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特開2022-117032内燃機関の排気エネルギー回収装置

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022117032

(43)【公開日】2022-08-10

(54)【発明の名称】内燃機関の排気エネルギー回収装置

(51)【国際特許分類】

F01N 5/04 20060101AFI20220803BHJP

F02D 21/08 20060101ALI20220803BHJP

F02D 23/00 20060101ALI20220803BHJP

F02M 26/06 20160101ALI20220803BHJP

F02M 26/22 20160101ALI20220803BHJP

F02B 41/10 20060101ALI20220803BHJP

【ＦＩ】

F01N5/04 A

F02D21/08 311B

F02D23/00 D

F02D23/00 F

F02M26/06

F02M26/22

F02B41/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021013508

(22)【出願日】2021-01-29

(71)【出願人】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100128509

【弁理士】

【氏名又は名称】絹谷晴久

(74)【代理人】

【識別番号】100119356

【弁理士】

【氏名又は名称】柱山啓之

(72)【発明者】

【氏名】小松明

【テーマコード（参考）】

3G062

3G092

【Ｆターム（参考）】

3G062AA01

3G062AA05

3G062EB10

3G092AA02

3G092AA17

3G092AA18

3G092AC01

3G092DB03

3G092DB04

3G092FA06

(57)【要約】

【課題】ターボチャージャと、タービンジェネレータと、ＥＧＲ装置との三者の性能を最大限にバランスさせる。
【解決手段】内燃機関１０の排気エネルギー回収装置１は、メイン排気通路１６ａに設けられたタービン２２と、吸気通路１２に設けられたコンプレッサ２１とを有するターボチャージャ２０と、タービンに並列してバイパス排気通路１６ｂに設けられたタービンジェネレータ５０と、タービンジェネレータから排出された排気を、コンプレッサの上流側の吸気通路に環流させるための低圧ＥＧＲ通路２５とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

メイン排気通路に設けられたタービンと、吸気通路に設けられたコンプレッサとを有するターボチャージャと、
前記タービンに並列してバイパス排気通路に設けられたタービンジェネレータと、
前記タービンジェネレータから排出された排気を、前記コンプレッサの上流側の前記吸気通路に環流させるための低圧ＥＧＲ通路と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気エネルギー回収装置。

【請求項2】

前記バイパス排気通路の下流端は、前記タービンの下流側の前記メイン排気通路に合流接続され、
前記低圧ＥＧＲ通路は、合流部の下流側の前記メイン排気通路と、前記コンプレッサの上流側の前記吸気通路とを接続する
請求項１に記載の内燃機関の排気エネルギー回収装置。

【請求項3】

前記バイパス排気通路に設けられ、前記タービンジェネレータに供給される排気の流量を調節するための調節バルブと、
前記低圧ＥＧＲ通路に設けられ、前記吸気通路に環流される排気の流量を調節するためのＥＧＲバルブと、
を備える
請求項２に記載の内燃機関の排気エネルギー回収装置。

【請求項4】

前記バイパス排気通路の下流端は、前記コンプレッサの上流側の前記吸気通路に接続され、
前記低圧ＥＧＲ通路は、前記タービンジェネレータの下流側の前記バイパス排気通路の部分により形成される
請求項１に記載の内燃機関の排気エネルギー回収装置。

【請求項5】

前記バイパス排気通路に設けられ、前記タービンジェネレータに供給される排気の流量と、前記吸気通路に環流される排気の流量とを同時に調節するための調節バルブを備える
請求項４に記載の内燃機関の排気エネルギー回収装置。

