特開 2024-89424 排ガス処理用の制御装置及び方法並びにＣＯ２回収システム

(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】P2024089424

(43)【公開日】2024-07-03

(54)【発明の名称】排ガス処理用の制御装置及び方法並びにＣＯ２回収システム

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/08 20060101AFI20240626BHJP

   B01D 53/92 20060101ALI20240626BHJP

   B01D 53/22 20060101ALI20240626BHJP

【ＦＩ】

F01N3/08 A ZAB

B01D53/92 240

B01D53/92 300

B01D53/22

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022204777

(22)【出願日】2022-12-21

(71)【出願人】

【識別番号】000237592

【氏名又は名称】株式会社デンソーテン

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】上出 英行

(72)【発明者】

【氏名】中野 泰彦

(72)【発明者】

【氏名】奥原 誠

(72)【発明者】

【氏名】本城 匠

【テーマコード（参考）】

3G091

4D002

4D006

【Ｆターム（参考）】

3G091AA02

3G091AA14

3G091AB08

3G091BA07

3G091BA13

3G091EA01

3G091EA07

3G091EA21

3G091EA39

3G091EA40

3G091HB03

4D002AA09

4D002AC10

4D002BA20

4D002CA07

4D002FA01

4D002GA02

4D002GA03

4D002GB01

4D002GB04

4D002GB20

4D006GA41

4D006HA21

4D006KE01P

4D006KE08Q

4D006KE30Q

4D006MB04

4D006PB19

4D006PB64

(57)【要約】

【課題】良好な排ガスの流れを確保する（詰まりを抑制する）
【解決手段】入力空間（３２）、出力空間（３３）、及び、入力空間と出力空間との間に設けられ且つ熱機関（１１）から入力空間へ供給される排ガス中のＣＯ_２を出力空間に通過させるＣＯ_２分離膜（３１）を有するＣＯ_２分離装置（３０）が対象機器（１）に設けられる。排ガス処理用の制御装置（１００）は処理部を備え、処理部は、熱機関から入力空間へ供給される排ガスの流量に基づき、出力空間の圧力を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力空間、出力空間、及び、前記入力空間と前記出力空間との間に設けられ且つ熱機関から前記入力空間へ供給される排ガス中のＣＯ_２を前記出力空間に通過させるＣＯ_２分離膜を有するＣＯ_２分離装置、が設けられた対象機器にて使用される排ガス処理用の制御装置であって、処理部を備え、
前記処理部は、前記熱機関から前記入力空間へ供給される前記排ガスの流量に基づき、前記出力空間の圧力を制御する
、排ガス処理用の制御装置。

【請求項2】

前記処理部は、前記排ガスの流量が閾流量を超えるとき、前記排ガスの流量が前記閾流量以下であるときよりも、前記出力空間の圧力を低く制御する
、請求項１に記載の排ガス処理用の制御装置。

【請求項3】

前記処理部は、前記排ガスの流量が前記閾流量を超えるとき、前記排ガスの流量の増大につれて前記出力空間の圧力を低下させる
、請求項２に記載の排ガス処理用の制御装置。

【請求項4】

前記処理部は、前記排ガスの流量が前記閾流量以下であるときにおいても、前記排ガスの流量の増大につれて前記出力空間の圧力を低下させる
、請求項３に記載の排ガス処理用の制御装置。

【請求項5】

前記熱機関から前記入力空間へ供給される前記排ガスの内、一部のガスは前記ＣＯ_２分離膜を通過し、残部のガスは排出口を通じて前記対象機器の外部に放出され、
前記処理部は、前記排ガスの流量に応じて前記排出口の開口面積を制御する
、請求項１に記載の排ガス処理用の制御装置。

【請求項6】

前記熱機関から前記入力空間へ供給される前記排ガスの内、一部のガスは前記出力空間を通過し、残部のガスは排出口を通じて前記対象機器の外部に放出され、
前記処理部は、前記排ガスの流量に応じて前記排出口の開口面積を制御し、前記排ガスの流量が前記閾流量よりも大きな第２閾流量を超えるとき、前記排ガスの流量が前記第２閾流量以下であるときよりも、前記開口面積を増大させる
、請求項２に記載の排ガス処理用の制御装置。

【請求項7】

前記出力空間内のガスを吸い出すことで前記出力空間の圧力を低下させるポンプが前記対象機器に設けられ、
前記処理部は、前記排ガスの流量に基づき前記ポンプの作動条件を制御することを通じて前記出力空間の圧力を制御する
、請求項１～６の何れかに記載の排ガス処理用の制御装置。

【請求項8】

前記ポンプにより前記出力空間から吸い出されたガス中のＣＯ_２を捕捉して貯留するＣＯ_２貯留装置が前記対象機器に設けられる
、請求項７に記載の排ガス処理用の制御装置。

【請求項9】

請求項１～６の何れかに記載の排ガス処理用の制御装置と、
前記ＣＯ_２分離装置と、
前記出力空間内のガスを吸い出すことで前記出力空間の圧力を低下させるポンプと、
前記ポンプにより前記出力空間から吸い出されたガス中のＣＯ_２を捕捉して貯留するＣＯ_２貯留装置と、を備えた
、ＣＯ_２回収システム。

【請求項10】

入力空間、出力空間、及び、前記入力空間と前記出力空間との間に設けられ且つ熱機関から前記入力空間へ供給される排ガス中のＣＯ_２を前記出力空間に通過させるＣＯ_２分離膜を有するＣＯ_２分離装置、が設けられた対象機器にて使用される排ガス処理用の制御方法であって、
前記熱機関から前記入力空間へ供給される前記排ガスの流量に基づき、前記出力空間の圧力を制御する
、排ガス処理用の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排ガス処理用の制御装置及び方法並びにＣＯ_２回収システムに関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関等の熱機関にて生じた排ガスからＣＯ_２を分離して回収する技術がある。ＣＯ_２分離膜を用いて排ガスからＣＯ_２を分離することができる。

【0003】

尚、下記特許文献１には、膜モジュールを用いて車両の排気ガスストリームからＣＯ_２を分離及び回収するにあたり、ターボチャージャー及び真空ポンプを用いて圧力差を生み出す技術が開示されている。また一定濃度のＣＯ_２が含まれるガスをＣＯ_２分離膜に供給する場合、供給ガス流量の増大に伴い、基本的にＣＯ_２分離膜を通過するガスの流量（通過ガス流量）も増大する。しかしながら、ＣＯ_２分離膜の特性上、通過ガス流量が或る一定量にまで高まると供給ガス流量の増大に対して通過ガス流量が殆ど増大しなくなる（非特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２０１４－５０８２４０号公報

【非特許文献1】“平成２９年度ＣＯ２分離回収技術の研究開発事業（二酸化炭素分離膜モジュール実用化研究開発事業）”、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成３１年２月、次世代型膜モジュール技術研究組合 、［令和４年１１月２６日検索］、インターネット＜URL：https://www.meti.go.jp/meti_lib/report/H29FY/010496.pdf＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＣＯ_２分離装置が設けられる対象機器において、条件次第では、熱機関とＣＯ_２分離装置との間における良好な排ガスの流れが阻害され、いわゆるガスの詰まりが生じる可能性がある。このような詰まりは熱機関の燃費効率の低下要因となる。

【0006】

本発明は、良好な排ガスの流れの確保に寄与する排ガス処理用の制御装置及び方法並びにＣＯ_２回収システムを提供すること目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る排ガス処理用の制御装置は、入力空間、出力空間、及び、前記入力空間と前記出力空間との間に設けられ且つ熱機関から前記入力空間へ供給される排ガス中のＣＯ_２を前記出力空間に通過させるＣＯ_２分離膜を有するＣＯ_２分離装置、が設けられた対象機器にて使用される排ガス処理用の制御装置であって、処理部を備え、前記処理部は、前記熱機関から前記入力空間へ供給される前記排ガスの流量に基づき、前記出力空間の圧力を制御する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、良好な排ガスの流れの確保に寄与する排ガス処理用の制御装置及び方法並びにＣＯ_２回収システムを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係る車両及び車両内部の概略的な平面図である。

