JP5195624B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Description

この発明は、ＮＯｘ吸蔵還元型の触媒を備える内燃機関の排気浄化装置に関する。

従来、例えば特許文献１に開示されるように、排気系にＮＯｘ吸蔵還元型の触媒を備えた内燃機関が知られている。本公報には、ＮＯｘ吸蔵還元型の触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元するために、リッチスパイクを実施することが開示されている。また、リッチスパイクの一手法として、筒内に燃料を供給して理論空燃比以下で燃焼させるリッチ燃焼制御が知られている。このような手法によれば、触媒の浄化能力を回復させることができる。

特開２００４−２５７３０２号公報 特開２００５−１８８３４１号公報

ところで、上記従来の内燃機関において、セタン価の低い燃料が給油される場合がありうる。セタン価の低い燃料が給油された場合に、上述したリッチ燃焼制御によるリッチスパイクを実施すれば、失火する可能性がある。失火すると、燃焼を継続できずに空燃比が浅くなるため、酸素が多く残りＮＯｘ浄化率が低下するという課題がある。加えて、空燃比が浅いため、触媒温度が上昇してもＮＯｘ浄化率の向上が小さいという課題もある。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、セタン価と触媒温度とに応じて、ＮＯｘ浄化率の高いリッチスパイクを実施し、排気エミッションの悪化を防止できる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の排気浄化装置であって、
内燃機関の筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記内燃機関の排気系に設けられたＮＯｘ吸蔵還元型の触媒と、
前記触媒より上流側の排気系に還元剤を添加する排気添加弁と、
前記触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元すべきＮＯｘ還元要求があるか否かを判定するＮＯｘ還元要求判定手段と、
前記内燃機関の筒内圧を取得する筒内圧取得手段と、
前記筒内圧に基づいて前記燃料のセタン価を取得するセタン価取得手段と、
前記ＮＯｘ還元要求がなされる場合の前記触媒の設定下限温度において、前記排気添加弁に排気ガス中へ還元剤を添加させる排気添加制御によるリッチスパイクのＮＯｘ浄化率が、前記燃料噴射弁に燃料を噴射させて理論空燃比以下で燃焼させるリッチ燃焼制御によるリッチスパイクのＮＯｘ浄化率を上回るセタン価の上限値（以下、第１セタン価という。）を取得する第１セタン価閾値取得手段と、
前記第１セタン価よりも高いセタン価であって、前記ＮＯｘ還元要求がなされる場合の前記触媒の設定上限温度において、リッチ燃焼制御によるリッチスパイクのＮＯｘ浄化率が、排気添加制御によるリッチスパイクのＮＯｘ浄化率を上回るセタン価の下限値（以下、第２セタン価という。）を取得する第２セタン価閾値取得手段と、
前記ＮＯｘ還元要求がある場合において、前記セタン価取得手段により取得されたセタン価が、前記第１セタン価よりも低い場合には、排気添加制御によるリッチスパイクを実施する第１リッチスパイク手段と、
前記ＮＯｘ還元要求がある場合において、前記セタン価取得手段により取得されたセタン価が、前記第２セタン価よりも高い場合には、リッチ燃焼制御によるリッチスパイクを実施する第２リッチスパイク手段と、
前記触媒の触媒温度を取得する触媒温度取得手段と、
前記セタン価取得手段により取得されたセタン価において、排気添加制御によるリッチスパイクのＮＯｘ浄化率が、リッチ燃焼制御によるリッチスパイクのＮＯｘ浄化率を上回る触媒温度の閾値を取得する触媒温度閾値取得手段と、
前記ＮＯｘ還元要求がある場合であって、且つ、前記セタン価取得手段により取得されたセタン価が、前記第１セタン価から前記第２セタン価までの間にある場合において、さらに、前記触媒温度取得手段により取得された触媒温度が、前記閾値より低い場合には、リッチ燃焼制御によるリッチスパイクを実施する第３リッチスパイク手段と、
前記ＮＯｘ還元要求がある場合であって、且つ、前記セタン価取得手段により取得されたセタン価が、前記第１セタン価から前記第２セタン価までの間にある場合において、さらに、前記触媒温度取得手段により取得された触媒温度が、前記閾値以上の場合には、排気添加制御によるリッチスパイクを実施する第４リッチスパイク手段と、を備えることを特徴とする。

