CN108287299B

CN108287299B - 发电装置的异常检测装置

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Publication number: CN108287299B
Application number: CN201810013988.3A
Authority: CN
Inventors: 杉本和大
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-01-10
Filing date: 2018-01-08
Publication date: 2020-01-24
Anticipated expiration: 2038-01-08
Also published as: RU2672763C1; US10454011B2; EP3346513A1; JP6443461B2; EP3346513B1; BR102017026667A2; JP2018113304A; US20180198048A1; CN108287299A

Abstract

涉及发电装置的异常检测装置，能够高精度地检测具备对于发电而言无需温度差的热电转换元件的发电装置的异常。发电装置(10)具备热电转换模块(14)，该热电转换模块具备多个半导体单晶作为热电转换元件(12)，半导体单晶构成为位于n型半导体部(12a)与p型半导体部(12b)之间的本征半导体部(12c)的带隙能比n型半导体部以及p型半导体部的带隙能低。异常检测装置(40)以元件为单位进行发电装置的异常检测。根据该异常检测处理，检测或者推定热电转换元件的3点的温度(Ti、Tn、Tp)。基于检测或者推定出的3点的温度算出推定起电压(Vte)。在该推定起电压与实际起电压(Vta)之差的绝对值大于等于阈值的情况下，检测出发电装置的异常。

Description

发电装置的异常检测装置

技术领域

本发明涉及发电装置的异常检测装置，更详细而言，涉及具备即使在均匀温度场也能够将热转换为电力的半导体单晶作为热电转换元件的发电装置的异常检测装置。

背景技术

已知有利用塞贝克效应的各种热电转换元件。为了使用该热电转换元件获得起电压(电动势)，需要在构成该热电转换元件的两种金属或者半导体之间存在温度差。另一方面，专利文献1中公开了可作为无需温度差就能进行发电的热电转换元件来利用的半导体单晶。具体而言，该半导体单晶具有n型半导体部、p型半导体部、和位于n型半导体部与p型半导体部之间的本征半导体部，构成为本征半导体部的带隙能(band-gap energy，禁带宽度)低于n型半导体部以及p型半导体部的带隙能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/125823号

发明内容

发明所要解决的问题

在使用专利文献1所述的半导体单晶作为热电转换元件的情况下，希望能够高精度地检测具备该热电转换元件的发电装置的异常。

本发明是鉴于如上问题而做出的，是具备对于发电而言无需温度差的热电转换元件(以位于n型半导体部与p型半导体部之间的本征半导体部的带隙能低于n型半导体部以及p型半导体部的带隙能的方式构成的半导体单晶)的发电装置的异常检测装置，目的在于使得能够高精度地检测该发电装置的异常。

用于解决问题的技术方案

本发明涉及的发电装置的异常检测装置，进行对如下发电装置的异常检测，该发电装置具备：热电转换模块，该热电转换模块配置于发热设备的排热所传导的部位，具备至少一个半导体单晶作为热电转换元件，所述半导体单晶具有n型半导体部、p型半导体部和位于它们之间的本征半导体部，构成为所述本征半导体部的带隙能比所述n型半导体部及所述p型半导体部的各自的带隙能低；以及负载设备，该负载设备在与所述热电转换模块之间构成电气电路。

所述异常检测装置将所述至少一个热电转换元件中的至少一个作为判定对象并以元件为单位进行所述异常检测，或者将所述热电转换模块整体作为判定对象并以模块为单位进行所述异常检测。

所述异常检测装置具备：

温度取得单元，该温度取得单元针对成为所述异常检测的对象的1个或者多个热电转换元件，检测或者推定n型端部温度、p型端部温度和本征部温度，所述n型端部温度是所述n型半导体部中的与所述本征半导体部相反侧的端部的温度，所述p型端部温度是所述p型半导体部中的与所述本征半导体部相反侧的端部的温度，所述本征部温度是所述本征半导体部的温度；

推定输出算出单元，该推定输出算出单元基于由所述温度取得单元检测或者推定出的所述n型端部温度、所述p型端部温度和所述本征部温度，以所述元件为单位或者以所述模块为单位算出推定起电压和基于该推定起电压的推定发电功率中的至少一方；

实际输出检测单元，该实际输出检测单元以所述元件为单位或者以所述模块为单位检测实际起电压和实际发电功率中的至少一方；以及

异常检测单元，该异常检测单元以所述元件为单位或者以所述模块为单位，实施第1判定和第2判定中的至少一方，在所述第1判定和所述第2判定中的至少一方成立的情况下，检测出所述发电装置的异常，所述第1判定是所述实际起电压相对于所述推定起电压的偏离的程度是否为第1预定值以上的判定，所述第2判定是所述实际发电功率相对于所述推定发电功率的偏离的程度是否为第2预定值以上的判定。

也可以是，所述热电转换模块设置在传导所述发热设备的排热的供热体的表面。

也可以是，所述至少一个热电转换元件包括在所述供热体的所述表面排成一列地设置的1组热电转换元件。

也可以是，所述温度取得单元包括多个温度传感器，该多个温度传感器的数量比所述1组热电转换元件的所述n型端部温度、所述p型端部温度和所述本征部温度的合计数少，以在与所述一列平行的方向上排列的方式隔开间隔地安装于所述供热体。

而且，也可以是，所述温度取得单元根据基于所述多个温度传感器的检测值的所述1组热电转换元件的温度分布，推定所述1组热电转换元件的各自的所述n型端部温度、所述p型端部温度和所述本征部温度。

也可以是，所述发热设备的排热所传导的所述部位是回收了所述发热设备的排热的排热回收流体所流动的流路。

也可以是，所述热电转换模块包括流路形成部件，该流路形成部件将所述流路划分成供所述排热回收流体并行流动的多个单位流路。

也可以是，所述流路形成部件具有比所述热电转换模块所具备的所述至少一个热电转换元件的热传导率低的热传导率。

也可以是，关于所述热电转换模块所具备的所述至少一个热电转换元件，将以在与所述多个单位流路的延伸方向垂直的方向上排列并且跨过所述多个单位流路的方式设置的多个热电转换元件作为1组，包括多组热电转换元件。

也可以是，所述多组热电转换元件的每一个，在所述本征半导体部的表面暴露于所述排热回收流体的同时，由所述流路形成部件覆盖。

也可以是，所述温度取得单元包括：在所述多个单位流路的每一个中检测位于各个所述单位流路内的多个热电转换元件的一部分热电转换元件的所述本征半导体部的温度的多个本征部温度传感器以及设置于所述流路形成部件的1个或者多个端部温度传感器。

也可以是，所述温度取得单元基于所述多个本征部温度传感器的检测值，针对每个所述单位流路，检测或者推定所述多组热电转换元件的各自的所述本征部温度。

而且，也可以是，所述温度取得单元基于所述1个或者多个端部温度传感器的检测值，检测或者推定所述多组热电转换元件的各自的所述n型端部温度以及所述p型端部温度。

也可以是，所述多个本征部温度传感器针对所述多个单位流路各分配一个，并且安装于所述多组热电转换元件中的位于所述多个单位流路的最下游的组的热电转换元件的每一个。

也可以是，所述异常检测装置还具备温度调节器，该温度调节器通过对所述流路形成部件进行加热或者冷却，在成为所述异常检测的对象的1个或者多个热电转换元件能够生成起电压的温度范围内，调节所述1个或者多个热电转换元件的温度。

也可以是，所述异常检测单元在响应于所述第1判定和所述第2判定中的至少一方成立而检测出所述发电装置的异常的情况下，在不存在所述排热回收流体的流动并且所述排热回收流体的温度稳定的状况下，执行所述温度调节器的所述加热或者所述冷却。

也可以是，在所述实际起电压脱离了正在进行所述温度调节器的所述加热或者所述冷却的温度调节状态下的所述1个或者多个热电转换元件的起电压推定范围、或者所述实际发电功率脱离了所述温度调节状态下的所述1个或者多个热电转换元件的发电功率推定范围的情况下，判定为所述发电装置的异常起因于所述热电转换模块的异常。

而且，也可以是，在所述实际起电压处于所述起电压推定范围内、或者所述实际发电功率处于所述发电功率推定范围内的情况下，判定为所述发电装置的异常起因于所述流路的异常。

也可以是，所述异常检测单元，当在所述温度调节状态下，所述多个本征部温度传感器的检测值的至少一个脱离了与所述温度调节器的所述加热下的入热量或者所述冷却下的出热量相应的允许范围的情况下，判定为产生了与所述本征部温度的检测有关的异常。

也可以是，所述异常检测单元，当在所述温度调节状态下，所述1个或者多个端部温度传感器的检测值的至少一个脱离了与所述温度调节器的所述加热下的入热量或者所述冷却下的出热量相应的允许范围的情况下，判定为产生了与所述n型端部温度或者所述p型端部温度的检测有关的异常。

发明效果

在本发明涉及的发电装置中，使用了如下的半导体单晶作为热电转换元件，该半导体单晶构成为，位于n型半导体部与p型半导体部之间的本征半导体部的带隙能比n型半导体部以及p型半导体部的带隙能低。这种构造的热电转换元件不同于利用塞贝克效应的热电转换元件，即使元件两端没有产生温度差也能够产生起电压。因此，为了基于元件温度算出本发明涉及的热电转换元件的推定起电压，不能说是仅取得元件两端的温度就足够了。关于这一点，根据本发明，基于检测或者推定出的元件两端的温度(n型端部温度以及p型端部温度)和本征半导体部的温度(本征部温度)，以元件为单位或者以模块为单位算出推定起电压和基于该推定起电压的推定发电功率的至少一方。在此基础上，以元件为单位或者以模块为单位，实施第1判定和第2判定中的至少一方，所述第1判定是实际起电压相对于推定起电压的偏离的程度是否为第1预定值以上的判定，所述第2判定是实际发电功率相对于推定发电功率的偏离的程度是否为第2预定值以上的判定。而且，在第1判定和第2判定中的至少一方成立的情况下，检测出发电装置的异常。如此，根据利用上述的3点的温度的本发明，能够高精度地检测具备至少一个对于发电而言无需温度差的热电转换元件的发电装置的异常。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的实施方式1涉及的发电装置所具备的热电转换元件的构成的立体图。

