JP7276060B2 - Ｃｏ２回収装置を制御する制御装置 - Google Patents

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Description

本開示は、ＣＯ2回収装置を制御する制御装置に関する。
従来から、排気ガス中のＣＯ2を回収する技術が提案されている（例えば、特許文献１乃至３）。例えば、特許文献１には、車両の内燃機関から排出された排気ガスをＣＯ2回収部に導入することにより、排気ガス中のＣＯ2を回収する車載型のＣＯ2回収装置が記載されている。斯かる構成により、特許文献１に記載のＣＯ2回収装置は、車両から排出されるＣＯ2の量を削減している。
斯かるＣＯ2回収装置は、ＣＯ2回収部におけるＣＯ2の回収能力を最適化する目的で、車両に搭載されたバッテリの電力を用いて作動される。例えば、ＣＯ2回収装置では、バッテリの電力を用いてＣＯ2回収部が冷却される。
特許第４６４５４４７号公報 特開２００５－３２７２０７号公報 特開２００７－１３６３４１号公報
しかしながら、斯かるＣＯ2回収装置では、ＣＯ2の回収効率が悪い条件下でＣＯ2回収装置が作動されると、ＣＯ2回収装置によって消費されるバッテリの電力に対して十分なＣＯ2の回収量が得られないことがある。
上記課題に鑑みて、本開示の目的は、ＣＯ2回収装置によって消費されるバッテリの電力に対するＣＯ2の回収量が多いＣＯ2回収装置を提供することにある。
本開示の要旨は、以下の通りである。
（１）バッテリと、前記バッテリの電力を用いて、流入するガス中に含まれるＣＯ2を回収するＣＯ2回収装置と、を含む車両に搭載され、且つ前記ＣＯ2回収装置を制御する制御装置であって、
前記制御装置は、前記バッテリの消費電力に対する前記ＣＯ2回収装置におけるＣＯ2回収量の比率を示すＣＯ2の回収効率が予め定められた所定の効率以上になると予想される高回収効率条件が満たされている場合には前記ＣＯ2回収装置の作動を許可し、前記高回収効率条件が満たされていない場合には前記作動を禁止する、制御装置。
（２）前記ＣＯ2回収装置に流入するガスは、前記車両に搭載された内燃機関から排出されたガスであり、
前記ＣＯ2回収装置は、
前記ＣＯ2回収装置に流入した前記ガス中のＣＯ2を回収するＣＯ2回収部と、
前記バッテリの電力を用いて前記ＣＯ2回収部を冷却する冷却部と、
前記バッテリの電力を用いて前記ガスを吸引して前記ＣＯ2回収部に流入させる吸引部と、を含み、
前記制御装置は、前記高回収効率条件が満たされている場合には、前記冷却部及び前記吸引部の前記作動を許可し、前記高回収効率条件が満たされてない場合には、前記冷却部及び前記吸引部の前記作動を禁止する、上記（１）に記載の制御装置。
（３）前記制御装置は、
前記車両において所定の距離以上の運転が行われることが予想される場合には、前記高回収効率条件が満たされているとして、前記作動を許可し、
前記車両において前記所定の距離以上の運転が行われないことが予想される場合には、前記高回収効率条件が満たされていないとして、前記作動を禁止する、上記（１）又は（２）に記載の制御装置。
（４）前記制御装置は、
前記車両の内燃機関の水温が所定の温度以上である場合には、前記高回収効率条件が満たされているとして、前記作動を許可し、
前記水温が前記所定の温度よりも低い場合には、前記高回収効率条件が満たされていないとして、前記作動を禁止する、上記（１）乃至（３）のいずれか一つに記載の制御装置。
（５）前記制御装置は、
前記車両の内燃機関の冷間始動から所定の時間が経過した場合には、前記高回収効率条件が満たされているとして、前記作動を許可し、
前記冷間始動から前記所定の時間が経過していない場合には、前記高回収効率条件が満たされていないとして、前記作動を禁止する、上記（１）乃至（４）のいずれか一つに記載の制御装置。
（６）前記ＣＯ2回収装置に流入するガスは、前記車両周りの空気であり、
前記ＣＯ2回収装置に流入した前記ガス中のＣＯ2を回収するＣＯ2回収部と、
前記バッテリの電力を用いて前記ガスを吸引して前記ＣＯ2回収部に流入させる吸引部と、を含み、
前記制御装置は、
前記車両周りの空気中に含まれるＣＯ2の濃度が所定の閾値以上である場合には、前記高回収効率条件が満たされているとして、前記作動を許可し、
前記ＣＯ2の濃度が前記所定の閾値よりも低い場合には、前記高回収効率条件が満たされていないとして、前記作動を禁止する、上記（１）に記載の制御装置。
（７）前記車両は、前記作動を禁止させるための作動禁止指示を前記車両のユーザから受け付けるユーザ入力部をさらに含み、
前記制御装置は、前記ユーザ入力部が前記作動禁止指示を受け付けた場合には、前記高回収効率条件が満たされている場合であっても、前記作動を禁止する、上記（１）乃至（６）のいずれか一つに記載の制御装置。
本開示によれば、ＣＯ2回収装置によって消費されるバッテリの電力に対するＣＯ2の回収量が多いＣＯ2回収装置が提供される。
図１は、車両の構成を概略的に示す図である。 図２は、ＥＣＵのＣＰＵにおける機能ブロック図である。 図３は、回収制御部で行われる制御ルーチンを示すフローチャートである。 図４は、車両の構成を概略的に示す図である。
以下、図面を参照して本開示の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
＜第一実施形態＞
まず、第一実施形態に係るＣＯ2回収装置の制御装置について説明する。
≪車両の構成≫
