熱電發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供熱電發(fā)電裝置，其能夠以簡單的結(jié)構(gòu)檢測熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)，能夠提高熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)的檢測精度。熱電發(fā)電裝置(17)構(gòu)成為包括：內(nèi)管(21)，其形成有被導(dǎo)入有自發(fā)動機(1)排出的廢氣的旁通通路(25)；外管(23)，其與內(nèi)管(21)同軸設(shè)置，形成有與內(nèi)管(21)一同被導(dǎo)入有廢氣的受熱通路(22)，且與熱電轉(zhuǎn)換組件(27)的受熱基板(29)相對；連通孔(36)，其設(shè)于內(nèi)管(21)，將旁通通路(25)和受熱通路(22)連通起來；開閉閥(26)，其設(shè)于內(nèi)管(21)，開閉內(nèi)管(21)；驅(qū)動器(37)，其對開閉閥(26)進(jìn)行開閉控制。
【專利說明】熱電發(fā)電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及熱電發(fā)電裝置，特別是涉及對基于高溫部和低溫部之間的溫度差而進(jìn)行熱電發(fā)電的熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測的熱電發(fā)電裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，從汽車等車輛的內(nèi)燃機排出的廢氣等中含有熱能，因此，如果將廢氣直接廢棄，則會導(dǎo)致熱能的浪費。因此，利用熱電發(fā)電裝置回收廢氣中所含的熱能而將其轉(zhuǎn)換為電能，例如對蓄電池進(jìn)行充電。
[0003]作為以往的這種熱電發(fā)電裝置，公知有如下這樣的熱電發(fā)電裝置，使熱電轉(zhuǎn)換組件的高溫部與被導(dǎo)入有自內(nèi)燃機排出的廢氣的排氣管相對，且使熱電轉(zhuǎn)換組件的低溫部與供冷卻水流通的冷卻水管相對。
[0004]該熱電轉(zhuǎn)換組件構(gòu)成為包括半導(dǎo)體等的熱電轉(zhuǎn)換元件、電極、作為高溫部的受熱基板以及作為低溫部的散熱基板等，利用塞貝克效應(yīng)，用高溫的廢氣和低溫的冷卻水使熱電轉(zhuǎn)換組件的高溫部和低溫部之間產(chǎn)生溫度差而進(jìn)行發(fā)電。
[0005]然而，在該熱電發(fā)電裝置中，當(dāng)熱電轉(zhuǎn)換組件發(fā)生故障、老化等時難以回收電力，因此，需要判斷熱電轉(zhuǎn)換組件有無故障。
[0006]以往，作為判斷熱電轉(zhuǎn)換組件有無故障的裝置，例如公知有專利文獻(xiàn)I所記載的執(zhí)行熱電轉(zhuǎn)換組件的診斷的診斷裝置。
[0007]該診斷裝置包括:測量機構(gòu)，其對熱電轉(zhuǎn)換組件所生成的電力進(jìn)行實際測量；推定機構(gòu)，其通過基于表示溫度傳感器、進(jìn)氣量傳感器、外界氣溫傳感器及車速傳感器等所測量的各測量值的信號執(zhí)行規(guī)定的運算，而推定熱電轉(zhuǎn)換組件所生成的電力；確定機構(gòu)，其在推定出的電力上加上熱阻成分對實際測量的電力所造成的電力測量誤差，從而確定電力的正常范圍。
[0008]并且，診斷裝置在實際測量的電力不包括在電力的正常范圍內(nèi)時，借助顯示部或聲音輸出部警告熱電轉(zhuǎn)換組件出現(xiàn)了故障。
[0009]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)1:日本特開2008 - 223504號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的課題
[0013]但是，在這種以往的診斷裝置中，推定機構(gòu)是基于表示溫度傳感器、進(jìn)氣量傳感器、外界氣溫傳感器及車速傳感器等多個傳感器所測量的各測量值的信號來推定熱電轉(zhuǎn)換組件所生成的電力的，因此，用于推定熱電轉(zhuǎn)換組件的電力的參數(shù)多。因此，診斷裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且，捆綁多個參數(shù)會導(dǎo)致推定精度不充分，可能會發(fā)生誤判。
[0014]本發(fā)明是為了解決上述那樣的以往的問題而完成的，其目的在于，提供一種熱電發(fā)電裝置，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)檢測熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)，能夠提高熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)的檢測精度。
[0015]用于解決課題的方案
[0016]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的熱電發(fā)電裝置具有根據(jù)高溫部和低溫部的溫度差進(jìn)行熱電發(fā)電的熱電轉(zhuǎn)換組件，該熱電發(fā)電裝置構(gòu)成為具有工作狀態(tài)檢測機構(gòu)，該工作狀態(tài)檢測機構(gòu)實施基于使向上述高溫部和上述低溫部中的任一方傳遞的熱量可變時的上述熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值的變化來檢測上述熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)的工作狀態(tài)檢測處理。
[0017]在該熱電發(fā)電裝置中，自熱電轉(zhuǎn)換組件輸出的電特性值根據(jù)向熱電轉(zhuǎn)換組件的高溫部或低溫部傳遞的熱量而有所變化。因此，工作狀態(tài)檢測機構(gòu)通過使向熱電轉(zhuǎn)換組件的高溫部或低溫部傳遞的熱量可變并監(jiān)視自熱電轉(zhuǎn)換組件輸出的電特性值(例如電壓)，來檢測熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)。
[0018]這樣一來，能夠簡化工作狀態(tài)檢測機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，基于自熱電轉(zhuǎn)換組件輸出的電特性值而高精度地判斷熱電轉(zhuǎn)換組件的故障或老化等。
[0019]優(yōu)選可以采用如下結(jié)構(gòu):上述高溫部與被導(dǎo)入有自內(nèi)燃機排出的廢氣的排氣管相對而設(shè)；上述工作狀態(tài)檢測機構(gòu)基于使流過上述排氣管的廢氣量可變時的上述熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值的變化來檢測上述熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)。
[0020]該熱電發(fā)電裝置的工作狀態(tài)檢測機構(gòu)基于使自內(nèi)燃機排出的廢氣量可變時的熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值的變化而檢測熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)，因此，在將熱電發(fā)電裝置應(yīng)用于車輛時，能夠簡化工作狀態(tài)檢測機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，基于自熱電轉(zhuǎn)換組件輸出的電特性值而高精度地判斷熱電轉(zhuǎn)換組件的故障或老化等。
