排気処理装置
【課題】排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を低減可能な排気処理装置を提供する。
【解決手段】エンジン２の燃焼室３から排出される排ガス排ガスは、排気管２０の排気通路２１を流通する。排気通路２１には、排ガス中のＮＯｘを還元するＮＯｘ還元触媒３０と、このＮＯｘ還元触媒３０に対し排ガス流れの下流側で排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能なコロナ放電装置４０とを備えている。これにより、ＮＯｘ還元触媒３０でＮＯｘを還元する際に排ガス中にＮ2Ｏが発生する場合、ＮＯｘ還元触媒３０の下流側に位置するコロナ放電装置４０によりＮ2Ｏを酸化してＮＯまたはＮＯ2に変化させることができる。したがって、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を低減することができる。
【解決手段】エンジン２の燃焼室３から排出される排ガス排ガスは、排気管２０の排気通路２１を流通する。排気通路２１には、排ガス中のＮＯｘを還元するＮＯｘ還元触媒３０と、このＮＯｘ還元触媒３０に対し排ガス流れの下流側で排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能なコロナ放電装置４０とを備えている。これにより、ＮＯｘ還元触媒３０でＮＯｘを還元する際に排ガス中にＮ2Ｏが発生する場合、ＮＯｘ還元触媒３０の下流側に位置するコロナ放電装置４０によりＮ2Ｏを酸化してＮＯまたはＮＯ2に変化させることができる。したがって、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排出する燃焼ガスとしての排ガス中の窒素酸化物（以下、ＮＯｘという。）を処理する排気処理装置に関し、特に排ガス中のＮ2Ｏを処理する排気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排出する排ガスを浄化するために排気通路にＮＯｘを還元するＮＯｘ還元触媒を配置する排気処理装置が知られている。
ところで、内燃機関での燃料の燃焼状態によっては排ガス中に窒素酸化物の一つであるＮ2Ｏが発生する。Ｎ2Ｏは、他の窒素酸化物であるＮＯやＮＯ2と比べて大気中での寿命が長く、成層圏でオゾン層を破壊する。また、Ｎ2Ｏは、ＣＯ2と比べて温暖化係数が大きいため、大気中に放出されると温暖化を促進するという問題がある。特に、ＮＯｘ還元触媒ではＮＯやＮＯ2を還元する際にＮ2Ｏが発生し、ＮＯｘ還元触媒を通過した排ガスにはＮ2Ｏが多く含まれることとなる。そのため、排ガス中のＮ2Ｏの量を低減して大気中へ排出することが求められている。
【０００３】
特許文献１に開示される排気浄化装置では、特許文献２に開示されるような放電装置を排気通路に設置し、この放電装置からの放電により排ガス中のＮ2ＯなどのＮＯｘを酸化してＮＯｘの量の低減を図っている。しかしながら、特許文献１の排気浄化装置では、放電装置が触媒に対して排ガス流れの上流側に設置されている。そのため、放電装置で排ガス中のＮ2Ｏの量が低減されても、この排ガス中のＮＯｘが触媒で還元されることによりＮ2Ｏが発生しＮ2Ｏの濃度が高まった排ガスが大気中へ排出されるおそれがある。
【０００４】
一方、特許文献３には、ＮＯｘ還元触媒でスリップした還元剤としてのアンモニアを酸化するための酸化触媒を、排気通路のＮＯｘ還元触媒に対し排ガス流れの下流側に設置した排気浄化装置が開示されている。しかしながら、この排気浄化装置の場合、排ガスの温度が低いときは酸化触媒の酸化能力が低いため、ＮＯｘ還元触媒を通過して排ガス中に発生したＮ2Ｏを酸化触媒によって十分に酸化できないおそれがある。これに対し、例えば酸化触媒中の貴金属の量を増加すれば、排ガスが低温のときでも酸化触媒の酸化能力を高めることができるが、この場合、酸化触媒の製造コストが増大するという問題が生じる。
【特許文献１】特開２００１−１６４９２６号公報
【特許文献２】特開２００２−３６１０３７号公報
【特許文献３】特開２００５−１０５９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を低減可能な排気処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、内燃機関の燃焼室から排出される排ガスが流通する排気通路を有する排気管と、排気通路に設けられ排ガス中のＮＯｘを還元する還元手段と、排気通路の還元手段に対し排ガス流れの下流側に設けられ排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能な第１酸化手段とを備えている。これにより、還元手段でＮＯｘを還元する際に排ガス中にＮ2Ｏが発生する場合、還元手段の下流側に位置する第１酸化手段によりＮ2Ｏを酸化してＮＯまたはＮＯ2に変化させることができる。したがって、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を低減することができる。
【０００７】
請求項２記載の発明では、第１酸化手段はコロナ放電装置である。コロナ放電装置は、排気通路に露出した電極の先端にコロナ放電を生じさせる。これにより、排ガス中に電子および紫外線が放出される。放出された電子および紫外線が排ガス中の酸素に作用することによりオゾンが発生する。排ガス中のＮ2Ｏは、発生したオゾンによって酸化され、ＮＯまたはＮＯ2に変化する。また、排ガス中のＮ2Ｏは、放出された紫外線によってＮＯとＮ2とに変化する。したがって、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を効果的に低減することができる。
【０００８】
請求項３記載の発明では、第１酸化手段は沿面放電装置である。沿面放電装置は、排気通路に露出した線状電極近傍に放電を生じさせる。これにより、排ガス中に電子および紫外線が放出される。放出された電子および紫外線が排ガス中の酸素に作用することによりオゾンが発生する。排ガス中のＮ2Ｏは、発生したオゾンによって酸化され、ＮＯまたはＮＯ2に変化する。また、排ガス中のＮ2Ｏは、放出された紫外線によってＮＯとＮ2とに変化する。したがって、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を効果的に低減することができる。
【０００９】
請求項４記載の発明では、第１酸化手段は紫外線発生装置である。紫外線発生装置は、紫外線を発生させ、この紫外線を排気通路内の排ガスに照射する。紫外線が排ガス中の酸素に作用することによりオゾンが発生する。排ガス中のＮ2Ｏは、発生したオゾンによって酸化され、ＮＯまたはＮＯ2に変化する。また、排ガス中のＮ2Ｏは、照射された紫外線によってＮＯとＮ2とに変化する。したがって、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を効果的に低減することができる。
【００１０】
請求項５記載の発明は、排気通路の第１酸化手段に対し排ガス流れの下流側に設けられ排ガス中のＮＯｘを吸着する吸着剤を有する吸着手段をさらに備えている。吸着手段は、第１酸化手段を通過した排ガス中に含まれるＮＯｘを吸着剤で吸着する。そのため、第１酸化手段によりＮ2ＯがＮＯまたはＮＯ2に変化しても、これらを含むＮＯｘを吸着手段で吸着することができる。したがって、大気中に排出される排ガス中のＮＯｘの量を低減することができる。
【００１１】
請求項６記載の発明は、第１酸化手段の作動を制御可能な制御手段をさらに備えている。これにより、第１酸化手段の作動を所定の条件に応じて制御することができる。
請求項７記載の発明は、排気通路の還元手段に対し排ガス流れの上流側に設けられ排ガスの温度を検出する排ガス温検出手段と、排気通路の還元手段に対し排ガス流れの下流側に設けられ排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能な第２酸化手段とをさらに備えている。制御手段は、排ガス温検出手段により検出される温度の値が所定値以下のとき、第１酸化手段を作動させる。これにより、排ガスの温度が低く第２酸化手段が活性化していないときでも、第１酸化手段により排ガス中のＮ2Ｏを酸化することができる。よって、排ガス低温時の酸化能力を高めるために第２酸化手段中の貴金属の量を増加する必要がない。これにより、第２酸化手段の製造コストを低減することができる。また、所定の条件を満たしたときのみ第１酸化手段を作動させるため、第１酸化手段の消費電力を低減することができる。
【００１２】
請求項８記載の発明は、排気通路の第１酸化手段に対し排ガス流れの上流側に設けられ排ガス中のＮ2Ｏの濃度を検出するＮ2Ｏ濃度検出手段をさらに備えている。制御手段は、Ｎ2Ｏ濃度検出手段により検出されるＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上のとき第１酸化手段を作動させる。また、制御手段は、第１酸化手段に印加する電圧または供給する電力をＮ2Ｏの濃度に応じて調節する。これにより、排ガス中のＮ2Ｏの濃度に応じて第１酸化手段の酸化能力の高低を変更することができる。したがって、排ガス中のＮ2Ｏを効率的に酸化することができる。また、所定の条件を満たしたときのみ第１酸化手段を作動させるため、第１酸化手段の消費電力を低減することができる。
【００１３】
請求項９記載の発明は、排気通路の還元手段に対し排ガス流れの上流側に設けられ排ガス中のＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘ濃度検出手段をさらに備えている。制御手段は、ＮＯｘ濃度検出手段により検出されるＮＯｘの濃度の値が所定値より小さいとき、第１酸化手段の作動を停止させる。これにより、第１酸化手段の消費電力を低減することができる。
【００１４】
請求項１０記載の発明は、排気通路の還元手段に対し排ガス流れの上流側に設けられ還元手段に還元剤を添加可能な還元剤添加手段をさらに備えている。制御手段は、ＮＯｘ濃度検出手段により検出されるＮＯｘの濃度の値が所定値以上のとき還元剤添加手段を作動させ、還元剤添加手段から還元手段に添加する還元剤の量をＮＯｘの濃度に応じて調節する。これにより、ＮＯｘを還元剤によって効率的に還元することができる。また、所定の条件を満たしたときのみ還元剤添加手段を作動させるため、還元剤添加手段の消費電力を低減するとともに還元剤の余分な消費を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による排気処理装置を図１に示す。排気処理装置１は、内燃機関としてのエンジン２の燃焼室３から排出される排ガスを処理する。排気処理装置１は、排気管２０、還元手段としてのＮＯｘ還元触媒３０、第１酸化手段としてのコロナ放電装置４０、還元剤添加手段としての還元剤噴射弁５０、制御手段としての電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）１１、Ｎ2Ｏ濃度検出手段としてのＮ2Ｏセンサ１２、およびＮＯｘ濃度検出手段としてのＮＯｘセンサ１３などを備えている。
【００１６】
排気管２０は、エンジン２から排出された排ガスをエンジン２の外部へ導く。排気管２０の内壁は、排気通路２１を形成している。排気通路２１は、エキゾーストマニホールド２２を経由して燃焼室３に連通している。これにより、燃焼室３からの排ガスは、エキゾーストマニホールド２２を経由して排気通路２１に流入する。なお、燃焼室３からの排ガスは、燃焼室３で燃料が燃焼することにより生じた燃焼ガスを含んでいる。燃焼室３から排気通路２１に流入した排ガスは、排気通路２１を流通し、排気管２０に形成された開口２３から大気中に排出される。
【００１７】
排気通路２１のエキゾーストマニホールド２２に対し排ガス流れの下流側には、過給器４のタービン５が設けられている。過給器４は、図示しない吸気通路に設けられるコンプレッサおよびタービン５などからなる。タービン５は、排気通路２１を流通する高圧の排ガスによって回転駆動される。タービン５とコンプレッサとは、シャフト６によって接続している。そのため、排ガスの流通によってタービン５が駆動されると、タービン５とともにコンプレッサが回転する。これにより、コンプレッサは、吸気通路を流れる空気をエンジン２側へ加圧して給送する。その結果、吸気はエンジン２へ過給される。
【００１８】
排気通路２１のタービン５に対し排ガス流れの下流側には、酸化触媒７が設けられている。酸化触媒７は、白金を坦持するハニカム状の担体（図示せず）を内部に有している。排気通路２１を流通する排ガスがこの担体を通過するとき、排ガスに含まれる種々の成分が酸化される。例えば、排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）は二酸化炭素（ＣＯ2）に、未燃焼燃料である炭化水素（ＨＣ）は水（Ｈ2Ｏ）および二酸化炭素に、窒素酸化物（ＮＯｘ）は二酸化窒素（ＮＯ2）などに酸化される。
【００１９】
ＮＯｘ還元触媒３０は、排気通路２１の酸化触媒７に対し排ガス流れの下流側に設けられている。還元剤噴射弁５０は、排気通路２１のＮＯｘ還元触媒３０に対し排ガス流れの上流側、すなわちＮＯｘ還元触媒３０と酸化触媒７との間に設けられている。還元剤噴射弁５０には、ＥＣＵ１１が接続している。ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたとき還元剤噴射弁５０を作動させる。還元剤噴射弁５０は、ＥＣＵ１１からの指令により還元剤としての尿素（ＣＯ（ＮＨ2）2）を排ガス中に噴射する。このとき、ＥＣＵ１１は、還元剤噴射弁５０から噴射する尿素の量を所定の条件に応じて調節する。