第１の発明によれば、給油された燃料のセタン価が十分に高い（第２セタン価より高い）場合には、ＮＯｘ浄化率の高いリッチ燃焼によるリッチスパイクを実施し、触媒に吸蔵されたＮＯｘを好適に還元することができる。一方、リッチ燃焼制御によれば失火が懸念されるほどセタン価が低い（第１セタン価より低い）場合であっても、排気添加制御によるリッチスパイクを実施し、触媒に吸蔵されたＮＯｘを好適に還元することができる。
また、給油された燃料のセタン価が、第１セタン価から第２セタン価までの間にある場合において、さらに、触媒温度が高い場合には、触媒温度の上昇に伴ってＮＯｘ浄化率が増大する排気添加制御によるリッチスパイクを実施して、触媒に吸蔵されたＮＯｘを好適に還元することができる。一方、触媒温度が低い場合には、リッチ燃焼制御によるリッチスパイクを実施して、触媒に吸蔵されたＮＯｘを好適に還元することができる。
これらより、本発明によれば、セタン価と触媒温度とに応じて、全域でＮＯｘ浄化率の高いリッチスパイクを実施でき、排気エミッションの悪化を防止することができる。

本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態１の制御において用いられる、セタン価・リッチスパイク選択マップについて説明するための図である。 本発明の実施の形態１の制御において用いられる、触媒温度・リッチスパイク選択マップについて説明するための図である。 本発明の実施の形態１において、ＥＣＵ５０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係るシステム構成を説明するための図である。図１に示すディーゼル機関１０は、エンジン本体１２を備えている。エンジン本体１２は、直列に並んだ４つの気筒を有する。各気筒には、筒内圧センサ３０が設けられている。図１に示すディーゼル機関１０は、直列４気筒型であるが、本発明において、気筒数および気筒配置はこれに限定されるものではない。

ディーゼル機関１０は、燃料タンク２７と、コモンレールシステム２８を備えている。本実施形態のシステムでは、燃料タンク２７にＧＴＬ（Gas To Liquid）燃料が給油されることが想定されている。エンジン本体１２の各気筒には、コモンレールシステム２８の燃料噴射弁２９が１つずつ配置されている。燃料タンク２７から供給される燃料は、コモンレールシステム２８の燃料噴射弁２９から各気筒内に噴射される。なお、ＧＴＬ燃料の特徴として、硫黄分・アロマ分を含まない点、高いセタン価を有する点を挙げることができる。

エンジン本体１２の各気筒の吸気ポートは、吸気マニホールド１４に接続している。吸気マニホールド１４から吸気通路の上流に向かって、スロットル２６、インタークーラ２４、エアフローメータ２２が順次設けられている。エアフローメータ２２側から新気が取り入れられ、吸気マニホールド１４を介してエンジン本体１２の各気筒へと空気が供給される。スロットル２６の開度は、後述するＥＣＵ５０により、任意に制御可能になっている。なお、本発明は、スロットル２６を備えないディーゼル機関にも適用可能である。

エンジン本体１２の各気筒の排気ポートは、排気マニホールド１６に接続している。排気マニホールド１６の下流は、排気通路１８に接続している。排気通路１８には、ＮＯｘ吸蔵還元型の触媒３６が配置されている。触媒３６の近傍には触媒温度センサ３７が設けられている。

また、排気マニホールド１６には、排気添加弁３８が設けられている。排気添加弁３８は、排気マニホールド１６を流れる排気ガスに還元剤としての燃料を添加するために備えられている。適宜のタイミングで排気添加弁３８に燃料を添加させることで、触媒３６に吸蔵されたＮＯｘを還元することができる。