【請求項6】

前記低圧ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲクーラを備える
請求項１～５のいずれか一項に記載の内燃機関の排気エネルギー回収装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、内燃機関の排気エネルギー回収装置に関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関の排気エネルギーを回収する排気エネルギー回収装置については様々なタイプのものが知られている。例えば特許文献１の装置では、ターボチャージャと並列にタービンジェネレータを設け、タービンジェネレータで発電した電力を回収するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１３２０２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１の装置では、ターボチャージャのタービンと、タービンジェネレータと、ＥＧＲ装置のＥＧＲ通路との三者に、同一の排気供給源から排気が供給される。ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）とは、排気再循環の略称であり、内燃機関の排気の一部（ＥＧＲガスという）を吸気側に環流させることをいう。ＥＧＲ通路は、ターボチャージャのタービン上流側とコンプレッサ下流側とを接続し、高圧ＥＧＲ（High Pressure Loop EGR、ＨＰＥＧＲともいう）を実行する。

【0005】

このため、同一の排気供給源の排気が三者に分配されてしまい、各々の性能を最大限にバランスさせることが困難であった。

【0006】

そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、ターボチャージャと、タービンジェネレータと、ＥＧＲ装置との三者の性能を最大限にバランスさせることができる内燃機関の排気エネルギー回収装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一の態様によれば、
メイン排気通路に設けられたタービンと、吸気通路に設けられたコンプレッサとを有するターボチャージャと、
前記タービンに並列してバイパス排気通路に設けられたタービンジェネレータと、
前記タービンジェネレータから排出された排気を、前記コンプレッサの上流側の前記吸気通路に環流させるための低圧ＥＧＲ通路と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気エネルギー回収装置が提供される。

【0008】

好ましくは、前記バイパス排気通路の下流端は、前記タービンの下流側の前記メイン排気通路に合流接続され、
前記低圧ＥＧＲ通路は、合流部の下流側の前記メイン排気通路と、前記コンプレッサの上流側の前記吸気通路とを接続する。

【0009】

好ましくは、前記排気エネルギー回収装置は、
前記バイパス排気通路に設けられ、前記タービンジェネレータに供給される排気の流量を調節するための調節バルブと、
前記低圧ＥＧＲ通路に設けられ、前記吸気通路に環流される排気の流量を調節するためのＥＧＲバルブと、
を備える。

【0010】

好ましくは、前記バイパス排気通路の下流端は、前記コンプレッサの上流側の前記吸気通路に接続され、
前記低圧ＥＧＲ通路は、前記タービンジェネレータの下流側の前記バイパス排気通路の部分により形成される。

【0011】

好ましくは、前記排気エネルギー回収装置は、
前記バイパス排気通路に設けられ、前記タービンジェネレータに供給される排気の流量と、前記吸気通路に環流される排気の流量とを同時に調節するための調節バルブを備える。

【0012】

好ましくは、前記排気エネルギー回収装置は、
前記低圧ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲクーラを備える。

【発明の効果】

【0013】

本開示によれば、ターボチャージャと、タービンジェネレータと、ＥＧＲ装置との三者の性能を最大限にバランスさせることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態の排気エネルギー回収装置を示す概略図である。

【図2】比較例の排気エネルギー回収装置を示す概略図である。

【図3】第２実施形態の排気エネルギー回収装置を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意すべきである。

【0016】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る内燃機関の排気エネルギー回収装置１を示す概略図である。内燃機関（エンジンともいう）１０は、車両（図示せず）に搭載された多気筒エンジンである。本実施形態において、車両はトラック等の大型車両であり、これに搭載される車両動力源としてのエンジン１０は直列６気筒ディーゼルエンジンである。しかしながら、車両およびエンジンの種類、形式、用途等に特に限定はなく、例えば車両は乗用車等の小型車両であってもよいし、エンジン１０はガソリンエンジンであってもよい。

【0017】

エンジン１０の各気筒の吸気ポートには、吸気マニホールド１１を介して吸気通路１２が接続されている。吸気通路１２には、上流側から順に、エアクリーナ１３と、マスエアフローセンサ（ＭＡＦセンサともいう）１４と、ターボチャージャ２０のコンプレッサ２１と、吸気を冷却するインタークーラ２３とが設けられている。ＭＡＦセンサ１４は、エンジン１０の単位時間当たりの吸入空気量Ｇａすなわち吸気流量を検出するためのセンサである。

