JP7103310B2

JP7103310B2 - Ｃｏ２捕捉装置

Info

Publication number: JP7103310B2
Application number: JP2019115871A
Authority: JP
Inventors: 清藤原; 宏石杉山; 寛大月; 大樹横山; 優志関
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-06-21
Filing date: 2019-06-21
Publication date: 2022-07-20
Anticipated expiration: 2039-06-21
Also published as: DE102020112971A1; JP2021001579A; US20200400058A1; DE102020112971B4; CN112112714B; CN112112714A; US11035280B2

Description

本開示は、ＣＯ₂捕捉装置に関する。

従来から、車両のＣＯ₂排出量を低減する観点から、ＣＯ₂捕捉部を車両に搭載したＣＯ₂捕捉装置が提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載のＣＯ₂捕捉装置では、車両の内燃機関から排出された排気ガスをゼオライト等のＣＯ₂吸着材を含むＣＯ₂捕捉部に導入することにより、排気ガス中のＣＯ₂がＣＯ₂捕捉部によって捕捉される。斯かる構成により、特許文献１に記載のＣＯ₂捕捉装置は、車両から放出されるＣＯ₂量を削減することを可能にしている。

斯かるＣＯ₂捕捉装置では、ＣＯ₂捕捉部におけるＣＯ₂の捕捉能力を最適化するために、ＣＯ₂捕捉部が冷却されている。

特許第５７６００９７号公報

ところで、斯かるＣＯ₂捕捉部は、今後、ＨＶ（Hybrid Vehicle）やＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle）などの車両に適用されることが想定される。しかし、斯かる車両にＣＯ₂捕捉部を適用した場合、斯かる車両に駆動力を与える電動機に供給するための電力等に加えて、ＣＯ₂捕捉部を冷却するための電力がバッテリで消費される。そのため、この場合、バッテリにおける電力消費量が増大し、バッテリの充電率が少なくなりやすくなる。その結果、走行に必要な電力が不足する事態が生じやすくなる。

上記課題に鑑みて、本開示の目的は、ＣＯ₂捕捉部におけるＣＯ₂の捕捉能力の低下を抑制しつつ、走行に必要な電力が不足する事態が生じることを抑制することにある。

本開示の要旨は、以下の通りである。

（１）動力源としての内燃機関及び電動機と、
該電動機に電力を供給すると共に該内燃機関の出力によって充電可能なバッテリと、
を備えると共に、前記内燃機関が前記内燃機関から排出される排気ガスを流通させる排気通路を備える、ハイブリッド車両に搭載されたＣＯ₂捕捉装置であって、
前記排気通路から分岐された分岐通路と、
前記分岐通路に設けられ且つ流入した前記排気ガス中のＣＯ₂を捕捉するＣＯ₂捕捉部と、
前記バッテリの電力を用いて前記ＣＯ₂捕捉部を冷却する冷却部と、
前記分岐通路に流入する前記排気ガスの流量を調整する流量調整部と、
前記冷却部及び前記流量調整部を制御するＣＯ₂捕捉制御部と、
を備え、
前記ＣＯ₂捕捉制御部は、前記バッテリの充電率が所定のＳＯＣ閾値以下になった場合には、前記冷却部による冷却を停止させると共に、前記ＣＯ₂捕捉部への前記排気ガスの流通を遮断するように前記流量調整部を制御する、ＣＯ₂捕捉装置。

（２）前記内燃機関は、前記排気通路において前記ＣＯ₂捕捉装置よりも排気ガス流れ方向上流側に設けられ且つ前記排気ガス中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを備え、
前記ＣＯ₂捕捉制御部は、前記パティキュレートフィルタの温度をフィルタ再生温度に保持するフィルタ再生処理が行われている場合には、前記冷却部による冷却を停止させると共に、前記ＣＯ₂捕捉部への前記排気ガスの流通を遮断するように前記流量調整部をさらに制御する、上記（１）に記載のＣＯ₂捕捉装置。

（３）前記ＣＯ₂捕捉制御部は、前記排気ガス中のＣＯ₂濃度が所定の濃度閾値以下の場合には、前記冷却部による冷却を停止させると共に、前記ＣＯ₂捕捉部への前記排気ガスの流通を遮断するように前記流量調整部をさらに制御する、上記（１）又は（２）に記載のＣＯ₂捕捉装置。

（４）前記分岐通路は、前記ＣＯ₂捕捉部よりも排気ガス流れ方向下流側で前記排気通路と合流するように接続され、
前記ＣＯ₂捕捉装置は、前記排気通路への合流位置と前記ＣＯ₂捕捉部との間において前記分岐通路に設けられた開閉弁をさらに含み、
前記ＣＯ₂捕捉制御部は、前記バッテリの充電率が所定のＳＯＣ閾値以下になった場合、前記開閉弁を閉状態にするように前記開閉弁を制御する、上記（１）乃至（３）のいずれか一つに記載のＣＯ₂捕捉装置。

（５）前記ＣＯ₂捕捉制御部は、前記ＣＯ₂捕捉部への前記排気ガスの流通を遮断するように前記流量調整部を制御した後、前記冷却部による冷却を停止する、上記（１）乃至（４）のいずれか一つに記載のＣＯ₂捕捉装置。

（６）前記バッテリの電力を用いて前記排気通路から前記排気ガスを吸引して該吸引した排気ガスを前記分岐通路に流入させる吸引部をさらに備え、
前記ＣＯ₂捕捉制御部は、前記バッテリの充電率が前記所定のＳＯＣ閾値以下になった場合には、前記吸引部による吸引をさらに停止させる、上記（１）乃至（５）のいずれか一つに記載のＣＯ₂捕捉装置。

（７）前記ＣＯ₂捕捉制御部は、前記吸引部を停止させた後に、前記ＣＯ₂捕捉部への前記排気ガスの流通を遮断するように前記流量調整部を制御する、上記（６）に記載のＣＯ₂捕捉装置。

本開示によれば、ＣＯ₂捕捉部におけるＣＯ₂の捕捉能力の低下を抑制しつつ、走行に必要な電力が不足する事態が生じることを抑制することが可能になる。

図１は、ハイブリッド車両の構成を概略的に示す図である。図２は、内燃機関及びＣＯ₂捕捉装置の構成を示す図である。図３は、ＥＣＵのＣＰＵにおける機能ブロック図である。図４は、ＣＯ₂捕捉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５は、ＣＯ₂捕捉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６は、ＣＯ₂捕捉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７は、内燃機関及びＣＯ₂捕捉装置の構成を示す図である。図８は、ＣＯ₂捕捉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９は、ＣＯ₂捕捉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１０は、ＣＯ₂捕捉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。

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＞
≪ハイブリッド車両の構成≫
図１は、本実施形態に係るハイブリッド車両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、ハイブリッド車両１（以下、車両１ともいう）は、内燃機関２と、第一電動発電機３と、第二電動発電機４と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）５と、バッテリ６と、ＣＯ₂捕捉装置２０と、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０と、を備える。

内燃機関２は、ガソリンや軽油といった燃料を機関の内部で燃焼させて、燃焼ガスの熱エネルギを機械的エネルギに変換する原動機であり、車両１の動力源として機能する。内燃機関２の出力は、内燃機関２に供給する燃料や空気の量を調整することによって制御される。内燃機関２の出力軸（クランクシャフト）は機械的に動力分割機構７に連結されており、内燃機関２の出力は動力分割機構７に入力される。

