ヒートパイプ４４、断熱材４２３、上流側制御弁４２４、および下流側制御弁４２５を備える。そして、排熱回収装置４１は、最上流部及び最下流部に排気管２１０と接続するためのフランジ（図示せず）がそれぞれ設けられ、排気管２１の途中（例えば、エキゾーストマニホールドの直下、排気浄化触媒２２２の下流、マフラの上流側等）に配設される。排熱回収装置４１は、排気ガスの温度に応じた作動温度域のスタックによって、熱エネルギを電気エネルギに変換し、その電気エネルギをＤＣ／ＤＣコンバータ６１を介してバッテリ６３に充電する。
【００２８】
高温用スタック４２１は、本発明に係る「熱電変換手段」の一具体例であり、排熱回収装置４１の周方向に例えば６０°毎に複数配設されるとともに、排気ガスの流れる方向に隣接して複数配設される。高温用スタック４２１は、熱交換フィン１０ａ、熱電変換モジュール１１ａ、冷却部１２を備えている。
【００２９】
・熱交換フィン１０ａは、熱伝導性に優れる材料で形成され、排気ガスの流路に突き出すように備えられており、排気管２１を流通する排気ガスが比較的高温の状態のときに効率よく熱回収を行う。
【００３０】
・熱電変換モジュール１１ａは、例えば小面積の略正方形状であり、熱交換フィン１０ａに接する高温端面と、冷却部１２に接する低温端面との間の温度差に応じたゼーベック効果により、所定の作動温度域において熱エネルギを電気エネルギに変換し、その電気エネルギを２つの電極（図示せず）からバッテリ６３へと出力する。そのために、熱電変換モジュール１１ａは、複数の熱電素子（例えば、Ｂｉ2Ｔｅ3等からなるｐ型とｎ型の２種類の半導体）（図示せず）を備えており、これらの熱電素子を電気的には直列にかつ熱的には並列に配置している。
【００３１】
・冷却部１２は、熱電変換モジュール１１ａの外周側に配置され、熱電変換モジュール１１ａの低温端面に密着する。冷却部１２は、熱電変換モジュール１１ａを通過した熱をヒートパイプ４４を利用して放熱部（図示せず）まで移動させることにより、熱電変換モジュール１１ａの低温端面を冷却する。冷却部１２は、例えば、下面及び上面が熱電変換モジュール１１ａの低温端面と同形状かつ大きさの所定高さを有する直方体であり、上側分割部５２ａと下側分割部５２ｂからなる分割構造である（図５参照）。各分割部は、熱伝導性に優れる材料で形成され、それらの各分割面には排気ガスの流れる方向に直交して半円柱状の凹部がそれぞれ設けられ、上下の凹部が合わせられることで円柱状の孔が形成される。この円柱状の孔の径はヒートパイプ４４が嵌合する径であり、この孔にヒートパイプ４４が固定される。下側分割部５２ｂの下面は、熱電変換モジュール１１ａの低温端面と密着するために、水平面となっている。
【００３２】
低温用スタック４２２も、本発明に係る「熱電変換手段」の一具体例であり、高温用スタック４２１と基本的には同様の構成であるが、熱交換フィン１０ｂや熱電変換モジュール１１ｂの温度特性が異なる。すなわち、熱交換フィン１０ｂは、高温用スタック４２１で効率よく熱回収が行われる排気ガスの温度よりも、排気ガスの温度が低温のときに、効率よく熱回収を行う性能のものを備えている。例えば、高温用スタック４２１の熱交換フィン１０ａの材料に、ステンレスが使用される場合には、低温用スタック４２２の熱交換フィン１０ｂには、アルミを使用するとよい。熱電変換モジュール１１ｂは、高温用スタック４２１で用いられるものよりも低温側に作動温度域を有する。例えば、高温用スタック４２１の作動温度域が４００〜７００℃である場合、低温用スタック４２２の作動温度域は２００〜４００℃となるような材料が用いられる。
【００３３】
バンド固定部３は、バンド１３、６個の押圧部材１４、ボルト１５、ナット１６および緩衝部材１７を備えている。バンド固定部３は、各列の６個の冷却部１２の外側から所定の圧力を印加し、６個の熱電変換モジュール１１を冷却部１２と熱交換フィン１０との間に固定するとともに装置全体を締め付ける（図４参照）。
【００３４】