【００２０】
還元剤噴射弁５０から噴射された尿素は、排気通路２１を流通する排ガスとともにＮＯｘ還元触媒３０に流入する。ＮＯｘ還元触媒３０に流入した尿素は加水分解され、アンモニア（ＮＨ3）が生成される。ＮＯｘ還元触媒３０で生成されたアンモニアは、排ガス中のＮＯｘを還元する。これにより、排ガスに含まれるＮＯやＮＯ2などのＮＯｘは、窒素（Ｎ2）および水に変化する。なお、排ガス中のＮＯｘがＮＯｘ還元触媒３０で還元されるとき、排ガス中に一酸化二窒素（Ｎ2Ｏ）が発生する。
【００２１】
コロナ放電装置４０は、排気通路２１のＮＯｘ還元触媒３０に対し排ガス流れの下流側に設けられている。コロナ放電装置４０には、ＥＣＵ１１が接続している。ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたときコロナ放電装置４０を作動させる。コロナ放電装置４０が作動すると、排気通路２１に露出した電極にコロナ放電が生じる。これにより、排ガス中に電子（ｅ）および紫外線（ｈｖ）が放出される。コロナ放電装置４０の放電により放出された電子および紫外線が排ガス中の酸素（Ｏ2）に作用することによってオゾン（Ｏ3）が発生する。排ガス中のＮ2Ｏは、発生したオゾンによって酸化されＮＯまたはＮＯ2に変化する。また、排ガス中のＮ2Ｏは、コロナ放電装置４０の放電により放出された紫外線によってＮＯとＮ2とに変化する。
【００２２】
排気通路２１のコロナ放電装置４０に対し排ガス流れの下流側には、マフラー８が設けられている。マフラー８は、排ガスが排気通路２１を流通するときに生じる音を消音する。マフラー８を通過した排ガスは、排気管２０の開口２３から大気中へ排出される。
【００２３】
Ｎ2Ｏセンサ１２は、排気通路２１のコロナ放電装置４０に対し排ガス流れの上流側、すなわちコロナ放電装置４０とＮＯｘ還元触媒３０との間に設けられている。Ｎ2Ｏセンサ１２には、ＥＣＵ１１が接続している。Ｎ2Ｏセンサ１２は、排ガス中のＮ2Ｏの濃度を検出し、その濃度に応じた電気信号をＥＣＵ１１に送出する。これにより、ＥＣＵ１１は、排ガス中のＮ2Ｏの濃度を随時知ることができる。
【００２４】
ＮＯｘセンサ１３は、排気通路２１のＮＯｘ還元触媒３０に対し排ガス流れの上流側、すなわちＮＯｘ還元触媒３０と酸化触媒７との間に設けられている。ＮＯｘセンサ１３には、ＥＣＵ１１が接続している。ＮＯｘセンサ１３は、排ガス中のＮＯｘの濃度を検出し、その濃度に応じた電気信号をＥＣＵ１１に送出する。これにより、ＥＣＵ１１は、排ガス中のＮＯｘの濃度を随時知ることができる。
【００２５】
次に、コロナ放電装置４０について詳細に説明する。
コロナ放電装置４０は、図２に示すようにハウジング４１および放電器４２を有している。ハウジング４１は、筒状に形成され、両方の端部が排気管２０に接続している。すなわち、ハウジング４１の内壁は、排気通路２１の一部を構成している。ハウジング４１には、外壁面と内壁面とを接続する開口４１１が形成されている。
【００２６】
放電器４２は、本体４２１および放電部４２２を有している。本体４２１は、略円柱状に形成されている。本体４２１の一方の端部は、開口４１１が形成されたハウジング４１に固定されている。放電部４２２は、略円柱状に形成されている。放電部４２２は、一方の端部が本体４２１の一方の端部に接続し、本体４２１と軸を概ね同一にしている。これにより、放電部４２２は、排気通路２１に露出している。放電部４２２は、例えばセラミックなどの絶縁体と内部を貫通する導電体により形成され、導電体の端部に複数の針状電極４２３を有している。これにより、針状電極４２３は、排気通路２１を流通する排ガスに晒される。
【００２７】
本体４２１は、リード線によりバッテリ９と接続している。また、本体４２１は、リード線によりＥＣＵ１１と接続している。ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたときコロナ放電装置４０を作動させ、所定の条件に応じてバッテリ９からの電力の電圧を昇圧し、昇圧した電圧を針状電極４２３に印加する。このとき針状電極４２３に印加される電圧は、例えば−５〜−３０ｋＶの範囲の直流高電圧である。針状電極４２３に電圧が印加されると、印加される電圧に応じて針状電極４２３の先端にコロナ放電が生じる。これにより、排ガス中に電子（ｅ）および紫外線（ｈｖ）が放出される。以下の化学式で示すとおり、コロナ放電装置４０の放電により放出された電子および紫外線が排ガス中の酸素（Ｏ2）に作用することによってオゾン（Ｏ3）が発生する。
Ｏ2＋ｅ→２Ｏ＋ｅ
Ｏ2＋ｈｖ→２Ｏ＋ｅ
Ｏ＋Ｏ2→Ｏ3
【００２８】
そして、排ガス中のＮ2Ｏは、以下の化学式で示すとおり、発生したオゾンによって酸化されＮＯまたはＮＯ2に変化する。
Ｎ2Ｏ＋Ｏ3→２ＮＯ＋Ｏ2
ＮＯ＋Ｏ3→ＮＯ2＋Ｏ2
【００２９】
また、排ガス中のＮ2Ｏは、以下の化学式で示すとおり、コロナ放電装置４０の放電により放出された紫外線によってＮＯとＮ2とに変化する。
２Ｎ2Ｏ＋ｈｖ→２ＮＯ＋Ｎ2
【００３０】
このように、コロナ放電装置４０は、作動することによって排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能である。これにより、排ガス中のＮ2Ｏの量を低減することができる。
針状電極４２３の先端でのコロナ放電により発生するオゾンの量は、針状電極４２３に印加される電圧に応じて変化する。すなわち、針状電極４２３近傍のオゾンの濃度は、図３のグラフ中に実線Ｌ１で示すとおり、針状電極４２３に印加される電圧値が大きくなるほど高くなる。つまり、針状電極４２３に印加される電圧値が大きくなるほどコロナ放電装置４０の酸化能力が高くなる。このように、ＥＣＵ１１は、針状電極４２３に印加する電圧を調節することにより、コロナ放電装置４０の酸化能力の高低を変更可能である。
【００３１】
さらに、コロナ放電装置４０では、以下の化学式で示すとおり、排ガス中のアンモニア（ＮＨ3）および煤（Ｃ）をもオゾンによって酸化可能である。
２ＮＨ3＋Ｏ3→Ｎ2＋３Ｈ2Ｏ
２Ｃ＋２Ｏ3→２ＣＯ2＋Ｏ2
このように、排ガス中にアンモニアが含まれていても、コロナ放電装置４０によって排ガス中のアンモニアを窒素と水とに変化させることができる。そのため、コロナ放電装置４０の上流側に設けられたＮＯｘ還元触媒３０でのＮＯｘ還元時に余剰となったアンモニアが排ガス中に含まれていても、下流のコロナ放電装置４０によりアンモニアを無臭の物質に変化させて大気中に排出することができる。また、排ガス中に煤が含まれていても、コロナ放電装置４０によって排ガス中の煤を二酸化炭素と酸素とに変化させて大気中に排出することができる。
【００３２】
次に、排気処理装置１による排ガス処理の例について、図４に基づいて説明する。図４のフローチャートは、排気処理装置１による排ガス処理に関する一連の処理を示している。この一連の処理は、エンジン２が始動すると開始される。
【００３３】
ステップＳ１０１（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」で示す。）では、ＥＣＵ１１は、エンジン２が運転中かどうかを判断する。ＥＣＵ１１によってエンジン２が運転中であると判断された場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、処理はＳ１０２へ移行する。一方、エンジン２が停止していると判断された場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、図４に示す一連の処理を抜け、排ガス処理を終了する。
【００３４】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ１１は、ＮＯｘセンサ１３から送出された電気信号に基づき排ガス中のＮＯｘの濃度を測定する。その後、処理はＳ１０３へ移行する。
Ｓ１０３では、ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたか否か、すなわちＳ１０２で測定した排ガス中のＮＯｘの濃度の値が所定値以上か否かを判定する。排ガス中のＮＯｘの濃度の値が所定値以上の場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、処理はＳ１０５へ移行する。一方、排ガス中のＮＯｘの濃度の値が所定値以上でない場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、すなわち排ガス中のＮＯｘの濃度の値が所定値より小さい場合、処理はＳ１０４へ移行する。
【００３５】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０が作動している場合、その作動を停止させる。その後、処理はＳ１０１へ戻る。
Ｓ１０５では、ＥＣＵ１１は、還元剤噴射弁５０を作動させ、還元剤噴射弁５０から噴射する添加剤としての尿素の量を所定の条件に応じて調節する。すなわち、ＥＣＵは、還元剤噴射弁５０から噴射する尿素の量をＳ１０２で測定した排ガス中のＮＯｘの濃度に応じて調節する。これにより、排ガス中のＮＯｘの濃度に応じた量の尿素が排ガス中に噴射され、還元剤噴射弁５０の下流に位置するＮＯｘ還元触媒３０に尿素が流入する。ＮＯｘ還元触媒３０に流入した尿素は、加水分解されてアンモニアとなり、排ガス中のＮＯｘを還元する。その結果、排ガスに含まれるＮＯやＮＯ2などのＮＯｘは、窒素および水に変化する。Ｓ１０５の後、処理はＳ１０６へ移行する。
【００３６】
Ｓ１０６では、ＥＣＵ１１は、Ｎ2Ｏセンサ１２から送出された電気信号に基づき排ガス中のＮ2Ｏの濃度を測定する。その後、処理はＳ１０７へ移行する。
Ｓ１０７では、ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたか否か、すなわちＳ１０６で測定した排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上か否かを判定する。排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上の場合（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）、処理はＳ１０９へ移行する。一方、排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上でない場合（Ｓ１０７：Ｎｏ）、処理はＳ１０８へ移行する。
Ｓ１０８では、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０が作動している場合、その作動を停止させる。その後、処理はＳ１０１へ戻る。
【００３７】
Ｓ１０９では、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０を作動させ、所定の条件に応じてバッテリ９の電圧を昇圧し、昇圧した電圧をコロナ放電装置４０の針状電極４２３に印加する。すなわち、ＥＣＵ１１は、針状電極４２３に印加する電圧をＳ１０６で測定した排ガス中のＮ2Ｏの濃度に応じて調節する。これにより、コロナ放電装置４０で発生するオゾンおよび紫外線の量が変化し、コロナ放電装置４０の酸化能力の高低が変更される。コロナ放電装置４０の内部を流通する排ガス中のＮ2Ｏは、コロナ放電装置４０の内部で発生したオゾンおよび紫外線により酸化され、ＮＯ、ＮＯ2またはＮ2に変化する。Ｓ１０９の後、処理はＳ１１０へ移行する。
【００３８】
Ｓ１１０では、ＥＣＵ１１は、Ｎ2Ｏセンサ１２から送出された電気信号に基づき排ガス中のＮ2Ｏの濃度を測定する。その後、処理はＳ１１１へ移行する。
Ｓ１１１では、ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたか否か、すなわちＳ１１０で測定した排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上か否かを判定する。排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上の場合（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）、処理はＳ１１２へ移行する。一方、排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上でない場合（Ｓ１１１：Ｎｏ）、処理はＳ１０１へ戻る。
【００３９】
Ｓ１１２では、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０の針状電極４２３に印加している電圧の値をさらに所定値上昇させる。これにより、コロナ放電装置４０の酸化能力がより高まる。Ｓ１１２の後、処理はＳ１０１へ戻る。
上述したＳ１０１〜Ｓ１１２の処理を実行することにより、排気処理装置１は、排気通路２１を流通する排ガスにＮ2Ｏが含まれていても、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を低減することができる。
【００４０】