图2是表示图1所示的热电转换元件的带隙能的状态的概念图。

图3是示出热电转换元件的实际起电压Vta与温度的关系的图。

图4是示意性地表示本发明的实施方式1涉及的发电装置所具备的热电转换模块的构成的图。

图5是示意性地表示图4所示的热电转换模块的内部构造的局部透视图。

图6是用于说明各热电转换元件中的温度取得的对象部位的图。

图7是示出在与元件端面垂直的方向上的热电转换元件内的温度分布与带隙能的分布的图。

图8是在推定起电压Vte的算出中使用的映射(map)的示意图。

图9是表示本发明的实施方式1涉及的异常检测处理的例程的一例的流程图。

图10是表示本发明的实施方式2涉及的异常检测处理的例程的一例的流程图。

图11是表示发电装置的等效电路的图。

图12是表示本发明的实施方式3涉及的异常检测处理的例程的一例的流程图。

图13是表示本发明的实施方式4涉及的异常检测处理的例程的一例的流程图。

图14是用于说明本发明的实施方式5涉及的热电转换元件的温度推定方法的图。

图15是表示本发明的实施方式5涉及的热电转换元件的温度取得处理的子例程的一例的流程图。

图16是示意性地示出本发明的实施方式6涉及的发电装置及其异常检测装置的构成的图。

图17是示意性地示出图16所示的元件层积体的构成的立体图。

图18是用于对图17所示的方向D5的位置相同并且沿着排气的流动方向D3排列的3组热电转换元件中的、位于图16的下方侧的单位流路的3个热电转换元件的温度Ti进行说明的图。

图19是用于对图17所示的方向D5的位置相同并且沿着排气的流动方向D3排列的3组热电转换元件中的、位于在单位流路的各自的内部的最上游侧的两个热电转换元件的温度Ti进行说明的图。

图20是用于说明本发明的实施方式7涉及的异常检测装置的构成的图。

图21是表示本发明的实施方式7涉及的异常检测处理的例程的一例的流程图。

图22是示出温度传感器的检测值与基于加热器的入热量的关系的图。

标号说明

10、60：发电装置

12：热电转换元件

12a：n型半导体部

12ae：n型半导体部中的与本征半导体部相反侧的端部

12aes：n型半导体部中的与本征半导体部相反侧的端面

12b：p型半导体部

12be：p型半导体部中的与本征半导体部相反侧的端部

12bes：p型半导体部中的与本征半导体部相反侧的端面

12c：本征半导体部

14、62：热电转换模块

16：排气管

18、66：元件层积体

18a、66a：单位层积体

20：电极

22：壳体(casing)

24：电气电路

26：电子控制单元(ECU)

28：导线

30：负载设备

32：开关(switch)

34、52、72、74：温度传感器

36、76：电压传感器

38：电流传感器

40、50、70、80：异常检测装置

42：直流电源

44：外部电阻(负载电阻)

46：热电转换模块的内部电阻

64：排气流路

64a、64b：单位流路

68：屏蔽件(shield)

82：加热器(heater)

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是，在以下所示的实施方式中提到各要素的个数、数量、量和范围等的数的情况下，除了特别明示或原理上明显特定为该数的情况之外，本发明不限定于该提到的数。另外，在以下所示的实施方式中说明的构造、步骤等，除了特别明示或原理上明显特定为这样的情况之外，对于本发明来说并非必不可少的。

实施方式1.

首先，参照图1～图9，对本发明的实施方式1进行说明。

[热电转换元件的构成]

图1是示意性地表示本发明的实施方式1涉及的发电装置10(参照后述的图4)所具备的热电转换元件12的构成的立体图。在图1所示的一例中，热电转换元件12以棱柱形状形成。热电转换元件12在一端侧具备n型半导体部12a，在另一端侧具备p型半导体部12b。另外，热电转换元件12在n型半导体部12a与p型半导体部12b之间具备本征半导体部12c。

图2的(A)以及图2的(B)是表示图1所示的热电转换元件12的带隙能的状态的概念图。图2的(A)以及图2的(B)的纵轴是电子的能量，横轴是热电转换元件12中的从n型半导体部12a侧的端面(n型半导体部12a中的与本征半导体部12c相反侧的端面)12aes起的距离L1(参照图1)。另一方端面12bes是p型半导体部12b中的与本征半导体部12c相反侧的端面。

如图2的(A)以及图2的(B)所示，n型半导体部12a是费米能级f处于导带(传导带)侧的部位，p型半导体部12b是费米能级f处于价带(价电子带)侧的部位。本征半导体部12c是费米能级f处于导带与价带之间的禁带的中央的部位。带隙能相当于价带的最上部与导带的最下部的能量差。由这些图可知，在热电转换元件12中，本征半导体部12c中的带隙能比n型半导体部12a以及p型半导体部12b中的带隙能低。此外，图2的(A)以及图2的(B)中所示的n型半导体部12a、p型半导体部12b以及本征半导体部12c的长度的比例为一例，该比例根据热电转换元件(半导体单晶)12的形成方式而变化。另外，n型半导体部12a、p型半导体部12b以及本征半导体部12c的带隙能例如可通过逆光电子分光法来测定。

具有上述的特性(即，本征半导体部12c中的带隙能比n型半导体部12a以及p型半导体部12b中的带隙能低)的热电转换元件(半导体单晶)12例如可以由笼形化合物(包合物)构成。作为这种笼形化合物的一例，可以使用硅包合物Ba₈Au₈Si₃₈。

本实施方式的热电转换元件12的制造方法只要是能够使得热电转换元件12具有上述的特性，就不特别进行限定。在作为一例，热电转换元件12是硅包合物Ba₈Au₈Si₃₈的情况下，例如可以使用在国际专利申请的国际公开第2015/125823号中所详述的制造方法。其概要如下。即，称量Ba粉末、Au粉末以及Si粉末，以使Ba、Au与Si之比(摩尔比)为8:8:38。将称量的粉末用电弧熔化法熔化。通过将获得的熔液冷却，获得硅包合物Ba₈Au₈Si₃₈的锭。将这样调制出的硅包合物Ba₈Au₈Si₃₈的锭粉碎成粒状。通过将粉碎后的硅包合物Ba₈Au₈Si₃₈利用直拉法(Czochralski)在坩埚内熔化，获得硅包合物Ba₈Au₈Si₃₈的单晶。图1所示的热电转换元件12是将通过这样的方法获得的硅包合物Ba₈Au₈Si₃₈的单晶切割成棱柱形状(更具体而言是长方体形状)而得到的。热电转换元件的形状不限于将上述单晶切割为棱柱形状，可以通过切割为立方体形状、圆柱形状或者其他所期望的形状来任意地进行选择。例如，也可以将热电转换元件12形成为n型半导体部12a、本征半导体部12c以及p型半导体部12b薄薄地层积那样的平板形状。

[发电原理]

图2的(A)是表示将热电转换元件12加热到预定温度时的热激励状态的概念图。若将热电转换元件12加热到温度T0(参照后述的图3)以上，则如图2的(A)所示，价带的电子(黑点)会热激励到导带。更具体而言，若由于供给热而超过带隙能的能量被给予位于价带的最上部的电子，则电子会激励到导带。这种由热引起的电子的激励，在热电转换元件12的温度上升的过程中，可获得仅在带隙能相对低的本征半导体部12c产生的状态。图2的(A)表示了热电转换元件12被加热到可获得那样的状态的预定温度(例如温度T0)的状态。在该状态下，在带隙能相对高的n型半导体部12a以及p型半导体部12b中电子不被热激励。

图2的(B)是表示将热电转换元件12加热到上述预定温度时的电子(黑点)以及空穴(白点)的移动的概念图。如图2的(B)所示，激励到导带的电子向低能量的、即n型半导体部12a侧移动。另一方面，由电子的激励而产生于价带的空穴向高能量的、即p型半导体部12b移动。由于这样的载流子的偏倚，n型半导体部12a带负电，p型半导体部12b带正电，因而在n型半导体部12a与p型半导体部12b之间产生电动势。因此，根据热电转换元件12，即使在n型半导体部12a与p型半导体部12b之间没有温度差，也能够发电。这样的发电原理不同于基于温度差产生电动势的塞贝克效应。

图3是示出热电转换元件12的实际起电压Vta与温度的关系的图。在此所说的热电转换元件12的实际起电压Vta指的是，在热电转换元件12中没有电流流动时，在作为正极发挥功能的p型半导体部12b侧的端部与作为负极发挥功能的n型半导体部12a侧的端部之间产生的电位差即起电压(电动势)Vt的检测值。更具体而言，图3所示的关系示出在n型半导体部12a与p型半导体部12b之间不产生温度差的样态下对热电转换元件12进行了加热时产生的起电压的温度特性。此外，产生实际起电压Vta的温度范围因热电转换元件的构造而不同。

如图3所示，通过将热电转换元件12加热到温度T0以上，产生实际起电压Vta。更具体而言，随着热电转换元件12的温度增高，实际起电压Vta逐渐上升。由该关系可知，热电转换元件12的起电压取决于温度。如图3所示那样实际起电压Vta伴随温度上升而增高的理由可以认为是，由于供给热量的增加，在带隙能相对低的本征半导体部12c中能够激励的电子以及空穴的数量增多。另外，如图3所示，实际起电压Vta在某个温度T1表现出峰值，在进一步使热电转换元件12升温而高于温度T1时，实际起电压Vta逐渐降低。其理由可以认为是，若热电转换元件12的温度增高，则不仅在本征半导体部12c中，在n型半导体部12a以及p型半导体部12b中也会产生电子以及空穴的热激励，这产生了影响。

[实施方式1中的热电转换模块的适用部位]

通过将具有上述构成的热电转换元件12配置在发热设备的排热所传导的部位，能够进行发电。不过，热电转换元件12在向上述部位的配置中并非单独使用，而是以与其他部件(例如电极)一起构成的热电转换模块的形态被使用。即，在此所说的热电转换模块意味着，半导体单晶与用于使其作为热电转换元件发挥功能的部件(例如电极)作为一个装置统合而得到的模块。

图4是示意性地表示本发明的实施方式1涉及的发电装置10所具备的热电转换模块14的构成的图。作为一例，本实施方式的热电转换模块14适用于具备内燃机的车辆。在本实施方式中，内燃机相当于上述的发热设备。更详细而言，内燃机是在工作时产生热的发热设备。

