特開 2025-152877 車載エンジンの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】P2025152877

(43)【公開日】2025-10-10

(54)【発明の名称】車載エンジンのＣＯ２回収システム

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/08 20060101AFI20251002BHJP

   B01D 53/92 20060101ALI20251002BHJP

   B01D 53/96 20060101ALI20251002BHJP

【ＦＩ】

F01N3/08 A ZAB

B01D53/92 352

B01D53/96

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024055046

(22)【出願日】2024-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松田 啓嗣

(72)【発明者】

【氏名】原田 雄司

(72)【発明者】

【氏名】内田 健司

(72)【発明者】

【氏名】山本 亮

【テーマコード（参考）】

3G091

4D002

【Ｆターム（参考）】

3G091AA02

3G091AB08

3G091BA01

3G091BA13

3G091BA36

3G091CA08

3G091CA26

3G091EA01

3G091EA07

3G091EA17

3G091EA19

3G091EA32

4D002AA09

4D002AC10

4D002BA04

4D002BA13

4D002DA45

4D002EA01

4D002EA07

4D002EA08

4D002FA01

4D002GA03

4D002GB01

4D002GB03

4D002GB04

4D002GB11

4D002HA08

(57)【要約】

【課題】ＣＯ_２の貯蔵効率を向上させる。
【解決手段】ＣＯ_２回収システムＳは、排気触媒２３の下流に配置された第１吸着装置２７Ａと、第１吸着装置２７Ａと並列に接続された第２吸着装置２７Ｂと、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂの下流に配置されたガス貯蔵タンク５１と、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂをそれぞれ吸着状態と脱離状態とに切り替える流路切替装置５と、を備え、ガス貯蔵タンク５１は、該ガス貯蔵タンク５１に流入したＣＯ_２含有ガスを外部へ放出させる放出口５１ｂを有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車載エンジンのシリンダと、排気管の下流端との間に配置され、前記シリンダから排出された排気ガスを流通させるとともに、該排気ガス中のＣＯ_２を回収する車載エンジンのＣＯ_２回収システムであって、
排気触媒の下流に配置され、高圧時及び低温時の少なくとも一方に際しては排気ガス中のＣＯ_２を吸着し、低圧時及び高温時の少なくとも一方に際しては吸着したＣＯ_２を脱離するＣＯ_２吸着材を含んで構成された第１吸着装置と、
排気ガスの流れ方向において前記第１吸着装置と並列に接続され、前記ＣＯ_２吸着材を含んで構成された第２吸着装置と、
前記第１及び第２吸着装置の下流に配置され、該第１及び第２吸着装置の一方から脱離させたＣＯ_２を含んだＣＯ_２含有ガスを流入させるとともに、前記ＣＯ_２吸着材が内蔵されたガス貯蔵タンクと、
前記第１及び第２吸着装置を、それぞれ、前記排気触媒と前記下流端との間に接続した吸着状態と、前記排気触媒から切り離されかつ前記ガス貯蔵タンクに接続された脱離状態と、に切り替える流路切替装置と、を備え、
前記ガス貯蔵タンクは、該ガス貯蔵タンクに流入したＣＯ_２含有ガスを、該ガス貯蔵タンクの外部へ放出させる放出口を有する
ことを特徴とする車載エンジンのＣＯ_２回収システムであって、

【請求項2】

請求項１に記載された車載エンジンのＣＯ_２回収システムにおいて、
前記放出口に接続され、前記ガス貯蔵タンクから流出するＣＯ_２含有ガスが流れる第１流通管と、
前記第１流通管に配置され、該第１流通管を通じて流出するＣＯ_２含有ガスの量を調整するガス量調整部と、
前記ガス量調整部を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記ガス量調整部を制御することで、前記第１及び第２吸着装置のうち、前記脱離状態とした吸着装置から前記ガス貯蔵タンクに流入したＣＯ_２含有ガスのうちの所定量を、該ガス貯蔵タンクの外部へと流出させる
ことを特徴とする車載エンジンのＣＯ_２回収システム。

【請求項3】

請求項２に記載された車載エンジンのＣＯ_２回収システムにおいて、
前記コントローラは、前記第１及び第２吸着装置の一方からのＣＯ_２の脱離に際し、
前記排気管のうち、前記吸着状態と前記脱着状態とで共通となる排気管の容積と、前記第１及び第２吸着装置のうち、前記脱着状態にある一方の容積と、の合算値を算出し、
前記所定量が前記合算値となるように、前記ガス量調整部を制御する
ことを特徴とする車載エンジンのＣＯ_２回収システム。

【請求項4】

請求項２に記載された車載エンジンのＣＯ_２回収システムにおいて、
前記第１流通管は、前記ガス貯蔵タンクを、前記第１及び第２吸着装置上流の前記排気管に接続し、
前記コントローラは、前記ガス量調整部を制御することで、前記ガス貯蔵タンクの外部へと流出させたガスを、前記第１流通管を介して前記第１及び第２吸着装置の上流に循環させる
ことを特徴とする車載エンジンのＣＯ_２回収システム。

【請求項5】

請求項４に記載された車載エンジンのＣＯ_２回収システムにおいて、
前記コントローラは、前記第１及び第２吸着装置の一方からのＣＯ_２の脱離に際し、
前記一方の吸着装置から、所定の脱離期間にわたってＣＯ_２を脱離させ、
前記脱離期間と同じ期間にわたって、前記第１流通管を介してＣＯ_２含有ガスを放出させるとともに、該放出時におけるＣＯ_２含有ガスの流量が一定になるように、前記ガス量調整部を制御する
ことを特徴とする車載エンジンのＣＯ_２回収システム。

【請求項6】

請求項４に記載された車載エンジンのＣＯ_２回収システムにおいて、
前記コントローラは、前記第１及び第２吸着装置の一方からのＣＯ_２の脱離に際し、
前記一方の吸着装置からのＣＯ_２の脱離期間中、前記排気管における排気ガスの圧力が所定圧力以下となるように、前記ガス量調整部を制御し、
前記コントローラは、前記車載エンジンの運転状態に基づいて、前記所定圧力を決定する
ことを特徴とする車載エンジンのＣＯ_２回収システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車載エンジンのＣＯ_２回収システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１には、内燃機関のＣＯ_２分離装置が開示されている。この分離装置は、第１及び第２ＣＯ_２吸着器と、第１及び第２ＣＯ_２吸着器の下流に配置されたガス貯蔵タンクと、上流側切替バルブ及び下流側切替バルブと、を備えている。

【0003】

ここで、ＣＯ２吸着器には、温度に応じてＣＯ_２を吸着及び脱離可能な所定の吸着材が設けられている。上流側切替バルブ及び下流側切替バルブは、第１及び第２ＣＯ_２吸着器と、ガス貯蔵タンクとを結んだ流路構造を切り替える。上流側切替バルブ及び下流側切替バルブを制御することで、第１及び第２ＣＯ_２吸着器のうち、排気ガスからＣＯ_２を吸着する一方と、ガス貯蔵タンクに接続されて脱離したＣＯ_２を貯蔵させる他方と、を互い違いに切り替えることができる。

