(57)【要約】【課題】デバイスの破損を抑制できる車載発電システムを提供すること。【解決手段】車載発電システム１に、エンジン１１、および、エンジン１１に燃料を供給するための燃料供給装置２０を備える内燃機関２と、内燃機関２から排出され、温度が経時的に上下する排気ガスが供給されることにより電気分極する第１デバイス３と、第１デバイス３から電力を取り出すための第２デバイス４と、減速時に燃料供給装置２０が燃料カットしたことを検知する検知ユニット５と、第１デバイス３に電圧を印加するための電圧印加装置６と、検知ユニット５により燃料カットが検知されているときに、電圧印加装置６を作動させるための制御ユニット７とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン、および、前記エンジンに燃料を供給するための燃料供給手段を備える内燃機関と、
前記内燃機関から排出され、温度が経時的に上下する排気ガスが供給されることにより、電気分極する第１デバイスと、
前記第１デバイスから電力を取り出すための第２デバイスと、
減速時に前記燃料供給手段が燃料カットしたことを検知する検知手段と、
前記第１デバイスに電圧を印加するための電圧印加手段と、
前記検知手段により前記燃料カットが検知されているときに、前記電圧印加手段を作動させるための制御手段とを備えることを特徴とする、車載発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載発電システム、詳しくは、自動車などの車両に搭載される車載発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車エンジンなどの内燃機関や、ボイラー、空調設備などの熱交換器、発電機、モータなどの電動機関、照明などの発光装置などの各種エネルギー利用装置では、例えば、排熱、光などとして、多くの熱エネルギーが放出および損失されている。
【０００３】
近年、省エネルギー化の観点から、放出される熱エネルギーを回収し、エネルギー源として再利用することが要求されており、このような方法として、焦電素子を用いた熱電変換発電が、知られている。
【０００４】
具体的には、例えば、複数の焦電素子のそれぞれの温度を上昇させる加熱源と、それら焦電素子のそれぞれの温度を低下させる冷却源と、加熱源および冷却源、および／または、焦電素子を移動させる移動手段とを備える発電装置を用い、加熱源および冷却源により焦電素子の温度を周期的に上昇および下降させることによって、焦電素子から直流電力または交流電力を取り出す方法が、提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３３２２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、このような発電方法としては、発電装置を自動車などの車両に搭載し、例えば、内燃機関から排気ガスが排出される排気管内に焦電素子を配置するとともに、その排気ガスを加熱源および冷却源として用いることなどを検討することもできる。
【０００７】
このような場合には、内燃機関に空気および燃料が供給され、燃料が燃焼されることにより排気ガスが生じ、その排気ガスにより、排気管内において焦電素子が加熱および冷却される。
【０００８】
しかるに、発電装置を車載した場合、車両の走行状態によっては、排気管内の温度が比較的高温になる場合があり、さらに、例えば、減速時などには、燃料の供給が停止（燃料カット）され、比較的低温の空気のみが内燃機関および排気管を通過する場合がある。
【０００９】
このような場合には、排気管内に配置された焦電素子が、比較的高温の状態から比較的低温の状態に急激に冷却されるため、破損を生じる場合がある。
【００１０】
本発明の目的は、デバイスの破損を抑制できる車載発電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の車載発電システムは、エンジン、および、前記エンジンに燃料を供給するための燃料供給手段を備える内燃機関と、前記内燃機関から排出され、温度が経時的に上下する排気ガスが供給されることにより、電気分極する第１デバイスと、前記第１デバイスから電力を取り出すための第２デバイスと、減速時に前記燃料供給手段が燃料カットしたことを検知する検知手段と、前記第１デバイスに電圧を印加するための電圧印加手段と、前記検知手段により前記燃料カットが検知されているときに、前記電圧印加手段を作動させるための制御手段とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の車載発電システムでは、減速時における燃料カットが検知手段により検知されているときに、制御手段によって電圧印加手段が作動され、第１デバイスに電圧が印加される。