第一電動発電機３及び第二電動発電機４は、それぞれ、その入出力軸が機械的に動力分割機構７に連結されると共に、ＰＣＵ５に電気的に接続されている。第一電動発電機３及び第二電動発電機４は、車両１の動力源として機能するように構成されている。また、第一電動発電機３及び第二電動発電機４は、発電機として機能するように構成されている。

動力分割機構７は、内燃機関２、第一電動発電機３及び第二電動発電機４に機械的に連結されている。加えて、動力分割機構７は、駆動軸８に連結されており、駆動軸８は差動歯車９を介して車輪１０に連結される。

動力分割機構７は、動力分割機構７に連結された内燃機関２、第一電動発電機３、第二電動発電機４及び駆動軸８のうちの何れか１つから動力分割機構７に入力された動力を、これらのうちの少なくとも１つの構成要素に出力することができるように構成される。

ＰＣＵ５は、インバータやＤＣＤＣコンバータ等を備える。図１に示されるように、ＰＣＵ５は、第一電動発電機３、第二電動発電機４、バッテリ６及びＣＯ₂捕捉装置２０に電気的に接続されている。ＰＣＵ５は、第一電動発電機３、第二電動発電機４、バッテリ６及びＣＯ₂捕捉装置２０の制御を行うと共に、バッテリ６から第一電動発電機３、第二電動発電機４及びＣＯ₂捕捉装置２０に供給される電力の変換や、第一電動発電機３及び第二電動発電機４からバッテリ６へ供給される電力の変換を行う。

バッテリ６は、ＰＣＵ５に電気的に接続されると共に、蓄電を行う。バッテリ６は、第一電動発電機３、第二電動発電機４、及び／又はＣＯ₂捕捉装置２０に電力を供給する。また、バッテリ６は、内燃機関２の出力によって充電可能に構成されている。具体的には、第一電動発電機３又は第二電動発電機４が内燃機関２の出力によって動力分割機構７を介して入力される動力によって駆動されると、ＰＣＵ５を介してバッテリ６への充電が行われる。一方、第一電動発電機３又は第二電動発電機４が動力分割機構７へ動力を出力するときには、バッテリ６からＰＣＵ５を介して第一電動発電機３又は第二電動発電機４へ電力が供給される。

ＣＯ₂捕捉装置２０は、内燃機関２から排出される排気ガス中のＣＯ₂を捕捉する。ＣＯ₂捕捉装置２０の詳細については、図２を用いて後述する。

ＥＣＵ３０は、デジタルコンピュータから構成され、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。ＥＣＵ３０の入力ポート及び出力ポートは、内燃機関２の各種アクチュエータや各種センサ、ＰＣＵ５、バッテリ６等に接続される。ＥＣＵ３０の入力ポートには、内燃機関２の各種センサ、ＰＣＵ５及びバッテリ６の出力信号が入力される。加えて、ＥＣＵ３０の出力ポートは、内燃機関２の各種アクチュエータ、ＰＣＵ５、バッテリ６及びＣＯ₂捕捉装置２０へ制御信号を出力する。したがって、内燃機関２の各種アクチュエータ、ＰＣＵ５、バッテリ６及びＣＯ₂捕捉装置２０は、ＥＣＵ３０により制御される。

このように構成された車両１では、内燃機関２によって得られた動力の一部又は全部を第一電動発電機３又は第二電動発電機４に入力すると、第一電動発電機３又は第二電動発電機４によって発電を行うことができる。斯かる発電によって得られた電力は、ＰＣＵ５を介してバッテリ６に充電されたり、第一電動発電機３及び第二電動発電機４のうち発電が行われていない方の電動発電機に供給されたりする。したがって、車両１は、内燃機関２の出力によって発電された電力をバッテリ６に充電することができるように構成されている。また、内燃機関２によって得られた動力の一部又は全部を駆動軸８に入力すると、この動力によって車輪１０を回転させることができる。

また、車両１は、バッテリ６から供給される電力によって第一電動発電機３又は第二電動発電機４を駆動することができるように構成されている。第一電動発電機３又は第二電動発電機４の駆動によって得られた動力は、内燃機関２に入力されることができる。したがって、このような動力により停止している内燃機関２が始動せしめられる。また、第一電動発電機３又は第二電動発電機４の駆動によって得られた動力を駆動軸８に入力すると、この動力によって車輪１０が回転することができる。

なお、本実施形態では、車両１は、第一電動発電機３と第二電動発電機４とで２つの電動発電機を備えている。しかしながら、車両１は必ずしも２つの電動発電機を備えている必要はなく、１つの電動発電機のみを有していてもよい。

≪内燃機関及びＣＯ₂捕捉装置の構成≫
図２を用いて、本実施形態に係る内燃機関及びＣＯ₂捕捉装置の構成を説明する。図２は、本実施形態に係る内燃機関２及びＣＯ₂捕捉装置２０の構成を概略的に示す図である。図２には、内燃機関２及びＣＯ₂捕捉装置２０が示されている。

図２に示されるように、内燃機関２は、機関本体２ａと、内燃機関２の機関本体２ａから排出される排気ガスが流通する排気通路２ｂと、排気浄化触媒２ｃと、パティキュレートフィルタ２ｄと、マフラ２ｅと、を備える。

排気浄化触媒２ｃは、排気浄化触媒２ｃに流入した排気ガス中のＮＯｘ、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ等の物質を浄化する。排気浄化触媒２ｃは、例えば、三元触媒、ＮＯｘ吸蔵還元触媒、選択還元型ＮＯｘ低減触媒（ＳＣＲ触媒）等である。排気浄化触媒２ｃは、ケーシングに内蔵されて排気通路２ｂに設けられている。

パティキュレートフィルタ２ｄは、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集する。パティキュレートフィルタ２ｄは、ケーシングに内蔵されて排気通路２ｂにおいて排気浄化触媒２ｃよりも排気ガス流れ方向下流側に設けられている。

マフラ２ｅは、排気通路２ｂ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２ｅは、排気通路２ｂにおいてパティキュレートフィルタ２ｄよりも排気ガス流れ方向下流側に設けられている。なお、マフラ２ｅは、排気通路２ｂに複数設けられてもよい。

図２に示されるように、ＣＯ₂捕捉装置２０は、内燃機関２の排気通路２ｂから分岐された分岐通路２１と、流量調整弁２２と、冷却部２３と、ＣＯ₂捕捉部２４と、吸引部２５と、を備える。流量調整弁２２、冷却部２３、ＣＯ₂捕捉部２４及び吸引部２５は、排気ガス流れ方向上流側から、この順で分岐通路２１に設けられている。本実施形態では、分岐通路２１は、分岐通路２１を流通した排気ガスを直接大気に放出するように大気へと繋がっている。