図１は、本実施形態に係る制御装置を搭載した車両１の構成を概略的に示す図である。図１に示されるように、車両１は、車両１を駆動する内燃機関１０と、ＣＯ2を回収するＣＯ2回収装置２０と、制御装置３０と、バッテリ５０と、を含む。なお、本実施形態では、車両１を駆動するための動力源として内燃機関１０が用いられているが、動力源として内燃機関１０に加えて電動機が用いられてもよい。
内燃機関１０は、機関本体１１、排気マニホルド１２、排気管１３、排気浄化装置１４及びマフラ１５を含む。機関本体１１は、車両１の前方（図１の左側）に形成されたエンジンルーム内に配置される。排気管１３は、主に車両１のアンダボディの下方において、機関本体１１から車両１の後方に向かって車両１の前後方向に延びる。排気浄化装置１４及びマフラ１５は、排気管１３に設けられる。
機関本体１１は、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。機関本体１１内での燃料の燃焼によって生じた排気ガスは、排気マニホルド１２を介して排気管１３に流入する。
排気管１３は、排気マニホルド１２を介して機関本体１１に連結される。機関本体１１から排出された排気ガスは、排気マニホルド１２及び排気管１３の内部を通って流れ、排気管１３の出口から大気中に放出される。
排気浄化装置１４は、排気浄化装置１４に流入した排気ガス中のＮＯｘ、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ、パティキュレート等の物質を浄化する。排気浄化装置１４は、例えば、三元触媒、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒、又はパティキュレートフィルタである。なお、排気浄化装置１４は、排気管１３に複数設けられてもよい。
マフラ１５は、排気管１３内を流れる排気ガスの温度及び圧力を低下させて、排気騒音を低減させる。マフラ１５は、排気ガスの流れ方向において排気浄化装置１４の下流側に配置される。
≪ＣＯ2回収装置の構成≫
図１に示されるように、ＣＯ2回収装置２０は、ＣＯ2回収部２１と、吸引ポンプ２２と、冷却部２３と、を備える。
図１に示されるように、ＣＯ2回収部２１は、連通路２４を介して排気管１３に連通されている。ＣＯ2回収部２１は、排出通路２５を介して車外へと通じる。
ＣＯ2回収部２１は、ＣＯ2回収部２１に供給されるガス（本実施形態では、内燃機関１０から排出される排気ガス）中のＣＯ2を回収する装置である。本実施形態では、ＣＯ2回収部２１は、車両１の後方に位置するラゲッジスペース内又はその下方に配置されている。なお、ＣＯ2回収装置２０は重量物であるため、ラゲッジスペース内において可能な限り鉛直方向において下方に配置することが望ましい。
ＣＯ2回収部２１によるガス中のＣＯ2の回収方法としては、例えば、物理吸着法、物理吸収法、化学吸収法、深冷分離法などが挙げられる。
物理吸着法は、例えば活性炭やゼオライトなどの固体吸着剤とＣＯ2を含んだガスとを接触させることによってＣＯ2を固体吸着剤に吸着させ、加熱（又は減圧）することによって固体吸着剤からＣＯ2を脱離させて回収する方法である。
物理吸着法を採用する場合には、ＣＯ2回収部２１は、例えばペレット状のゼオライトを収容した容器として構成される。この容器内にＣＯ2を含んだガスを流通させることによってＣＯ2がゼオライトに吸着される。
物理吸収法は、ＣＯ2を溶解させることが可能な吸収液（例えばメタノールやＮメチル・ヒロリドン）とＣＯ2を含んだガスとを接触させて高圧・低温下で物理的にＣＯ2を吸収液に吸収させ、加熱（又は減圧）することによって吸収液からＣＯ2を回収する方法である。
物理吸収法を採用する場合には、ＣＯ2回収部２１は、例えばメタノールを収容した容器として構成される。この容器に収容されたメタノール内にＣＯ2を含んだガスを流すことによってＣＯ2がメタノールに吸収される。
化学吸収法は、ＣＯ2を選択的に溶解させることが可能な吸収液（例えばアミン、炭酸カリ水溶液）とＣＯ2を含んだガスとを接触させることで化学反応によってＣＯ2を吸収液に吸収させ、加熱することによって吸収液から二酸化炭素を解離させて回収する方法である。
化学吸収法を採用する場合には、ＣＯ2回収部２１は、例えばアミンを収容した容器として構成される。この容器に収容されたメタノール内にＣＯ2を含んだガスを流すことによってＣＯ2がメタノールに吸収される。
本実施形態では、ＣＯ2回収部２１として、排気中のＣＯ2の回収方法として物理吸着法を採用したものが用いられる。したがって、ＣＯ2回収部２１は、ペレット状のゼオライトを収容した容器として構成される。
吸引ポンプ２２は、ＣＯ2回収部２１に連通する排出通路２５に設けられる。吸引ポンプ２２は、排気ガスの流れ方向においてＣＯ2回収部２１の下流側に配置される。
吸引ポンプ２２は、バッテリ５０の電力を用いて排気管１３から連通路２４を介してガスを吸い出してＣＯ2回収部２１へガスを強制的に送るように構成される。また、吸引ポンプ２２は、吸い出したガスを大気中に排出するように構成される。本実施形態では、吸引ポンプ２２は、例えば、バッテリ５０からの供給電力が調整されることによりその吐出容量が無段階に変化せしめられるように構成された電動ポンプである。吸引ポンプ２２の出力が大きくなると、ＣＯ2回収部２１を通って流れるガスの流量が多くなる。
