JP2967113B2 - 排気浄化方法 - Google Patents
排気浄化方法Info
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車などの多気筒内
燃機関から排出されるＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣなどからなる
排気を浄化する排気浄化方法に関する。さらに詳しく
は、ＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣなどからなる排気を高浄化率で
浄化でき、かつ、多気筒内燃機関を燃料希薄条件下で運
転できる（すなわち、多気筒内燃機関の燃費を向上でき
る）排気浄化方法に関する。
燃機関から排出されるＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣなどからなる
排気を浄化する排気浄化方法に関する。さらに詳しく
は、ＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣなどからなる排気を高浄化率で
浄化でき、かつ、多気筒内燃機関を燃料希薄条件下で運
転できる（すなわち、多気筒内燃機関の燃費を向上でき
る）排気浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車などの内燃機関から排出されるＮ
Ｏｘ、ＣＯ、ＨＣなどの有害成分からなる排気を効率よ
く浄化するとともに、その内燃機関の燃費を低減できる
排気浄化方法が、従来から望まれており、各種の方法が
開発されている。たとえば、特開昭６１−２７９７４９
号公報には、ＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣなどを効率よく浄化す
る方法として、三元触媒と酸素センサを用いた、いわゆ
るフィードバック制御方法が開示されている。
Ｏｘ、ＣＯ、ＨＣなどの有害成分からなる排気を効率よ
く浄化するとともに、その内燃機関の燃費を低減できる
排気浄化方法が、従来から望まれており、各種の方法が
開発されている。たとえば、特開昭６１−２７９７４９
号公報には、ＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣなどを効率よく浄化す
る方法として、三元触媒と酸素センサを用いた、いわゆ
るフィードバック制御方法が開示されている。
【０００３】このフィードバック制御方法は、酸素セン
サを用いて排気中の酸素濃度を検出し、燃料の空燃比を
精密に化学当量点（すなわち、空燃比、Ａ／Ｆ＝１４．
６）になるように、燃料噴射量、空気供給量などを制御
し、その後、排気を貴金属（たとえば、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐ
ｄなど）を担持した三元触媒に接触させて、排気中の有
害成分を浄化しようとするものである。このフィードバ
ック制御方法においては、空燃比を化学当量点を中心と
して±０．０５の範囲に制御し、三元触媒によってＮＯ
ｘ、ＣＯ、ＨＣを浄化している。
サを用いて排気中の酸素濃度を検出し、燃料の空燃比を
精密に化学当量点（すなわち、空燃比、Ａ／Ｆ＝１４．
６）になるように、燃料噴射量、空気供給量などを制御
し、その後、排気を貴金属（たとえば、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐ
ｄなど）を担持した三元触媒に接触させて、排気中の有
害成分を浄化しようとするものである。このフィードバ
ック制御方法においては、空燃比を化学当量点を中心と
して±０．０５の範囲に制御し、三元触媒によってＮＯ
ｘ、ＣＯ、ＨＣを浄化している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記したフィードバッ
ク制御方法は、有害成分の浄化という点では理論上最良
の方法である。しかし、実用上、以下のような問題があ
る。すなわち、最大の問題は、排気の空燃比を精密に
化学当量点（すなわち、Ａ／Ｆ＝１４．６±０．０５）
に制御しなければならないので、空気に対する燃料の混
合割合を少なくすることができない。つまり、内燃機関
の燃費を低減することができない。酸素センサを用い
て排気中の酸素濃度を検出し、燃料の空燃比を前記のよ
うに精密に制御しなければならないので、酸素センサ、
燃料噴射量および空気供給量を制御する機器に高精度が
要求される。したがって、制御装置が高価なものとなっ
てしまう。たとえば、燃料過剰域から燃料希薄域などの
過渡状態においては、空燃比が前記化学当量点から大幅
に外れ、有害成分を浄化できない恐れがある。また、三
元触媒には、資源として稀少かつ高価なＲｈを必要とす
る。
ク制御方法は、有害成分の浄化という点では理論上最良
の方法である。しかし、実用上、以下のような問題があ
る。すなわち、最大の問題は、排気の空燃比を精密に
化学当量点（すなわち、Ａ／Ｆ＝１４．６±０．０５）
に制御しなければならないので、空気に対する燃料の混
合割合を少なくすることができない。つまり、内燃機関
の燃費を低減することができない。酸素センサを用い
て排気中の酸素濃度を検出し、燃料の空燃比を前記のよ
うに精密に制御しなければならないので、酸素センサ、
燃料噴射量および空気供給量を制御する機器に高精度が
要求される。したがって、制御装置が高価なものとなっ
てしまう。たとえば、燃料過剰域から燃料希薄域などの
過渡状態においては、空燃比が前記化学当量点から大幅
に外れ、有害成分を浄化できない恐れがある。また、三
元触媒には、資源として稀少かつ高価なＲｈを必要とす
る。
【０００５】以上２つの問題のうち、問題を解決し、
かつ、燃費の低減を図るためには、燃料供給量を少なく
し空気供給量を多くした希薄燃焼方式がある。しかし、
空燃比を１４．６よりも大きくすると、Ｒｈを含む三元
触媒は、第３図に示すように、ＮＯｘを浄化することが
できなくなってしまう。また、希薄燃焼方式にて運転し
た内燃機関から排出されるＮＯｘを浄化する方法とし
て、以下のような方法がある。すなわち、（ａ）アンモ
ニアを排気に導入し、Ｖ−Ｔｉ触媒などを用いてＮＯｘ
をＮ2 に還元する方法、および、（ｂ）Ｃｕ−ゼオライ
ト触媒を用いてＮＯｘをＮ2 に還元する方法、などが知
られている。しかしながら、方法（ａ）においては、有
害なアンモニアを貯蔵し、かつ、排出されるＮＯｘに見
合った量のアンモニアを供給しなければならない。した
がって、自動車のように移動する排気発生源から排出さ
れるＮＯｘの浄化には、方法（ａ）は不適当である。ま
た、方法（ａ）によっては、ＮＯｘと同時に排出される
ＣＯ、ＨＣを十分に浄化することもできない。一方、方
法（ｂ）は、排気中に含まれるＨＣによって、ＮＯｘを
選択的に還元し、浄化するものであるが、以下のような
問題がある。すなわち、ＮＯｘの浄化率は、排気中のＨ
Ｃ濃度に依存する。さらに、ＮＯｘの浄化に有効なＨＣ
は、炭素数が２以上のＨＣでなければならない。したが
って、燃焼方法を改善すれば、必然的に排気中のＨＣ濃
度が減少し、ＮＯｘ浄化率が低下してしまう。また、メ
タノール、水素、天然ガスなどのガソリン代替燃料が用
いられた場合、方法（ｂ）は無力となってしまう。
かつ、燃費の低減を図るためには、燃料供給量を少なく
し空気供給量を多くした希薄燃焼方式がある。しかし、
空燃比を１４．６よりも大きくすると、Ｒｈを含む三元
触媒は、第３図に示すように、ＮＯｘを浄化することが
できなくなってしまう。また、希薄燃焼方式にて運転し
た内燃機関から排出されるＮＯｘを浄化する方法とし
て、以下のような方法がある。すなわち、（ａ）アンモ
ニアを排気に導入し、Ｖ−Ｔｉ触媒などを用いてＮＯｘ
をＮ2 に還元する方法、および、（ｂ）Ｃｕ−ゼオライ
ト触媒を用いてＮＯｘをＮ2 に還元する方法、などが知
られている。しかしながら、方法（ａ）においては、有
害なアンモニアを貯蔵し、かつ、排出されるＮＯｘに見
合った量のアンモニアを供給しなければならない。した
がって、自動車のように移動する排気発生源から排出さ
れるＮＯｘの浄化には、方法（ａ）は不適当である。ま
た、方法（ａ）によっては、ＮＯｘと同時に排出される
ＣＯ、ＨＣを十分に浄化することもできない。一方、方
法（ｂ）は、排気中に含まれるＨＣによって、ＮＯｘを
選択的に還元し、浄化するものであるが、以下のような
問題がある。すなわち、ＮＯｘの浄化率は、排気中のＨ
Ｃ濃度に依存する。さらに、ＮＯｘの浄化に有効なＨＣ
は、炭素数が２以上のＨＣでなければならない。したが
って、燃焼方法を改善すれば、必然的に排気中のＨＣ濃
度が減少し、ＮＯｘ浄化率が低下してしまう。また、メ
タノール、水素、天然ガスなどのガソリン代替燃料が用
いられた場合、方法（ｂ）は無力となってしまう。
【０００６】本発明は、前記した従来の技術の問題を解
決することを目的とする。すなわち、本発明は、排気中
のＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣを高浄化率で浄化でき、かつ、多
気筒内燃機関を燃料希薄条件下で運転できる排気浄化方
法を提供することを目的とする。また、本発明は、資源
として稀少かつ高価なＲｈを使用せずに、安価かつ簡便
に排気を浄化できる排気浄化方法を提供することも目的
とする。
決することを目的とする。すなわち、本発明は、排気中
のＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣを高浄化率で浄化でき、かつ、多
気筒内燃機関を燃料希薄条件下で運転できる排気浄化方
法を提供することを目的とする。また、本発明は、資源
として稀少かつ高価なＲｈを使用せずに、安価かつ簡便
に排気を浄化できる排気浄化方法を提供することも目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の排気浄化方法
は、多気筒内燃機関をわずかに燃料過剰条件下で運転す
る状態と、燃料希薄条件下で運転する状態を繰り返す工
程（以下、第１工程ともいう。）と、前記燃料過剰条件
下で運転される状態で排出される排気中の少なくともＮ
Ｏｘを第１触媒でＮＨ3 に転換する工程（以下、第２工
程ともいう。）と、前記ＮＨ 3 を含む排気と前記燃料希
薄条件下で運転される状態で排出される排気とを合流
し、該排気中のＮＯｘとＮＨ3 を第２触媒でＮ2 に転換
する工程（以下、第３工程ともいう。）と、からなるこ
とを特徴とする排気浄化方法である。
は、多気筒内燃機関をわずかに燃料過剰条件下で運転す
る状態と、燃料希薄条件下で運転する状態を繰り返す工
程（以下、第１工程ともいう。）と、前記燃料過剰条件
下で運転される状態で排出される排気中の少なくともＮ
Ｏｘを第１触媒でＮＨ3 に転換する工程（以下、第２工
程ともいう。）と、前記ＮＨ 3 を含む排気と前記燃料希
薄条件下で運転される状態で排出される排気とを合流
し、該排気中のＮＯｘとＮＨ3 を第２触媒でＮ2 に転換
する工程（以下、第３工程ともいう。）と、からなるこ
とを特徴とする排気浄化方法である。
【０００８】本発明の排気浄化方法においては、まず、
多気筒内燃機関をわずかに燃料過剰条件下で運転する状
態と、燃料希薄条件下で運転する状態を繰り返してい
る。この工程は、たとえば、多気筒内燃機関の気筒のう
ちの一部の気筒をわずかに燃料過剰条件下で運転すると
ともに、残りの気筒を燃料希薄条件下で運転することに
よって、実施することができる。なお、多気筒内燃機関
を全体として燃料希薄条件下で運転し燃費の向上を図る
ために、多気筒内燃機関の気筒のうちの半分未満の数の
気筒をわずかに燃料過剰条件下で運転するとともに、残
りの気筒を燃料希薄条件下で運転するのが好ましい。こ
のように多気筒内燃機関を運転するのは、図５に示すよ
うに、燃料過剰条件下（たとえば、Ａ／Ｆ＝１４なる条
件下）で発生するＮＯｘの量は、燃料希薄条件下（たと
えば、Ａ／Ｆ＝１８なる条件下）で発生するＮＯｘのそ
れよりも十分に多いためである。ここで、わずかに燃料
過剰条件とは、Ａ／Ｆの値が１４．０〜１４．６の範囲
にあることいい、下記で説明する第２工程で用いられた
第１触媒によって、燃料過剰条件下で運転される気筒か
ら排出される排気中のＮＯｘをＮＨ3 に高効率で転換す
るに際して実用的である。
多気筒内燃機関をわずかに燃料過剰条件下で運転する状
態と、燃料希薄条件下で運転する状態を繰り返してい
る。この工程は、たとえば、多気筒内燃機関の気筒のう
ちの一部の気筒をわずかに燃料過剰条件下で運転すると
ともに、残りの気筒を燃料希薄条件下で運転することに
よって、実施することができる。なお、多気筒内燃機関
を全体として燃料希薄条件下で運転し燃費の向上を図る
ために、多気筒内燃機関の気筒のうちの半分未満の数の
気筒をわずかに燃料過剰条件下で運転するとともに、残
りの気筒を燃料希薄条件下で運転するのが好ましい。こ
のように多気筒内燃機関を運転するのは、図５に示すよ
うに、燃料過剰条件下（たとえば、Ａ／Ｆ＝１４なる条
件下）で発生するＮＯｘの量は、燃料希薄条件下（たと
えば、Ａ／Ｆ＝１８なる条件下）で発生するＮＯｘのそ
れよりも十分に多いためである。ここで、わずかに燃料
過剰条件とは、Ａ／Ｆの値が１４．０〜１４．６の範囲
にあることいい、下記で説明する第２工程で用いられた
第１触媒によって、燃料過剰条件下で運転される気筒か
ら排出される排気中のＮＯｘをＮＨ3 に高効率で転換す
るに際して実用的である。
【０００９】多気筒内燃機関を全体として燃料希薄条件
下で運転する方法には、酸素センサおよび燃料噴射弁を
次のように電子制御する方法が考えられるが、本発明
は、これに限定されるものではない。すなわち、わずか
に燃料過剰条件下で運転するべき気筒の排出口に連通す
る排気管のうち少なくとも一本に酸素センサを配設し、
その出力（すなわち、起電力）をマイコンからなるエン
ジン制御装置によって監視する。酸素センサの出力が高
い場合、その排気管に連通する気筒は、燃料過剰条件下
（すなわち、還元雰囲気）で運転されていることにな
る。また、酸素センサの出力が低い場合、その排気管に
連通する気筒は、燃料希薄条件下（すなわち、酸化雰囲
気）で運転されていることになる。このようにエンジン
制御装置で酸素センサを監視すれば、わずかに燃料過剰
条件下で運転される気筒の運転条件から、燃料希薄条件
下で運転するべき気筒の運転条件を算出することができ
る。
下で運転する方法には、酸素センサおよび燃料噴射弁を
次のように電子制御する方法が考えられるが、本発明
は、これに限定されるものではない。すなわち、わずか
に燃料過剰条件下で運転するべき気筒の排出口に連通す
る排気管のうち少なくとも一本に酸素センサを配設し、
その出力（すなわち、起電力）をマイコンからなるエン
ジン制御装置によって監視する。酸素センサの出力が高
い場合、その排気管に連通する気筒は、燃料過剰条件下
（すなわち、還元雰囲気）で運転されていることにな
る。また、酸素センサの出力が低い場合、その排気管に
連通する気筒は、燃料希薄条件下（すなわち、酸化雰囲
気）で運転されていることになる。このようにエンジン
制御装置で酸素センサを監視すれば、わずかに燃料過剰
条件下で運転される気筒の運転条件から、燃料希薄条件
下で運転するべき気筒の運転条件を算出することができ
る。
【００１０】まず、前記わずかに燃料過剰条件下で運転
される気筒における燃料噴射制御を次のように行う。す
なわち、燃料過剰条件下で運転される気筒の燃料噴射弁
からの燃料噴射量を一旦所定量だけ増量した噴射量と
し、その増量された噴射量から所定の割合かつ所定の速
度で噴射量が減量されていくよう前記燃料噴射弁を制御
する。そして、酸素センサの出力信号によりＡ／Ｆがリ
ーンになったと判断されると直ちに再び前記所定量だけ
増量された噴射量に戻す。このような工程を繰り返し行
うよう制御することにより、平均としてこの気筒はわず
かに燃料過剰条件下で運転されることになる。この際、
このような制御工程中、極短時間だけ燃料希薄条件とな
る恐れがあるが、下記で説明する第１触媒に、Ｃｅ
Ｏ2 、ＺｒＯ2 などの過剰の酸素を貯蔵する能力を有す
る助触媒を添加することによって、このような恐れは事
実上解消できるものである。
される気筒における燃料噴射制御を次のように行う。す
なわち、燃料過剰条件下で運転される気筒の燃料噴射弁
からの燃料噴射量を一旦所定量だけ増量した噴射量と
し、その増量された噴射量から所定の割合かつ所定の速
度で噴射量が減量されていくよう前記燃料噴射弁を制御
する。そして、酸素センサの出力信号によりＡ／Ｆがリ
ーンになったと判断されると直ちに再び前記所定量だけ
増量された噴射量に戻す。このような工程を繰り返し行
うよう制御することにより、平均としてこの気筒はわず
かに燃料過剰条件下で運転されることになる。この際、
このような制御工程中、極短時間だけ燃料希薄条件とな
る恐れがあるが、下記で説明する第１触媒に、Ｃｅ
Ｏ2 、ＺｒＯ2 などの過剰の酸素を貯蔵する能力を有す
る助触媒を添加することによって、このような恐れは事
実上解消できるものである。
【００１１】次に、燃料希薄条件下で運転される気筒に
おける燃料噴射制御を次のように行う。すなわち、前記
酸素センサの出力信号に基づき化学当量点となる燃料噴
射量を前記エンジン制御装置により演算し、この演算さ
れた噴射量から所定の割合だけ減量された噴射量を、燃
料希薄条件下で運転される気筒の噴射量とする。こうし
て減量演算された噴射量によって運転されることによ
り、これらの気筒は燃料希薄条件下で運転されることに
なる。この際、この所定の割合の減量は、化学当量点と
するのに必要な燃料噴射量に対して１５〜５０％とする
のが好ましい。
おける燃料噴射制御を次のように行う。すなわち、前記
酸素センサの出力信号に基づき化学当量点となる燃料噴
射量を前記エンジン制御装置により演算し、この演算さ
れた噴射量から所定の割合だけ減量された噴射量を、燃
料希薄条件下で運転される気筒の噴射量とする。こうし
て減量演算された噴射量によって運転されることによ
り、これらの気筒は燃料希薄条件下で運転されることに
なる。この際、この所定の割合の減量は、化学当量点と
するのに必要な燃料噴射量に対して１５〜５０％とする
のが好ましい。
【００１２】次いで、本発明の排気浄化方法において
は、燃料過剰条件下で運転される状態で排出される排気
中の少なくともＮＯｘを第１触媒でＮＨ 3 に転換してい
る。この工程は、たとえば、燃料過剰条件下で運転され
る気筒から排出される排気中の少なくともＮＯｘを第１
触媒でＮＨ3 に転換することによって、実施することが
できる。したがって、第１触媒は、排気中の大部分のＮ
Ｏｘを高効率でＮＨ3 に転換する能力を有している。通
常、自動車などの多気筒内燃機関の気筒から排出される
排気にはＣＯ、ＨＣなども含まれているので、第１触媒
は、排気中のＣＯ、ＨＣなどを高効率で酸化し浄化する