更具体而言，热电转换模块14如图4所示那样安装在内燃机的排气管16的外表面16a。通过热传导从排气管16的内侧向外侧传递的热由安装在外表面16a的热电转换模块14吸收而转换为电力。即，根据热电转换模块14，能够将作为发热设备的内燃机的排热作为电力进行回收。此外，本发明涉及的热电转换模块的适用部位只要是发热设备的排热所传导的部位，就不特别限定。即，在作为一例将热电转换模块14适用于车辆的情况下，热电转换模块14除了内燃机以外也可以安装于变速器、需电池、制动装置等在工作时产生热的发热设备。也可以如后述的实施方式6、7那样设置在回收了发热设备的排热的排热回收流体所流动的流路中。

[热电转换模块的构成]

图5是示意性地表示图4所示的热电转换模块14的内部构造的局部透视图。此外，在图5中(后述的图14、16、17、20也同样)，为了对热电转换元件12的配置以易于理解的方式进行图示，将n型半导体部12a与p型半导体部12b分颜色地进行了区分。本征半导体部12c位于被分了颜色的n型半导体部12a与p型半导体部12b之间。

如图5所示，热电转换模块14具备多个热电转换元件12。更具体而言，热电转换模块14具备作为多个热电转换元件12的层积体的元件层积体18。在元件层积体18中，相邻的热电转换元件12经由电极20串联。作为电极20，例如可以使用电阻低的铜等金属材料。更详细而言，为了尽量确保电极20间的电位差并且使电流顺利地流动，电极20将一方热电转换元件12的n型半导体部12a中的与本征半导体部12c相反侧的端部12ae(参照图1)和另一方热电转换元件12的p型半导体部12b中的与本征半导体部12c相反侧的端部12be(参照图1)连接。即，电极20将带隙能最高的部位彼此连接。

元件层积体18被收纳在壳体22(在图5中仅图示了一部分的壁22a)之中。壳体22使用省略图示的安装工件安装在排气管16的外表面16a。壳体22具有高的热传导性，另外，外部与内部绝缘。在本实施方式中，由多个热电转换元件12以及电极20(即元件层积体18)和收容它们的壳体22构成热电转换模块14。来自排气管16的热经由壳体22的壁22a传递到元件层积体18的各热电转换元件12。不过，也可以根据设置热电转换模块14的环境而将壳体22省略。

此外，图5所示的热电转换模块14所具备的热电转换元件12的数量终究不过是一例。也可以将更多的热电转换元件12串联或并联，另外只要热电转换元件12具有足够的发电能力，则也可以为单个。也就是说，构成热电转换模块14的热电转换元件12的个数根据对热电转换模块14所要求的发电功率和每一个热电转换元件12的发电功率来决定。

[发电装置的构成]

用于使上述的热电转换模块14发挥功能的装置是发电装置10。如图4、5所示，本实施方式的发电装置10具备包括热电转换模块14的电气电路24和电子控制单元(ECU)26。用于从热电转换模块14取出电力的导线28从位于元件层积体18两端的热电转换元件12引出。

上述的导线28连接于外部的负载设备30，构成电气电路24，由此，开始进行基于接收了热的输入的热电转换模块14实现的发电。虽然反复进行说明，但是，基于热电转换元件12实现的发电无需温度差，因而热电转换模块14即使被置于没有温度差的环境中，只要有热的输入就会发电。根据已说明的热电转换元件12的发电原理，p型半导体部12b作为正极发挥功能，n型半导体部12a作为负极发挥功能。因此，由发电产生的起电压所引起的电流的流动方向如图5所示那样成为从p型到n型。

负载设备30是耗电的设备。作为负载设备30，例如是搭载于车辆的电部件(例如灯或者空调)、电动马达或者蓄电的蓄电池。电气电路24连接有对该电气电路24进行开闭的开关32。开关32的开闭由ECU26来控制，由此切换在电气电路24流动的电流的导通/断开。此外，除了开关32，电流调节器(例如可变电阻)也可以与负载设备30串联。根据这样的电流调节器，通过使可变电阻的电阻值变化，能够使得在电气电路24流动的电流、也就是从热电转换模块14施加于电气电路24的电流可变。因此，变得能够更细致地控制从热电转换模块14向负载设备30供给的电力。

ECU26具有至少一个存储器26a和至少一个处理器26b。存储器26a中存储有包括在排热回收控制中使用的程序以及映射的各种数据。通过从存储器26a中读出程序并由处理器26b执行，实现与ECU26的排热回收控制有关的功能。

[异常检测装置的构成]

根据以上说明的利用热电转换元件12的发电装置10，无需温度差就能够进行发电。在这样的发电装置10中，若在热电转换元件12或者电极20等构成部件产生异常，则可能无法发挥预期的发电功率。于是，本实施方式的系统具备进行发电装置10的异常检测的异常检测装置40。异常检测装置40具备上述的ECU26、多个温度传感器(例如热电偶)34、多个电压传感器36和电流传感器38。即，ECU26不仅相当于与排热回收控制有关的控制装置，而且也作为异常检测装置40的主要构成要素发挥功能。此外，排热回收控制中使用的ECU与异常检测装置40所具备的ECU也可以是分别的。

[热电转换元件的3点的温度取得(检测或者推定)]

图6是用于说明各热电转换元件12中的温度取得的对象部位的图。各热电转换元件12的温度取得以在图6中用圆形记号表示的3点作为对象来进行。该3点的温度是，作为带隙能最低的部位的本征半导体部12c的温度Ti、n型半导体部12a的端面12aes的温度Tn、以及p型半导体部12b的端面12bes的温度Tp。

上述的多个温度传感器34是为了检测或者推定热电转换模块14的各热电转换元件12中的上述3点的温度所具备的。更详细而言，如图5所示，温度传感器34安装在各热电转换元件12的本征半导体部12c的表面。另外，温度传感器34还安装于各电极20。金属的电极20具有高的热传导性。于是，在图5所示的例子中，关于隔着电极20相邻的(即，位于元件层积体18两端的n型半导体部12a以及p型半导体部12b以外的)n型半导体部12a以及p型半导体部12b，端面12aes的温度Tn以及端面12bes的温度Tp被推定为与电极20的温度相等的值。再者，温度传感器34也安装于位于元件层积体18的两端的n型半导体部12a或者p型半导体部12b的端部12ae或者12be。

另外，上述的多个电压传感器36是检测热电转换元件12两端的电压的传感器，针对元件层积体18的各热电转换元件12而设置(不过，在图5中仅图示了1个电压传感器36)。电流传感器38检测在电气电路24中流动的电流(仅图示于图5)。

图7是示出在与元件端面垂直的方向(以下，为便于说明，利用距离L1称作“L1方向”)上的热电转换元件12内的温度分布与带隙能的分布的图。图7所示的温度分布表示了本征半导体部12c的温度Ti相对变高的例子。热电转换元件12内的带隙能的分布与图2的(A)以及图2的(B)的说明相匹配。更详细而言，本发明中所使用的热电转换元件12的带隙能的分布根据热电转换元件12的具体的构造而定。然而，带隙能在本征半导体部12c中最低、在n型半导体部12a以及p型半导体部12b中最高这一基本的特性与热电转换元件12的构造无关，是共通的。

热电转换元件12的实际起电压Vta如参照图3说明的那样依赖于热电转换元件12的温度。不过，实际起电压Vta在带隙能的分布改变时(即，在L1方向的各位置处的带隙能的值改变时)发生变化。更具体而言，在某个相同温度下，带隙能越低，上述的电子的热激励越被促进。根据上述的发电原理，关于本征半导体部12c，带隙能低这一点以使实际起电压Vta增高的方式发生作用。另一方面，关于n型半导体部12a以及p型半导体部12b的端面12aes或者12bes，带隙能低这一点以抑制实际起电压Vta的生成的方式发生作用。

由上述可知，热电转换元件12的实际起电压Vta根据L1方向的温度分布以及带隙能的分布而定。关于带隙能的分布，如上所述，根据热电转换元件12(半导体单晶)的构造而定，因此能够事先掌握。对于温度分布，如果知道Ti、Tn、Tp的3点的温度，则如图7中用虚线表示的那样能够近似地掌握。

于是，在本实施方式中，利用确定了热电转换元件12的3点的温度Ti、Tn、Tp与起电压Vt的关系的映射，根据这3点的温度算出起电压Vt的推定值(以下称作“推定起电压Vte”)。推定起电压Vte相当于在某3点的温度Ti、Tn、Tp下可能发挥的起电压Vt的设计值。

图8是在推定起电压Vte的算出中使用的映射的示意图。该映射用于使用3点的温度Ti、Tn、Tp分别作为映射轴来算出推定起电压Vte。图8将温度Ti和推定起电压Vte作为轴二维地表现该映射。在图8中，示例性地示出了由3点的温度Ti、Tn、Tp确定的推定起电压Vte的两个映射值。这样的映射可以通过一边使上述3点的温度变化一边实验性地计测热电转换元件12的实际起电压Vta来事先取得。另外，根据这样的方法，可取得考虑了所使用的热电转换元件12的带隙能的分布(参照图7)的影响的映射。

除此之外，上述映射中所使用的3个温度测定点是在热电转换元件12内带隙能最低的部位(本征半导体部12c)和带隙能最高的两个部位(端面12aes、12bes)，均是对实际起电压Vta的生成而言影响尤其大的部位。因此，通过利用这样的3点的温度Ti、Tn、Tp，能够准确地掌握热电转换元件12内的温度分布，因而能够高精度地推定推定起电压Vte。此外，3点的温度Ti、Tn、Tp与推定起电压Vte的关系不限于规定作为映射，例如也可以规定作为计算式。

[公知的异常检测方法的问题]

作为利用了塞贝克效应的热电转换元件用的异常检测方法，已知如下的方法。即，在具备利用了塞贝克效应的热电转换元件的发电装置中，通过对热电转换元件的两端积极地给予温度差来生成起电压。因此，在这样的公知的发电装置中，只要取得热电转换元件中的高温侧的端部和低温侧的端部的两点的温度，就能够推定热电转换元件、进而是热电转换模块的起电压。而且，通过将推定出的起电压与计测到的实际起电压进行比较，能够进行发电装置的异常检测。