【００１３】
第１デバイスに電圧を印加すると、第１デバイスを、その抵抗によって発熱させることができる。そのため、減速時に燃料カットされ、比較的低温の空気のみが内燃機関および排気管を通過する場合にも、排気管内に配置された第１デバイスが、比較的高温の状態から比較的低温の状態に急激に冷却されることを抑制することができ、第１デバイスの破損を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の車載発電システムの一実施形態を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
１．車載発電システムの全体構成
図１は、本発明の車載発電システムの一実施形態を示す概略構成図である。
【００１６】
図１において、自動車１０は、車載発電システム１を備えている。
【００１７】
車載発電システム１は、内燃機関２と、内燃機関２から排出され、温度が経時的に上下する排気ガスが供給されることにより電気分極する第１デバイス３と、第１デバイス３から電力を取り出すための第２デバイス４と、減速時に燃料供給装置２０（後述）が燃料カットしたことを検知する検知手段としての検知ユニット５と、第１デバイス３に電圧を印加するための電圧印加手段としての電圧印加装置６と、検知ユニット５により燃料カットが検知されているときに、電圧印加装置を作動させるための制御手段としての制御ユニット７とを備えている。
【００１８】
内燃機関２は、エンジン１１、エンジン１１に空気を供給するための吸気管１６、エンジン１１から排気ガスを排出させるための排気管１７、および、エンジン１１に燃料を供給するための燃料供給手段としての燃料供給装置２０を備えている。
【００１９】
エンジン１１は、車両などの動力を出力する装置であって、例えば、単気筒型または多気筒型（例えば、２気筒型、４気筒型、６気筒型）が採用されるとともに、その各気筒において、多サイクル方式（例えば、２サイクル方式、４サイクル方式、６サイクル方式など）が採用される。
【００２０】
以下において、４気筒型が採用されるとともに、その各気筒で４サイクル方式が採用されるエンジン１１について、説明する。
【００２１】
このエンジン１１は、並列配置される複数（４つ）の気筒１２を備えている。なお、図１においては、１つの気筒１２を取り出して示し、その他の気筒１２については省略している。
【００２２】
各気筒１２は、ピストン１３、燃焼室１４および点火プラグ（図示せず）などを備えており、上流側が吸気管１６に接続されるとともに、下流側が排気管１７に接続されている。
【００２３】
また、各気筒１２は、吸気管１６と接続される接続部分において、吸気バルブ１８を備えるとともに、排気管１７と接続される接続部分において、排気バルブ１９を備えている。
【００２４】
吸気バルブ１８は、気筒１２と吸気管１６との接続部分において、気筒１２を開閉可能に設けられている。
【００２５】
排気バルブ１９は、気筒１２と排気管１７との接続部分において、気筒１２を開閉可能に設けられている。
【００２６】
これら吸気バルブ１８および排気バルブ１９は、図示しないが、スプリングなどの弾性力によって閉方向に付勢されている。これら吸気バルブ１８および排気バルブ１９は、例えば、カムシャフトの回転などによって、気筒１２を開閉可能としている。
【００２７】
吸気管１６は、エンジン１１に空気を供給するために設けられ、その下流側端部がエンジン１１の気筒１２に接続されるとともに、上流側端部が外気に開放されている。
【００２８】
吸気管１６は、スロットルバルブ２７を備えており、このスロットルバルブ２７の開閉により、エンジン１１に空気を取り込み可能としている。
【００２９】
また、吸気管１６は、スロットルバルブ２７の上流側および下流側に接続される、吸気管１６よりも小径の副吸気管２９を備えている。副吸気管２９は、スロットルバルブ２７が閉とされる場合にも、エンジン１１に、比較的少量の空気を取り込み可能としている。
【００３０】
排気管１７は、エンジン１１から排気ガスを排出させるために設けられ、その上流側端部がエンジン１１の気筒１２に接続されている。
【００３１】