【0004】

また、特許文献２には、二酸化炭素回収装置の一例が開示されている。この装置は、第１吸着材が収容された吸着タンクを備えている。ここで、第１吸着材は、排気ガスに含まれる二酸化炭素を吸着するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２３－１１８５２８号公報

【特許文献2】特開２０１６－１３１９２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、前記特許文献１に記載されているように流路構造を切り替えるように構成した場合、排気ガスを流通させて、その排気ガスからＣＯ_２を吸着するＣＯ_２吸着器と、排気ガスの流通から切り離されて、ガス貯蔵タンクへと脱離したＣＯ_２を送り込むＣＯ_２吸着器と、がそれぞれ交互に切り替わることになる。

【0007】

この場合、脱離したＣＯ_２を送り込む側のＣＯ_２吸着器も、それ以前は排気ガスが流通していたことになる。その場合、ＣＯ_２吸着器からガス貯蔵タンクへと通じる排気管の一部には、窒素等、ＣＯ_２以外の排気ガス含有物が残存することになる。

【0008】

そのため、ガス貯蔵タンクには、ＣＯ_２吸着器から脱離したＣＯ_２に加えて、排気管の一部に残存した窒素等の含有物も送り込まれることになる。ガス貯蔵タンクは、窒素等の含有物が送られた分だけ高圧になる。ガス貯蔵タンクの最大圧力には限度があるため、その限度内に収めるためには、ガス貯蔵タンクにおけるＣＯ_２の貯蔵量を犠牲にする必要がある。このことは、ＣＯ_２の貯蔵効率を確保する上で不都合である。

【0009】

こうした問題に対し、特許文献２に記載されているような第１吸着材の代わりに、窒素ガスを吸着可能な吸着材をガス貯蔵タンクに内蔵させることが考えられる。しかしながら、そのような方策は、ガス貯蔵タンクの製造コスト、吸着材のレイアウト等の観点で不都合である。

【0010】

本開示は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＣＯ_２の貯蔵効率を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本開示の第１の態様は、車載エンジンのシリンダと、排気管の下流端との間に配置され、前記シリンダから排出された排気ガスを流通させるとともに、該排気ガス中のＣＯ_２を回収する車載エンジンのＣＯ_２回収システムに係る。

【0012】

そして、前記第１の態様によれば、前記ＣＯ_２回収システムは、排気触媒の下流に配置され、高圧時及び低温時の少なくとも一方に際しては排気ガス中のＣＯ_２を吸着し、低圧時及び高温時の少なくとも一方に際しては吸着したＣＯ_２を脱離するＣＯ_２吸着材を含んで構成された第１吸着装置と、排気ガスの流れ方向において前記第１吸着装置と並列に接続され、前記ＣＯ_２吸着材を含んで構成された第２吸着装置と、前記第１及び第２吸着装置の下流に配置され、該第１及び第２吸着装置の一方から脱離させたＣＯ_２を含んだＣＯ_２含有ガスを流入させるとともに、前記ＣＯ_２吸着材が内蔵されたガス貯蔵タンクと、前記第１及び第２吸着装置を、それぞれ、前記排気触媒と前記下流端との間に接続した吸着状態と、前記排気触媒から切り離されかつ前記ガス貯蔵タンクに接続された脱離状態と、に切り替える流路切替装置と、を備え、前記ガス貯蔵タンクは、該ガス貯蔵タンクに流入したＣＯ_２含有ガスを、該ガス貯蔵タンクの外部へ放出させる放出口を有する。

【0013】

前記第１の態様によると、ガス貯蔵タンクから、ＣＯ_２含有ガスを適宜放出させる。これにより、ＣＯ_２含有ガス中のＣＯ_２については、ガス貯蔵タンクに内蔵されたＣＯ_２吸着材に吸着させる一方、ＣＯ_２含有ガス中の他の成分については、ガス貯蔵タンクから放出させることができる。ＣＯ_２については、ＣＯ_２吸着材に吸着させることになるため、タンク内の圧力を低く維持することができる。一方、他の成分を放出させることで、タンク内の圧力を可能な限り抑制することができる。

【0014】

かくして、ＣＯ_２をＣＯ_２吸着材に吸着させたことと、タンク内の圧力を可能な限り抑制したこととが相まって、ＣＯ_２の貯蔵効率を向上させることができる。

【0015】

また、本開示の第２の態様によれば、前記ＣＯ_２回収システムは、前記放出口に接続され、前記ガス貯蔵タンクから流出するＣＯ_２含有ガスが流れる第１流通管と、前記第１流通管に配置され、該第１流通管を通じて流出するＣＯ_２含有ガスの量を調整するガス量調整部と、前記ガス量調整部を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記ガス量調整部を制御することで、前記第１及び第２吸着装置のうち、前記脱離状態とした吸着装置から前記ガス貯蔵タンクに流入したＣＯ_２含有ガスのうちの所定量を、該ガス貯蔵タンクの外部へと流出させる、としてもよい。

【0016】

前記第２の態様によると、ガス量調整部を介してＣＯ_２含有ガスを能動的にタンク外に流出させたことで、タンク内の圧力を、可能な限り抑制することができる。そのことで、ＣＯ_２の貯蔵効率を向上させることができる。

【0017】

また、本開示の第３の態様によれば、前記コントローラは、前記第１及び第２吸着装置の一方からのＣＯ_２の脱離に際し、前記排気管のうち、前記吸着状態と前記脱着状態とで共通となる排気管の容積と、前記第１及び第２吸着装置のうち、前記脱着状態にある一方の容積と、の合算値を算出し、前記所定量が前記合算値となるように、前記ガス量調整部を制御する、としてもよい。

【0018】

前記第３の態様によると、前記吸着状態と前記脱着状態とで共通となる排気管と、その排気管に連通する吸着装置には、吸着状態時に通過した排気ガスに起因した、窒素等の成分が残存しているものと考えられる。そこで、前記第３の態様の如くガス量調整部を制御することで、そうした残存成分を的確に除去することができる。

【0019】

また、本開示の第４の態様によれば、前記第１流通管は、前記ガス貯蔵タンクを、前記第１及び第２吸着装置上流の前記排気管に接続し、前記コントローラは、前記ガス量調整部を制御することで、前記ガス貯蔵タンクの外部へと流出させたガスを、前記第１流通管を介して前記第１及び第２吸着装置の上流に循環させる、としてもよい。

【0020】

前記第４の態様によると、ＣＯ_２含有ガスを大気に放出する代わりに、ＣＯ_２回収システム内を繰り返し循環させる。これにより、ＣＯ_２を大気に放出させるような構成と比較して、ＣＯ_２の回収量を可能な限り多く確保することができる。

【0021】

また、本開示の第５の態様によれば、前記コントローラは、前記第１及び第２吸着装置の一方からのＣＯ_２の脱離に際し、前記一方の吸着装置から、所定の脱離期間にわたってＣＯ_２を脱離させ、前記脱離期間と同じ期間にわたって、前記第１流通管を介してＣＯ_２含有ガスを放出させるとともに、該放出時におけるＣＯ_２含有ガスの流量が一定になるように、前記ガス量調整部を制御する、としてもよい。

