特開 2024-89941 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】P2024089941

(43)【公開日】2024-07-04

(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 3/24 20060101AFI20240627BHJP

   F01N 3/18 20060101ALI20240627BHJP

   B01D 53/22 20060101ALI20240627BHJP

   B01D 53/92 20060101ALI20240627BHJP

【ＦＩ】

F01N3/24 A

F01N3/18 F

F01N3/24 Z

B01D53/22 ZAB

B01D53/92 240

B01D53/92 300

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022205496

(22)【出願日】2022-12-22

(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】本城 匠

(72)【発明者】

【氏名】中野 泰彦

(72)【発明者】

【氏名】上出 英行

(72)【発明者】

【氏名】奥原 誠

【テーマコード（参考）】

3G091

4D002

4D006

【Ｆターム（参考）】

3G091AB02

3G091AB03

3G091AB04

3G091AB05

3G091AB13

3G091CA17

3G091DB10

3G091HB02

3G091HB03

4D002AA09

4D002AC10

4D002BA20

4D002CA07

4D002FA01

4D002GA02

4D002GA03

4D002GB02

4D002GB20

4D006GA41

4D006HA41

4D006KE12P

4D006KE24Q

4D006MB04

4D006PB19

4D006PB64

(57)【要約】

【課題】ＣＯ_２分離装置の劣化を抑制して長寿命化を図る。
【解決手段】対象機器に、熱機関からの排ガスの流路を切り替えるための流路切替装置（１６）と、ガス精製装置（１７）と、ＣＯ_２分離膜を含むＣＯ_２分離装置（３０）と、が設けられる。制御装置は排ガスの流路を制御する処理部を備える。処理部は、熱機関及び流路切替装置間における排ガス中の特定物質の濃度と複数の閾濃度との比較結果に基づき、熱機関からの排ガスをガス精製装置に通すことなくＣＯ_２分離装置に送る第１流路制御と、熱機関からの排ガスをガス精製装置に通してからＣＯ_２分離装置に送る第２流路制御と、熱機関からの排ガスをガス精製装置に通すことなく且つＣＯ_２分離装置に送ることなく対象機器の外部に放出させる第３流路制御と、を含む複数の流路制御を切り替えて実行する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱機関からの排ガスの流路を切り替えるための流路切替装置と、ガス精製装置と、ＣＯ_２分離膜を含むＣＯ_２分離装置と、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、前記流路切替装置を用いて前記流路を制御する処理部を備え、
前記処理部は、前記熱機関及び前記流路切替装置間における排ガス中の特定物質の濃度と複数の閾濃度との比較結果に基づき、
前記熱機関からの排ガスを前記ガス精製装置に通すことなく前記ＣＯ_２分離装置に送る第１流路制御と、
前記熱機関からの排ガスを前記ガス精製装置に通してから前記ＣＯ_２分離装置に送る第２流路制御と、
前記熱機関からの排ガスを前記ガス精製装置に通すことなく且つ前記ＣＯ_２分離装置に送ることなく前記対象機器の外部に放出させる第３流路制御と、を含む複数の流路制御を切り替えて実行する
、排ガス処理用の制御装置。

【請求項2】

前記複数の閾濃度は、第１閾濃度と、前記第１閾濃度より高い第２閾濃度と、を含み、
前記複数の流路制御は、前記熱機関からの排ガスを前記ガス精製装置に通してから前記ＣＯ_２分離装置に送ることなく前記対象機器の外部に放出させる第４流路制御を更に含み、
前記処理部は、
前記熱機関及び前記流路切替装置間における排ガス中の前記特定物質の濃度である第１対象濃度が前記第１閾濃度以下であるとき、前記第１流路制御を実行し、
前記第１対象濃度が前記第１閾濃度より高いが前記第２閾濃度以下であるとき、前記第２流路制御又は前記第４流路制御を実行し、
前記第１対象濃度が前記第２閾濃度より高いとき、前記第３流路制御を実行し、
前記処理部は、前記第１対象濃度が前記第１閾濃度より高いが前記第２閾濃度以下であるとき、前記ガス精製装置を経由した後における排ガス中の前記特定物質の濃度である第２対象濃度を第３閾濃度と比較し、前記第２対象濃度が前記第３閾濃度以下であれば前記第２流路制御を実行し、前記第２対象濃度が前記第３閾濃度より高ければ前記第４流路制御を実行する
、請求項１に記載の排ガス処理用の制御装置。

【請求項3】

前記複数の閾濃度は、第１閾濃度と、前記第１閾濃度より高い第２閾濃度と、を含み、
前記処理部は、
前記特定物質の濃度が前記第１閾濃度以下であるとき、前記第１流路制御を実行し、
前記特定物質の濃度が前記第１閾濃度より高いが前記第２閾濃度以下であるとき、前記第２流路制御を実行し、
前記特定物質の濃度が前記第２閾濃度より高いとき、前記第３流路制御を実行する
、請求項１に記載の排ガス処理用の制御装置。

【請求項4】

前記熱機関からの排ガスを前記ガス精製装置に通すことで、当該排ガス中の前記特定物質が低減される
、請求項１～３の何れかに記載の排ガス処理用の制御装置。

【請求項5】

前記特定物質は窒素酸化物を含む
、請求項１～３の何れかに記載の排ガス処理用の制御装置。

【請求項6】

前記対象機器において前記熱機関と前記流路切替装置との間に浄化装置が設けられ、前記熱機関から送出される排ガスは前記浄化装置を経由してから前記流路切替装置に供給され、前記熱機関から送出される排ガス中の前記特定物質は前記浄化装置にて低減され、
前記熱機関及び前記流路切替装置間における排ガス中の前記特定物質の濃度は、前記浄化装置及び前記流路切替装置間における排ガス中の前記特定物質の濃度である
、請求項１～３の何れかに記載の排ガス処理用の制御装置。