【図2】本発明の実施形態に係り、制御装置の内部構成図である。

【図3】本発明の実施形態に係るセンサブロックの内部ブロック図である。

【図4】本発明の実施形態に係り、制御装置の機能ブロック図である。

【図5】本発明の実施形態に係り、ＣＯ_２分離膜における供給ガス流量と通過ガス流量との関係図である。

【図6】本発明の実施形態に係り、ＣＯ_２分離装置に関わるガスの流れの説明図である。

【図7】本発明の実施形態に係り、ＣＯ_２分離膜における供給ガス流量と通過ガス流量との関係図である。

【図8】本発明の実施形態に係り、供給ガス流量が増加したときの残ガスの流量変化を示す図である。

【図9】本発明の実施形態に属する第１実施例に係り、ＣＯ_２回収システムの動作フローチャートである。

【図10】本発明の実施形態に属する第２実施例に係り、ＣＯ_２回収システムの動作フローチャートである。

【図11】本発明の実施形態に属する第３実施例に係り、ＣＯ_２回収システムの動作フローチャートである。

【図12】本発明の実施形態に属する第３実施例に係り、排ガスの流量に応じたロータ回転数及び排出口の開口面積の調整方法の概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、機能部、回路、素子又は部品等を参照する記号又は符号を記すことによって、該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、機能部、回路、素子又は部品等の名称を省略又は略記することがある。

【0011】

図１は本実施形態に係る車両１の概略的な平面図である。車両１にはＣＯ_２回収システムが搭載される。ＣＯ_２は二酸化炭素を指す。尚、本明細書においてＣＯ_２とＣＯ２は同じものを指す。車両１は例えば路面上を走行可能な自動車であるが、車両１の種類は任意である。

【0012】

車両１には、内燃機関１１、排気マニホールド１２、排気管１３、浄化装置１４及びマフラ１５が設けられる。車両１には更に、ＣＯ_２分離装置３０、ＣＯ_２貯留装置４０、ポンプ５０、制御装置１００及びセンサブロック２００が設けられる。ＣＯ_２回収システムは、内燃機関１１からの排ガス中のＣＯ_２をＣＯ_２貯留装置４０にて貯留（換言すれば回収）する。以下、各部の構成及び機能を説明する。

【0013】

内燃機関１１は、熱機関の例であり、燃料を内部で燃焼させることによって車両１を駆動するための駆動力を発生させる。内燃機関１１に加えて電動機（不図示）が車両１に設けられていて良い。この場合、内燃機関１１と電動機を併用して車両１を駆動するための駆動力を発生させる。

【0014】

内燃機関１１内での燃料の燃焼によって生じた排ガス（排気ガス）は排気マニホールド１２を通じて排気管１３に流入する。排気管１３に対して浄化装置１４及びマフラ１５が設けられる。換言すれば、排気管１３にて形成される排ガスの流路に浄化装置１４及びマフラ１５が挿入される。排ガスの流路において浄化装置１４の下流側にマフラ１５が設けられ、マフラ１５の更に下流側にＣＯ_２分離装置３０が設けられる。

【0015】

排気管１３は、連結路１３ａ、１３ｂ及び１３ｃを有する。連結路１３ａは排気マニホールド１２と浄化装置１４との間に設けられ、排気マニホールド１２と浄化装置１４とを連結する。連結路１３ｂは浄化装置１４とマフラ１５との間に設けられ、浄化装置１４とマフラ１５とを連結する。連結路１３ｃはマフラ１５とＣＯ_２分離装置３０との間に設けられ、マフラ１５とＣＯ_２分離装置３０とを連結する。

【0016】

内燃機関１１から送出された排ガスは連結路１３ａを通って浄化装置１４に流れ込む。浄化装置１４は自身に流入した排ガスを浄化する。当該浄化において、浄化装置１４は自身に流入した排ガス中の浄化対象物質を除去する（換言すれば低減する）。浄化対象物質はＮＯ_Ｘ、ＳＯ_Ｘ、ＨＣ（炭化水素）及びＣＯ（一酸化炭素）を含む。ＮＯ_Ｘは窒化酸化物を指し、例えばＮＯ、ＮＯ_２、Ｎ_２Ｏ_４、Ｎ_２Ｏ_３又はＮ_２Ｏである。ＳＯ_Ｘは硫黄酸化物を指し、例えばＳＯ_２又はＳＯ_３である。浄化装置１４は浄化対象物質の除去に適した触媒を含む。浄化装置１４は、三元触媒又は酸化触媒による浄化装置、排ガス中の粒子状物質（主にスス）を除去するフィルタ装置、及び、尿素を還元剤として使用した選択還元型触媒装置（いわゆる尿素ＳＣＲ）を含んでいて良い。尚、除去対象物質が完全に浄化装置１４にて除去されるとは限らず、排ガス中の除去対象物質の濃度等に依存して、排ガス中の除去対象物質の幾らかは浄化装置１４を通過し得る。

【0017】

浄化装置１４による浄化後の排ガスは連結路１３ｂを通ってマフラ１５に流れ込む。以下、内燃機関１１から浄化装置１４に流入する排ガスは、適宜、記号“Ｇａ”にて参照される。浄化装置１４による浄化後の排ガスであって、マフラ１５に送られる前の排ガスは、適宜、記号“Ｇｂ”にて参照される。従って、連結路１３ａ内の排ガスは排ガスＧａであり、連結路１３ｂ内の排ガスは排ガスＧｂである。

【0018】

マフラ１５は自身に流れ込む排ガス（ここでは排ガスＧｂ）における温度及び圧力を低下させて排気騒音を低減させる機能を持つ。マフラ１５を通過した後の排ガスは、適宜、記号“Ｇｃ”にて参照される。排ガスＧｃは連結路１３ｃを通ってＣＯ_２分離装置３０に送られる。

【0019】

ＣＯ_２分離装置３０は、ＣＯ_２分離膜３１、入力空間３２及び出力空間３３を備える。入力空間３２と出力空間３３との間にＣＯ_２分離膜３１が設けられる。即ち、ＣＯ_２分離装置３０内の空間はＣＯ_２分離膜３１を境界に入力空間３２と出力空間３３に分離される。連結路１３ｃを通ってＣＯ_２分離装置３０に送られる排ガスＧｃは入力空間３２に流れ込む。

【0020】

ＣＯ_２分離膜３１は、入力空間３２内の排ガスの内、気体の二酸化炭素のみを選択的に通過させる膜である。ＣＯ_２分離膜３１を通過したガス（即ち気体の二酸化炭素）は出力空間３３に入る。出力空間３３内のガスはＣＯ_２貯留装置４０に送られる。ＣＯ_２分離膜３１を通過しなかったガスは、ＣＯ_２分離装置３０に設けられた残ガス排出口３４を通じ車外に排出される。車外とは車両１の外部を指す。残ガス排出口３４は、入力空間３２とＣＯ_２分離装置３０の外部空間との間に配置される。

【0021】

入力空間３２へ供給される排ガスは、適宜、記号“Ｇｉｎ”にて参照される。ここでは、排ガスＧｃそのものが排ガスＧｉｎである。また、排ガスＧｉｎの内、ＣＯ_２分離膜３１を通過したガスを通過ガスと称し、ＣＯ_２分離膜３１を通過しなかったガスを残ガスと称する。通過ガスは、適宜、記号“Ｇ１”にて参照される。残ガスは、適宜、記号“Ｇ２”にて参照される。理想的にはＣＯ_２以外のガスのみにて残ガスＧ２が構成されるが、残ガスＧ２にＣＯ_２が含まれることがある。

【0022】

ポンプ５０は出力空間３３とＣＯ_２貯留装置４０との間に設けられる。ポンプ５０は出力空間３３内のガス（従って通過ガスＧ１）を吸い出し、吸い出したガスをＣＯ_２貯留装置４０に送るポンプ動作を行う。本実施形態においてポンプ５０の作動とポンプ動作の実行は互いに同義である。ポンプ５０は制御装置１００と通信可能に接続され、ポンプ５０の作動条件（換言すれば作動状態）は制御装置１００により制御される。