流量調整弁２２は、分岐通路２１における排気ガス流れ方向上流側の端部に設けられている。流量調整弁２２は、排気通路２ｂから分岐通路２１へ流通する排気ガスの流量を調整する流量調整部として機能する。本実施形態では、流量調整弁２２は、例えば、開状態と閉状態との間で切り換えられる開閉弁とすることができる。なお、流量調整弁２２は、その開度を調整可能な弁であってもよい。また、本実施形態では、流量調整弁２２は、分岐通路２１における排気ガス流れ方向上流側の端部に設けられているが、これに限定されず、ＣＯ₂捕捉部２４よりも排気ガス流れ方向上流側の分岐通路２１に設けられていればよい。

冷却部２３は、バッテリ６の電力を用いてＣＯ₂捕捉部２４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６の電力を用いて流入した排気ガスを目標とする冷却温度まで冷却し、該冷却した排気ガスをＣＯ₂捕捉部２４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、排気通路２ｂ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、ＣＯ₂捕捉部２４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、本実施形態では、冷却部２３は、分岐通路２１に設けられているが、これに限定されず、冷却部２３が冷却した排気ガスをＣＯ₂捕捉部２４に流入させることを可能にするように、ＣＯ₂捕捉部２４よりも排気ガス流れ方向上流側の排気通路２ｂに設けられていればよい。また、本実施形態では、冷却部２３は、排気ガスを冷却することによりＣＯ₂捕捉部２４を冷却するように構成されているが、これに限定されず、例えば冷媒と後述するＣＯ₂捕捉部２４のＣＯ₂吸着材との間で熱交換を行うことにより、ＣＯ₂捕捉部２４を直接冷却するように構成されてもよい。

ＣＯ₂捕捉部２４は、流入した排気ガス中のＣＯ₂を捕捉するように構成されている。本実施形態では、ＣＯ₂捕捉部２４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捕捉部２４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捕捉部２４による排気ガス中のＣＯ₂の捕捉方法としては、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捕捉部２４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捕捉部２４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ＣＯ₂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捕捉部２４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。

本実施形態に係るＣＯ₂捕捉部２４では、排気中のＣＯ₂の捕捉方法として物理吸着法が採用されている。したがって、ＣＯ₂捕捉部２４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。

図２に示されるように、ＣＯ₂捕捉部２４は、マフラ２ｅよりも排気ガス流れ方向下流側に設けられている。従って、ＣＯ₂捕捉部２４には、比較的温度が低い排気ガスが流入する。また、図２に示されるように、ＣＯ₂捕捉部２４は、排気浄化触媒２ｃ及びパティキュレートフィルタ２ｄよりも排気ガス流れ方向下流側に設けられている。従って、ＣＯ₂捕捉部２４には、ＨＣ、ＮＯｘ、ＰＭ等が排気浄化触媒２ｃ及びパティキュレートフィルタ２ｄによってほぼ除去された後の排気ガスが流入する。

吸引部２５は、バッテリ６の電力を用いて排気通路２ｂから排気ガスを吸引して、該吸引した排気ガスを分岐通路２１に流入させるように構成されている。本実施形態では、吸引部２５は、例えば、バッテリ６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とすることができる。

図２に示されるように、ＥＣＵ３０には、各種センサが接続されている。具体的には、ＥＣＵ３０には、バッテリセンサ４１と、差圧センサ４２と、空燃比センサ４３と、が接続されている。ＥＣＵ３０の入力ポートには、バッテリセンサ４１、差圧センサ４２及び空燃比センサ４３の出力値が入力される。

バッテリセンサ４１は、バッテリ６のＳＯＣ（充電率）を検出する。差圧センサ４２は、パティキュレートフィルタ２ｄの前後に設けられており、パティキュレートフィルタ２ｄよりも排気ガス流れ方向上流側と下流側との差圧を検出する。空燃比センサ４３は、排気通路２ｂ内を流れる排気ガスの空燃比を検出する。

≪ＥＣＵの機能モジュール≫
図３は、ＥＣＵ３０のＣＰＵにおける機能ブロック図である。図３に示されるように、本実施形態では、ＥＣＵ３０のＣＰＵは、機能モジュールとして、ＨＶ制御部３１と、ＣＯ₂捕捉制御部３２と、を備える。本実施形態では、ＥＣＵ３０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、ＨＶ制御部３１及びＣＯ₂捕捉制御部３２として機能する。

ＨＶ制御部３１は、ハイブリッド車両１における制御全般を実行する。例えば、ＨＶ制御部３１は、車両１が走行するときの走行モード及びバッテリ６の目標とするＳＯＣを予め設定する。また、ＨＶ制御部３１は、走行モードとして、ＥＶ（Electric Vehicle）モード又はＨＶ（Hybrid Vehicle）モードを選択し、走行モードに基づいて内燃機関２、第一電動発電機３及び第二電動発電機４の出力を制御する。

ＣＯ₂捕捉制御部３２は、ＣＯ₂捕捉装置２０における制御全般を実行する。例えば、ＣＯ₂捕捉制御部３２は、流量調整弁２２の開閉、冷却部２３における冷却温度及び冷却の停止、吸引部２５における吐出容量及び吸引の停止等を制御することができる。

≪ハイブリッド車両における制御の概要≫
以下、本実施形態に係るハイブリッド車両１における制御の概要について説明する。

ＥＶモードでは、内燃機関２が停止され、電動発電機３、４のみによって走行用の動力が出力される。このため、ＥＶモードでは、バッテリ６から電動発電機３、４に電力が供給される。この結果、ＥＶモードでは、バッテリ６の電力量が減少し、バッテリ６のＳＯＣが低下する。なお、一方向にのみ回転力を伝達するワンウェイクラッチが動力分割機構７に設けられ、ＥＶモードにおいて、第一電動発電機３及び第二電動発電機４によって走行用の動力が出力されてもよい。

一方、ＨＶモードでは、内燃機関２と、電動発電機３、４とによって走行用の動力が出力される。ＨＶモードでは、基本的に、内燃機関２の出力を用いて第一電動発電機３によって発電された電力が第二電動発電機４に供給され、バッテリ６からの電力供給が停止される。例えば、ＨＶ制御部３１は、ＨＶモードにおいて、内燃機関２の動力を走行用に用いるとともに、その動力の一部によって第一電動発電機３を回生駆動し、その発電電力によって第二電動発電機４を駆動することによって得られた第二電動発電機４の動力を走行用の動力として用いる基本ＨＶ制御を実行する。また、ＨＶ制御部３１は、例えばアクセル踏込量が増大している場合には、車両１の走行性能確保のために第一電動発電機３の発電電力とバッテリ６の充電電力によって第二電動発電機４を駆動し、内燃機関２及び第二電動発電機４の双方の動力を走行用の動力として用いる制御を実行してもよい。

また、ＨＶ制御部３１は、ＨＶモードにおいて、内燃機関２の出力によってバッテリ６の充電を行う充電制御を実行することができる。例えば、ＨＶ制御部３１は、バッテリ６のＳＯＣが所定の下限値（例えばＳＯＣが１４％等）以下になった場合、充電制御として、内燃機関２を最適動作点近傍で運転すると共に、内燃機関２の動力から走行に用いられる動力を差し引いた動力を用いて第一電動発電機３によって発電された電力をバッテリ６に供給することにより、通常の走行時よりもバッテリ６の充電を優先的に行なう充電優先制御を実行する。その結果、バッテリ６が速やかに充電される。斯かる充電優先制御は、例えば、バッテリ６のＳＯＣが所定の下限値（例えばＳＯＣが１４％等）まで上昇するまで実行される。