[0021]優(yōu)選可以采用如下結(jié)構(gòu):上述排氣管構(gòu)成為包括第I排氣管、第2排氣管和連通部，該第I排氣管形成有被導(dǎo)入有自內(nèi)燃機排出的廢氣的旁通通路；該第2排氣管與上述第I排氣管同軸設(shè)置，與上述熱電轉(zhuǎn)換組件的高溫部相對，且形成有與上述第I排氣管一同被導(dǎo)入有廢氣的受熱通路；該連通部連通上述旁通通路和上述受熱通路；該熱電發(fā)電裝置設(shè)有開閉上述第I排氣管的開閉閥和對上述開閉閥進(jìn)行開閉控制的開閉控制機構(gòu)；上述工作狀態(tài)檢測機構(gòu)通過驅(qū)動上述開閉控制機構(gòu)對上述開閉閥進(jìn)行開閉控制，而在上述旁通通路和上述受熱通路之間切換廢氣的排氣路徑，由此使流過上述受熱通路的廢氣量可變。
[0022]該熱電發(fā)電裝置例如在工作狀態(tài)檢測機構(gòu)驅(qū)動開閉控制機構(gòu)打開開閉閥時，使自內(nèi)燃機排出的廢氣通過旁通管被排出到外部，而不被導(dǎo)入到受熱通路中。
[0023]此外，例如在工作狀態(tài)檢測機構(gòu)驅(qū)動開閉控制機構(gòu)而閉塞開閉閥時，使自內(nèi)燃機排出的廢氣通過連通部而自旁通管被導(dǎo)入到受熱通路中，使廢氣的熱量傳遞到熱電發(fā)電裝置的高溫部。
[0024]工作狀態(tài)檢測機構(gòu)例如將開閉閥自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)，使導(dǎo)入到受熱通路中的廢氣量可變而使傳遞到熱電發(fā)電裝置中的熱量可變，從而只要監(jiān)視熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值的變化，即可檢測熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)。
[0025]優(yōu)選可以采用如下結(jié)構(gòu):上述工作狀態(tài)檢測機構(gòu)基于上述開閉閥自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)之后的上述熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值的變化來檢測上述熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)。
[0026]該熱電發(fā)電裝置在將開閉閥自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)時，導(dǎo)入到受熱通路中的廢氣量可變，在熱電轉(zhuǎn)換組件未發(fā)生故障或老化等時，熱電轉(zhuǎn)換組件的發(fā)電量在傳遞到熱電轉(zhuǎn)換組件的廢氣的熱量的作用下增加，因此，熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值是增加的。
[0027]因此，工作狀態(tài)檢測機構(gòu)在將開閉閥自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)之后熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值未增加時，可以檢測出熱電轉(zhuǎn)換組件發(fā)生了故障或老化等。
[0028]這樣，工作狀態(tài)檢測機構(gòu)通過監(jiān)視將開閉閥自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)而使導(dǎo)入到受熱通路中的廢氣量可變從而使傳遞到熱電轉(zhuǎn)換組件中的熱量可變時的熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值的變化，能夠檢測出熱電轉(zhuǎn)換組件的故障或老化等。
[0029]優(yōu)選可以采用如下結(jié)構(gòu):上述工作狀態(tài)檢測機構(gòu)將上述開閉閥自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)之后的上述熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值與閾值進(jìn)行比較，當(dāng)上述電特性值小于上述閾值時，判斷為上述熱電轉(zhuǎn)換組件工作不良。
[0030]該熱電發(fā)電裝置在將開閉閥自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)之后，如果熱電轉(zhuǎn)換組件正常工作，則熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值是增加的。
[0031]因此，工作狀態(tài)檢測機構(gòu)將開閉閥自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)之后的熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值與閾值進(jìn)行比較，在電特性值小于閾值時，可以判斷為熱電轉(zhuǎn)換組件出現(xiàn)故障或老化等工作不良。
[0032]因此，能夠簡化工作狀態(tài)檢測機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，基于自熱電轉(zhuǎn)換組件輸出的電特性值而高精度地判斷熱電轉(zhuǎn)換組件的工作不良。
[0033]優(yōu)選可以采用如下結(jié)構(gòu):上述工作狀態(tài)檢測機構(gòu)將上述開閉閥自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)之后的上述熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值與閾值進(jìn)行比較，當(dāng)上述電特性值為上述閾值以上時，判斷為上述熱電轉(zhuǎn)換組件正常工作。
[0034]該熱電發(fā)電裝置在將開閉閥自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)之后，如果熱電轉(zhuǎn)換組件正常工作，則熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值是增加的。
[0035]因此，工作狀態(tài)檢測機構(gòu)將開閉閥自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)之后的熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值與閾值進(jìn)行比較，在電特性值為閾值以上時，可以判斷為熱電轉(zhuǎn)換組件正常工作。
[0036]因此，能夠簡化工作狀態(tài)檢測機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，基于自熱電轉(zhuǎn)換組件輸出的電特性值而高精度地判斷熱電轉(zhuǎn)換組件的工作不良。
[0037]優(yōu)選可以采用如下結(jié)構(gòu):上述工作狀態(tài)檢測機構(gòu)在實施上述工作狀態(tài)檢測處理的過程中中止上述熱電轉(zhuǎn)換組件以外的發(fā)電，基于儲存由上述熱電轉(zhuǎn)換組件產(chǎn)生的電力的蓄電池的電壓值的變化來檢測上述熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)。