【0023】

ポンプ５０は吸気口及び排気口を有し、吸気口から排気口に向かってガスを輸送する気体輸送式真空ポンプである。吸気口が出力空間３３に設けられ、排気口からのガスがＣＯ_２貯留装置４０に送られる。ポンプ５０が作動することで、出力空間３３内のガスの量が減少するため出力空間３３内の圧力が低下する。出力空間３３内の圧力の低下は、出力空間３３におけるＣＯ_２の分圧の低下に相当する。ポンプ５０の継続的な作動により、出力空間３３内のＣＯ_２の分圧が入力空間３２内のＣＯ_２の分圧よりも低く維持される。入力空間３２と出力空間３３との間におけるＣＯ_２の分圧差に基づき、入力空間３２から出力空間３３に向けてＣＯ_２がＣＯ_２分離膜３１を通過する。

【0024】

ＣＯ_２貯留装置４０は自身に送られたガスＧ１’中のＣＯ_２を捕捉して貯留する。ガスＧ１’は、出力空間３３内のガスの内（従って通過ガスＧ１の内）、ポンプ５０により吸い出されてＣＯ_２貯留装置４０に送られたガスである。従って、ＣＯ_２貯留装置４０は出力空間３３におけるＣＯ_２を捕捉して貯留するものであると言える。

【0025】

ＣＯ_２貯留装置４０におけるＣＯ_２の捕捉及び貯留の方法として、公知の方法を含む任意の方法を利用することができる。例えば、ＣＯ_２の捕捉及び貯留の方法として、物理吸着法、物理吸収法、化学吸収法又は深冷分離法を利用できる。一例として、物理吸着法を採用される場合のＣＯ_２貯留装置４０の構造及び機能を説明する。この場合、ＣＯ_２貯留装置４０は、活性炭又はゼオライト等から成り且つＣＯ_２の吸着に適したＣＯ_２吸着剤と、ＣＯ_２吸着剤を収容する容器と、を備える。ＣＯ_２吸着剤に対しＣＯ_２を含んだガス（上述のガスＧ１’）を接触させることによりＣＯ_２をＣＯ_２吸着剤に吸着させることができる。

【0026】

図２に制御装置１００の内部構成図を示す。制御装置１００は、ハードウェア資源として演算処理部１１０、メモリ１２０及びインターフェース１３０を備える。演算処理部１１０は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）及びＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等を含む。制御装置１００にて実行される任意の制御、動作及び処理は、演算処理部１１０にて実行される制御、動作及び処理であると解されて良い。演算処理部１１０においてＭＰＵとＧＰＵが一体に形成されていても良い（例えばＭＰＵにＧＰＵが内蔵されていても良い）。

【0027】

メモリ１２０は、ＲＯＭ（Read only memory）又はフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、及び、ＲＡＭ（Random access memory）等の揮発性メモリを含む。メモリ１２０に格納されたプログラムを演算処理部１１０にて実行することで、制御装置１００の各機能が実現されて良い。ここにおけるプログラムは複数のプログラムを含んでいて良い。演算処理部１１０に複数のＭＰＵを設けておき、当該複数のＭＰＵにて複数のプログラムが実行されることで、制御装置１００の各機能が実現されても良い。制御装置１００は１以上のＥＣＵ（Electronic Control Unit）にて構成されていて良い。２以上のＥＣＵにおける２以上のＭＰＵにより演算処理部１１０が構成されていても良い。

【0028】

インターフェース１３０は相手側装置と通信を行う。通信は双方向通信又は一方向通信である。車両１においてＣＡＮ（Controller Area Network）を含む通信網が形成される。相手側装置は車両１に設置され且つ上記通信網に接続された任意の装置を含む。制御装置１００及び相手側装置は上記通信網を介して任意の情報及び信号の送受信が可能である。本実施形態において、相手側装置はセンサブロック２００及びポンプ５０を含む。インターフェース１３０にとっての相手側装置は、車両１の外部に設けられた外部装置（サーバ装置等）を含み得る。制御装置１００及び相手側装置間の通信は、インターフェース１３０を用いて実現されるが、以下では、インターフェース１３０の記述が省略されることがある。

【0029】

センサブロック２００は車両１に設置された１以上のセンサから成る。図３にセンサブロック２００の内部ブロック図を示す。図３には、センサブロック２００に含まれるセンサとして、流量センサ２１０、回転数センサ２１１、車速センサ２１２、ギアセンサ２１３、アクセルセンサ２１４、ブレーキセンサ２１５及び舵角センサ２１６が示される。但し、図３に示されないセンサもセンサブロック２００に含まれ得る。制御装置１００及びセンサブロック２００内の各センサは上記通信網に接続され、上記通信網を介して任意の情報及び信号の送受信が可能である。

【0030】

流量センサ２１０は、内燃機関１１から送出される排ガスの流量を検出し、検出した流量を表す流量検出情報を生成及び出力する。流量の検出対象となる排ガスは、連結路１３ａ内の排ガスＧａであっても良いし、連結路１３ｂ内の排ガスＧｂであっても良いし、連結路１３ｃ内の排ガスＧｃであっても良い。尚、本実施形態において任意の流量は単位時間当たりにおける気体の移動量を指す。本実施形態において任意の気体の流量は標準状態における気体の流量換算値を表す。標準状態は一気圧且つ所定温度（例えば０℃）の状態である。

【0031】

回数数センサ２１１は内燃機関１１であるエンジンの回転数（クランクシャフトの回転数）を検出し、検出した回転数を表す回転数情報を生成及び出力する。車速センサ２１２は車両１の速度を検出し、検出した速度を表す車速情報（車速パルス）を出力する。ギアセンサ２１３は車両１に設けられた変速機のギアの状態又はギア比を検出し、検出したギアの状態又はギア比を表すギア情報を出力する。アクセルセンサ２１４は車両１に設けられたアクセルペダルへの操作量（運転手による操作量）を検出し、検出した操作量を表すアクセル情報を出力する。ブレーキセンサ２１５は車両１に設けられたブレーキペダルへの操作量（運転手による操作量）を検出し、検出した操作量を表すブレーキ情報を出力する。舵角センサ２１６は車両１の舵角（操舵角）を検出し、検出した舵角を表す舵角情報を出力する。

【0032】

走行状態情報は、上述の回転数情報、車速情報、ギア情報、アクセル情報、ブレーキ情報及び舵角情報を含む。走行状態情報により車両１の走行状態が表される。センサ２１１～２１６は車両１の走行状態を検出するためのセンサであると言える。

【0033】

図４に制御装置１００の機能ブロック図を示す。制御装置１００には機能ブロックＦ１～Ｆ４が設けられる。演算処理部１１０において、単一のプログラム又は複数のプログラムが実行されることで機能ブロックＦ１～Ｆ４が実現されて良い。演算処理部１１０に複数のＭＰＵを設けておき、当該複数のＭＰＵにて複数のプログラムが個別に実行されることで任意の複数の機能ブロックが実現されて良い。機能ブロックＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４は、夫々、流量情報取得部、流量判断部、圧力制御部、排出口制御部である。

【0034】

流量情報取得部Ｆ１は、内燃機関１１から送出される排ガスの流量を表す流量情報を取得する。以下、流量情報によって表される流量を流量ＦＲと称する。本実施形態において流量ＦＲは排ガスＧｉｎの流量に相当する。流量情報取得部Ｆ１は、流量センサ２１０にて生成される流量検出情報を流量情報として取得して良い。この場合、流量ＦＲは流量センサ２１０により検出された流量であり、流量情報取得部Ｆ１は流量センサ２１０から流量検出情報を受信するインターフェース１３０により実現されると解して良い。

【0035】

或いは、流量情報取得部Ｆ１は、内燃機関１１から送出される排ガスの流量を推定することで流量情報を取得しても良い。この場合、流量センサ２１０は不要であり、推定された流量が流量ＦＲとなる。内燃機関１１から送出される排ガスの流量は車両１の走行状態に依存する。このため、流量情報取得部Ｆ１は、走行状態情報（図３参照）に基づき、内燃機関１１から送出される排ガスの流量を推定し、これによって流量情報を取得しても良い。例えば、内燃機関１１であるエンジンの回転数及び車両１に設けられた変速機のギア比と、内燃機関１１から送出される排ガスの流量と、の関係を表す流量導出用情報を予め作成してメモリ１２０に保持させておく。この場合、流量情報取得部Ｆ１は、流量導出用情報と回転数情報及びギア情報とに基づき内燃機関１１から送出される排ガスの流量を推定できる。走行状態情報の内、回転数情報及びギア情報以外の情報が用いられる場合も同様である。また、他の情報を更に参照して上記推定を行っても良い。他の情報は例えば内燃機関１１の空燃比を含む。内燃機関１１の空燃比も走行状態情報に含まれると解しても良い。センサブロック２００に設けておくことのできる空燃比センサ（不図示）により内燃機関１１の空燃比が検出される。