【請求項7】

請求項１～３の何れかに記載の排ガス処理用の制御装置と、
前記流路切替装置と、
前記ガス精製装置と、
前記ＣＯ_２分離装置と、
前記ＣＯ_２分離装置への供給ガスの内、前記ＣＯ_２分離膜を通過したＣＯ_２を貯留するＣＯ_２貯留装置と、を備える
、ＣＯ_２回収システム。

【請求項8】

熱機関からの排ガスの流路を切り替えるための流路切替装置と、ガス精製装置と、ＣＯ_２分離膜を含むＣＯ_２分離装置と、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、前記流路切替装置を用いて前記流路を制御し、
前記熱機関及び前記流路切替装置間における排ガス中の特定物質の濃度と複数の閾濃度との比較結果に基づき、
前記熱機関からの排ガスを前記ガス精製装置に通すことなく前記ＣＯ_２分離装置に送る第１流路制御と、
前記熱機関からの排ガスを前記ガス精製装置に通してから前記ＣＯ_２分離装置に送る第２流路制御と、
前記熱機関からの排ガスを前記ガス精製装置に通すことなく且つ前記ＣＯ_２分離装置に送ることなく前記対象機器の外部に放出させる第３流路制御と、を含む複数の流路制御を切り替えて実行する
、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分離膜を有するＣＯ_２分離装置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、自動車の排気系における消音器と排気管との間にＣＯ_２吸収部及びバイパス管を設けておき、ＣＯ_２吸収部の内部が所定の圧力以上となった場合などに、排ガスをバイパス管に流す技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－１７７６８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

排ガスにはＣＯ_２分離膜の劣化を促進させる物質が含まれることがある。このため、単純に排ガスをＣＯ_２分離装置に常時供給することはＣＯ_２分離装置の長寿命化にとって望ましくない。

【0006】

本発明は、ＣＯ_２分離装置の劣化抑制及び長寿命化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】

本発明に係る制御装置は、熱機関からの排ガスの流路を切り替えるための流路切替装置と、ガス精製装置と、ＣＯ_２分離膜を含むＣＯ_２分離装置と、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、前記流路切替装置を用いて前記流路を制御する処理部を備え、前記処理部は、前記熱機関及び前記流路切替装置間における排ガス中の特定物質の濃度と複数の閾濃度との比較結果に基づき、前記熱機関からの排ガスを前記ガス精製装置に通すことなく前記ＣＯ_２分離装置に送る第１流路制御と、前記熱機関からの排ガスを前記ガス精製装置に通してから前記ＣＯ_２分離装置に送る第２流路制御と、前記熱機関からの排ガスを前記ガス精製装置に通すことなく且つ前記ＣＯ_２分離装置に送ることなく前記対象機器の外部に放出させる第３流路制御と、を含む複数の流路制御を切り替えて実行する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ＣＯ_２分離装置の劣化抑制及び長寿命化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り、制御装置の機能ブロック図である。

【図4】本発明の実施形態に係り、制御装置により実行される４つの流路制御の説明図である。

【図5】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6】本発明の実施形態に属する第２実施例に係り、車両及び車両内部の概略的な変形平面図である。

【図7】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。

【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、前段排気管１３、浄化装置１４及びマフラ１５が設けられる。また車両１には、流路切替装置１６、ガス精製装置１７、三方弁１８、後段排気管１９及び排気口２０が設けられる。更に車両１には、ＣＯ_２分離装置３０、ＣＯ_２貯留装置４０及び制御装置１００、並びに、濃度センサＣＳ１及びＣＳ２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。尚、浄化装置１４を前段浄化装置と称することもでき、これに関連して、ガス精製装置１７を後段浄化装置と称することもできる。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を通じて前段排気管１３に流入する。前段排気管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、前段排気管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の更に下流側に流路切替装置１６が設けられる。

【0015】

前段排気管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と流路切替装置１６との間に設けられ、マフラ１５と流路切替装置１６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）。浄化装置１４における浄化対象物質は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。但し、車両１の種類によっては選択還元型触媒装置が浄化装置１４に設けらない場合もある。例えば、車両１がディーゼル車の場合にあっては選択還元型触媒装置が浄化装置１４に設けられるが、車両１がガソリン車の場合にあっては選択還元型触媒装置が浄化装置１４に設けられないことがある。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を通って流路切替装置１６に送られる。

【0019】

流路切替装置１６は自身に供給された排ガスＧｃを後段排気管１９に送る。但し、後段排気管１９は連結路１９ａ～１９ｇを有しており、流路切替装置１６は自身に供給された排ガスＧｃを、制御装置１００の制御の下、連結路１９ａ～１９ｃの何れかに送る。尚、流路切替装置１６の下流側における排ガスの流れが様々に変化することを考慮し、図１では、流路切替装置１６の下流側における排ガスの流れを図示していない。

【0020】

連結路１９ａは流路切替装置１６とＣＯ_２分離装置３０との間に設けられ、流路切替装置１６とＣＯ_２分離装置３０とを連結する。連結路１９ｂは流路切替装置１６とガス精製装置１７との間に設けられ、流路切替装置１６とガス精製装置１７とを連結する。連結路１９ｃは流路切替装置１６と排気口２０との間に設けられ、流路切替装置１６と排気口２０とを連結する。連結路１９ｄはガス精製装置１７と三方弁１８との間に設けられ、ガス精製装置１７と三方弁１８とを連結する。連結路１９ｅは三方弁１８とＣＯ_２分離装置３０との間に設けられ、三方弁１８とＣＯ_２分離装置３０とを連結する。連結路１９ｆは三方弁１８と排気口２０との間に設けられ、三方弁１８と排気口２０とを連結する。連結路１９ｇはＣＯ_２分離装置３０と排気口２０との間に設けられ、ＣＯ_２分離装置３０と排気口２０とを連結する。