[0038]該熱電發(fā)電裝置在實施工作狀態(tài)檢測處理的過程中中止熱電轉(zhuǎn)換組件以外的發(fā)電，基于儲存由熱電轉(zhuǎn)換組件產(chǎn)生的電力的蓄電池的電壓值的變化而檢測熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)，因此，能夠僅將來自熱電轉(zhuǎn)換組件的電力儲存于蓄電池，基于蓄電池的電特性值的變化可靠地檢測熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)。
[0039]因此，可以不像以往那樣使用多個傳感器來檢測熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)，能夠簡化工作狀態(tài)檢測機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
[0040]優(yōu)選可以采用如下結(jié)構(gòu):上述工作狀態(tài)檢測機構(gòu)以廢氣的溫度達(dá)到規(guī)定溫度以上為條件而實施上述工作狀態(tài)檢測處理。
[0041]該熱電發(fā)電裝置在廢氣溫度為低溫時傳遞到熱電轉(zhuǎn)換組件的熱量低，因此，熱電轉(zhuǎn)換組件的發(fā)電量低，與此相對，通過在熱電轉(zhuǎn)換組件的發(fā)電量大的廢氣溫度為高溫的情況下實施工作狀態(tài)檢測處理，能夠提高熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)的檢測精度。
[0042]優(yōu)選可以采用如下結(jié)構(gòu):上述工作狀態(tài)檢測機構(gòu)以車輛是恒速行駛的為條件而實施上述工作狀態(tài)檢測處理。
[0043]該熱電發(fā)電裝置在車輛加減速時等非恒速行駛時，蓄電池的電壓值的變動大，蓄電池的電壓值不穩(wěn)定，與此相對，通過在蓄電池的電壓值穩(wěn)定的車輛恒速行駛時實施工作狀態(tài)檢測處理，能夠提高熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)的檢測精度。
[0044]優(yōu)選可以采用如下結(jié)構(gòu):上述低溫部與供冷卻內(nèi)燃機的冷卻水流通的冷卻水管相對而設(shè)；上述工作狀態(tài)檢測機構(gòu)基于使流過上述冷卻水管的冷卻水量可變時的上述熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值的變化來檢測上述熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)。
[0045]該熱電發(fā)電裝置的工作狀態(tài)檢測機構(gòu)基于使冷卻內(nèi)燃機的冷卻水量可變時的熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值的變化來檢測熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)，因此，在將熱電發(fā)電裝置應(yīng)用于車輛時，能夠簡化工作狀態(tài)檢測機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，基于自熱電轉(zhuǎn)換組件輸出的電特性值而高精度地判斷熱電轉(zhuǎn)換組件的故障或老化等。
[0046]發(fā)明效果
[0047]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠以簡單的結(jié)構(gòu)檢測熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)，能夠提高熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)的檢測精度的熱電發(fā)電裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0048]圖1是表示本發(fā)明的熱電發(fā)電裝置的第I實施方式的圖，是具有熱電發(fā)電裝置的車輛的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0049]圖2是表示本發(fā)明的熱電發(fā)電裝置的第I實施方式的圖，是熱電發(fā)電裝置的側(cè)視首1J視圖。
[0050]圖3是表示本發(fā)明的熱電發(fā)電裝置的第I實施方式的圖，是熱電轉(zhuǎn)換組件的立體圖。
[0051]圖4是表示本發(fā)明的熱電發(fā)電裝置的第I實施方式的圖，是車輛的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0052]圖5是表示本發(fā)明的熱電發(fā)電裝置的第I實施方式的圖，是表示工作狀態(tài)檢測程序的流程的圖。
[0053]圖6是表示本發(fā)明的熱電發(fā)電裝置的第I實施方式的圖，是表示工作狀態(tài)檢測處理實施過程中的蓄電池的電壓值變化的圖。
[0054]圖7是表示本發(fā)明的熱電發(fā)電裝置的第2實施方式的圖，是表示工作狀態(tài)檢測程序的流程的圖。
[0055]圖8是表示本發(fā)明的熱電發(fā)電裝置的第2實施方式的圖，是表示工作狀態(tài)檢測處理實施過程中的蓄電池的電壓值變化的圖。
[0056]圖9是表示本發(fā)明的熱電發(fā)電裝置的第1、2實施方式的圖，是具有冷卻水供給路徑不同的熱電發(fā)電裝置的車輛的概略結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0057]以下，使用【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的熱電發(fā)電裝置的實施方式。需要說明的是，在本實施方式中，說明將熱電發(fā)電裝置應(yīng)用于搭載于汽車等車輛上的水冷式的多缸內(nèi)燃機例如4沖程汽油發(fā)動機(以下簡稱發(fā)動機)上的情況。此外，發(fā)動機不限定于汽油發(fā)動機。
[0058](第I實施方式)
[0059]圖1?圖6是表示本發(fā)明的熱電發(fā)電裝置的第I實施方式的圖。
[0060]首先說明結(jié)構(gòu)。
[0061]如圖1所示，作為搭載于汽車等車輛上的內(nèi)燃機的發(fā)動機I向燃燒室供給以適當(dāng)?shù)目杖急然旌献赃M(jìn)氣系統(tǒng)供給的空氣和自燃料供給系統(tǒng)供給的燃料而成的混合氣體并使混合氣體燃燒，然后自排氣系統(tǒng)向大氣放出伴隨該燃燒而產(chǎn)生的廢氣。
[0062]排氣系統(tǒng)構(gòu)成為包括裝配于發(fā)動機I上的排氣歧管2和借助球形接頭3連結(jié)于該排氣歧管2的排氣管4，由排氣歧管2和排氣管4形成排氣通路。
[0063]球形接頭3發(fā)揮如下功能:允許排氣歧管2和排氣管4之間的適度擺動，并且避免發(fā)動機I的振動或動作傳遞到排氣管4或使發(fā)動機I的振動或動作衰減之后再傳遞到排氣管4。
[0064]在排氣管4上串聯(lián)排列有兩個催化劑5、6，利用該催化劑5、6對廢氣進(jìn)行凈化。
[0065]該催化劑5、6中的設(shè)置在排氣管4上的廢氣排氣方向上游側(cè)的催化劑5是被稱為所謂啟動催化劑(start catalyst) (S/C)的催化劑，設(shè)置在排氣管4上的廢氣排氣方向下游側(cè)的催化劑6是被稱為所謂主催化劑(Μ/C)或下游催化劑(underfloor catalyst) (U/F)的催化劑。
[0066]上述催化劑5、6例如由三元催化劑構(gòu)成。該三元催化劑發(fā)揮利用化學(xué)反應(yīng)使一氧化碳(CO)、碳化氫(HO、氮氧化物(NOx) —并變成無害成分的凈化作用。