【0036】

機械学習を経て作成された学習済みモデルにより上記推定を行うようにしても良い。即ち例えば、走行状態情報と内燃機関１１から送出される排ガスの流量との対応関係を示す学習用データセットを用意し、学習用データセットを用いて機械学習装置に機械学習を実施させる。そして、機械学習を用いて得られた学習済みモデルを流量情報取得部Ｆ１に組み込む。当該学習済みモデルは、走行状態情報を入力情報として受け、入力情報に基づき流量情報を出力する。

【0037】

流量判断部Ｆ２は流量情報に基づく各種の判断処理を行う。流量判断部Ｆ２の処理内容は後述される。

【0038】

圧力制御部Ｆ３は流量情報に基づき出力空間３３の圧力を制御する。圧力制御部Ｆ３は流量情報に基づきポンプ５０の作動条件を制御することを通じて出力空間３３の圧力を制御するため、圧力制御部をポンプ制御部と称することもできる。尚、排出口制御部Ｆ４の機能については後述される。

【0039】

上述のポンプ５０の機能を実現できる限り、ポンプ５０の種類は任意であるが、ここではポンプ５０は油回転ポンプであるとする。ポンプ５０は吸気口、排気口及びロータを有し、ロータの回転により出力空間３３内のガスが吸気口から吸気された後、排気口から排出される。ポンプ５０の排気口から排出されたガスがＣＯ_２貯留装置４０に送られる。

【0040】

圧力制御部Ｆ３はポンプ５０のロータの回転数を指定及び制御することができる。ポンプ５０のロータの回転数を、以下、ロータ回転数と称し、記号“ＲＲ”にて参照する。一定濃度のＣＯ_２を含み且つ一定流量の排ガスＧｉｎが入力空間３２に供給され続ける状況を想定する。当該状況において、ロータ回転数ＲＲが増大するにつれてポンプ５０の吸気量及び排気量が増大し、ポンプ５０の吸気量及び排気量が増大するにつれて出力空間３３の圧力が低下する。故に、出力空間３３の圧力の制御はポンプ５０の吸気量及び排気量の制御であるとも言える。

【0041】

ロータ回転数ＲＲには上限があり、上限の回転数を最大回転数ＲＲ_ＭＡＸと称する。ロータ回転数ＲＲを常に最大回転数ＲＲ_ＭＡＸに維持したならば、出力空間３３の圧力が常に最小化される。即ち、入力空間３２と出力空間３３との間におけるＣＯ_２の分圧差が最大化され、結果、通過ガスＧ１の流量も最大化される。但し、ロータ回転数ＲＲの増大はポンプ５０の消費電力の増大を招く。

【0042】

ここで、図５を参照してＣＯ_２分離膜３１の特性を説明する。図５に、一定条件下において一定濃度のＣＯ_２を含むガスをＣＯ_２分離膜３１に供給したときにおける、供給ガス流量と通過ガス流量との関係を概略的に示す。ＣＯ_２分離膜３１において、供給ガス流量は排ガスＧｉｎの流量であり、通過ガス流量は通過ガスＧ１の流量である。通過ガス流量が十分に小さい領域では、供給ガス流量の増大につれて通過ガス流量も十分に大きな傾きをもって増大してゆく。しかしながら、ＣＯ_２分離膜３１の特性上、通過ガス流量が或る一定量にまで高まると供給ガス流量の増大に対して通過ガス流量が殆ど増大しなくなる（非特許文献１参照）。上記一定量はＣＯ_２分離膜３１の表面積に依存し、当該表面積が大きいほど増大する。更に上記一定量は入力空間３２と出力空間３３との間におけるＣＯ_２の分圧差にも依存し、当該分圧差が大きいほど増大する。

【0043】

故に、限られた大きさのＣＯ_２分離膜３１を用いて、通過ガスＧ１の流量を増大させるには、出力空間３３の圧力の低減が有効である。但し、出力空間３３の圧力が最小化されるようポンプ５０を作動させ続けるのは（即ちロータ回転数ＲＲを常に最大回転数ＲＲ_ＭＡＸで維持するのは）、エネルギ効率面で最適とは言い難い。

【0044】

他方、内燃機関１１から送出される排ガスの流量は様々に変化する。或る作動条件でポンプ５０を作動させているときに排ガスの流量が一定流量を超えると、ＣＯ_２分離膜３１を通過しなかったガスの量が残ガス排出口３４にとって過大となり得る。このとき、内燃機関１１とＣＯ_２分離装置３０との間でガスの詰まり（以下、単に、ガスの詰まり又は詰まりと表記されうる）が発生しうる。ガスの詰まりは内燃機関１１の燃費効率に悪影響を与える。

【0045】

これらの事情を考慮した制御、動作、構成又は応用技術等を、以下、複数の実施例の中で説明する。本実施形態にて上述した事項は、特に記述無き限り且つ矛盾無き限り、以下の各実施例に適用される。各実施例において、上述の事項と矛盾する事項がある場合には、各実施例での記載が優先されて良い。また矛盾無き限り、以下に示す複数の実施例の内、任意の実施例に記載した事項を、他の任意の実施例に適用することもできる（即ち複数の実施例の内の任意の２以上の実施例を組み合わせることも可能である）。

【0046】

尚、以下では、特に記述無き限り、内燃機関１１から送出される排ガス中のＣＯ_２の濃度は一定である又は一定とみなすことができるものとする。従って、図１の構成では、排ガスＧｃ中のＣＯ_２の濃度は一定である又は一定とみなすことができるものとする。

【0047】

＜＜第１実施例＞＞
第１実施例を説明する。第１実施例では、上記の詰まりの解消に有益な技術を説明する。図６を参照する。今、供給ガス流量（入力空間３２に供給されるガスの流量）が流量Ａであって且つ通過ガス流量（ＣＯ_２分離膜３１を通過するガスの流量）が流量Ｂであるとする。そうすると、残ガス排出口３４から車外に放出されるガスの流量は（Ａ－Ｂ）で表される。

【0048】

図７において、実線波形６１０はポンプ５０を所定の基準作動条件で作動させたときの流量Ａ及びＢ間の関係を示す。図７において、破線波形６２０はポンプ５０を所定の最大作動条件で作動させたときの流量Ａ及びＢ間の関係を示す。最大作動条件においてロータ回転数ＲＲは上述の最大回転数ＲＲ_ＭＡＸと一致する。基準作動条件においてロータ回転数ＲＲは所定の基準回転数ＲＲ_ＲＥＦと一致する。基準回転数ＲＲ_ＲＥＦは最大回転数ＲＲ_ＭＡＸより小さい。故に、一定濃度のＣＯ_２を含み且つ一定流量の排ガスＧｉｎが入力空間３２に供給され続ける状況において、基準作動条件におけるポンプ５０の吸気量及び排気量は、最大作動条件におけるポンプ５０の吸気量及び排気量よりも小さい。

【0049】

ポンプ５０の任意の作動条件において、供給ガス流量Ａが所定の処理限界流量以下であるときには、供給ガス流量Ａの増大につれて通過ガス流量Ｂも十分に大きな傾きをもって増大してゆく。但し、供給ガス流量Ａが処理限界流量を超えると、供給ガス流量Ａの増大に対して通過ガス流量Ｂが殆ど増加しなくなる。ここでは、説明の簡単化のため、供給ガス流量Ａが処理限界流量を超えると、供給ガス流量Ａの変化に対して通過ガス流量Ｂが不変であるとする。処理限界流量はポンプ５０の作動条件の依存し、ロータ回転数ＲＲが増大するにつれて（従って、ポンプ５０の吸気量及び排気量の増大につれて）処理限界流量も増大する。