【0021】

ガス精製装置１７は流路切替装置１６から自身に送られた排ガスの精製を行う。ガス精製装置１７における排ガスの精製は、浄化装置１４にて実施される排ガスの浄化と同等のものであって良く、排ガスの精製を排ガスの浄化と読み替えても良い。当該精製において、ガス精製装置１７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）。ガス精製装置１７における浄化対象物質は浄化装置１４における浄化対象物質と重複していて良く、ガス精製装置１７における浄化対象物質と浄化装置１４における浄化対象物質とは完全に同じであっても良い。ガス精製装置１７における浄化対象物質は、少なくともＮＯ_Ｘを含み、更にＳＯ_Ｘを含んでいても良い。尚、除去対象物質が完全にガス精製装置１７にて除去されるとは限らず、除去対象物質の濃度等に依存して、除去対象物質の幾らかはガス精製装置１７を通過し得る。ガス精製装置１７による精製を経た後の排ガスは連結路１９ｄを通じて三方弁１８に送られる。

【0022】

ガス精製装置１７は多孔質材料を有する精製装置である第１精製装置を含んでいて良い。多孔質材料は例えば活性炭、ゼオライト又はケイ酸塩である。第１精製装置に設けられる多孔質材料は、活性炭、ゼオライト及びケイ酸塩の内、少なくとも２つの組み合わせであっても良い。ガス精製装置１７は尿素を還元剤として使用した選択還元型触媒装置である第２精製装置を含んでいて良い。ガス精製装置１７は、選択還元型触媒装置に分類されない触媒装置である第３精製装置を含んでいて良い。第３精製装置は例えば三元触媒又は酸化触媒を含む。ガス精製装置１７は、上記の第１～第３精製装置の内、任意の２以上の精製装置の組み合わせであっても良い。

【0023】

三方弁１８は三方性の電磁弁である。三方弁１８はガス精製装置１７から連結路１９ｄを通じて自身に流れ込む排ガスを、制御装置１００の制御の下で、連結路１９ｅ及び１９ｆの何れか一方に送り出す。連結路１９ｅに送られた排ガスはＣＯ_２分離装置３０に流入する。連結路１９ｆに送られた排ガスは排気口２０に流入する。

【0024】

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１９ａ又は１９ｅを通ってＣＯ_２分離装置３０に送られる排ガスは入力空間３２に流れ込む。

【0025】

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、連結路１９ｇに送られる。尚、入力空間３２に流れ込む排ガスの内、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。理想的にはＣＯ_２以外のガスのみにて残ガスが構成されるが、残ガスにＣＯ_２が含まれることがある。

【0026】

ＣＯ_２貯留装置４０は出力空間３３におけるガス中のＣＯ_２を捕捉して貯留する。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。

【0027】

尚、出力空間３３とＣＯ_２貯留装置４０との間にポンプ（不図示）を設けて良い。当該ポンプは、出力空間３３内のガス（従って通過ガス）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。当該ポンプ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。

【0028】

排気口２０は車両１の内部空間と車両１の外部空間との間に配置される。流路切替装置１６から連結路１９ｃに送られたガス、三方弁１８から連結路１９ｆに送られたガス及びＣＯ_２分離装置３０から連結路１９ｇに送られたガスは、排気口２０を通じて車外に排出される。車外とは車両１の外部を指す。尚、ＣＯ_２分離装置３０の入力空間３２と連結路１９ｇとの境界部分には、排気口２０から連結路１９ｇを通じて入力空間３２に向かう排ガスの流れを阻止するための逆止弁（不図示）が設けられる。

【0029】

濃度センサＣＳ１は連結路１３ｃに対して設けられ、連結路１３ｃ内における排ガスＧｃ中の特定物質の濃度を検出する。濃度センサＣＳ１にて検出された濃度を記号“Ｃ_ＤＥＴ１”にて表す。濃度Ｃ_ＤＥＴ１は後述の閾濃度と比較される対象濃度（第１対象濃度）の例である。濃度センサＣＳ１は連結路１３ｂに対して設けられるものであっても良く、この場合には、濃度センサＣＳ１は連結路１３ｂ内における排ガスＧｂ中の特定物質の濃度を検出する。何れにせよ、濃度Ｃ_ＤＥＴ１は、内燃機関１１及び流路切替装置１６間における排ガス中の特定物質の濃度検出値を表す。より詳細には、濃度Ｃ_ＤＥＴ１は、浄化装置１４及び流路切替装置１６間における排ガス中の特定物質の濃度検出値を表す。濃度センサＣＳ１は濃度Ｃ_ＤＥＴ１を示す信号を制御装置１００に出力する。

【0030】

濃度センサＣＳ２は連結路１９ｄに対して設けられ、連結路１９ｄ内における排ガス中の特定物質の濃度を検出する。濃度センサＣＳ２にて検出された濃度を記号“Ｃ_ＤＥＴ２”にて表す。濃度Ｃ_ＤＥＴ２は後述の閾濃度と比較される対象濃度（第２対象濃度）の例である。連結路１９ｄ内における排ガスは、浄化装置１４による浄化及びガス精製装置１７による精製を経た後の排ガスである。故に、濃度Ｃ_ＤＥＴ２は、浄化装置１４及びガス精製装置１７を経由した後における排ガス中の特定物質の濃度検出値を表す。これに対し、濃度Ｃ_ＤＥＴ１は、浄化装置１４及びガス精製装置１７の内、浄化装置１４のみを経由した後における排ガス中の特定物質の濃度検出値を表す。濃度センサＣＳ２は濃度Ｃ_ＤＥＴ２を示す信号を制御装置１００に出力する。