また、図示しないが、複数（４つ）の気筒１２に接続される複数（４つ）の排気管１７は、それぞれ、エンジン１１および第１デバイス３（後述）よりも下流側において１つに集合されており、その集合された排気管１７の下流側端部は、外気に開放されている。これにより、エンジン１１から排出される排気ガスを集合させ、外気に放出可能としている。
【００３２】
燃料供給装置２０は、吸気管１６に設けられ、燃料タンク２１および燃料供給管２２を備えている。
【００３３】
燃料タンク２１は、エンジンに供給される燃料（例えば、ガソリンなど）が貯留されるタンクであって、耐熱耐圧容器などから形成されている。
【００３４】
燃料供給管２２は、燃料タンク２１からエンジン１１に燃料を供給するために設けられており、その上流側端部が燃料タンク２１に接続されるとともに、下流側端部が、燃料噴射弁３０に接続されている。
【００３５】
燃料噴射弁３０は、エンジン１１に対する燃料タンク２１からの燃料の供給量を調節するとともに、その燃料をエンジン１１に対して噴射するための弁であって、燃料供給管２２の下流側端部に設けられ、吸気管１６の吸気バルブ１８よりも上流側に接続されている。
【００３６】
燃料噴射弁３０としては、特に制限されず、公知の噴射弁を用いることができる。
【００３７】
このような燃料噴射弁３０は、エンジン１１のエンジン制御ユニット２８に電気的に接続されており、エンジン制御ユニット２８によって、その開閉が制御されている。
【００３８】
エンジン制御ユニット２８は、エンジン１１の運転状態（例えば、図示しない回転計により検知されるエンジン１１の回転数、例えば、図示しない圧力センサにより検知されるスロットルバルブ２７下流側の吸気管１６内の圧力など）に基づいて燃料供給量を制御するユニットであって、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えるマイクロコンピュータから構成されている。
【００３９】
そして、このエンジン制御ユニット２８に燃料噴射弁３０が電気的に接続されることにより、エンジン制御ユニット２８からの制御信号が、燃料噴射弁３０に入力可能とされている。これにより、エンジン制御ユニット２８が、エンジン１１の運転状態に応じて、燃料噴射弁３０の開閉および開度、すなわち、燃料噴射弁３０による燃料の噴射量（エンジン１１に対する燃料の供給量）を制御可能とし、また、後述するように燃料カットを可能としている。
【００４０】
第１デバイス３は、内燃機関２（エンジン１１）から排出され、温度が経時的に上下する排気ガスが供給されることにより、温度が経時的に上下され、電気分極するデバイスである。
【００４１】
ここでいう電気分極とは、結晶の歪みにともなう正負イオンの変位により誘電分極し電位差が生じる現象、例えばピエゾ効果、および／または、温度変化により誘電率が変化し電位差が生じる現象、例えば焦電効果などのように、材料に起電力が発生する現象と定義する。
【００４２】
このような第１デバイス３として、より具体的には、例えば、ピエゾ効果により電気分極するデバイス、焦電効果により電気分極するデバイスなどが挙げられる。
【００４３】
ピエゾ効果は、応力または歪みが加えられたときに、その応力または歪みの大きさに応じて電気分極する効果（現象）である。
【００４４】
このようなピエゾ効果により電気分極する第１デバイス３としては、特に制限されず、公知のピエゾ素子（圧電素子）を用いることができる。
【００４５】
第１デバイス３としてピエゾ素子が用いられる場合には、ピエゾ素子は、例えば、その周囲が固定部材により固定され、体積膨張が抑制された状態において、排気ガスに接触（曝露）されるように、排気管１７内に配置される。
【００４６】
固定部材としては、特に制限されず、例えば、後述する第２デバイス４（例えば、電極など）を用いることもできる。
【００４７】
そして、このような場合には、ピエゾ素子は、排気ガスの経時的な温度変化により、加熱または冷却され、これにより、膨張または収縮する。
【００４８】
このとき、ピエゾ素子は、固定部材により体積膨張が抑制されているため、ピエゾ素子は、固定部材に押圧され、ピエゾ効果（圧電効果）、または、キュリー点付近での相変態により、電気分極する。これにより、詳しくは後述するが、第２デバイス４を介して、ピエゾ素子から電力が取り出される。
【００４９】
また、このようなピエゾ素子は、通常、加熱状態または冷却状態が維持され、その温度が一定（すなわち、体積一定）になると、電気分極が中和され、その後、冷却または加熱されることにより、再度、電気分極する。