【0050】

図７において、流量Ａ_{ＭＡＸ＿Ｍ}はポンプ５０が基準作動条件で作動しているときの処理限界流量であり、流量Ａ_{ＭＡＸ＿Ｌ}はポンプ５０が最大作動条件で作動しているときの処理限界流量である。供給ガス流量Ａが処理限界流量Ａ_{ＭＡＸ＿Ｍ}と一致しているときにおいてポンプ５０を基準作動条件で作動させたときの通過ガス流量Ｂは流量Ｂ_{ＭＡＸ＿Ｍ}である。供給ガス流量Ａが処理限界流量Ａ_{ＭＡＸ＿Ｌ}と一致しているときにおいてポンプ５０を最大作動条件で作動させたときの通過ガス流量Ｂは流量Ｂ_{ＭＡＸ＿Ｌ}である。

【0051】

図８を参照し、今、基準作動条件において“Ａ＝Ａ_{ＭＡＸ＿Ｍ}”である場合を想定する。この場合、“Ｂ＝Ｂ_{ＭＡＸ＿Ｍ}”であるので、残ガス排出口３４から車外に放出されるガスの流量は（Ａ_{ＭＡＸ＿Ｍ}－Ｂ_{ＭＡＸ＿Ｍ}）で表される。次に基準作動条件において供給ガス流量Ａが処理限界流量Ａ_{ＭＡＸ＿Ｍ}からΔＡだけ増加した場合を考える。この場合も“Ｂ＝Ｂ_{ＭＡＸ＿Ｍ}”であるので、残ガス排出口３４から車外に放出されるガスの流量は（Ａ_{ＭＡＸ＿Ｍ}－Ｂ_{ＭＡＸ＿Ｍ}＋ΔＡ）で表される。基準作動条件においてΔＡの大きさによっては、残ガス排出口３４を通じて排出されるべきガスの流量（Ａ_{ＭＡＸ＿Ｍ}－Ｂ_{ＭＡＸ＿Ｍ}＋ΔＡ）が残ガス排出口３４にとって過大となり、上述の詰まりが生じ得る。

【0052】

これを考慮し、第１実施例では、流量情報に基づきポンプ５０の作動条件を制御することを通じて出力空間３３の圧力を適正に制御及び調整する。これによって、内燃機関１１及びＣＯ_２分離装置３０間のガスの詰まりを抑制することができる。

【0053】

図９は第１実施例に係るＣＯ_２回収システムの動作フローチャートである。図９を参照して、ＣＯ_２回収システムの動作の流れを説明する。

【0054】

まずステップＳ１１にて内燃機関１１が作動開始する。内燃機関１１の作動開始に伴って、内燃機関１１からの排ガスの送出も開始される。ステップＳ１１の後、内燃機関１１が停止すると図９の動作は終了するが、内燃機関１１の停止に関わるステップは図９では示されていない。以下、特に記述なき限り、内燃機関１１は作動し続けるものとする。ステップＳ１１の後、ステップＳ１２に進む。

【0055】

ステップＳ１２において、圧力制御部Ｆ３はポンプ５０を所定の初期作動条件で作動開始させる。初期作動条件は基準作動条件又は最大作動条件であっても良いし、それ以外の作動条件であっても良い。ステップＳ１２の後、ステップＳ１３に進む。

【0056】

ステップＳ１３において、流量情報取得部Ｆ１は流量ＦＲを表す流量情報を取得する。流量情報取得部Ｆ１は所定周期で流量情報を順次取得する。ステップＳ１３では最新の流量情報が取得され、最新の流量情報に基づき後段のステップの処理が実行される。ステップＳ１３の後、ステップＳ１４に進む。

【0057】

ステップＳ１４において、流量判断部Ｆ２は流量ＦＲを所定の閾流量ＦＲ_ＴＨ１と比較し、流量ＦＲが閾流量ＦＲ_ＴＨ１以下であるかを判断する。閾流量ＦＲ_ＴＨ１は基準作動条件における処理限界流量Ａ_{ＭＡＸ＿Ｍ}を元に予め定められる。閾流量ＦＲ_ＴＨ１は処理限界流量Ａ_{ＭＡＸ＿Ｍ}と一致する。但し、閾流量ＦＲ_ＴＨ１は処理限界流量Ａ_{ＭＡＸ＿Ｍ}よりも若干大きくても良い又は若干小さくても良い。“ＦＲ≦ＦＲ_ＴＨ１”の成立時には（ステップＳ１４のＹ）ステップＳ１５に進み、“ＦＲ＞ＦＲ_ＴＨ１”の成立時には（ステップＳ１４のＮ）ステップＳ１６に進む。

【0058】

ステップＳ１５において、圧力制御部Ｆ３はポンプ５０の作動条件を基準作動条件に設定する。即ち、圧力制御部Ｆ３はロータ回転数ＲＲを基準回転数ＲＲ_ＲＥＦに設定する。

【0059】

ステップＳ１６において、圧力制御部Ｆ３はポンプ５０の作動条件を最大作動条件に設定する又は基準作動条件よりも最大作動条件に近づける。具体的には例えば、ステップＳ１６において、圧力制御部Ｆ３は流量ＦＲに応じてロータ回転数ＲＲを基準回転数ＲＲ_ＲＥＦより高く設定する。この際、流量ＦＲの増大につれてロータ回転数ＲＲを高める。流量ＦＲの増大につれてロータ回転数ＲＲを段階的に又は連続的に増大させて良い。但し、ロータ回転数ＲＲの上限は最大回転数ＲＲ_ＭＡＸである。

【0060】

ロータ回転数ＲＲを基準回転数ＲＲ_ＲＥＦより高めることで、基準作動条件よりもポンプ５０の吸気量及び排気量が増大するので出力空間３３の圧力が基準作動条件よりも低くなる。実際には例えば、流量ＦＲとロータ回転数ＲＲとの関係を規定する情報（ルックアップテーブル又は関係式）を予め圧力制御部Ｆ３に持たせておき、当該情報を用いてロータ回転数ＲＲを決定すれば良い。

【0061】

ステップＳ１５の後、及び、ステップＳ１６の後、ステップＳ１３に戻り、ステップＳ１３から始まる一連の処理が再び実行される。ステップＳ１３から始まる一連の処理は、所定の周期で繰り返し実行される。

【0062】

上述したように、圧力制御部Ｆ３は、“ＦＲ＞ＦＲ_ＴＨ１”であるとき（ステップＳ１４のＮ）、“ＦＲ≦ＦＲ_ＴＨ１”であるときよりも（ステップＳ１４のＹ）、ロータ回転数ＲＲを上昇させる。これによって、圧力制御部Ｆ３は、“ＦＲ＞ＦＲ_ＴＨ１”であるとき、“ＦＲ≦ＦＲ_ＴＨ１”であるときよりも出力空間３３の圧力を低減させる。

【0063】

“ＦＲ＞ＦＲ_ＴＨ１”であるときには“ＦＲ≦ＦＲ_ＴＨ１”であるときよりも、内燃機関１１及びＣＯ_２分離装置３０間のガスの詰まりが発生しやすい。しかし、このとき、出力空間３３の圧力低減により、入力空間３２と出力空間３３との間におけるＣＯ_２の分圧差が増大して通過ガス流量Ｂが増大する。その分だけ残ガス排出口３４に向かうガスの流量が低下し、上記詰まりの発生が抑制される。

【0064】

圧力制御部Ｆ３は、“ＦＲ＞ＦＲ_ＴＨ１”であるとき、流量ＦＲの増大につれてロータ回転数ＲＲを上昇させると良い。これにより、“ＦＲ＞ＦＲ_ＴＨ１”であるときには流量ＦＲの増大につれてポンプ５０の吸気量及び排気量が増大する。結果、“ＦＲ＞ＦＲ_ＴＨ１”であるときには流量ＦＲの増大につれて出力空間３３の圧力が低下する。

【0065】

詰まりの防止にとっては、ポンプ５０を常に最大作動条件で作動させ続けることが最も有効であるが、ポンプ５０を常に最大作動条件で作動させ続けることはエネルギ効率面において得策とは言い難い。流量ＦＲに応じて動的にポンプ５０の作動条件を調整することで、詰まりの発生を抑制しつつ、ポンプ５０の動作に関わるエネルギロスをなるだけ低減することができる。