在利用了塞贝克效应的热电转换元件中，在两端的温度相等的环境下不会进行发电。因此，根据上述的公知的推定方法，在两端的温度相等的环境下，起电压被推定为零。另一方面，在本实施方式的热电转换元件12中，发电原理与利用塞贝克效应的热电转换元件不同，即使在两端的温度Tn、Tp相同的情况下，也能够如上述图3所示那样根据热电转换元件12的温度进行发电。因此，可以说公知的推定方法在两端的温度相等的环境下无法准确地推定热电转换元件12的起电压Vt。

与此相对地，根据参照图6～图8说明的本实施方式的方法，利用3点的温度Ti、Tn、Tp算出推定起电压Vte。因此，在使用遵照本实施方式的发电原理的热电转换元件12(热电转换模块14)的发电装置10中，能够高精度地算出推定起电压Vte。

[实施方式1的具体的异常检测处理]

图9是表示本发明的实施方式1涉及的异常检测处理的例程的一例的流程图。该例程的处理在热电转换模块14接受来自发热设备(内燃机)的热的供给而能够进行发电的温度状况下开始。另外，假设本例程的处理针对热电转换模块14所具备的每个热电转换元件12执行。

在图9所示的例程中，ECU26首先取得判定对象的热电转换元件12的3点的温度(本征半导体部12c的温度Ti、n型半导体部12a的端面12aes的温度Tn以及p型半导体部12b的端面12bes的温度Tp)(步骤100)。更详细而言，只要是安装有温度传感器34的部位，则使用温度传感器34来检测上述3点的温度。另外，与电极20相邻的端面12aes、12bes的温度Tn、Tp被推定为与使用温度传感器34检测的电极20的温度相同的值。此外，与电极20相邻的端面12aes以及12bes的温度Tn、Tp也可以通过不同的温度传感器34分别检测。

接着，ECU26算出判定对象的热电转换元件12的推定起电压Vte(步骤102)。ECU26中存储有参照图8说明的那样的映射。在步骤102中，参照那样的映射，算出与在步骤100中取得的3点的温度对应的推定起电压Vte。

接着，ECU26检测判定对象的热电转换元件12的实际起电压Vta(步骤104)。实际起电压Vta例如可以在开关32断开的状态下使用电压传感器36来检测。

接着，ECU26判定在步骤102以及104中取得的推定起电压Vte与实际起电压Vta之差(Vte-Vta)的绝对值是否为预定阈值以下(步骤106)。该阈值是事先决定为被假定作为推定起电压Vte与实际起电压Vta的误差的值的上限的值。在本实施方式中，通过步骤106的处理，判定实际起电压Vta相对于推定起电压Vte的偏离的程度是否为第1预定值以上。此外，该偏离程度是否为第1预定值以上的判定不限于利用推定起电压Vte与实际起电压Vta之差，例如也可以通过将实际起电压Vta相对于推定起电压Vte之比与预定阈值进行比较来进行。这对于后述的步骤204、308以及404的判定而言也是同样的。

ECU26在步骤106的判定成立、也就是上述起电压之差(Vte-Vta)的绝对值为上述阈值以下的情况下，判定为判定对象的热电转换元件12没有产生异常(步骤108)。此外，在将本例程的处理对热电转换模块14所具备的所有热电转换元件12执行的结果是在任一个热电转换元件12中都没有确认到异常的情况下，能够判定为发电装置10没有产生异常。

另一方面，ECU26在步骤106的判定不成立、也就是上述起电压之差(Vte-Vta)的绝对值大于上述阈值的情况下，判定为判定对象的热电转换元件12产生了异常(步骤110)。在该情况下检测出发电装置10的异常。

根据以上说明的图9所示的例程的异常检测处理，在实际起电压Vta超过被设想为误差的范围地从基于热电转换元件12的3点的温度Ti、Tn、Tp的推定起电压Vte偏离了的情况下，以判定对象的热电转换元件12产生了异常为理由，检测出发电装置10的异常。如上所述，根据利用基于上述3点的温度的推定起电压Vte的异常检测处理，能够高精度地检测具备即使没有温度差也能进行发电的热电转换元件12的发电装置10的异常。

此外，在上述的实施方式1中，通过ECU26执行步骤100的处理实现了本发明中的“温度取得单元”，通过ECU26执行步骤102的处理实现了本发明中的“推定输出算出单元”，通过ECU26执行步骤104的处理实现了本发明中的“实际输出检测单元”，而且，通过ECU26执行步骤106～110的处理实现了本发明中的“异常检测单元”。另外，n型半导体部12a的端面12aes的温度Tn相当于本发明中的“n型端部温度”，p型半导体部12b的端面12bes的温度Tp相当于本发明中的“p型端部温度”，本征半导体部12c的温度Ti相当于本发明中的“本征部温度”，基于步骤106的处理的判定相当于本发明中的“第1判定”。除此之外，n型端部温度只要是端部12ae(即端面12aes及其附近的部位)的温度即可，不一定限于端面12aes的温度Tn。这对于p型端部温度而言也是同样的。另外，为了取得热电转换元件12的3点的温度，也可以取代上述温度传感器34，例如使用测温仪(Thermo Viewer)。

实施方式2.

接着，参照图10以及图11，对本发明的实施方式2进行说明。实施方式2涉及的异常检测处理也与实施方式1同样地以发电装置10为对象。另外，实施方式2的异常检测装置的硬件构成与实施方式1的异常检测装置40的相同。这一情况，后述的实施方式3、4也是同样的。

[实施方式2的具体的异常检测处理]

热电转换模块14所具备的各热电转换元件12的内部电阻的值有时会随着时间而变化。若热电转换元件12的内部电阻的值变化，则由热电转换元件12发电的电力(发电功率)会变化，伴随与此，热电转换模块14的发电功率也发生变化。此外，本说明书中所说的发电功率意味着从热电转换元件12或热电转换模块14取出到外部的功率。即，假设由热电转换元件12的内部电阻消耗的功率不包含于热电转换元件12的发电功率。这对于热电转换模块14而言也是同样的。

若伴随着内部电阻的变化而热电转换元件12的发电功率变化，则即使实际起电压Vta处于正常范围内，实际发电的功率(以下称作“实际发电功率Pta”)也可能偏离正常范围。于是，在本实施方式中，通过以元件为单位将实际发电功率Pta与推定发电功率Pte进行比较，来进行发电装置10的异常检测。在此所说的推定发电功率Pte指的是，根据基于热电转换元件12的上述的3点的温度Ti、Tn、Tp的推定起电压Vte所推定的发电功率。

图10是表示本发明的实施方式2涉及的异常检测处理的例程的一例的流程图。关于图10所示的例程中的步骤100、102、108以及110的处理，如在实施方式1中所述的那样。

在图10所示的例程中，ECU26在步骤102中的推定起电压Vte的算出之后，接着算出判定对象的热电转换元件12的推定发电功率Pte(步骤200)。在此，图11是表示发电装置10的等效电路的图。如图11所示，发电装置10的等效电路通过具有电压值Vm的直流电源42和与其串联的两个电阻44、46来表示。直流电源42的电压值Vm表示了热电转换模块14的起电压。

在图11中，电阻44是外部电阻，在发电装置10中相当于负载设备30的负载电阻。电阻值Ro表示了外部电阻(负载电阻)44的电阻值(以下称作“外部电阻值Ro”)。电阻46是热电转换模块14的内部电阻，电阻值Rim表示了内部电阻46的电阻值(以下称作“内部电阻值Rim”)。另外，在图11中，施加于外部电阻44的电压的值用Vo表示，施加于内部电阻46的电压的值用Vim表示，在电气电路24中流动的电流的值用I表示。此外，在电气电路24上以与负载设备30串联的方式具备可变电阻的情况下，可变电阻的电阻值与电阻值Ro之和成为外部电阻值。

在图11所示的等效电路中，施加于内部电阻46的电压的值Vim如以下的式(2)那样通过起电压值Vm、内部电阻值Rim和外部电阻值Ro来表示。另外，发电功率(即，由热电转换模块14发电并取出到外部的功率)Pm是施加于外部电阻44的电压的值Vo与电流值I(＝Vim/Rim)的乘积。发电功率Pm可以利用式(1)的关系，如以下的式(2)那样通过起电压值Vm、内部电阻值Rim和外部电阻值Ro来表示。在式(2)中，内部电阻值Rim是由热电转换模块14的构造而定的已知的值。外部电阻值Ro是根据负载设备30的工作状态决定的给定值。

Vim＝(Rim/(Ro+Rim))×Vm…(1)

Pm＝Vo×I＝Ro×I²＝Ro×(Vim/Rim)²

＝Ro×(Vm/(Ro+Rim))²…(2)

在热电转换模块14中，各热电转换元件12串联。因此，在将热电转换模块14的推定起电压设为Vme并且将热电转换模块14所具备的热电转换元件12的数量设为N时，各个热电转换元件12的推定起电压Vte通过将推定起电压Vme除以元件数量N而获得。另外，各个热电转换元件12的内部电阻值Rit通过将热电转换模块14的内部电阻值Rim除以元件数量N而获得。而且，在将热电转换模块14的推定发电功率设为Pme时，各热电转换元件12的推定发电功率Pte通过将推定发电功率Pme除以元件数量N而获得。因此，各热电转换元件12的推定发电功率Pte能够通过将对于热电转换模块14的上述的式(2)的关系进行变形，如以下的式(3)那样表示。此外，在式(3)中，没有考虑热电转换模块14的各电极20的电阻值。与此相对地，为了提高推定发电功率Pte的算出精度，也可以考虑各电极20的电阻值。

在步骤200中，使用式(3)算出判定对象的热电转换元件12的推定发电功率Pte。该算出中所使用的推定起电压Vte的值是基于步骤100的处理的算出值。热电转换元件12的内部电阻值Rit以及元件数量N是已知的值。外部电阻值(负载电阻值)Ro的检测方法不作限定。检测外部电阻值Ro的1种方法为，分别测定施加于负载设备30的电压和在负载设备30流动的电流，根据这些测定值来计算。作为另一方法，是按负载设备30的每个工作状态测定外部电阻值，基于该测定结果来制作将负载设备30的工作状态与外部电阻值相关联的映射，并存储于存储器。