【0022】

前記第５の態様によると、ＣＯ_２の脱離期間とＣＯ_２含有ガスの放出期間を同期させることで、排気圧力の急増を抑制することができる。そのことと、ＣＯ_２含有ガスの流量を一定にすることによる排気圧力の急変抑制とが相まって、排気圧力の急増を可能な限り抑制することができる。これにより、車載エンジンの運転に与える影響（特に、仕事のロス）を、可能な限り抑制することができる。

【0023】

また、本開示の第６の態様によれば、前記コントローラは、前記第１及び第２吸着装置の一方からのＣＯ_２の脱離に際し、前記一方の吸着装置からのＣＯ_２の脱離期間中、前記排気管における排気ガスの圧力が所定圧力以下となるように、前記ガス量調整部を制御し、前記コントローラは、前記車載エンジンの運転状態に基づいて、前記所定圧力を決定する、としてもよい。

【0024】

一般に、車載エンジンが低回転になるほど、排圧を上昇可能な余地は大きくなり、車載エンジンが低負荷になるほど、排圧を上昇可能な余地は大きくなる。排圧を上昇可能な余地に応じて脱離させるＣＯ_２の量又は流量を制御することで、排圧を、車載エンジンの運転状態に見合った範囲内に抑えることができる。

【発明の効果】

【0025】

以上説明したように、本開示によれば、ＣＯ_２の貯蔵効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】図１は、車載エンジンのＣＯ_２回収システムの全体構成を例示する概略図である。

【図2】図２は、回収システムの構成を例示するシステム図である。

【図3】図３は、ガス貯蔵タンクの構成を例示する図である。

【図4】図４は、コントローラの構成を例示するブロック図である。

【図5A】図５Ａは、流路切替装置が果たす機能について説明する図である。

【図5B】図５Ｂは、流路切替装置が果たす機能について説明する図である。

【図6】図６は、吸着制御の具体例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、脱離制御の具体例を示すフローチャートである。

【図8】図８は、放出制御の具体例を示すフローチャートである。

【図9】図９は、回収システムの第２実施形態を示す図２対応図である。

【図10】図１０は、放出制御の別例を示すフローチャートである。

【図11】図１１は、ＣＯ_２吸着材におけるＣＯ_２吸着量の圧力及び温度依存性を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示である。

【0028】

＜１．全体構成＞
図１は、車載エンジン１のＣＯ_２回収システムＳの全体構成を例示する概略図である。以下、「ＣＯ_２回収システムＳ」を、単に「回収システムＳ」ともいう。この回収システムＳは、車載エンジン１のシリンダ１１と、排気管２の下流端（テールパイプ２０）との間に接続される。

【0029】

車載エンジン１は、自動車に搭載される内燃機関である。車載エンジン１は、燃焼室１２を形成するシリンダ１１を備えている。シリンダ１１には、外部から燃焼室１２に空気を供給する吸気管１３と、燃焼室１２から排気を排出する排気管２とが接続されている。

【0030】

排気管２は、その下流端にテールパイプ２０が配置されている。本実施形態に係る回収システムＳは、シリンダ１１からテールパイプ２０に至る途中の排気管２に配置されている。

【0031】

＜２．回収システム＞
図２は、回収システムＳの構成を例示するシステム図である。図２において、排気ガスが流れる通路、つまり排気管２は、線の太い実線で示されている。同図において、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂから脱離されたガス（ＣＯ_２を含有し得るガスであり、以下、これを「ＣＯ_２含有ガス」という）専用の通路は、線の細い実線で示されている。排気管２は、ＣＯ_２含有ガスの通路を兼用している。また、図２において、排気ガスを冷却するための熱交換媒体が流れる通路は、同図において鎖線で示されている。図２に示すように、排気管２は、シリンダ１１とテールパイプ２０を結んでいる。

【0032】

排気管２における中途の部位には、分岐部２ａと、合流部２ｂとが配置されている。分岐部２ａにおいて、排気管２は、１本の配管から第１分岐管２１と第２分岐管２２とによって構成される２本の排気管２に分岐する。合流部２ｂにおいて、第１分岐管２１と第２分岐管２２は、１本の配管に再び合流する。テールパイプ２０は、合流後の排気管２に接続されている。

【0033】

以下、「上流」とは、排気管２における排気ガス又はＣＯ_２含有ガスの流れ方向を基準とした「上流」をいう。同様に、「下流」とは、排気管２における排気ガス又はＣＯ_２含有ガスの流れ方向を基準とした「下流」をいう。例えば、前述した分岐部２ａは、図２に示すように、合流部２ｂよりも上流側に配置されている。

【0034】

排気管２において、シリンダ１１から分岐部２ａに至るまでの部位には、上流側から順に、排気触媒２３と、第１熱交換器２４と、第１気水分離器２５と、が配置されている。

【0035】

排気触媒２３は、排気ガスを浄化する。排気触媒２３は、排気ガスに含まれる有害成分を浄化し、無害ガスを排出する。有害成分は、ＮＯｘ、ＣＯ及びＨＣを含む。無害ガスは、窒素（Ｎ_２）、ＣＯ_２及びＨ_２Ｏ等を含んで構成されるガスである。排気触媒２３は、例えば三元触媒である。

【0036】

第１熱交換器２４は、排気触媒２３の下流に配置されている。第１熱交換器２４は、排気触媒２３を通過した後の排気ガスから受熱するように、該排気ガスと熱交換媒体との間で熱交換を行う。熱交換媒体は、例えば冷却用の液体である。熱交換媒体は、例えば水である。第１熱交換器２４は、排気ガスを通過させるとともに、通過させた排ガスから受熱するように構成されている。熱交換媒体は、排気管２とは独立した流路系（熱交換システム４）を通じて循環する。

【0037】

熱交換システム４は、熱交換媒体を循環させるためのシステムである。熱交換システム４を循環する熱交換媒体は、第１熱交換器２４において受熱した後、後述する第２熱交換器３８を通過して、その第２熱交換器３８においてさらに受熱する。第２熱交換器３８において受熱した熱交換媒体は、第３熱交換器４１によって冷却された後、第１熱交換器２４を再び通過する。

【0038】

こうして、熱交換媒体は、第１熱交換器２４、第２熱交換器３８及び第３熱交換器４１の順で、熱交換システム４を循環するようになっている。第３熱交換器４１は、電気駆動式の冷却装置であり、該第３熱交換器４１を通過する熱交換媒体を冷却した上で、冷却後の熱交換媒体を第１熱交換器２４に送り出すように構成されている。第３熱交換器４１は、電力によってポンプを駆動させるとともに、その駆動によって循環する循環液によって熱交換媒体（被冷却媒体）を冷却する「チラー」によって構成してもよい。

【0039】

第１気水分離器２５は、第１熱交換器２４の下流に配置されている。第１気水分離器２５は、排気ガス中に生じた凝縮水を、該排気ガスから分離させる。すなわち、第１熱交換器２４を通過した排気ガスは、第１熱交換器２４によって熱を奪われた分、温度低下することになる。その温度低下によって、排気ガス中に含まれる水分は、液化して凝縮水となる。第１気水分離器２５は、排気ガスを通過させるとともに、通過させた排ガスから凝縮水を捕集するように構成されている。