【0066】

但し、ステップＳ１６において、ポンプ５０の作動条件を常に最大作動条件に設定することも可能である。

【0067】

＜＜第２実施例＞＞
第２実施例を説明する。第１実施例では“ＦＲ≦ＦＲ_ＴＨ１”であるとき、ポンプ５０の作動条件が常に基準作動条件に設定されるが、“ＦＲ≦ＦＲ_ＴＨ１”であるとき、基準作動条件から見てポンプ５０の吸気量及び排気量が低下する向きにポンプ５０の作動条件を動的に調整しても良い。具体的には、図９の動作フローチャートを図１０の動作フローチャートに変形しても良い。図１０は第２実施例に係るＣＯ_２回収システムの動作フローチャートである。

【0068】

第２実施例では、ステップＳ１５の処理がステップＳ１５ａの処理に置換される。他の点において、第２実施例は第１実施例と同様であるので、ステップＳ１５ａの処理に関してのみ説明を設ける。

【0069】

第２実施例では、ステップＳ１４にて“ＦＲ≦ＦＲ_ＴＨ１”が成立したとき、ステップＳ１５ａに進む。ステップＳ１５ａにおいて、圧力制御部Ｆ３は、流量ＦＲに応じてロータ回転数ＲＲを基準回転数ＲＲ_ＲＥＦ以下に設定する。つまり、ステップＳ１５ａに係る圧力制御部Ｆ３は、流量ＦＲに応じ、ポンプ５０の作動条件を基準作動条件に設定する、又は、ポンプ５０の吸気量及び排気量が基準作動条件よりも小さくなるようポンプ５０の作動条件を設定する。

【0070】

ステップＳ１５ａにおいて、圧力制御部Ｆ３は流量ＦＲの増大につれてロータ回転数ＲＲを高める。この際、流量ＦＲの増大につれてロータ回転数ＲＲを段階的に又は連続的に増大させて良い。但し、ステップＳ１５ａで設定されるロータ回転数ＲＲの上限は基準回転数ＲＲ_ＲＥＦとされる。例えばステップＳ１５ａにおいて、“ＦＲ＝ＦＲ_ＴＨ１”であるときにはロータ回転数ＲＲを基準回転数ＲＲ_ＲＥＦに設定すると良い。少なくとも、流量ＦＲが閾流量ＦＲ_ＴＨ１より十分に低いときには、ロータ回転数ＲＲは基準回転数ＲＲ_ＲＥＦより低く設定される。

【0071】

ロータ回転数ＲＲを基準回転数ＲＲ_ＲＥＦより低く設定することで、基準作動条件よりもポンプ５０の吸気量及び排気量が低下するので出力空間３３の圧力が基準作動条件よりも高くなる。実際には例えば、流量ＦＲとロータ回転数ＲＲとの関係を規定する情報（ルックアップテーブル又は関係式）を予め圧力制御部Ｆ３に持たせておき、当該情報を用いてロータ回転数ＲＲを決定すれば良い。

【0072】

ステップＳ１５ａの後は、ステップＳ１３に戻り、ステップＳ１３から始まる一連の処理が再び実行される。ステップＳ１３から始まる一連の処理は、所定の周期で繰り返し実行される。

【0073】

“ＦＲ≦ＦＲ_ＴＨ１”であるとき、流量ＦＲの増大につれて、圧力制御部Ｆ３によりポンプ５０の吸気量及び排気量が増大する。結果、“ＦＲ≦ＦＲ_ＴＨ１”であるとき、流量ＦＲの増大につれて出力空間３３の圧力が低下する。

【0074】

逆に言えば、“ＦＲ≦ＦＲ_ＴＨ１”であるとき、流量ＦＲが低下すればするほど、ポンプ５０の吸気量及び排気量が減少する。ポンプ５０の吸気量及び排気量の減少は基本的に詰まりの抑制にとって不利であるが、流量ＦＲが大きくないのであれば、詰まりが発生する懸念が無いので問題は生じない。詰まりが生じない範囲でポンプ５０の吸気量及び排気量を減少させることで、ポンプ５０の動作に関わるエネルギロスをなるだけ低減することができる。

【0075】

＜＜第３実施例＞＞
第３実施例を説明する。第１及び第２実施例に示した方法によりガスの詰まりが抑制されるよう、ポンプ５０の作動条件が調整される。但し、流量ＦＲによってはポンプ５０を最大作動条件で作動させても、ガスの詰まりが懸念されるケースも想定され得る。これを考慮し、流量ＦＲに応じて残ガス排出口３４の開口面積を調整できる構成を採用しても良い。

【0076】

尚、第１及び第２実施例では、残ガス排出口３４が、固定された開口面積を有する排出口であることが想定されている。第３実施例では流量ＦＲに応じて残ガス排出口３４の開口面積を調整できる構成が採用される。以下、残ガス排出口３４の開口面積を記号“Ｓ”にて参照する。残ガスＧ２は、開口面積Ｓ分の大きさを持つ残ガス排出口３４を通って車外に放出される。

【0077】

残ガス排出口３４と制御装置１００とが互いに通信可能に接続され、制御装置１００における排出口制御部Ｆ４（図４参照）の制御の下で、開口面積Ｓが調整される。

【0078】

図１１は第３実施例に係るＣＯ_２回収システムの動作フローチャートである。図１２は、流量ＦＲに応じたロータ回転数ＲＲ及び開口面積Ｓの調整方法の概念図である。端的に言えば、“ＦＲ≦ＦＲ_ＴＨ１”のときから見て、“ＦＲ_ＴＨ１＜ＦＲ≦ＦＲ_ＴＨ２”のときにはポンプ５０の処理能力増大のみで対応し、“ＦＲ_ＴＨ２＜ＦＲ”のときにはポンプ５０の処理能力増大と開口面積Ｓの増大で対応する。図１１を参照して、ＣＯ_２回収システムの動作の流れを説明する。

【0079】

まずステップＳ３１にて内燃機関１１が作動開始する。内燃機関１１の作動開始に伴って、内燃機関１１からの排ガスの送出も開始される。ステップＳ３１の後、内燃機関１１が停止すると図１１の動作は終了するが、内燃機関１１の停止に関わるステップは図１１では示されていない。以下、特に記述なき限り、内燃機関１１は作動し続けるものとする。ステップＳ３１の後、ステップＳ３２に進む。

【0080】

ステップＳ３２において、圧力制御部Ｆ３はポンプ５０を所定の初期作動条件で作動開始させる。初期作動条件は基準作動条件又は最大作動条件であっても良いし、それ以外の作動条件であっても良い。またステップＳ３２において、排出口制御部Ｆ４は開口面積Ｓを所定の基準面積Ｓ_ＲＥＦに設定する（“Ｓ＝Ｓ_ＲＥＦ”となるように残ガス排出口３４を制御する）。ステップＳ３２の後、ステップＳ３３に進む。

【0081】

ステップＳ３３において、流量情報取得部Ｆ１は流量ＦＲを表す流量情報を取得する。流量情報取得部Ｆ１は所定周期で流量情報を順次取得する。ステップＳ３３では最新の流量情報が取得され、最新の流量情報に基づき後段のステップの処理が実行される。ステップＳ３３の後、ステップＳ３４に進む。

【0082】

ステップＳ３４において、流量判断部Ｆ２は流量ＦＲを所定の閾流量ＦＲ_ＴＨ１と比較し、流量ＦＲが閾流量ＦＲ_ＴＨ１以下であるかを判断する。ここにおける閾流量ＦＲ_ＴＨ１は第１実施例に示したそれと同じものである。“ＦＲ≦ＦＲ_ＴＨ１”の成立時には（ステップＳ３４のＹ）ステップＳ３５に進み、 “ＦＲ＞ＦＲ_ＴＨ１”の成立時には（ステップＳ３４のＮ）ステップＳ３７に進む。

【0083】

ステップＳ３５に進んだ場合、ステップＳ３５及びＳ３６の処理が実行される。図１１では、ステップＳ３５の後にステップＳ３６に進む流れが示されているが、ステップＳ３５及びＳ３６の処理の実行順序は任意であり、ステップＳ３５及びＳ３６の処理が同時に実行されても良い。