【0018】

また、エンジン１０の各気筒の排気ポートには、排気マニホールド１５を介して排気通路１６が接続されている。排気通路１６は、メイン排気通路１６ａとバイパス排気通路１６ｂを備える。メイン排気通路１６ａにはターボチャージャ２０のタービン２２が設けられている。ターボチャージャ２０は可変容量型ターボチャージャ（ＶＧＴ）であり、図示しないが、タービン入口に複数の可変ベーンを備えている。この可変ベーンの角度調節によりタービン入口面積を調節し、ターボチャージャ２０の回転速度ひいてはブースト圧を調節することができる。

【0019】

バイパス排気通路１６ｂには、タービンジェネレータ（ＴＧ：Turbine Generator）５０と、タービンジェネレータ５０に供給される排気の流量を調節するための調節バルブ（ＴＧバルブという）５１とが設けられている。本実施形態においてＴＧバルブ５１はタービンジェネレータ５０の上流側に設けられているが、下流側に設けられてもよい。

【0020】

メイン排気通路１６ａとバイパス排気通路１６ｂの上流端はともに排気マニホールド１５に接続され、メイン排気通路１６ａとバイパス排気通路１６ｂは互いに並列の関係にある。従ってタービンジェネレータ５０は、タービン２２に対し並列に設けられることとなる。

【0021】

またバイパス排気通路１６ｂの下流端は、タービン２２の下流側のメイン排気通路１６ａに、合流部２９で合流接続されている。これにより、タービンジェネレータ５０から排出された排気が、合流部２９において、タービン２２から排出された排気と合流される。そして合流後の排気が、メイン排気通路１６ａに流される。

【0022】

合流部２９より下流側のメイン排気通路１６ａには図示しない後処理装置が設けられる。後処理装置は例えば、酸化触媒（ＤＯＣ）、パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ）およびアンモニア酸化触媒をこの順で直列に配置して構成される。

【0023】

タービンジェネレータ５０は、バイパス排気通路１６ｂを通じて供給される排気によって回転駆動されるタービン翼５２と、タービン翼５２に接続されたタービンシャフト５３と、タービンシャフト５３に冷間焼き嵌めによって嵌合接合された永久磁石５４と、超高速回転による永久磁石５４の破壊を防ぐべく、永久磁石５４の外周を覆うように形成された繊維状セラミックス材からなる円筒状のケース本体５５とを備える。またケース本体５５には、大量のコイル（不図示）が巻き付けられている。排気によってタービン翼５２が回転駆動され、ひいてはタービンシャフト３２および永久磁石５４が回転することで、高出力の発電が可能となっている。

【0024】

また、エネルギー回収装置１は、インバータ４２と、電動モータ４３と、動力伝達機構４４とを備えている。

【0025】

インバータ４２は、タービンジェネレータ５０から供給された交流電力を所定周波数の交流電力に変換して電動モータ４３へ出力する。

【0026】

電動モータ４３は高出力仕様のモータであって、インバータ４２から供給された電力で回転する。電動モータ４３の出力軸４３ａは、ギヤ機構、ベルト機構またはチェーン機構等を含む動力伝達機構４４を介してエンジン１０の出力軸１０ａに連結されている。すなわち、本実施形態の排気エネルギー回収装置１は、タービンジェネレータ５０で発電した電力により電動モータ４３ひいてはエンジン１０の出力軸１０ａを駆動し、エネルギー回生（エンジンのアシスト）を行うようになっている。

【0027】

なお、本実施形態において、電動モータ４３は高出力仕様のモータであるので、動力伝達機構４４にはギヤ機構が用いられている。また、本実施形態のインバータ４２は電動モータ４３と別体であるが、例えば、インバータ４２を電動モータ４３に内蔵した一体型とすることもできる。