本実施形態のシステムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を更に備えている。ＥＣＵ５０には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータに加えて、ディーゼル機関１０のクランク角度を検出するクランク角センサ（図示略）が電気的に接続されている。ＥＣＵ５０は、各センサの出力に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを作動させることにより、ディーゼル機関１０の運転状態を制御する。

［実施の形態１における特徴的制御］
上述したシステム構成では、触媒３６に吸蔵されたＮＯｘの量が増大すると、浄化能力が低下するため、リッチスパイクにより、触媒３６に吸蔵されたＮＯｘを還元放出させる制御をする。リッチスパイクの手法としては、排気添加弁３８に排気ガス中へ燃料を添加させる排気添加制御がある。また、スロットル２６の開度、燃料噴射弁２９から筒内に噴射される燃料を制御し、理論空燃比以下で燃焼させるリッチ燃焼制御がある。セタン価が高い場合、リッチ燃焼制御によるＮＯｘ浄化率は、排気添加制御に比して高い。そのため、ＧＴＬ燃料が給油されることを想定した本実施形態のシステムにおいて、リッチ燃焼制御によるリッチスパイクを行うことが望ましいとも考えられる。

しかしながら、ＧＴＬ燃料が給油されることを想定した本実施形態のシステムに、ＧＴＬ燃料よりもセタン価の低い燃料（例えば、軽油等）が給油される場合もありうる。セタン価が低い燃料は、着火性が悪く、リッチ燃焼制御によるリッチスパイクを行えば、失火する可能性がある。失火すれば燃焼が継続せず、空燃比が深く入らないため、酸素が多く残ることとなる。そのため、ＮＯｘ浄化率が低下し、排気エミッションの悪化が懸念される。加えて、空燃比が浅いため、触媒温度が上昇してもＮＯｘ浄化率の向上が小さいという課題もある。

そこで、本実施形態のシステムでは、セタン価と触媒温度とに応じて、リッチ燃焼制御と排気添加制御のうち、ＮＯｘ浄化率の高いリッチスパイクを選択して実施する制御を行うこととした。

（セタン価・リッチスパイク選択マップ）
より具体的な制御の内容について図２〜図３を用いて説明する。まず、セタン価に基づいて、リッチ燃焼制御によるリッチスパイクか、排気添加制御によるリッチスパイクかを選択するために用いられる「セタン価・リッチスパイク選択マップ」について説明する。図２は、セタン価・リッチスパイク選択マップについて説明するための図である。

図２に示すリッチ燃焼ラインは、セタン価と、リッチ燃焼制御によるリッチスパイクのＮＯｘ浄化率との関係を表している。リッチ燃焼制御によるＮＯｘ浄化率は、セタン価が高いほど向上する。一方、図２に示す排気添加ラインは、セタン価と、排気添加制御によるリッチスパイクのＮＯｘ浄化率との関係を表している。排気添加制御によるＮＯｘ浄化率は、セタン価によらず殆ど一定である。

また、図２に示す通り、リッチ燃焼ライン及び排気添加ラインは、触媒温度によってＮＯｘ浄化率が変動する。両ラインとも、触媒温度が低いほどＮＯｘ浄化率は低くなる。また、リッチ燃焼ラインにおけるＮＯｘ浄化率の変動幅は、セタン価が低いほど小さく、セタン価が高いほど大きい。排気添加ラインにおけるＮＯｘ浄化率の変動幅は、セタン価によらず一定で、セタン価が低い場合であっても大きく変動する。なお、触媒温度の幅は、触媒３６に吸蔵したＮＯｘを好適に還元可能な触媒温度の上限と下限に対応する。この上限と下限は触媒の仕様に応じて定められている。