【0084】

ステップＳ３５の処理は第２実施例に係るステップＳ１５ａ（図１０参照）の処理と同じである。即ち、ステップＳ３５において、圧力制御部Ｆ３は、流量ＦＲに応じてロータ回転数ＲＲを基準回転数ＲＲ_ＲＥＦ以下に設定する。但し、ステップＳ３５において第１実施例に係るステップＳ１５（図９参照）の処理を行っても良く、この場合、ステップＳ３５にて圧力制御部Ｆ３はポンプ５０の作動条件を基準作動条件に設定する。

【0085】

ステップＳ３６において、排出口制御部Ｆ４は開口面積Ｓを所定の基準面積Ｓ_ＲＥＦに設定する（即ち“Ｓ＝Ｓ_ＲＥＦ”となるように残ガス排出口３４を制御する）。ステップＳ３５及びＳ３６の処理の後、ステップＳ３３に戻る。

【0086】

ステップＳ３７において、流量判断部Ｆ２は流量ＦＲを所定の閾流量ＦＲ_ＴＨ２と比較し、流量ＦＲが閾流量ＦＲ_ＴＨ２以下であるかを判断する。閾流量ＦＲ_ＴＨ２が閾流量ＦＲ_ＴＨ１よりも大きい（図１２参照）。流量ＦＲが閾流量ＦＲ_ＴＨ２以下であれば“Ｓ＝Ｓ_ＲＥＦ”であっても、ロータ回転数ＲＲの調整を通じ、詰まりが生じない。換言すれば、流量ＦＲが閾流量ＦＲ_ＴＨ２以下であれば“Ｓ＝Ｓ_ＲＥＦ”であっても、ロータ回転数ＲＲの調整を通じ詰まりが生じることがないよう、閾流量ＦＲ_ＴＨ２が予め決定される。“ＦＲ≦ＦＲ_ＴＨ２”の成立時には（ステップＳ３７のＹ）ステップＳ３８に進み、 “ＦＲ＞ＦＲ_ＴＨ２”の成立時には（ステップＳ３７のＮ）ステップＳ４０に進む。

【0087】

ステップＳ３８に進んだ場合、ステップＳ３８及びＳ３９の処理が実行される。図１１では、ステップＳ３８の後にステップＳ３９に進む流れが示されているが、ステップＳ３８及びＳ３９の処理の実行順序は任意であり、ステップＳ３８及びＳ３９の処理が同時に実行されても良い。

【0088】

ステップＳ３８の処理は第１又は第２実施例に係るステップＳ１６（図９又は図１０参照）の処理と同じである。即ち、ステップＳ３８において、圧力制御部Ｆ３は流量ＦＲに応じてロータ回転数ＲＲを基準回転数ＲＲ_ＲＥＦより高く設定する。この際、流量ＦＲの増大につれてロータ回転数ＲＲを高める。

【0089】

ステップＳ３９において、排出口制御部Ｆ４は開口面積Ｓを所定の基準面積Ｓ_ＲＥＦに設定する（即ち“Ｓ＝Ｓ_ＲＥＦ”となるように残ガス排出口３４を制御する）。流量ＦＲが閾流量ＦＲ_ＴＨ２以下であれば“Ｓ＝Ｓ_ＲＥＦ”であっても、ロータ回転数ＲＲの調整を通じ、詰まりが生じないからである。ステップＳ３８及びＳ３９の処理の後、ステップＳ３３に戻る。

【0090】

ステップＳ４０に進んだ場合、ステップＳ４０及びＳ４１の処理が実行される。図１１では、ステップＳ４０の後にステップＳ４１に進む流れが示されているが、ステップＳ４０及びＳ４１の処理の実行順序は任意であり、ステップＳ４０及びＳ４１の処理が同時に実行されても良い。

【0091】

ステップＳ４０において、圧力制御部Ｆ３はポンプ５０の作動条件を最大作動条件に設定する、即ちロータ回転数ＲＲを最大回転数ＲＲ_ＭＡＸに設定する。これにより、出力空間３３の圧力はポンプ５０にて達成可能な最小圧力に制御され、通過ガス流量Ｂは最大化される。但し、“ＦＲ＞ＦＲ_ＴＨ２”であるとき通過ガス流量Ｂが最大化されても、“Ｓ＝Ｓ_ＲＥＦ”であったならば詰まりの発生が懸念される。

【0092】

このため、ステップＳ４１において、排出口制御部Ｆ４は開口面積Ｓを基準面積Ｓ_ＲＥＦよりも高く設定する。ステップＳ４０及びＳ４１の処理の後、ステップＳ３３に戻る。

【0093】

残ガス排出口３４は開口面積Ｓを２段階で変更できる構成を有していて良い。即ち、開口面積Ｓを基準面積Ｓ_ＲＥＦ及び最大面積Ｓ_ＭＡＸの何れか一方に設定できる構成を、残ガス排出口３４が有していても良い。この場合、ステップＳ４１において、排出口制御部Ｆ４は開口面積Ｓを最大面積Ｓ_ＭＡＸに設定する。最大面積Ｓ_ＭＡＸは基準面積Ｓ_ＲＥＦより大きな所定面積である。

【0094】

或いは、残ガス排出口３４は、開口面積Ｓを３段階以上で変更できる構成を有していても良いし、開口面積Ｓを連続的に変更できる構成を有していても良い。この場合、ステップＳ４１において、排出口制御部Ｆ４は流量ＦＲの増大につれて開口面積Ｓを段階的に又は連続的に増大させて良い。但し、開口面積Ｓの上限は最大面積Ｓ_ＭＡＸである。実際には例えば、流量ＦＲと開口面積Ｓとの関係を規定する情報（ルックアップテーブル又は関係式）を予め排出口制御部Ｆ４に持たせておき、当該情報を用いて開口面積Ｓを決定すれば良い。

【0095】

ステップＳ３５及びＳ３６を経て、ステップＳ３８及びＳ３９を経て、又は、ステップＳ４０及びＳ４１を経てステップＳ３３に戻ると、ステップＳ３３から始まる一連の処理が再び実行される。ステップＳ３３から始まる一連の処理は、所定の周期で繰り返し実行される。

【0096】

上述したように、内燃機関１１から入力空間３２へ供給される排ガスＧｉｎの内、一部のガスは通過ガスＧ１としてＣＯ_２分離膜３１を通過し、残部のガス（残りのガス）は残ガスＧ２として残ガス排出口３４を通じ車外に放出される。この際、排出口制御部Ｆ４は流量ＦＲに応じて残ガス排出口３４の開口面積Ｓを制御及び調整する。

【0097】

具体的には、流量ＦＲが閾流量ＦＲ_ＴＨ１よりも大きな閾流量ＦＲ_ＴＨ２を超えるとき、流量ＦＲが閾流量ＦＲ_ＴＨ２以下であるときよりも、排出口制御部Ｆ４は開口面積Ｓを増大させる（ステップＳ３７、Ｓ３９及びＳ４１参照）。

【0098】

これにより、内燃機関１１及びＣＯ_２分離装置３０間のガスの詰まりを、より確実に抑制することが可能となる。詰まりの防止にとっては、常に“Ｓ＝Ｓ_ＭＡＸ”とすることが最も有効である。しかしながら、流量ＦＲが十分に低いときにまで“Ｓ＝Ｓ_ＭＡＸ”としておくと、比較的多くのＣＯ_２が残ガスＧ２に含まれた状態で残ガス排出口３４から車外に放出され易くなる。流量ＦＲに応じて動的に開口面積Ｓを調整することで、詰まりの発生を抑制しつつ、ＣＯ_２の回収効率をなるだけ高めることができる。

【0099】

尚、ステップＳ３６において、排出口制御部Ｆ４は流量ＦＲに応じて開口面積Ｓを基準面積Ｓ_ＲＥＦより低く設定しても良い。

【0100】

＜＜第４実施例＞＞
第４実施例を説明する。連結路１３ｂ又は１３ｃに排気弁（不図示）を設けておいても良い。そして演算処理部１１０にて実現される排気弁制御部（不図示）は、流量ＦＲに応じて排気弁を閉状態又は開状態に制御するようにしても良い。排気弁が閉状態であるとき、内燃機関１１から送出される排ガスが全てＣＯ_２分離装置３０の入力空間３２に到達する。排気弁が開状態であるとき、内燃機関１１から送出される排ガスの内、一部がＣＯ_２分離装置３０に到達することなく排気弁を通じて車外に放出され、残部がＣＯ_２分離装置３０の入力空間３２に到達する。