接着，ECU26检测判定对象的热电转换元件12的实际发电功率Pta(步骤202)。对于实际发电功率Pta的检测方法也不作限定。作为一例，在步骤202中，热电转换元件12的两端的电压在将开关32闭合的状态(即热电转换元件12正在进行发电的状态)下使用电压传感器36来测定。另外，在热电转换元件12流动的电流的值I通过电流传感器38来测定。在此基础上，实际发电功率Pta作为这些测定值的乘积而被算出。

接着，ECU26判定在步骤200以及202中取得的推定发电功率Pte与实际发电功率Pta之差(Pte-Pta)的绝对值是否为预定阈值以下(步骤204)。该阈值是事先决定为被假定作为推定发电功率Pte与实际发电功率Pta的误差的值的上限的值。在本实施方式中，通过步骤204的处理，来判定实际发电功率Pta相对于推定发电功率Pte的偏离的程度是否为第2预定值以上。

ECU26在步骤204的判定成立、也就是上述的发电功率之差(Pte-Pta)的绝对值为上述阈值以下的情况下，判定为判定对象的热电转换元件12没有产生异常(步骤108)。另一方面，ECU26在步骤204的判定不成立、也就是上述的发电功率之差(Pte-Pta)的绝对值大于上述阈值的情况下，判定为判定对象的热电转换元件12产生了异常(步骤110)。在该情况下，检测出发电装置10的异常。

根据以上说明的图10所示的例程的异常检测处理，在实际发电功率Pta超过被假定为误差的范围地从根据基于热电转换元件12的3点的温度Ti、Tn、Tp的推定起电压Vte所推定的推定发电功率Pte偏离了的情况下，以判定对象的热电转换元件12产生了异常为理由，检测出发电装置10的异常。另外，根据这样的方法，能够高精度地检测出如下异常：尽管热电转换元件12的实际起电压Vta正常，但以内部电阻值Rit随时间的变化为理由，没有发挥出预期的实际发电功率Pta。

关于着眼于热电转换元件12的起电压Vt的实施方式1的异常检测处理和着眼于热电转换元件12的发电功率Pt的实施方式2的异常检测处理，也可以并非单独地实施任何一方，而是依次实施这些处理的双方。而且，也可以在基于这些处理的判定的一方或双方成立的情况下，检测出发电装置10的异常。另外，通过实施双方的异常检测处理，还能够判别发电装置10的异常是以实际起电压Vta为主要原因还是以包括内部电阻值Rit在内的实际起电压Vta以外为主要原因。

另外，在上述的实施方式1以及2中，举出了关于热电转换模块14所具备的所有热电转换元件12，针对每个热电转换元件12进行异常检测的例子。然而，以热电转换元件为执行单位的异常检测处理也可以不必以热电转换模块所具备的所有热电转换元件作为对象来执行，而是以非全部的1个或者多个热电转换元件作为对象来执行。

此外，在上述的实施方式2中，通过ECU26执行步骤100的处理实现了本发明中的“温度取得单元”，通过ECU26执行步骤102以及200的处理实现了本发明中的“推定输出算出单元”，通过ECU26执行步骤202的处理实现了本发明中的“实际输出检测单元”，而且，通过ECU26执行步骤108、110以及204的处理实现了本发明中的“异常检测单元”。另外，基于步骤204的处理的判定相当于本发明中的“第2判定”。

实施方式3.

接着，参照图12，对本发明的实施方式3进行说明。

[实施方式3的具体的异常检测处理]

本实施方式涉及的异常检测处理在利用“起电压V”这一点与实施方式1是共通的。然而，本实施方式涉及的异常检测处理在以下参照图12说明的方法中，并非各个热电转换元件12而是将热电转换模块14整体作为判定对象，以模块为单位来执行。

图12是表示本发明的实施方式3涉及的异常检测处理的例程的一例的流程图。本例程的处理也与图9所示的例程同样，在热电转换模块14接受来自发热设备(内燃机)的热的供给而能够进行发电的温度状况下开始。

在图12所示的例程中，ECU26首先取得热电转换模块14的所有热电转换元件12的3点的温度Ti、Tn、Tp(步骤300)。这些3点的温度的具体的取得方法与步骤100相同。

接着，ECU26依次算出所有热电转换元件12的推定起电压Vte(步骤302)。具体而言，与步骤102同样地使用确定了上述3点的温度与推定起电压Vte的关系的映射依次算出各热电转换元件12的推定起电压Vte。

接着，ECU26算出热电转换模块14的推定起电压Vme(步骤304)。热电转换模块14通过将多个热电转换元件12直接连接而获得。因此，热电转换模块14的推定起电压Vme通过将在步骤302中取得的所有热电转换元件12的推定起电压Vte相加而算出。此外，关于上述的推定起电压Vme的算出，没有考虑在各电极20中的电压下降。然而，为了进行更高精度的异常检测，也可以考虑在各电极20中的电压下降来算出推定起电压Vme。

接着，ECU26检测热电转换模块14的实际起电压Vma(步骤306)。实际起电压Vma例如可以通过在开关32断开的状态下使用电压传感器36检测各个热电转换元件12的每一个的两端的电压，并将所获得的检测值相加来进行检测。或者，也可以具备检测元件层积体18两端的电压的电压传感器，使用在开关32断开的状态下由该电压传感器检测出的电压的值作为实际起电压Vma。

接着，ECU26判定在步骤304以及306中取得的推定起电压Vme与实际起电压Vma之差(Vme-Vma)的绝对值是否为预定阈值以下(步骤308)。该阈值是事先决定为被假定作为推定起电压Vme与实际起电压Vma的误差的值的上限的值。在本实施方式中，通过步骤308的处理，来判定实际起电压Vma相对于推定起电压Vme的偏离的程度是否为第1预定值以上。

ECU26在步骤308的判定(|Vme-Vma|≤阈值)成立的情况下，判定为热电转换模块14没有产生异常，因此发电装置10没有产生异常(步骤310)。另一方面，ECU26在步骤308的判定(|Vme-Vma|≤阈值)不成立的情况下，判定为热电转换模块14产生了异常，因此发电装置10产生了异常(步骤312)。

根据以上说明的图12所示的例程的异常检测处理，根据各热电转换元件12的基于3点的温度Ti、Tn、Tp的推定起电压Vte算出热电转换模块14的推定起电压Vme。如此，通过评价实际起电压Vma相对于基于上述3点的温度算出的推定起电压Vme的误差，能够在利用图1～图3所示的构成的热电转换元件12的发电装置10中，高精度地检测以热电转换模块14的异常为起因的发电装置10的异常。

此外，在上述的实施方式3中，通过ECU26执行步骤300的处理实现了本发明中的“温度取得单元”，通过ECU26执行步骤302以及304的处理实现了本发明中的“推定输出算出单元”，通过ECU26执行步骤306的处理实现了本发明中的“实际输出检测单元”，而且，通过ECU26执行步骤308～312的处理实现了本发明中的“异常检测单元”。另外，基于步骤308的处理的判定相当于本发明中的“第1判定”。

实施方式4.

接着，参照图13，对本发明的实施方式4进行说明。

[实施方式4的具体的异常检测处理]

本实施方式相对于实施方式3的位置关系，与实施方式2相对于实施方式1的位置关系是同样的。即，本实施方式涉及的异常检测处理以热电转换模块14整体为对象，通过对热电转换模块14的推定发电功率Pme与实际发电功率Pma进行比较来执行。

图13是表示本发明的实施方式4涉及的异常检测处理的例程的一例的流程图。关于图13所示的例程中的步骤300～304、310以及312的处理，如在实施方式3中所述的那样。

在图13所示的例程中，ECU26在步骤304中的推定起电压Vme的算出之后，接着算出热电转换模块14的推定发电功率Pme(步骤400)。推定发电功率Pme通过将推定起电压Vme、外部电阻值Ro以及内部电阻值Rim代入上述的式(2)的右边而算出。外部电阻值Ro可以利用为了步骤200而上述的方法来检测。推定起电压Vme是基于步骤304的处理的算出值。热电转换模块14的内部电阻值Rim是已知的值。

接着，ECU26检测热电转换模块14的实际发电功率Pma(步骤402)。对于实际发电功率Pma的检测方法，也不作限定。作为一例，在步骤402中，在开关32闭合的状态下使用电压传感器36测定所有热电转换元件12的两端的电压之后再相加。由此，检测发电中的热电转换模块14(元件层积体18)的两端电压值。该两端电压值也可以使用检测元件层积体18两端的电压的电压传感器来检测。另外，在热电转换模块14流动的电流的值I通过电流传感器38来测定。在此基础上，实际发电功率Pma作为热电转换模块14的两端电压值与电流值I的乘积而被算出。

接着，ECU26执行步骤404的判定，根据该判定结果，来判定有无以热电转换模块14的异常为起因的发电装置10的异常(步骤310、312)。在步骤404中，判定在步骤400以及402中取得的推定发电功率Pme与实际发电功率Pma之差(Pme-Pma)的绝对值是否为预定阈值以下。该阈值是事先决定为被假定作为推定发电功率Pme与实际发电功率Pma的误差的值的上限的值。在本实施方式中，通过步骤404的处理，来判定实际发电功率Pma相对于推定发电功率Pme的偏离的程度是否为第2预定值以上。

根据以上说明的图13所示的例程的异常检测处理，根据各热电转换元件12的基于3点的温度Ti、Tn、Tp的推定起电压Vte算出热电转换模块14的推定发电功率Pme。如此，通过评价实际发电功率Pma相对于基于上述3点的温度算出的推定发电功率Pme的误差，能够在利用图1～图3所示的构成的热电转换元件12的发电装置10中，高精度地检测以热电转换模块14的异常为起因的发电装置10的异常。另外，根据这样的方法，能够高精度地检测如下异常：尽管热电转换模块14的实际起电压Vma正常，但以内部电阻值Rim随时间的变化为理由，没有发挥出预期的实际发电功率Pma。

关于着眼于热电转换模块14的起电压Vm的实施方式3的异常检测处理和着眼于发电功率Pm的实施方式4的异常检测处理，也可以并非单独地实施任何一方，而是依次实施这些处理的双方。

此外，在上述的实施方式4中，通过ECU26执行步骤300的处理实现了本发明中的“温度取得单元”，通过ECU26执行步骤302、304以及400的处理实现了本发明中的“推定输出算出单元”，通过ECU26执行步骤402的处理实现了本发明中的“实际输出检测单元”，而且，通过ECU26执行步骤310、312以及404的处理实现了本发明中的“异常检测单元”。另外，基于步骤404的处理的判定相当于本发明中的“第2判定”。

实施方式5.