能力も有するものでもよい。このような作用をする第１
触媒は、通常の担体と、この担体に担持した貴金属系の
触媒と、からなる構成とすることができる。たとえば、
第１触媒は、活性アルミナと、この活性アルミナに担持
したＰｔとＰｄのうちの少なくとも一つと、からなる構
成とすることができる。
は、燃料過剰条件下で運転される状態で排出される排気
中の少なくともＮＯｘを第１触媒でＮＨ 3 に転換してい
る。この工程は、たとえば、燃料過剰条件下で運転され
る気筒から排出される排気中の少なくともＮＯｘを第１
触媒でＮＨ3 に転換することによって、実施することが
できる。したがって、第１触媒は、排気中の大部分のＮ
Ｏｘを高効率でＮＨ3 に転換する能力を有している。通
常、自動車などの多気筒内燃機関の気筒から排出される
排気にはＣＯ、ＨＣなども含まれているので、第１触媒
は、排気中のＣＯ、ＨＣなどを高効率で酸化し浄化する
能力も有するものでもよい。このような作用をする第１
触媒は、通常の担体と、この担体に担持した貴金属系の
触媒と、からなる構成とすることができる。たとえば、
第１触媒は、活性アルミナと、この活性アルミナに担持
したＰｔとＰｄのうちの少なくとも一つと、からなる構
成とすることができる。
【００１３】なお、図３の斜線部が示すように、Ｒｈを
含む従来の三元触媒は、わずかに燃料過剰条件下、すな
わち、前記したようにＡ／Ｆが１４．０〜１４．６の範
囲内で運転される気筒から排出される排気の浄化におい
ては、ＮＯｘをＮ2 へ転換する割合が高く、ＮＨ3 へは
高効率で転換できない。したがって、第１触媒にＲｈを
含めることは好ましくない。また、図４に示すように、
Ｐｔなどからなる貴金属系の触媒（すなわち、第１触
媒）は、Ａ／Ｆが１４．０〜１４．６の範囲内で運転さ
れる気筒から排出される排気の浄化において、最も効率
よくＮＯｘをＮＨ 3 に転換する。Ａ／Ｆが１４．０未満
の場合、図５に示すように、エンジンから排出されるＮ
Ｏｘ濃度が低下し、また、図４に示すように、第１触媒
は、ＮＯｘをＮＨ3 に効率よく転換できなくなるため、
十分なＮＨ3 を発生できない。また、Ａ／Ｆが１４．６
を越える場合、図４からわかるように、第１触媒は、ほ
とんどＮＨ3 を生成しないので、下記で説明する第３工
程において、ＮＯｘを浄化することができない。このよ
うな第１触媒の特性からも、前記したように第１工程に
おいて、多気筒内燃機関の気筒のうちの一部の気筒をわ
ずかに燃料過剰条件下（１４．０≦Ａ／Ｆ≦１４．６）
で運転するものである。さらに、わずかに燃料過剰条件
下で運転される気筒の制御方法によっては、前記したよ
うに極短時間だけ燃料希薄条件となる恐れがある。この
ような制御方法を採用する場合、第１触媒に、Ｃｅ
Ｏ2 、ＺｒＯ2 などの過剰の酸素を貯蔵する能力を有す
る助触媒を添加すればよい。
含む従来の三元触媒は、わずかに燃料過剰条件下、すな
わち、前記したようにＡ／Ｆが１４．０〜１４．６の範
囲内で運転される気筒から排出される排気の浄化におい
ては、ＮＯｘをＮ2 へ転換する割合が高く、ＮＨ3 へは
高効率で転換できない。したがって、第１触媒にＲｈを
含めることは好ましくない。また、図４に示すように、
Ｐｔなどからなる貴金属系の触媒（すなわち、第１触
媒）は、Ａ／Ｆが１４．０〜１４．６の範囲内で運転さ
れる気筒から排出される排気の浄化において、最も効率
よくＮＯｘをＮＨ 3 に転換する。Ａ／Ｆが１４．０未満
の場合、図５に示すように、エンジンから排出されるＮ
Ｏｘ濃度が低下し、また、図４に示すように、第１触媒
は、ＮＯｘをＮＨ3 に効率よく転換できなくなるため、
十分なＮＨ3 を発生できない。また、Ａ／Ｆが１４．６
を越える場合、図４からわかるように、第１触媒は、ほ
とんどＮＨ3 を生成しないので、下記で説明する第３工
程において、ＮＯｘを浄化することができない。このよ
うな第１触媒の特性からも、前記したように第１工程に
おいて、多気筒内燃機関の気筒のうちの一部の気筒をわ
ずかに燃料過剰条件下（１４．０≦Ａ／Ｆ≦１４．６）
で運転するものである。さらに、わずかに燃料過剰条件
下で運転される気筒の制御方法によっては、前記したよ
うに極短時間だけ燃料希薄条件となる恐れがある。この
ような制御方法を採用する場合、第１触媒に、Ｃｅ
Ｏ2 、ＺｒＯ2 などの過剰の酸素を貯蔵する能力を有す
る助触媒を添加すればよい。
【００１４】さらに、本発明の排気浄化方法において
は、ＮＨ 3 を含む排気と燃料希薄条件下で運転される状
態で排出される排気とを合流し、排気中のＮＯｘとＮＨ
3 を第２触媒でＮ 2 に転換している。この工程は、たと
えば、第２工程を経た排気と燃料希薄条件下で運転され
る気筒から排出される排気とを合流し合流排気とした
後、合流排気中のＮＯｘとＮＨ3 を第２触媒でＮ2 に転
換することによって、実施することができる。したがっ
て、第２触媒は、合流排気中のＮＯｘをＮＨ3 によって
Ｎ2 に還元し浄化する能力を有している。このような作
用をする第２触媒は、ＮＯｘを浄化することだけを考慮
すれば、通常の脱硝用触媒を使用することができる。し
かし、多気筒内燃機関においては、排気は各気筒から同
時に排出されるものではなく、各気筒毎に所定の順序で
排出されるものである。換言すれば、ＮＯｘとＮＨ3 と
が同時に排出される条件はほとんどない。したがって、
第２触媒は、ＮＨ3 を一時的に貯蔵する能力を有するも
のが好ましい。また、合流排気中には、第１触媒によっ
て酸化、浄化され得なかったＣＯ、ＨＣなど、および、
燃料希薄条件下で運転される気筒から排出される排気中
のＣＯ、ＨＣなどが混在している。このため、第２触媒
は、燃料希薄条件下で合流排気中のＣＯ、ＨＣなどを高
効率で酸化し浄化する能力も有するものが好ましい。ま
た、第２触媒は、様々な多気筒内燃機関の運転条件に適
応できる能力、すなわち、高温安定性を有するものが好
ましい。したがって、本発明の排気浄化方法は、以下の
ように構成するのがより好ましい。たとえば、本発明の
排気浄化方法は、多気筒内燃機関をわずかに燃料過剰条
件下で運転する状態と、燃料希薄条件下で運転する状態
を繰り返す工程と、燃料過剰条件下で運転される状態で
排出される排気中の少なくともＮＯｘを第１触媒でＮＨ
3 に転換する工程と、ＮＨ 3 を含む排気と燃料希薄条件
下で運転される状態で排出される排気とを合流し、排気
中のＮＨ 3 を一時的に第２触媒に貯蔵するとともに、Ｎ
ＯｘとＮＨ 3 を第２触媒でＮ 2 に転換する工程と、から
構成するのがより好ましい。すなわち、より好ましい態
様に構成した本発明の排気浄化方法においては、合流さ
れた排気中のＮＨ 3 を一時的に第２触媒に貯蔵している
ので、燃料過剰の混 合気から生じた排気と燃料希薄の混
合気から生じた排気とが交互に導入された場合であって
も、ＮＯｘとＮＨ 3 とを第２触媒上で同時に反応させる
ことができる。この結果、より好ましい態様に構成した
本発明の排気浄化方法によれば、第２触媒から放出され
るＮＯｘまたはＮＨ 3 の量をより効果的に抑制すること
ができる。
は、ＮＨ 3 を含む排気と燃料希薄条件下で運転される状
態で排出される排気とを合流し、排気中のＮＯｘとＮＨ
3 を第２触媒でＮ 2 に転換している。この工程は、たと
えば、第２工程を経た排気と燃料希薄条件下で運転され
る気筒から排出される排気とを合流し合流排気とした
後、合流排気中のＮＯｘとＮＨ3 を第２触媒でＮ2 に転
換することによって、実施することができる。したがっ
て、第２触媒は、合流排気中のＮＯｘをＮＨ3 によって
Ｎ2 に還元し浄化する能力を有している。このような作
用をする第２触媒は、ＮＯｘを浄化することだけを考慮
すれば、通常の脱硝用触媒を使用することができる。し
かし、多気筒内燃機関においては、排気は各気筒から同
時に排出されるものではなく、各気筒毎に所定の順序で
排出されるものである。換言すれば、ＮＯｘとＮＨ3 と
が同時に排出される条件はほとんどない。したがって、
第２触媒は、ＮＨ3 を一時的に貯蔵する能力を有するも
のが好ましい。また、合流排気中には、第１触媒によっ
て酸化、浄化され得なかったＣＯ、ＨＣなど、および、
燃料希薄条件下で運転される気筒から排出される排気中
のＣＯ、ＨＣなどが混在している。このため、第２触媒
は、燃料希薄条件下で合流排気中のＣＯ、ＨＣなどを高
効率で酸化し浄化する能力も有するものが好ましい。ま
た、第２触媒は、様々な多気筒内燃機関の運転条件に適
応できる能力、すなわち、高温安定性を有するものが好
ましい。したがって、本発明の排気浄化方法は、以下の
ように構成するのがより好ましい。たとえば、本発明の
排気浄化方法は、多気筒内燃機関をわずかに燃料過剰条
件下で運転する状態と、燃料希薄条件下で運転する状態
を繰り返す工程と、燃料過剰条件下で運転される状態で
排出される排気中の少なくともＮＯｘを第１触媒でＮＨ
3 に転換する工程と、ＮＨ 3 を含む排気と燃料希薄条件
下で運転される状態で排出される排気とを合流し、排気
中のＮＨ 3 を一時的に第２触媒に貯蔵するとともに、Ｎ
ＯｘとＮＨ 3 を第２触媒でＮ 2 に転換する工程と、から
構成するのがより好ましい。すなわち、より好ましい態
様に構成した本発明の排気浄化方法においては、合流さ
れた排気中のＮＨ 3 を一時的に第２触媒に貯蔵している
ので、燃料過剰の混 合気から生じた排気と燃料希薄の混
合気から生じた排気とが交互に導入された場合であって
も、ＮＯｘとＮＨ 3 とを第２触媒上で同時に反応させる