【００５０】
そのため、上記したように排気ガスが周期的に温度変化し、高温状態と低温状態とが周期的に繰り返される場合などには、ピエゾ素子が周期的に繰り返し加熱および冷却されるため、ピエゾ素子の電気分極およびその中和が、周期的に繰り返される。
【００５１】
その結果、後述する第２デバイス４により、電力が、周期的に変動する波形（例えば、交流、脈流など）として取り出される。
【００５２】
焦電効果は、例えば、絶縁体（誘電体）などを加熱および冷却する時に、その温度変化に応じて絶縁体が電気分極する効果（現象）であって、第１効果および第２効果を含んでいる。
【００５３】
第１効果は、絶縁体の加熱時および冷却時において、その温度変化により自発分極し、絶縁体の表面に、電荷を生じる効果とされている。
【００５４】
また、第２効果は、絶縁体の加熱時および冷却時において、その温度変化により結晶構造に圧力変形が生じ、結晶構造に加えられる応力または歪みにより、圧電分極を生じる効果（ピエゾ効果、圧電効果）とされている。
【００５５】
このような焦電効果により電気分極するデバイスとしては、特に制限されず、公知の焦電素子を用いることができる。
【００５６】
第１デバイス３として焦電素子が用いられる場合には、焦電素子は、排気ガスに接触（曝露）されるように、排気管１７内に配置される。
【００５７】
このような場合において、焦電素子は、排気ガスの経時的な温度変化により、加熱または冷却され、その焦電効果（第１効果および第２効果を含む）により、電気分極する。これにより、詳しくは後述するが、第２デバイス４を介して、焦電素子から電力が取り出される。
【００５８】
また、このような焦電素子は、通常、加熱状態または冷却状態が維持され、その温度が一定になると、電気分極が中和され、その後、冷却または加熱されることにより、再度、電気分極する。
【００５９】
そのため、上記したように排気ガスが周期的に温度変化し、高温状態と低温状態とが周期的に繰り返される場合などには、焦電素子が周期的に繰り返し加熱および冷却されるため、焦電素子の電気分極およびその中和が、周期的に繰り返される。
【００６０】
その結果、後述する第２デバイス４により、電力が、周期的に変動する波形（例えば、交流、脈流など）として取り出される。
【００６１】
このような第１デバイス３として、具体的には、上記したように、公知の焦電素子（例えば、ＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、（ＣａＢｉ）ＴｉＯ３、ＢａＮｄ２Ｔｉ５Ｏ１４、ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）など）、公知のピエゾ素子（例えば、水晶（ＳｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ロッシェル塩（酒石酸カリウム−ナトリウム）（ＫＮａＣ４Ｈ４Ｏ６）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、リチウムテトラボレート（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、ランガサイト（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、電気石（トルマリン）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）など）などを用いることができる。
【００６２】
これら第１デバイス３は、単独使用または２種類以上併用することができる。
【００６３】
第１デバイス３のキュリー点は、例えば、−７７℃以上、好ましくは、−１０℃以上であり、例えば、１３００℃以下、好ましくは、９００℃以下である。
【００６４】
また、第１デバイス３（絶縁体（誘電体））の比誘電率は、例えば、１以上、好ましくは、１００以上、より好ましくは、２０００以上である。
【００６５】
このような車載発電システム１では、第１デバイス３（絶縁体（誘電体））の比誘電率が高いほど、エネルギー変換効率が高く、高電圧で電力を取り出すことができるが、第１デバイス３の比誘電率が上記下限未満であれば、エネルギー変換効率が低く、得られる電力の電圧が低くなる場合がある。
【００６６】
なお、第１デバイス３（絶縁体（誘電体））は、排気ガスの温度変化によって電気分極するが、その電気分極は、電子分極、イオン分極および配向分極のいずれでもよい。