接着，参照图14以及图15，对本发明的实施方式5进行说明。

[实施方式5涉及的热电转换元件的3点温度Ti、Tn、Tp的推定方法]

图14是用于说明本发明的实施方式5涉及的热电转换元件12的温度推定方法的图。在图14中，作为本实施方式的温度推定方法的适用对象的一例，示出了上述的发电装置10。更详细而言，元件层积体18通过经由电极20以将3条(一例)单位层积体18a折叠的方式将该单位层积体18a串联而构成。

构成单位层积体18a的每一个的1组(作为一例，4个)热电转换元件12排成一列地设置在壳体22的壁22a的表面。换言之，在图14的构成中，多组(作为一例，3组)热电转换元件12分别排成一列地设置着。在图14所示的例子中，分别排成一列的该多组热电转换元件12经由电极20串联，但它们也可以并联。另外，在图14所示的例子中，在排气管16的外表面16a所设置的壳体22的壁22a相当于本发明中的“传导发热设备的排热的供热体”。

本实施方式的异常检测装置50取代多个温度传感器34而具备多个温度传感器52。更具体而言，温度传感器52具备比单位层积体18a(各组热电转换元件12)的3点的温度Ti、Tn、Tp的合计数(12点)少的数量个(作为一例，3个)。如图14所示，这些温度传感器52以沿着与单位层积体18a的1列平行的方向(以下简单称作“列方向D1”)排列的方式隔开间隔地安装于壳体22的壁22a。更详细而言，温度传感器52在接近于单位层积体18a的位置安装于壁22a。

接着，与图14一起参照图15，说明各热电转换元件12的3点的温度Ti、Tn、Tp的推定方法。图15是表示本发明的实施方式5涉及的热电转换元件12的温度取得处理的子例程的一例的流程图。该子例程的处理结果例如可以利用于在实施方式1～4中说明的图9、10、12或者13所示的例程中的步骤100或者300的处理。

在图15所示的子例程中，ECU26首先使用温度传感器52检测供热体(壳体22的壁22a)的3点的温度(步骤500)。在此，图14中的下方的图表示了各个单位层积体18a的各部的温度与单位层积体18a的列方向D1上的距离单位层积体18a的一方的端面的距离L2的关系。图14中的圆形记号表示在距离L2与温度传感器52的设置部位相同的位置处的单位层积体18a的温度。

在本实施方式中，作为一例，将列方向D1的距离L2相同的位置上的温度传感器52的设置部位与单位层积体18a之间的温度差视为零。即，用圆形记号表示的单位层积体18a的温度被推定为与在距离L2相同的位置的温度传感器52的检测值相同。因此，通过取得3个温度传感器52的检测值，能够基于这些检测值，如图14中用虚线表示的那样掌握列方向D1上的3点的圆形记号的温度以外的各位置处的温度(即，单位层积体18a的温度分布)。

ECU26在步骤500的处理之后接着执行步骤502的处理。在步骤502中，各个单位层积体18a(各组热电转换元件12)所具备的各热电转换元件12的3点的温度Ti、Tn、Tp基于上述温度分布以如下方式来推定。

首先，说明位于图14的下方的单位层积体18a的各热电转换元件12的3点的温度Ti、Tn、Tp的推定方法。作为前提，在此，如在实施方式1中也进行了说明的那样，将电极20的温度以及与其相邻的端面12aes、12bes的温度Tn、Tp视为相同的值。图14中的四边形记号相当于在各热电转换元件12的3点的温度Ti、Tn、Tp中的、圆形记号以外的温度。四边形记号的各个温度可以通过使用公知的方法算出温度分布的近似曲线(图14中的虚线)，从而使用近似曲线和距离L2来进行推定。

另外，在本步骤502中，作为一例，位于图14的上方以及中央的剩余的单位层积体18a的各热电转换元件12的3点的温度Ti、Tn、Tp如下这样推定。即，在本实施方式中，热传导率一样的壳体22的壁22a被作为供热体使用。因此，能够认为壁22a与3个单位层积体18a排列的方向(与列方向D1垂直的方向D2)的位置无关，是均匀的温度。因此，可以说从壳体22的壁22a(供热体)向各个单位层积体18a的热传导的条件等同。

于是，在本步骤502中，推定为位于图14的上方以及中央的单位层积体18a中的列方向D1的各位置处的温度(Ti、Tn或者Tp)与位于图14的下方的单位层积体18a中的列方向D1的相同位置处的温度相同。不过，在使用热传导的条件因方向D2的位置而不同的供热体的情况下，例如也可以针对每个单位层积体18a(1组热电转换元件12)以比1组热电转换元件12的3点的温度Ti、Tn、Tp的合计数少的数量具备温度传感器，并且针对每个单位层积体18a进行依照本实施方式的温度推定。

根据以上说明的本实施方式的异常检测装置50，与具备多个温度传感器34的实施方式1的异常检测装置40相比，在减少温度传感器52的数量的同时能够取得各热电转换元件12的3点的温度Ti、Tn、Tp。

与图14所示的热电转换模块14的构成不同，在省略了壳体22的热电转换模块构成的情况下，多组热电转换元件12设置于排气管16的外表面16a。在该构成中，排气管16相当于上述“供热体”。

此外，在上述的实施方式5中，通过ECU26执行步骤500以及502的处理实现了本发明中的“温度取得单元”。

实施方式6.

接着，参照图16～图19，对本发明的实施方式6进行说明。

[实施方式6涉及的发电装置的构成]

图16是示意性地示出本发明的实施方式6涉及的发电装置60及其异常检测装置70的构成的图。图17是示意性地示出图16所示的元件层积体66的构成的立体图。此外，在图16、17中，对于与上述图4、5所示的构成要素相同的要素，标注相同的标号并省略或者简化其说明。

如图16所示，发电装置60所具备的热电转换模块62设置于排气流路64，该排气流路64供回收了发热设备(作为一例，内燃机)的排热的排热回收流体(作为一例，排气)所流动。热电转换模块62具备元件层积体66和屏蔽件68。此外，排热回收流体不特别限定，但在内燃机为发热设备的例子中，除了排气以外，冷却内燃机的冷却水或者润滑内燃机的机油等流体也属于排热回收流体。

屏蔽件68具有确保后述的向本征半导体部12c的集中的入热的功能，并且也具有作为排气流路64的“流路形成部件”的功能。更具体而言，排气流路64具备由形成为板状的3枚屏蔽件68以使得排气并行流动的方式划分出的多个(作为一例，两个)单位流路64a、64b。屏蔽件68具有比热电转换元件12的热传导率低的热传导率。作为屏蔽件68的材质，例如可以使用陶瓷。

如图16所示，元件层积体66具备多组(作为一例，9组)热电转换元件12，每组为以在与单位流路64a、64b的延伸方向(排气的流动方向)D3垂直的方向D4上排列、并且跨过两个单位流路64a、64b的方式设置的多个(作为一例，两个)热电转换元件12。在此，该1组热电转换元件12也称作单位层积体66a。在本实施方式的各个单位层积体66a中，两个热电转换元件12经由电极20串联。

更详细而言，在元件层积体66中，作为一例，9条单位层积体66a如图16以及图17所示那样，隔开预定间隔地配置在单位流路64a、64b的延伸方向D3以及方向D5(与方向D3、D4双方垂直的方向)的各方向上。

如图16、17所示，9组热电转换元件12的每一组，在本征半导体部12c的表面暴露于排气的同时，由屏蔽件(流路形成部件)68覆盖。根据热电转换元件12的发电原理，通过与向带隙能最高的端部12ae、12be(参照图1)的入热相比促进向带隙能最低的本征半导体部12c的入热，能够有效地生成起电压Vt。根据热传导率低的屏蔽件68，能够抑制从排气向端部12ae、12be的传热。因此，通过以上述方式利用屏蔽件68覆盖各热电转换元件12的一部分，能够实现向本征半导体部12c的集中入热，能够进行有效的发电。

[实施方式6涉及的异常检测装置的构成]

本实施方式的异常检测装置70具备ECU26、多个温度传感器72、74、电压传感器76和电流传感器38(与图5相同)。为了检测本征半导体部12c的温度Ti，温度传感器72针对单位流路64a以及64b各设置一个。即，温度传感器72相当于本发明中的“本征部温度传感器”。在图17所示的例子中，温度传感器72安装于9组热电转换元件12中的位于各单位流路64a、64b的最下游的组(作为一例，位于方向D5的中央的组)的热电转换元件12的每一个。

如图16所示，为了检测热电转换元件12的温度Tn、Tp，温度传感器74针对3个屏蔽件68各设置一个。即，温度传感器74相当于本发明中的“端部温度传感器”。更详细而言，作为一例，3个温度传感器74分别安装于排气的流动方向D3的上游侧的3组热电转换元件12中的1组热电转换元件12所连接的电极20。另外，本实施方式中，电压传感器76如图17所示那样，为了检测热电转换模块62的实际起电压Vma而构成为检测元件层积体66的两端电压。此外，在针对每个热电转换元件12检测实际起电压Vta的情况下，针对每个热电转换元件12具备电压传感器即可。

[实施方式6涉及的热电转换元件的3点温度Ti、Tn、Tp的推定方法]

首先，使用温度传感器72针对每个单位流路64a、64b检测或者推定本征半导体部12c的温度Ti。更具体而言，关于安装有温度传感器72的两个热电转换元件12的温度Ti，使用温度传感器72的检测值。关于这两个热电转换元件12以外的热电转换元件12的温度Ti，如下这样推定。即，位于暴露于单位流路64a的位置的各本征半导体部12c的温度Ti被推定为与设置于该单位流路64a的温度传感器72的检测值相同。另外，关于单位流路64b，也进行同样的推定。