ことができる。この結果、より好ましい態様に構成した
本発明の排気浄化方法によれば、第２触媒から放出され
るＮＯｘまたはＮＨ 3 の量をより効果的に抑制すること
ができる。
【００１５】前記したような第２触媒として、高シリカ
含有ゼオライト（たとえば、ＳｉＯ 2 とＡｌ2 Ｏ3 の含
有比率（ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 ）が、モル比で２０以上
のもの）を使用することが好ましい。このような高シリ
カ含有ゼオライトは、その構造中にＮＨ3 を吸着可能な
多数の強酸点を多数有している。特に、ＺＳＭ−５型、
フェリエライト、モルデナイトなどの高シリカ含有ゼオ
ライトが好ましい。また、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅなど
を前記ゼオライトに担持してもよい。これらの金属を高
シリカ含有ゼオライトに担持することによって、合流排
気中のＨＣとＮＯｘを反応させることができるので、ガ
ソリンを燃料に使用した場合、より高浄化率でＨＣとＮ
Ｏｘを浄化することができる。なお、この第２触媒は、
前記したような燃料希薄条件下（すなわち、化学当量点
とするのに必要な燃料噴射量に対して１５〜５０％だけ
減量した燃料希薄条件下、または、Ａ／Ｆが１７以上）
で運転される気筒から排出される排気に対して、効率よ
く作用するものが好ましい。
含有ゼオライト（たとえば、ＳｉＯ 2 とＡｌ2 Ｏ3 の含
有比率（ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 ）が、モル比で２０以上
のもの）を使用することが好ましい。このような高シリ
カ含有ゼオライトは、その構造中にＮＨ3 を吸着可能な
多数の強酸点を多数有している。特に、ＺＳＭ−５型、
フェリエライト、モルデナイトなどの高シリカ含有ゼオ
ライトが好ましい。また、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅなど
を前記ゼオライトに担持してもよい。これらの金属を高
シリカ含有ゼオライトに担持することによって、合流排
気中のＨＣとＮＯｘを反応させることができるので、ガ
ソリンを燃料に使用した場合、より高浄化率でＨＣとＮ
Ｏｘを浄化することができる。なお、この第２触媒は、
前記したような燃料希薄条件下（すなわち、化学当量点
とするのに必要な燃料噴射量に対して１５〜５０％だけ
減量した燃料希薄条件下、または、Ａ／Ｆが１７以上）
で運転される気筒から排出される排気に対して、効率よ
く作用するものが好ましい。
【００１６】さらに、使用する燃料によっては、すなわ
ち、有害なホルムアルデヒドを発生しやすいメタノー
ル、酸化され難いメタンからなる天然ガスなどの、より
酸化反応を必要とする成分を含むガソリン代替燃料を使
用する場合、本発明の排気浄化方法において、燃料希薄
条件下で運転される気筒に連通する排気管の排出口に、
アルデヒド、メタンなどを高浄化率で酸化し浄化する能
力を有する第３触媒をさらに配設してもよい。このよう
な第３触媒は、通常の担体と、この担体に担持した貴金
属系の触媒または金属酸化物系の触媒と、からなる構成
とすることができる。たとえば、第３触媒は、活性アル
ミナと、この活性アルミナに担持したＰｔとＰｄのうち
の少なくとも一つと、からなる構成、または、活性アル
ミナと、この活性アルミナに担持したＬａ−Ｓｒ−Ｃｏ
−Ｏ系またはＣｕ−Ｓｒ−Ｃｏ−Ｏ系の金属酸化物系の
触媒と、からなる構成とすることができる。また、前記
したようなガソリン代替燃料を使用した場合、ＣＯ、Ｈ
Ｃを高浄化率で酸化し浄化するため、第３触媒は、でき
るだけ高温条件下、具体的には、排気流の上流側（すな
わち、できるだけ多気筒内燃機関の近傍）に配設するこ
とが好ましい。
ち、有害なホルムアルデヒドを発生しやすいメタノー
ル、酸化され難いメタンからなる天然ガスなどの、より
酸化反応を必要とする成分を含むガソリン代替燃料を使
用する場合、本発明の排気浄化方法において、燃料希薄
条件下で運転される気筒に連通する排気管の排出口に、
アルデヒド、メタンなどを高浄化率で酸化し浄化する能
力を有する第３触媒をさらに配設してもよい。このよう
な第３触媒は、通常の担体と、この担体に担持した貴金
属系の触媒または金属酸化物系の触媒と、からなる構成
とすることができる。たとえば、第３触媒は、活性アル
ミナと、この活性アルミナに担持したＰｔとＰｄのうち
の少なくとも一つと、からなる構成、または、活性アル
ミナと、この活性アルミナに担持したＬａ−Ｓｒ−Ｃｏ
−Ｏ系またはＣｕ−Ｓｒ−Ｃｏ−Ｏ系の金属酸化物系の
触媒と、からなる構成とすることができる。また、前記
したようなガソリン代替燃料を使用した場合、ＣＯ、Ｈ
Ｃを高浄化率で酸化し浄化するため、第３触媒は、でき
るだけ高温条件下、具体的には、排気流の上流側（すな
わち、できるだけ多気筒内燃機関の近傍）に配設するこ
とが好ましい。
【００１７】なお、水素を燃料として使用した場合、排
気中には第３触媒で浄化するべき有害成分が存在しない
ため、第３触媒は不要である。また、ガソリンを燃料と
して使用した場合、多気筒内燃機関の運転条件によって
は、第３触媒は不要である。つまり、ガソリンを燃料と
して使用した場合、第３工程において、第２触媒はＮＨ
3 とＮＯｘを反応させてＮ2 に浄化しており、また、第
２触媒は、このＮＨ3 とＮＯｘの反応と平行して、ＮＯ
ｘとＨＣを反応させて、ＮＯｘとＨＣを同時に浄化して
いるので、ＮＯｘを高効率で浄化することが可能であ
る。しかし、この場合、ＨＣの一部がＣＯに転換する条
件が存在するため、ＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣのうちいずれを
最も浄化しなければならないかを考慮して、第３触媒を
配設する必要があるか否かを決定するのがよい。
気中には第３触媒で浄化するべき有害成分が存在しない
ため、第３触媒は不要である。また、ガソリンを燃料と
して使用した場合、多気筒内燃機関の運転条件によって
は、第３触媒は不要である。つまり、ガソリンを燃料と
して使用した場合、第３工程において、第２触媒はＮＨ
3 とＮＯｘを反応させてＮ2 に浄化しており、また、第
２触媒は、このＮＨ3 とＮＯｘの反応と平行して、ＮＯ
ｘとＨＣを反応させて、ＮＯｘとＨＣを同時に浄化して
いるので、ＮＯｘを高効率で浄化することが可能であ
る。しかし、この場合、ＨＣの一部がＣＯに転換する条
件が存在するため、ＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣのうちいずれを
最も浄化しなければならないかを考慮して、第３触媒を
配設する必要があるか否かを決定するのがよい。
【００１８】
【発明の作用および効果】本発明の排気浄化方法におい
ては、まず、多気筒内燃機関をわずかに燃料過剰条件下
で運転する状態と、燃料希薄条件下で運転する状態を繰
り返している。たとえば、多気筒内燃機関の気筒のうち
の半分未満の数の気筒をわずかに燃料過剰条件下で運転
するとともに、残りの気筒を燃料希薄条件下で運転すれ
ば、多気筒内燃機関を全体として燃料希薄条件下で運転
でき、燃費の低減を図れるので、より好ましい。
ては、まず、多気筒内燃機関をわずかに燃料過剰条件下
で運転する状態と、燃料希薄条件下で運転する状態を繰
り返している。たとえば、多気筒内燃機関の気筒のうち
の半分未満の数の気筒をわずかに燃料過剰条件下で運転
するとともに、残りの気筒を燃料希薄条件下で運転すれ
ば、多気筒内燃機関を全体として燃料希薄条件下で運転
でき、燃費の低減を図れるので、より好ましい。
【００１９】次いで、本発明の排気浄化方法において
は、わずかに燃料過剰条件下で運転される状態で排出さ
れる排気中の大部分のＮＯｘを第１触媒でＮＨ3 に高効
率で転換している。したがって、この第２工程を経た排
気、すなわち、第１触媒の作用を受けた排気は、ＮＨ3
と、微量のＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣと、からなる排気に転換
されている。また、使用する第１触媒によっては、排気
中のＣＯ、ＨＣなどをさらに高効率で酸化し浄化するこ
ともできる。
は、わずかに燃料過剰条件下で運転される状態で排出さ
れる排気中の大部分のＮＯｘを第１触媒でＮＨ3 に高効
率で転換している。したがって、この第２工程を経た排
気、すなわち、第１触媒の作用を受けた排気は、ＮＨ3
と、微量のＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣと、からなる排気に転換
されている。また、使用する第１触媒によっては、排気
中のＣＯ、ＨＣなどをさらに高効率で酸化し浄化するこ
ともできる。
【００２０】さらに、本発明の排気浄化方法において
は、ＮＨ 3 を含む排気と燃料希薄条件下で運転される状
態で排出される排気とを合流し、排気中のＮＯｘとＮＨ
3 を第２触媒でＮ2 に転換している。なお、前記したよ
うに多気筒内燃機関の気筒のうちの半分未満の数の気筒
をわずかに燃料過剰条件下で運転するとともに、残りの
気筒を燃料希薄条件下で運転すれば、合流された排気
は、燃料希薄条件（すなわち、酸化雰囲気）となる。
は、ＮＨ 3 を含む排気と燃料希薄条件下で運転される状
態で排出される排気とを合流し、排気中のＮＯｘとＮＨ