[0067]在發(fā)動機I的內(nèi)部形成有水冷套，該水冷套中填充有被稱為長效冷卻劑(LLC)的冷卻液(以下簡稱冷卻水)。
[0068]該冷卻水自裝配于發(fā)動機I上的導(dǎo)出管8被導(dǎo)出之后被供給到散熱器7，然后自該散熱器7經(jīng)由冷卻水的回流管9返回發(fā)動機I。
[0069]散熱器7通過使在水泵10的作用下循環(huán)的冷卻水與外界氣體進(jìn)行熱交換而進(jìn)行冷卻。
[0070]此外，在回流管9上連結(jié)有旁通管12，在該旁通管12和回流管9之間夾設(shè)有恒溫器11，利用該恒溫器11調(diào)節(jié)在散熱器7中流通的冷卻水量和在旁通管12中流通的冷卻水量。
[0071]例如，在發(fā)動機I預(yù)熱運轉(zhuǎn)時，增加旁通管12側(cè)的冷卻水量而促進(jìn)預(yù)熱。
[0072]在旁通管12上連結(jié)有加熱器配管13，在該加熱器配管13的中途設(shè)有加熱器芯
14。該加熱器芯14是用于利用冷卻水的熱量對車室內(nèi)進(jìn)行加熱的熱源。
[0073]由該加熱器芯14加熱后的空氣在鼓風(fēng)機15的作用下被導(dǎo)入到車室內(nèi)。需要說明的是，由加熱器芯14和鼓風(fēng)機15構(gòu)成加熱器單兀16。
[0074]此外，在加熱器配管13上設(shè)有向后述的熱電發(fā)電裝置17供給冷卻水的上游側(cè)配管18a，在熱電發(fā)電裝置17和回流管9之間設(shè)有自熱電發(fā)電裝置17向回流管9排出冷卻水的下游側(cè)配管18b。
[0075]因此，當(dāng)在熱電發(fā)電裝置17中進(jìn)行排熱回收動作(該排熱回收動作的詳細(xì)情況稍后說明)時，流過下游側(cè)配管18b的冷卻水的溫度高于流過上游側(cè)配管18a的冷卻水的溫度。
[0076]另一方面，在發(fā)動機I的排氣系統(tǒng)上設(shè)有熱電發(fā)電裝置17，該熱電發(fā)電裝置17回收自發(fā)動機I排出的廢氣的熱量，將廢氣的熱能轉(zhuǎn)換為電能。
[0077]如圖2所示，熱電發(fā)電裝置17包括:內(nèi)管21，其作為被導(dǎo)入有自發(fā)動機I排出的廢氣的排氣管和第I排氣管；外管23，其設(shè)于內(nèi)管21的外方，作為在其與內(nèi)管21之間形成受熱通路22的排氣管和第2排氣管。
[0078]在內(nèi)管21的上游端連結(jié)有排氣管4,在內(nèi)管21的內(nèi)部形成有自排氣管4被導(dǎo)入廢氣的旁通通路25。內(nèi)管21借助支承構(gòu)件24固定于外管23，外管23的下游端與尾噴管19相連結(jié)。
[0079]因此，自發(fā)動機I通過排氣管4排出到內(nèi)管21的旁通通路25中的廢氣G在通過旁通通路25被排出到尾噴管19中之后，自尾噴管19被排出到外界氣體中。
[0080]此外，熱電發(fā)電裝置17具有筒狀的冷卻水管28和多個熱電轉(zhuǎn)換組件27。
[0081]如圖3所示，熱電轉(zhuǎn)換組件27在構(gòu)成高溫部的絕緣陶瓷制的受熱基板29和構(gòu)成低溫部的絕緣陶瓷制的散熱基板30之間設(shè)置有多個通過塞貝克效應(yīng)產(chǎn)生與溫度差相應(yīng)的電動勢的N型熱電轉(zhuǎn)換元件31和P型熱電轉(zhuǎn)換元件32，N型熱電轉(zhuǎn)換元件31和P型熱電轉(zhuǎn)換元件32借助電極33a、33b彼此串聯(lián)連接。此外，相鄰的熱電轉(zhuǎn)換組件27借助布線35電連接。
[0082]該熱電轉(zhuǎn)換組件27使受熱基板29與外管23相對并與外管23接觸，并且，使散熱基板30與冷卻水管28相對并與冷卻水管28接觸，在廢氣G的排氣方向上設(shè)有多個該熱電轉(zhuǎn)換組件27。需要說明的是，在圖1中省略了圖3所示的熱電轉(zhuǎn)換組件27。
[0083]而且，熱電轉(zhuǎn)換組件27通過基于受熱基板29和散熱基板30之間的溫度差進(jìn)行熱電發(fā)電，而借助電纜34向后述的輔機蓄電池供給電力。
[0084]需要說明的是，熱電轉(zhuǎn)換組件27呈大致正方形的板形狀，由于熱電轉(zhuǎn)換組件27需要與外管23及冷卻水管28之間密合，因此，外管23及冷卻水管28形成為多邊形。
[0085]此外，外管23及冷卻水管28也可以是圓形的。在該情況下，使熱電轉(zhuǎn)換組件27的受熱基板29及散熱基板30等彎曲即可。
[0086]冷卻水管28具有與上游側(cè)配管18a相連結(jié)的冷卻水導(dǎo)入部28a以及與下游側(cè)配管18b相連結(jié)的冷卻水排出部28b。
[0087]該冷卻水管28以使自冷卻水導(dǎo)入部28a導(dǎo)入到冷卻水管28中的冷卻水W朝向與廢氣G的排氣方向相同的方向流動的方式將冷卻水導(dǎo)入部28a設(shè)于冷卻水排出部28b的排氣方向上游側(cè)。
[0088]另一方面，在內(nèi)管21上形成有作為連通部的多個連通孔36，該連通孔36將旁通通路25和受熱通路22連通。該連通孔36在內(nèi)管21的圓周方向上等間隔地形成。需要說明的是，連通孔36不限定于等間隔地形成。
[0089]此外，在支承構(gòu)件24上形成有連通孔24a，連通孔24a在支承構(gòu)件24的整個圓周方向上等間隔地形成，受熱通路22通過連通孔24a與尾噴管19相連通。需要說明的是，連通孔24a不限定于等間隔地形成。
[0090]此外，在內(nèi)管21上設(shè)有開閉閥26，該開閉閥26設(shè)于內(nèi)管21的下游端，以能夠自由轉(zhuǎn)動的方式裝配于外管23上，以開閉內(nèi)管21。該開閉閥26在作為開閉控制機構(gòu)的驅(qū)動器37(參照圖4)的作用下開閉。
[0091]如圖4所不，驅(qū)動器37由ECU (Electronic Control Unit) 41控制，驅(qū)動器37基于來自ECU41的開閉信號對開閉閥26進(jìn)行開閉控制。
[0092]ECU41 由包括 CPU (Central Processing Unit) 42、ROM (Read Only Memory) 43>RAM (Random Access Memory) 44及輸入輸出接口 45等的電子控制電路構(gòu)成。
[0093]CPU42基于存儲在R0M43中的工作狀態(tài)診斷程序而檢測熱電轉(zhuǎn)換組件27的工作狀態(tài)。在R0M43中存儲有工作狀態(tài)診斷程序，RAM44對數(shù)據(jù)進(jìn)行臨時存儲或者構(gòu)成工作區(qū)。
[0094]另一方面，如圖1、圖4所示，在發(fā)動機I中設(shè)有對作為蓄電池的輔機蓄電池46進(jìn)行充電的交流發(fā)電機47，交流發(fā)電機47被發(fā)動機I驅(qū)動而進(jìn)行發(fā)電，從而向輔機蓄電池46充電。
[0095]此外，在發(fā)動機I上設(shè)有水溫傳感器48，該水溫傳感器48檢測流過發(fā)動機I的冷卻水溫度并向ECU41輸出檢測信息。需要說明的是，水溫傳感器48也可以設(shè)于加熱器配管13等上。
[0096]此外，在排氣管4上設(shè)有溫度傳感器54，該溫度傳感器54檢測被排出到排氣管4中的廢氣的溫度并向ECU41輸出檢測信息。
[0097]此外，在車輛上設(shè)有車速傳感器49，該車速傳感器49例如由檢測車輛的車輪速度的車輪速度傳感器構(gòu)成，通過檢測車輪速度而向ECU41輸出檢測信號。
[0098]ECU41基于來自車速傳感器49的檢測信號獲取車速，并且基于每單位時間的車速變化計算車輛的加速度或減速度。
[0099]此外，在發(fā)動機I上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器50，該轉(zhuǎn)速傳感器50例如通過檢測發(fā)動機I的曲軸的轉(zhuǎn)速而向ECU41輸出與發(fā)動機轉(zhuǎn)速相應(yīng)的信號。