【0040】

また、排気管２において、分岐部２ａから第１分岐管２１を介して合流部２ｂに至るまでの部位には、上流側から順に、第１上流側制御弁２６Ａと、第１吸着装置２７Ａと、第１下流側制御弁２８Ａと、が配置されている。

【0041】

第１上流側制御弁２６Ａは、第１吸着装置２７Ａの上流側の第１分岐管２１を開閉する。第１上流側制御弁２６Ａは、後述のコントローラ１００と電気的に接続されており、該コントローラ１００から制御信号を受けて開閉する。

【0042】

第１吸着装置２７Ａは、排気触媒２３、第１熱交換器２４、第１気水分離器２５、分岐部２ａ及び第１上流側制御弁２６Ａの下流に配置されている。第１吸着装置２７Ａは、ＣＯ_２吸着材２７１を含んで構成されている。ＣＯ_２吸着材２７１は、高圧時及び／又は低温時には排気ガス中のＣＯ_２を吸着し、低圧時及び／又は高温時には吸着したＣＯ_２を脱離する。

【0043】

詳しくは、本実施形態に係るＣＯ_２吸着材２７１は、図１１に例示するように、同一の温度条件下（温度が等しい条件下）では、低圧になるほどＣＯ_２を吸着し、同一の圧力条件下（圧力が等しい条件下）では、大気圧に近づくほどＣＯ_２を吸着する。ＣＯ_２吸着材２７１は、所定の温度下では、大気圧付近でＣＯ_２吸着量が最大となる。

【0044】

さらに詳しくは、ＣＯ_２吸着材２７１は、大気圧以上の排圧（排気圧）作用時、つまり、ＣＯ_２吸着量が最大となる圧力下においては、排気ガス中のＣＯ_２を吸着する。また、このＣＯ_２吸着材２７１は、大気圧より低圧となる負圧作用時（具体的には、後述の真空ポンプ３６作動時）には、吸着していたＣＯ_２を脱離する。ＣＯ_２吸着材２７１は、例えばゼオライト製の吸着材である。

【0045】

第１吸着装置２７Ａにおけるこれらの性質は、第２吸着装置２７ＢのＣＯ_２吸着材２７１においても共通である。第１吸着装置２７Ａにおけるこれらの性質は、本実施形態ではガス貯蔵タンク５１のＣＯ_２吸着材２７２においても共通であるが、共通とすることは必須ではない。

【0046】

本実施形態のＣＯ_２吸着材２７１は、主に、真空ポンプ３６を用いた圧力スイング法によって、ＣＯ_２を脱離させるように構成されている。また、本実施形態の第１熱交換器２４は、排気ガスから凝縮水を分離させるとともに、ＣＯ_２吸着材２７１によるＣＯ_２の吸着を増進させるように構成されている。すなわち、本実施形態では、圧力スイング法を主体としつつも、ＣＯ_２吸着材２７１におけるＣＯ_２吸着量の温度依存性も、一部併用されるようになっている。

【0047】

第１下流側制御弁２８Ａは、第１吸着装置２７Ａの下流側の第１分岐管２１を開閉する。第１下流側制御弁２８Ａは、後述のコントローラ１００と電気的に接続されており、該コントローラ１００から制御信号を受けて開閉する。

【0048】

また、排気管２において、分岐部２ａから第２分岐管２２を介して合流部２ｂに至るまでの部位には、上流側から順に、第２上流側制御弁２６Ｂと、第２吸着装置２７Ｂと、第２下流側制御弁２８Ｂと、が配置されている。

【0049】

第２上流側制御弁２６Ｂは、第２吸着装置２７Ｂの上流側の第２分岐管２２を開閉する。第２上流側制御弁２６Ｂは、後述のコントローラ１００と電気的に接続されており、該コントローラ１００から制御信号を受けて開閉する。

【0050】

第２吸着装置２７Ｂは、排気触媒２３、第１熱交換器２４、第１気水分離器２５、分岐部２ａ及び第２上流側制御弁２６Ｂの下流に配置されている。第２吸着装置２７Ｂは、ＣＯ_２吸着材２７１を含んで構成されている。ＣＯ_２吸着材２７１は、高圧時及び／又は低温時には排気ガス中のＣＯ_２を吸着し、低圧時及び／又は高温時には吸着したＣＯ_２を脱離する。

【0051】

詳しくは、本実施形態に係るＣＯ_２吸着材２７１は、図１１に例示するように、同一の温度条件下（温度が等しい条件下）では、低圧になるほどＣＯ_２を吸着し、同一の圧力条件下（圧力が等しい条件下）では、大気圧に近づくほどＣＯ_２を吸着する。ＣＯ_２吸着材２７１は、所定の温度下では、大気圧付近でＣＯ_２吸着量が最大となる。

【0052】

さらに詳しくは、ＣＯ_２吸着材２７１は、大気圧以上の排圧（排気圧）作用時、つまり、ＣＯ_２吸着量が最大となる圧力下においては、排気ガス中のＣＯ_２を吸着する。また、このＣＯ_２吸着材２７１は、大気圧より低圧となる負圧作用時（具体的には、後述の真空ポンプ３６作動時）には、吸着していたＣＯ_２を脱離する。ＣＯ_２吸着材２７１は、例えばゼオライト製の吸着材である。

【0053】

図２に示すように、第２吸着装置２７Ｂは、排気ガスの流れ方向において第１吸着装置２７Ａと並列に接続されているものとみなすことができる。

【0054】

第２下流側制御弁２８Ｂは、第２吸着装置２７Ｂの下流側の第２分岐管２２を開閉する。第２下流側制御弁２８Ｂは、後述のコントローラ１００と電気的に接続されており、該コントローラ１００から制御信号を受けて開閉する。

【0055】

また、第１及び第２分岐管２１，２２には、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂから脱離されたＣＯ_２含有ガスを流通させる脱離ガス流通系３が接続されている。本実施形態に係る脱離ガス流通系３は、回収システムＳの一要素として構成されている。

【0056】

具体的に、第１分岐管２１における、第１上流側制御弁２６Ａと第１吸着装置２７Ａの間の部位には、第１脱離分岐部２ｃが設けられている。第１脱離分岐部２ｃには、第１吸着装置２７Ａから脱離したＣＯ_２含有ガスが流れる第３分岐管３１が接続されている。

【0057】

同様に、第２分岐管２２における、第２上流側制御弁２６Ｂと第２吸着装置２７Ｂの間の部位には、第２脱離分岐部２ｄが設けられている。第２脱離分岐部２ｄには、第２吸着装置２７Ｂから脱離したＣＯ_２含有ガスが流れる第４分岐管３２が接続されている。

【0058】

第３分岐管３１には、該第３分岐管３１を開閉する第１脱離制御弁３３が配置されている。第４分岐管３２には、該第４分岐管３２を開閉する第２脱離制御弁３４が配置されている。第１及び第２脱離制御弁３３，３４は、それぞれコントローラ１００と電気的に接続されており、該コントローラ１００から制御信号を受けて開閉する。

【0059】

第３分岐管３１と第４分岐管３２は、脱離ガス合流部２ｅにて合流し、一体の脱離ガス管３５をなす。脱離ガス管３５には、脱離ガス（ＣＯ_２含有ガス）の流れ方向に関して上流側から順に、真空ポンプ３６と、コンプレッサ３７と、第２熱交換器３８と、第２気水分離器３９と、ガス貯蔵タンク５１と、が配置されている。

