Japanese本発明は、内燃機関に関し、特に、低圧段ターボ過給機と高圧段ターボ過給機とを備える内燃機関において、排気通路から排気の一部を吸気通路に再循環するEGR装置に関する。turbocharger.特許文献1には、いわゆる2ステージターボシステムが開示されている。これは、吸気通路に、上流側から順に、低圧段コンプレッサと高圧段コンプレッサとを配置し、排気通路に、上流側から順に、高圧段タービンと低圧段タービンとを配置する。低圧段タービンと低圧段コンプレッサとを同軸に連結して、低圧段ターボ過給機を構成し、高圧段タービンと高圧段コンプレッサとを同軸に連結して、高圧段ターボ過給機を構成する。このようにして、吸気を低圧段コンプレッサと高圧段コンプレッサとで2段階に過給することにより、低回転域から効率良く過給圧力を高めることができ、機関の出力向上及び燃費低減を図ることができる。do.また、特許文献1には、2ステージターボシステムにおいて、排気通路から排気の一部を吸気通路に再循環するEGR装置として、排気通路の高圧段タービン下流で低圧段タービン上流から排気を取出して吸気通路の低圧段タービン上流に再循環するEGR通路を設けたものが開示されている。これによれば、過給圧が排気圧力を超える低速高負荷域においても、EGR通路の入口側と出口側の差圧を確保して、必要とするEGR率を確保できる。Aしかしながら、特許文献1に記載の従来技術においては、EGR通路の入口側と出口側の差圧を確保して、差圧大での大量EGRが可能となるが、機関運転領域の全域でEGRを入れる場合、運転条件によっては、不都合があった。高負荷時に、排気温度が高くなると、再循環されるEGRガスの温度が高すぎて、本来のEGRの効果(NOx低減のための燃焼温度抑制)が十分に発揮されなくなる恐れがあった。exhibited.本発明は、このような実状に鑑み、機関運転条件に応じて最適なEGRを選択可能とすることを課題とする。conditions.このため、本発明は、いわゆる2ステージターボシステムを備える内燃機関のEGR装置として、排気通路の高圧段タービン下流で低圧段タービン上流から排気を取出して吸気通路の低圧段コンプレッサ上流へ再循環する第1EGR通路と、排気通路の低圧段タービン下流から排気を取出して吸気通路の低圧段コンプレッサ上流へ再循環する第2EGR通路と、機関運転条件に応じて前記第1及び第2EGR通路を選択するEGR通路選択手段と、を設ける構成とする。位置から排気を取出すことで、例えば差圧大でのEGRを選択できる。位置から排気を取出すことで、例えば低温のEGRが可能となる。よって、運転条件に応じて、例えば、差圧大でのEGRと低温のEGRとを選択できる。selection以下に本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。drawings.図1に示す内燃機関1は、例えばディーゼルエンジンであり、各気筒の燃焼室は、吸気弁及び排気弁(図示せず)を備えると共に、直噴式の燃料噴射弁(図示せず)を備えている。Yes.これにより、各気筒の燃焼室には、エアクリーナ2から取入れた吸入空気が、吸気通路3を通って、吸気弁の開時に吸入される。圧縮行程にて燃料噴射弁より燃料が噴射され、燃焼室内で吸入空気と燃料とが圧縮着火により燃焼する。燃焼後の排気は、排気弁の開弁により、排気通路4へ排出される。valve.内燃機関1は、また、いわゆる2ステージターボシステムを構成する2つのターボ過給機、すなわち、低圧段ターボ過給機5と、高圧段ターボ過給機6とを備えている。6.低圧段ターボ過給機5は、吸気通路3の比較的上流側に配置されて吸気を過給する低圧段コンプレッサ5Cと、排気通路4の比較的下流側に配置されて排気の圧力エネルギーにより回転する低圧段タービン5Tと、低圧段タービン5Tにより低圧段コンプレッサ5Cを駆動するように両者を同軸に連結する駆動軸5Sと、を含んで構成される。5T.高圧段ターボ過給機6は、吸気通路3の比較的下流側(前記低圧段コンプレッサ5Cより下流側)に配置されて吸気を過給する高圧段コンプレッサ6Cと、排気通路4の比較的上流側(前記低圧段タービン5Tより上流側)に配置されて排気の圧力エネルギーにより回転する高圧段タービン6Tと、高圧段タービン6Tにより高圧段コンプレッサ6Cを駆動するように両者を同軸に連結する駆動軸6Sと、を含んで構成される。