なお、本実施形態では、ＨＶ制御部３１は、ＨＶモードにおける充電制御として充電優先制御を実行するが、他の充電制御を実行してもよい。例えば、ＨＶ制御部３１は、バッテリ６のＳＯＣが所定の下限値（例えばＳＯＣが８％等）以下になった場合、内燃機関２が仮に最適動作点で運転できない状況であっても内燃機関２を強制的に始動して第一電動発電機３によって発電された電力をバッテリ６に供給することにより、バッテリ６の強制充電制御を実行する。その結果、駆動力応答性を多少犠牲にしてでも、バッテリ６が速やかに充電され得る。斯かる強制充電制御は、例えば、バッテリ６のＳＯＣが所定の下限値（例えばＳＯＣが８％等）まで上昇するまで実行される。

ＨＶモードでは内燃機関２において燃料が消費され、ＥＶモードでは内燃機関２において燃料が消費されない。このため、車両１の燃費を改善するためには、走行モードをできるだけＥＶモードに維持することが望ましい。

内燃機関２の熱効率は、通常、機関負荷が低いときに低くなる。このため、走行負荷が低い区間、例えば信号機が多い区間、渋滞が発生しやすい区間等では、ＨＶ制御部３１は、走行モードをＥＶモードに設定して内燃機関２を停止させることが望ましい。一方、走行負荷が高い区間、例えば高速道路、上り坂等では、ＨＶ制御部３１は、走行モードをＨＶモードに設定することが望ましい。

≪ＣＯ₂捕捉方法の概要≫
以下、ＣＯ₂捕捉部２４においてＣＯ₂を捕捉する方法について説明する。上述したＣＯ₂捕捉装置２０では、流量調整弁２２が開状態に制御され且つ吸引部２５が作動している場合、排気通路２ｂを流通して分岐通路２１との分岐位置に到達した排気ガスの一部は分岐通路２１を流通する。なお、流量調整弁２２が開状態に設定されているときには、吸引部２５が作動されていなくても少量であれば排気ガスが分岐通路２１を流通する。

一方、流量調整弁２２が閉状態に制御されている場合、排気通路２ｂから分岐通路２１への排気ガスの流入が遮断される。その結果、ＣＯ₂捕捉部２４への排気ガスの流入が遮断される。

また、内燃機関２から排出される排気ガスは高温であるところ、冷却部２３が作動されることによって、排気ガスが分岐通路２１においてＣＯ₂捕捉部２４に流入する前に冷却部２３にて目標とする冷却温度まで冷却される。例えば、本実施形態のようにＣＯ₂捕捉部２４のＣＯ₂吸着材としてゼオライトが用いられる場合、分岐通路２１を流通する排気ガスは、冷却部２３において、ＣＯ₂捕捉部２４におけるゼオライトのＣＯ₂の捕捉能力を最適化するように、常温（例えば３０℃程度）以下の冷却温度に冷却される。このため、ＣＯ₂捕捉部２４には低温の排気ガスが流入せしめられる。

冷却部２３において冷却された排気ガスが分岐通路２１を流通してＣＯ₂捕捉部２４に流入すると、ＣＯ₂捕捉部２４のＣＯ₂吸着材と流入した排気ガスとが接触する。その結果、ＣＯ₂捕捉部２４によって、排気ガスからＣＯ₂が吸着除去される。

その後、例えば専用のＣＯ₂回収設備においてＣＯ₂捕捉部２４のＣＯ₂吸着材を加熱（又は減圧）してＣＯ₂捕捉部２４からＣＯ₂を脱離させることで、ＣＯ₂が回収される。

≪ＣＯ₂捕捉装置の制御及びその作用・効果≫
ところで、上述したように、内燃機関２から排出された排気ガスは高温であり、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、高温の排気ガスがそのままＣＯ₂捕捉部２４に流入すると、ＣＯ₂捕捉部２４が高温になって、ＣＯ₂捕捉部２４におけるＣＯ₂の捕捉能力が低下し、捕捉されていたＣＯ₂がＣＯ₂捕捉部２４から脱離してしまう。

これに対して、本実施形態では、分岐通路２１を介して排気ガスをＣＯ₂捕捉部２４に流入させるときには、冷却部２３が作動せしめられる。これにより、ＣＯ₂捕捉部２４に流入する前に排気ガスが冷却され、ＣＯ₂捕捉部２４が高温になることが抑制される。その結果、ＣＯ₂捕捉部２４におけるＣＯ₂の捕捉能力の低下が抑制され、ひいては捕捉されていたＣＯ₂がＣＯ₂捕捉部２４から脱離してしまうことが抑制される。

一方で、ハイブリッド車両１が斯かるＣＯ₂捕捉装置２０を有する場合、電動発電機３、４を駆動するための電力等に加えて、冷却部２３がＣＯ₂捕捉部２４を冷却するための電力がバッテリ６で消費されるため、バッテリ６における電力消費量が増大する。そのため、ハイブリッド車両１においてバッテリ６のＳＯＣが少ない場合に斯かる冷却部２３による冷却を継続すると、走行に必要な電力が不足する事態が生じやすくなる。

そこで、本実施形態では、ＣＯ₂捕捉制御部３２は、バッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下になった場合には、冷却部２３による冷却を停止させている。その結果、冷却部２３によるＣＯ₂捕捉部２４の冷却のための電力が削減される。そのため、走行に必要な電力が不足する事態が生じることが抑制される。

一方で、冷却部２３による冷却を停止すると、高温の排気ガスがＣＯ₂捕捉部２４に流入して、ＣＯ₂捕捉部２４が高温になってしまう。その結果、ＣＯ₂捕捉部２４におけるＣＯ₂の捕捉能力が低下する。

そこで、本実施形態では、ＣＯ₂捕捉制御部３２は、バッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下になった場合には、冷却部２３による冷却を停止させると共に、ＣＯ₂捕捉部２４への排気ガスの流通を遮断するように流量調整弁２２を制御している。その結果、冷却部２３による冷却を停止させた場合であっても高温の排気ガスがＣＯ₂捕捉部２４に流入してＣＯ₂捕捉部２４が高温になってしまうことが抑制される。そのため、本実施形態によると、ＣＯ₂捕捉部２４におけるＣＯ₂の捕捉能力の低下が抑制されつつ、走行に必要な電力が不足する事態が生じることが抑制される。

≪フローチャート≫
図４は、本実施形態に係るＣＯ₂捕捉制御部３２におけ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、バッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下であるか否かが判定される。この所定のＳＯＣ閾値としては、例えば、充電優先制御が実行されるときのＳＯＣの下限値である１４％が用いられる。このＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下であるか否かの判定は、例えば、バッテリ６のＳＯＣを検出するバッテリセンサ４１の出力値に基づいてＣＯ₂捕捉制御部３２によって行われる。ステップＳ１１でバッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下であると判定された場合には、本制御ルーチンはステップＳ１２へと進む。

ステップＳ１２で、吸引部２５が停止される。この吸引部２５の停止により、バッテリ６での消費電力量が低減される。ステップＳ１２の後、本制御ルーチンはステップＳ１３へと進む。