冷却部２３は、連通路２４に設けられている。冷却部２３は、連通路２４を介してＣＯ2回収部２１に連通する。したがって、冷却部２３は、排気ガスの流れ方向においてＣＯ2回収部２１の上流側に配置される。この結果、冷却部２３において冷却されたガスは、連通路２４を介してＣＯ2回収部２１に流入する。
冷却部２３は、バッテリ５０の電力を用いてＣＯ2回収部２１を冷却するように構成されている。例えば、冷却部２３は、バッテリ５０の電力を用いて連通路２４内を流れる排気ガスを冷却するように構成されている。具体的には、冷却部２３は、バッテリ５０の電力を用いて冷却部２３に流入した排気ガスを目標温度まで冷却し、該冷却された排気ガスをＣＯ2回収部２１に流入させるように構成されている。冷却部２３は、例えば、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁、エバポレータを備えた冷凍回路として構成される。冷却部２３では、これら構成部品を通って冷媒が循環することで冷凍サイクルが実現される。特に、エバポレータは、連通路２４を通って流れる排気ガスと直接的に又は媒体を介して間接的に熱交換を行い、斯かる排気ガスを冷却する。冷凍回路における冷媒は大気の温度よりも低い温度に低下することから、本実施形態では、冷却部２３は、冷却部２３に流入する排気ガスの温度を大気の温度（常温）よりも低い温度にまで低下させることができる。
なお、冷却部２３は、必ずしも冷凍回路として構成される必要はない。冷却部２３は、連通路２４を通って流れる排気ガスを冷却することができればどのように構成されてもよい。したがって、例えば、冷却部２３は、車両１のラジエータを備え、ラジエータで冷却された冷却液によって連通路２４を通って流れる排気ガスを冷却するように構成されてもよい。また、冷却部２３は、ＣＯ2回収部２１の周りに配置されてＣＯ2回収部２１を冷却するように構成されてもよい。
≪制御装置の構成≫
制御装置３０は、デジタルコンピュータから構成されたＥＣＵ３１を備える。また、制御装置３０は、内燃機関１０やＣＯ2回収装置２０を制御するのに必要な各種パラメータの値を検出する各種センサ及びユーザへの情報の提供やユーザからの入力を受け付けるＨＭＩ４２を備える。具体的には、制御装置３０は、センサとして、水温センサ４３、測位センサ４４を備える。
ＥＣＵ３１は、双方向性バスを介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）及びＲＯＭ（リードオンリメモリ）などのメモリ、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）、入力ポート並びに出力ポートを備える。ＥＣＵ３１の入力ポート及び出力ポートは、内燃機関１０の各種アクチュエータや各種センサ等に接続されている。
ＥＣＵ３１の入力ポートは各種センサ及びＨＭＩ４２等に接続され、入力ポートには各種センサ及びＨＭＩ４２等の出力信号が入力される。また、ＥＣＵ３１の出力ポートは、内燃機関１０及びＣＯ2回収装置２０の各種アクチュエータ、並びにＨＭＩ４２等へ制御信号を出力する。したがって、内燃機関１０の各種アクチュエータ、ＣＯ2回収装置２０及びＨＭＩ４２は、ＥＣＵ３１により制御される。ＥＣＵ３１により、本実施形態に係るＣＯ2回収装置２０の制御装置が構成される。
図２は、ＥＣＵ３１における機能ブロック図である。図２に示されるように、本実施形態では、ＥＣＵ３１は、機能モジュールとして、回収制御部３２と、表示制御部３３と、を備える。本実施形態では、ＥＣＵ３１は、メモリに記憶されたプログラム等を実行することによって、回収制御部３２及び表示制御部３３として機能する。
回収制御部３２は、ＣＯ2回収装置２０における制御全般を実行する。例えば、回収制御部３２は、吸引ポンプ２２における吐出容量及び吸引の開始や停止、冷却部２３における冷却温度及び冷却の開始や停止等を制御することができる。
表示制御部３３は、ＨＭＩ４２における制御全般を実行する。例えば、表示制御部３３は、ＣＯ2回収装置２０が作動中又は停止中であることを示すインジケータ、ユーザ入力を受け付けるユーザインターフェース画面等をＨＭＩ４２を介して表示する。
ＨＭＩ４２は、ユーザとＥＣＵ３１との間で情報の入出力を行うためのインターフェースである。ＨＭＩ４２は、例えば、文字情報や画像情報を表示するためのディスプレイ、音を発生させるスピーカー、及びユーザが入力操作を行うための操作ボタン或いはタッチパネル、ユーザの音声を受信するマイクロフォン等を備える。また、ＨＭＩ４２は、車両１のユーザからユーザ入力をユーザインターフェース画面を介して受け付けるユーザ入力部を構成する。
水温センサ４３は、機関本体１１に配置され、機関本体１１を冷却する冷却水の温度（水温）を検出する。水温センサ４３はＥＣＵ３１の入力ポートに接続され、水温センサ４３によって検出された水温はＥＣＵ３１に入力される。
測位センサ４４は、車両１の現在地を示す位置情報を生成する。測位センサ４４によって生成された位置情報は、ＥＣＵ３１に出力される。測位センサ４４は、例えば、車両１に設置されたカーナビゲーションシステムのＧＰＳ（Global Positioning System）である。
≪バッテリの構成≫
バッテリ５０は、ＣＯ2回収装置２０の吸引ポンプ２２及び冷却部２３等に電力を供給するように構成されている。また、バッテリ５０は、内燃機関１０の出力等によって充電可能に構成されている。
≪ＣＯ2回収方法の概要≫
以下、本実施形態に係るＣＯ2の回収方法について説明する。