ヒートパイプ４４は、本発明に係る「冷却手段」の一具体例であり、その一端部は、周方向に沿って配置される６個の冷却部１２に形成された各孔に収納されるように、六角形状に折り曲げられており（図５参照）、各冷却部１２を冷却する。他端部は、冷却部１２を冷却する際に受け取った熱を放熱するために、ラジエータ等の放熱部まで延びる。１本のヒートパイプ４４は、各列の６個の冷却部１２，・・・の各孔に収納されて固定されるので、排気ガスの流れる方向に対して直交する向きに配置される。このようなヒートパイプ４４が、図４に示すように、排気ガスの流れる方向に沿って４本配置されている。排気ガスは、下流にいくほど熱エネルギが回収され、排気ガスの温度が低下するので、上記４本のヒートパイプ４４は、上流のものほど熱の輸送量が多いのが好ましい。
【００３５】
再び図１に戻り、断熱材４２３は、本発明に係る「断熱手段」の一具体例であり、排熱回収装置４１内における排気ガスの流路を、高温用スタック４２１側と低温用スタック４２２側とで２分割する。これにより、２分割された流路のうち、高温用スタック４２１側のみに高温の排気ガスが流れる場合には、その熱が低温用スタック４２２には殆ど伝わらなくてすむ。なお、分割数は２以上であってもよい。
【００３６】
上流側制御弁４２４および下流側制御弁４２５は、本発明に係る「調整手段」の一具体例であり、例えばバタフライ弁である。その開度は、アクチュエータにより全閉から全開まで無段階で調整でき、これにより、排熱回収装置４１に流入する排気ガスを、上記断熱材４２３によって２分割された流路のうち何れの流路にどのくらい流すかが選択可能である。この観点からは、少なくとも上流側制御弁４２４があればよい。これらの制御弁は、分割された流路の各々に独立して配置されてもよいし、従属して（つまり、一方の流路を開くと他方の流路を閉じることになるように）配置されてもよい。
【００３７】
（２）動作
続いて、図１に加えて、図２、図３、および図６を参照して、その基本的な動作について説明を加える。ここに、図２は、実施形態に係る排熱回収装置４１を備える車両１の模式的な断面図である（高温用スタック４２１側の流路の出入り口：全閉）。図３は、実施形態に係る排熱回収装置４１を備える車両１の模式的な断面図である（低温用スタック４２２側の流路の出入り口：全閉）。図６は、実施形態に係る排熱回収装置４１の基本動作を示すフローチャートである。
【００３８】
図６のフローチャートに示すように、車両１の動作中に、先ず、排気温センサ２２３が、排気管２１中を流れる排気ガスの温度Tを特定する（ステップS１）。特定された排気ガスの温度Tに基づいて、ＥＣＵ１００は、「排気ガスの温度T≦低温用スタック４２２の作動温度域の上限値Ｔlmax」であるか否かを判定する（ステップS２）。ここで、「排気ガスの温度T≦低温用スタック４２２の作動温度域の上限値Ｔlmax」であると判定される場合（ステップS２：YES）、つまり排気ガスが比較的低温である場合、仮に排気ガスが低温用スタック４２２を通過しても、低温用スタック４２２が作動しなかったり、作動しても低効率であったり、あるいは熱劣化したりするとは想定されない。そこで、排気ガスが低温用スタック４２２にも通過するように、つまり低温用スタック４２２側の流路の出入り口が全開となるように、ＥＣＵ１００は、上流側制御弁４２４および下流側制御弁４２５の開度を設定する。この際、排気ガスの温度Tが仮に高温用スタック４２１の作動温度域から外れていたとしても、想定されている温度よりも低いので、耐熱上の問題は殆ど生じない。そこで、高温用スタック４２１側の流路の出入り口は、排気抵抗軽減の観点から全開（図１参照）としてもよい。或いは作動温度域から外れるという観点から全閉（図２参照）としてもよい（ステップS３）。他方で、「排気ガスの温度T≦低温用スタック４２２の作動温度域の上限値Ｔlmax」であると判定されない場合（ステップS２：NO）、つまり排気ガスが比較的高温である場合、排気ガスが低温用スタック４２２側の流路を通過すると、低温用スタック４２２が作動しなかったり、作動しても低効率であったり、あるいは熱劣化することが想定される。そこで、高温の排気ガスが低温用スタック４２２側の流路を通過しないように、つまり低温用スタック４２２側の流路の出入り口が全閉となるように、ＥＣＵ１００は、上流側制御弁４２４および下流側制御弁４２５の開度を設定する（図３参照）（ステップS４）。このような処理が、定期に又は不定期に行われるので、低温用スタック４２２を想定外の高温排気ガスに曝すことを回避しつつも発電できる。