図２に示す、第１セタン価Ｃｄ１は、触媒３６に吸蔵されたＮＯｘを好適に還元可能な触媒下限温度において、排気添加制御によるＮＯｘ浄化率がリッチ燃焼制御によるＮＯｘ浄化率を上回るセタン価の上限値である。なお、第１セタン価Ｃｄ１以下の低セタン価領域では、リッチ燃焼制御によるリッチスパイクを行えば、失火が生じ、空燃比が浅くなる。そのため、この領域では、図２に示すリッチ燃焼ラインは、低いＮＯｘ浄化率を示している。
また、第２セタン価Ｃｄ２は、触媒３６に吸蔵されたＮＯｘを好適に還元可能な触媒上限温度において、リッチ燃焼制御によるＮＯｘ浄化率が排気添加制御によるＮＯｘ浄化率を上回るセタン価の下限値である。なお、第２セタン価Ｃｄ２以上の高セタン価領域では、ＧＴＬ燃料が給油されることを想定したディーゼル機関１０にとって十分に高い着火性が得られる、そのため、この領域では、図２に示すリッチ燃焼ラインは、高いＮＯｘ浄化率を示している。

次に、上述したセタン価・リッチスパイク選択マップを用いた制御について説明する。ここで、給油された燃料のセタン価をＣｆとする。セタン価Ｃｆが、第１セタン価よりも低い場合には、図２に示す通り、排気添加ラインのＮＯｘ浄化率が、リッチ燃焼ラインのＮＯｘ浄化率を上回る。よって、この場合には、ＮＯｘ浄化率の高い排気添加制御によるリッチスパイクを選択し、実施することで、触媒３６のＮＯｘを好適に還元することができる。また、セタン価Ｃｆが、第２セタン価よりも高い場合には、図２に示す通り、リッチ燃焼ラインのＮＯｘ浄化率が、排気添加ラインのＮＯｘ浄化率を上回る。よって、この場合には、ＮＯｘ浄化率の高いリッチ燃焼制御によるリッチスパイクを選択し、実行することで、触媒３６のＮＯｘを好適に還元することができる。

（触媒温度・リッチスパイク選択マップ）
ところで、セタン価Ｃｆが、第１セタン価Ｃｄ１以上、且つ第２セタン価Ｃｄ２以下の場合には、図２に示すように、触媒温度によってリッチ燃焼制御と排気添加制御とにおけるＮＯｘ浄化率の優劣は変動する。そこで、この場合には、次に説明する「触媒温度・リッチスパイク選択マップ」に基づいてリッチスパイクを選択する。図３は、触媒温度・リッチスパイク選択マップについて説明するための図である。

図３には、セタン価Ｃｆが、第１セタン価Ｃｄ１以上、且つ第２セタン価Ｃｄ２以下の場合における、リッチ燃焼ラインと排気添加ラインとが示されている。図３に示すリッチ燃焼ラインは、触媒温度と、リッチ燃焼制御によるリッチスパイクのＮＯｘ浄化率との関係を表している。第２セタン価Ｃｄ２以下の着火性の悪いセタン価領域であるため、失火により空燃比が浅くなり、触媒温度が上昇してもＮＯｘ浄化率の向上はわずかである。
一方、図３に示す排気添加ラインは、触媒温度と、排気添加制御によるリッチスパイクのＮＯｘ浄化率との関係を表している。排気添加ラインは、触媒温度の上昇に比例してＮＯｘ浄化率が上昇する。なお、図３に示す触媒温度の範囲は、図２と同様に触媒３６に吸蔵されたＮＯｘを好適に還元可能な温度範囲である。

次に、上述した触媒温度・リッチスパイク選択マップを用いた制御について説明する。図３に示すＴａは、Ｃｄ１≦Ｃｆ≦Ｃｄ２の範囲におけるセタン価Ｃｆに応じた、リッチ燃焼ラインと排気添加ラインとの交点である。ＮＯｘ浄化率は、触媒温度がＴａより低い領域では、リッチ燃焼ラインが有利であり、触媒温度がＴａより高い領域では、排気添加ラインが有利である。そこで、触媒温度がＴａより低い場合には、リッチ燃焼制御によるリッチスパイクを選択し、実施することで、触媒３６のＮＯｘを好適に還元することができる。一方、触媒温度がＴａより高い場合には、排気添加制御によるリッチスパイクを選択し、実施することで、触媒３６のＮＯｘを好適に還元することができる。