[0100]此外，熱電轉(zhuǎn)換組件27的電纜34借助D⑶C轉(zhuǎn)換器51與輔機蓄電池46相連接，DCDC轉(zhuǎn)換器51通過對自熱電轉(zhuǎn)換組件27輸出的直流電壓進(jìn)行調(diào)整后使調(diào)整后的直流電壓作用于輔機蓄電池46，從而對輔機蓄電池46進(jìn)行充電。
[0101] 此外，本實施方式的ECU41基于自轉(zhuǎn)速傳感器50輸出的發(fā)動機轉(zhuǎn)速驅(qū)動驅(qū)動器37，從而對開閉閥26進(jìn)行開閉控制。
[0102]具體而言，E⑶41在發(fā)動機轉(zhuǎn)速處于低?中速旋轉(zhuǎn)區(qū)域時向驅(qū)動器37發(fā)送閉信號，于是驅(qū)動器37使開閉閥26如圖2實線所示那樣移動到閉位置從而閉塞內(nèi)管21。
[0103]此時，被導(dǎo)入到內(nèi)管21中的廢氣通過連通孔36被導(dǎo)入到受熱通路22中。
[0104]此外，E⑶41在發(fā)動機轉(zhuǎn)速處于高速旋轉(zhuǎn)區(qū)域時向驅(qū)動器37發(fā)送開信號，于是驅(qū)動器37使開閉閥26如圖2虛線所示那樣移動到開位置，從而打開內(nèi)管21。
[0105]因此，熱電發(fā)電裝置17能夠防止廢氣的背壓變高，從而防止排氣性能下降。
[0106]此外，如圖4所示，在輔機蓄電池46上設(shè)有電壓傳感器52，該電壓傳感器52檢測輔機蓄電池46的電壓并向E⑶41輸出與輔機蓄電池46的電壓值相對應(yīng)的檢測信號。
[0107]ECU41基于使傳遞到受熱基板29的廢氣量即廢氣的熱量可變時的輔機蓄電池46的電特性值的變化，而實施檢測熱電轉(zhuǎn)換組件27的工作狀態(tài)的工作狀態(tài)檢測處理，其與電壓傳感器52 —同構(gòu)成工作狀態(tài)檢測機構(gòu)。
[0108]而且，E⑶41在熱電轉(zhuǎn)換組件27發(fā)生工作不良時向警告燈53輸出異常信號。警告燈53自ECU41接收到異常信號時即通過點亮或閃爍而向駕駛員發(fā)出警告。需要說明的是，在本實施方式中，輔機蓄電池46的電壓值構(gòu)成電特性值。此外，警告燈53也可以通過蜂鳴器等的聲音或語音等而進(jìn)行警告。
[0109]接著說明作用。
[0110]在發(fā)動機I冷啟動時，催化劑5、6、發(fā)動機I的全部冷卻水呈低溫(外界氣溫程度)狀態(tài)。
[0111]當(dāng)發(fā)動機I自該狀態(tài)啟動時，伴隨發(fā)動機I的啟動自發(fā)動機I經(jīng)由排氣歧管2向排氣管4排出低溫的廢氣，兩個催化劑5、6在廢氣的作用下升溫。
[0112]此外，通過使冷卻水不通過散熱器7而是經(jīng)由旁通管12返回發(fā)動機1，從而進(jìn)行預(yù)熱運轉(zhuǎn)。
[0113]在發(fā)動機I冷啟動時，發(fā)動機I例如進(jìn)行怠速運轉(zhuǎn)，廢氣的壓力低，因此，E⑶41向驅(qū)動器37輸出閉信號，使開閉閥26呈關(guān)閉的狀態(tài)。
[0114]因此，自排氣管4導(dǎo)入到內(nèi)管21的旁通通路25中的廢氣被導(dǎo)入到受熱通路22中，在冷卻水管28中流通的冷卻水在從受熱通路22中通過的廢氣的作用下升溫，促進(jìn)發(fā)動機I的預(yù)熱。
[0115]此外，在預(yù)熱后的發(fā)動機I處于低.中速旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)時，E⑶41向驅(qū)動器37輸出閉信號，因此，開閉閥26成為關(guān)閉的狀態(tài)。
[0116]此時，自排氣管4被導(dǎo)入到內(nèi)管21的旁通通路25中的廢氣被導(dǎo)入到受熱通路22中，因此，能夠利用熱電轉(zhuǎn)換組件27高效地將廢氣的熱能轉(zhuǎn)換為電能。
[0117]此外，在發(fā)動機I處于高速旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)時，需要提高發(fā)動機I的冷卻性能。在發(fā)動機I處于高速旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)時，ECU41向驅(qū)動器37輸出開信號，打開開閉閥26。
[0118]當(dāng)開閉閥26打開時，旁通通路25和尾噴管19的內(nèi)部連通起來，廢氣基本不從受熱通路22中流過，而是自旁通通路25直接被排出到尾噴管19中。因此，在冷卻水管28中流通的冷卻水不會在高溫的廢氣的作用下而升溫。除此之外，熱電轉(zhuǎn)換組件27不會暴露在高溫的廢氣中而受到熱破壞，能夠防止熱電轉(zhuǎn)換組件27受到損傷。
[0119]此時，由于用恒溫器11切斷了旁通管12和回流管9之間的連通，因此，自發(fā)動機I借助導(dǎo)出管8被導(dǎo)出的冷卻水借助散熱器7被導(dǎo)出到回流管9中。因此，能夠向發(fā)動機I供給低溫的冷卻水，提高發(fā)動機I的冷卻性能。
[0120]此外，在發(fā)動機I處于高速旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)時打開了開閉閥26，因此，流過旁通通路25的廢氣的背壓不會變高，能夠防止廢氣的排氣性能下降。
[0121]接著，基于圖5所示的流程說明熱電轉(zhuǎn)換組件27的工作狀態(tài)診斷處理。需要說明的是，圖5所示的工作狀態(tài)診斷程序的流程是存儲在R0M43中的工作狀態(tài)診斷程序，該工作狀態(tài)診斷程序由CPU42執(zhí)行。此外，工作狀態(tài)診斷程序中包括工作狀態(tài)檢測處理。
[0122]首先，CPU42基于來自電壓傳感器52的檢測信號辨別輔機蓄電池46的電壓是否為最低電平值以上(步驟SI)。CPU42在判斷為輔機蓄電池46的電壓小于最低電平值時，判斷為輔機蓄電池46缺電(日文:〃 r ')上力>9 )的可能性高，不執(zhí)行工作狀態(tài)檢測處理并結(jié)束本次處理。
[0123]CPU42在判斷為輔機蓄電池46的電壓為最低電平值以上時，基于來自車速傳感器49的檢測信息辨別車輛是否恒速行駛(步驟S2)。
[0124]CPU42在判斷為車輛處于加速時或減速時的情況下，判斷為輔機蓄電池46的電壓不穩(wěn)定，不執(zhí)行工作狀態(tài)檢測處理并結(jié)束本次處理。
[0125]此外，CPU42在判斷為車輛恒速行駛的情況下，判斷為輔機蓄電池46的電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)，基于來自溫度傳感器54的檢測信息判斷廢氣的溫度是否為規(guī)定溫度以上(步驟S3)。
[0126]CPU42在判斷為廢氣的溫度小于規(guī)定溫度的情況下，不執(zhí)行工作狀態(tài)檢測處理并結(jié)束本次處理。即，在廢氣的溫度低的情況下，傳遞到熱電發(fā)電裝置17的受熱基板29的廢氣的溫度低，即，廢氣的熱量小，熱電發(fā)電裝置17的發(fā)電量低。
[0127]當(dāng)熱電發(fā)電裝置17的發(fā)電量低時，對輔機蓄電池46進(jìn)行充電的電壓低，輔機蓄電池46的電壓值的變化小，因此，無法高精度地判定熱電轉(zhuǎn)換組件27的工作狀態(tài)，因此，CPU42不實施熱電轉(zhuǎn)換組件27的工作狀態(tài)檢測處理。
[0128]CPU42在判斷為廢氣的溫度為規(guī)定溫度以上的情況下，基于來自水溫傳感器48的檢測信息辨別水溫是否小于規(guī)定溫度(步驟S4)。