3 を第２触媒でＮ2 に転換している。なお、前記したよ
うに多気筒内燃機関の気筒のうちの半分未満の数の気筒
をわずかに燃料過剰条件下で運転するとともに、残りの
気筒を燃料希薄条件下で運転すれば、合流された排気
は、燃料希薄条件（すなわち、酸化雰囲気）となる。
【００２１】ここで、燃料希薄条件下においては、ＮＯ
ｘ（たとえば、ＮＯ）のＮＨ3 による還元反応は、つぎ
のような化学反応式で表すことができる。 ＮＯ＋ＮＨ3 ＋（１／４）Ｏ2 →Ｎ2 ＋（３／２）Ｈ2 Ｏ・・・（１） つまり、本発明の排気浄化方法の第３工程においては、
合流排気中には（１）式の還元反応に十分な量のＮＨ3
が含まれている。したがって、合流排気中のＮＯとＮＨ
3 はモル比１：１で反応し、第２触媒によって高効率で
無害のＮ2 に浄化される。なお、合流排気中に炭素数が
２以上のＨＣが存在した場合、ＮＯの一部は、ＨＣによ
ってＮ2 に還元される。この還元反応は、つぎのような
化学反応式で表すことができる。
ｘ（たとえば、ＮＯ）のＮＨ3 による還元反応は、つぎ
のような化学反応式で表すことができる。 ＮＯ＋ＮＨ3 ＋（１／４）Ｏ2 →Ｎ2 ＋（３／２）Ｈ2 Ｏ・・・（１） つまり、本発明の排気浄化方法の第３工程においては、
合流排気中には（１）式の還元反応に十分な量のＮＨ3
が含まれている。したがって、合流排気中のＮＯとＮＨ
3 はモル比１：１で反応し、第２触媒によって高効率で
無害のＮ2 に浄化される。なお、合流排気中に炭素数が
２以上のＨＣが存在した場合、ＮＯの一部は、ＨＣによ
ってＮ2 に還元される。この還元反応は、つぎのような
化学反応式で表すことができる。
【００２２】 ＮＯ＋ＨＣ→Ｎ2 ＋Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ2 ・・・（２） 以上の説明から明らかなように、本発明の排気浄化方法
においては、第２工程で用いた第１触媒は、わずかに燃
料過剰条件下で運転される気筒から排出される排気中の
ＮＯｘの大部分をＮＨ3 に高効率で転換し、（１）式の
反応に十分な量のＮＨ3 源としている。さらに、第３工
程で用いた第２触媒は、第２工程で得られたＮＨ3 と燃
料希薄条件下で運転される気筒から排出されるＮＯｘお
よび第２工程でＮＨ3 に転換されなかったＮＯｘを
（１）式に基づいて反応させ、高効率で無害のＮ2 に浄
化している。また、合流排気中に炭素数が２以上のＨＣ
が存在すれば、第２触媒は、合流排気中のＮＯｘの一部
を（２）式に基づいてＮ2 に浄化する。したがって、本
発明の排気浄化方法は、多気筒内燃機関から排出される
ＮＯｘを極めて高効率で浄化できるものである。一方、
従来の排気浄化方法においては、主として（２）式に基
づき、ＮＯｘを浄化していたため、そのＮＯｘ浄化率は
高々５０％程度であった。
においては、第２工程で用いた第１触媒は、わずかに燃
料過剰条件下で運転される気筒から排出される排気中の
ＮＯｘの大部分をＮＨ3 に高効率で転換し、（１）式の
反応に十分な量のＮＨ3 源としている。さらに、第３工
程で用いた第２触媒は、第２工程で得られたＮＨ3 と燃
料希薄条件下で運転される気筒から排出されるＮＯｘお
よび第２工程でＮＨ3 に転換されなかったＮＯｘを
（１）式に基づいて反応させ、高効率で無害のＮ2 に浄
化している。また、合流排気中に炭素数が２以上のＨＣ
が存在すれば、第２触媒は、合流排気中のＮＯｘの一部
を（２）式に基づいてＮ2 に浄化する。したがって、本
発明の排気浄化方法は、多気筒内燃機関から排出される
ＮＯｘを極めて高効率で浄化できるものである。一方、
従来の排気浄化方法においては、主として（２）式に基
づき、ＮＯｘを浄化していたため、そのＮＯｘ浄化率は
高々５０％程度であった。
【００２３】また、第３工程で用いた第２触媒は、合流
排気中の第２工程を経た排気中に残存しているＣＯ、Ｈ
Ｃ、および、燃料希薄条件下で運転される気筒から排出
されるＣＯ、ＨＣを高効率で酸化し浄化もするので、多
気筒内燃機関から排出される排気中の全ＣＯ、ＨＣを低
減することができる。また、第３工程で用いる第２触媒
に、その構造中にＮＨ3 を吸着可能な多数の強酸点を多
数有するものを使用すれば、ＮＯｘとＮＨ3 とが同時に
排出される条件がほとんどない自動車のような移動する
排気発生源であっても、別途、ＮＯｘの浄化のためにＮ
Ｈ3 源を準備する必要もない。
排気中の第２工程を経た排気中に残存しているＣＯ、Ｈ
Ｃ、および、燃料希薄条件下で運転される気筒から排出
されるＣＯ、ＨＣを高効率で酸化し浄化もするので、多
気筒内燃機関から排出される排気中の全ＣＯ、ＨＣを低
減することができる。また、第３工程で用いる第２触媒
に、その構造中にＮＨ3 を吸着可能な多数の強酸点を多
数有するものを使用すれば、ＮＯｘとＮＨ3 とが同時に
排出される条件がほとんどない自動車のような移動する
排気発生源であっても、別途、ＮＯｘの浄化のためにＮ
Ｈ3 源を準備する必要もない。
【００２４】なお、燃料希薄条件下で運転される気筒に
連通する排気管の排出口に、ＣＯ、ＨＣを高浄化率で酸
化し浄化する能力を有する第３触媒を配設すれば、本発
明の排気浄化方法は、メタノ−ル、天然ガスなどのガソ
リン代替燃料を使用する多気筒内燃機関から排出される
排気をも、高浄化率で浄化することができるようにな
る。
連通する排気管の排出口に、ＣＯ、ＨＣを高浄化率で酸
化し浄化する能力を有する第３触媒を配設すれば、本発
明の排気浄化方法は、メタノ−ル、天然ガスなどのガソ
リン代替燃料を使用する多気筒内燃機関から排出される
排気をも、高浄化率で浄化することができるようにな
る。
【００２５】本発明の排気浄化方法は、以上詳述したよ
うな作用をするので、つぎのような効果を奏することが
できる。第１に、ＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣなどからなる排気
を高浄化率で浄化できるとともに、多気筒内燃機関を全
体として燃料希薄条件下で運転できる。すなわち、環境
に悪影響を与えずに自動車などの燃費を低減することが
できる。第２に、資源として稀少かつ高価なＲｈを使用
する必要がないので、安価に排気を浄化できる。第３
に、従来のフィードバック制御と較べて、必要な酸素セ
ンサの数は少数となる。そして、エンジン制御装置が、
その少数の酸素センサを監視し、その監視結果に基づい
て燃料噴射弁を制御するだけで、多気筒内燃機関を全体
として燃料希薄条件下で運転することが可能となる。し
たがって、エンジン制御装置およびその関連機構を簡便
かつ安価なものとすることができる。
うな作用をするので、つぎのような効果を奏することが
できる。第１に、ＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣなどからなる排気
を高浄化率で浄化できるとともに、多気筒内燃機関を全
体として燃料希薄条件下で運転できる。すなわち、環境
に悪影響を与えずに自動車などの燃費を低減することが
できる。第２に、資源として稀少かつ高価なＲｈを使用
する必要がないので、安価に排気を浄化できる。第３
に、従来のフィードバック制御と較べて、必要な酸素セ
ンサの数は少数となる。そして、エンジン制御装置が、
その少数の酸素センサを監視し、その監視結果に基づい
て燃料噴射弁を制御するだけで、多気筒内燃機関を全体
として燃料希薄条件下で運転することが可能となる。し
たがって、エンジン制御装置およびその関連機構を簡便
かつ安価なものとすることができる。
【００２６】
（第１実施例）以下、本発明の実施例を図１および図２
を参照しながら説明する。まず、電子燃料噴射弁を装備
した、総排気量２０００ｃｃ、４気筒の自動車用エンジ
ンを準備した。このエンジンを図１に示すように改造し
た。まず、エンジン１の４つの気筒を第１気筒、第２気
筒、第３気筒および第４気筒に分類し、それらの排気口
に連通する排気管を第１排気管１１、第２排気管１２、
第３排気管１３および第４排気管１４に分割した。な
お、吸気多岐管１５の分岐管が、第１〜第４気筒の吸気
口にそれぞれ連通している。
を参照しながら説明する。まず、電子燃料噴射弁を装備
した、総排気量２０００ｃｃ、４気筒の自動車用エンジ
ンを準備した。このエンジンを図１に示すように改造し
た。まず、エンジン１の４つの気筒を第１気筒、第２気
筒、第３気筒および第４気筒に分類し、それらの排気口
に連通する排気管を第１排気管１１、第２排気管１２、
第３排気管１３および第４排気管１４に分割した。な
お、吸気多岐管１５の分岐管が、第１〜第４気筒の吸気
口にそれぞれ連通している。
【００２７】そして、第１排気管１１のみに酸素センサ
１６を配設した。この酸素センサ１６は、エンジン制御
装置（以下、ＥＣＵという）２に接続され、第１排気管
１１内の排気中の酸素濃度をＥＣＵ２に出力する。ＥＣ
Ｕ２は、酸素センサ１６の出力に応じて吸気多岐管１５
の各分岐に配設された電子燃料噴射弁１７の燃料噴射量
を制御する。したがって、第１気筒の運転条件から、第
２〜第４気筒の運転条件が算出されている。
１６を配設した。この酸素センサ１６は、エンジン制御
装置（以下、ＥＣＵという）２に接続され、第１排気管
１１内の排気中の酸素濃度をＥＣＵ２に出力する。ＥＣ
Ｕ２は、酸素センサ１６の出力に応じて吸気多岐管１５
の各分岐に配設された電子燃料噴射弁１７の燃料噴射量
を制御する。したがって、第１気筒の運転条件から、第
２〜第４気筒の運転条件が算出されている。
【００２８】第１気筒は、以下のような制御によって、