（制御ルーチン）
図４は、上述の動作を実現するために、ＥＣＵ５０が実行する制御ルーチンのフローチャートである。図４に示すルーチンでは、まず、ステップ１００において、ＮＯｘ還元要求があるか否かが判定される。ＮＯｘ還元要求は、他のルーチンにおいて、触媒３６に所定量以上のＮＯｘが吸蔵されていること、触媒３６が定められた温度条件を満たしていること等を判断してなされる。なお、ＮＯｘ還元要求がない場合には、本ルーチンの処理は終了される。

ＮＯｘ還元要求がある場合には、次に、ステップ１１０において、機関状態がセタン価測定条件を満たしているか否かが判定される。具体的には、現在の運転条件（機関回転数、燃料噴射量、吸入空気量など）が、予め設定しておいた、セタン価測定を行うための運転条件（回転数、負荷等が一定）に適合するか否かが判定される。当該運転条件を満たしていない場合には、後述するステップ１４０〜１６０の処理（排気添加制御によるリッチスパイク）が実行され、その後、本ルーチンの処理は終了される。

一方、当該運転条件を満たしている場合には、次に、ステップ１２０において、セタン価Ｃｆが取得される。具体的には、筒内圧センサ３０の検出値から着火遅れを判断して求められる。着火遅れが短い場合には、高セタン価であると判断でき、着火遅れが長い場合には、低セタン価であると判断できる。ＥＣＵ５０は、着火遅れ時間とセタン価Ｃｆとの関係を定めたマップを記憶している。

次に、ステップ１３０において、ＥＣＵ５０は、上記ステップ１２０において取得したセタン価Ｃｆと、第１セタン価Ｃｄ１及び第２セタン価Ｃｄ２とを大小比較する。具体的には、ＥＣＵ５０は、図２で説明した「セタン価・リッチスパイク選択マップ」を記憶しており、まず、第１セタン価Ｃｄ１及び第２セタン価Ｃｄ２を本マップから取得する。続いて、ＥＣＵ５０は、セタン価Ｃｆと、第１セタン価Ｃｄ１及び第２セタン価Ｃｄ２とを大小比較する。

ステップ１３０において、セタン価Ｃｆが第１セタン価Ｃｄ１よりも低いと判定された場合には、排気添加制御が選択される（ステップ１４０）。ＥＣＵ５０は、運転条件に応じて排気添加弁３８から噴射させる燃料を定めた排気添加マップを予め記憶しており、排気添加マップに基づいてリッチスパイク制御を実施する（ステップ１５０）。その後、リッチスパイク制御の終了に伴い、触媒３６のＮＯｘを還元する制御は終了される（ステップ１６０）。

また、ステップ１３０において、セタン価Ｃｆが第２セタン価Ｃｄ２よりも高いと判定された場合には、リッチ燃焼制御が選択される（ステップ１７０）。ＥＣＵ５０は、運転条件に応じて燃料噴射弁２９から噴射させる燃料を定めたリッチ燃焼マップを予め記憶しており、リッチ燃焼マップに基づいてリッチスパイク制御を実施する（ステップ１８０）。その後、リッチスパイク制御の終了に伴い、触媒３６のＮＯｘを還元する制御は終了される（ステップ１６０）。

さらに、ステップ１３０において、セタン価Ｃｆが第１セタン価Ｃｄ１以上であり、第２セタン価Ｃｄ２以下であると判定された場合には、ＥＣＵ５０は、次に説明するステップ１９０以降の処理を実行する。まず、ステップ１９０において、現在の触媒温度Ｔｃａｔを検出する。触媒温度Ｔｃａｔは、触媒温度センサ３７により検出される。