[0129]CPU42在判斷為水溫的溫度為規(guī)定溫度以上的情況下，判斷為供給到發(fā)動機I的冷卻水溫度為高溫，發(fā)動機I發(fā)生過熱的可能性高，CPU42不實施工作狀態(tài)檢測處理并結(jié)束本次處理。
[0130]在冷卻水的溫度高的情況下，若向受熱通路22導(dǎo)入廢氣使冷卻水和廢氣進(jìn)行熱交換，則冷卻水溫度會在高溫的廢氣的作用下變得更高，因此，CPU42向驅(qū)動器37輸出開信號而打開開閉閥26，使廢氣不被導(dǎo)入到受熱通路22中。此時，通過優(yōu)先進(jìn)行冷卻水的冷卻而進(jìn)行防止發(fā)動機I過熱的處理。
[0131 ] 此外，CPU42在判斷為冷卻水的溫度小于規(guī)定溫度的情況下，在中止利用交流發(fā)電機47發(fā)電之后(步驟S5)，向驅(qū)動器37輸出開信號而強制打開開閉閥26(步驟S6)。
[0132]因此，自排氣管4導(dǎo)入到內(nèi)管21中的廢氣不被導(dǎo)入到受熱通路22中，而是通過內(nèi)管21被排出到尾噴管19中。
[0133]接著，CPU42基于來自電壓傳感器52的檢測信息在圖6的B所示的一定時間內(nèi)監(jiān)視輔機蓄電池46的電壓(步驟S7)，在一定時間經(jīng)過之后向驅(qū)動器37輸出閉信號，從而強制關(guān)閉開閉閥26 (步驟S8)。
[0134]因此，自排氣管4導(dǎo)入到內(nèi)管21中的廢氣通過連通孔36被導(dǎo)入到受熱通路22中，廢氣被傳遞到熱電轉(zhuǎn)換組件27的受熱基板29。因此，能利用熱電轉(zhuǎn)換組件27進(jìn)行發(fā)電。
[0135]即，本實施方式的CPU42通過自強制關(guān)閉開閉閥26而使廢氣不被導(dǎo)入到受熱通路22中的狀態(tài)切換為強制關(guān)閉開閉閥26而將廢氣導(dǎo)入到受熱通路22中的狀態(tài)，而使傳遞到熱電轉(zhuǎn)換組件27的受熱基板29的廢氣量即廢氣的熱量可變。
[0136]接著，CPU42把基于來自電壓傳感器52的檢測信息而將開閉閥26自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)的時刻的蓄電池的電壓值存儲在RAM44中，將該輔機蓄電池46的電壓值設(shè)定為閾值(步驟S9)。
[0137]CPU42在基于來自電壓傳感器52的檢測信號將開閉閥26自開狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]狀態(tài)之后，辨別監(jiān)視到的蓄電池的電壓值是否為存儲在RAM44中的閾值以上(步驟S10)。該辨別期間是圖6的A所不的一定的時間,在該一定的時間期間,CPU42對蓄電池的電壓值和存儲在RAM44中的閾值進(jìn)行多次比較。
[0138]CPU42在判斷為輔機蓄電池46的電壓值為閾值以上的情況下，判斷為熱電轉(zhuǎn)換組件27正常工作，如圖6中實線所示那樣，由熱電轉(zhuǎn)換組件27發(fā)電而對輔機蓄電池46充電的狀態(tài)正常，CPU42結(jié)束本次處理。
[0139]此外，CPU42在判斷為輔機蓄電池46的電壓值小于閾值的情況下，判斷為熱電轉(zhuǎn)換組件27因電纜34、布線35的斷線而發(fā)生了故障，或者熱電轉(zhuǎn)換組件27因N型熱電轉(zhuǎn)換元件31或P型熱電轉(zhuǎn)換元件32的老化等而發(fā)生了工作不良，如圖6中虛線所示那樣，由熱電轉(zhuǎn)換組件27發(fā)電而對輔機蓄電池46充電的狀態(tài)異常。
[0140]CPU42在判斷為熱電轉(zhuǎn)換組件27工作不良時，向警告燈53輸出異常信號(步驟Sll)，結(jié)束本次處理。需要說明的是，在本實施方式中，步驟S5?步驟Sll相當(dāng)于工作狀態(tài)檢測處理。
[0141]這樣，本實施方式的熱電發(fā)電裝置17構(gòu)成為包括:內(nèi)管21，其形成有被導(dǎo)入有自發(fā)動機I排出的廢氣的旁通通路25 ;外管23，其與內(nèi)管21同軸設(shè)置，形成有與內(nèi)管21 —同被導(dǎo)入有廢氣的受熱通路22，且與熱電轉(zhuǎn)換組件27的受熱基板29相對；連通孔36，其設(shè)于內(nèi)管21，將旁通通路25和受熱通路22連通起來；開閉閥26，其設(shè)于外管23，開閉內(nèi)管21 ；驅(qū)動器37，其對開閉閥26進(jìn)行開閉控制。
[0142]而且，CPU42通過控制驅(qū)動器37對開閉閥26進(jìn)行開閉控制，而在旁通通路25和受熱通路22之間切換廢氣的排氣路徑，從而使流過受熱通路22的廢氣量可變，由此使傳遞到熱電轉(zhuǎn)換組件27的受熱基板29的熱量可變，監(jiān)視自熱電轉(zhuǎn)換組件27輸出的輔機蓄電池46的電壓值，檢測熱電轉(zhuǎn)換組件27的工作狀態(tài)。
[0143]因此，能夠由E⑶41和電壓傳感器52構(gòu)成工作狀態(tài)檢測機構(gòu)，能夠簡化工作狀態(tài)檢測機構(gòu)，基于輔機蓄電池46的電壓值高精度地判斷熱電轉(zhuǎn)換組件27的故障或老化等。
[0144]特別是，本實施方式的CPU42基于將開閉閥26自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)之后的輔機蓄電池46的電壓值的變化而檢測熱電轉(zhuǎn)換組件27的工作狀態(tài)，因此，能夠在將開閉閥26自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)之后的輔機蓄電池46的電壓值不增加的情況下，檢測出熱電轉(zhuǎn)換組件27發(fā)生了故障或老化等。
[0145]此外，本實施方式的CPU42對將開閉閥26自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)之后的輔機蓄電池46的電壓值和閾值進(jìn)行比較，在輔機蓄電池46的電壓值小于閾值的情況下，判斷為熱電轉(zhuǎn)換組件27工作不良。
[0146]因此，通過簡化工作狀態(tài)檢測機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，即在輔機蓄電池46中使用現(xiàn)有的電壓傳感器52，能夠基于輔機蓄電池46的電壓值而高精度地判斷熱電轉(zhuǎn)換組件27的工作不良。
[0147]此外，本實施方式的E⑶41以車輛是恒速行駛或者廢氣的溫度為規(guī)定溫度以上為條件，進(jìn)入到步驟S5而實施步驟S5?步驟Sll的工作狀態(tài)檢測處理。
[0148]因此，在輔機蓄電池46的電壓穩(wěn)定的車輛恒速行駛時或者熱電轉(zhuǎn)換組件27的發(fā)電量大的廢氣溫度高時，通過實施工作狀態(tài)檢測處理，能夠提高熱電轉(zhuǎn)換組件27的工作狀態(tài)的檢測精度。
[0149]此外，本實施方式的E⑶41在工作狀態(tài)檢測處理的實施過程中中止熱電轉(zhuǎn)換組件27以外的發(fā)電，基于儲存熱電轉(zhuǎn)換組件27所產(chǎn)生的電力的輔機蓄電池46的電壓值的變化而檢測熱電轉(zhuǎn)換組件27的電壓值的變化。
[0150]因此，能夠在輔機蓄電池46僅儲存來自熱電轉(zhuǎn)換組件27的電力，基于輔機蓄電池46的電特性值的變化而可靠地檢測熱電轉(zhuǎn)換組件27的工作狀態(tài)。
[0151]因此，可以不像以往那樣使用多個傳感器來檢測熱電轉(zhuǎn)換組件27的工作狀態(tài)，能夠簡化工作狀態(tài)檢測機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
[0152]此外，在本實施方式中，當(dāng)取代將熱電發(fā)電裝置17應(yīng)用于僅具有內(nèi)燃機的車輛，而是將熱電發(fā)電裝置17應(yīng)用于具備內(nèi)燃機和電動馬達(dá)，具有儲存電動馬達(dá)的電力的高壓蓄電池的混合動力車輛時，步驟S5的處理成為中止由高壓蓄電池向輔機蓄電池46充電的處理。