在图16、17所示的热电转换模块62的构成中，各热电转换元件12的端面12aes、12bes由屏蔽件68覆盖。在ECU26中，关于位于同一屏蔽件68内的温度传感器74以及各端面12aes、12bes，表示在温度传感器74的位置处的温度与在各端面12aes、12bes的位置处的温度之间的温度差的信息作为映射(省略图示)被存储。该温度差根据向屏蔽件68的入热量而变化。该入热量的变化表现于由温度传感器74检测出的温度。因此，在上述映射中，将温度传感器74的检测温度作为参数，事先确定了该检测温度与温度差的关系。在本实施方式中，作为一例，参照这样的映射，基于温度传感器74的检测温度，推定各端面12aes、12bes的温度Tn、Tp。

以上说明的本实施方式涉及的热电转换元件12的3点的温度Ti、Tn、Tp的推定方法例如可以利用于在实施方式1～4中说明的图9、10、12以及13所示的例程中的步骤100或者300的处理。

[热电转换模块设置于流路内的情况下的问题和实施方式6的构成的效果]

图18是用于对图17所示的方向D5的位置相同并且沿着排气的流动方向D3排列的3组热电转换元件12中的、位于单位流路64b的3个热电转换元件12的温度Ti进行说明的图。图18表示了在排气的流动方向D3(单位流路64a、64b的延伸方向)的中央的热电转换元件12与其下游侧的热电转换元件12之间的部位，在单位流路64b产生由异物引起的堵塞的例子。

若单位流路64b产生上述的堵塞，则排气无法从下游侧的热电转换元件12的周围通过而流动。因此，在单位流路64b中，排气从上游侧朝向中央的热电转换元件12，之后流动的方向逆转而向上游侧逆流。其结果，如图18所示，可能发生下游侧的热电转换元件12的温度Ti不提高的状况。其结果，可能发生该热电转换元件12的实际起电压Vta不提高的状况。

图19是用于对图17所示的方向D5的位置相同并且沿着排气的流动方向D3排列的3组热电转换元件12中的、位于在单位流路64a、64b的各自的内部的最上游侧的两个热电转换元件12的温度Ti进行说明的图。图19表示了由异物引起的堵塞产生在单位流路64b的入口附近的例子。在本例中，如图19所示，可能发生产生了堵塞的单位流路64b的热电转换元件12的温度Ti与另一方单位流路64a的温度Ti相比不提高的状况。其结果，可能发生该热电转换元件12的实际起电压Vta不提高的状况。这一情况不仅对于上游侧的热电转换元件12，对于单位流路64b中的中央以及下游侧的热电转换元件12的温度Ti也是同样的。

热电转换模块62的各热电转换元件12的3点的温度Ti、Tn、Tp也可以使用尽可能多的温度传感器进行检测，减少推定的温度的数量。由此，在如图18或者图19所示那样产生了堵塞的情况下，也能够使各热电转换元件12的上述3点的温度取得的精度提高。另一方面，若搭载的温度传感器的数量增加，则由于异常检测装置的部件件数的增加会导致成本增加。因此，存在在确保上述3点的温度取得的精度的同时减少温度传感器的数量这一要求。

对于上述要求，在上述的本实施方式的构成中，用于检测温度Ti的温度传感器72针对单位流路64a、64b各设置有一个。因此，通过在单位流路64a、64b间比较温度传感器72的检测值，能够如图19所示那样掌握在单位流路64a、64b的一方产生了堵塞的情况。由此，能够掌握有无堵塞的发生，并且在没有产生堵塞的情况下，在减少温度传感器72的数量的同时，检测以及推定设置于各个单位流路64a、64b的热电转换元件12的温度Ti。

再者，在本实施方式的构成中，对于上述要求，温度传感器72安装于位于各单位流路64a、64b的最下游的热电转换元件12。若与这样的构成不同而将这些温度传感器72安装于上游侧的热电转换元件12，则在产生了如图18所示那样的堵塞的情况下，无法捕捉到以该堵塞为起因的下游侧的热电转换元件12的温度Ti的变化。与此相对地，根据这些温度传感器72安装于位于各单位流路64a、64b的最下游的热电转换元件12的本实施方式的构成，通过在单位流路64a、64b间比较温度传感器72的检测值，能够掌握产生了如图18所示那样的样态下的堵塞的情况。由此，能够掌握这样的样态下的堵塞的有无，并且在没有产生堵塞的情况下，在减少温度传感器72的数量的同时，检测以及推定设置于各个单位流路64a、64b的热电转换元件12的温度Ti。

在上述的实施方式6中，举出了在9组热电转换元件12中的位于各单位流路64a、64b的最下游的组的热电转换元件12的每一个安装有温度传感器72的例子。然而，该温度传感器72、即“本征部温度传感器”也可以不是安装于位于各单位流路64a、64b的最下游的组，而是安装于其他组(在图17所示的例子中是位于上游侧或中央的组)的热电转换元件12的每一个。另外，关于本征部温度传感器，若不是设置于位于各个单位流路64a、64b的热电转换元件12的全部而是设置于其一部分，则也可以对位于各个单位流路64a、64b的热电转换元件12的多个进行设置。即使是这样的例子，与对位于各个单位流路64a、64b的热电转换元件12的全部设置本征部温度传感器的例子相比，也能够减少本征部温度传感器的数量。

另外，在上述的实施方式6中，举出了与用于划分排气流路64的“流路形成部件”相当的屏蔽件68被分成3个的例子。然而，本发明涉及的流路形成部件也可以一体地形成。而且，与“端部温度传感器”相当的温度传感器74的数量，在覆盖热电转换模块62的各热电转换元件12的端部12ae、12be的流路形成部件一体地(作为一个部件)形成的情况下，也可以为最小的1个。

实施方式7.

接着，参照图20～图22，对本发明的实施方式7进行说明。实施方式7涉及的异常检测处理与实施方式6同样地以发电装置60为对象。然而，在本实施方式中，假设为了后述的步骤610的处理，针对每个热电转换元件12具备电压传感器。

[实施方式7涉及的异常检测装置]

图20是用于说明本发明的实施方式7涉及的异常检测装置80的构成的图。本实施方式涉及的异常检测装置80除了追加具备加热器82这一点，与实施方式6涉及的异常检测装置70是同样的。如图20所示，作为一例，加热器82在排气的流动方向D3的上游侧的端部附近设置于屏蔽件68的各自的内部。对加热器82的通电由ECU26来控制。

[实施方式7的具体的异常检测处理]

在如图20所示的构成那样热电转换模块设置于排热回收流体所流动的流路内的构成中，与如图4所示的构成那样热电转换模块设置于固体的热源(排气管16)的构成相比，对于发电装置的异常检测而言作为干扰而发挥作用的要素变多。具体而言，若热电转换模块设置于流路内，则会受到流路的堵塞、或者通过各热电转换元件的周围的流体的温度或速度的波动等干扰的影响。

在本实施方式中，通过采用以下说明的方法，区分异常的要因，并且进行发电装置60的异常检测。具体而言，区分为热电转换模块14的异常(各个热电转换元件12的异常)和单位流路64a、64b的异常。另外，还判定有无与用于发电装置60的异常检测的温度检测有关的异常。

图21是表示本发明的实施方式7涉及的异常检测处理的例程的一例的流程图。在本实施方式中，在执行图21所示的例程之前，为了检测热电转换模块62所具备的各个热电转换元件12的异常的有无，执行与图9所示的例程同样的例程(以下为了便于说明，称作“例程R”)。

在上述的例程R中，在存在从排气的流动、并且热电转换模块62接受来自排气的热的供给而能够进行发电的温度状况下，执行发电装置60的异常判定。此外，作为在例程R的步骤102中为了算出推定起电压Vte而利用的3点的温度Ti、Tn、Tp的取得方法的一例，可以使用在实施方式6中说明的方法。在例程R的步骤110中做出热电转换元件12的异常检测的情况下，启动图21所示的例程。

在图21所示的例程中，ECU26首先判定是否处于没有排气(排热回收流体)的流动、并且滞留在排气流路64内的排气的温度稳定的状况(步骤600)。这样的状况例如在内燃机停止运转后经过了预定时间后到来。因此，在本步骤600中，判定在内燃机停止运转后是否经过了这样的预定时间。该判定在本例程启动后反复执行直至该判定成立。此外，在没有经过这样的预定时间而内燃机再启动的情况下，本次例程的处理结束。

ECU26在步骤600的判定成立的情况下，执行对各加热器82的通电(步骤602)。当加热器82被通电时，热在屏蔽件68内传导。该热也从屏蔽件68向各热电转换元件12传导。各加热器82的耗电被决定为能够将各热电转换元件12的温度控制在能够生成起电压Vt的温度范围(参照图3)内。作为一例，可以将耗电决定为将热电转换元件12加热到与图3中所示的温度T1相当的温度。由此，只要热电转换元件12正常，就能够使所生成的实际起电压Vta与峰值相当。由此，通过增大判定对象的值能够进行高精度的判定。

接着，ECU26判定从开始向各加热器82通电起是否经过了预定时间(步骤604)。该预定时间被事先决定为在开始向各加热器82通电后到各屏蔽件68以及各热电转换元件12的温度稳定为止所需的时间。

ECU26在步骤604的预定时间经过后，判定在判定对象的热电转换元件12的3点的温度Ti、Tn、Tp的检测或者推定中所使用的温度传感器72以及74的各自的检测值是否处于与加热器82的加热下的入热量相应的允许范围(步骤606)。

图22是示出温度传感器的检测值与基于加热器82的入热量的关系的图。如图22所示，入热量变大，则温度传感器的检测值也变大。基于3个加热器82的每一个的向热电转换模块62(热电转换元件12以及屏蔽件68)的入热量可以基于加热器82的耗电算出。进行了基于加热器82的入热时的各温度传感器72、74的检测值的变化根据传感器位置而不同。因此，在ECU26中，针对每个温度传感器72、74存储有确定了图22所示的关系的映射。在本步骤606中，对成为判定对象的每个温度传感器72、74参照如上所述的映射，判定温度检测值是否处于允许范围内。此外，为了提高判定精度，也可以一边使入热量变化一边以多个温度检测值为对象来执行这样的判定。