以上説明したように、第１実施形態による排気処理装置１は、排気通路２１のＮＯｘ還元触媒３０に対し排ガス流れの下流側に、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能なコロナ放電装置４０を備えている。コロナ放電装置４０は、排気通路２１に露出した針状電極４２３の先端にコロナ放電を生じさせる。これにより、排ガス中に電子および紫外線が放出され、放出された電子および紫外線が排ガス中の酸素に作用することによりオゾンが発生する。排ガス中のＮ2Ｏは、発生したオゾンによって酸化され、ＮＯまたはＮＯ2に変化する。また、排ガス中のＮ2Ｏは、放出された紫外線によってＮＯとＮ2とに変化する。そのため、ＮＯｘ還元触媒３０でＮＯｘを還元する際に排ガス中にＮ2Ｏが発生しても、ＮＯｘ還元触媒３０の下流側に位置するコロナ放電装置４０によりＮ2Ｏを酸化してＮＯ、ＮＯ2またはＮ2に変化させることができる。したがって、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を効果的に低減することができる。
【００４１】
また、第１実施形態による排気処理装置１は、コロナ放電装置４０の作動を制御可能なＥＣＵ１１、および排ガス中のＮ2Ｏの濃度を検出するＮ2Ｏセンサ１２を備えている。ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたとき、すなわちＮ2Ｏセンサ１２により検出されるＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上のときコロナ放電装置４０を作動させる。また、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０に印加する電圧をＮ2Ｏの濃度に応じて調節する。これにより、排ガス中のＮ2Ｏの濃度に応じてコロナ放電装置４０の酸化能力の高低を変更することができる。したがって、排ガス中のＮ2Ｏを効率的に酸化することができる。また、所定の条件を満たしたときのみコロナ放電装置４０を作動させるため、コロナ放電装置４０の消費電力を低減することができる。
【００４２】
また、第１実施形態による排気処理装置１は、排ガス中のＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘセンサ１３をさらに備えている。ＥＣＵ１１は、ＮＯｘセンサ１３により検出されるＮＯｘの濃度の値が所定値より小さいとき、コロナ放電装置４０の作動を停止させる。これにより、コロナ放電装置４０の消費電力を低減することができる。
【００４３】
さらに、第１実施形態による排気処理装置１は、ＮＯｘ還元触媒３０に還元剤としての尿素を添加可能な還元剤噴射弁５０をさらに備えている。ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたとき、すなわちＮＯｘセンサ１３により検出されるＮＯｘの濃度の値が所定値以上のとき還元剤噴射弁５０を作動させ、還元剤噴射弁５０からＮＯｘ還元触媒３０に添加する尿素の量をＮＯｘの濃度に応じて調節する。これにより、ＮＯｘを尿素によって効率的に還元することができる。また、所定の条件を満たしたときのみ還元剤噴射弁５０を作動させるため、還元剤噴射弁５０の消費電力を低減するとともに尿素の余分な消費を抑えることができる。
【００４４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による排気処理装置を図５に示す。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第２実施形態では、排ガス温検出手段としての排ガス温センサ１４、および第２酸化手段としての酸化触媒６０をさらに備えている。
【００４５】
排ガス温センサ１４は、排気通路２１のＮＯｘ還元触媒３０に対し排ガス流れの上流側に設けられている。排ガス温センサ１４には、ＥＣＵ１１が接続している。排ガス温センサ１４は、排気通路２１を流通する排ガスの温度を検出し、その温度に応じた電気信号をＥＣＵ１１に送出する。これにより、ＥＣＵ１１は、排ガスの温度を随時知ることができる。
【００４６】
酸化触媒６０は、排気通路２１のＮＯｘ還元触媒３０に対し排ガス流れの下流側に設けられ、ＮＯｘ還元触媒３０に接している。酸化触媒６０は、酸化触媒７と同様、白金を坦持するハニカム状の担体（図示せず）を内部に有し、排ガスに含まれる種々の成分を酸化する。図６は、酸化触媒６０およびコロナ放電装置４０について、酸化率と排ガスの温度との関係をグラフで示したものである。図６のグラフ中に示す実線Ｌ２は、酸化触媒６０による酸化率と排ガス温度との関係を示している。一方、破線Ｌ３は、コロナ放電装置４０による酸化率と排ガス温度との関係を示している。Ｌ２から、酸化触媒６０は、排ガス温度が２００℃以上のとき酸化率が高く、排ガス温度が２００℃より低いとき酸化率が低いもしくは酸化率がほぼ０％であることがわかる。一方、Ｌ３から、コロナ放電装置４０は、排ガス温度が高くなるに従い酸化率が若干低下するものの、排ガス温度に関わらず酸化率が高いことがわかる。また、Ｌ２およびＬ３から、排ガス温度が例えば３００℃以上の高温のとき、酸化触媒６０の酸化率は、コロナ放電装置４０の酸化率を上回ることがわかる。
【００４７】
このように、酸化触媒６０は、排ガス温度が高いとき、特に排ガス温度が２００℃以上のとき、排ガスに含まれる種々の成分を酸化可能である。そのため、ＮＯｘ還元触媒３０でＮ2Ｏが発生して排ガス中にＮ2Ｏが含まれていても、排ガス温度が高ければ、酸化触媒６０によってＮ2Ｏを酸化可能である。
【００４８】
次に、第２実施形態による排ガス処理の例について、図７に基づいて説明する。図７のフローチャートに示す排ガス処理に関する一連の処理は、第１実施形態と同様、エンジン２が始動すると開始さる。
【００４９】
Ｓ２０１では、ＥＣＵ１１は、エンジン２が運転中かどうかを判断する。ＥＣＵ１１によってエンジン２が運転中であると判断された場合（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、処理はＳ２０２へ移行する。一方、エンジン２が停止していると判断された場合（Ｓ２０１：Ｎｏ）、図７に示す一連の処理を抜け、排ガス処理を終了する。
【００５０】
Ｓ２０２では、ＥＣＵ１１は、ＮＯｘセンサ１３から送出された電気信号に基づき排ガス中のＮＯｘの濃度を測定する。その後、処理はＳ２０３へ移行する。
Ｓ２０３では、ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたか否か、すなわちＳ２０２で測定した排ガス中のＮＯｘの濃度の値が所定値以上か否かを判定する。排ガス中のＮＯｘの濃度の値が所定値以上の場合（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）、処理はＳ２０５へ移行する。一方、排ガス中のＮＯｘの濃度の値が所定値以上でない場合（Ｓ２０３：Ｎｏ）、すなわち排ガス中のＮＯｘの濃度の値が所定値より小さい場合、処理はＳ２０４へ移行する。
【００５１】
Ｓ２０４では、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０が作動している場合、その作動を停止させる。その後、処理はＳ２０１へ戻る。
Ｓ２０５では、ＥＣＵ１１は、還元剤噴射弁５０を作動させ、還元剤噴射弁５０から噴射する添加剤としての尿素の量を所定の条件に応じて調節する。すなわち、ＥＣＵは、還元剤噴射弁５０から噴射する尿素の量をＳ２０２で測定した排ガス中のＮＯｘの濃度に応じて調節する。これにより、排ガス中のＮＯｘの濃度に応じた量の尿素が排ガス中に噴射され、還元剤噴射弁５０の下流に位置するＮＯｘ還元触媒３０に尿素が流入する。ＮＯｘ還元触媒３０に流入した尿素は、加水分解されてアンモニアとなり、排ガス中のＮＯｘを還元する。その結果、排ガスに含まれるＮＯやＮＯ2などのＮＯｘは、窒素および水に変化する。Ｓ２０５の後、処理はＳ２０６へ移行する。
【００５２】
Ｓ２０６では、ＥＣＵ１１は、排ガス温センサ１４から送出された電気信号に基づき排ガスの温度を測定する。その後、処理はＳ２０７へ移行する。
Ｓ２０７では、ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたか否か、すなわちＳ２０６で測定した排ガスの温度の値が所定値以下か否かを判定する。排ガスの温度の値が所定値以下の場合（Ｓ２０７：Ｙｅｓ）、処理はＳ２０８へ移行する。一方、排ガスの温度の値が所定値以下でない場合（Ｓ２０７：Ｎｏ）、すなわち排ガスの温度の値が所定値より大きい場合、処理はＳ２０１へ戻る。なお、本実施形態の場合、このときの所定値は例えば２００（℃）である。
【００５３】
Ｓ２０８では、ＥＣＵ１１は、Ｎ2Ｏセンサ１２から送出された電気信号に基づき排ガス中のＮ2Ｏの濃度を測定する。その後、処理はＳ２０９へ移行する。
Ｓ２０９では、ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたか否か、すなわちＳ２０８で測定した排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上か否かを判定する。排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上の場合（Ｓ２０９：Ｙｅｓ）、処理はＳ２１１へ移行する。一方、排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上でない場合（Ｓ２０９：Ｎｏ）、処理はＳ２１０へ移行する。
Ｓ２１０では、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０が作動している場合、その作動を停止させる。その後、処理はＳ２０１へ戻る。
【００５４】
Ｓ２１１では、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０を作動させ、所定の条件に応じて昇圧した電圧をコロナ放電装置４０に印加する。すなわち、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０に印加する電圧をＳ２０８で測定した排ガス中のＮ2Ｏの濃度に応じて調節する。これにより、コロナ放電装置４０で発生するオゾンおよび紫外線の量が変化し、コロナ放電装置４０の酸化能力の高低が変更される。コロナ放電装置４０の内部を流通する排ガス中のＮ2Ｏは、コロナ放電装置４０の内部で発生したオゾンおよび紫外線により酸化され、ＮＯ、ＮＯ2またはＮ2に変化する。Ｓ２１１の後、処理はＳ２１２へ移行する。
【００５５】
Ｓ２１２では、ＥＣＵ１１は、Ｎ2Ｏセンサ１２から送出された電気信号に基づき排ガス中のＮ2Ｏの濃度を測定する。その後、処理はＳ２１３へ移行する。
Ｓ２１３では、ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたか否か、すなわちＳ２１２で測定した排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上か否かを判定する。排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上の場合（Ｓ２１３：Ｙｅｓ）、処理はＳ２１４へ移行する。一方、排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上でない場合（Ｓ２１３：Ｎｏ）、処理はＳ２０１へ戻る。
【００５６】
Ｓ２１４では、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０に印加している電圧の値をさらに所定値上昇させる。これにより、コロナ放電装置４０の酸化能力がより高まる。Ｓ２１４の後、処理はＳ２０１へ戻る。
上述したＳ２０１〜Ｓ２１４の処理を実行することにより、排気通路２１を流通する排ガスにＮ2Ｏが含まれていても、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を低減することができる。
【００５７】
以上説明したように、第２実施形態では、排ガスの温度を検出する排ガス温センサ１４と、排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能な酸化触媒６０とをさらに備えている。ＥＣＵ１１は、排ガス温センサ１４により検出される温度の値が所定値以下のとき、コロナ放電装置４０を作動させる。これにより、排ガスの温度が低く酸化触媒６０が活性化していないときでも、コロナ放電装置４０により排ガス中のＮ2Ｏを酸化することができる。よって、排ガス低温時の酸化能力を高めるために酸化触媒６０中の貴金属の量を増加する必要がない。これにより、酸化触媒６０の製造コストを低減することができる。また、所定の条件を満たしたときのみコロナ放電装置４０を作動させるため、コロナ放電装置４０の消費電力を低減することができる。
【００５８】
なお、第２実施形態では、酸化触媒６０は、排気通路２１のＮＯｘ還元触媒３０の下流側に、ＮＯｘ還元触媒３０に接して設けられている。これにより、ＮＯｘ還元触媒３０と酸化触媒６０とが離れて設けられる場合に比べて、ＮＯｘ還元触媒３０と酸化触媒６０との間を通過するときの排ガスの温度低下の程度を小さくすることができる。そのため、排ガス温度低下による酸化触媒６０の酸化率の低下を防ぐことができる。
【００５９】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による排気処理装置を図８に示す。なお、第２実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第３実施形態では、吸着手段としてのＮＯｘ吸着器７０をさらに備えている。ＮＯｘ吸着器７０は、排気通路２１のコロナ放電装置４０に対し排ガス流れの下流側に設けられている。ＮＯｘ吸着器７０は、図示しないハニカム状の担体を内部に有している。ＮＯｘ吸着器７０の担体は、排気通路２１に位置し、排気通路２１を流通する排ガスに晒される。ＮＯｘ吸着器７０の担体は、例えば炭酸カリウム（Ｋ2ＣＯ3）または炭酸バリウム（ＢａＣＯ3）などの吸着剤を坦持している。これにより、排ガスがＮＯｘ吸着器７０を通過するとき、排ガス中のＮＯｘは、吸着剤と反応することにより硝酸塩となって吸着され担体に保持される。