【0031】

上記の特定物質は、浄化装置１４における浄化対象物質に含まれ且つガス精製装置１７における浄化対象物質にも含まれる。ここでは、上記の特定物質はＮＯ_Ｘであるとする。特定物質としてのＮＯ_Ｘは、ＮＯ、ＮＯ_２、Ｎ_２Ｏ_４、Ｎ_２Ｏ_３及びＮ_２Ｏの内、全部又は一部を含む。ＮＯ_ＸがＮＯ、ＮＯ_２、Ｎ_２Ｏ_４、Ｎ_２Ｏ_３及びＮ_２Ｏを含むと解した場合、ＮＯ_Ｘの濃度は、ＮＯ、ＮＯ_２、Ｎ_２Ｏ_４、Ｎ_２Ｏ_３及びＮ_２Ｏの各濃度の合算である。或いは、ＮＯ_Ｘの濃度とは、ＮＯ、ＮＯ_２、Ｎ_２Ｏ_４、Ｎ_２Ｏ_３及びＮ_２Ｏの何れかの濃度を指すと解しても良い。本実施形態において濃度とは、任意の定義による濃度であって良いが、例えば質量パーセント濃度又は体積パーセント濃度である。

【0032】

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）。

【0033】

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。

【0034】

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、相手側装置は流路切替装置１６、三方弁１８並びに濃度センサＣＳ１及びＣＳ２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。

【0035】

図３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及びＦ２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及びＦ２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は、夫々、濃度情報取得部、流路制御部である。

【0036】

濃度情報取得部Ｆ１は、濃度センサＣＳ１及びＣＳ２の出力信号に基づき濃度Ｃ_ＤＥＴ１及びＣ_ＤＥＴ２の情報を取得する。尚、インターフェース１３０にて濃度情報取得部Ｆ１が形成されると考えることも可能である。流路制御部Ｆ２は、濃度情報取得部Ｆ１にて取得された情報（Ｃ_ＤＥＴ１及びＣ_ＤＥＴ２の情報）に基づき流路切替装置１６及び三方弁１８を制御することにより、内燃機関１１が送出した排ガスの流路を制御する。

【0037】

流路制御部Ｆ２は、排ガスの流路の内、流路切替装置１６より下流側の流路を切り替え制御する。流路制御部Ｆ２は、流路切替装置１６及び三方弁１８に対して制御信号を送信することで上記の切り替え制御を実現する。流路切替装置１６に至るまでの排ガスの流路は固定されている。以下では、説明の明確化のため、用語“対象ガス”を導入する。対象ガスは流路切替装置１６に流入する排ガスであって、故にここでは排ガスＧｃである。流路制御部Ｆ２は、濃度情報取得部Ｆ１にて取得された情報（Ｃ_ＤＥＴ１及びＣ_ＤＥＴ２の情報）に基づき、以下の第１～第４流路制御の何れかを選択的に行うことができる。

【0038】

図４（ａ）を参照して第１流路制御を説明する。第１流路制御が行われるとき対象ガスは流路ＦＰ１を通る。流路ＦＰ１は、ガス精製装置１７を経由することなくＣＯ_２分離装置３０の入力空間３２に至る経路である。即ち、第１流路制御において、流路制御部Ｆ２は、対象ガスをガス精製装置１７に通すことなく連結路１９ａを通じてＣＯ_２分離装置３０（詳細には入力空間３２）に送る。第１流路制御において、流路制御部Ｆ２は対象ガスが連結路１９ａに送られるよう流路切替装置１６を制御する。第１流路制御において三方弁１８の制御は不要である。第１流路制御が行われるとき、ＣＯ_２分離装置３０に送られたガスは入力空間３２に流入する。入力空間３２に流入したガスの内、上記通過ガスは出力空間３３に進んでＣＯ_２貯留装置４０に送られ、上記残ガスは連結路１９ｇを通じて排気口２０から車外に排出される。

【0039】

図４（ｂ）を参照して第２流路制御を説明する。第２流路制御が行われるとき対象ガスは流路ＦＰ２を通る。流路ＦＰ２は、ガス精製装置１７及び三方弁１８を経由してＣＯ_２分離装置３０の入力空間３２に至る経路である。即ち、第２流路制御において、流路制御部Ｆ２は、対象ガスをガス精製装置１７に通してから三方弁１８を通じてＣＯ_２分離装置３０（詳細には入力空間３２）に送る。第２流路制御において、流路制御部Ｆ２は対象ガスが連結路１９ｂに送られるよう流路切替装置１６を制御すると共にガス精製装置１７から三方弁１８に流入するガスが連結路１９ｅに送られるよう三方弁１８を制御する。第２流路制御が行われるとき、ＣＯ_２分離装置３０に送られたガスは入力空間３２に流入する。入力空間３２に流入したガスの内、上記通過ガスは出力空間３３に進んでＣＯ_２貯留装置４０に送られ、上記残ガスは連結路１９ｇを通じて排気口２０から車外に排出される。

【0040】

図４（ｃ）を参照して第３流路制御を説明する。第３流路制御が行われるとき対象ガスは流路ＦＰ３を通る。流路ＦＰ３は、ガス精製装置１７及びＣＯ_２分離装置３０の何れも経由することなく排気口２０に至る経路である。即ち、第３流路制御において、流路制御部Ｆ２は、対象ガスをガス精製装置１７に通すことなく且つＣＯ_２分離装置３０に送ることなく連結路１９ｃ及び排気口２０を通じて車外に放出させる。第３流路制御において、流路制御部Ｆ２は対象ガスが連結路１９ｃに送られるよう流路切替装置１６を制御する。第３流路制御において三方弁１８の制御は不要である。第３流路制御が行われるとき、対象ガスは入力空間３２に流入しない。