[0153]需要說明的是，本實施方式的CPU42把基于來自電壓傳感器52的檢測信息而將開閉閥26自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)的時刻的蓄電池的電壓值設(shè)定為閾值，并對輔機蓄電池46的電壓值和閾值進(jìn)行比較，當(dāng)輔機蓄電池46的電壓值小于閾值時，判斷為熱電轉(zhuǎn)換組件27工作不良，但不限定于此。
[0154]例如，也可以制作針對輔機蓄電池46的電壓值，將在熱電轉(zhuǎn)換組件27正常時將開閉閥26自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)之后的輔機蓄電池46的電壓值的變化關(guān)聯(lián)起來的映射，將該電壓值的變化作為閾值。
[0155]CPU42能夠在將開閉閥26自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)之后對自電壓傳感器52輸入的輔機蓄電池46的電壓值和閾值進(jìn)行比較，在輔機蓄電池46的電壓值小于閾值時，判斷為熱電轉(zhuǎn)換組件27工作不良。
[0156]此外，也可以制作針對輔機蓄電池46的電壓值，將在熱電轉(zhuǎn)換組件27工作不良時將開閉閥26自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)之后的輔機蓄電池46的電壓值的變化關(guān)聯(lián)起來的映射，將該電壓值的變化作為閾值。
[0157]CPU42在將開閉閥26自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)之后對自電壓傳感器52輸入的輔機蓄電池46的電壓值和閾值進(jìn)行比較，在輔機蓄電池46的電壓值為閾值以上時，能夠判斷為熱電轉(zhuǎn)換組件27正常。
[0158]此外，在本實施方式中，CPU42是基于輔機蓄電池46的電壓值來檢測熱電轉(zhuǎn)換組件27的工作狀態(tài)的，但也可以直接檢測熱電轉(zhuǎn)換組件27的電壓值。
[0159]S卩，CPU42可以在將開閉閥26自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)的時刻設(shè)定任意的閾值，在熱電轉(zhuǎn)換組件27的電壓值為閾值以上的情況下判斷為熱電轉(zhuǎn)換組件27正常工作，在熱電轉(zhuǎn)換組件27的電壓值為閾值以下的情況下，判斷為熱電轉(zhuǎn)換組件27工作不良。作為該情況下的閾值，例如設(shè)定為零。
[0160]此外，在本實施方式中，是對閾值和輔機蓄電池46的電壓值進(jìn)行比較，但也可以不設(shè)閾值，基于將開閉閥26自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)之后的輔機蓄電池46的電壓值的每單位時間的變化量即變化率來檢測熱電轉(zhuǎn)換組件27的工作不良。
[0161]例如，CPU42可以利用電壓傳感器檢測將開閉閥26自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)的時刻起的熱電轉(zhuǎn)換組件27的電壓值的變化，在熱電轉(zhuǎn)換組件27的電壓值有增加的傾向時判斷為熱電轉(zhuǎn)換組件27正常工作，在熱電轉(zhuǎn)換組件27的電壓值有減小傾向時判斷為熱電轉(zhuǎn)換組件27工作不良。
[0162](第2實施方式)
[0163]圖7、圖8是表示本發(fā)明的熱電發(fā)電裝置的第2實施方式的圖，硬件結(jié)構(gòu)與第I實施方式相同，因此，用第I實施方式的【專利附圖】

【附圖說明】硬件結(jié)構(gòu)。
[0164]在本實施方式中，其特征在于，CPU42基于將開閉閥26自閉狀態(tài)切換為開狀態(tài)之后的輔機蓄電池46的變化而檢測熱電轉(zhuǎn)換組件27的工作狀態(tài)。
[0165]CPU42通過在圖7的步驟S5中中止交流發(fā)電機47的發(fā)電之后向驅(qū)動器37輸出閉信號而關(guān)閉開閉閥26(步驟S16)。
[0166]此時，自排氣管4導(dǎo)入到內(nèi)管21中的廢氣通過連通孔36被導(dǎo)入到受熱通路22中，向熱電轉(zhuǎn)換組件27的散熱基板30傳遞的廢氣的熱量增加。
[0167]接著，CPU42把將開閉閥26自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)的時刻的蓄電池的電壓值存儲在RAM44中，基于該輔機蓄電池46的電壓值設(shè)定閾值(步驟S17)。
[0168]接著，CPU42基于來自電壓傳感器52的檢測信息，在圖8的BI所示的一定時間內(nèi)監(jiān)視輔機蓄電池46的電壓(步驟S18)，在一定時間經(jīng)過之后向驅(qū)動器37輸出開信號，從而強制打開開閉閥26(步驟S19)。
[0169]因此，自排氣管4導(dǎo)入到內(nèi)管21中的廢氣不被導(dǎo)入到受熱通路22中，而是自內(nèi)管21被排出到尾噴管19中。
[0170]CPU42辨別監(jiān)視的蓄電池的電壓值是否為存儲在RAM44中的閾值以上(步驟S20)。該辨別期間為圖8的Al所示的一定的時間，在該一定的時間A期間，對蓄電池的電壓值和存儲在RAM44中的閾值進(jìn)行多次比較。
[0171 ] 在此，當(dāng)熱電轉(zhuǎn)換組件27正常工作了時，在圖8的BI期間，輔機蓄電池46的電壓值如實線所示那樣增加，在Al期間，輔機蓄電池46的電壓值如實線所示那樣減小。
[0172]CPU42在步驟S20中在Al期間對蓄電池的電壓值和存儲在RAM44中的閾值進(jìn)行比較，當(dāng)判斷為蓄電池的電壓值為閾值以上時，判斷為熱電轉(zhuǎn)換組件27正常并結(jié)束本次處理。
[0173]此外，當(dāng)熱電轉(zhuǎn)換組件27發(fā)生故障或老化時，在圖8的BI期間，輔機蓄電池46的電壓值如虛線所示那樣減小，在Al期間，輔機蓄電池46的電壓值進(jìn)一步繼續(xù)減小。
[0174]CPU42在步驟S20中在Al期間對蓄電池的電壓值和存儲在RAM44中的閾值進(jìn)行比較，當(dāng)蓄電池的電壓值小于閾值時，判斷為熱電轉(zhuǎn)換組件27工作不良，向警告燈53輸出異常信號(步驟S21)，結(jié)束本次處理。
[0175]這樣，本實施方式的CPU42是基于將開閉閥26自閉狀態(tài)切換為開狀態(tài)之后的輔機蓄電池46的電壓值的變化而檢測熱電轉(zhuǎn)換組件27的工作狀態(tài)的，因此，在將開閉閥26自閉狀態(tài)切換為開狀態(tài)之后輔機蓄電池46的電壓值未增加時，能夠檢測出熱電轉(zhuǎn)換組件27發(fā)生故障或老化等。
[0176]需要說明的是，上述各實施方式的熱電發(fā)電裝置17通過在旁通通路25和受熱通路22之間切換廢氣的流路而使傳遞到熱電發(fā)電裝置17的受熱基板29的廢氣的熱量可變，但不限定于此。
[0177]例如，也可以不要內(nèi)管21和開閉閥26，向外管23導(dǎo)入廢氣，通過進(jìn)行切斷向發(fā)動機I的氣缸供給的燃料的所謂燃料切斷，而使被導(dǎo)入到外管23中的廢氣的溫度下降，使廢氣的熱量在燃料燃燒時和燃油切斷時可變。
[0178]此外，在上述各實施方式中，通過使廢氣的熱量可變而實施工作狀態(tài)檢測處理，但不限定于此。
[0179]例如，也可以通過使傳遞到作為低溫部的散熱基板30的冷卻水量可變而實施工作狀態(tài)檢測處理。