【００６０】
上述の構成により、第３実施形態では、ＮＯｘ吸着器７０の上流側に位置するコロナ放電装置４０または酸化触媒６０により排ガス中のＮ2Ｏが酸化されてＮＯまたはＮＯ2に変化しても、これらを含むＮＯｘをＮＯｘ吸着器７０で吸着することができる。したがって、大気中に排出される排ガス中のＮＯｘの量を低減することができる。
【００６１】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による排気処理装置の第１酸化手段を図９に示す。なお、第３実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第４実施形態では、第１酸化手段として沿面放電装置を採用している。沿面放電装置８０は、ハウジング８１および放電器８２を有している。ハウジング８１は、筒状に形成され、両方の端部が排気管２０に接続している。すなわち、ハウジング８１の内壁は、排気通路２１の一部を構成している。ハウジング８１には、外壁面と内壁面とを接続する開口８１１が形成されている。
【００６２】
放電器８２は、本体８２１および放電部８２２を有している。本体８２１は、略円柱状に形成されている。本体８２１の一方の端部は、開口８１１が形成されたハウジング８１に固定されている。放電部８２２は、略円柱状に形成されている。放電部８２２は、一方の端部が本体８２１の一方の端部に接続し、本体８２１と軸を概ね同一にしている。これにより、放電部８２２は、排気通路２１に露出している。放電部８２２は、例えばセラミックなどの絶縁体により形成されている。放電部８２２の外周面には、放電部８２２の軸方向へ延びる複数の線状電極８２３が配置されている。これにより、線状電極８２３は、排気通路２１を流通する排ガスに晒される。また、放電部８２２の内部には、図示しない円筒状の面状電極が埋め込まれている。この面状電極の外周面と、放電部８２２の外周面に配置された線状電極８２３との間には、所定の距離が設定されている。
【００６３】
本体８２１は、リード線によりバッテリ９と接続している。また、本体８２１は、リード線によりＥＣＵ１１と接続している。ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたとき沿面放電装置８０を作動させ、所定の条件に応じてバッテリ９からの電力の電圧を昇圧し、昇圧した電圧を線状電極８２３に印加する。このとき線状電極８２３に印加される電圧は、例えば５〜３０ｋＶの範囲の交流高電圧である。線状電極８２３に電圧が印加されると、線状電極８２３と面状電極との間を電子が飛び交う。これにより、印加される電圧に応じて線状電極８２３の近傍に放電が生じ、排ガス中に電子（ｅ）および紫外線（ｈｖ）が放出される。沿面放電装置８０の放電により放出された電子および紫外線が排ガス中の酸素（Ｏ2）に作用することによってオゾン（Ｏ3）が発生する。そして、排ガス中のＮ2Ｏは、発生したオゾンによって酸化されＮＯまたはＮＯ2に変化する。また、排ガス中のＮ2Ｏは、沿面放電装置８０の放電により放出された紫外線によってＮＯとＮ2とに変化する。
【００６４】
このように、沿面放電装置８０は、作動することによって排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能である。これにより、排ガス中のＮ2Ｏの量を低減することができる。
なお、線状電極８２３の近傍での放電により発生するオゾンの量は、線状電極８２３に印加される電圧に応じて変化する。すなわち、線状電極８２３に印加される電圧値が大きくなるほど単位時間当たりに発生するオゾンの量が増大し、沿面放電装置８０の酸化能力が高くなる。このように、ＥＣＵ１１は、線状電極８２３に印加する電圧を調節することにより、沿面放電装置８０の酸化能力の高低を変更可能である。
【００６５】
以上説明したように、第４実施形態では、第１酸化手段として沿面放電装置を採用することにより、多くのオゾンと紫外線とを発生させることができるため排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を効果的に低減することができる。また、沿面放電装置８０は印加される電圧に応じて酸化能力を変更可能なので、第１実施形態または第２実施形態の排ガス処理フロー中に示したコロナ放電装置の酸化能力を変更する処理と同様の処理を実行可能である。そのため、沿面放電装置８０の酸化能力の高低を排ガス中のＮ2Ｏの濃度に応じて変更することができ、排ガス中のＮ2Ｏを効率的に酸化することができる。さらに、沿面放電装置８０では、第１実施形態で示したコロナ放電装置と同様、排ガス中のアンモニア（ＮＨ3）および煤（Ｃ）をもオゾンによって酸化可能である。
【００６６】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による排気処理装置の第１酸化手段を図１０に示す。なお、第３実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第５実施形態では、第１酸化手段として紫外線発生装置を採用している。紫外線発生装置９０は、ハウジング９１および紫外線発生器９２を有している。ハウジング９１は、筒状に形成され、両方の端部が排気管２０に接続している。すなわち、ハウジング９１の内壁は、排気通路２１の一部を構成している。ハウジング９１には、外壁面と内壁面とを接続する開口９１１が形成されている。
【００６７】
紫外線発生器９２は、本体９２１および紫外線照射部９２２を有している。本体９２１は、略円柱状に形成されている。本体９２１の一方の端部は、開口９１１が形成されたハウジング９１に固定されている。紫外線照射部９２２は、本体９２１の一方の端部に接続し、排気通路２１に露出している。これにより、紫外線照射部９２２は、排気通路２１を流通する排ガスに晒される。
【００６８】
本体９２１は、リード線によりバッテリ９と接続している。また、本体９２１は、リード線によりＥＣＵ１１と接続している。ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたとき紫外線発生装置９０を作動させ、所定の条件に応じてバッテリ９からの電力を紫外線発生器９２へ供給する。紫外線発生器９２に電力が供給されると、紫外線照射部９２２に紫外線（ｈｖ）が発生する。紫外線照射部９２２で発生した紫外線は、排気通路２１を流通する排ガスに照射される。紫外線照射部９２２からの紫外線が排ガス中の酸素（Ｏ2）に作用することによってオゾン（Ｏ3）が発生する。そして、排ガス中のＮ2Ｏは、発生したオゾンによって酸化されＮＯまたはＮＯ2に変化する。また、排ガス中のＮ2Ｏは、紫外線照射部９２２からの紫外線によってＮＯとＮ2とに変化する。
【００６９】
このように、紫外線発生装置９０は、作動することによって排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能である。これにより、排ガス中のＮ2Ｏの量を低減することができる。
なお、紫外線照射部９２２からの紫外線が排ガス中の酸素に作用することによって発生するオゾンの量は、紫外線発生器９２に供給される電力に応じて変化する。すなわち、紫外線発生器９２に供給される電力値が大きくなるほど単位時間当たりに発生するオゾンの量が増大し、紫外線発生装置９０の酸化能力が高くなる。このように、ＥＣＵ１１は、紫外線発生器９２に供給する電力を調節することにより、紫外線発生装置９０の酸化能力の高低を変更可能である。
【００７０】
以上説明したように、第５実施形態では、第１酸化手段として紫外線発生装置を採用することにより、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を効果的に低減することができる。また、紫外線発生装置９０は供給される電力に応じて酸化能力を変更可能なので、第１実施形態または第２実施形態の排ガス処理フロー中に示したコロナ放電装置の酸化能力を変更する処理と同様の処理を実行可能である。そのため、紫外線発生装置９０の酸化能力の高低を排ガス中のＮ2Ｏの濃度に応じて変更することができ、排ガス中のＮ2Ｏを効率的に酸化することができる。さらに、紫外線発生装置９０では、第１実施形態で示したコロナ放電装置および第４実施形態で示した沿面放電装置と同様、排ガス中のアンモニア（ＮＨ3）および煤（Ｃ）をもオゾンによって酸化可能である。
【００７１】
（その他の実施形態）
上述の第４実施形態または第５実施形態では、第３実施形態の第１酸化手段の代替として沿面放電装置または紫外線発生装置を採用する構成を示した。本発明のその他の実施形態では、第１実施形態または第２実施形態の第１酸化手段の代替として沿面放電装置または紫外線発生装置を採用する構成としてもよい。
【００７２】
上述の第２実施形態または第３実施形態では、第２酸化手段としての酸化触媒は、ＮＯｘ還元触媒に接して設けられている。本発明のその他の実施形態では、ＮＯｘ還元触媒と第２酸化手段としての酸化触媒とは、互いに離れた位置に設けられていてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１実施形態による排気処理装置を示す模式図。
【図２】本発明の第１実施形態による排気処理装置の第１酸化手段を示す模式図。
【図３】本発明の第１実施形態による排気処理装置の第１酸化手段に印加される電圧と第１酸化手段から発生するオゾンの濃度との関係を示すグラフ。
【図４】本発明の第１実施形態による排気処理装置の排ガス処理に関する一連の処理を示すフローチャート。
【図５】本発明の第２実施形態による排気処理装置を示す模式図。
【図６】本発明の第２実施形態による排気処理装置の第１酸化手段および第２酸化手段の酸化率と排ガスの温度との関係を示すグラフ。
【図７】本発明の第２実施形態による排気処理装置の排ガス処理に関する一連の処理を示すフローチャート。
【図８】本発明の第３実施形態による排気処理装置を示す模式図。
【図９】本発明の第４実施形態による排気処理装置の第１酸化手段を示す模式図。
【図１０】本発明の第５実施形態による排気処理装置の第１酸化手段を示す模式図。
【符号の説明】
【００７４】
１：排気処理装置、２：エンジン（内燃機関）、３：燃焼室、２０：排気管、２１：排気通路、３０：ＮＯｘ還元触媒（還元手段）、４０：コロナ放電装置（第１酸化手段）、８０：沿面放電装置（第１酸化手段）、９０：紫外線発生装置（第１酸化手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排出する燃焼ガスとしての排ガス中の窒素酸化物（以下、ＮＯｘという。）を処理する排気処理装置に関し、特に排ガス中のＮ2Ｏを処理する排気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排出する排ガスを浄化するために排気通路にＮＯｘを還元するＮＯｘ還元触媒を配置する排気処理装置が知られている。
ところで、内燃機関での燃料の燃焼状態によっては排ガス中に窒素酸化物の一つであるＮ2Ｏが発生する。Ｎ2Ｏは、他の窒素酸化物であるＮＯやＮＯ2と比べて大気中での寿命が長く、成層圏でオゾン層を破壊する。また、Ｎ2Ｏは、ＣＯ2と比べて温暖化係数が大きいため、大気中に放出されると温暖化を促進するという問題がある。特に、ＮＯｘ還元触媒ではＮＯやＮＯ2を還元する際にＮ2Ｏが発生し、ＮＯｘ還元触媒を通過した排ガスにはＮ2Ｏが多く含まれることとなる。そのため、排ガス中のＮ2Ｏの量を低減して大気中へ排出することが求められている。
【０００３】
特許文献１に開示される排気浄化装置では、特許文献２に開示されるような放電装置を排気通路に設置し、この放電装置からの放電により排ガス中のＮ2ＯなどのＮＯｘを酸化してＮＯｘの量の低減を図っている。しかしながら、特許文献１の排気浄化装置では、放電装置が触媒に対して排ガス流れの上流側に設置されている。そのため、放電装置で排ガス中のＮ2Ｏの量が低減されても、この排ガス中のＮＯｘが触媒で還元されることによりＮ2Ｏが発生しＮ2Ｏの濃度が高まった排ガスが大気中へ排出されるおそれがある。
【０００４】
一方、特許文献３には、ＮＯｘ還元触媒でスリップした還元剤としてのアンモニアを酸化するための酸化触媒を、排気通路のＮＯｘ還元触媒に対し排ガス流れの下流側に設置した排気浄化装置が開示されている。しかしながら、この排気浄化装置の場合、排ガスの温度が低いときは酸化触媒の酸化能力が低いため、ＮＯｘ還元触媒を通過して排ガス中に発生したＮ2Ｏを酸化触媒によって十分に酸化できないおそれがある。これに対し、例えば酸化触媒中の貴金属の量を増加すれば、排ガスが低温のときでも酸化触媒の酸化能力を高めることができるが、この場合、酸化触媒の製造コストが増大するという問題が生じる。
【特許文献１】特開２００１−１６４９２６号公報
【特許文献２】特開２００２−３６１０３７号公報
【特許文献３】特開２００５−１０５９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を低減可能な排気処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、内燃機関の燃焼室から排出される排ガスが流通する排気通路を有する排気管と、排気通路に設けられ排ガス中のＮＯｘを還元する還元手段と、排気通路の還元手段に対し排ガス流れの下流側に設けられ排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能な第１酸化手段とを備えている。これにより、還元手段でＮＯｘを還元する際に排ガス中にＮ2Ｏが発生する場合、還元手段の下流側に位置する第１酸化手段によりＮ2Ｏを酸化してＮＯまたはＮＯ2に変化させることができる。したがって、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を低減することができる。