ステップＳ１３で、流量調整弁２２が閉状態にされる。ステップＳ１３の後、本制御ルーチンはステップＳ１４へと進む。

ステップＳ１４で、冷却部２３による冷却が停止される。その結果、冷却部２３を停止させた分だけ、バッテリ６での消費電力量が低減される。ステップＳ１４の後、本制御ルーチンは終了せしめられる。

一方で、ステップＳ１１でバッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下ではないと判定された場合には、本制御ルーチンはステップＳ１５へと進む。

ステップＳ１５で、冷却部２３が作動される。その結果、バッテリ６の電力を用いてＣＯ₂捕捉部２４が冷却される。ステップＳ１５の後、本制御ルーチンはステップＳ１６へと進む。

ステップＳ１６で、流量調整弁２２が開状態に制御される。その結果、排気ガスが排気通路２ｂから分岐通路２１に流入することができるようになる。ステップＳ１６の後、本制御ルーチンはステップＳ１７へと進む。

ステップＳ１７で、吸引部２５が作動される。その結果、バッテリ６の電力を用いて排気通路２ｂから排気ガスが吸引されて、その吸引した排気ガスが分岐通路２１に流入するようになる。ステップＳ１５乃至Ｓ１７により、排気通路２ｂから分岐通路２１に排気ガスが流入し、冷却部２３において冷却された排気ガスがＣＯ₂捕捉部２４に流入して、ＣＯ₂捕捉部２４において排気ガス中のＣＯ₂が捕捉される。ステップＳ１７の後、本制御ルーチンは終了せしめられる。

また、本実施形態では、吸引部２５の停止（ステップＳ１２）、流量調整弁２２の閉鎖（ステップＳ１３）、冷却部２３の停止（ステップＳ１４）の順で制御ルーチンが実行されたが、これらは同時に実行されてもよい。同様に、冷却部２３の作動（ステップＳ１５）、流量調整弁２２の開放（ステップＳ１６）、吸引部２５の作動（ステップＳ１７）の順で制御ルーチンが実行されたが、これらは同時に実行されてもよい。

≪他の作用・効果≫
次に、上述したような構成を有するＣＯ₂捕捉装置２０によって奏される他の作用・効果について説明する。

本実施形態では、ＣＯ₂捕捉制御部３２は、バッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下になった場合には、ステップＳ１２において吸引部２５による吸引を停止させている。その結果、吸引部２５による吸引のための電力が削減されるため、走行に必要な電力が不足する事態が生じることが抑制される。

また、本実施形態では、ステップＳ１２で吸引部２５を停止させた後に、ステップＳ１３でＣＯ₂捕捉部２４への排気ガスの流通を遮断するように流量調整弁２２が閉状態に制御される。さらに、本実施形態では、ステップＳ１６で流量調整弁２２を開状態にした後に、ステップＳ１７で吸引部２５を作動している。ここで、仮に流量調整弁２２が閉状態且つ吸引部２５が作動している状態の場合、分岐通路２１が負圧の度合いが大きくなってＣＯ₂捕捉部２４のＣＯ₂吸着材に強い吸引圧がかかってしまい、ＣＯ₂捕捉部２４に吸着されたＣＯ₂がＣＯ₂捕捉部２４から脱離してしまう。本実施形態のように、吸引部２５を停止させた後に流量調整弁２２を閉状態にすること又は流量調整弁２２を開状態にした後に吸引部２５を作動することにより、ＣＯ₂捕捉部２４のＣＯ₂吸着材に強い吸引圧がかかることが抑制される。その結果、ＣＯ₂捕捉部２４に吸着されたＣＯ₂がＣＯ₂捕捉部２４から脱離してしまうことが抑制される。

また、本実施形態では、ステップＳ１３で流量調整弁２２を閉状態に制御した後、ステップＳ１４で冷却部２３による排気ガスの冷却が停止されている。さらに、本実施形態では、ステップＳ１５で冷却部２３を作動させた後、ステップＳ１６で流量調整弁２２を開状態にしている。ここで、仮に冷却部２３が停止している状態且つ流量調整弁２２が開状態の場合、流量調整弁２２を通過して流通してきた高温の排気ガスが冷却部２３において冷却されないままＣＯ₂捕捉部２４に流入する。そのため、ＣＯ₂捕捉部２４が高温になり、ＣＯ₂捕捉部２４におけるＣＯ₂の捕捉能力が低下する場合がある。その結果、ＣＯ₂捕捉部２４において捕捉されたＣＯ₂がＣＯ₂捕捉部２４から脱離してしまう場合がある。本実施形態のように、流量調整弁２２を閉状態にした後に冷却部２３による排気ガスの冷却を停止すること又は冷却部２３を作動させた後に流量調整弁２２を開状態にすることにより、高温の排気ガスがＣＯ₂捕捉部２４に流入することが抑制される。そのため、ＣＯ₂捕捉部２４におけるＣＯ₂の捕捉能力の低下が抑制され、ひいてはＣＯ₂捕捉部２４でのＣＯ₂の脱離が抑制される。

＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態に係るＣＯ₂捕捉装置について説明する。第二実施形態に係るＣＯ₂捕捉装置の構成は、基本的に第一実施形態に係るＣＯ₂捕捉装置の構成と同様である。以下では、第一実施形態に係るＣＯ₂捕捉装置の構成と異なる部分を中心に説明する。

≪フィルタ再生処理の概要≫
内燃機関２から排出された粒子状物質（ＰＭ）を捕集するために、内燃機関２の排気通路２ｂ内にパティキュレートフィルタ（以下、「フィルタ」という）２ｄが設けられている。斯かるフィルタ２ｄでは、フィルタ２ｄ上へのＰＭの堆積量が増大すると、フィルタ２ｄに目詰まりが生じ、フィルタ２ｄでの排気ガスの圧力損失が増大する。この圧力損失の増大は、排気ガスが流れにくくなることによる内燃機関２の出力の低下や燃焼の悪化を招いてしまう。

これに対して、本実施形態では、ＥＣＵ３０は、フィルタ２ｄ上のＰＭの堆積量を推定すると共に、推定されたＰＭの堆積量が限界堆積量よりも多くなった場合には、フィルタ２ｄを高温にしてフィルタ２ｄ上に堆積しているＰＭを焼却除去するフィルタ再生処理を実行する。ここで、限界堆積量とは、それ以上フィルタ２ｄへのＰＭの堆積量が増大すると、フィルタ２ｄでの排気ガスの圧力損失が増大して内燃機関２の運転状態の悪化等を招いてしまうような量である。また、ＰＭの堆積量は、例えば、フィルタ２ｄへのＰＭの堆積量が多くなるほどフィルタ２ｄでの圧力損失が大きくなることから、フィルタ２ｄ前後に設けられた差圧センサ４２の出力値に基づいて推定される。

斯かるフィルタ再生処理では、例えば、フィルタ２ｄよりも排気ガス流れ方向上流側に設けられた排気浄化触媒２ｃにおいて燃料を酸化反応させ、酸化反応によって生じる反応熱によってフィルタ２ｄがフィルタ再生温度（例えば６００℃）に保持される。その結果、ＰＭが焼却除去されることから、フィルタ２ｄの目詰まりが抑制され、フィルタ２ｄでの排気ガスの圧力損失の増大が抑制される。