comprising.言い換えれば、吸気通路3に、上流側から順に、低圧段コンプレッサ5Cと高圧段コンプレッサ6Cとを配置し、排気通路4に、上流側から順に、高圧段タービン6Tと低圧段タービン5Tとを配置している。低圧段タービン5Tと低圧段コンプレッサ5Cとを同軸に連結して、低圧段ターボ過給機5を構成し、高圧段タービン6Tと高圧段コンプレッサ6Cとを同軸に連結して、高圧段ターボ過給機6を構成している。configured.従って、吸気通路3では、エアクリーナ2から取入れた吸入空気が、低圧段コンプレッサ5Cにより過給され、更に高圧段コンプレッサ6Cにより過給され、インタークーラ(図示せず)で冷却された後、吸気マニホールド(図示せず)を介して、各気筒の燃焼室に流入する。shown).このようにして、吸気を低圧段コンプレッサ5Cと高圧段コンプレッサ6Cとで2段階に過給することにより、低回転域から効率良く過給圧力を高めることができ、エンジンの出力向上及び燃費低減を図ることができる。plan.また、排気通路4では、各気筒の排気が排気マニホールド(図示せず)にて合流し、先ず高圧段タービン6Tを通過する際に、排気の圧力エネルギーで、高圧段タービン6Tを駆動し、次いで低圧段タービン5Tを通過する際に、排気の圧力エネルギーで、低圧段タービン5Tを駆動する。その後、排気は、排気浄化触媒及びDPFを含む排気後処理装置7を通って、排出される。DPF.尚、必要により、排気通路4には、高圧段タービン6T及び低圧段タービン5Tをそれぞれバイパスするバイパス通路と、各バイパス通路のバイパス制御のための制御弁とが設けられるが、図示は省略した。必要により、吸気通路3には、高圧段コンプレッサ6Cをバイパスするバイパス通路と、このバイパス通路のバイパス制御のための制御弁とが設けられるが、図示は省略した。omitted.次に、上記の2ステージターボシステムにおける、EGR装置について説明する。described.EGR装置としては、排気通路4の高圧段タービン6T下流で低圧段タービン5T上流から排気を取出して吸気通路3の低圧段コンプレッサ5C上流へ再循環する第1EGR通路11と、排気通路4の低圧段タービン5T下流から排気を取出して吸気通路3の低圧段コンプレッサ5C上流へ再循環する第2EGR通路12と、を設ける。5C.但し、これらの第1及び第2EGR通路11、12は、EGRガスの入口部は異なるが、出口部は同じでよいため、本実施形態では、入口部11aからの第1EGR通路11と入口部12aからの第2EGR通路12とを途中で合流させて、共通EGR通路13とし、この共通EGR通路13を単一の出口部13aに接続している。共通EGR通路13にはEGRクーラ14を配置している。13.また、第1及び第2EGR通路11、12の選択手段として、第1EGR通路11の入口部11aに開閉弁21を設けると共に、第2EGR通路12の入口部12aに開閉弁22を設けている。12.従って、第1開閉弁21を開いて第2開閉弁22を閉じることにより、第1EGR通路11を選択でき、逆に、第1開閉弁21を閉じて第2開閉弁22を開くことにより、第2EGR通路12を選択できる。selected.尚、必要により、吸気通路3におけるEGR通路出口部13aの上流側に吸気制御弁(吸気絞り弁)23を設けてもよい。3.前記第1及び第2開閉弁21、22の開閉制御は、エンジン制御用の電子制御ユニット(ECU)30により行うようになっている。制御すると共に、前記開閉弁21、22の開閉を制御する。必要であれば、吸気制御弁23の開度を制御する。controlled.次にエンジン運転条件に応じた前記開閉弁21、22の制御(EGR通路の選択制御)について説明する。described.図2はEGR通路選択の運転領域を示すもので、横軸をエンジン回転数Ne、縦軸をエンジントルクTeとすると、図示Aの低負荷域(低回転低負荷域)と図示Bの高負荷域(高回転高負荷域)と分けて制御する。ECU30において、エンジン回転数Neはエンジン回転数センサ32により検出するが、エンジントルクTeはエンジン運転条件に基づいて自ら制御している燃料噴射量に基づいて算出する。conditions.図示Aの低負荷域では、第1開閉弁21を開いて、第2開閉弁22を閉じることにより、第1EGR通路11を選択する。22.また、図示Bの高負荷域では、第1開閉弁21を閉じて、第2開閉弁22を開くことにより、第2EGR通路12を選択する。