【０００７】
請求項２記載の発明では、第１酸化手段はコロナ放電装置である。コロナ放電装置は、排気通路に露出した電極の先端にコロナ放電を生じさせる。これにより、排ガス中に電子および紫外線が放出される。放出された電子および紫外線が排ガス中の酸素に作用することによりオゾンが発生する。排ガス中のＮ2Ｏは、発生したオゾンによって酸化され、ＮＯまたはＮＯ2に変化する。また、排ガス中のＮ2Ｏは、放出された紫外線によってＮＯとＮ2とに変化する。したがって、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を効果的に低減することができる。
【０００８】
請求項３記載の発明では、第１酸化手段は沿面放電装置である。沿面放電装置は、排気通路に露出した線状電極近傍に放電を生じさせる。これにより、排ガス中に電子および紫外線が放出される。放出された電子および紫外線が排ガス中の酸素に作用することによりオゾンが発生する。排ガス中のＮ2Ｏは、発生したオゾンによって酸化され、ＮＯまたはＮＯ2に変化する。また、排ガス中のＮ2Ｏは、放出された紫外線によってＮＯとＮ2とに変化する。したがって、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を効果的に低減することができる。
【０００９】
請求項４記載の発明では、第１酸化手段は紫外線発生装置である。紫外線発生装置は、紫外線を発生させ、この紫外線を排気通路内の排ガスに照射する。紫外線が排ガス中の酸素に作用することによりオゾンが発生する。排ガス中のＮ2Ｏは、発生したオゾンによって酸化され、ＮＯまたはＮＯ2に変化する。また、排ガス中のＮ2Ｏは、照射された紫外線によってＮＯとＮ2とに変化する。したがって、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を効果的に低減することができる。
【００１０】
請求項５記載の発明は、排気通路の第１酸化手段に対し排ガス流れの下流側に設けられ排ガス中のＮＯｘを吸着する吸着剤を有する吸着手段をさらに備えている。吸着手段は、第１酸化手段を通過した排ガス中に含まれるＮＯｘを吸着剤で吸着する。そのため、第１酸化手段によりＮ2ＯがＮＯまたはＮＯ2に変化しても、これらを含むＮＯｘを吸着手段で吸着することができる。したがって、大気中に排出される排ガス中のＮＯｘの量を低減することができる。
【００１１】
請求項６記載の発明は、第１酸化手段の作動を制御可能な制御手段をさらに備えている。これにより、第１酸化手段の作動を所定の条件に応じて制御することができる。
請求項７記載の発明は、排気通路の還元手段に対し排ガス流れの上流側に設けられ排ガスの温度を検出する排ガス温検出手段と、排気通路の還元手段に対し排ガス流れの下流側に設けられ排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能な第２酸化手段とをさらに備えている。制御手段は、排ガス温検出手段により検出される温度の値が所定値以下のとき、第１酸化手段を作動させる。これにより、排ガスの温度が低く第２酸化手段が活性化していないときでも、第１酸化手段により排ガス中のＮ2Ｏを酸化することができる。よって、排ガス低温時の酸化能力を高めるために第２酸化手段中の貴金属の量を増加する必要がない。これにより、第２酸化手段の製造コストを低減することができる。また、所定の条件を満たしたときのみ第１酸化手段を作動させるため、第１酸化手段の消費電力を低減することができる。
【００１２】
請求項８記載の発明は、排気通路の第１酸化手段に対し排ガス流れの上流側に設けられ排ガス中のＮ2Ｏの濃度を検出するＮ2Ｏ濃度検出手段をさらに備えている。制御手段は、Ｎ2Ｏ濃度検出手段により検出されるＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上のとき第１酸化手段を作動させる。また、制御手段は、第１酸化手段に印加する電圧または供給する電力をＮ2Ｏの濃度に応じて調節する。これにより、排ガス中のＮ2Ｏの濃度に応じて第１酸化手段の酸化能力の高低を変更することができる。したがって、排ガス中のＮ2Ｏを効率的に酸化することができる。また、所定の条件を満たしたときのみ第１酸化手段を作動させるため、第１酸化手段の消費電力を低減することができる。
【００１３】
請求項９記載の発明は、排気通路の還元手段に対し排ガス流れの上流側に設けられ排ガス中のＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘ濃度検出手段をさらに備えている。制御手段は、ＮＯｘ濃度検出手段により検出されるＮＯｘの濃度の値が所定値より小さいとき、第１酸化手段の作動を停止させる。これにより、第１酸化手段の消費電力を低減することができる。
【００１４】
請求項１０記載の発明は、排気通路の還元手段に対し排ガス流れの上流側に設けられ還元手段に還元剤を添加可能な還元剤添加手段をさらに備えている。制御手段は、ＮＯｘ濃度検出手段により検出されるＮＯｘの濃度の値が所定値以上のとき還元剤添加手段を作動させ、還元剤添加手段から還元手段に添加する還元剤の量をＮＯｘの濃度に応じて調節する。これにより、ＮＯｘを還元剤によって効率的に還元することができる。また、所定の条件を満たしたときのみ還元剤添加手段を作動させるため、還元剤添加手段の消費電力を低減するとともに還元剤の余分な消費を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による排気処理装置を図１に示す。排気処理装置１は、内燃機関としてのエンジン２の燃焼室３から排出される排ガスを処理する。排気処理装置１は、排気管２０、還元手段としてのＮＯｘ還元触媒３０、第１酸化手段としてのコロナ放電装置４０、還元剤添加手段としての還元剤噴射弁５０、制御手段としての電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）１１、Ｎ2Ｏ濃度検出手段としてのＮ2Ｏセンサ１２、およびＮＯｘ濃度検出手段としてのＮＯｘセンサ１３などを備えている。
【００１６】
排気管２０は、エンジン２から排出された排ガスをエンジン２の外部へ導く。排気管２０の内壁は、排気通路２１を形成している。排気通路２１は、エキゾーストマニホールド２２を経由して燃焼室３に連通している。これにより、燃焼室３からの排ガスは、エキゾーストマニホールド２２を経由して排気通路２１に流入する。なお、燃焼室３からの排ガスは、燃焼室３で燃料が燃焼することにより生じた燃焼ガスを含んでいる。燃焼室３から排気通路２１に流入した排ガスは、排気通路２１を流通し、排気管２０に形成された開口２３から大気中に排出される。
【００１７】
排気通路２１のエキゾーストマニホールド２２に対し排ガス流れの下流側には、過給器４のタービン５が設けられている。過給器４は、図示しない吸気通路に設けられるコンプレッサおよびタービン５などからなる。タービン５は、排気通路２１を流通する高圧の排ガスによって回転駆動される。タービン５とコンプレッサとは、シャフト６によって接続している。そのため、排ガスの流通によってタービン５が駆動されると、タービン５とともにコンプレッサが回転する。これにより、コンプレッサは、吸気通路を流れる空気をエンジン２側へ加圧して給送する。その結果、吸気はエンジン２へ過給される。
【００１８】
排気通路２１のタービン５に対し排ガス流れの下流側には、酸化触媒７が設けられている。酸化触媒７は、白金を坦持するハニカム状の担体（図示せず）を内部に有している。排気通路２１を流通する排ガスがこの担体を通過するとき、排ガスに含まれる種々の成分が酸化される。例えば、排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）は二酸化炭素（ＣＯ2）に、未燃焼燃料である炭化水素（ＨＣ）は水（Ｈ2Ｏ）および二酸化炭素に、窒素酸化物（ＮＯｘ）は二酸化窒素（ＮＯ2）などに酸化される。
【００１９】
ＮＯｘ還元触媒３０は、排気通路２１の酸化触媒７に対し排ガス流れの下流側に設けられている。還元剤噴射弁５０は、排気通路２１のＮＯｘ還元触媒３０に対し排ガス流れの上流側、すなわちＮＯｘ還元触媒３０と酸化触媒７との間に設けられている。還元剤噴射弁５０には、ＥＣＵ１１が接続している。ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたとき還元剤噴射弁５０を作動させる。還元剤噴射弁５０は、ＥＣＵ１１からの指令により還元剤としての尿素（ＣＯ（ＮＨ2）2）を排ガス中に噴射する。このとき、ＥＣＵ１１は、還元剤噴射弁５０から噴射する尿素の量を所定の条件に応じて調節する。
【００２０】
還元剤噴射弁５０から噴射された尿素は、排気通路２１を流通する排ガスとともにＮＯｘ還元触媒３０に流入する。ＮＯｘ還元触媒３０に流入した尿素は加水分解され、アンモニア（ＮＨ3）が生成される。ＮＯｘ還元触媒３０で生成されたアンモニアは、排ガス中のＮＯｘを還元する。これにより、排ガスに含まれるＮＯやＮＯ2などのＮＯｘは、窒素（Ｎ2）および水に変化する。なお、排ガス中のＮＯｘがＮＯｘ還元触媒３０で還元されるとき、排ガス中に一酸化二窒素（Ｎ2Ｏ）が発生する。
【００２１】
コロナ放電装置４０は、排気通路２１のＮＯｘ還元触媒３０に対し排ガス流れの下流側に設けられている。コロナ放電装置４０には、ＥＣＵ１１が接続している。ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたときコロナ放電装置４０を作動させる。コロナ放電装置４０が作動すると、排気通路２１に露出した電極にコロナ放電が生じる。これにより、排ガス中に電子（ｅ）および紫外線（ｈｖ）が放出される。コロナ放電装置４０の放電により放出された電子および紫外線が排ガス中の酸素（Ｏ2）に作用することによってオゾン（Ｏ3）が発生する。排ガス中のＮ2Ｏは、発生したオゾンによって酸化されＮＯまたはＮＯ2に変化する。また、排ガス中のＮ2Ｏは、コロナ放電装置４０の放電により放出された紫外線によってＮＯとＮ2とに変化する。
【００２２】
排気通路２１のコロナ放電装置４０に対し排ガス流れの下流側には、マフラー８が設けられている。マフラー８は、排ガスが排気通路２１を流通するときに生じる音を消音する。マフラー８を通過した排ガスは、排気管２０の開口２３から大気中へ排出される。
【００２３】
Ｎ2Ｏセンサ１２は、排気通路２１のコロナ放電装置４０に対し排ガス流れの上流側、すなわちコロナ放電装置４０とＮＯｘ還元触媒３０との間に設けられている。Ｎ2Ｏセンサ１２には、ＥＣＵ１１が接続している。Ｎ2Ｏセンサ１２は、排ガス中のＮ2Ｏの濃度を検出し、その濃度に応じた電気信号をＥＣＵ１１に送出する。これにより、ＥＣＵ１１は、排ガス中のＮ2Ｏの濃度を随時知ることができる。
【００２４】
ＮＯｘセンサ１３は、排気通路２１のＮＯｘ還元触媒３０に対し排ガス流れの上流側、すなわちＮＯｘ還元触媒３０と酸化触媒７との間に設けられている。ＮＯｘセンサ１３には、ＥＣＵ１１が接続している。ＮＯｘセンサ１３は、排ガス中のＮＯｘの濃度を検出し、その濃度に応じた電気信号をＥＣＵ１１に送出する。これにより、ＥＣＵ１１は、排ガス中のＮＯｘの濃度を随時知ることができる。
【００２５】
次に、コロナ放電装置４０について詳細に説明する。
コロナ放電装置４０は、図２に示すようにハウジング４１および放電器４２を有している。ハウジング４１は、筒状に形成され、両方の端部が排気管２０に接続している。すなわち、ハウジング４１の内壁は、排気通路２１の一部を構成している。ハウジング４１には、外壁面と内壁面とを接続する開口４１１が形成されている。
【００２６】
放電器４２は、本体４２１および放電部４２２を有している。本体４２１は、略円柱状に形成されている。本体４２１の一方の端部は、開口４１１が形成されたハウジング４１に固定されている。放電部４２２は、略円柱状に形成されている。放電部４２２は、一方の端部が本体４２１の一方の端部に接続し、本体４２１と軸を概ね同一にしている。これにより、放電部４２２は、排気通路２１に露出している。放電部４２２は、例えばセラミックなどの絶縁体と内部を貫通する導電体により形成され、導電体の端部に複数の針状電極４２３を有している。これにより、針状電極４２３は、排気通路２１を流通する排ガスに晒される。
【００２７】
本体４２１は、リード線によりバッテリ９と接続している。また、本体４２１は、リード線によりＥＣＵ１１と接続している。ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたときコロナ放電装置４０を作動させ、所定の条件に応じてバッテリ９からの電力の電圧を昇圧し、昇圧した電圧を針状電極４２３に印加する。このとき針状電極４２３に印加される電圧は、例えば−５〜−３０ｋＶの範囲の直流高電圧である。針状電極４２３に電圧が印加されると、印加される電圧に応じて針状電極４２３の先端にコロナ放電が生じる。これにより、排ガス中に電子（ｅ）および紫外線（ｈｖ）が放出される。以下の化学式で示すとおり、コロナ放電装置４０の放電により放出された電子および紫外線が排ガス中の酸素（Ｏ2）に作用することによってオゾン（Ｏ3）が発生する。
Ｏ2＋ｅ→２Ｏ＋ｅ
Ｏ2＋ｈｖ→２Ｏ＋ｅ
Ｏ＋Ｏ2→Ｏ3
【００２８】