【0041】

図４（ｄ）を参照して第４流路制御を説明する。第４流路制御が行われるとき対象ガスは流路ＦＰ４を通る。流路ＦＰ４は、ガス精製装置１７及び三方弁１８を経由するものの、ＣＯ_２分離装置３０の入力空間３２に至ることなく排気口２０に至る経路である。即ち、第４流路制御において、流路制御部Ｆ２は、対象ガスをガス精製装置１７に通してからＣＯ_２分離装置３０に送ることなく連結路１９ｆ及び排気口２０を通じて車外に放出させる。第４流路制御において、流路制御部Ｆ２は対象ガスが連結路１９ｂに送られるよう流路切替装置１６を制御すると共にガス精製装置１７から三方弁１８に流入するガスが連結路１９ｆに送られるよう三方弁１８を制御する。第４流路制御が行われるとき、対象ガスは入力空間３２に流入しない。

【0042】

内燃機関１１からの排ガスにはＣＯ_２分離膜３１にとっての被毒物質が含まれる。ＮＯ_Ｘ及びＳＯ_Ｘが被毒物質に該当する。ＮＯ_Ｘ又はＳＯ_Ｘが水分で凝縮される際に発生する凝縮水は強酸であり、当該凝縮水がＣＯ_２分離膜３１に触れるとＣＯ_２分離膜３１の劣化が促進される。浄化装置１４にて被毒物質の低減が図られる。しかしながら、内燃機関１１から送出される排ガス中の被毒物質の濃度は、内燃機関１１の状態及び車両１の走行状態等に依存して様々に変化し、時として非常に高まることがある。このため、浄化装置１４における被毒物質の低減がＣＯ_２分離膜３１にとって不十分になることがある。

【0043】

そこで、本実施形態では、浄化装置１４とは別にガス精製装置１７を設けておく。そして、浄化装置１４での被毒物質の低減が不十分と判断される場合には、ガス精製装置１７でも被毒物質を低減させた上で排ガスをＣＯ_２分離装置３０に供給する（第２流路制御）。これにより、ＣＯ_２分離装置３０（特にＣＯ_２分離膜３１）の劣化が抑制される。この際、排ガスをガス精製装置１７に常時通すとガス精製装置１７の寿命が短くなる。このため、必要時のみガス精製装置１７に排ガスを通すようにする。これにより、ガス精製装置１７の劣化も抑制される（ガス精製装置１７の寿命が延びる）。また、ガス精製装置１７を通しても、被毒物質が十分に除去されていないと判断されるときには、ＣＯ_２分離装置３０へ排ガスを送ることなく車外に放出する（第４流路制御）。これにより、ＣＯ_２分離装置３０（特にＣＯ_２分離膜３１）の劣化が抑制される。被毒物質の除去が十分であるか否かを判断するために、濃度センサＣＳ１及びＣＳ２の検出結果を参照する。

【0044】

尚、ＳＯ_Ｘに関しては浄化装置１４にて十分な程度に除去されることが期待される。このため、ここでは、濃度センサＣＳ１及びＣＳ２においてＮＯ_Ｘの濃度を検出対象としている。

【0045】

以下の複数の実施例の中で、ＣＯ_２回収システムに関する詳細な動作例、応用技術、変形技術等を説明する。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】

＜＜第１実施例＞＞
第１実施例を説明する。図５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５を参照して、ＣＯ_２回収システムの動作の流れを説明する。

【0047】

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５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５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。

【0048】

ステップＳ１２において、流路制御部Ｆ２は対象ガスの流路を流路ＦＰ３に設定する（即ち第３流路制御を実行する）。流路ＦＰ３はデフォルトの流路であり、ＣＯ_２回収システムに何らかの異常がある場合には、以後、ステップＳ１３に進むことなく対象ガスの流路が流路ＦＰ３に固定される。このため、ＣＯ_２回収システムに何らかの異常があった場合でも、排ガスの車外への放出が確保される（排ガスの流れが予期せぬ態様で詰まることが回避される）。異常として、例えば、濃度センサＣＳ１又はＣＳ２の異常、制御装置１００の異常、ＣＯ_２分離装置３０の異常が挙げられる。制御装置１００に異常があり、制御信号１００からの制御信号が流路切替装置１６にて受信されないとき、流路切替装置１６はデフォルトとして対象ガスを連結路１９ｃに送る。

【0049】

また、ＣＯ_２貯留装置４０におけるＣＯ_２の貯留量には上限があり、ＣＯ_２貯留装置４０におけるＣＯ_２の貯留量が上限に達している場合にも、以後、ステップＳ１３に進むことなく対象ガスの流路が流路ＦＰ３に固定される。ここでは、ＣＯ_２回収システムに異常が無く且つＣＯ_２貯留装置４０におけるＣＯ_２の貯留量が上限に達していないことを想定する。そうすると、ステップＳ１２の後、ステップＳ１３に進む。

【0050】

ステップＳ１３において、濃度情報取得部Ｆ１は濃度センサＣＳ１及びＣＳ２の出力信号に基づき濃度情報を取得する。濃度情報は濃度Ｃ_ＤＥＴ１及びＣ_ＤＥＴ２の情報である。濃度情報の取得により制御装置１００にて濃度Ｃ_ＤＥＴ１及びＣ_ＤＥＴ２が認識される。濃度情報取得部Ｆ１は濃度情報を所定周期で順次取得して良い。ステップＳ１３では最新の濃度情報が取得され、最新の濃度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。