【0028】

本実施形態のエネルギー回収装置１は、エンジン１０から排出された排気の一部すなわちＥＧＲガスを吸気側に環流させるＥＧＲ装置２４を備える。但しこのＥＧＲ装置２４は、低圧ＥＧＲ（Low Pressure Loop EGR、ＬＰＥＧＲともいう）を実行するものである。高圧ＥＧＲを実行する高圧ＥＧＲ装置は、本実施形態のエネルギー回収装置１からは省略されている。

【0029】

ＥＧＲ装置２４は、タービンジェネレータ５０から排出された排気を、コンプレッサ２１の上流側の吸気通路１２に環流させるための低圧ＥＧＲ通路２５を備える。

【0030】

詳しくは、低圧ＥＧＲ通路２５は、合流部２９の下流側のメイン排気通路１６ａと、コンプレッサ２１の上流側の吸気通路１２とを接続する。低圧ＥＧＲ通路２５の上流端は、合流部２９の下流側かつ後処理装置の上流側の分岐部３０でメイン排気通路１６ａに分岐接続される。また低圧ＥＧＲ通路２５の下流端は、コンプレッサ２１の上流側かつＭＡＦセンサ１４の下流側の合流部３１で吸気通路１６ａに合流接続される。

【0031】

またＥＧＲ装置２４は、低圧ＥＧＲ通路２５に設けられたＥＧＲバルブ２７を備える。ＥＧＲバルブ２７は、吸気通路１２に環流される排気すなわちＥＧＲガスの流量を調節するためのものである。

【0032】

またＥＧＲ装置２４は、低圧ＥＧＲ通路２５に設けられたＥＧＲクーラ２６を備える。ＥＧＲクーラ２６は、ＥＧＲガスを冷却するためのものであり、ＥＧＲバルブ２７の下流側に設けられる。

【0033】

排気エネルギー回収装置１は、各種演算処理および制御を行うための制御ユニットもしくはコントローラである電子制御ユニット（ＥＣＵ（Electronic Control Unit）という）１００を備える。ＥＣＵ１００はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポートおよび記憶装置等を含む。ＥＣＵ１００は、ターボチャージャ２０の可変ベーン、ＴＧバルブ５１、ＥＧＲバルブ２７、インバータ４２、電動モータ４３、および各気筒の筒内噴射用インジェクタ３７を制御するように構成され、プログラムされている。

【0034】

また排気エネルギー回収装置１は、センサ類として、上述のＭＡＦセンサ１３の他、エンジン１０の回転速度、具体的には毎分当たりの回転数（ｒｐｍ）を検出するための回転速度センサ３５と、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ６０と、エンジンのブースト圧（吸気圧もしくは過給圧）を検出するためのブースト圧センサ３６とを備える。これらセンサ類の出力信号はＥＣＵ１００に送られる。

【0035】

制御方法の一例を述べると、ＥＣＵ１００は、回転速度センサ４０により検出されたエンジン回転数Ｎｅと、アクセル開度センサ４１により検出されたアクセル開度Ａｃとの値に基づき、インジェクタ３７への指示値である目標燃料噴射量Ｑの値を算出する。そしてＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅおよび目標燃料噴射量Ｑで規定されるエンジン運転状態が、所定のマップ上の発電領域にある場合、ＴＧバルブ５１を開弁し、タービンジェネレータ５０を駆動して発電を実行させる。他方、ＥＣＵ１００は、エンジン運転状態がマップ上の発電領域になく、非発電領域にある場合、ＴＧバルブ５１を閉弁し、タービンジェネレータ５０を停止して発電を停止させる。

【0036】

発電領域は、エンジンの高回転かつ高負荷側の領域に設定されている。よって燃費的に厳しい高回転かつ高負荷側の領域において発電を実行すると共に、この発電により得た電力で電動モータ４３を駆動することで、通常のエンジンと同等の出力を低燃費で実現できる。