【００６７】
例えば、配向分極によって分極が発現する材料（例えば、液晶材料など）では、その分子構造を変化させることにより、発電効率の向上を図ることができるものと期待されている。
【００６８】
このような第１デバイス３は、排気管１７内において、例えば、互いに間隔を隔てて複数整列配置され、第２デバイス４（および必要により設けられる固定部材（図示せず））により、固定されている。なお、図１においては、１つの第１デバイス３を取り出して示し、その他の第１デバイス３については省略している。
【００６９】
これにより、第１デバイス３は、排気管１７内において、第２デバイス４を介して、排気ガスに接触（曝露）可能とされている。
【００７０】
第２デバイス４は、第１デバイス３から電力を取り出すために設けられる。
【００７１】
このような第２デバイス４は、より具体的には、特に制限されないが、例えば、上記の第１デバイス３を挟んで対向配置される２つの電極（例えば、銅電極、銀電極など）、例えば、それら電極に接続される導線などを備えており、第１デバイス３に電気的に接続されている。
【００７２】
また、第２デバイス４は、必要により、昇圧器（図示せず）、交流／直流変換器（ＡＣ−ＤＣコンバーター）（図示せず）などを介して、バッテリー８に、電気的に接続されている。
【００７３】
検知ユニット５は、詳しくは後述するが、自動車１０の減速時において、燃料供給装置２０が燃料カットしたことを検知する装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えるマイクロコンピュータから構成されている。
【００７４】
この検知ユニット５は、図１において破線で示すように、エンジン制御ユニット２８に電気的に接続されており、詳しくは後述するが、自動車１０の減速時において、燃料供給装置２０からエンジン１１に対する燃料供給が停止（燃料カット）されたことを検知可能としている。
【００７５】
電圧印加装置６は、第１デバイス３に電圧を印加するため、第１デバイス３に直接設けられている。具体的には、電圧印加装置６は、例えば、上記の第１デバイス３を挟んで対向配置される２つの電極（例えば、銅電極、銀電極など）（図示せず）、電圧印加電源９、およびそれらに接続される導線などを備えており、第１デバイス３と接触し、それら電極間に第１デバイス３を介在させるように、配置されている。
【００７６】
なお、電圧印加装置６において、電極は、第２デバイス４の電極と共通であってもよく、第２デバイス４の電極とは別途設けられていてもよい。
【００７７】
制御ユニット７は、車載発電システム１における電気的な制御を実行するユニット（例えば、ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）であり、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えるマイクロコンピュータから構成されている。
【００７８】
この制御ユニット７は、図１において破線で示すように、検知ユニット５に電気的に接続され、検知ユニット５からの電気信号が入力可能とされるとともに、電圧印加装置６に電気的に接続されており、後述するように、燃料供給装置２０からの燃料供給が停止されているときに、電圧印加装置６を作動可能としている。
２．発電方法
以下において、上記した車載発電システム１を用いた発電方法について、詳述する。
【００７９】
この車載発電システム１では、エンジン１１の駆動により、気筒１２においてピストンの昇降運動が繰り返されており、これにより、例えば、４サイクル方式では、吸気工程、圧縮工程、爆発工程、排気工程などが順次実施される。
【００８０】
より具体的には、このエンジン１１では、まず、スロットルバルブ２７が開かれ、吸気管１６から空気が供給されるとともに、燃料供給管２２から所定量の燃料が燃料噴射弁３０によって供給（噴射）され、それらが混合される。そして、空気と燃料との混合気が、吸気バルブ１８が開かれることにより、気筒１２の燃焼室１４に供給される（吸気工程）。
【００８１】
次いで、吸気バルブ１８が閉じられ、ピストン１３が上昇することにより、燃焼室１４の混合気が圧縮され、高温化される（圧縮工程）。
【００８２】
次いで、図示しない点火プラグにより混合気が点火され、爆発的に燃焼されるとともに、ピストン１３が爆発により押し下げられる（爆発工程）。
【００８３】