22.従って、図示Aの低負荷域では、第1EGR通路11を選択することにより、排気通路4の高圧段タービン6T下流で低圧段タービン5T上流(入口部11a)から排気を取出して、吸気通路3の低圧段コンプレッサ5C上流(出口部13a)へ再循環する。位置から排気を取出すことで、差圧大でのEGRを選択できる。position.また、図示Bの高負荷域では、第2EGR通路12を選択することにより、排気通路4の低圧段タービン5T下流(入口部12a)から排気を取出して、吸気通路3の低圧段コンプレッサ5C上流(出口部13a)へ再循環する。位置から排気を取出すことで、低温のEGRを選択できる。position.更に詳しく説明すると、図示Aの低負荷域では、低負荷のため、高負荷との比較で、排気温度が低く、排気圧力も低い。従って、図示Aの低負荷域では、第1EGR通路11を選択し、高圧側の位置から排気を取出すことで、EGR通路の入口側と出口側の差圧を大きくして、低負荷にもかかわらず、差圧大での大量EGRが可能となる。possible.特に近年は排気NOxの大幅低減要求に対し、大量EGRが求められており、この要求を満たすことができる。satisfied.また、従来は、大量EGRのため、EGR通路の入口側と出口側の差圧を大きくとるために、吸気通路3のEGR通路出口部上流の吸気制御弁23が必須で、これがコスト高の要因となっていたが、吸気制御弁23の廃止が可能となる。abolished.また、従来は、大量EGRのため、EGR通路の入口側と出口側の差圧を大きくとるために、吸気通路3のEGR通路出口部上流の吸気制御弁23を大きく絞って大きな負圧を発生させる必要があり、これにより、低圧段コンプレッサ5C内に大きな負圧が発生し、ターボ潤滑油の吸気系への洩れ流出が懸念されていた。2ステージターボの場合、通常制御では、低圧段コンプレッサ5Cの回転数が低く、シングルターボの場合よりも、洩れ性能的に極めて不利であった。この点、本実施形態では、吸気制御弁23を廃止可能、若しくは吸気制御弁23を設けたとしても大きく絞る必要はないので、負圧の発生を抑制でき、ターボ潤滑油の洩れを防止することができる。do.また、図示Aの低負荷域では、第1EGR通路11を選択することで、高温側の位置から排気を取出すことになるが、低負荷ゆえ、そもそも低温であるので、高温EGRによる充填効率低下等の恐れはない。of.暖機時について考えると、高温側の位置から排気を取出すことで、暖機時の燃焼温度を高めて、早期暖機を促進できる。従って、低温時に早期暖機用として使うこともできる。EGR配管の氷結対策にもつながる。piping.一方、図示Bの高負荷域では、高負荷のため、低負荷との比較で、排気温度が高く、排気圧力も高い。従って、図示Bの高負荷域では、第2EGR通路12を選択し、低温側の位置から排気を取出すことで、高負荷にもかかわらず、低温のEGRが可能となる。load.また、図示Bの高負荷領域では、第2EGR通路12を選択することで、低圧側の位置から排気を取出すことになるが、高負荷ゆえ、そもそも高圧であるので、EGR通路の入口側と出口側の差圧は確保でき、十分な大量EGRが可能となる。possible.従って、このようなEGR通路の選択制御により、エンジン運転領域の全域で、比較的低温の排気を、大量にEGR可能となり、EGRによるNOx低減効果及び燃費低減効果を十分に発揮させることが可能となる。Become.尚、以上の説明では、EGR通路選択手段として、各EGR通路11、12に開閉弁21、22を設けたが、出口側の共通EGR通路13への合流部に、流路切換弁を設けるなどしてもよく、通路の選択形式はどのようなものであってもよい。selected.また、以上の説明では、ディーゼルエンジンを例にとって説明したが、ガソリンエンジンを含む内燃機関一般に適用可能であることは言うまでもない。前記EGR装置は、排気通路の前記高圧段タービン下流で前記低圧段タービン上流から排気を取出して吸気通路の前記低圧段コンプレッサ上流へ再循環する第1EGR通路と、排気通路の前記低圧段タービン下流から排気を取出して吸気通路の前記低圧段コンプレッサ上流へ再循環する第2EGR通路と、機関運転条件に応じて前記第1及び第2EGR通路を選択するEGR通路選択手段と、を含んで構成される、内燃機関。supercharger。