【0037】

タービンジェネレータ５０で発生された電力は、インバータ４２を介し、電動モータ４３に直接的に送られる。よってタービンジェネレータ５０から電動モータ４３への送電を効率よく行うことができる。

【0038】

電動モータ４３に電力が送られると、電動モータ４３は直ちに回転してエンジン出力軸１０ａを駆動する。よって、回生により低下したエンジン出力をモータ出力で補うことができる。そしてエンジン１０と電動モータ４３のトータル出力を、排気エネルギー回収装置無しの通常のエンジンと同等に維持することができる。一部の出力が電動モータ４３によって賄われるため、通常のエンジンよりも燃費を向上することができる。

【0039】

次に、本実施形態の利点を、特許文献１に記載された排気エネルギー回収装置（比較例という）と比較して説明する。

【0040】

図２には比較例の構成を示す。以下、相違点について説明する。なお同一または対応部分については図中同一符号を付して説明を省略する。

【0041】

比較例のエネルギー回収装置１０１も、ＥＧＲ装置１２４を備える。但しこのＥＧＲ装置１２４は、高圧ＥＧＲ装置であり、高圧ＥＧＲを実行するためのものである。

【0042】

ＥＧＲ装置１２４は高圧ＥＧＲ通路１２５を備える。高圧ＥＧＲ通路１２５は、タービン２２の上流側の排気マニホールド１５と、コンプレッサ２１の下流側の吸気マニホールド１１とを連通接続する。またＥＧＲ装置１２４は、高圧ＥＧＲ通路１２５にそれぞれ設けられたＥＧＲバルブ１２７およびＥＧＲクーラ１２６を備える。

【0043】

また、比較例の排気エネルギー回収装置１０１は、コンバータ４０とバッテリ４１を備える。コンバータ４０は、タービンジェネレータ５０から供給された交流電力を整流するとともに、所定電圧に変換した直流電力をバッテリ４１に供給する。バッテリ４１は、コンバータ４０から供給された直流電力を蓄電するとともに、この蓄電された直流電力をインバータ４２へと供給する。

【0044】

つまり比較例では、タービンジェネレータ５０で発生した電力をバッテリ４１に一旦蓄電し、この蓄電した電力を使って電動モータ４３を駆動するようになっている。

【0045】

比較例の排気エネルギー回収装置１０１は、バッテリ４１の状態（電圧、充電量等）を検出するためのバッテリセンサ３８も備える。このセンサの出力信号はＥＣＵ１００に送られる。

【0046】

さて、比較例の排気エネルギー回収装置１０１では、タービン２２と、タービンジェネレータ５０と、高圧ＥＧＲ通路１２５との三者に、同一の排気供給源すなわち排気マニホールド１５から、高圧かつ高温（つまり高エネルギー）の排気が供給される。

【0047】

このため、同一の排気供給源の排気が三者に分配されてしまい、各々の性能を最大限にバランスさせることが困難である。

【0048】

すなわち、エンジンには出力要求と、エミッション要求と、燃費要求とがあり、優先順位もこの順番である。出力要求にはターボチャージャ２０の性能（もしくはパフォーマンス）が関連し、エミッション要求にはＥＧＲ装置１２５の性能が関連し、燃費要求にはタービンジェネレータ５０の性能が関連する。

【0049】

タービン２２に最大限排気を送り、仕事をさせて出力要求を満足した上で、エミッション要求と燃費要求の両方を満足しようとした場合、比較例の場合だと、これらはトレードオフの関係となって両立するのが難しい。なぜなら、同一の排気供給源の排気を、タービンジェネレータ５０と高圧ＥＧＲ通路１２５で取り合ってしまうからである。