ＣＯ2回収部２１は排気抵抗になるため、排気ガス中のＣＯ2を回収すべくＣＯ2回収部２１に排気ガスを流通させるためには、吸引ポンプ２２を作動させることが必要になる。そこで、本実施形態では、ＣＯ2回収装置２０によってＣＯ2の回収を行う場合には、吸引ポンプ２２が作動される。
吸引ポンプ２２が作動されると、排気管１３を流通する排気ガスの一部が連通路２４に流入する。本実施形態では、吸引ポンプ２２が作動されると、排気管１３を流通する排気ガスの一部が冷却部２３に流入する。なお、排気管１３を流通する排気ガスのうち、連通路２４に流入しなかった排気ガスは、そのまま排気管１３を流通して大気へ放出される。
また、上述したように、内燃機関１０から排出された排気ガスは高温である。一方で、ＣＯ2回収部２１のＣＯ2吸着材として用いられるゼオライトは、高温になると吸着していたＣＯ2を脱離させる。したがって、高温の排気ガスをそのままＣＯ2回収部２１に流入させると、ＣＯ2回収部２１が高温になって、ＣＯ2回収部２１においてＣＯ2が回収されないばかりか、ＣＯ2回収部２１からＣＯ2が脱離してしまう。このため、ＣＯ2回収部２１において排気ガス中のＣＯ2を回収するためには、ゼオライトにおいてＣＯ2が吸着されるような温度にまで、ＣＯ2に流入する排気ガス（または、ＣＯ2回収部２１）を冷却する必要がある。
そこで、本実施形態では、ＣＯ2回収装置２０によってＣＯ2の回収を行う場合には、冷却部２３が作動される。冷却部２３が作動されると、吸引ポンプ２２の作動によって冷却部２３に流入した排気ガスが目標温度まで冷却される。例えば、本実施形態のようにＣＯ2回収部２１のＣＯ2吸着材としてゼオライトが用いられる場合、目標温度はゼオライトにおいてＣＯ2が吸着されるような温度（例えば、３０℃以下の常温）に設定される。したがって、冷却部２３に流入した排気ガスは、冷却部２３において常温程度まで冷却される。この結果、ＣＯ2回収部２１には常温程度まで冷却された低温の排気ガスが流入せしめられる。これにより、ＣＯ2回収部２１が高温になることが抑制され、ＣＯ2回収部２１におけるＣＯ2の回収能力が維持される。
冷却部２３において冷却された排気ガスが連通路２４を介してＣＯ2回収部２１に流入すると、この排気ガスとＣＯ2回収部２１のＣＯ2吸着材とが接触する。その結果、ＣＯ2回収部２１によって、排気ガスからＣＯ2が吸着除去される。ＣＯ2回収部２１によってＣＯ2が吸着除去された後の排気ガスは、排出通路２５を流通して大気へと放出される。
なお、本実施形態では、冷却部２３は、排気ガスの流れ方向においてＣＯ2回収部２１に上流側に配置されると共に、ＣＯ2回収部２１に流入する排気ガスの温度を低下させている。しかしながら、冷却部２３は、ＣＯ2回収部２１の温度を低下させることができれば、他の構成を有していてもよい。したがって、例えば、冷却部２３は、ＣＯ2回収部２１の周りに配置されて、ＣＯ2回収部２１を直接冷却するように構成されてもよい。
≪問題点≫
ところで、吸引ポンプ２２及び冷却部２３を作動するためには、すなわちＣＯ2回収装置２０を作動するためには、バッテリ５０の電力が用いられる。
一方、上述したように、バッテリ５０への充電は、例えば内燃機関１０の出力を利用して発電することによって行われる。したがって、バッテリ５０への充電を行うためには、内燃機関１０において燃料が燃焼される場合があり、よってＣＯ2が発生する場合がある。したがって、バッテリ５０の電力を消費すると、その分、ＣＯ2が排出されると考えることができる。
このため、ＣＯ2の回収効率が悪い条件下でＣＯ2回収装置２０が作動された場合、ＣＯ2回収装置２０の作動によって消費されるバッテリ５０の電力に対して十分なＣＯ2の回収量が得られないことがある。なお、ＣＯ2の回収効率は、バッテリ５０の消費電力に対するＣＯ2回収装置２０におけるＣＯ2回収量の比率を示す。
≪ＣＯ2回収装置の作動制御≫
そこで、本実施形態では、制御装置３０は、バッテリ５０の消費電力に対するＣＯ2回収装置２０におけるＣＯ2の回収量の比率を示すＣＯ2の回収効率が予め定められた所定の効率以上になると予想される高回収効率条件が満たされている場合にはＣＯ2回収装置２０の作動を許可し、該高回収効率条件が満たされていない場合にはＣＯ2回収装置２０の作動を禁止する。その結果、ＣＯ2回収装置によって消費されるバッテリの電力に対するＣＯ2の回収量が多い（すなわち、ＣＯ2の回収効率の高い）ＣＯ2回収装置が提供される。
高回収効率条件とは、ＣＯ2の回収効率が予め定められた所定の効率以上になると予想される条件である。ここで、ＣＯ2回収装置２０を作動するためには、バッテリ５０において比較的大きな電力が消費される。そのため、ＣＯ2回収装置２０において比較的多くのＣＯ2回収量が見込める状態でＣＯ2回収装置２０を作動させることが、消費電力に対するＣＯ2回収量の収支を向上させる観点から好ましい。高回収効率条件は、ＣＯ2回収装置２０において消費電力に対して比較的多くのＣＯ2回収量が見込めるような条件を意味する。以下では、この高回収効率条件の具体例について説明する。
高回収効率条件の第１の例は、車両１において所定の基準距離以上の運転が行われることが予想されることである。したがって、例えば、車両１において基準距離以上の運転が行われることが予想される場合には、高回収効率条件が満たされていると判断され、車両１において基準距離以上の運転が行われないことが予想される場合には、高回収効率条件が満たされていないと判断される。