そして、排ガス中のＮ2Ｏは、以下の化学式で示すとおり、発生したオゾンによって酸化されＮＯまたはＮＯ2に変化する。
Ｎ2Ｏ＋Ｏ3→２ＮＯ＋Ｏ2
ＮＯ＋Ｏ3→ＮＯ2＋Ｏ2
【００２９】
また、排ガス中のＮ2Ｏは、以下の化学式で示すとおり、コロナ放電装置４０の放電により放出された紫外線によってＮＯとＮ2とに変化する。
２Ｎ2Ｏ＋ｈｖ→２ＮＯ＋Ｎ2
【００３０】
このように、コロナ放電装置４０は、作動することによって排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能である。これにより、排ガス中のＮ2Ｏの量を低減することができる。
針状電極４２３の先端でのコロナ放電により発生するオゾンの量は、針状電極４２３に印加される電圧に応じて変化する。すなわち、針状電極４２３近傍のオゾンの濃度は、図３のグラフ中に実線Ｌ１で示すとおり、針状電極４２３に印加される電圧値が大きくなるほど高くなる。つまり、針状電極４２３に印加される電圧値が大きくなるほどコロナ放電装置４０の酸化能力が高くなる。このように、ＥＣＵ１１は、針状電極４２３に印加する電圧を調節することにより、コロナ放電装置４０の酸化能力の高低を変更可能である。
【００３１】
さらに、コロナ放電装置４０では、以下の化学式で示すとおり、排ガス中のアンモニア（ＮＨ3）および煤（Ｃ）をもオゾンによって酸化可能である。
２ＮＨ3＋Ｏ3→Ｎ2＋３Ｈ2Ｏ
２Ｃ＋２Ｏ3→２ＣＯ2＋Ｏ2
このように、排ガス中にアンモニアが含まれていても、コロナ放電装置４０によって排ガス中のアンモニアを窒素と水とに変化させることができる。そのため、コロナ放電装置４０の上流側に設けられたＮＯｘ還元触媒３０でのＮＯｘ還元時に余剰となったアンモニアが排ガス中に含まれていても、下流のコロナ放電装置４０によりアンモニアを無臭の物質に変化させて大気中に排出することができる。また、排ガス中に煤が含まれていても、コロナ放電装置４０によって排ガス中の煤を二酸化炭素と酸素とに変化させて大気中に排出することができる。
【００３２】
次に、排気処理装置１による排ガス処理の例について、図４に基づいて説明する。図４のフローチャートは、排気処理装置１による排ガス処理に関する一連の処理を示している。この一連の処理は、エンジン２が始動すると開始される。
【００３３】
ステップＳ１０１（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」で示す。）では、ＥＣＵ１１は、エンジン２が運転中かどうかを判断する。ＥＣＵ１１によってエンジン２が運転中であると判断された場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、処理はＳ１０２へ移行する。一方、エンジン２が停止していると判断された場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、図４に示す一連の処理を抜け、排ガス処理を終了する。
【００３４】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ１１は、ＮＯｘセンサ１３から送出された電気信号に基づき排ガス中のＮＯｘの濃度を測定する。その後、処理はＳ１０３へ移行する。
Ｓ１０３では、ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたか否か、すなわちＳ１０２で測定した排ガス中のＮＯｘの濃度の値が所定値以上か否かを判定する。排ガス中のＮＯｘの濃度の値が所定値以上の場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、処理はＳ１０５へ移行する。一方、排ガス中のＮＯｘの濃度の値が所定値以上でない場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、すなわち排ガス中のＮＯｘの濃度の値が所定値より小さい場合、処理はＳ１０４へ移行する。
【００３５】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０が作動している場合、その作動を停止させる。その後、処理はＳ１０１へ戻る。
Ｓ１０５では、ＥＣＵ１１は、還元剤噴射弁５０を作動させ、還元剤噴射弁５０から噴射する添加剤としての尿素の量を所定の条件に応じて調節する。すなわち、ＥＣＵは、還元剤噴射弁５０から噴射する尿素の量をＳ１０２で測定した排ガス中のＮＯｘの濃度に応じて調節する。これにより、排ガス中のＮＯｘの濃度に応じた量の尿素が排ガス中に噴射され、還元剤噴射弁５０の下流に位置するＮＯｘ還元触媒３０に尿素が流入する。ＮＯｘ還元触媒３０に流入した尿素は、加水分解されてアンモニアとなり、排ガス中のＮＯｘを還元する。その結果、排ガスに含まれるＮＯやＮＯ2などのＮＯｘは、窒素および水に変化する。Ｓ１０５の後、処理はＳ１０６へ移行する。
【００３６】
Ｓ１０６では、ＥＣＵ１１は、Ｎ2Ｏセンサ１２から送出された電気信号に基づき排ガス中のＮ2Ｏの濃度を測定する。その後、処理はＳ１０７へ移行する。
Ｓ１０７では、ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたか否か、すなわちＳ１０６で測定した排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上か否かを判定する。排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上の場合（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）、処理はＳ１０９へ移行する。一方、排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上でない場合（Ｓ１０７：Ｎｏ）、処理はＳ１０８へ移行する。
Ｓ１０８では、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０が作動している場合、その作動を停止させる。その後、処理はＳ１０１へ戻る。
【００３７】
Ｓ１０９では、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０を作動させ、所定の条件に応じてバッテリ９の電圧を昇圧し、昇圧した電圧をコロナ放電装置４０の針状電極４２３に印加する。すなわち、ＥＣＵ１１は、針状電極４２３に印加する電圧をＳ１０６で測定した排ガス中のＮ2Ｏの濃度に応じて調節する。これにより、コロナ放電装置４０で発生するオゾンおよび紫外線の量が変化し、コロナ放電装置４０の酸化能力の高低が変更される。コロナ放電装置４０の内部を流通する排ガス中のＮ2Ｏは、コロナ放電装置４０の内部で発生したオゾンおよび紫外線により酸化され、ＮＯ、ＮＯ2またはＮ2に変化する。Ｓ１０９の後、処理はＳ１１０へ移行する。
【００３８】
Ｓ１１０では、ＥＣＵ１１は、Ｎ2Ｏセンサ１２から送出された電気信号に基づき排ガス中のＮ2Ｏの濃度を測定する。その後、処理はＳ１１１へ移行する。
Ｓ１１１では、ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたか否か、すなわちＳ１１０で測定した排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上か否かを判定する。排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上の場合（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）、処理はＳ１１２へ移行する。一方、排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上でない場合（Ｓ１１１：Ｎｏ）、処理はＳ１０１へ戻る。
【００３９】
Ｓ１１２では、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０の針状電極４２３に印加している電圧の値をさらに所定値上昇させる。これにより、コロナ放電装置４０の酸化能力がより高まる。Ｓ１１２の後、処理はＳ１０１へ戻る。
上述したＳ１０１〜Ｓ１１２の処理を実行することにより、排気処理装置１は、排気通路２１を流通する排ガスにＮ2Ｏが含まれていても、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を低減することができる。
【００４０】
以上説明したように、第１実施形態による排気処理装置１は、排気通路２１のＮＯｘ還元触媒３０に対し排ガス流れの下流側に、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能なコロナ放電装置４０を備えている。コロナ放電装置４０は、排気通路２１に露出した針状電極４２３の先端にコロナ放電を生じさせる。これにより、排ガス中に電子および紫外線が放出され、放出された電子および紫外線が排ガス中の酸素に作用することによりオゾンが発生する。排ガス中のＮ2Ｏは、発生したオゾンによって酸化され、ＮＯまたはＮＯ2に変化する。また、排ガス中のＮ2Ｏは、放出された紫外線によってＮＯとＮ2とに変化する。そのため、ＮＯｘ還元触媒３０でＮＯｘを還元する際に排ガス中にＮ2Ｏが発生しても、ＮＯｘ還元触媒３０の下流側に位置するコロナ放電装置４０によりＮ2Ｏを酸化してＮＯ、ＮＯ2またはＮ2に変化させることができる。したがって、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を効果的に低減することができる。
【００４１】
また、第１実施形態による排気処理装置１は、コロナ放電装置４０の作動を制御可能なＥＣＵ１１、および排ガス中のＮ2Ｏの濃度を検出するＮ2Ｏセンサ１２を備えている。ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたとき、すなわちＮ2Ｏセンサ１２により検出されるＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上のときコロナ放電装置４０を作動させる。また、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０に印加する電圧をＮ2Ｏの濃度に応じて調節する。これにより、排ガス中のＮ2Ｏの濃度に応じてコロナ放電装置４０の酸化能力の高低を変更することができる。したがって、排ガス中のＮ2Ｏを効率的に酸化することができる。また、所定の条件を満たしたときのみコロナ放電装置４０を作動させるため、コロナ放電装置４０の消費電力を低減することができる。
【００４２】
また、第１実施形態による排気処理装置１は、排ガス中のＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘセンサ１３をさらに備えている。ＥＣＵ１１は、ＮＯｘセンサ１３により検出されるＮＯｘの濃度の値が所定値より小さいとき、コロナ放電装置４０の作動を停止させる。これにより、コロナ放電装置４０の消費電力を低減することができる。
【００４３】
さらに、第１実施形態による排気処理装置１は、ＮＯｘ還元触媒３０に還元剤としての尿素を添加可能な還元剤噴射弁５０をさらに備えている。ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたとき、すなわちＮＯｘセンサ１３により検出されるＮＯｘの濃度の値が所定値以上のとき還元剤噴射弁５０を作動させ、還元剤噴射弁５０からＮＯｘ還元触媒３０に添加する尿素の量をＮＯｘの濃度に応じて調節する。これにより、ＮＯｘを尿素によって効率的に還元することができる。また、所定の条件を満たしたときのみ還元剤噴射弁５０を作動させるため、還元剤噴射弁５０の消費電力を低減するとともに尿素の余分な消費を抑えることができる。
【００４４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による排気処理装置を図５に示す。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第２実施形態では、排ガス温検出手段としての排ガス温センサ１４、および第２酸化手段としての酸化触媒６０をさらに備えている。
【００４５】
排ガス温センサ１４は、排気通路２１のＮＯｘ還元触媒３０に対し排ガス流れの上流側に設けられている。排ガス温センサ１４には、ＥＣＵ１１が接続している。排ガス温センサ１４は、排気通路２１を流通する排ガスの温度を検出し、その温度に応じた電気信号をＥＣＵ１１に送出する。これにより、ＥＣＵ１１は、排ガスの温度を随時知ることができる。
【００４６】
酸化触媒６０は、排気通路２１のＮＯｘ還元触媒３０に対し排ガス流れの下流側に設けられ、ＮＯｘ還元触媒３０に接している。酸化触媒６０は、酸化触媒７と同様、白金を坦持するハニカム状の担体（図示せず）を内部に有し、排ガスに含まれる種々の成分を酸化する。図６は、酸化触媒６０およびコロナ放電装置４０について、酸化率と排ガスの温度との関係をグラフで示したものである。図６のグラフ中に示す実線Ｌ２は、酸化触媒６０による酸化率と排ガス温度との関係を示している。一方、破線Ｌ３は、コロナ放電装置４０による酸化率と排ガス温度との関係を示している。Ｌ２から、酸化触媒６０は、排ガス温度が２００℃以上のとき酸化率が高く、排ガス温度が２００℃より低いとき酸化率が低いもしくは酸化率がほぼ０％であることがわかる。一方、Ｌ３から、コロナ放電装置４０は、排ガス温度が高くなるに従い酸化率が若干低下するものの、排ガス温度に関わらず酸化率が高いことがわかる。また、Ｌ２およびＬ３から、排ガス温度が例えば３００℃以上の高温のとき、酸化触媒６０の酸化率は、コロナ放電装置４０の酸化率を上回ることがわかる。