一方、斯かるフィルタ再生処理が実行されると、フィルタ２ｄがフィルタ再生温度に保持されるため、フィルタ２ｄから高温の排気ガスが流出する。その後、フィルタ２ｄから流出した高温の排気ガスは、分岐通路２１を流通して冷却部２３に流入する。

しかし、斯かるフィルタ再生処理によって高温になった排気ガスは、冷却部２３において目標とする冷却温度まで冷却されないまま冷却部２３から流出してＣＯ₂捕捉部２４に流入する場合がある。その結果、ＣＯ₂捕捉部２４が高温になることにより、ＣＯ₂捕捉部２４におけるＣＯ₂の捕捉能力が低下し、ひいてはＣＯ₂捕捉部２４に捕捉されたＣＯ₂がＣＯ₂捕捉部２４から脱離してしまう。一方で、冷却部２３の冷却能力を強化すると、冷却部２３における消費電力が増大し、走行に必要な電力が不足する事態が生じやすくなる。

≪フィルタ再生処理中のＣＯ₂捕捉装置の制御及びその作用・効果≫
そこで、本実施形態では、ＣＯ₂捕捉制御部３２は、バッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下である場合に加え、フィルタ再生処理が行われている場合にも、ＣＯ₂捕捉部２４への排気ガスの流通を遮断するように流量調整弁２２を制御する。その結果、フィルタ再生処理が行われた場合であっても、フィルタ再生処理によって高温になった排気ガスがＣＯ₂捕捉部２４に流入することが抑制される。そのため、フィルタ再生処理が行われた場合であっても、ＣＯ₂捕捉部２４におけるＣＯ₂の捕捉能力の低下ひいてはＣＯ₂の脱離が抑制される。

また、本実施形態では、ＣＯ₂捕捉制御部３２は、バッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下である場合に加え、フィルタ再生処理が行われている場合にも、冷却部２３による冷却を停止させる。従って、ＣＯ₂捕捉制御部３２は、フィルタ再生処理が行われている場合には、冷却部２３による冷却を停止させると共に、ＣＯ₂捕捉部２４への排気ガスの流通を遮断するように流量調整弁２２をさらに制御する。この冷却の停止により、冷却部２３における消費電力が低減されるため、走行に必要な電力が不足する事態が生じることが抑制される。

≪フローチャート≫
図５は、本実施形態に係るＣＯ₂捕捉制御部３２におけ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。なお、図５のステップＳ２２乃至Ｓ２７はそれぞれ図４のステップＳ１２乃至Ｓ１７と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ２１で、バッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下であるか又は内燃機関２においてフィルタ再生処理が実行中であるか否かが判定される。ステップＳ２１でのフィルタ再生処理が実行中であるかどうかの判定は、例えば、ＥＣＵ３０の指示値に基づいて行われる。例えば、ＥＣＵ３０は、差圧センサ４２の出力値に基づいてフィルタ２ｄ上のＰＭの堆積量を推定すると共に、推定したＰＭの堆積量が限界堆積量よりも多いか否かを判定する。そして、ＥＣＵ３０は、推定したＰＭの堆積量が限界堆積量よりも多いと判定された場合には、フィルタ再生処理を行うための制御プログラムを実行する。この制御プログラムでは、ＥＣＵ３０は、例えば、内燃機関２の燃料噴射弁（不図示）の駆動を制御して所定のタイミングで燃料噴射させることにより、未燃焼燃料を排気浄化触媒２ｃに処理させてフィルタ２ｄに高温の排気を流入させることによって捕集したＰＭを燃焼させる。例えば、このときのＥＣＵ３０が燃料噴射弁に出力する指示値に基づいて、フィルタ再生処理が実行中であるかどうかが判定される。

ステップＳ２１でバッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下であるか又はフィルタ再生処理が実行中であると判定された場合には、本制御ルーチンはステップＳ２２へと進む。一方で、ステップＳ２１でバッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下ではなく且つフィルタ再生処理が実行中ではないと判定された場合には、本制御ルーチンはステップＳ２５へと進む。

なお、ステップＳ２１において推定したＰＭの堆積量が限界堆積量よりも多いか否かを判定する方法としては、差圧センサ４２の出力値に基づく方法に限らない。例えば、（１）フィルタ２ｄに堆積したＰＭ量を検出するＰＭセンサを取り付け、ＰＭセンサにより検出したＰＭ量が所定値以上になったこと、（２）前回のフィルタ再生処理から所定時間以上が経過したこと、及び（３）前回のフィルタ再生処理から所定距離以上走行したこと、の少なくとも１つを満たしている場合に、推定したＰＭの堆積量が限界堆積量よりも多いと判定されてもよい。

また、本実施形態では、排気浄化触媒２ｃに処理させる未燃焼燃料は、燃焼噴射弁から噴射させたが、これに限定されず、例えば、排気通路２ｂにいわゆる燃料添加弁を設置して燃料添加弁から燃料を添加することにより排気浄化触媒２ｃに流入させるようにしてもよい。

≪他の作用・効果≫
本実施形態では、ＣＯ₂捕捉制御部３２は、バッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下である場合に加え、内燃機関２においてフィルタ再生処理が実行中である場合にも、ステップＳ２２において吸引部２５による吸引を停止させている。その結果、吸引部２５による吸引のための電力が削減されるため、走行に必要な電力が不足する事態が生じることが抑制される。

＜第三実施形態＞
次に、第三実施形態に係るＣＯ₂捕捉装置について説明する。第三実施形態に係るＣＯ₂捕捉装置の構成は、基本的に第一実施形態に係るＣＯ₂捕捉装置の構成と同様である。以下では、第一実施形態に係るＣＯ₂捕捉装置の構成と異なる部分を中心に説明する。

≪内燃機関の運転モードの概要≫
本実施形態では、ＥＣＵ３０は、リーンバーンモードとストイキ燃焼モードとの間で内燃機関２の運転モードを切り替える。リーンバーンモードは、理論空燃比よりもリーン側に設定された空燃比を目標とする運転モードである。ストイキ燃焼モードは、理論空燃比又はその近辺の空燃比を目標とする運転モードである。例えば、内燃機関２の燃料噴射弁における燃料噴射量の指令値が内燃機関２の目標回転速度に基づいて設定されるリーンバーン領域内の値からこのリーンバーン領域外の値になった場合、内燃機関２の運転モードはリーンバーン燃焼モードからストイキ燃焼モードへと切り替えられる。一方、内燃機関２の燃料噴射弁における燃料噴射量の指令値がリーンバーン領域外の値からリーンバーン領域内の値になった場合、内燃機関２の運転モードがストイキ燃焼モードからリーンバーンモードへと切り替えられる。リーンバーンモードからストイキ燃焼モードへの切り替えるときには、例えば、内燃機関２の燃焼室に供給される吸気ガスが減量される。