ここで、冷却部２３が冷凍サイクルを実現するように構成される場合、冷却部２３を起動するためには或る程度の電力が必要になる。したがって、車両１において或る一定距離未満の短距離運転が行われる場合には、冷却部２３の起動に或る程度の電力を消費しているにもかかわらず、車両１の走行によるＣＯ2の回収量が少ない。以上から、このように車両１において短距離運転が行われる場合、ＣＯ2の回収効率が予め定められた所定の効率未満になると予想される。すなわち、この場合、高回収効率条件は満たされていないと考えられる。
一方、車両１において或る一定距離以上の長距離運転が行われる場合には、走行距離が長いため、ＣＯ2回収装置２０におけるＣＯ2回収量も多い。したがって、冷却部２３の起動に電力が消費されたとしても、車両１の走行によるＣＯ2の回収量に対する起動に伴う消費電力量の割合は小さい。以上から、このように車両１において短距離運転が行われる場合、ＣＯ2の回収効率が予め定められた所定の効率以上になると予想される。すなわち、この場合、高回収効率条件は満たされていると考えられる。
具体的には、車両１のカーナビゲーションシステム（不図示）に入力された目的地までの予想走行距離が基準距離以上である場合、或る一定距離以上の長距離運転が行われることが予想される。そのため、この場合、回収制御部３２は、ＣＯ2の回収効率が所定の効率以上になると予想し、高回収効率条件が満たされていると判断する。一方で、目的地までの予想走行距離が基準距離未満である場合、或る一定距離未満の短距離運転が行われることが予想される。そのため、回収制御部３２は、ＣＯ2の回収効率が所定の効率以上にならないと予想し、高回収効率条件が満たされていないと判断する。なお、基準距離は、例えば、車両１がそれ以上走行すると、ＣＯ2回収装置２０における消費電力分の発電を内燃機関１０において行うことによって生じるＣＯ2発生量よりも多くのＣＯ2回収量が見込めるような距離に設定される。
高回収効率条件の第２の例は、車両１の内燃機関１０の始動から所定の基準時間が経過したことである。したがって、例えば、車両１の内燃機関１０の始動から基準時間が経過した場合には、高回収効率条件が満たされていると判断され、車両１の内燃機関１０の始動開始から基準時間が経過していない場合には、高回収効率条件が満たされていないと判断される。
上述したように、車両が長距離運転されるとＣＯ2の回収効率が高くなるのに対して車両が短距離運転されるとＣＯ2の回収効率が低くなる。ここで、車両１が長距離運転される頻度及び短距離運転される頻度は、車両１のユーザ毎に異なる。したがって、例えば、ユーザが長距離運転する頻度の高い車両１では、内燃機関１０の始動後早い段階で、長距離運転される可能性が高いと判断することができる。よって、この場合、内燃機関１０の始動後、短い時間が経過すると、車両１が長距離運転されると予想され、よって高回収率条件が満たされていると判断することができる。一方、車両１が短距離運転される頻度が高い場合には、頻繁に行われる短距離運転における走行時間以上の時間が経過して初めて長距離運転される可能性が高くなる。したがって、この場合、内燃機関１０の始動後、比較的長い時間が経過すると車両１が長距離運転されると予想され、よって高回収率条件が満たされている判断することができる。
したがって、第２の例では、内燃機関１０の始動からの経過時間がユーザ毎に設定された基準時間を超えているか否かに基づいて高回収率条件が満たされているか否かが判断される。このとき高回収効率条件の判断を行うための基準時間は、車両１の過去の履歴に基づいて設定される。具体的には、基準時間は、例えば、過去の履歴から車両１が基準距離以上の長距離運転される可能性が一定割合以上となる最小時間に設定される。なお、基準時間は、例えば、ユーザによって手動で設定される等、他の方法によって設定されてもよい。
高回収効率条件の第３の例は、車両１の内燃機関１０の水温が所定の基準温度以上であることである。したがって、例えば、車両１の内燃機関１０の水温が基準温度以上である場合には、高回収効率条件が満たされていると判断され、内燃機関１０の水温が所定の温度よりも低い場合には、高回収効率条件が満たされていないと判断される。
上述したように、内燃機関１０の始動からの経過時間に基づいて、車両１が長距離運転されるのか短距離運転されるのかを予想することができる。一方、内燃機関１０の水温は内燃機関１０の冷間始動からの経過時間に応じて変化し、冷間始動からの経過時間が長いほど水温が高くなる。したがって、内燃機関１０の水温がユーザ毎に設定された基準温度を超えているか否かに基づいて、長距離運転されるか否かを判断することができる。
したがって、第３の例では、内燃機関１０の水温が、ユーザ毎に設定された基準温度を超えているか否かに基づいて、高回収効率条件が満たされているか否かが判断される。このとき高回収効率条件の判断を行うための基準温度は、車両１の過去の履歴に基づいて設定される。具体的には、基準温度は、例えば、過去の履歴から車両１が基準距離以上の長距離運転される可能性が一定割合以上となる最低温度に設定される。
以上、高回収効率条件の例について説明したが、高回収効率条件は、上記の例に限定されず、目的や用途等に応じて種々の条件を含むことができる。
なお、上記高回収効率条件における基準距離、基準水温、基準時間等がユーザによって手動で設定されるときには、これらの設定は、例えば、ＨＭＩ４２を介して行われる。この場合、例えば、表示制御部３３は、ＨＭＩ４２を介して、高回収効率条件の各値を設定するためのユーザインターフェースを表示してもよい。車両１のユーザは、このユーザインターフェースを介して高回収効率条件の値を設定することができる。