【0051】

ステップＳ１４において、流路制御部Ｆ２は濃度Ｃ_ＤＥＴ１を閾濃度Ｃ_ＴＨ１と比較し、濃度Ｃ_ＤＥＴ１が閾濃度Ｃ_ＴＨ１以下であるかを判断する。閾濃度Ｃ_ＴＨ１はＣＯ_２分離膜３１の保護の観点から予め定められた濃度であり、例えば０．１ｐｐｍ（Parts per million）である。“Ｃ_ＤＥＴ１≦Ｃ_ＴＨ１”の成立時には（ステップＳ１４のＹ）ステップＳ１５に進み、“Ｃ_ＤＥＴ１＞Ｃ_ＴＨ１”の成立時には（ステップＳ１４のＮ）ステップＳ１６に進む。

【0052】

ステップＳ１５において、流路制御部Ｆ２は、対象ガスが流路切替装置１６から連結路１９ａを通じてＣＯ_２分離装置３０(詳細には入力空間３２）に直接送られるよう流路切替装置１６を制御する。即ち、ステップＳ１５において、流路制御部Ｆ２は第１流路制御を実行する（図４（ａ）参照）。

【0053】

ステップＳ１６において、流路制御部Ｆ２は濃度Ｃ_ＤＥＴ１を閾濃度Ｃ_ＴＨ２と比較し、濃度Ｃ_ＤＥＴ１が閾濃度Ｃ_ＴＨ２以下であるかを判断する。閾濃度Ｃ_ＴＨ２は閾濃度Ｃ_ＴＨ１よりも高い。高すぎる濃度Ｃ_ＤＥＴ１を有した対象ガスをガス精製装置１７に供給すると、ガス精製装置１７の寿命が短くなる。また、濃度Ｃ_ＤＥＴ１が高すぎるとき、対象ガスをガス精製装置１７に通しても、ＣＯ_２分離膜３１にとって必要なレベルまで被毒物質を除去しきれない可能性が高い。このためステップＳ１６の分岐処理を導入する。閾濃度Ｃ_ＴＨ２はガス精製装置１７の保護等の観点から予め定められた濃度であり、例えば２０ｐｐｍ（Parts per million）である。“Ｃ_ＤＥＴ１≦Ｃ_ＴＨ２”の成立時には（ステップＳ１６のＹ）ステップＳ１７に進み、“Ｃ_ＤＥＴ１＞Ｃ_ＴＨ２”の成立時には（ステップＳ１６のＮ）ステップＳ２１に進む。

【0054】

ステップＳ１７において、流路制御部Ｆ２は、対象ガスが流路切替装置１６から連結路１９ｂを通じてガス精製装置１７に送られるよう流路切替装置１６を制御する。従ってステップＳ１７に進む場合に実行される流路制御は第２又は第４流路制御である（図４（ｂ）及び（ｄ）参照）。

【0055】

ステップＳ１８において、流路制御部Ｆ２は濃度Ｃ_ＤＥＴ２を閾濃度Ｃ_ＴＨ３と比較し、濃度Ｃ_ＤＥＴ２が閾濃度Ｃ_ＴＨ３以下であるかを判断する。閾濃度Ｃ_ＴＨ３は、ＣＯ_２分離膜３１の保護の観点から予め定められた濃度であり、例えば０．１ｐｐｍ（Parts per million）である。閾濃度Ｃ_ＴＨ３はステップＳ１４で用いられる閾濃度Ｃ_ＴＨ１と同じであって良いが、閾濃度Ｃ_ＴＨ１と相違させても構わない。少なくとも閾濃度Ｃ_ＴＨ３は閾濃度Ｃ_ＴＨ２より低いと良い。“Ｃ_ＤＥＴ２≦Ｃ_ＴＨ３”の成立時には（ステップＳ１８のＹ）ステップＳ１９に進み、“Ｃ_ＤＥＴ２＞Ｃ_ＴＨ３”の成立時には（ステップＳ１８のＮ）ステップＳ２０に進む。

【0056】

ステップＳ１９において、流路制御部Ｆ２は、ガス精製装置１７を経由した後における対象ガスが連結路１９ｅを通じてＣＯ_２分離装置３０(詳細には入力空間３２）に送られるよう三方弁１８を制御する。従ってステップＳ１９に進む場合に実行される流路制御は第２流路制御である（図４（ｂ）参照）。

【0057】

ステップＳ２０において、流路制御部Ｆ２は、ガス精製装置１７を経由した後における対象ガスが連結路１９ｆを通じて排気口２０に送られるよう三方弁１８を制御する。従ってステップＳ２０に進む場合に実行される流路制御は第４流路制御である（図４（ｄ）参照）。

【0058】

ステップＳ２１において、流路制御部Ｆ２は、対象ガスが流路切替装置１６から連結路１９ｃを通じて排気口２０に直接送られるよう流路切替装置１６を制御する。即ち、ステップＳ２１において、流路制御部Ｆ２は第３流路制御を実行する（図４（ｃ）参照）。

【0059】

ステップＳ１５、Ｓ１９、Ｓ２０及びＳ２１の何れの後にもステップ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。

【0060】

このように、流路制御部Ｆ２は、濃度Ｃ_ＤＥＴ１と複数の閾濃度（ここではＣ_ＴＨ１及びＣ_ＴＨ２）との比較結果に基づき、第１、第２及び第３流路制御を含む複数の流路制御を切り替え実行する。

【0061】

これにより、高すぎる濃度（特定物質の濃度）を有する排ガスがＣＯ_２分離装置３０に流入することを抑制でき、以ってＣＯ_２分離装置３０の劣化が抑制される。ＣＯ_２分離装置３０の劣化抑制はＣＯ_２分離装置３０の長寿命化に繋がる。また、濃度Ｃ_ＤＥＴ１に応じて第２流路制御と第３流路制御とを切り替え実行できる（図４（ｂ）及び図４（ｃ）参照）。このため、高すぎる濃度（特定物質の濃度）を有する排ガスがガス精製装置１７に流入することを抑制でき、以ってガス精製装置１７の劣化が抑制される。ガス精製装置１７の劣化抑制はガス精製装置１７の長寿命化に繋がる。