わずかに燃料過剰条件下で運転されている。すなわち、
図２に示すように、酸素センサ１６の出力に基づき、Ｅ
ＣＵ２が第１気筒が燃料希薄条件下で運転されていると
判断した場合、ＥＣＵ２は、第１気筒の吸気口に連通す
る吸気多岐管１５の分岐管に配設された電子燃料噴射弁
１７が直ちに５％増量された量の燃料を噴射するように
制御する。そして、ＥＣＵ２が再び第１気筒が燃料希薄
条件下で運転されていると判断するまで、ＥＣＵ２は、
その電子燃料噴射弁１７が３％／秒の速度で減量された
量の燃料を噴射するように制御する。また、第２〜第４
気筒は、酸素センサ１６の出力に基づき、燃料希薄条件
下で運転されている。すなわち、ＥＣＵ２は、酸素セン
サ１６の出力から化学当量点となるような燃料噴射量を
演算し、これが各気筒に対して３５％だけ減量された量
の燃料（すなわち、第１気筒への燃料噴射量のほぼ６５
％）を、第２〜第４気筒の吸気口に連通する吸気多岐管
１５の分岐管に配設された電子燃料噴射弁１７がこのよ
うに減量された量の燃料を噴射するように制御する。
わずかに燃料過剰条件下で運転されている。すなわち、
図２に示すように、酸素センサ１６の出力に基づき、Ｅ
ＣＵ２が第１気筒が燃料希薄条件下で運転されていると
判断した場合、ＥＣＵ２は、第１気筒の吸気口に連通す
る吸気多岐管１５の分岐管に配設された電子燃料噴射弁
１７が直ちに５％増量された量の燃料を噴射するように
制御する。そして、ＥＣＵ２が再び第１気筒が燃料希薄
条件下で運転されていると判断するまで、ＥＣＵ２は、
その電子燃料噴射弁１７が３％／秒の速度で減量された
量の燃料を噴射するように制御する。また、第２〜第４
気筒は、酸素センサ１６の出力に基づき、燃料希薄条件
下で運転されている。すなわち、ＥＣＵ２は、酸素セン
サ１６の出力から化学当量点となるような燃料噴射量を
演算し、これが各気筒に対して３５％だけ減量された量
の燃料（すなわち、第１気筒への燃料噴射量のほぼ６５
％）を、第２〜第４気筒の吸気口に連通する吸気多岐管
１５の分岐管に配設された電子燃料噴射弁１７がこのよ
うに減量された量の燃料を噴射するように制御する。
【００２９】このように制御された第１気筒から排出さ
れた排気から算出した平均Ａ／Ｆ値は１４．３、酸素セ
ンサ１６の出力波形から、第１気筒は９２％が燃料過剰
条件下にあった。なお、この時のエンジン１の運転条件
は、回転数２０００ｒｐｍ、トルク３０Ｎｍであった。
そして、第１気筒から排出される排気中のＮＯｘ、ＴＨ
ＣおよびＣＯの平均濃度は、それぞれ、２１００ｐｐ
ｍ、２７００ｐｐｍ、３．４％、第２〜第４気筒から排
出される排気中のＮＯｘ、ＴＨＣおよびＣＯの平均濃度
は、それぞれ、５４０ｐｐｍ、３２００ｐｐｍ、０．１
１％であった。また、以下に述べる第１触媒３および第
２触媒４を装備しなかった場合の全排気中のＮＯｘ、Ｔ
ＨＣおよびＣＯの平均濃度は、それぞれ、９３０ｐｐ
ｍ、３０８０ｐｐｍ、０．９３％であった。
れた排気から算出した平均Ａ／Ｆ値は１４．３、酸素セ
ンサ１６の出力波形から、第１気筒は９２％が燃料過剰
条件下にあった。なお、この時のエンジン１の運転条件
は、回転数２０００ｒｐｍ、トルク３０Ｎｍであった。
そして、第１気筒から排出される排気中のＮＯｘ、ＴＨ
ＣおよびＣＯの平均濃度は、それぞれ、２１００ｐｐ
ｍ、２７００ｐｐｍ、３．４％、第２〜第４気筒から排
出される排気中のＮＯｘ、ＴＨＣおよびＣＯの平均濃度
は、それぞれ、５４０ｐｐｍ、３２００ｐｐｍ、０．１
１％であった。また、以下に述べる第１触媒３および第
２触媒４を装備しなかった場合の全排気中のＮＯｘ、Ｔ
ＨＣおよびＣＯの平均濃度は、それぞれ、９３０ｐｐ
ｍ、３０８０ｐｐｍ、０．９３％であった。
【００３０】そして、第１気筒に連通する第１排気管１
１の排出口に、つぎのように調製した第１触媒３を配設
した。まず、第１触媒３の基体として、容量０．５リッ
トルの円筒形ハニカム基体を準備した。この円筒形ハニ
カム基体は、４００メッシュのコーディエライトからな
るものであった。つぎに、８０ｇのγ−アルミナをこの
円筒形ハニカム基体にウォッシュコートした。最後に、
γ−アルミナをウォッシュコートした円筒形ハニカム基
体に、貴金属系の触媒として、Ｐｔを担持し、第１触媒
３を調製した。なお、このように調製した第１触媒３を
前記のように装備した後、第１触媒３の排出口における
排気中のＮＯｘおよびＮＨ3 の平均濃度を測定したとこ
ろ、ＮＯｘ濃度は、２８０ｐｐｍとなっていた。また、
ＮＨ3 の濃度は、１０９０ｐｐｍであり、前記した
（１）式に基づきＮＯｘをＮ2 に還元し転換するのに十
分な量のＮＨ3 が生成していることがわかった、そし
て、残り７３０ｐｐｍのＮＯｘは、Ｎ2 にまで還元、転
換されていた。このように、第１気筒から排出される排
気中のＮＯｘは、第１触媒３によって高効率でＮＨ3 に
転換されていることがわかった。ここで、図１には第３
触媒５が図示されているが、第１実施例においては、第
３触媒５を省略した。このため、第１触媒３の排出口
を、第２〜第４排気管１２〜１４を分岐管としてまとめ
た排気分岐管６の途中に接続した。このようにして、第
１触媒３を通過した排気と燃料希薄条件下で運転される
第２〜第４気筒から排出される排気を合流させた。
１の排出口に、つぎのように調製した第１触媒３を配設
した。まず、第１触媒３の基体として、容量０．５リッ
トルの円筒形ハニカム基体を準備した。この円筒形ハニ
カム基体は、４００メッシュのコーディエライトからな
るものであった。つぎに、８０ｇのγ−アルミナをこの
円筒形ハニカム基体にウォッシュコートした。最後に、
γ−アルミナをウォッシュコートした円筒形ハニカム基
体に、貴金属系の触媒として、Ｐｔを担持し、第１触媒
３を調製した。なお、このように調製した第１触媒３を
前記のように装備した後、第１触媒３の排出口における
排気中のＮＯｘおよびＮＨ3 の平均濃度を測定したとこ
ろ、ＮＯｘ濃度は、２８０ｐｐｍとなっていた。また、
ＮＨ3 の濃度は、１０９０ｐｐｍであり、前記した
（１）式に基づきＮＯｘをＮ2 に還元し転換するのに十
分な量のＮＨ3 が生成していることがわかった、そし
て、残り７３０ｐｐｍのＮＯｘは、Ｎ2 にまで還元、転
換されていた。このように、第１気筒から排出される排
気中のＮＯｘは、第１触媒３によって高効率でＮＨ3 に
転換されていることがわかった。ここで、図１には第３
触媒５が図示されているが、第１実施例においては、第
３触媒５を省略した。このため、第１触媒３の排出口
を、第２〜第４排気管１２〜１４を分岐管としてまとめ
た排気分岐管６の途中に接続した。このようにして、第
１触媒３を通過した排気と燃料希薄条件下で運転される
第２〜第４気筒から排出される排気を合流させた。
【００３１】さらに、排気分岐管６の排出口に、つぎの
ように調製した第２触媒４を配設した。まず、第２触媒
４の基体として、容量１．３リットルの断面が楕円形の
ハニカム基体を準備した。この断面が楕円形のハニカム
基体は、４００メッシュのコーディエライトからなるも
のであった。最後に、３重量％のＣｕＯが担持された２
６０ｇのＺＳＭ−５型ゼオライトを、断面が楕円形のハ
ニカム基体にウォッシュコートし、第２触媒４を調製し
た。
ように調製した第２触媒４を配設した。まず、第２触媒
４の基体として、容量１．３リットルの断面が楕円形の
ハニカム基体を準備した。この断面が楕円形のハニカム
基体は、４００メッシュのコーディエライトからなるも
のであった。最後に、３重量％のＣｕＯが担持された２
６０ｇのＺＳＭ−５型ゼオライトを、断面が楕円形のハ
ニカム基体にウォッシュコートし、第２触媒４を調製し
た。
【００３２】このような構成の排気浄化装置を装備した
エンジン１を、前記した運転条件で運転し、第２触媒４
の排出口における排気中のＮＯｘ、ＴＨＣおよびＣＯの
平均濃度を測定した。その結果、ＮＯｘ、ＴＨＣおよび
ＣＯの平均濃度は、それぞれ、１８０ｐｐｍ、１２０ｐ
ｐｍ、０．０７％であった。このように、エンジン１か
ら排出される排気中のＮＯｘ、ＴＨＣおよびＣＯは、高
浄化率で浄化されており、排気からこのような有害物質
を大幅に低減することができた。なお、第２触媒４の排
出口における排気中のＮＨ3 の平均濃度は、２０ｐｐｍ
以下であった、これは実害ある濃度ではなかった。な
お、排気中の有害成分の浄化結果を、以下の実施例と比
較例のものとを合わせて表１にまとめてある。 （第２実施例）第２実施例は、第１実施例と同様の構成
の排気浄化装置を装備したエンジン１を、第１実施例と
同様の運転条件で運転し、そのエンジン１から排出され
る排気を浄化したものである。しかし、第２実施例にお
いては、第１実施例の第１触媒３と同量の貴金属触媒金
属Ｐｔに加えて助触媒としてＣｅＯ2を０．２モル担持
した第１触媒３を調製し、第１排気管の排出口に配設し
た。この変更以外は、すべて第１実施例と同一である。
なお、この第１触媒３の排出口における排気中のＮＯｘ
およびＮＨ3 の平均濃度を測定したところ、ＮＯｘ濃度
は７０ｐｐｍ、ＮＨ3 の濃度は１４３０ｐｐｍであっ
た。このように、助触媒ＣｅＯ2 の酸素貯蔵能力によっ
て、第１触媒３のＮＯｘをＮＨ3 に還元し転換する能力
が最適化されていることがわかった。
エンジン１を、前記した運転条件で運転し、第２触媒４
の排出口における排気中のＮＯｘ、ＴＨＣおよびＣＯの
平均濃度を測定した。その結果、ＮＯｘ、ＴＨＣおよび
ＣＯの平均濃度は、それぞれ、１８０ｐｐｍ、１２０ｐ