【0101】

開口面積Ｓが固定される構成を残ガス排出口３４が有する場合、排気弁制御部は、“ＦＲ≦ＦＲ_ＴＨ２”の成立時には排気弁を閉状態に設定し、“ＦＲ＞ＦＲ_ＴＨ２”の成立時には排気弁を開状態に設定して良い。これにより詰まりの発生を抑制できる。

【0102】

開口面積Ｓを変更可能な構成を残ガス排出口３４が有する場合、第３実施例に示した方法を前提に、排気弁制御部は、“ＦＲ≦ＦＲ_ＴＨ３”の成立時には排気弁を閉状態に設定し、“ＦＲ＞ＦＲ_ＴＨ３”の成立時には排気弁を開状態に設定して良い。ＦＲ_ＴＨ３は、閾流量ＦＲ_ＴＨ２よりも更に大きな閾流量を表す。ロータ回転数ＲＲ及び開口面積Ｓの夫々を最大にしてもなお、詰まりの発生が懸念されるときに（即ち“ＦＲ＞ＦＲ_ＴＨ３”の成立時に）、排気弁を開状態にすることで詰まりの発生を抑制する。尚、排気弁が開状態であるとき、内燃機関１１から送出される排ガスが、全て、ＣＯ_２分離装置３０に到達することなく排気弁を通じて車外に放出されても良い。

【0103】

＜＜第５実施例＞＞
第５実施例を説明する。第５実施例では、上述した各事項に対する補足事項、応用技術又は変形技術等を説明する。

【0104】

内燃機関１１から送出される排ガスの流路において、ＣＯ_２分離装置３０の上流側にマフラ１５が配置される構成例を挙げたが（図１参照）、ＣＯ_２分離装置３０の下流側にマフラ１５が配置されるようにしても良い。この場合、排ガスＧｂが排ガスＧｉｎであり、残ガスＧ２はマフラ１５を通じて車外に排出される。内燃機関１１から送出される排ガスの流路において、ＣＯ_２分離装置３０の上流側と下流側の双方にマフラが設置されても良い。

【0105】

ＣＯ_２貯留装置４０にて貯留されたＣＯ_２は、例えば、ガソリンスタンド又は車庫等に設置された回収機器（不図示）に対してＣＯ_２貯留装置４０が接続されたときに、ＣＯ_２貯留装置４０から回収機器に放出される。或いは、ＣＯ_２貯留装置４０全体又はＣＯ_２貯留装置４０内のカートリッジを車両１から取り外すことで、ＣＯ_２貯留装置４０に貯留されたＣＯ_２が車外に取り出されても良い。

【0106】

排ガスに関わる装置として、上述の各図面に示されない装置（以下、追加装置と称する）が車両１に設けられていても良い。追加装置として排ガス冷却装置が車両１に設置されて良い。排ガス冷却装置は、排ガスの流路においてＣＯ_２分離装置３０の上流側に配置され、ＣＯ_２分離装置３０に流入する排ガスの温度を低下させる。排ガス冷却装置の設置により、熱によるＣＯ_２分離装置３０の劣化（特にＣＯ_２分離膜３１の劣化）を抑制することができる。追加装置としてエネルギ変換装置が車両１に設置されて良い。エネルギ変換装置は、排ガスが有する熱エネルギを他のエネルギ（電気エネルギ等）に変換する。変換により得られた他のエネルギ（電気エネルギ等）を車両１にて利用することができる。排ガスをエネルギ変換装置に通すことで排ガスの温度が低下する。このため、エネルギ変換装置は排ガス冷却装置の一種であるともいえる。排ガスの流路においてエネルギ変換装置をＣＯ_２分離装置３０の上流側に配置し、ＣＯ_２分離装置３０に流入する排ガスの温度をエネルギ変換装置にて低下させて良い。

【0107】

本実施形態に係るＣＯ_２回収システムは、少なくとも制御装置１００、ＣＯ_２分離装置３０、ＣＯ_２貯留装置４０及びポンプ５０を備えて構成される。但し、車両１に搭載されるものとして上述した任意の部品は、ＣＯ_２回収システムの構成要素に含まれ得る。ＣＯ_２回収システムを排ガス処理装置と読み替えても良い。制御装置１００は排ガス処理用の制御装置として機能する又は排ガス処理用の制御装置を内包する。

【0108】

車両１は内燃機関１１を用いて発生した駆動力にて移動する移動体の例である。本発明において、移動体は車両に分類されないもの（例えばロボット、ドローン）であっても良い。

【0109】

車両１は、本発明に係る排ガス処理用の制御装置及びＣＯ_２回収システムが適用される対象機器の例である。本発明に係る排ガス処理用の制御装置及びＣＯ_２回収システムを、車載用途とは異なる任意の用途に適用することも可能である。即ち、対象機器は車両に限定されず、本発明に係る排ガス処理用の制御装置及びＣＯ_２回収システムを任意の対象機器に適用及び搭載できる。また、上述の車両１に設けられる熱機関は内燃機関（１１）であるが、対象機器に設けられる熱機関は内燃機関及び外燃機関の何れであっても良いし、内燃機関及び外燃機関の組み合わせであっても良い。熱機関の作動により熱機関からＣＯ_２を含む排ガスが送出される。

【0110】

具体的には、対象機器は化石燃料（石油又はガス等）を燃焼させる装置又は設備であっても良い。化石燃料を燃焼させる装置又は設備の例として、火力発電を行う装置又は設備、溶炉を備えた装置又は設備、コジェネレーションを行う装置又は設備、及び、暖房装置が挙げられる。閉鎖環境の換気システムに対して、本発明に係る排ガス処理用の制御装置及びＣＯ_２回収システムを適用及び搭載しても良い。閉鎖環境として、宇宙空間に形成された居住施設（宇宙ステーション等）、及び、深海に形成された居住施設が挙げられる。

【0111】

本発明の実施形態にて述べた任意の方法をコンピュータに実行させるプログラム、及び、そのプログラムを記録した記録媒体であって且つコンピュータ読み取り可能な不揮発性の記録媒体は、本発明の実施形態の範囲に含まれる。本発明の実施形態における任意の処理は、半導体集積回路等のハードウェア、上記プログラムに相当するソフトウェア、又は、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実現されて良い。ここにおけるソフトウェア及びハードウェアは夫々に複数あっても良い。

【0112】

本発明の一側面に係るプログラムは、入力空間、出力空間、及び、前記入力空間と前記出力空間との間に設けられ且つ熱機関から前記入力空間へ供給される排ガス中のＣＯ_２を前記出力空間に通過させるＣＯ_２分離膜を有するＣＯ_２分離装置、が設けられた対象機器にて使用される排ガス処理用の制御方法を処理部（１１０）に実行させるプログラムであって、前記熱機関から前記入力空間へ供給される前記排ガスの流量に基づき、前記出力空間の圧力を制御する工程を前記処理部に実行させる。

【0113】

本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本発明の実施形態の例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。

【符号の説明】

【0114】

１ 車両
１１ 内燃機関
１２ 排気マニホールド
１３ 排気管
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 連結路
１４ 浄化装置
１５ マフラ
３０ ＣＯ_２分離装置
３１ ＣＯ_２分離膜
３２ 入力空間
３３ 出力空間
３４ 残ガス排出口
４０ ＣＯ_２貯留装置
５０ ポンプ
１００ 制御装置
１１０ 演算処理部
１２０ メモリ
１３０ インターフェース
２００ センサブロック
２１０ 流量センサ
２１１ 回転数センサ
２１２ 車速センサ
２１３ ギアセンサ
２１４ アクセルセンサ
２１５ ブレーキセンサ
２１６ 舵角センサ
Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃ、Ｇｉｎ 排ガス
Ｇ１ 通過ガス
Ｇ２ 残ガス
Ｆ１ 流量情報取得部
Ｆ２ 流量判断部
Ｆ３ 圧力制御部
Ｆ４ 排出口制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】