【0062】

具体的には、流路制御部Ｆ２は、“Ｃ_ＤＥＴ１≦Ｃ_ＴＨ１”であるときに第１流路制御を実行し、“Ｃ_ＴＨ１＜Ｃ_ＤＥＴ１≦Ｃ_ＴＨ２”であるときに第２又は第４流路制御を実行し、“Ｃ_ＤＥＴ１＞Ｃ_ＴＨ２”であるときに第３流路制御を実行する。“Ｃ_ＴＨ１＜Ｃ_ＤＥＴ１≦Ｃ_ＴＨ２”の場合において、流路制御部Ｆ２は、“Ｃ_ＤＥＴ２≦Ｃ_ＴＨ３”であれば第２流路制御を実行し、“Ｃ_ＤＥＴ２＞Ｃ_ＴＨ３”であれば第４流路制御を実行する。

【0063】

これにより、閾濃度Ｃ_ＴＨ１又はＣ_ＴＨ３より大きな濃度（特定物質の濃度）を有する排ガスがＣＯ_２分離装置３０に流入することを抑制でき、以ってＣＯ_２分離装置３０の劣化が抑制される。ＣＯ_２分離装置３０の劣化抑制はＣＯ_２分離装置３０の長寿命化に繋がる。また、閾濃度Ｃ_ＴＨ２より大きな濃度（特定物質の濃度）を有する排ガスがガス精製装置１７に流入することを抑制でき、以ってガス精製装置１７の劣化が抑制される。ガス精製装置１７の劣化抑制はガス精製装置１７の長寿命化に繋がる。“Ｃ_ＤＥＴ１＞Ｃ_ＴＨ２”であるときには、排ガスをガス精製装置１７に通しても、ＣＯ_２分離膜３１にとって必要なレベルまで被毒物質を除去しきれない可能性が高い。このため、“Ｃ_ＤＥＴ１＞Ｃ_ＴＨ２”であるときにはガス精製装置１７に対象ガスを通さないことで、ガス精製装置１７の劣化を抑制する。

【0064】

＜＜第２実施例＞＞
第２実施例を説明する。ガス精製装置１７による精製の能力が十分に高く、ガス精製装置１７を経た後における対象ガスの特定物質の濃度が十分に低くなることが見込まれる場合、車両１にて三方弁１８を省略する変形を施しても良い。

【0065】

図６は、三方弁１８が省略された場合における車両１の概略的な平面図である。三方弁１８を省略する変形を、以下、便宜上、変形ＥＸ２と称する。第２実施例では変形ＥＸ２が適用される。変形ＥＸ２に係る車両１においては、三方弁１８の省略に伴って濃度センサＣＳ２が不要となる。加えて変形ＥＸ２に係る車両１においては、連結路１９ｄ～１９ｆ（図１参照）の代わりに、ガス精製装置１７とＣＯ_２分離装置３０を直接連結する連結路１９ｈが後段排気管１９に設けられる。変形ＥＸ２において、ガス精製装置１７による精製を経た後の排ガスは連結路１９ｈを通じて常にＣＯ_２分離装置３０（詳細には入力空間３２）に送られる。

【0066】

変形ＥＸ２に係る流路制御部Ｆ２は、濃度情報取得部Ｆ１にて取得された情報（Ｃ_ＤＥＴ１の情報）に基づき、第１～第３流路制御の何れかを選択的に行うことができる。変形ＥＸ２が適用されるとき、第４流路制御が実行されることは無い。変形ＥＸ２に係る第２流路制御において、流路制御部Ｆ２は、対象ガスをガス精製装置１７に通してから連結路１９ｈを通じてＣＯ_２分離装置３０（詳細には入力空間３２）に送る。変形ＥＸ２に係る第２流路制御において、流路制御部Ｆ２は対象ガスが連結路１９ｂに送られるよう流路切替装置１６を制御すれば足る。

【0067】

図７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。第２実施例では、図５に示されるステップＳ１７～Ｓ２０の処理が存在せず、ステップＳ１６において“Ｃ_ＤＥＴ１≦Ｃ_ＴＨ２”が成立する場合には図７のステップＳ２２に進む。それ以外の点において又は特に記述無き限り、第２実施例の動作の流れは第１実施例の動作の流れと同様である。

【0068】

ステップＳ２２において、流路制御部Ｆ２は、対象ガスが流路切替装置１６から連結路１９ｂを通じてガス精製装置１７に送られるよう流路切替装置１６を制御する。ステップＳ２２において、ガス精製装置１７に送られた対象ガスはガス精製装置１７を経由してから連結路１９ｈを通じてＣＯ_２分離装置３０に送られる。このため、ステップＳ２２に進む場合に実行される流路制御は第２流路制御（変形ＥＸ２に係る第２流路制御）である。ステップＳ２２の後、ステップＳ１３に戻る。

【0069】

変形ＥＸ２に係る流路制御部Ｆ２は、“Ｃ_ＤＥＴ１≦Ｃ_ＴＨ１”であるときに第１流路制御を実行し、“Ｃ_ＴＨ１＜Ｃ_ＤＥＴ１≦Ｃ_ＴＨ２”であるときに第２流路制御を実行し、“Ｃ_ＴＨ２＜Ｃ_ＤＥＴ１”であるときに第３流路制御を実行する。