ECU26在步骤606的判定不成立、也就是温度传感器72以及74的检测值的至少一个脱离了允许范围的情况下，判定为产生了与温度Ti、Tn或者Tp的检测有关的异常(步骤608)。除此之外，通过判别温度传感器72、74中的哪个温度传感器的检测值脱离了允许范围，能够区分出与温度Ti的检测有关的异常和与温度Tn或者Tp的检测有关的异常。

另一方面，ECU26在步骤606的判定成立的情况下，检测判定对象的热电转换元件12的实际起电压Vta(步骤610)。实际起电压Vta例如可以在开关32断开的状态下使用电压传感器来检测。

接着，ECU26判定实际起电压Vta是否处于正在进行加热器82的加热的加热状态(相当于本发明中的“温度调节状态”的一例)下的热电转换元件12的起电压推定范围(步骤612)。在ECU26中，存储有考虑到步骤602的处理所利用的加热器82的耗电而决定的起电压推定范围。

ECU26在步骤612的判定成立、也就是实际起电压Vta处于上述起电压推定范围内的情况下，判定为判定对象的热电转换元件12没有产生异常，因此发电装置60的异常(参照步骤110)是以单位流路64a、64b的异常为起因的(步骤614)。

另一方面，ECU26在步骤612的判定不成立、也就是实际起电压Vta脱离了上述起电压推定范围的情况下，判定为发电装置60的异常(参照步骤110)是以本次判定对象的热电转换元件12的异常为起因的(步骤616)。

根据以上说明的图21所示的例程，在没有排气的流动的状态、并且正在进行加热器82的加热的加热状态下评价实际起电压Vta。由此，能够一边充分排除了对发电装置60的异常检测的干扰一边进行该异常检测。

而且，根据图21所示的例程，在没有与温度检测有关的异常的情况(步骤606的判定成立的情况)、即实际起电压Vta处于起电压推定范围内的情况下，判定为发电装置60的异常的要因是单位流路64a、64b的异常。也就是说，即使是在存在排气的流动的状态下在例程R中判定为实际起电压Vta不正常的情况下(步骤110)，在图21所示的例程中在消除了排气的流动的影响的状态下判定为实际起电压Vta正常时(步骤614)，认为热电转换元件12自身没有异常。于是，在该情况下，能够判断为单位流路64a、64b是异常的要因。另一方面，在图21所示的例程中在消除了排气的流动的影响的状态下实际起电压Vta也不正常的情况下(步骤616)，认为热电转换元件12是异常的要因。于是，在该情况下，能够判断为热电转换模块14(判定对象的热电转换元件12)是异常的要因。

如上所述，根据本实施方式的异常检测处理，能够在区分出异常的要因的同时，进行发电装置60的异常检测。另外，根据步骤606的判定，还能够对与用于发电装置60的异常检测的温度检测有关的异常的有无进行判定。更详细而言，在本实施方式中，在判定为存在与温度检测有关的异常的情况下，不进行基于例程R中的步骤110的发电装置60的异常的要因的判别，而是分别检测出发电装置60存在异常、以及存在与温度检测有关的异常。

在上述的实施方式7中，举出了将比较推定起电压Vte和实际起电压Vta的例程R(与图9所示的例程同样的例程)的处理与用于判别异常要因的图21所示的例程的处理进行组合而得到的例子(以热电转换元件为单位的判定例)。然而，在以热电转换元件为单位进行判定的情况下，图21所示的例程的处理也可以为了与比较推定发电功率Pte和实际发电功率Pta的图10所示的例程的处理相组合来判别异常要因，而适当进行修正。再者，图21所示的例程的处理也可以为了与以热电转换模块为单位比较推定起电压Vme和实际起电压Vma的图12所示的例程的处理(或者比较推定发电功率Pme和实际发电功率Pma的图13所示的例程的处理)相组合来判别异常要因，而适当进行修正。此外，在利用发电功率Pt或者Pm的情况下，判定实际发电功率Pta或者Pma是否处于加热状态下的热电转换元件12或者热电转换模块62的“发电功率推定范围”即可。

另外，在上述的实施方式7中，举出了利用加热器82作为本发明涉及的“温度调节器”的例子。然而，本发明涉及的温度调节器，若是在判定对象的热电转换元件12能够生成起电压Vt的温度范围内的某个温度下稳定地使该热电转换元件12冷却，则也可以取代加热器而是致冷器。此外，在使用致冷器的情况下，在温度调节状态(稳定地进行冷却的冷却状态)下，在温度传感器72的检测值的至少一个脱离了与基于致冷器的冷却的出热量相应的允许范围时，判定为产生了与温度Ti的检测有关的异常即可。同样地，在温度传感器74的检测值的至少一个脱离了上述允许范围时，判定为产生了与温度Tn、Tp的检测有关的异常即可。

此外，在上述的实施方式7中，通过ECU26执行图21所示的例程的一系列处理实现了本发明中的“异常检测单元”。

另外，以上说明的各实施方式的例子以及其他各变形例既可以在明示的组合以外在可能的范围内适当组合，另外也可以在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种变形。

Claims

1.一种发电装置的异常检测装置，进行对如下发电装置的异常检测，

该发电装置具备：

热电转换模块，该热电转换模块配置于发热设备的排热所传导的部位，具备至少一个半导体单晶作为热电转换元件，所述半导体单晶具有n型半导体部、p型半导体部和位于它们之间的本征半导体部，构成为所述本征半导体部的带隙能比所述n型半导体部及所述p型半导体部的各自的带隙能低；以及

负载设备，该负载设备在与所述热电转换模块之间构成电气电路，

所述异常检测装置的特征在于，

所述异常检测装置将所述至少一个热电转换元件中的至少一个作为判定对象并以元件为单位进行所述异常检测，或者将所述热电转换模块整体作为判定对象并以模块为单位进行所述异常检测，

所述异常检测装置具备：

2.根据权利要求1所述的发电装置的异常检测装置，其特征在于，

所述热电转换模块设置在传导所述发热设备的排热的供热体的表面，

所述至少一个热电转换元件包括在所述供热体的所述表面排成一列地设置的1组热电转换元件，

所述温度取得单元包括多个温度传感器，该多个温度传感器的数量比所述1组热电转换元件的所述n型端部温度、所述p型端部温度和所述本征部温度的合计数少，以在与所述一列平行的方向上排列的方式隔开间隔地安装于所述供热体，

所述温度取得单元根据基于所述多个温度传感器的检测值的所述1组热电转换元件的温度分布，推定所述1组热电转换元件的各自的所述n型端部温度、所述p型端部温度和所述本征部温度。

3.根据权利要求1所述的发电装置的异常检测装置，其特征在于，

所述发热设备的排热所传导的所述部位是回收了所述发热设备的排热的排热回收流体所流动的流路，

所述热电转换模块包括流路形成部件，该流路形成部件将所述流路划分成供所述排热回收流体并行流动的多个单位流路，

所述流路形成部件具有比所述热电转换模块所具备的所述至少一个热电转换元件的热传导率低的热传导率，

关于所述热电转换模块所具备的所述至少一个热电转换元件，将以在与所述多个单位流路的延伸方向垂直的方向上排列并且跨过所述多个单位流路的方式设置的多个热电转换元件作为1组，包括多组热电转换元件，

所述多组热电转换元件的每一个，在所述本征半导体部的表面暴露于所述排热回收流体的同时，由所述流路形成部件覆盖，

所述温度取得单元包括：

在所述多个单位流路的每一个中检测位于各个所述单位流路内的多个热电转换元件的一部分热电转换元件的所述本征半导体部的温度的多个本征部温度传感器；以及

设置于所述流路形成部件的1个或者多个端部温度传感器，

所述温度取得单元基于所述多个本征部温度传感器的检测值，针对每个所述单位流路，检测或者推定所述多组热电转换元件的各自的所述本征部温度，

所述温度取得单元基于所述1个或者多个端部温度传感器的检测值，检测或者推定所述多组热电转换元件的各自的所述n型端部温度以及所述p型端部温度。

4.根据权利要求3所述的发电装置的异常检测装置，其特征在于，

所述多个本征部温度传感器针对所述多个单位流路各分配一个，并且安装于所述多组热电转换元件中的位于所述多个单位流路的最下游的组的热电转换元件的每一个。

5.根据权利要求3或4所述的发电装置的异常检测装置，其特征在于，

所述异常检测装置还具备温度调节器，该温度调节器通过对所述流路形成部件进行加热或者冷却，在成为所述异常检测的对象的1个或者多个热电转换元件能够生成起电压的温度范围内，调节所述1个或者多个热电转换元件的温度，

所述异常检测单元，

在响应于所述第1判定和所述第2判定中的至少一方成立而检测出所述发电装置的异常的情况下，在不存在所述排热回收流体的流动并且所述排热回收流体的温度稳定的状况下，执行所述温度调节器的所述加热或者所述冷却，

在所述实际起电压脱离了正在进行所述温度调节器的所述加热或者所述冷却的温度调节状态下的所述1个或者多个热电转换元件的起电压推定范围、或者所述实际发电功率脱离了所述温度调节状态下的所述1个或者多个热电转换元件的发电功率推定范围的情况下，判定为所述发电装置的异常起因于所述热电转换模块的异常，

在所述实际起电压处于所述起电压推定范围内、或者所述实际发电功率处于所述发电功率推定范围内的情况下，判定为所述发电装置的异常起因于所述流路的异常。

6.根据权利要求5所述的发电装置的异常检测装置，其特征在于，

所述异常检测单元，当在所述温度调节状态下，所述多个本征部温度传感器的检测值的至少一个脱离了与所述温度调节器的所述加热下的入热量或者所述冷却下的出热量相应的允许范围的情况下，判定为产生了与所述本征部温度的检测有关的异常。

7.根据权利要求5所述的发电装置的异常检测装置，其特征在于，

所述异常检测单元，当在所述温度调节状态下，所述1个或者多个端部温度传感器的检测值的至少一个脱离了与所述温度调节器的所述加热下的入热量或者所述冷却下的出热量相应的允许范围的情况下，判定为产生了与所述n型端部温度或者所述p型端部温度的检测有关的异常。

8.根据权利要求6所述的发电装置的异常检测装置，其特征在于，