≪フローチャート≫
図３は、本実施形態に係るＥＣＵ３１の回収制御部３２で行われる制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは、一定の時間間隔毎に実行される。
まず、ステップＳ１１では、内燃機関１０の運転中であるか否かが判定される。内燃機関１０が運転中でないと判定された場合には、ＣＯ2回収装置２０に排気ガスを流入させることができないため、制御ルーチンはステップＳ１５へと進み、ＣＯ2回収装置２０の作動が禁止される。一方、ステップＳ１１において、内燃機関１０が運転中であると判定された場合には、制御ルーチンはステップＳ１２へと進む。
ステップＳ１２では、ＣＯ2回収装置２０におけるＣＯ2の回収量が、ＣＯ2回収装置２０において回収可能な限界量よりも少ないか否かが判定される。ＣＯ2回収装置２０におけるＣＯ2の回収量は、例えば、内燃機関１０への燃料供給量及びＣＯ2回収装置２０への排気ガスの供給量に基づいて算出される。ＣＯ2回収装置２０への排気ガスの供給量は例えば機関回転速度及び吸引ポンプ２２への供給電力に基づいて算出される。なお、ＣＯ2回収装置２０におけるＣＯ2の回収量は、ＣＯ2回収装置２０の上流側に設けられたＣＯ2濃度センサ（図示せず）によって検出されたＣＯ2濃度とＣＯ2回収装置２０への排気ガスの供給量とに基づいて算出されてもよい。
ステップＳ１２においてＣＯ2回収装置２０におけるＣＯ2の回収量が限界量以上であると判定された場合には、ＣＯ2回収装置２０にてそれ以上ＣＯ2を回収することができないため、制御ルーチンはステップＳ１５へと進み、ＣＯ2回収装置２０の作動が禁止される。一方、ステップＳ１２においてＣＯ2回収装置２０におけるＣＯ2の回収量が限界量未満であると判定された場合には、制御ルーチンはステップＳ１３へと進む。
ステップＳ１３では、高回収効率条件が満たされているか否かが判定される。具体的には、回収制御部３２は、カーナビゲーションシステムに入力された目的地までの予想走行距離が基準距離以上である場合に、高回収効率条件が満たされていると判定する。または、回収制御部３２は、内燃機関１０の始動からの経過時間が基準時間以上である場合に、高回収効率条件が満たされていると判定する。或いは、回収制御部３２は、内燃機関１０の冷間始動後に水温センサ４３によって検出された水温が基準温度以上になった場合に、高回収効率条件が満たされていると判定する。なお、ステップＳ１３では、回収制御部３２は、これら条件のうち、いずれか２つの条件を満たすとき（例えば、予想走行距離が基準距離以上であって且つ内燃機関１０の始動からの経過時間が基準時間以上であるとき）、または３つ全ての条件を満たすときに、高回収効率条件を満たしていると判定してもよい。
ステップＳ１３において高回収効率条件が満たされていると判定された場合には、制御ルーチンはステップＳ１４へと進む。ステップＳ１４では、ＣＯ2回収装置２０の作動が許可され、制御ルーチンは終了せしめられる。
本実施形態では、ステップＳ１４においてＣＯ2回収装置２０の作動が許可されているときにはＣＯ2回収装置２０が作動され、よって吸引ポンプ２２及び冷却部２３が作動される。一方、ステップＳ１５においてＣＯ2回収装置２０の作動が禁止されているときにはＣＯ2回収装置２０が停止され、よって吸引ポンプ２２及び冷却部２３が停止される。
なお、ステップＳ１４の後、表示制御部３３は、ＨＭＩ４２を介して、ＣＯ2回収装置２０が作動中であることを示すインジケータを表示してもよい。同様に、ステップＳ１５の後、表示制御部３３は、ＨＭＩ４２を介して、ＣＯ2回収装置２０が停止中であることを示すインジケータを表示してもよい。
また、例えば、ユーザ入力部（すなわち、ＨＭＩ４２）は、ユーザインターフェースを介してユーザによって入力された、ＣＯ2回収装置２０の作動を禁止する作動禁止指示を受け付けてもよい。この場合、例えば、回収制御部３２は、ユーザ入力部（すなわち、ＨＭＩ４２）がこの作動禁止指示を受け付けた場合には、高回収効率条件が満たされている場合であっても、ＣＯ2回収装置２０の作動を禁止してもよい。
＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態に係る車両の制御装置について説明する。第二実施形態に係る車両の制御装置の構成は、基本的に第一実施形態に係る車両の制御装置の構成と同様である。以下では、第一実施形態に係る車両の制御装置の構成と異なる部分を中心に説明する。
≪車両の構成≫
図４は、本実施形態に係る車両１の構成を概略的に示す図である。図４に示されるように、第二実施形態に係る車両１では、車両１を駆動する動力源として、上記第一実施形態のような内燃機関１０の代わりに、電動機１７が用いられている。電動機１７は、バッテリの電力を用いて車両１を駆動するための駆動力を発生させる。
図４に示されるように、本実施形態では、ＣＯ2回収装置２０は、車外の空気中のＣＯ2を回収するように構成されている。ＣＯ2回収装置２０は、ＣＯ2回収部２１、吸引ポンプ２２及び車外接続通路２６を含む。ＣＯ2回収装置２０は、車外接続通路２６を介して車外へと通じている。