その後、排気バルブ１９が開かれ、燃焼により生じたガス（排気ガス）が、気筒１２から排出される（排気工程）。
【００８４】
このように、エンジン１１では、燃料が燃焼され、動力が出力されるとともに、高温の排気ガスが、排気管１７の内部を排気工程において通過する。
【００８５】
このとき、エンジン１１の熱が、排気ガスを介して伝達され、排気ガスの温度（排気管１７の内部温度）は、排気工程において上昇する。一方、その他の工程（吸気工程、圧縮工程、爆発工程）では、排気管１７内の排気ガス量が低減されるので、排気ガスの温度（排気管１７の内部温度）は下降する。
【００８６】
このように、排気ガスの温度は、排気工程において上昇し、吸気工程、圧縮工程および爆発工程において下降し、つまり、経時的に上下する。
【００８７】
とりわけ、上記の各工程は、ピストンサイクルに応じて、周期的に順次繰り返されるため、排気ガスは、上記の各工程の繰り返しの周期に伴って、周期的に温度変化、より具体的には、高温状態と低温状態とが、周期的に繰り返される。
【００８８】
このような車載発電システム１において、内燃機関２および排気ガスの温度は、高温状態における温度が、例えば、２００〜１２００℃、好ましくは、７００〜９００℃であり、低温状態における温度が、上記の高温状態における温度未満、より具体的には、例えば、１００〜８００℃、好ましくは、２００〜５００℃であり、高温状態と低温状態との温度差が、例えば、１０〜６００℃、好ましくは、２０〜５００℃である。
【００８９】
また、それら高温状態と低温状態との繰り返し周期は、例えば、１０〜４００サイクル／秒、好ましくは、３０〜１００サイクル／秒である。
【００９０】
そして、この車載発電システム１では、上記したように、排気管１７の内部に、第１デバイス３が配置されている。
【００９１】
そのため、エンジン１１（内燃機関２）から排出される排気ガスが、排気管１７内に導入されると、その排気管１７内において、第１デバイス３に排気ガスが供給され、第１デバイス３が、第２デバイス４を介して排気ガスに接触（曝露）され、加熱および／または冷却される。
【００９２】
すなわち、第１デバイス３が、エンジン１１（内燃機関２）、および、そのエンジン１１の熱を伝達する排気ガスの経時的な温度変化により、加熱および／または冷却される。
【００９３】
そして、これにより、第１デバイス３を、周期的に高温状態または低温状態にすることができ、第１デバイス３を、その素子（例えば、ピエゾ素子、焦電素子など）に応じた効果（例えば、ピエゾ効果、焦電効果など）により、電気分極させることができる。
【００９４】
そのため、この車載発電システム１では、第２デバイス４を介して、各第１デバイス３から電力を周期的に変動する波形（例えば、交流、脈流など）として、取り出すことができる。
【００９５】
その後、この方法では、例えば、図１において点線で示すように、上記により得られた電力を、必要により第２デバイス４に接続される昇圧器（図示せず）で昇圧し、交流／直流変換器（図示せず）において直流電圧に変換した後、バッテリー８に蓄電する。バッテリー８に蓄電された電力は、自動車１０や、自動車１０に搭載される各種電気部品の動力などとして、適宜、用いることができる。
【００９６】
一方、発電に用いられた排気ガスは、第１デバイス３を通過した後、公知の触媒などによって浄化され、外気に排出される。
３．電圧印加方法
上記した車載発電システム１が搭載される自動車１０では、第１デバイス３が配置される排気管１７内は常に高温状態となっており、特に低速高負荷状態において走行する場合などには、走行風による冷却が少なく、さらに高温になる。
【００９７】
低速高負荷状態とは、例えば、車載発電システム１が搭載される自動車１０が、急勾配の登坂路を、例えば、４０ｋｍ／ｈ以下、アクセル開度大、具体的には、回転数４０００ｒｐｍ以上で運転している状態をいう。
【００９８】
一方、上記のように登坂路を走行した後、降坂路を走行する場合など、自動車１０が減速される場合には、排気管１７内の温度が下降し、第１デバイス３が比較的低温となる。
【００９９】
具体的には、自動車１０の減速時には、エンジン１１がタイヤからの逆駆動力によって回転するため、燃費向上などのために、エンジン制御ユニット２８によって、燃料供給装置２０による燃料の供給が停止（燃料カット）される。
【０１００】