【0060】

真空ポンプ３６は、大気圧未満の空気圧（負圧）を生成する。真空ポンプ３６は、コントローラ１００と電気的に接続されており、該コントローラ１００から制御信号を受けて作動する。真空ポンプ３６が負圧を生成することで、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７ＢからのＣＯ_２の脱離を促すことができる。真空ポンプ３６の代わりに、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂをそれぞれ加熱するヒータを用いてもよい。

【0061】

コンプレッサ３７は、真空ポンプ３６に吸引されかつ該真空ポンプ３６を通過したＣＯ_２含有ガスを圧縮する。コンプレッサ３７は、コントローラ１００と電気的に接続されており、該コントローラ１００から制御信号を受けて作動する。

【0062】

第２熱交換器３８は、コンプレッサ３７の下流に配置されている。より一般的には、本実施形態に係る第２熱交換器３８は、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７ＢのＣＯ_２吸着材２７１から、ガス貯蔵タンク５１に至る途中に配置されている。第２熱交換器３８は、コンプレッサ３７を通過した後のＣＯ_２含有ガスから受熱するように、該排気ガスと熱交換媒体との間で熱交換を行う。

【0063】

第２気水分離器３９は、第２熱交換器３８の下流かつガス貯蔵タンク５１の上流に配置され、ＣＯ_２含有ガス中に生じた凝縮水を、該ＣＯ_２含有ガスから分離させる。すなわち、第２熱交換器３８を通過したＣＯ_２含有ガスは、第２熱交換器３８によって熱を奪われた分、温度低下することになる。その温度低下によって、ＣＯ_２含有ガス中に含まれる水分は、液化して凝縮水となる。第２気水分離器３９は、ＣＯ_２含有ガスを通過させるとともに、通過させたＣＯ_２含有ガスから凝縮水を捕集するように構成されている。

【0064】

図３は、ガス貯蔵タンク５１の構成を例示する図である。ガス貯蔵タンク５１は、第２気水分離器３９の下流に配置されている。より一般的には、本実施形態に係るガス貯蔵タンク５１は、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂ、並びにそれらに設けられたＣＯ_２吸着材２７１の下流に配置されている。ガス貯蔵タンク５１は、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂの一方からのＣＯ_２含有ガスを流入させる。

【0065】

また、図３に示すように、ガス貯蔵タンク５１には、ＣＯ_２吸着材２７２が内蔵されている。ガス貯蔵タンク５１に内蔵されるＣＯ_２吸着材２７２は、第１及び第２吸着装置に含まれるゼオライト製のＣＯ_２吸着材２７１と同じものであってもよいし、別のものであってもよい。

【0066】

ガス貯蔵タンク５１は、流入口５１ａと、放出口５１ｂとを有している。放出口５１ｂは、ガス貯蔵タンク５１に流入したガスを、該ガス貯蔵タンク５１の外部へ流出させるように開口している。

【0067】

放出口５１ｂには、第１流通管５２が接続されている。第１流通管５２は、ガス貯蔵タンク５１から流出するガスが流れる管路を構成している。本実施形態では、第１流通管５２は、ガス貯蔵タンク５１を、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂ上流の排気管２に接続している。

【0068】

具体的に、第１流通管５２の上流端部は、ガス貯蔵タンク５１の放出口５１ｂに接続されている。第１流通管５２の下流端部は、第１気水分離器２５と分岐部２ａとの間の排気管２に接続されている。後述の第２実施形態に示すように、第１流通管５２の下流端部は、大気開放してもよい。

【0069】

第１流通管５２には、上流側から順に、ガス量調整部５３と、逆止弁５４とが配置されている。ガス量調整部５３は、第１流通管５２を通じて流出するＣＯ_２含有ガスの量（特に流量）を調整する。本実施形態では、ガス量調整部５３は、全開状態と全閉状態との間で開度調整可能な制御弁によって構成されている。ガス量調整部５３は、コントローラ１００と電気的に接続されており、該コントローラ１００から制御信号を受けて開度を変更する。

【0070】

＜３．コントローラ＞
図４は、コントローラ１００の構成を例示するブロック図である。コントローラ１００は、プロセッサ１００ａ、メモリ１００ｂ及び入出力バス１００ｃ等のハードウェアと、データベース、制御プログラム等のソフトウェアと、を備えている。コントローラ１００は、いわゆるＥＣＵ（Engine Control Unit）によって構成されている。

【0071】

コントローラ１００には、種々のセンサ類が接続されている。具体的に、コントローラ１００には、アクセルペダルセンサＳｗ１と、エンジン回転数センサＳｗ２と、排気温度センサＳｗ３と、排気圧力センサＳｗ４と、吸着層温度センサＳｗ５と、タンク圧力センサＳｗ６と、が電気信号を受信可能に接続されている。コントローラ１００には、これらのセンサによって生成された電気信号が入力される。

【0072】

アクセルペダルセンサＳｗ１は、車両のアクセルペダルの開度を検出し、その検出開度を示す電気信号を生成する。エンジン回転数センサＳｗ２は、車載エンジン１の回転数を検出し、その検出回転数を示す電気信号を生成する。排気温度センサＳｗ３は、排気管２を流れる排気ガスの温度を検出し、その検出温度を示す電気信号を生成する。排気圧力センサＳｗ４は、排気管２を流れる排気ガスの圧力を検出し、その検出圧力を示す電気信号を生成する。吸着層温度センサＳｗ５は、第１吸着装置２７Ａ及び第２吸着装置２７ＢそれぞれのＣＯ_２吸着材２７１の温度を検出し、各検出温度を示す電気信号を生成する。タンク圧力センサＳｗ６は、ガス貯蔵タンク５１内の空気の圧力を検出し、その検出圧力を示す電気信号を生成する。

【0073】

コントローラ１００には、種々のアクチュエータが接続されている。具体的に、コントローラ１００には、第１上流側制御弁２６Ａと、第１下流側制御弁２８Ａと、第２上流側制御弁２６Ｂと、第２下流側制御弁２８Ｂと、第１及び第２脱離制御弁３３，３４と、真空ポンプ３６と、コンプレッサ３７と、ガス量調整部５３と、が電気信号を送信可能に接続されている。

【0074】

以下、これらのアクチュエータのうち、第１上流側制御弁２６Ａと、第１下流側制御弁２８Ａと、第２上流側制御弁２６Ｂと、第２下流側制御弁２８Ｂと、第１及び第２脱離制御弁３３，３４と、を総称して流路切替装置５という。流路切替装置５が果たす機能については、後述する。

【0075】

コントローラ１００は、前述したセンサ類から入力される電気信号等に基づいて制御信号を生成し、それをコントローラ１００と電気的に接続された種々のアクチュエータに入力する。

【0076】

例えば、コントローラ１００は、アクセルペダルセンサＳｗ１による検出開度に基づいて、車載エンジン１の目標負荷を算出することができる。この目標負荷は、燃料噴射量の調整等、車載エンジンの運転に用いたり、後述の如きガス量調整部５３の制御に用いたりすることができる。