ｐｍ、０．０７％であった。このように、エンジン１か
ら排出される排気中のＮＯｘ、ＴＨＣおよびＣＯは、高
浄化率で浄化されており、排気からこのような有害物質
を大幅に低減することができた。なお、第２触媒４の排
出口における排気中のＮＨ3 の平均濃度は、２０ｐｐｍ
以下であった、これは実害ある濃度ではなかった。な
お、排気中の有害成分の浄化結果を、以下の実施例と比
較例のものとを合わせて表１にまとめてある。 （第２実施例）第２実施例は、第１実施例と同様の構成
の排気浄化装置を装備したエンジン１を、第１実施例と
同様の運転条件で運転し、そのエンジン１から排出され
る排気を浄化したものである。しかし、第２実施例にお
いては、第１実施例の第１触媒３と同量の貴金属触媒金
属Ｐｔに加えて助触媒としてＣｅＯ2を０．２モル担持
した第１触媒３を調製し、第１排気管の排出口に配設し
た。この変更以外は、すべて第１実施例と同一である。
なお、この第１触媒３の排出口における排気中のＮＯｘ
およびＮＨ3 の平均濃度を測定したところ、ＮＯｘ濃度
は７０ｐｐｍ、ＮＨ3 の濃度は１４３０ｐｐｍであっ
た。このように、助触媒ＣｅＯ2 の酸素貯蔵能力によっ
て、第１触媒３のＮＯｘをＮＨ3 に還元し転換する能力
が最適化されていることがわかった。
【００３３】第１実施例と同様に、エンジン１を運転
し、第２触媒４の排出口における排気中のＮＯｘ、ＴＨ
ＣおよびＣＯの平均濃度を測定した。その結果、ＮＯ
ｘ、ＴＨＣおよびＣＯの平均濃度は、それぞれ、７５ｐ
ｐｍ、１００ｐｐｍ、０．０５％であった。第２実施例
においては、エンジン１から排出される排気中のＮＯｘ
が、特に、高浄化率で浄化されていた。また、ＴＨＣお
よびＣＯの浄化率も向上することができた。なお、第２
実施例においても、第２触媒４の排出口における排気中
のＮＨ3 の平均濃度は、２０ｐｐｍ以下であった、前記
したように、これは実害ある濃度ではなかった。 （比較例１）比較例１は、第１実施例の第１触媒３を除
去した構成の排気浄化装置を装備したエンジン１を、第
１実施例と同様の運転条件で運転し、そのエンジン１か
ら排出される排気を浄化したものである。第１実施例と
同様に、エンジン１を運転し、第２触媒４の排出口にお
ける排気中のＮＯｘ、ＴＨＣおよびＣＯの平均濃度を測
定したところ、それぞれ、４８０ｐｐｍ、３１０ｐｐ
ｍ、０．３３％であった。比較例１による排気中の有害
成分の浄化においては、第１実施例のそれと較べて、Ｎ
Ｏｘ、ＴＨＣ、ＣＯの浄化率が、全て劣っていた。 （比較例２）比較例２は、第１実施例と同様の構成の排
気浄化装置を装備したエンジン１を、第１実施例と同様
の運転条件で運転し、そのエンジン１から排出される排
気を浄化したものである。しかし、比較例２において
は、第１実施例の第１触媒３の貴金属系の触媒Ｐｔに替
えて、貴金属系の触媒としてＲｈを０．２ｇ担持した第
１触媒３を調製し、第１排気管の排出口に配設した。こ
の変更以外は、すべて第１実施例と同一である。この比
較例２において、第２触媒４の排出口における排気中の
ＮＯｘ、ＴＨＣ、ＣＯの平均濃度を測定したところ、そ
れぞれ、３５０ｐｐｍ、１１０ｐｐｍ、０．０７％であ
った。貴金属系の触媒としてＲｈを担持した第１触媒３
は、燃料過剰条件下で運転される第１気筒から排出され
る排気中のＮＯｘをよく浄化するものであったが、ＮＯ
ｘをＮＨ3 へ転換する能力は劣っていた。このため、こ
の第１触媒３による浄化を経た排気は、燃料希薄条件下
で運転される第２〜第４気筒から排出される排気中のＮ
Ｏｘの浄化に寄与できなかったものと考えられる。 （比較例３）比較例３は、第１実施例の第２触媒４に替
えてＰｔ−酸化チタン触媒からなる第２触媒４を配設し
た構成の排気浄化装置を装備したエンジン１を、第１実
施例と同様の運転条件で運転し、そのエンジン１から排
出される排気を浄化したものである。なお、Ｐｔの担持
量は、２．１ｇであった。第１実施例と同様に、エンジ
ン１を運転し、第２触媒４の排出口における排気中のＮ
Ｏｘ、ＴＨＣおよびＣＯの平均濃度を測定したところ、
それぞれ、２７０ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、０．０２％であ
った。このように、比較例３で用いた第２触媒４は、Ｎ
ＯｘとＮＨ3 が同時に導入された場合、ＮＯｘを９０％
以上の高効率で転換できるものであったにも関わらず、
比較例３による排気中の有害成分の浄化においては、第
１実施例のそれと較べて、ＮＯｘの浄化率が悪化し、か
つ、第２触媒４の排出口における排気中のＮＨ3 の平均
濃度は、１７０ｐｍもあった。これは、比較例３で用い
たＰｔ−酸化チタン触媒からなる第２触媒４には、ＮＨ
3 を貯蔵する能力がなかったこと、および、燃料希薄条
件下でのＮＯｘの浄化能力が劣っていたことに起因する
ものと考えられる。 （第３実施例）第３実施例は、第１実施例と同様の構成
の排気浄化装置に、さらに第３触媒５を配設した排気浄
化装置を装備したエンジン１を、第１実施例と同様の運
転条件で運転し、そのエンジン１から排出される排気を
浄化したものである。すなわち、図１に示すように、第
３実施例においては、第２〜第４排気管１２〜１４を分
岐管としてまとめた排気分岐管６の途中に第３触媒５を
配設した。また、第１触媒３の排出口を排気分岐管６の
排出口の近傍に接続し、そして、排気分岐管６の排出口
を第２触媒４の吸気口に接続した。このようにして、第
１触媒３を通過した排気と第３触媒５を通過した排気を
合流させた。なお、第３触媒５として、第１実施例の第
１触媒３の貴金属系の触媒ＰｔをＰｄに替えたものを使
用した。ここで、Ｐｄの担持量は、１．６ｇであった、
その他の構成は、第１実施例の第１触媒３と同一であっ
た。
し、第２触媒４の排出口における排気中のＮＯｘ、ＴＨ
ＣおよびＣＯの平均濃度を測定した。その結果、ＮＯ
ｘ、ＴＨＣおよびＣＯの平均濃度は、それぞれ、７５ｐ
ｐｍ、１００ｐｐｍ、０．０５％であった。第２実施例
においては、エンジン１から排出される排気中のＮＯｘ
が、特に、高浄化率で浄化されていた。また、ＴＨＣお
よびＣＯの浄化率も向上することができた。なお、第２
実施例においても、第２触媒４の排出口における排気中
のＮＨ3 の平均濃度は、２０ｐｐｍ以下であった、前記
したように、これは実害ある濃度ではなかった。 （比較例１）比較例１は、第１実施例の第１触媒３を除
去した構成の排気浄化装置を装備したエンジン１を、第
１実施例と同様の運転条件で運転し、そのエンジン１か
ら排出される排気を浄化したものである。第１実施例と
同様に、エンジン１を運転し、第２触媒４の排出口にお
ける排気中のＮＯｘ、ＴＨＣおよびＣＯの平均濃度を測
定したところ、それぞれ、４８０ｐｐｍ、３１０ｐｐ
ｍ、０．３３％であった。比較例１による排気中の有害
成分の浄化においては、第１実施例のそれと較べて、Ｎ
Ｏｘ、ＴＨＣ、ＣＯの浄化率が、全て劣っていた。 （比較例２）比較例２は、第１実施例と同様の構成の排
気浄化装置を装備したエンジン１を、第１実施例と同様
の運転条件で運転し、そのエンジン１から排出される排
気を浄化したものである。しかし、比較例２において
は、第１実施例の第１触媒３の貴金属系の触媒Ｐｔに替
えて、貴金属系の触媒としてＲｈを０．２ｇ担持した第
１触媒３を調製し、第１排気管の排出口に配設した。こ
の変更以外は、すべて第１実施例と同一である。この比
較例２において、第２触媒４の排出口における排気中の
ＮＯｘ、ＴＨＣ、ＣＯの平均濃度を測定したところ、そ
れぞれ、３５０ｐｐｍ、１１０ｐｐｍ、０．０７％であ
った。貴金属系の触媒としてＲｈを担持した第１触媒３
は、燃料過剰条件下で運転される第１気筒から排出され
る排気中のＮＯｘをよく浄化するものであったが、ＮＯ
ｘをＮＨ3 へ転換する能力は劣っていた。このため、こ
の第１触媒３による浄化を経た排気は、燃料希薄条件下
で運転される第２〜第４気筒から排出される排気中のＮ
Ｏｘの浄化に寄与できなかったものと考えられる。 （比較例３）比較例３は、第１実施例の第２触媒４に替
えてＰｔ−酸化チタン触媒からなる第２触媒４を配設し
た構成の排気浄化装置を装備したエンジン１を、第１実
施例と同様の運転条件で運転し、そのエンジン１から排
出される排気を浄化したものである。なお、Ｐｔの担持
量は、２．１ｇであった。第１実施例と同様に、エンジ
ン１を運転し、第２触媒４の排出口における排気中のＮ
Ｏｘ、ＴＨＣおよびＣＯの平均濃度を測定したところ、
それぞれ、２７０ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、０．０２％であ
った。このように、比較例３で用いた第２触媒４は、Ｎ
ＯｘとＮＨ3 が同時に導入された場合、ＮＯｘを９０％
以上の高効率で転換できるものであったにも関わらず、
比較例３による排気中の有害成分の浄化においては、第
１実施例のそれと較べて、ＮＯｘの浄化率が悪化し、か
つ、第２触媒４の排出口における排気中のＮＨ3 の平均
濃度は、１７０ｐｍもあった。これは、比較例３で用い
たＰｔ−酸化チタン触媒からなる第２触媒４には、ＮＨ
3 を貯蔵する能力がなかったこと、および、燃料希薄条
件下でのＮＯｘの浄化能力が劣っていたことに起因する
ものと考えられる。 （第３実施例）第３実施例は、第１実施例と同様の構成
の排気浄化装置に、さらに第３触媒５を配設した排気浄
化装置を装備したエンジン１を、第１実施例と同様の運
転条件で運転し、そのエンジン１から排出される排気を