ところで、斯かるリーンバーンモードのように空燃比が理論空燃比よりもリーン側に設定されている場合、内燃機関２から排出される排気ガス中のＣＯ₂濃度は、ストイキ燃焼モードのように空燃比が理論空燃比近辺に設定されている場合に比べて低くなる。斯かる排気ガス中のＣＯ₂濃度が低い場合にまで冷却部２３を駆動させながらＣＯ₂捕捉部２４においてＣＯ₂を捕捉した場合、冷却部２３における電力消費量に対してＣＯ₂捕捉部２４において捕捉されるＣＯ₂の量が少なくなる。そのため、この場合、ＣＯ₂捕捉部２４において効率的にＣＯ₂を捕捉することができない。

≪排気ガス中のＣＯ₂濃度に基づく流量調整弁の制御及びその作用・効果≫
そこで、本実施形態では、ＣＯ₂捕捉制御部３２は、バッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下である場合に加え、排気ガス中のＣＯ₂濃度が所定の濃度閾値以下の場合にも、冷却部２３による冷却を停止させると共に、ＣＯ₂捕捉部２４への排気ガスの流通を遮断するように流量調整弁２２を制御する。その結果、ＣＯ₂捕捉部２４におけるＣＯ₂の捕捉効率が悪い場合には、ＣＯ₂捕捉部２４におけるＣＯ₂の捕捉が抑制されるとともに、冷却部２３における電力消費が低減される。そのため、ＣＯ₂捕捉部２４において効率的にＣＯ₂が捕捉されると共に、走行に必要な電力が不足する事態が生じることが抑制される。

≪フローチャート≫
図６は、本実施形態に係るＣＯ₂捕捉制御部３２におけ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。なお、図６のステップＳ３２乃至Ｓ３７はそれぞれ図４のステップＳ１２乃至Ｓ１７と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ３１で、バッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下であるか又は排気ガス中のＣＯ₂濃度が所定の濃度閾値以下であるか否かが判定される。ステップＳ３１では、例えば、空燃比センサ４３の出力値に基づいて推定された排気ガス中のＣＯ₂濃度が、所定の濃度閾値以下であるか否かが判定される。しかし、これに限定されず、例えば、ＥＣＵ３０の指示値に基づいて内燃機関２がリーンバーンモード中であると判定される場合には排気ガス中のＣＯ₂濃度が所定の濃度閾値以下であると判定されてもよい。

ステップＳ３１でバッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下であるか又は排気ガス中のＣＯ₂濃度が所定の濃度閾値以下であると判定された場合には、本制御ルーチンはステップＳ３２へと進む。一方で、ステップＳ３１でバッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下ではなく且つ排気ガス中のＣＯ₂濃度が所定の濃度閾値以下ではないと判定された場合には、本制御ルーチンはステップＳ３５へと進む。

なお、ステップＳ３１においては、バッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下であるか及び排気ガス中のＣＯ₂濃度が所定の濃度閾値以下であるか否かに加えて、内燃機関２がフィルタ再生処理中であるか否かが判定されてもよい。この場合、ステップＳ３１で、バッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下であるか又は排気ガス中のＣＯ₂濃度が所定の濃度閾値以下であると判定された場合に加え、内燃機関２がフィルタ再生処理中であると判定された場合に、制御ルーチンはステップＳ３２へと進む。また、ステップＳ３１で、バッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下ではなく排気ガス中のＣＯ₂濃度が所定の濃度閾値以下ではなく且つ内燃機関２がフィルタ再生処理中ではないと判定された場合に、制御ルーチンはステップＳ３５へと進む。

また、本実施形態では、リーンバーンモード時を排気ガス中のＣＯ₂濃度が低い場合として例示したが、これに限定されず、排気ガス中のＣＯ₂濃度が低い場合とは、例えば、内燃機関２の燃料噴射弁からの燃料供給を停止する燃料カットの実行中などの他のタイミングが含まれてもよい。

≪他の作用・効果≫
本実施形態では、ＣＯ₂捕捉制御部３２は、バッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下である場合に加え、排気ガス中のＣＯ₂濃度が所定の濃度閾値以下である場合にも、ステップＳ２２において吸引部２５による吸引を停止させている。その結果、吸引部２５による吸引のための電力が削減されるため、走行に必要な電力が不足する事態が生じることが抑制される。

＜第四実施形態＞
次に、第四実施形態に係るＣＯ₂捕捉装置について説明する。第四実施形態に係るＣＯ₂捕捉装置の構成は、基本的に第一実施形態に係るＣＯ₂捕捉装置の構成と同様である。以下では、第四実施形態に係るＣＯ₂捕捉装置の構成と異なる部分を中心に説明する。

≪内燃機関及びＣＯ₂捕捉装置の構成≫
図７は、本実施形態に係る内燃機関２及びＣＯ₂捕捉装置２０の構成を概略的に示す図である。図７に示されるように、ＣＯ₂捕捉装置２０は、第一実施形態における構成要素に加えて、開閉弁２６を備えるとともに、分岐通路２１がＣＯ₂捕捉部２４よりも排気ガス流れ方向下流側で排気通路２ｂと合流するように接続されている。すなわち、本実施形態では、分岐通路２１を流通した排気ガスは、排気通路２ｂと合流して排気通路２ｂを介して大気に放出される。

開閉弁２６は、分岐通路２１において排気ガス流れ方向下流側の端部、すなわち排気通路２ｂと分岐通路２１との合流位置に設けられている。本実施形態では、開閉弁２６は、ＣＯ₂捕捉制御部３２によって開状態と閉状態との間で切り換えられる。

ところで、本実施形態では、分岐通路２１がＣＯ₂捕捉部２４よりも排気ガス流れ方向下流側で排気通路２ｂと合流するように接続されている。そのため、バッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下である場合に流量調整弁２２が閉状態に制御された場合であっても、排気通路２ｂと分岐通路２１との合流位置側から高温の排気ガスが逆流してＣＯ₂捕捉部２４に流入してしまう場合がある。その結果、ＣＯ₂捕捉部２４におけるＣＯ₂の捕捉能力が低下し、ひいてはＣＯ₂捕捉部２４からＣＯ₂が脱離してしまう場合がある。

そこで、本実施形態では、ＣＯ₂捕捉制御部３２は、バッテリ６のＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値以下になった場合、開閉弁２６を閉状態に制御する。その結果、高温の排気ガスが上記合流位置側からＣＯ₂捕捉部２４に流入することが抑制される。そのため、ＣＯ₂捕捉部２４におけるＣＯ₂の捕捉能力の低下が抑制され、ひいてはＣＯ₂捕捉部２４でのＣＯ₂の脱離が抑制される。

≪フローチャート≫
図８は、本実施形態に係るＣＯ₂捕捉制御部３２におけ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。なお、図８のステップＳ４１、Ｓ４２、Ｓ４４、Ｓ４５、Ｓ４７はそれぞれ図４のステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１４Ｓ１５、Ｓ１７と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ４３で、流量調整弁２２及び開閉弁２６が閉状態に制御される。その結果、排気通路２ｂから分岐通路２１へと分岐する分岐位置から分岐通路２１への排気ガスの流通が遮断されると共に、分岐通路２１が排気通路２ｂへと合流する合流位置から分岐通路２１への排気ガスの流通が遮断される。そのため、排気ガスが上記分岐位置を介してＣＯ₂捕捉部２４に流入することが抑制されることに加え、排気ガスが上記合流位置を介してＣＯ₂捕捉部２４に流入することが抑制される。ステップＳ４３の後、本制御ルーチンはステップＳ４４へと進む。