[0180]在該情況下，如圖9所示那樣設(shè)置旁通管61和切換閥62，旁通管61將上游側(cè)配管18a和下游側(cè)配管18b連通，切換閥62設(shè)于上游側(cè)配管18a，將冷卻水的流動路徑切換為下游側(cè)配管18b和旁通管61中的任一方。
[0181]而且，CPU42基于通過向切換閥62輸出切換信號而在冷卻水管28和下游側(cè)配管18b之間切換冷卻水的供給路徑從而使傳遞到熱電轉(zhuǎn)換組件27的散熱基板30的冷卻水量即冷卻水的熱量可變時的熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值的變化，來檢測熱電轉(zhuǎn)換組件27的工作狀態(tài)。
[0182]這樣，能夠簡化工作狀態(tài)檢測機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，基于輔機蓄電池46的電壓值高精度地判斷熱電轉(zhuǎn)換組件27的故障或老化等。
[0183]此外，在上述各實施方式中，利用電壓傳感器52檢測了輔機蓄電池46的電壓值作為電特性值，但也可以設(shè)置檢測輔機蓄電池46的電流、功率的傳感器，檢測電流值、功率值作為電特性值。
[0184]如上所述，本發(fā)明的熱電發(fā)電裝置具有能夠以簡單的結(jié)構(gòu)檢測熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)，能夠提高熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)的檢測精度的效果，作為檢測基于高溫部和低溫部的溫度差而進(jìn)行熱電發(fā)電的熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)的熱電發(fā)電裝置等有用。
[0185]附圖標(biāo)記說明
[0186]1:發(fā)動機(內(nèi)燃機);17:熱電發(fā)電裝置；21:內(nèi)管(排氣管、第I排氣管);22:受熱通路；23:外管(排氣管、第2排氣管)；25:旁通通路；26:開閉閥；27:熱電轉(zhuǎn)換組件；28:冷卻水管；29:受熱基板(高溫部)；30:散熱基板(低溫部)；36:連通孔(連通部)；37:驅(qū)動器(開閉控制機構(gòu))；41:E⑶(工作狀態(tài)檢測機構(gòu))；46:輔機蓄電池(蓄電池)；52:電壓傳感器(工作狀態(tài)檢測機構(gòu))。
【權(quán)利要求】
1.一種熱電發(fā)電裝置，其具有根據(jù)高溫部和低溫部的溫度差進(jìn)行熱電發(fā)電的熱電轉(zhuǎn)換組件，其特征在于， 該熱電發(fā)電裝置具有工作狀態(tài)檢測機構(gòu)，該工作狀態(tài)檢測機構(gòu)實施工作狀態(tài)檢測處理，該工作狀態(tài)檢測處理基于使向上述高溫部和上述低溫部中的任一方傳遞的熱量可變時的上述熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值的變化，檢測上述熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電發(fā)電裝置，其特征在于， 上述高溫部與被導(dǎo)入自內(nèi)燃機排出的廢氣的排氣管相對而設(shè)， 上述工作狀態(tài)檢測機構(gòu)基于使流經(jīng)上述排氣管的廢氣量可變時的上述熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值的變化，檢測上述熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱電發(fā)電裝置，其特征在于， 上述排氣管構(gòu)成為包括第I排氣管、第2排氣管和連通部；該第I排氣管形成有被導(dǎo)入自內(nèi)燃機排出的廢氣的旁通通路；該第2排氣管與上述第I排氣管同軸設(shè)置，形成有與上述第I排氣管一同被導(dǎo)入廢氣的受熱通路，與上述熱電轉(zhuǎn)換組件的高溫部相對；該連通部連通上述旁通通路和上述受熱通路， 該熱電發(fā)電裝置設(shè)有開閉上述第I排氣管的開閉閥和對上述開閉閥進(jìn)行開閉控制的開閉控制機構(gòu)， 上述工作狀態(tài)檢測 機構(gòu)通過驅(qū)動上述開閉控制機構(gòu)對上述開閉閥進(jìn)行開閉控制，而在上述旁通通路和上述受熱通路之間切換廢氣的排氣路徑，由此使流經(jīng)上述受熱通路的廢氣量可變。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱電發(fā)電裝置，其特征在于， 上述工作狀態(tài)檢測機構(gòu)基于上述開閉閥自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)之后的上述熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值的變化，檢測上述熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱電發(fā)電裝置，其特征在于， 上述工作狀態(tài)檢測機構(gòu)將上述開閉閥自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)之后的上述熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值與閾值進(jìn)行比較，當(dāng)上述電特性值小于上述閾值時，判斷為上述熱電轉(zhuǎn)換組件工作不良。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱電發(fā)電裝置，其特征在于， 上述工作狀態(tài)檢測機構(gòu)將上述開閉閥自開狀態(tài)切換為閉狀態(tài)之后的上述熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值與閾值進(jìn)行比較，當(dāng)上述電特性值為上述閾值以上時，判斷為上述熱電轉(zhuǎn)換組件正常工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項所述的熱電發(fā)電裝置，其特征在于， 上述工作狀態(tài)檢測機構(gòu)在實施上述工作狀態(tài)檢測處理的過程中，中止上述熱電轉(zhuǎn)換組件以外的發(fā)電，基于儲存由上述熱電轉(zhuǎn)換組件發(fā)出的電力的蓄電池的電壓值的變化，檢測上述熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項所述的熱電發(fā)電裝置，其特征在于， 上述工作狀態(tài)檢測機構(gòu)以廢氣的溫度是規(guī)定溫度以上為條件而實施上述工作狀態(tài)檢測處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱電發(fā)電裝置，其特征在于， 上述工作狀態(tài)檢測機構(gòu)以車輛是恒速行駛為條件而實施上述工作狀態(tài)檢測處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電發(fā)電裝置，其特征在于， 上述低溫部與供冷卻內(nèi)燃機的冷卻水流通的冷卻水管相對而設(shè)， 上述工作狀態(tài)檢測機構(gòu)基于使流經(jīng)上述冷卻水管的冷卻水量可變時的上述熱電轉(zhuǎn)換組件的電特性值的變化 ，檢測上述熱電轉(zhuǎn)換組件的工作狀態(tài)。
【文檔編號】F01N13/08GK104053880SQ201280067290
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月17日
【發(fā)明者】入山要次郎 申請人:豐田自動車株式會社