【0070】

“Ｃ_ＤＥＴ１≦Ｃ_ＴＨ１”であるときに第１流路制御を実行することにより、閾濃度Ｃ_ＴＨ１より大きな濃度（特定物質の濃度）を有する排ガスがＣＯ_２分離装置３０に流入することを抑制でき、以ってＣＯ_２分離装置３０の劣化が抑制される。ＣＯ_２分離装置３０の劣化抑制はＣＯ_２分離装置３０の長寿命化に繋がる。“Ｃ_ＴＨ１＜Ｃ_ＤＥＴ１≦Ｃ_ＴＨ２”であるときには、ガス精製装置１７を通過した後の排ガスがＣＯ_２分離装置３０に送られるため、ＣＯ_２分離装置３０の劣化抑制効果を十分に見込める。更に、閾濃度Ｃ_ＴＨ２より大きな濃度（特定物質の濃度）を有する排ガスがガス精製装置１７に流入することを抑制でき、以って、ガス精製装置１７の劣化が抑制される。ガス精製装置１７の劣化抑制はガス精製装置１７の長寿命化に繋がる。また、“Ｃ_ＴＨ２＜Ｃ_ＤＥＴ１”であるときには、排ガスをガス精製装置１７に通しても、ＣＯ_２分離膜３１にとって必要なレベルまで被毒物質を除去しきれない可能性が高い。この観点からも“Ｃ_ＴＨ２＜Ｃ_ＤＥＴ１”であるときには第３流量制御を実行することで（即ち排ガスをＣＯ_２分離装置３０に送らないことで）、ＣＯ_２分離装置３０の保護を図る。

【0071】

＜＜第３実施例＞＞
第３実施例を説明する。上記の特定物質はＳＯ_Ｘであっても良い。特定物質としてのＳＯ_Ｘは、ＳＯ_２及びＳＯ_３の内、全部又は一部を含む。ＳＯ_ＸがＳＯ_２及びＳＯ_３を含むと解した場合、ＳＯ_Ｘの濃度はＳＯ_２及びＳＯ_３の各濃度の合算である。或いは、ＳＯ_Ｘの濃度とは、ＳＯ_２又はＳＯ_３の濃度を指すと解しても良い。

【0072】

更に、上記の特定物質はＮＯ_Ｘ及びＳＯ_Ｘを含んでいても良い。特定物質がＮＯ_Ｘ及びＳＯ_Ｘを含む場合、濃度Ｃ_ＤＥＴ１は排ガスＧｃ中のＮＯ_Ｘの濃度と、排ガスＧｃ中のＳＯ_Ｘの濃度と、の平均、合計又は最小値であって良い。或いは、濃度Ｃ_ＤＥＴ１は排ガスＧｂ中のＮＯ_Ｘの濃度と、排ガスＧｂ中のＳＯ_Ｘの濃度と、の平均、合計又は最小値であっても良い。特定物質がＮＯ_Ｘ及びＳＯ_Ｘを含む場合、濃度Ｃ_ＤＥＴ２は連結路１９ｄ内における排ガス中のＮＯ_Ｘの濃度と、連結路１９ｄ内における排ガス中のＳＯ_Ｘの濃度と、の平均、合計又は最小値であって良い。

【0073】

＜＜第４実施例＞＞
第４実施例を説明する。第４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。

【0074】

内燃機関１１から送出される排ガスの流路において、流路切替装置１６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）、マフラ１５の配置位置は任意に変更可能である。例えば、排気口２０にマフラ１５を配置しても良い。この場合、浄化装置１４と流路切替装置１６が連結路１３ｂにより直接連結され、連結路１３ｂ内の排ガスＧｂが対象ガスとして流路切替装置１６に流れ込む。内燃機関１１から送出される排ガスの流路において、流路切替装置１６の上流側と下流側の双方にマフラが設置されても良い。

【0075】

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。

【0076】

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。

【0077】

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、流路切替装置１６、ガス精製装置１７、ＣＯ_２分離装置３０及びＣＯ_２貯留装置４０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。

【0078】

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。

【0079】

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。

【0080】

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。

【0081】

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。

【0082】

本発明の一側面に係るプログラムは、熱機関からの排ガスの流路を切り替えるための流路切替装置と、ガス精製装置と、ＣＯ_２分離膜を含むＣＯ_２分離装置と、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、前記流路切替装置を用いて前記流路を制御する流路制御工程を前記処理部に実行させ、前記流路制御工程において、前記熱機関及び前記流路切替装置間における排ガス中の特定物質の濃度と複数の閾濃度との比較結果に基づき、前記熱機関からの排ガスを前記ガス精製装置に通すことなく前記ＣＯ_２分離装置に送る第１流路制御と、前記熱機関からの排ガスを前記ガス精製装置に通してから前記ＣＯ_２分離装置に送る第２流路制御と、前記熱機関からの排ガスを前記ガス精製装置に通すことなく且つ前記ＣＯ_２分離装置に送ることなく前記対象機器の外部に放出させる第３流路制御と、を含む複数の流路制御を、前記処理部に、切り替えて実行させる。

【0083】

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】

【0084】

１ 車両
１１ 内燃機関
１２ 排気マニホールド
１３ 前段排気管
１３ａ～１３ｃ 連結路
１４ 浄化装置
１５ マフラ
１６ 流路切替装置
１７ ガス精製装置
１８ 三方弁
１９ 後段排気管
１９ａ～１９ｈ 連結路
２０ 排気口
３０ ＣＯ_２分離装置
３１ ＣＯ_２分離膜
３２ 入力空間
３３ 出力空間
４０ ＣＯ_２貯留装置
ＣＳ１、ＣＳ２ 濃度センサ
１００ 制御装置
１１０ 演算処理部
１２０ メモリ
１３０ インターフェース
Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃ 排ガス
Ｆ１ 濃度情報取得部
Ｆ２ 流路制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】