【００３９】
あるいは排熱回収装置４１を、図６に代えて図７のフローチャートに示すように動作させてもよい。
【００４０】
図７は、実施形態に係る排熱回収装置４１の他の動作を示すフローチャートである。
【００４１】
図７のフローチャートに示すように、車両１の動作中に、以下の処理が繰返しフィードバック的に行われる。先ず、排熱回収装置４１とバッテリ（図示せず）とを結ぶラインに設けられており本発明に係る「電気エネルギ量特定手段」の一具体例である電流計６２、あるいはバッテリ６３に付属のSCOセンサ（図示せず）によって、排熱回収装置４１によって変換される電気エネルギ量が特定される。この値をＥＣＵ１００が記録する（ステップS２１）。続いて、今回の処理と前回の処理との間で（つまり、繰り返し行われる当該ループ処理のうち一つ前の処理）電気エネルギ量の比較がされる（ステップS２２）。ここで、電気エネルギ量の今回値≧前回値である場合（ステップS２２：YES）、前回の処理において行われた上流側制御弁４２４および下流側制御弁４２５の開度設定は、熱電変換効率の観点からは妥当であると言えるので、各制御弁の開度設定は、前回と同様とする（ステップS２３）。例えば、前回の処理において、低温用スタック４２２側の流路の出入り口が所定開度だけ閉じられていれば、今回も同様に、更に所定開度だけ閉じられる。他方で、電気エネルギ量の今回値≧前回値でない場合（ステップS２２：NO）、低温用スタック４２２が高温排気ガスに曝されている等の原因により、前回の開度設定は、妥当であるとは言えず、今回は前回とは逆方向に設定する（ステップS２４）。例えば、前回の処理において、低温用スタック４２２側の流路の出入り口が所定開度だけ閉じられていれば、今回は逆に開く。このようにして、流路の入口面積及び出口面積がフィードバック的に増減調整されるので、車両１の負荷状況が変わっても、あるいは排気ガスの温度が変わっても、当該排熱回収装置が回収する電気エネルギ量、つまり発電量を都度極力大きくすることができる。
【００４２】
以上説明した実施形態によれば、１つの排熱回収装置４１の中に高温用スタック４２１と低温用スタック４２２とが含まれるので、ヒートパイプ４４はスタックが一つのみの場合と殆ど同様の簡易な構成で済む。加えて、低温用スタック４２２を高温排気ガスから保護しつつ高温用スタック４２１と低温用スタック４２２とで広範な排気ガスの温度に対応可能となり、実践上非常に有効である。
【００４３】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う排熱回収装置も又、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施形態に係る排熱回収装置４１を備える車両１の模式的な断面図である。
【図２】実施形態に係る排熱回収装置４１を備える車両１の模式的な断面図である（高温用スタック４２１側の流路の出入り口：全閉）。
【図３】実施形態に係る排熱回収装置４１を備える車両１の模式的な断面図である（低温用スタック４２２側の流路の出入り口：全閉）。
【図４】実施形態に係る排熱回収装置４１の斜視図である。
【図５】実施形態に係る排熱回収装置４１の正面図である。
【図６】実施形態に係る排熱回収装置４１の基本動作を示すフローチャートである。
【図７】実施形態に係る排熱回収装置４１の他の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１…車両、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２１…排気管、２２２…排気浄化触媒、４１…排熱回収装置、４２１…高温用スタック、４２２…低温用スタック、３…バンド固定部、４４…ヒートパイプ、４２３…断熱材、４２４…上流側制御弁、４２５…下流側制御弁、６１…ＤＣ／ＤＣコンバータ、６３…バッテリ
【図１】
2008274790.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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