【００４７】
このように、酸化触媒６０は、排ガス温度が高いとき、特に排ガス温度が２００℃以上のとき、排ガスに含まれる種々の成分を酸化可能である。そのため、ＮＯｘ還元触媒３０でＮ2Ｏが発生して排ガス中にＮ2Ｏが含まれていても、排ガス温度が高ければ、酸化触媒６０によってＮ2Ｏを酸化可能である。
【００４８】
次に、第２実施形態による排ガス処理の例について、図７に基づいて説明する。図７のフローチャートに示す排ガス処理に関する一連の処理は、第１実施形態と同様、エンジン２が始動すると開始さる。
【００４９】
Ｓ２０１では、ＥＣＵ１１は、エンジン２が運転中かどうかを判断する。ＥＣＵ１１によってエンジン２が運転中であると判断された場合（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、処理はＳ２０２へ移行する。一方、エンジン２が停止していると判断された場合（Ｓ２０１：Ｎｏ）、図７に示す一連の処理を抜け、排ガス処理を終了する。
【００５０】
Ｓ２０２では、ＥＣＵ１１は、ＮＯｘセンサ１３から送出された電気信号に基づき排ガス中のＮＯｘの濃度を測定する。その後、処理はＳ２０３へ移行する。
Ｓ２０３では、ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたか否か、すなわちＳ２０２で測定した排ガス中のＮＯｘの濃度の値が所定値以上か否かを判定する。排ガス中のＮＯｘの濃度の値が所定値以上の場合（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）、処理はＳ２０５へ移行する。一方、排ガス中のＮＯｘの濃度の値が所定値以上でない場合（Ｓ２０３：Ｎｏ）、すなわち排ガス中のＮＯｘの濃度の値が所定値より小さい場合、処理はＳ２０４へ移行する。
【００５１】
Ｓ２０４では、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０が作動している場合、その作動を停止させる。その後、処理はＳ２０１へ戻る。
Ｓ２０５では、ＥＣＵ１１は、還元剤噴射弁５０を作動させ、還元剤噴射弁５０から噴射する添加剤としての尿素の量を所定の条件に応じて調節する。すなわち、ＥＣＵは、還元剤噴射弁５０から噴射する尿素の量をＳ２０２で測定した排ガス中のＮＯｘの濃度に応じて調節する。これにより、排ガス中のＮＯｘの濃度に応じた量の尿素が排ガス中に噴射され、還元剤噴射弁５０の下流に位置するＮＯｘ還元触媒３０に尿素が流入する。ＮＯｘ還元触媒３０に流入した尿素は、加水分解されてアンモニアとなり、排ガス中のＮＯｘを還元する。その結果、排ガスに含まれるＮＯやＮＯ2などのＮＯｘは、窒素および水に変化する。Ｓ２０５の後、処理はＳ２０６へ移行する。
【００５２】
Ｓ２０６では、ＥＣＵ１１は、排ガス温センサ１４から送出された電気信号に基づき排ガスの温度を測定する。その後、処理はＳ２０７へ移行する。
Ｓ２０７では、ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたか否か、すなわちＳ２０６で測定した排ガスの温度の値が所定値以下か否かを判定する。排ガスの温度の値が所定値以下の場合（Ｓ２０７：Ｙｅｓ）、処理はＳ２０８へ移行する。一方、排ガスの温度の値が所定値以下でない場合（Ｓ２０７：Ｎｏ）、すなわち排ガスの温度の値が所定値より大きい場合、処理はＳ２０１へ戻る。なお、本実施形態の場合、このときの所定値は例えば２００（℃）である。
【００５３】
Ｓ２０８では、ＥＣＵ１１は、Ｎ2Ｏセンサ１２から送出された電気信号に基づき排ガス中のＮ2Ｏの濃度を測定する。その後、処理はＳ２０９へ移行する。
Ｓ２０９では、ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたか否か、すなわちＳ２０８で測定した排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上か否かを判定する。排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上の場合（Ｓ２０９：Ｙｅｓ）、処理はＳ２１１へ移行する。一方、排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上でない場合（Ｓ２０９：Ｎｏ）、処理はＳ２１０へ移行する。
Ｓ２１０では、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０が作動している場合、その作動を停止させる。その後、処理はＳ２０１へ戻る。
【００５４】
Ｓ２１１では、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０を作動させ、所定の条件に応じて昇圧した電圧をコロナ放電装置４０に印加する。すなわち、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０に印加する電圧をＳ２０８で測定した排ガス中のＮ2Ｏの濃度に応じて調節する。これにより、コロナ放電装置４０で発生するオゾンおよび紫外線の量が変化し、コロナ放電装置４０の酸化能力の高低が変更される。コロナ放電装置４０の内部を流通する排ガス中のＮ2Ｏは、コロナ放電装置４０の内部で発生したオゾンおよび紫外線により酸化され、ＮＯ、ＮＯ2またはＮ2に変化する。Ｓ２１１の後、処理はＳ２１２へ移行する。
【００５５】
Ｓ２１２では、ＥＣＵ１１は、Ｎ2Ｏセンサ１２から送出された電気信号に基づき排ガス中のＮ2Ｏの濃度を測定する。その後、処理はＳ２１３へ移行する。
Ｓ２１３では、ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたか否か、すなわちＳ２１２で測定した排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上か否かを判定する。排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上の場合（Ｓ２１３：Ｙｅｓ）、処理はＳ２１４へ移行する。一方、排ガス中のＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上でない場合（Ｓ２１３：Ｎｏ）、処理はＳ２０１へ戻る。
【００５６】
Ｓ２１４では、ＥＣＵ１１は、コロナ放電装置４０に印加している電圧の値をさらに所定値上昇させる。これにより、コロナ放電装置４０の酸化能力がより高まる。Ｓ２１４の後、処理はＳ２０１へ戻る。
上述したＳ２０１〜Ｓ２１４の処理を実行することにより、排気通路２１を流通する排ガスにＮ2Ｏが含まれていても、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を低減することができる。
【００５７】
以上説明したように、第２実施形態では、排ガスの温度を検出する排ガス温センサ１４と、排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能な酸化触媒６０とをさらに備えている。ＥＣＵ１１は、排ガス温センサ１４により検出される温度の値が所定値以下のとき、コロナ放電装置４０を作動させる。これにより、排ガスの温度が低く酸化触媒６０が活性化していないときでも、コロナ放電装置４０により排ガス中のＮ2Ｏを酸化することができる。よって、排ガス低温時の酸化能力を高めるために酸化触媒６０中の貴金属の量を増加する必要がない。これにより、酸化触媒６０の製造コストを低減することができる。また、所定の条件を満たしたときのみコロナ放電装置４０を作動させるため、コロナ放電装置４０の消費電力を低減することができる。
【００５８】
なお、第２実施形態では、酸化触媒６０は、排気通路２１のＮＯｘ還元触媒３０の下流側に、ＮＯｘ還元触媒３０に接して設けられている。これにより、ＮＯｘ還元触媒３０と酸化触媒６０とが離れて設けられる場合に比べて、ＮＯｘ還元触媒３０と酸化触媒６０との間を通過するときの排ガスの温度低下の程度を小さくすることができる。そのため、排ガス温度低下による酸化触媒６０の酸化率の低下を防ぐことができる。
【００５９】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による排気処理装置を図８に示す。なお、第２実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第３実施形態では、吸着手段としてのＮＯｘ吸着器７０をさらに備えている。ＮＯｘ吸着器７０は、排気通路２１のコロナ放電装置４０に対し排ガス流れの下流側に設けられている。ＮＯｘ吸着器７０は、図示しないハニカム状の担体を内部に有している。ＮＯｘ吸着器７０の担体は、排気通路２１に位置し、排気通路２１を流通する排ガスに晒される。ＮＯｘ吸着器７０の担体は、例えば炭酸カリウム（Ｋ2ＣＯ3）または炭酸バリウム（ＢａＣＯ3）などの吸着剤を坦持している。これにより、排ガスがＮＯｘ吸着器７０を通過するとき、排ガス中のＮＯｘは、吸着剤と反応することにより硝酸塩となって吸着され担体に保持される。
【００６０】
上述の構成により、第３実施形態では、ＮＯｘ吸着器７０の上流側に位置するコロナ放電装置４０または酸化触媒６０により排ガス中のＮ2Ｏが酸化されてＮＯまたはＮＯ2に変化しても、これらを含むＮＯｘをＮＯｘ吸着器７０で吸着することができる。したがって、大気中に排出される排ガス中のＮＯｘの量を低減することができる。
【００６１】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による排気処理装置の第１酸化手段を図９に示す。なお、第３実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第４実施形態では、第１酸化手段として沿面放電装置を採用している。沿面放電装置８０は、ハウジング８１および放電器８２を有している。ハウジング８１は、筒状に形成され、両方の端部が排気管２０に接続している。すなわち、ハウジング８１の内壁は、排気通路２１の一部を構成している。ハウジング８１には、外壁面と内壁面とを接続する開口８１１が形成されている。
【００６２】
放電器８２は、本体８２１および放電部８２２を有している。本体８２１は、略円柱状に形成されている。本体８２１の一方の端部は、開口８１１が形成されたハウジング８１に固定されている。放電部８２２は、略円柱状に形成されている。放電部８２２は、一方の端部が本体８２１の一方の端部に接続し、本体８２１と軸を概ね同一にしている。これにより、放電部８２２は、排気通路２１に露出している。放電部８２２は、例えばセラミックなどの絶縁体により形成されている。放電部８２２の外周面には、放電部８２２の軸方向へ延びる複数の線状電極８２３が配置されている。これにより、線状電極８２３は、排気通路２１を流通する排ガスに晒される。また、放電部８２２の内部には、図示しない円筒状の面状電極が埋め込まれている。この面状電極の外周面と、放電部８２２の外周面に配置された線状電極８２３との間には、所定の距離が設定されている。
【００６３】
本体８２１は、リード線によりバッテリ９と接続している。また、本体８２１は、リード線によりＥＣＵ１１と接続している。ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたとき沿面放電装置８０を作動させ、所定の条件に応じてバッテリ９からの電力の電圧を昇圧し、昇圧した電圧を線状電極８２３に印加する。このとき線状電極８２３に印加される電圧は、例えば５〜３０ｋＶの範囲の交流高電圧である。線状電極８２３に電圧が印加されると、線状電極８２３と面状電極との間を電子が飛び交う。これにより、印加される電圧に応じて線状電極８２３の近傍に放電が生じ、排ガス中に電子（ｅ）および紫外線（ｈｖ）が放出される。沿面放電装置８０の放電により放出された電子および紫外線が排ガス中の酸素（Ｏ2）に作用することによってオゾン（Ｏ3）が発生する。そして、排ガス中のＮ2Ｏは、発生したオゾンによって酸化されＮＯまたはＮＯ2に変化する。また、排ガス中のＮ2Ｏは、沿面放電装置８０の放電により放出された紫外線によってＮＯとＮ2とに変化する。
【００６４】
このように、沿面放電装置８０は、作動することによって排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能である。これにより、排ガス中のＮ2Ｏの量を低減することができる。
なお、線状電極８２３の近傍での放電により発生するオゾンの量は、線状電極８２３に印加される電圧に応じて変化する。すなわち、線状電極８２３に印加される電圧値が大きくなるほど単位時間当たりに発生するオゾンの量が増大し、沿面放電装置８０の酸化能力が高くなる。このように、ＥＣＵ１１は、線状電極８２３に印加する電圧を調節することにより、沿面放電装置８０の酸化能力の高低を変更可能である。
【００６５】
以上説明したように、第４実施形態では、第１酸化手段として沿面放電装置を採用することにより、多くのオゾンと紫外線とを発生させることができるため排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を効果的に低減することができる。また、沿面放電装置８０は印加される電圧に応じて酸化能力を変更可能なので、第１実施形態または第２実施形態の排ガス処理フロー中に示したコロナ放電装置の酸化能力を変更する処理と同様の処理を実行可能である。そのため、沿面放電装置８０の酸化能力の高低を排ガス中のＮ2Ｏの濃度に応じて変更することができ、排ガス中のＮ2Ｏを効率的に酸化することができる。さらに、沿面放電装置８０では、第１実施形態で示したコロナ放電装置と同様、排ガス中のアンモニア（ＮＨ3）および煤（Ｃ）をもオゾンによって酸化可能である。