【0077】

図５Ａ及び図５Ｂは、流路切替装置５が果たす機能について説明する図である。これらの図において、熱交換システム４については、図面の明瞭化のため、その大部分を省略した状態で示す。

【0078】

図５Ａ及び図５Ｂにおいて制御弁を示す回路記号のうち、白抜きの回路記号は、開弁状態にあることを示す。同様に、図５Ａ及び図５Ｂにおいて制御弁を示す回路記号のうち、黒塗の回路記号は、閉弁状態にあることを示す。また、図５Ａ及び図５Ｂの実践、破線等の意味するところは、各図の凡例に示すとおりである。

【0079】

本実施形態に係る流路切替装置５は、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂを、それぞれ、排気触媒２３とテールパイプ２０の間に接続された状態と、排気触媒２３から切り離されかつガス貯蔵タンク５１に接続された状態と、に交互に切り替えることができる。この切替は、コントローラ１００から流路切替装置５に入力される電気信号に基づいて行うことができる。

【0080】

前者の状態（吸着状態）は、排気ガスからのＣＯ_２の吸着と、ＣＯ_２を吸着した排気ガスの排出とに寄与する。後者の状態（脱離状態）は、その吸着装置に吸着しているＣＯ_２の脱離と、ガス貯蔵タンク５１へのＣＯ_２含有ガスの供給とに寄与する。以下、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂのそれぞれについて、流路構造を吸着状態にするための処理を「吸着制御」と呼称する。同様に、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂのそれぞれについて、流路構造を脱離状態とした上で、真空ポンプ３６を作動させる処理を「脱離制御」と呼称する。

【0081】

図５Ａの例の場合、第１上流側制御弁２６Ａと第１下流側制御弁２８Ａとが開弁状態にされ、第２上流側制御弁２６Ｂと第２下流側制御弁２８Ｂとが閉弁状態にされる。それと同時に、第１脱離制御弁３３が閉弁状態にされ、第２脱離制御弁３４が開弁状態にされる。この場合、第１吸着装置２７Ａは吸着状態となり、第２吸着装置２７Ｂは脱離状態となる。

【0082】

図５Ｂの例の場合、第１上流側制御弁２６Ａと第１下流側制御弁２８Ａとが閉弁状態にされ、第２上流側制御弁２６Ｂと第２下流側制御弁２８Ｂとが開弁状態にされる。それと同時に、第１脱離制御弁３３が開弁状態にされ、第２脱離制御弁３４が閉弁状態にされる。この場合、第１吸着装置２７Ａは脱離状態となり、第２吸着装置２７Ｂは吸着状態となる。

【0083】

コントローラ１００は、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂを、それぞれ、「吸着状態」と、「脱離状態」とに交互に入れ替える。これにより、２つの吸着装置によって、ＣＯ_２の吸着・脱離をバランスよく行うことができる。第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂの一方が「吸着状態」にあるとき、他方は「脱離状態」にある。第１吸着装置２７Ａが、「吸着状態」、「脱離状態」及び「吸着状態」の順番で遷移したとき、第２吸着装置２７Ｂは、「脱離状態」、「吸着状態」及び「脱離状態」の順番で遷移することになる。

【0084】

コントローラ１００は、前述の如き吸着制御及び脱離制御に加えて、ガス貯蔵タンク５１が過度の圧力にならぬよう、当該タンク５１に貯留しているガスを適宜放出させる処理（放出制御）を実行するように構成されている。以下、放出制御をはじめとする処理の具体例について、フローチャートを参照して説明する。

【0085】

＜４．コントローラによる処理の具体例＞
（４－１．吸着制御）
図６は、吸着制御の具体例を示すフローチャートである。ここでは、第１吸着装置２７Ａに対する吸着制御について説明するが、第２吸着装置２７Ｂに対する吸着制御についても、同様に行われるようになっている。

【0086】

まず、図６のステップＳ１０１において、コントローラ１００は、図４に例示した各センサによる検出信号を読み込む。以降の処理は、第１吸着装置２７Ａが吸着状態にある場合を行われる処理である。

【0087】

続くステップＳ１０２において、コントローラ１００は、アクセルペダルセンサＳｗ１に基づいて算出されたエンジン１の目標負荷と、エンジン回転数と、排気の検出温度と、ＣＯ_２吸着材２７１の検出温度と、に基づいて、第１吸着装置２７ＡにおけるＣＯ_２吸着材２７１について、その時点におけるＣＯ_２吸着量を推定する。

【0088】

続くステップＳ１０３において、コントローラ１００は、ステップＳ１０２で得られたＣＯ_２吸着量の推定値（推定吸着量）が、第１吸着装置２７ＡにおけるＣＯ_２吸着材２７１の吸着限度付近の値（所定値）以上に達しているか否かを判定する。この判定がＮＯの場合、コントローラ１００は、続くステップＳ１０４をスキップしてリターンする。この場合は、第１吸着装置２７Ａは吸着状態に維持されるとともに、第２吸着装置２７Ｂは脱離状態に維持される。なお、ここでいう所定値とは、大気圧又はアイドリング時の排圧で吸着可能な最大値である。本開示におけるＣＯ_２吸着材２７１は、大気圧又はアイドリング時に、そのＣＯ_２吸着量が最大となるような特性（図１１参照）を具備していれば好都合である。

【0089】

一方、ステップＳ１０３の判定がＹＥＳの場合、コントローラ１００は、制御プロセスをステップＳ１０４に進める。このステップＳ１０３において、コントローラ１００は、流路切替装置５を制御することで、第１吸着装置２７Ａを吸着状態から脱離状態に変更するとともに、第２吸着装置２７Ｂを脱離状態から吸着状態に変更する。第１吸着装置２７Ａが脱離状態に変更された場合、コントローラ１００は、その第１吸着装置２７Ａに対し、吸着制御の代わりに後述の脱離制御を実行する。

【0090】

（４－２．脱離制御）
図７は、脱離制御の具体例を示すフローチャートである。ここでは、第１吸着装置２７Ａに対する脱離制御について説明するが、第２吸着装置２７Ｂに対する脱離制御についても、同様に行われるようになっている。

【0091】

まず、図６のステップＳ２０１において、コントローラ１００は、図４に例示した各センサによる検出信号を読み込む。以降の処理は、第１吸着装置２７Ａが脱離状態にある場合に行われる処理である。

【0092】

続くステップＳ２０２において、コントローラ１００は、アクセルペダルセンサＳｗ１に基づいて算出されたエンジン１の目標負荷と、エンジン回転数と、排気の検出温度と、ＣＯ_２吸着材２７１の検出温度と、に基づいて、第１吸着装置２７ＡにおけるＣＯ_２吸着材２７１からのＣＯ_２の脱離に要する期間（脱離期間）を予測する。

【0093】

続くステップＳ２０３において、コントローラ１００は、ステップＳ２０２で予測した脱離期間に応じて、単位時間あたりに第１吸着装置２７Ａから流出するＣＯ_２含有ガスの流量（導入流量）を決定する。脱離期間が長くなるほど、ＣＯ_２含有ガスの流量は小さくなる。脱離期間又は導入流量の決定に際し、吸着制御で計算した推定吸着量を用いてもよい。