このような場合には、エンジン１１における燃料の燃焼が停止されるので、比較的低温の空気のみが内燃機関２および排気管１７を通過する。なお、減速時には、スロットルバルブ２７が閉とされる場合があるが、この場合にも、副吸気管２９を介して、比較的低温の空気が取り込まれ、内燃機関２および排気管１７を通過する。
【０１０１】
これにより、排気管１７内の温度が下降し、第１デバイス３が比較的低温となる。
【０１０２】
そして、上記の登坂走行および降坂走行が連続的に実施される場合などには、比較的高温とされた第１デバイス３が、排気管１７内において比較的低温の空気により急激に冷却されるため、破損を生じる場合がある。
【０１０３】
そこで、この車載発電システム１では、第１デバイス３が破損することを抑制するため、電圧印加装置６によって第１デバイス３に電圧を印加する。
【０１０４】
具体的には、この車載発電システム１では、まず、上記した減速時における燃料カットが、検知ユニット５により検知される。
【０１０５】
そして、検知ユニット５により燃料カットが検知されているとき、具体的には、燃料カットが検知されたとき（燃料カット開始点）から、燃料カットが検知されなくなるとき（燃料カット終了点）までの間中、制御ユニット７によって電圧印加装置６を作動させ、第１デバイス３に電圧を印加する。
【０１０６】
第１デバイス３に電圧を印加すると、第１デバイス３を、その抵抗（ジュール熱）によって発熱させることができる。
【０１０７】
そのため、減速時に燃料カットされ、比較的低温の空気のみが内燃機関２および排気管１７を通過する場合にも、排気管１７内に配置された第１デバイス３が、比較的高温の状態から比較的低温の状態に急激に冷却されることを、抑制することができる。その結果、第１デバイス３の破損を抑制することができる。
【０１０８】
なお、上記した説明では、燃料カットが検知されたとき（燃料カット開始点）から、燃料カットが検知されなくなるとき（燃料カット終了点）までの間中にわたって、第１デバイス３に電圧を印加したが、電圧の印加は、検知手段により燃料カットが検知されているとき（燃料カット中）であればよく、例えば、燃料カットが検知されたとき（燃料カット開始点）から、燃料カットが検知されなくなるとき（燃料カット終了点）までの間の、任意の所定時間のみにおいて、第１デバイス３に電圧を印加することができる。
【０１０９】
また、この車載発電システム１では、第１デバイス３の温度に応じて、第１デバイス３に電圧を印加することができる。
【０１１０】
具体的には、この車載発電システム１では、例えば、第１デバイス３に公知の温度センサ（図示せず）を設け、温度センサによって第１デバイス３の温度を検知するとともに、その温度を制御ユニット７によって検知する（図１における２点鎖線参照）。
【０１１１】
そして、この車載発電システム１では、上記した燃料カットが検知されているときであって、かつ、第１デバイス３の温度が所定温度以上である場合にのみ、第１デバイス３に電圧を印加する。
【０１１２】
温度差および温度勾配が大きくなり、第１デバイス３に破損を生じる可能性が高い場合にのみ、第１デバイス３に電圧を印加すれば、効率的に第１デバイス３の破損を抑制することができ、電圧印加コストの低減を図ることができる。
【０１１３】
なお、上記した説明では、検知ユニット５と制御ユニット７とは、それぞれ別体として設けられているが、例えば、検知ユニット５と制御ユニット７とは、一体的に設けられていてもよい。
【０１１４】
また、上記した説明では、電圧印加装置６とバッテリー８とは、それぞれ別体として設けられているが、例えば、電圧印加装置６とバッテリー８とは、電気的に接続されていてもよく、また、一体的に設けられていてもよい。
【０１１５】
そのような場合には、第１デバイス３において発電され、バッテリー８に蓄電された電力が、電圧印加装置６により第１デバイス３に電圧が印加されるときに、用いられる。
【０１１６】
また、上記した説明では、第１デバイス３を電圧印加装置６の電極間に挟み込み、電圧を印加したが、電圧を印加する方法としては、これに限定されず、例えば、第１デバイス３に端子などを直接挿入し、電圧を印加することもできる。
【符号の説明】
【０１１７】
１      車載発電システム
２      内燃機関
３      第１デバイス
４      第２デバイス
５      検知ユニット
６      電圧印加手段
７      制御ユニット
１１    エンジン
２０    燃料供給装置
【図１】
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