【００６６】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による排気処理装置の第１酸化手段を図１０に示す。なお、第３実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第５実施形態では、第１酸化手段として紫外線発生装置を採用している。紫外線発生装置９０は、ハウジング９１および紫外線発生器９２を有している。ハウジング９１は、筒状に形成され、両方の端部が排気管２０に接続している。すなわち、ハウジング９１の内壁は、排気通路２１の一部を構成している。ハウジング９１には、外壁面と内壁面とを接続する開口９１１が形成されている。
【００６７】
紫外線発生器９２は、本体９２１および紫外線照射部９２２を有している。本体９２１は、略円柱状に形成されている。本体９２１の一方の端部は、開口９１１が形成されたハウジング９１に固定されている。紫外線照射部９２２は、本体９２１の一方の端部に接続し、排気通路２１に露出している。これにより、紫外線照射部９２２は、排気通路２１を流通する排ガスに晒される。
【００６８】
本体９２１は、リード線によりバッテリ９と接続している。また、本体９２１は、リード線によりＥＣＵ１１と接続している。ＥＣＵ１１は、所定の条件を満たしたとき紫外線発生装置９０を作動させ、所定の条件に応じてバッテリ９からの電力を紫外線発生器９２へ供給する。紫外線発生器９２に電力が供給されると、紫外線照射部９２２に紫外線（ｈｖ）が発生する。紫外線照射部９２２で発生した紫外線は、排気通路２１を流通する排ガスに照射される。紫外線照射部９２２からの紫外線が排ガス中の酸素（Ｏ2）に作用することによってオゾン（Ｏ3）が発生する。そして、排ガス中のＮ2Ｏは、発生したオゾンによって酸化されＮＯまたはＮＯ2に変化する。また、排ガス中のＮ2Ｏは、紫外線照射部９２２からの紫外線によってＮＯとＮ2とに変化する。
【００６９】
このように、紫外線発生装置９０は、作動することによって排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能である。これにより、排ガス中のＮ2Ｏの量を低減することができる。
なお、紫外線照射部９２２からの紫外線が排ガス中の酸素に作用することによって発生するオゾンの量は、紫外線発生器９２に供給される電力に応じて変化する。すなわち、紫外線発生器９２に供給される電力値が大きくなるほど単位時間当たりに発生するオゾンの量が増大し、紫外線発生装置９０の酸化能力が高くなる。このように、ＥＣＵ１１は、紫外線発生器９２に供給する電力を調節することにより、紫外線発生装置９０の酸化能力の高低を変更可能である。
【００７０】
以上説明したように、第５実施形態では、第１酸化手段として紫外線発生装置を採用することにより、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏの量を効果的に低減することができる。また、紫外線発生装置９０は供給される電力に応じて酸化能力を変更可能なので、第１実施形態または第２実施形態の排ガス処理フロー中に示したコロナ放電装置の酸化能力を変更する処理と同様の処理を実行可能である。そのため、紫外線発生装置９０の酸化能力の高低を排ガス中のＮ2Ｏの濃度に応じて変更することができ、排ガス中のＮ2Ｏを効率的に酸化することができる。さらに、紫外線発生装置９０では、第１実施形態で示したコロナ放電装置および第４実施形態で示した沿面放電装置と同様、排ガス中のアンモニア（ＮＨ3）および煤（Ｃ）をもオゾンによって酸化可能である。
【００７１】
（その他の実施形態）
上述の第４実施形態または第５実施形態では、第３実施形態の第１酸化手段の代替として沿面放電装置または紫外線発生装置を採用する構成を示した。本発明のその他の実施形態では、第１実施形態または第２実施形態の第１酸化手段の代替として沿面放電装置または紫外線発生装置を採用する構成としてもよい。
【００７２】
上述の第２実施形態または第３実施形態では、第２酸化手段としての酸化触媒は、ＮＯｘ還元触媒に接して設けられている。本発明のその他の実施形態では、ＮＯｘ還元触媒と第２酸化手段としての酸化触媒とは、互いに離れた位置に設けられていてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１実施形態による排気処理装置を示す模式図。
【図２】本発明の第１実施形態による排気処理装置の第１酸化手段を示す模式図。
【図３】本発明の第１実施形態による排気処理装置の第１酸化手段に印加される電圧と第１酸化手段から発生するオゾンの濃度との関係を示すグラフ。
【図４】本発明の第１実施形態による排気処理装置の排ガス処理に関する一連の処理を示すフローチャート。
【図５】本発明の第２実施形態による排気処理装置を示す模式図。
【図６】本発明の第２実施形態による排気処理装置の第１酸化手段および第２酸化手段の酸化率と排ガスの温度との関係を示すグラフ。
【図７】本発明の第２実施形態による排気処理装置の排ガス処理に関する一連の処理を示すフローチャート。
【図８】本発明の第３実施形態による排気処理装置を示す模式図。
【図９】本発明の第４実施形態による排気処理装置の第１酸化手段を示す模式図。
【図１０】本発明の第５実施形態による排気処理装置の第１酸化手段を示す模式図。
【符号の説明】
【００７４】
１：排気処理装置、２：エンジン（内燃機関）、３：燃焼室、２０：排気管、２１：排気通路、３０：ＮＯｘ還元触媒（還元手段）、４０：コロナ放電装置（第１酸化手段）、８０：沿面放電装置（第１酸化手段）、９０：紫外線発生装置（第１酸化手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室から排出される排ガスが流通する排気通路を有する排気管と、
前記排気通路に設けられ、排ガス中の窒素酸化物であるＮＯｘを還元する還元手段と、
前記排気通路の前記還元手段に対し排ガス流れの下流側に設けられ、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能な第１酸化手段と、
を備えることを特徴とする排気処理装置。
【請求項２】
前記第１酸化手段は、コロナ放電装置であることを特徴とする請求項１記載の排気処理装置。
【請求項３】
前記第１酸化手段は、沿面放電装置であることを特徴とする請求項１記載の排気処理装置。
【請求項４】
前記第１酸化手段は、紫外線発生装置であることを特徴とする請求項１記載の排気処理装置。
【請求項５】
前記排気通路の前記第１酸化手段に対し排ガス流れの下流側に設けられ、排ガス中のＮＯｘを吸着する吸着剤を有する吸着手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の排気処理装置。
【請求項６】
前記第１酸化手段の作動を制御可能な制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の排気処理装置。
【請求項７】
前記排気通路の前記還元手段に対し排ガス流れの上流側に設けられ、排ガスの温度を検出する排ガス温検出手段と、
前記排気通路の前記還元手段に対し排ガス流れの下流側に設けられ、排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能な第２酸化手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記排ガス温検出手段により検出される温度の値が所定値以下のとき、前記第１酸化手段を作動させることを特徴とする請求項６記載の排気処理装置。
【請求項８】
前記排気通路の前記第１酸化手段に対し排ガス流れの上流側に設けられ、排ガス中のＮ2Ｏの濃度を検出するＮ2Ｏ濃度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記Ｎ2Ｏ濃度検出手段により検出されるＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上のとき前記第１酸化手段を作動させ、前記第１酸化手段に印加する電圧または供給する電力をＮ2Ｏの濃度に応じて調節することを特徴とする請求項６または７記載の排気処理装置。
【請求項９】
前記排気通路の前記還元手段に対し排ガス流れの上流側に設けられ、排ガス中のＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘ濃度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記ＮＯｘ濃度検出手段により検出されるＮＯｘの濃度の値が所定値より小さいとき、前記第１酸化手段の作動を停止させることを特徴とする請求項６から８のいずれか一項記載の排気処理装置。
【請求項１０】
前記排気通路の前記還元手段に対し排ガス流れの上流側に設けられ、前記還元手段に還元剤を添加可能な還元剤添加手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記ＮＯｘ濃度検出手段により検出されるＮＯｘの濃度の値が所定値以上のとき前記還元剤添加手段を作動させ、前記還元剤添加手段から前記還元手段に添加する還元剤の量をＮＯｘの濃度に応じて調節することを特徴とする請求項９記載の排気処理装置。
【請求項１】
内燃機関の燃焼室から排出される排ガスが流通する排気通路を有する排気管と、
前記排気通路に設けられ、排ガス中の窒素酸化物であるＮＯｘを還元する還元手段と、
前記排気通路の前記還元手段に対し排ガス流れの下流側に設けられ、排ガスの温度に関わらず排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能な第１酸化手段と、
を備えることを特徴とする排気処理装置。
【請求項２】
前記第１酸化手段は、コロナ放電装置であることを特徴とする請求項１記載の排気処理装置。
【請求項３】
前記第１酸化手段は、沿面放電装置であることを特徴とする請求項１記載の排気処理装置。
【請求項４】
前記第１酸化手段は、紫外線発生装置であることを特徴とする請求項１記載の排気処理装置。
【請求項５】
前記排気通路の前記第１酸化手段に対し排ガス流れの下流側に設けられ、排ガス中のＮＯｘを吸着する吸着剤を有する吸着手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の排気処理装置。
【請求項６】
前記第１酸化手段の作動を制御可能な制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の排気処理装置。
【請求項７】
前記排気通路の前記還元手段に対し排ガス流れの上流側に設けられ、排ガスの温度を検出する排ガス温検出手段と、
前記排気通路の前記還元手段に対し排ガス流れの下流側に設けられ、排ガス中のＮ2Ｏを酸化可能な第２酸化手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記排ガス温検出手段により検出される温度の値が所定値以下のとき、前記第１酸化手段を作動させることを特徴とする請求項６記載の排気処理装置。
【請求項８】
前記排気通路の前記第１酸化手段に対し排ガス流れの上流側に設けられ、排ガス中のＮ2Ｏの濃度を検出するＮ2Ｏ濃度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記Ｎ2Ｏ濃度検出手段により検出されるＮ2Ｏの濃度の値が所定値以上のとき前記第１酸化手段を作動させ、前記第１酸化手段に印加する電圧または供給する電力をＮ2Ｏの濃度に応じて調節することを特徴とする請求項６または７記載の排気処理装置。
【請求項９】
前記排気通路の前記還元手段に対し排ガス流れの上流側に設けられ、排ガス中のＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘ濃度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記ＮＯｘ濃度検出手段により検出されるＮＯｘの濃度の値が所定値より小さいとき、前記第１酸化手段の作動を停止させることを特徴とする請求項６から８のいずれか一項記載の排気処理装置。
【請求項１０】
前記排気通路の前記還元手段に対し排ガス流れの上流側に設けられ、前記還元手段に還元剤を添加可能な還元剤添加手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記ＮＯｘ濃度検出手段により検出されるＮＯｘの濃度の値が所定値以上のとき前記還元剤添加手段を作動させ、前記還元剤添加手段から前記還元手段に添加する還元剤の量をＮＯｘの濃度に応じて調節することを特徴とする請求項９記載の排気処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２８１１５４（Ｐ２００９−２８１１５４Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３１１２０（Ｐ２００８−１３１１２０）
【出願日】平成２０年５月１９日（２００８．５．１９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１９日（２００８．５．１９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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