【0094】

続くステップＳ２０４において、コントローラ１００は、ステップＳ２０３で決定した導入流量と、ガス貯蔵タンク５１内の検出圧力とに基づいて、真空ポンプ３６を制御する。

【0095】

続くステップＳ２０５において、コントローラ１００は、ステップＳ２０３で決定した導入流量と、第１吸着装置２７Ａを脱離状態にしてからの経過時間とに基づいて、第１吸着装置２７ＡのＣＯ_２吸着材２７１からの、その時点におけるＣＯ_２脱離量を推定する。

【0096】

続くステップＳ２０６において、コントローラ１００は、ステップＳ２０５で得られたＣＯ_２脱離量の推定値（推定脱離量）が、第１吸着装置２７ＡにおけるＣＯ_２吸着材２７１の脱離限度付近の値（所定値）以上に達しているか否かを判定する。この判定がＮＯの場合、コントローラ１００は、ステップＳ２０４に戻る。この場合、第１吸着装置２７Ａは脱離状態に維持されるとともに、第２吸着装置２７Ｂは吸着状態に維持される。

【0097】

一方、ステップＳ２０６の判定がＹＥＳの場合、コントローラ１００は、制御プロセスをステップＳ２０７に進める。このステップＳ２０７において、コントローラ１００は、流路切替装置５を制御することで、第１吸着装置２７Ａを脱離状態から吸着状態に変更するとともに、第２吸着装置２７Ｂを吸着状態から脱離状態に変更する。第１吸着装置２７Ａが吸着状態に変更された場合、コントローラ１００は、その第１吸着装置２７Ａに対し、脱離制御の代わりに前述の吸着制御を実行する。

【0098】

なお、前述のように、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂを、それぞれ、「吸着状態」と、「脱離状態」とに交互に入れ替わるようになっている。つまり、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂの一方が「吸着状態」にあるとき、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂの他方は「脱離状態」にある。吸着状態にある一方では、図６に例示した吸着制御が実行され、脱離状態にある他方では、図７に例示した脱離制御が実行されることになる。

【0099】

この場合、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂのうち、「吸着状態」にある一方での吸着制御と、「脱離状態」にある他方での脱離制御と、が同時に実行されることになる。コントローラ１００は、吸着制御におけるステップＳ１０３の判定と、脱離制御におけるステップＳ２０６の判定とのうち、一方の判定が先にＹＥＳになった場合には、他方の判定がＹＥＳになるのを待たずして、「吸着状態」と「脱離状態」との入替を強制的に実行する。

【0100】

具体的に、コントローラ１００は、吸着制御におけるステップＳ１０３の判定と、脱離制御におけるステップＳ２０６の判定のうち、前者の判定が先にＹＥＳになった場合には、後者の判定がＹＥＳになるのを待たずして、ステップＳ１０４の処理を実行する。第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂのうち、吸着制御を実行していた一方は、「吸着状態」から「脱離状態」へと遷移した後、図７の脱離制御を開始する。第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂのうち、脱離制御を実行していた他方は、その脱離制御を強制的に中止した上で、「脱離状態」から「吸着状態」へと強制的に遷移した後、図６の吸着制御を開始する。

【0101】

同様に、コントローラ１００は、吸着制御におけるステップＳ１０３の判定と、脱離制御におけるステップＳ２０６の判定のうち、後者の判定が先にＹＥＳになった場合には、前者の判定がＹＥＳになるのを待たずして、ステップＳ２０７の処理を実行する。第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂのうち、脱離制御を実行していた一方は、「脱離状態」から「吸着状態」へと遷移した後、図６の吸着制御を開始する。第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂのうち、吸着制御を実行していた他方は、その吸着制御を強制的に中止した上で、「吸着状態」から「脱離状態」へと強制的に遷移した後、図７の脱離制御を開始する。

【0102】

（４－３．放出制御）
図８は、放出制御の具体例を示すフローチャートである。放出制御は、前述した吸着制御及び脱離制御と並行して行われるようになっている。まず、図８のステップＳ３０１において、コントローラ１００は、脱離制御のステップＳ２０２と同様に脱離期間を予測し、その脱離期間と同じ期間となるように、ガス貯蔵タンク５１からのＣＯ_２含有ガスの放出期間を設定する。

【0103】

続くステップＳ３０２において、コントローラ１００は、ステップＳ３０１で予測した脱離期間（放出期間）に基づいて、単位時間あたりにガス貯蔵タンク５１から放出されるＣＯ_２含有ガスの流量（放出流量）を決定する。放出期間が長くなるほど、放出流量は小さくなる。

【0104】

コントローラ１００は、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂの一方からのＣＯ_２の脱離に際し、排気管２のうち、吸着状態と脱着状態とで共通となる排気管２の容積（図５Ａ及び図５Ｂの破線部を参照）と、第１及び第２吸着装置２７Ａ、２７Ｂのうち、脱着状態にある一方の容積と、の合算値を算出する。この合算値に対応した所定量のＣＯ_２を、脱離制御によって脱離させる。前述した放出流量は、この所定量に対応した流量となるように決定される。

【0105】

続くステップＳ３０３において、コントローラ１００は、ステップＳ３０２で決定した放出流量と、ガス貯蔵タンク５１内の検出圧力と、排気ガスの検出圧力とに基づいて、一定の流量が維持されるように、ガス量調整部５３を制御する。これにより、ガス貯蔵タンク５１からのＣＯ_２含有ガスの放出が開始される。コントローラ１００がガス量調整部５３を制御することで、ガス貯蔵タンク５１の外部へとＣＯ_２含有ガスが流出する。ガス貯蔵タンク５１の外部へと流出したＣＯ_２含有ガスは、第１流通管５２を介して第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂの上流に循環する。

【0106】

続くステップＳ３０４において、コントローラ１００は、ステップＳ３０３においてガス貯蔵タンク５１からのＣＯ_２含有ガスの放出を開始してからの経過時間が、ステップＳ３０１で設定した放出期間に達した否かを判定する。この判定がＮＯの場合、コントローラ１００は、ステップＳ３０４の判定に戻る。この判定がＹＥＳの場合、コントローラ１００は、ステップＳ３０４の判定を終了し、図７に例示したフローを終了する。

【0107】

このように、コントローラ１００は、ガス量調整部５３を制御することで、第１及び第２吸着装置のうち、脱離状態とした吸着装置２７Ａ．２７Ｂからガス貯蔵タンク５１に流入したＣＯ_２含有ガスのうちの所定量を、該ガス貯蔵タンク５１の外部へと流出させる。

【0108】

特に、第１の具体例においては、コントローラ１００は、脱離状態とした吸着装置２７からのＣＯ_２の脱離に際し、その吸着装置２７から、所定の放出期間（脱離期間）にわたってＣＯ_２を脱離させる。コントローラ１００は、その放出期間と同じ期間にわたって、第１流通管５２を介してＣＯ_２含有ガスを放出させるとともに、該放出時におけるＣＯ_２含有ガスの流量（放出流量）が一定の所定量になるように、ガス量調整部５３を制御する。