一方、ステップＳ４６で、流量調整弁２２及び開閉弁２６が開状態に制御される。その結果、排気ガスが上記分岐位置を介して分岐通路２１を流通してＣＯ₂捕捉部２４に流入するようになると共に、排気ガスが上記合流位置を流通するようになる。ステップＳ４６の後、本制御ルーチンはステップＳ４７へと進む。

なお、本実施形態では、流量調整弁２２は、分岐通路２１における排気ガス流れ方向上流側の端部に設けられているが、これに限定されず、ＣＯ₂捕捉部２４によりも排気ガス流れ方向上流側の分岐通路２１に設けられていればよい。

＜第五実施形態＞
次に、第五実施形態に係るＣＯ₂捕捉装置について説明する。図９は、本実施形態に係るＣＯ₂捕捉制御部３２における制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図９のステップＳ５２乃至Ｓ５７はそれぞれ図４のステップＳ１２乃至Ｓ１７と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ５１で、内燃機関２においてフィルタ再生処理が実行中であるか否かが判定される。ステップＳ５１でのフィルタ再生処理が実行中であるか否かの判定方法は、図５のステップＳ２１での判定方法と同様である。ステップＳ５１でフィルタ再生処理が実行中であると判定された場合には、本制御ルーチンはステップＳ５２へと進む。一方で、ステップＳ５１でフィルタ再生処理が実行中ではないと判定された場合には、本制御ルーチンはステップＳ５５へと進む。

＜第六実施形態＞
次に、第六実施形態に係るＣＯ₂捕捉装置について説明する。図１０は、本実施形態に係るＣＯ₂捕捉制御部３２における制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図１０のステップＳ６２乃至Ｓ６７はそれぞれ図４のステップＳ１２乃至Ｓ１７と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ６１で、排気ガス中のＣＯ₂濃度が所定の濃度閾値以下であるか否かが判定される。ステップＳ６１での排気ガス中のＣＯ₂濃度が所定の濃度閾値以下であるか否かの判定方法は、図６のステップＳ３１での判定方法と同様である。ステップＳ６１で排気ガス中のＣＯ₂濃度が所定の濃度閾値以下であると判定された場合には、本制御ルーチンはステップＳ６２へと進む。一方で、ステップＳ６１で排気ガス中のＣＯ₂濃度が所定の濃度閾値以下ではないと判定された場合には、本制御ルーチンはステップＳ６２へと進む。

＜その他＞
以上、本開示に係る好適な実施形態を説明したが、本開示はこれら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。

例えば、ＣＯ₂捕捉部２４で用いられるＣＯ₂吸着材の材質に応じて、ＣＯ₂捕捉部２４よりも排気ガス流れ方向上流側に、水分吸着部が設けられてもよい。ここで、排気ガス中には、ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ、ＣＯ₂等だけでなく、水蒸気（Ｈ₂Ｏ）も含まれている。そして、ＣＯ₂捕捉部２４のＣＯ₂吸着材として用いられるゼオライトにおけるＣＯ₂の捕捉量は、水蒸気（Ｈ₂Ｏ）を含有するガスと接触させた場合に低下する。そのため、ＣＯ₂捕捉部２４の前段に水分吸着部を設けることにより、ＣＯ₂捕捉部２４のＣＯ₂吸着材におけるＣＯ₂の捕捉量の低下が抑制される。

１車両
２内燃機関
２ｂ排気通路
２ｃ排気浄化触媒
２ｄパティキュレートフィルタ
２１分岐通路
２２流量調整弁
２３冷却部
２４ＣＯ₂捕捉部
２５吸引部
３２ＣＯ₂捕捉制御部

Claims

動力源としての内燃機関及び電動機と、
該電動機に電力を供給すると共に該内燃機関の出力によって充電可能なバッテリと、
を備えると共に、前記内燃機関が前記内燃機関から排出される排気ガスを流通させる排気通路を備える、ハイブリッド車両に搭載されたＣＯ₂捕捉装置であって、
前記排気通路から分岐された分岐通路と、
前記分岐通路に設けられ且つ流入した前記排気ガス中のＣＯ₂を捕捉するＣＯ₂捕捉部と、
前記バッテリの電力を用いて前記ＣＯ₂捕捉部を冷却する冷却部と、
前記分岐通路に流入する前記排気ガスの流量を調整する流量調整部と、
前記冷却部及び前記流量調整部を制御するＣＯ₂捕捉制御部と、
を備え、
前記ＣＯ₂捕捉制御部は、前記バッテリの充電率が所定のＳＯＣ閾値以下になった場合には、前記冷却部による冷却を停止させると共に、前記ＣＯ₂捕捉部への前記排気ガスの流通を遮断するように前記流量調整部を制御する、ＣＯ₂捕捉装置。
前記内燃機関は、前記排気通路において前記ＣＯ₂捕捉装置よりも排気ガス流れ方向上流側に設けられ且つ前記排気ガス中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを備え、
前記ＣＯ₂捕捉制御部は、前記パティキュレートフィルタの温度をフィルタ再生温度に保持するフィルタ再生処理が行われている場合には、前記冷却部による冷却を停止させると共に、前記ＣＯ₂捕捉部への前記排気ガスの流通を遮断するように前記流量調整部をさらに制御する、請求項１に記載のＣＯ₂捕捉装置。
前記ＣＯ₂捕捉制御部は、前記排気ガス中のＣＯ₂濃度が所定の濃度閾値以下の場合には、前記冷却部による冷却を停止させると共に、前記ＣＯ₂捕捉部への前記排気ガスの流通を遮断するように前記流量調整部をさらに制御する、請求項１又は２に記載のＣＯ₂捕捉装置。
前記分岐通路は、前記ＣＯ₂捕捉部よりも排気ガス流れ方向下流側で前記排気通路と合流するように接続され、
前記ＣＯ₂捕捉装置は、前記排気通路への合流位置と前記ＣＯ₂捕捉部との間において前記分岐通路に設けられた開閉弁をさらに含み、
前記ＣＯ₂捕捉制御部は、前記バッテリの充電率が所定のＳＯＣ閾値以下になった場合、前記開閉弁を閉状態にするように前記開閉弁を制御する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＣＯ₂捕捉装置。
前記ＣＯ₂捕捉制御部は、前記ＣＯ₂捕捉部への前記排気ガスの流通を遮断するように前記流量調整部を制御した後、前記冷却部による冷却を停止する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＣＯ₂捕捉装置。
前記バッテリの電力を用いて前記排気通路から前記排気ガスを吸引して該吸引した排気ガスを前記分岐通路に流入させる吸引部をさらに備え、
前記ＣＯ₂捕捉制御部は、前記バッテリの充電率が前記所定のＳＯＣ閾値以下になった場合には、前記吸引部による吸引をさらに停止させる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＣＯ₂捕捉装置。
前記ＣＯ₂捕捉制御部は、前記吸引部を停止させた後に、前記ＣＯ₂捕捉部への前記排気ガスの流通を遮断するように前記流量調整部を制御する、請求項６に記載のＣＯ₂捕捉装置。