車外接続通路２６は、車両１のアンダボディの下方において、車両１の前後方向に延びる。特に、本実施形態では、車外接続通路２６の入口は、モータールーム内に配置される。また、車外接続通路２６には、ＣＯ2回収部２１が設けられている。したがって、車外接続通路２６は、車両１の車外から車両１の外部の空気をＣＯ2回収部２１に流入させることができるように構成されている。さらに、車外接続通路２６は、ＣＯ2回収部２１によってＣＯ2が回収された後の空気を車外に排出させることができるように構成されている。なお、車外接続通路２６を通って車両１周りの空気をＣＯ2回収部２１に流入させることができれば、車外接続通路２６はどのように構成されてもよい。したがって、例えば、車外接続通路２６の入口は、車両１の側面（車両１の前後方向に延びる面）に配置されてもよい。
吸引ポンプ２２は、ＣＯ2回収部２１に連通する車外接続通路２６に設けられる。本実施形態では、吸引ポンプ２２は、車外接続通路２６でのガスの流れ方向においてＣＯ2回収部２１の下流側に配置される。吸引ポンプ２２は、バッテリ５０の電力を用いて車外からガスを吸い出してＣＯ2回収部２１へ強制的に送るように構成される。
図４に示されるように、ＣＯ2回収装置２０は、車両１周りの空気中のＣＯ2濃度を検出するＣＯ2濃度センサ２７を備える。本実施形態では、ＣＯ2濃度センサ２７は、車外接続通路２６の入口付近に配置されている。ＣＯ2濃度センサ２７は、ＥＣＵ３１に接続され、その測定値をＥＣＵ３１に出力する。なお、ＣＯ2濃度センサ２７は、車両１周りの空気中のＣＯ2濃度を検出することができれば、車外接続通路２６以外の場所に配置されてもよい。
なお、本実施形態では、ＣＯ2回収装置２０は、第一実施形態で用いられたような冷却部を有していない。本実施形態では車外の空気がＣＯ2回収部２１に流入するが、車外の空気は、基本的にはＣＯ2回収部２１においてＣＯ2の脱離を引き起こすほど高温にはならないためである。
≪ＣＯ2回収方法の概要≫
次に、本実施形態に係るＣＯ2の回収方法について説明する。本実施形態において、ＣＯ2回収装置２０では、ＣＯ2回収装置２０が作動（すなわち吸引ポンプ２２が作動）されている場合、車外の空気が車外接続通路２６を流通する。なお、吸引ポンプ２２が作動されていなくても車両１が走行していれば、走行風により車外の空気が車外接続通路２６を流通する。車外の空気が車外接続通路２６を流通してＣＯ2回収部２１に流入すると、ＣＯ2回収部２１のＣＯ2吸着材と流入した空気とが接触する。その結果、ＣＯ2回収部２１が空気からＣＯ2を吸着除去することにより、ＣＯ2回収部２１によって空気中のＣＯ2が回収される。ＣＯ2回収部２１によってＣＯ2が回収された後の空気は、車外接続通路２６を流通して車外に排出される。
≪ＣＯ2回収装置の作動制御≫
ところで、吸引ポンプ２２を作動するためには、すなわちＣＯ2回収装置２０を作動するためには、バッテリ５０の電力が用いられる。このため、車両１周りの空気中のＣＯ2濃度が低いとき、すなわちＣＯ2回収装置２０におけるＣＯ2の回収効率が低いときにＣＯ2回収装置２０が作動された場合、ＣＯ2回収装置２０の作動によって消費されるバッテリ５０の電力に対して十分なＣＯ2の回収量が得られないことがある。
そこで、本実施形態においても、制御装置３０は、バッテリ５０の消費電力に対するＣＯ2回収装置２０におけるＣＯ2の回収量の比率を示すＣＯ2の回収効率が予め定められた所定の効率以上になると予想される高回収効率条件が満たされている場合にはＣＯ2回収装置２０の作動を許可し、該高回収効率条件が満たされていない場合にはＣＯ2回収装置２０の作動を禁止する。その結果、本実施形態においても、ＣＯ2回収装置によって消費されるバッテリの電力に対するＣＯ2の回収量が多い（すなわち、ＣＯ2の回収効率の高い）ＣＯ2回収装置が提供される。
本実施形態においては、高回収効率条件は、例えば、車両１周りの空気中のＣＯ2濃度が所定の閾値以上であることである。したがって、例えば、車両１周りの空気中のＣＯ2濃度が所定の閾値以上である場合には、高回収効率条件が満たされていると判断され、車両１周りの空気中のＣＯ2濃度が所定の閾値よりも低い場合には、高回収効率条件が満たされていないと判断される。
例えば、ＣＯ2濃度が低い地域では、ＣＯ2回収装置２０の作動（すなわち、吸引ポンプ２２の作動）による消費電力に対してＣＯ2回収装置２０においるＣＯ2回収量が比較的少ない。したがって、ＣＯ2回収部２１に流入するガス中に含まれるＣＯ2の濃度が所定の閾値以上ではない場合、ＣＯ2の回収効率が予め定められた所定の効率以上にならないと予想される。
一方、ＣＯ2濃度が高い地域では、ＣＯ2回収装置２０の作動による消費電力に対してＣＯ2回収装置２０においるＣＯ2回収量が比較的多い。したがって、ＣＯ2回収部２１に流入するガス中に含まれるＣＯ2の濃度が所定の閾値以上である場合、ＣＯ2の回収効率が予め定められた所定の効率以上になると予想される。
＜その他＞
以上、本開示に係る好適な実施形態を説明した。しかし、本開示はこの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。
１ 車両
１０ 内燃機関
１７ 電動機
２０ ＣＯ2回収装置
２１ ＣＯ2回収部
２２ 吸引ポンプ
２３ 冷却部
３１ ＥＣＵ
３２ 回収制御部

Claims (6)

  1. バッテリと、前記バッテリの電力を用いて、流入するガス中に含まれるＣＯ 2 を回収するＣＯ 2 回収装置と、を含む車両に搭載され、且つ前記ＣＯ 2 回収装置を制御する制御装置であって、