【0109】

＜５．本実施形態の意義＞
以上説明したように、前記実施形態によれば、図２に例示したように、ガス貯蔵タンク５１から、ＣＯ_２含有ガスを適宜放出させる。これにより、ＣＯ_２含有ガス中のＣＯ_２については、ガス貯蔵タンク５１に内蔵されたＣＯ_２吸着材２７２に吸着させる一方、ＣＯ_２含有ガス中の他の成分については、ガス貯蔵タンク５１から放出させることができる。ＣＯ_２については、ＣＯ_２吸着材２７２に吸着させることになるため、ガス貯蔵タンク５１内の圧力を低く維持することができる。一方、他の成分を放出させることで、ガス貯蔵タンク５１内の圧力を可能な限り抑制することができる。

【0110】

かくして、ＣＯ_２をＣＯ_２吸着材２７２に吸着させたことと、ガス貯蔵タンク５１内の圧力を可能な限り抑制したこととが相まって、ＣＯ_２の貯蔵効率を向上させることができる。

【0111】

また、図２及び図８等を用いて説明したように、ガス量調整部５３を介してＣＯ_２含有ガスを能動的にガス貯蔵タンク５１外に流出させたことで、ガス貯蔵タンク５１内の圧力を、可能な限り抑制することができる。そのことで、ＣＯ_２の貯蔵効率を向上させることができる。

【0112】

また、図５Ａ及び図５Ｂ等に例示したように、前記吸着状態と前記脱着状態とで共通となる排気管２と、その排気管２に連通する吸着装置２７Ａ，２７Ｂには、吸着状態時に通過した排気ガスに起因した、窒素等の成分が残存しているものと考えられる。そこで、その部分の容積に見合った量のガスが排出されるようにガス量調整部５３を制御することで、そうした残存成分を的確に除去することができる。

【0113】

また、図２に例示したように、ＣＯ_２含有ガスを大気に放出する代わりに、ＣＯ_２回収システムＳ内を繰り返し循環させる。これにより、ＣＯ_２を大気に放出させるような構成と比較して、ＣＯ_２の回収量を可能な限り多く確保することができる。

【0114】

また、図８等を参照して説明したように、ＣＯ_２の脱離期間とＣＯ_２含有ガスの放出期間を同期させる（両者を一致させるように設定する）ことで、排気圧力の急増を抑制することができる。そのことと、ＣＯ_２含有ガスの流量を一定にすることによる排気圧力の急変抑制とが相まって、排気圧力の急増を可能な限り抑制することができる。これにより、車載エンジン１の運転に与える影響（特に、仕事のロス）を、可能な限り抑制することができる。

【0115】

＜他の実施形態＞
前記実施形態では、排気管２の容積に対応したガス量が排出されるように、ガス量調整部５３を制御することが開示されていたが、本開示は、そうした構成には限定されない。車載エンジン１の運転状態に応じた制御を行ってもよい。

【0116】

具体的に、放出制御の別例に際し、コントローラ１００は、第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂの一方からのＣＯ_２の脱離に際し、一方の吸着装置からのＣＯ_２の脱離期間中、排気管２における排気ガスの圧力が所定圧力以下となるように、ガス量調整部５３を制御する。そうした別例の実行に際し、コントローラ１００は、車載エンジン１の運転状態に基づいて、その所定圧力を決定する。

【0117】

一般に、車載エンジン１が低回転になるほど、排圧を上昇可能な余地は大きくなり、車載エンジンが低回転になるほど、排圧を上昇可能な余地は大きくなる。排圧を上昇可能な余地に応じて脱離させるＣＯ_２の量又は流量を制御することで、排圧を、車載エンジン１の運転状態に見合った範囲内に抑えることができる。

【0118】

より詳細には、図１０１に例示するように、コントローラ１００は、図７のステップＳ２０１等と同様にセンサ検出値を読み込んだ後、現在の排気圧力が所定圧力以下であるか否かを判定する（ステップＳ４０１、ステップＳ４０２）。その判定がＹＥＳの場合、コントローラ１００は、ＣＯ_２含有ガスの循環時に、前記所定圧力付近に達するような流速を設定する（ステップＳ４０３）。コントローラ１００は、その流速を実現するように真空ポンプ３６の制御を開始する（ステップＳ４０４）。そして、放出制御を開始してからの経過時間が、所定の吸着期間に達したことを条件（ステップＳ４０５）に、真空ポンプ３６の制御を終了し（ステップＳ４０６）、放出制御を終了する。

【0119】

また、前記実施形態では、真空ポンプ３６の下流にコンプレッサ３７が配置されていたが、コンプレッサ３７は必須ではない。また、真空ポンプ３６の代わりに、又は、真空ポンプ３６に加えて第１及び第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂを個別に加熱可能なヒータを用いてもよい。

【0120】

その場合、ＣＯ_２の吸着と脱離は、本実施形態では排圧と真空ポンプ３６による圧力スイング法が支配的なものであったが、真空ポンプ３６とヒータの両方を用いた場合には、吸着時と脱離時との双方において、排圧と真空ポンプ３６による圧力スイング法と熱交換器とヒータによる温度スイング法とを併用したものとなる。さらに、真空ポンプ３６を用いることなく、その真空ポンプ３６の代わりにヒータを用いた場合には、熱交換器とヒータによる温度スイング法が支配的なものとなる。また、コンプレッサ３７を廃した場合、制御弁の代わりに、ポンプによってガス量調整部５３を構成してもよい。

【0121】

またそもそも、ＣＯ_２含有ガスを還流させる構成は、本開示において必須ではない。例えば図９に示すＣＯ_２回収システムＳ’のように、第１流通管５２を大気に開放してもよい。図９の構成例においても、前述のようにコンプレッサ３７を排することができる。その場合、制御弁等からなるガス量調整部５３を排してもよい。

【0122】

その他、脱離制御及び吸着制御の詳細も、図６及び図７の例示には限定されない。例えば、テールパイプ２０にＣＯ_２濃度センサを配置して、ＣＯ_２濃度の検出値が所定値以上となったときに、第１又は第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂの接続構造を切り替えて、ＣＯ_２の脱離を開始させるようにしてもよい。また、真空ポンプ３６の上流側のガス配管に圧力センサを配置して、圧力の検出値が所定値未満となったときに、第１又は第２吸着装置２７Ａ，２７Ｂの接続構造を切り替えて、ＣＯ_２の吸着を開始させるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0123】

Ｓ ＣＯ_２回収システム
１ 車載エンジン
１１ シリンダ
２ 排気管
２０ テールパイプ（下流端）
２３ 排気触媒
２４ 第１熱交換器
２５ 第１気水分離器
２７Ａ 第１吸着装置
２７Ｂ 第２吸着装置
２７１ ＣＯ_２吸着材
５ 流路切替装置
２６Ａ 第１上流側制御弁（流路切替装置）
２６Ｂ 第１下流側制御弁（流路切替装置）
２８Ａ 第１下流側制御弁（流路切替装置）
２８Ｂ 第２下流側制御弁（流路切替装置）
３３ 第１脱離制御弁（流路切替装置）
３４ 第２脱離制御弁（流路切替装置）
３６ 真空ポンプ
３８ 第２熱交換器
３９ 第２気水分離器
５１ ガス貯蔵タンク
５１ｂ 放出口
５２ 第１流通管
５３ ガス量調整部
１００ コントローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】