次に、ステップ２００において、触媒温度Ｔｃａｔと、セタン価に応じて定められた閾値Ｔａとを大小比較する。具体的には、ＥＣＵ５０は、図３で説明した「触媒温度・リッチスパイク選択マップ」を、セタン価Ｃｆ（セタン価Ｃｆは、Ｃｄ１≦Ｃｆ≦Ｃｄ２の範囲にある。）毎に記憶している。ＥＣＵ５０は、まず、セタン価Ｃｆに応じた閾値Ｔａを本マップから取得する。続いて、ＥＣＵ５０は、触媒温度Ｔｃａｔと閾値Ｔａとを大小比較する。

ステップ２００において、触媒温度Ｔｃａｔが閾値Ｔａ以上と判定された場合には、排気添加制御が選択される（ステップ２１０）。ＥＣＵ５０は、運転条件に応じて排気添加弁３８から噴射させる燃料を定めた排気添加マップを予め記憶しており、排気添加マップに基づいてリッチスパイク制御を実施する（ステップ２２０）。その後、リッチスパイク制御の終了に伴い、触媒３６のＮＯｘを還元する制御は終了される（ステップ１６０）。

一方、ステップ２００において、触媒温度Ｔｃａｔが閾値Ｔａ以下と判定された場合には、リッチ燃焼制御が選択される（ステップ２３０）。ＥＣＵ５０は、運転条件に応じて燃料噴射弁２９から噴射させる燃料を定めたリッチ燃焼マップを予め記憶しており、リッチ燃焼マップに基づいてリッチスパイク制御を実施する（ステップ２４０）。その後、リッチスパイク制御の終了に伴い、触媒３６のＮＯｘを還元する制御は終了される（ステップ１６０）。

以上説明したように、図４に示すルーチンによれば、ＧＴＬ燃料以外の燃料が給油された場合であっても、セタン価に応じて、リッチ燃焼制御・排気添加制御のうち、よりＮＯｘ浄化率の高い制御によるリッチスパイクを選択し、実施することができる。加えて、触媒温度によってリッチ燃焼制御と排気添加制御とのＮＯｘ浄化率の優劣が異なるようなセタン価の燃料が給油された場合であっても、触媒温度に応じて、リッチ燃焼制御・排気添加制御のうち、よりＮＯｘ浄化率の高い制御によるリッチスパイクを選択し、実施することができる。このため、本実施例のシステムによれば、セタン価と触媒温度とに応じて、全域でＮＯｘを好適に還元し、好適な排気エミッションを実現することができる。

尚、上述した実施の形態１においては、燃料噴射弁２９が前記第１の発明における「燃料噴射弁」に、触媒３６が前記第１の発明における「触媒」に、排気添加弁３８が前記第１の発明における「排気添加弁」に、筒内圧センサ３０が前記第１の発明における「筒内圧取得手段」に、触媒温度センサ３７が前記第１の発明における「触媒温度取得手段」に、それぞれ相当している。
また、ここでは、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１００の処理を実行することにより前記第１の発明における「ＮＯｘ還元要求判定手段」が、上記ステップ１２０の処理を実行することにより前記第１の発明における「セタン価取得手段」が、上記ステップ１３０の処理を実行することにより前記第１の発明における「第１セタン価閾値取得手段」及び「第２セタン価閾値取得手段」が、上記ステップ１３０〜１５０の処理を実行することにより前記第１の発明における「第１リッチスパイク手段」が、上記ステップ２００の処理を実行することにより前記第１の発明における「触媒温度閾値取得手段」が、上記ステップ１３０及びステップ１７０〜１８０の処理を実行することにより前記第１の発明における「第２リッチスパイク手段」が、上記ステップ１３０及びステップ１９０〜２２０の処理を実行することにより前記第１の発明における「第４リッチスパイク手段」が、上記ステップ１３０、ステップ１９０〜２００及びステップ２３０〜２４０の処理を実行することにより前記第１の発明における「第３リッチスパイク手段」が、それぞれ実現されている。
更に、実施の形態１においては、上記ステップ１３０において取得されるＣｄ１が前記第１の発明における「第１セタン価」に、上記ステップ１３０において取得されるＣｄ２が前記第１の発明における「第２セタン価」に、上記ステップ２００において取得されるＴａが前記第１の発明における「触媒温度の閾値」に、それぞれ対応している。