浄化したものである。すなわち、図１に示すように、第
３実施例においては、第２〜第４排気管１２〜１４を分
岐管としてまとめた排気分岐管６の途中に第３触媒５を
配設した。また、第１触媒３の排出口を排気分岐管６の
排出口の近傍に接続し、そして、排気分岐管６の排出口
を第２触媒４の吸気口に接続した。このようにして、第
１触媒３を通過した排気と第３触媒５を通過した排気を
合流させた。なお、第３触媒５として、第１実施例の第
１触媒３の貴金属系の触媒ＰｔをＰｄに替えたものを使
用した。ここで、Ｐｄの担持量は、１．６ｇであった、
その他の構成は、第１実施例の第１触媒３と同一であっ
た。
【００３４】第１実施例と同様に、エンジン１を運転
し、第２触媒４の排出口における排気中のＮＯｘ、ＴＨ
ＣおよびＣＯの平均濃度を測定した。その結果、ＮＯ
ｘ、ＴＨＣ、ＣＯの平均濃度は、それぞれ、１３０ｐｐ
ｍ、３０ｐｐｍ、０％であった。第２実施例で用いた第
３触媒５によって、エンジン１から排出される排気中の
ＮＯｘ、ＴＨＣ、ＣＯなどの有害成分の浄化率、特に、
ＴＨＣおよびＣＯのそれを、より向上することができた
ことがわかる。第１実施例と同様、第３実施例において
も、第２触媒４の排出口における排気中のＮＨ3 の平均
濃度は、実害のない２０ｐｐｍ以下の濃度であった。 （第４実施例）第４実施例は、第１実施例と同一の構成
の排気浄化装置を装備したエンジン１を、ガソリンに替
えて５０％のメタノールと残部がガソリンとからなる混
合燃料を使用して、第１実施例と同様の運転条件で運転
し、そのエンジン１から排出される排気を浄化したもの
である。
し、第２触媒４の排出口における排気中のＮＯｘ、ＴＨ
ＣおよびＣＯの平均濃度を測定した。その結果、ＮＯ
ｘ、ＴＨＣ、ＣＯの平均濃度は、それぞれ、１３０ｐｐ
ｍ、３０ｐｐｍ、０％であった。第２実施例で用いた第
３触媒５によって、エンジン１から排出される排気中の
ＮＯｘ、ＴＨＣ、ＣＯなどの有害成分の浄化率、特に、
ＴＨＣおよびＣＯのそれを、より向上することができた
ことがわかる。第１実施例と同様、第３実施例において
も、第２触媒４の排出口における排気中のＮＨ3 の平均
濃度は、実害のない２０ｐｐｍ以下の濃度であった。 （第４実施例）第４実施例は、第１実施例と同一の構成
の排気浄化装置を装備したエンジン１を、ガソリンに替
えて５０％のメタノールと残部がガソリンとからなる混
合燃料を使用して、第１実施例と同様の運転条件で運転
し、そのエンジン１から排出される排気を浄化したもの
である。
【００３５】第１実施例と同様に、エンジン１を運転
し、第２触媒４の排出口における排気中のＮＯｘ、ＴＨ
ＣおよびＣＯの平均濃度を測定した。その結果、ＮＯ
ｘ、ＴＨＣおよびＣＯの平均濃度は、それぞれ、１５０
ｐｐｍ、８０ｐｐｍ、０．１１％であった。この結果か
ら明らかなように、ガソリンに替えて混合燃料を使用し
た場合であっても、本発明の排気浄化方法は、エンジン
１から排出される排気中のＮＯｘ、ＴＨＣ、ＣＯなどの
有害物質を高浄化率で浄化できるものであったことがわ
かる。なお、第２触媒４のホルムアルデヒド浄化能力が
やや劣っていたためか、第２触媒４の排出口における排
気中のホルムアルデヒドの平均濃度は、５０ｐｐｍであ
った。 （第５実施例）第５実施例は、第３実施例と同一の構成
の排気浄化装置を装備したエンジン１を、ガソリンに替
えて５０％のメタノールと残部がガソリンとからなる混
合燃料を使用して、第３実施例と同様の運転条件で運転
し、そのエンジン１から排出される排気を浄化したもの
である。
し、第２触媒４の排出口における排気中のＮＯｘ、ＴＨ
ＣおよびＣＯの平均濃度を測定した。その結果、ＮＯ
ｘ、ＴＨＣおよびＣＯの平均濃度は、それぞれ、１５０
ｐｐｍ、８０ｐｐｍ、０．１１％であった。この結果か
ら明らかなように、ガソリンに替えて混合燃料を使用し
た場合であっても、本発明の排気浄化方法は、エンジン
１から排出される排気中のＮＯｘ、ＴＨＣ、ＣＯなどの
有害物質を高浄化率で浄化できるものであったことがわ
かる。なお、第２触媒４のホルムアルデヒド浄化能力が
やや劣っていたためか、第２触媒４の排出口における排
気中のホルムアルデヒドの平均濃度は、５０ｐｐｍであ
った。 （第５実施例）第５実施例は、第３実施例と同一の構成
の排気浄化装置を装備したエンジン１を、ガソリンに替
えて５０％のメタノールと残部がガソリンとからなる混
合燃料を使用して、第３実施例と同様の運転条件で運転
し、そのエンジン１から排出される排気を浄化したもの
である。
【００３６】第３実施例と同様に、エンジン１を運転
し、第２触媒４の排出口における排気中のＮＯｘ、ＴＨ
ＣおよびＣＯの平均濃度を測定した。その結果、ＮＯ
ｘ、ＴＨＣ、ＣＯの平均濃度は、それぞれ、１２０ｐｐ
ｍ、２５ｐｐｍ、０．０３％であった。第４実施例に較
べて、第５実施例においては、ＴＨＣおよびＣＯの浄化
率が向上していた。また、第２触媒４の排出口における
排気中のホルムアルデヒドの平均濃度は、８ｐｐｍまで
低減されていた。これは、第２〜第４排気管１２〜１４
を分岐管としてまとめた排気分岐管６の途中に配設した
第３触媒５による効果であったことは明らかである。
し、第２触媒４の排出口における排気中のＮＯｘ、ＴＨ
ＣおよびＣＯの平均濃度を測定した。その結果、ＮＯ
ｘ、ＴＨＣ、ＣＯの平均濃度は、それぞれ、１２０ｐｐ
ｍ、２５ｐｐｍ、０．０３％であった。第４実施例に較
べて、第５実施例においては、ＴＨＣおよびＣＯの浄化
率が向上していた。また、第２触媒４の排出口における
排気中のホルムアルデヒドの平均濃度は、８ｐｐｍまで
低減されていた。これは、第２〜第４排気管１２〜１４
を分岐管としてまとめた排気分岐管６の途中に配設した
第３触媒５による効果であったことは明らかである。
【００３７】
【表１】
【図１】本発明の排気浄化方法に用いた排気浄化装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】本発明の排気浄化方法に用いた、エンジンの第
１気筒をわずかに燃料過剰条件下で運転するための制御
方法を説明するタイミングチャートである。
１気筒をわずかに燃料過剰条件下で運転するための制御
方法を説明するタイミングチャートである。
【図３】従来のＲｈを含む三元触媒を用いた場合の排気
中の有害成分の濃度と空燃比の関係を示す浄化特性曲線
である。
中の有害成分の濃度と空燃比の関係を示す浄化特性曲線
である。
【図４】従来のＲｈを含まない貴金属系の触媒が示す排
気中の有害成分の浄化特性曲線である。
気中の有害成分の浄化特性曲線である。
【図５】排気中の有害成分の濃度と空燃比の関係を示す
特性曲線である。
特性曲線である。
１：エンジン、１１：第１排気管、１２：第２排気管、
１３：第３排気管、１４：第４排気管、１５：吸気多岐
管、１６：酸素センサ、１７：電子燃料噴射弁、２：エ
ンジン制御装置、３：第１触媒、４：第２触媒、５：第
３触媒、６：排気多岐管
１３：第３排気管、１４：第４排気管、１５：吸気多岐
管、１６：酸素センサ、１７：電子燃料噴射弁、２：エ
ンジン制御装置、３：第１触媒、４：第２触媒、５：第
３触媒、６：排気多岐管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 一伸 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 田中 俊明 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−128427（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−279749（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−1715（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−111924（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01N 3/24 F01N 3/08 F02D 41/04 330
Claims (3)
- 【請求項１】多気筒内燃機関をわずかに燃料過剰条件下
で運転する状態と、燃料希薄条件下で運転する状態を繰
り返す工程と、 前記燃料過剰条件下で運転される状態で排出される排気
中の少なくともＮＯｘを第１触媒でＮＨ3 に転換する工
程と、 前記ＮＨ 3 を含む排気と前記燃料希薄条件下で運転され
る状態で排出される排気とを合流し、該排気中のＮＯｘ
とＮＨ3 を第２触媒でＮ2 に転換する工程と、からなる
ことを特徴とする排気浄化方法。 - 【請求項２】多気筒内燃機関をわずかに燃料過剰条件下
で運転する状態と、燃料希薄条件下で運転する状態を繰
り返す工程と、 前記燃料過剰条件下で運転される状態で排出される排気
中の少なくともＮＯｘを第１触媒でＮＨ 3 に転換する工
程と、 前記ＮＨ 3 を含む排気と前記燃料希薄条件下で運転され
る状態で排出される排気とを合流し、該排気中のＮＨ 3
を一時的に第２触媒に貯蔵するとともに、ＮＯｘとＮＨ
3 を第２触媒でＮ 2 に転換する工程と、からなることを
特徴とする排気浄化方法。 - 【請求項３】燃料希薄条件下で、前記第２触媒がＨＣと
ＣＯを酸化する能力を有する請求項２記載の排気浄化方
法。
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