    前記制御装置は、前記バッテリの消費電力に対する前記ＣＯ 2 回収装置におけるＣＯ 2 回収量の比率を示すＣＯ 2 の回収効率が予め定められた所定の効率以上になると予想される高回収効率条件が満たされているか否かを判定し、前記高回収効率条件が満たされている場合には前記ＣＯ 2 回収装置の作動を許可し、前記高回収効率条件が満たされていない場合には前記作動を禁止し、
    前記制御装置は、
    前記車両において所定の距離以上の運転が行われることが予想される場合には、前記高回収効率条件が満たされているとして、前記作動を許可し、
    前記車両において前記所定の距離以上の運転が行われないことが予想される場合には、前記高回収効率条件が満たされていないとして、前記作動を禁止する、制御装置。
  2. バッテリと、前記バッテリの電力を用いて、流入するガス中に含まれるＣＯ 2 を回収するＣＯ 2 回収装置と、を含む車両に搭載され、且つ前記ＣＯ 2 回収装置を制御する制御装置であって、
    前記制御装置は、前記バッテリの消費電力に対する前記ＣＯ 2 回収装置におけるＣＯ 2 回収量の比率を示すＣＯ 2 の回収効率が予め定められた所定の効率以上になると予想される高回収効率条件が満たされているか否かを判定し、前記高回収効率条件が満たされている場合には前記ＣＯ 2 回収装置の作動を許可し、前記高回収効率条件が満たされていない場合には前記作動を禁止し、
    前記ＣＯ2回収装置に流入するガスは、前記車両に搭載された内燃機関から排出されたガスであり、
    前記制御装置は、
    前記内燃機関の水温が所定の温度以上である場合には、前記高回収効率条件が満たされているとして、前記作動を許可し、
    前記水温が前記所定の温度よりも低い場合には、前記高回収効率条件が満たされていないとして、前記作動を禁止する、制御装置。
  3. バッテリと、前記バッテリの電力を用いて、流入するガス中に含まれるＣＯ 2 を回収するＣＯ 2 回収装置と、を含む車両に搭載され、且つ前記ＣＯ 2 回収装置を制御する制御装置であって、
    前記制御装置は、前記バッテリの消費電力に対する前記ＣＯ 2 回収装置におけるＣＯ 2 回収量の比率を示すＣＯ 2 の回収効率が予め定められた所定の効率以上になると予想される高回収効率条件が満たされているか否かを判定し、前記高回収効率条件が満たされている場合には前記ＣＯ 2 回収装置の作動を許可し、前記高回収効率条件が満たされていない場合には前記作動を禁止し、
    前記ＣＯ2回収装置に流入するガスは、前記車両に搭載された内燃機関から排出されたガスであり、
    前記制御装置は、
    前記内燃機関の冷間始動から所定の時間が経過した場合には、前記高回収効率条件が満たされているとして、前記作動を許可し、
    前記冷間始動から前記所定の時間が経過していない場合には、前記高回収効率条件が満たされていないとして、前記作動を禁止する、制御装置。
  4. バッテリと、前記バッテリの電力を用いて、流入するガス中に含まれるＣＯ 2 を回収するＣＯ 2 回収装置と、を含む車両に搭載され、且つ前記ＣＯ 2 回収装置を制御する制御装置であって、
    前記制御装置は、前記バッテリの消費電力に対する前記ＣＯ 2 回収装置におけるＣＯ 2 回収量の比率を示すＣＯ 2 の回収効率が予め定められた所定の効率以上になると予想される高回収効率条件が満たされているか否かを判定し、前記高回収効率条件が満たされている場合には前記ＣＯ 2 回収装置の作動を許可し、前記高回収効率条件が満たされていない場合には前記作動を禁止し、
    前記ＣＯ2回収装置に流入するガスは、前記車両周りの空気であり、
    前記ＣＯ2回収装置に流入した前記ガス中のＣＯ2を回収するＣＯ2回収部と、
    前記バッテリの電力を用いて前記ガスを吸引して前記ＣＯ2回収部に流入させる吸引部と、を含み、
    前記制御装置は、
    前記車両周りの空気中に含まれるＣＯ2の濃度が所定の閾値以上である場合には、前記高回収効率条件が満たされているとして、前記作動を許可し、
    前記ＣＯ2の濃度が前記所定の閾値よりも低い場合には、前記高回収効率条件が満たされていないとして、前記作動を禁止する、制御装置。
  5. 前記ＣＯ2回収装置に流入するガスは、前記車両に搭載された内燃機関から排出されたガスであり、
    前記ＣＯ2回収装置は、
    前記ＣＯ2回収装置に流入した前記ガス中のＣＯ2を回収するＣＯ2回収部と、
    前記バッテリの電力を用いて前記ＣＯ2回収部を冷却する冷却部と、
    前記バッテリの電力を用いて前記ガスを吸引して前記ＣＯ2回収部に流入させる吸引部と、を含み、
    前記制御装置は、前記高回収効率条件が満たされている場合には、前記冷却部及び前記吸引部の前記作動を許可し、前記高回収効率条件が満たされてない場合には、前記冷却部及び前記吸引部の前記作動を禁止する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の制御装置。
  6. 前記車両は、前記作動を禁止させるための作動禁止指示を前記車両のユーザから受け付けるユーザ入力部をさらに含み、
    前記制御装置は、前記ユーザ入力部が前記作動禁止指示を受け付けた場合には、前記高回収効率条件が満たされている場合であっても、前記作動を禁止する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の制御装置。
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