１０ ディーゼル機関
１８ 排気通路
２２ エアフローメータ
２６ スロットル
２７ 燃料タンク
２９ 燃料噴射弁
３０ 筒内圧センサ
３６ 触媒
３７ 触媒温度センサ
３８ 排気添加弁
５０ ＥＣＵ
Ｃｄ１、Ｃｄ２ 第１セタン価、第２セタン価
Ｃｆ セタン価
Ｔａ 触媒温度の閾値
Ｔｃａｔ 触媒温度

Claims (1)

1. 内燃機関の筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
   前記内燃機関の排気系に設けられたＮＯｘ吸蔵還元型の触媒と、
   前記触媒より上流側の排気系に還元剤を添加する排気添加弁と、
   前記触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元すべきＮＯｘ還元要求があるか否かを判定するＮＯｘ還元要求判定手段と、
   前記内燃機関の筒内圧を取得する筒内圧取得手段と、
   前記筒内圧に基づいて前記燃料のセタン価を取得するセタン価取得手段と、
   前記ＮＯｘ還元要求がなされる場合の前記触媒の設定下限温度において、前記排気添加弁に排気ガス中へ還元剤を添加させる排気添加制御によるリッチスパイクのＮＯｘ浄化率が、前記燃料噴射弁に燃料を噴射させて理論空燃比以下で燃焼させるリッチ燃焼制御によるリッチスパイクのＮＯｘ浄化率を上回るセタン価の上限値（以下、第１セタン価という。）を取得する第１セタン価閾値取得手段と、
   前記第１セタン価よりも高いセタン価であって、前記ＮＯｘ還元要求がなされる場合の前記触媒の設定上限温度において、リッチ燃焼制御によるリッチスパイクのＮＯｘ浄化率が、排気添加制御によるリッチスパイクのＮＯｘ浄化率を上回るセタン価の下限値（以下、第２セタン価という。）を取得する第２セタン価閾値取得手段と、
   前記ＮＯｘ還元要求がある場合において、前記セタン価取得手段により取得されたセタン価が、前記第１セタン価よりも低い場合には、排気添加制御によるリッチスパイクを実施する第１リッチスパイク手段と、
   前記ＮＯｘ還元要求がある場合において、前記セタン価取得手段により取得されたセタン価が、前記第２セタン価よりも高い場合には、リッチ燃焼制御によるリッチスパイクを実施する第２リッチスパイク手段と、
   前記触媒の触媒温度を取得する触媒温度取得手段と、
   前記セタン価取得手段により取得されたセタン価において、排気添加制御によるリッチスパイクのＮＯｘ浄化率が、リッチ燃焼制御によるリッチスパイクのＮＯｘ浄化率を上回る触媒温度の閾値を取得する触媒温度閾値取得手段と、
   前記ＮＯｘ還元要求がある場合であって、且つ、前記セタン価取得手段により取得されたセタン価が、前記第１セタン価から前記第２セタン価までの間にある場合において、さらに、前記触媒温度取得手段により取得された触媒温度が、前記閾値より低い場合には、リッチ燃焼制御によるリッチスパイクを実施する第３リッチスパイク手段と、
   前記ＮＯｘ還元要求がある場合であって、且つ、前記セタン価取得手段により取得されたセタン価が、前記第１セタン価から前記第２セタン価までの間にある場合において、さらに、前記触媒温度取得手段により取得された触媒温度が、前記閾値以上の場合には、排気添加制御によるリッチスパイクを実施する第４リッチスパイク手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。

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