【0050】

エミッション要求を満足しようとして高圧ＥＧＲ通路１２５に多量の排気を送ると、タービンジェネレータ５０への排気が少なくなって燃費要求を満足できない。逆に、燃費要求を満足しようとしてタービンジェネレータ５０に多量の排気を送ると、高圧ＥＧＲ通路１２５への排気が少なくなってエミッション要求を満足できない。

【0051】

このように比較例では、ターボチャージャ２０と、タービンジェネレータ５０と、ＥＧＲ装置１２４との三者の性能を最大限にバランスさせることが困難である。そして出力要求と、エミッション要求と、燃費要求とを最大限にバランスさせて満足することが困難である。

【0052】

そこで本実施形態では、図１に示すように、比較例のＥＧＲ装置１２４の代わりに、低圧ＥＧＲを実行するＥＧＲ装置２４を採用することとした。

【0053】

本実施形態によれば、タービンジェネレータ５０を駆動して圧力と温度が低下した排気を、低圧ＥＧＲ通路２５を通じて、コンプレッサ２１の上流側に環流させることができる。

【0054】

詳しくは、タービンジェネレータ５０を駆動して圧力と温度が低下した排気は、合流部２９において、タービン２２を駆動して圧力と温度が低下した排気と合流される。合流後の排気の一部すなわちＥＧＲガスは、分岐部３０から低圧ＥＧＲ通路２５に入り、低圧ＥＧＲ通路２５を流れ、コンプレッサ２１の上流側の吸気通路１２に戻される。低圧ＥＧＲ通路２５を流れる過程で、ＥＧＲガスはＥＧＲバルブ２７によって流量を調節され、ＥＧＲクーラ２６によって冷却される。

【0055】

よって、同一の排気供給源（排気マニホールド１５）の排気がタービンジェネレータ５０とＥＧＲ通路に分配されることがなくなる。そしてその排気を、タービンジェネレータ５０とＥＧＲ通路で取り合うこともなくなる。

【0056】

排気マニホールド１５の高圧かつ高温の排気を利用してタービンジェネレータ５０を駆動し、これにより圧力と温度が低下した排気、すなわち、圧力エネルギーと熱エネルギーが低下した排気を利用して、低圧ＥＧＲを実行できる。そのため、タービンジェネレータ５０とＥＧＲ装置２４の性能を最大限発揮させることができる。

【0057】

また、タービン２２の下流側からＥＧＲガスを取り出すので、通常の低圧ＥＧＲ装置のように、ＥＧＲによるターボチャージャ２０の性能低下を抑制できる。

【0058】

それ故、本実施形態では、ターボチャージャ２０と、タービンジェネレータ５０と、ＥＧＲ装置２４との三者の性能を最大限にバランスさせることができる。そして出力要求と、エミッション要求と、燃費要求とを最大限にバランスさせて満足することができる。

【0059】

また本実施形態では、タービン２２およびタービンジェネレータ５０を駆動して温度が低下した後の排気の一部を、ＥＧＲガスとして吸気側に環流させる。このため、ＥＧＲガスの充填効率を高めることができる。ちなみに本実施形態では、ＥＧＲクーラ２６によってＥＧＲガスをさらに冷却するので、ＥＧＲガスの充填効率をさらに高めることができる。

【0060】

これとは対照的に比較例では、図２に示すように、排気マニホールド１５の高温の排気が高圧ＥＧＲ通路１２５に導入されるので、ＥＧＲガスの充填効率を高めるのが困難である。

【0061】

また比較例では、ブースト圧が上昇すると高圧ＥＧＲ通路１２５の入口と出口の差圧（＝入口圧－出口圧）が小さくなるため、ＥＧＲ率を高めるのが困難である。これに対し本実施形態では、ＥＧＲガスをコンプレッサ２１の上流側に戻すため、たとえブースト圧が上昇しても大きな差圧を得られる。このため本実施形態では、一定以上のＥＧＲ率を安定的に確保することができる。

【0062】

また本実施形態では、タービンジェネレータ５０で回生した電力を電動モータ４３に直接送ってエンジンを駆動するので、回生効率を高めることができる。これとは対照的に、比較例の場合だと、タービンジェネレータ５０で回生した電力をバッテリ４１に一旦蓄めてから電動モータ４３に送るので、本実施形態と比べて回生効率の低下が否めない。

【0063】

本実施形態において、タービンジェネレータ５０で電力を発生しているときには常に、この電力によって電動モータ４３が駆動され、エンジンの回転がアシストされる。ちなみに本実施形態においても、比較例と同様にコンバータ４０とバッテリ４１を設けてもよい。

【0064】

［第２実施形態］
次に、図３を参照して第２実施形態を説明する。なお第１実施形態と同一または対応する部分については図中同一符号を付して説明を省略する。

【0065】

第２実施形態に係るエネルギー回収装置１は、ＥＧＲ装置２４の構成が第１実施形態と異なる。すなわち、バイパス排気通路１６ｂの下流端はコンプレッサ２１の上流側の吸気通路１２に接続され、低圧ＥＧＲ通路２５は、タービンジェネレータ５０の下流側のバイパス排気通路１６ｂの部分により形成される。

【0066】

詳しくは、タービンジェネレータ５０が低圧ＥＧＲ通路２５を介してコンプレッサ２１の上流側の吸気通路１２に直接的に接続されている。従ってバイパス排気通路１６ｂはメイン排気通路１６ａに合流されておらず、前述の合流部２９は存在しない。また低圧ＥＧＲ通路２５はメイン排気通路１６ａから分岐されておらず、前述の分岐部３０は存在しない。低圧ＥＧＲ通路２５の下流端が吸気通路１２に合流接続する合流部３１の位置は同じである。

【0067】

第１実施形態と同様、低圧ＥＧＲ通路２５にはＥＧＲクーラ２６が設けられる。しかし前述のＥＧＲバルブ２７は省略されている。ＥＧＲガスの流量は、ＴＧバルブ５１によって、タービンジェネレータ５０に供給される排気の流量と共に調節される。つまり両流量は互いに等しく、かつＴＧバルブ５１によって同時に調節される。

【0068】

本実施形態では、タービンジェネレータ５０から排出された排気の全量がＥＧＲガスとなって吸気通路１２に供給される。よって第１実施形態よりも、タービンジェネレータ５０の出口圧を低下させ、ひいてはタービンジェネレータ５０の入口と出口の差圧（＝入口圧－出口圧）を大きくすることができる。これによりタービンジェネレータ５０の膨張比を増大し、発電量を増大することができる。

【0069】

また本実施形態では、ＥＧＲガスの流量調節にＴＧバルブ５１を共用するので、ＥＧＲバルブ２７を省略することができ、コストの削減が可能である。

【0070】

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態および変形例は他にも様々考えられる。

【0071】

（１）例えば、バイパス通路１６ｂの上流端は、排気マニホールド１５ではなく、タービン２２の上流側のメイン排気通路１６ａに接続してもよい。これら排気マニホールド１５と、タービン２２の上流側のメイン排気通路１６ａとを総称して排気供給源という。

【0072】

（２）第１実施形態（図１）において、低圧ＥＧＲ通路２５の上流端を、後処理装置の下流側のメイン排気通路１６ａに接続してもよい。

【0073】

（３）第１実施形態において、ＥＧＲクーラ２６とＥＧＲバルブ２７の配置を逆にし、ＥＧＲクーラ２６の下流側にＥＧＲバルブ２７を設けてもよい。

【0074】

（４）第２実施形態（図３）において、ＴＧバルブ５１を、タービンジェネレータ５０の下流側のバイパス排気通路１６ｂの部分、すなわち低圧ＥＧＲ通路２５に設けてもよい。この場合、ＴＧバルブ５１を、ＥＧＲクーラ２６の上流側に設けてもよいし、下流側に設けてもよい。