CN106457261A - 除油装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的为抑制由除油装置(6)中的过滤器(63，67)的上游侧(5a)中的油颗粒导致的堵塞，该除油装置(6)将油颗粒收集在被设置于阳极(61a，62a)与阴极(61b，62b)之间的过滤器(63，67)中。在内燃机(1)运转的同时，控制向双极电极(61，62)的电压的施加，以使得以预定的周期性间隔(tc)交替地重复电压施加时段(ton)和电压施加停止时段(toff)，在所述电压施加时段(ton)中电压被施加至所述双极电极(61，62)，在所述电压施加停止时段(toff)中停止向所述双极电极(61，62)的电压的施加。
Description
技术领域
本发明涉及除去内燃机中的漏气(blow-by gas)中包含的油颗粒(油雾)的除油装置。
背景技术
在内燃机中所采用的传统技术中，漏气通过漏气通道而从曲轴箱再循环至进气系统。除去漏气中包含的油颗粒的除油装置被设置在漏气通道中。例如，PLT 1公开了一种具有收集器电极的静电除尘器，该收集器电极收集在由脉冲驱动高压电晕放电电极产生的电场内的已被电离的油雾。
此外，NPL 1公开了一种在洁净室的洁净电梯中使用的微颗粒除去单元。该除去单元主要使用电介质过滤器方法除去被认为源自油的微颗粒。该除去单元被构造为使得用作电介质纤维层的无纺布被填充在平行板电极的阳极与阴极之间。通过将电压施加至电极而在无纺布中产生电介质极化，并且除了作用于带电颗粒的库仑力之外，还使用在纤维与微颗粒之间作用的电介质极化力而将微颗粒收集在无纺布中。
引用列表
专利文献
PTL 1：公开号为2005-334876的日本专利申请
非专利文献
NPL 1：日本气溶胶科技学会,vol.14,No.4,338-347(1999)
发明内容
技术问题
当在除去流过内燃机的漏气通道的漏气中包含的油颗粒的除油装置中采用使用过滤器的电介质极化的方法时，除油装置被配置为使得由电介质形成的过滤器被设置在阳极与阴极之间，该阳极与阴极在双极电极的漏气的流动方向上延伸。借助此配置，通过将电压施加至双极电极而在过滤器中产生电介质极化，以使得电介质极化力作用于流过过滤器的油颗粒。另外，漏气中包含的许多油颗粒带电，因此，当将电压施加至双极电极时，除了电介质极化力之外，库仑力也作用于带电的油颗粒。结果，油颗粒被收集在过滤器中，从而被从漏气中除去。
然而，在具有诸如上述的配置的除油装置中，当为了在过滤器中收集漏气中包含的油颗粒而将电压不断地施加至双极电极时，油颗粒一流入过滤器，电介质极化力和库仑力就不断地作用于油颗粒。流入过滤器的油颗粒因此可能在到达过滤器的下游部之前被收集在过滤器的上游部中。换言之，在过滤器的上游部中收集的油颗粒很可能多于在过滤器的下游部中收集的油颗粒。结果，即使仍可以在过滤器的下游部中收集油颗粒，但是在过滤器的上游部中的油颗粒可能导致堵塞。
本发明考虑到该问题而被设计出，本发明的目的为提供这样一种在除油装置中采用的技术：该技术将油颗粒收集在被设置于阳极与阴极之间的过滤器中，通过该技术，可以抑制由过滤器的上游部中的油颗粒导致的堵塞。
问题解决方案
根据第一发明，电压被间歇地施加至在过滤器中产生电介质极化的双极电极。
更具体地，根据本发明的除油装置除去在流过内燃机的漏气通道的漏气中包含的油颗粒，并且包括：
双极电极，其具有在所述漏气的流动方向上延伸的阳极和阴极；
过滤器，其由电介质形成，并且被设置在所述双极电极的所述阳极与所述阴极之间；以及
控制单元，其控制向所述双极电极的电压的施加，
其中，所述控制单元控制向所述双极电极的所述电压的施加以使得在所述内燃机运转的同时，以预定的周期性间隔交替地重复电压施加时段和电压施加停止时段，在所述电压施加时段中所述电压被施加至所述双极电极，在所述电压施加停止时段中停止向所述双极电极的所述电压的施加。
在本发明中，电压被周期性地施加至双极电极。换言之，在内燃机运转的同时交替地重复向双极电极的电压的施加和向双极电极施加的电压的停止，而不是不断地将电压施加至双极电极。这里，预定的周期为这样的时间段：该时间段被假设为短于其中油颗粒在流入过滤器之后流出过滤器的时段。
在电压施加停止时段期间，电介质极化力和库仑力不作用于流入过滤器的油颗粒。因此，在该时段期间，流入过滤器的油颗粒不太可能被收集在过滤器的上游部中，而是与漏气流一起从上游侧至下游侧移动通过过滤器。当在该移动正在进行的同时迎来电压施加时段时，电介质极化力和库仑力作用于流过过滤器的油颗粒。结果，已经通过过滤器的上游部的油颗粒被收集在过滤器的上游部的下游侧的部分中。
换言之，根据本发明，与一直将电压施加至双极电极的情况相比，抑制了在过滤器的上游部中的集中的油颗粒收集。结果，可以抑制由过滤器的上游部中的油颗粒导致的堵塞。此外，根据本发明，通过沿着漏气流使用从上游部至下游部的整个过滤器而收集油颗粒。因此，可以在整个过滤器内确保充分的油颗粒收集率(收集的油颗粒的量相对于流入的油颗粒的量的比率)。
这里，流入过滤器的油颗粒的流速随着流入过滤器的漏气的流速的降低而降低。相应地，流入过滤器的油颗粒通过过滤器的上游部所需要的时间延长。因此，假设电压施加时段的长度为恒定的，当流入过滤器的漏气的流速低时，在电压施加时段期间被收集在过滤器的上游部中的油颗粒的量大于当漏气的流速高时的量。因此，在本发明中，可以根据流入过滤器的漏气的流速而更改其中将电压施加至双极电极的电压施加时段的占空比。换言之，在本发明中，所述控制单元可以使得当流入所述过滤器的所述漏气的流速低时的所述电压施加时段的占空比小于当所述漏气的所述流速高时的所述电压施加时段的占空比。
当电压施加时段的占空比小时，电压施加时段(油颗粒在该时段期间通过过滤器的上游部)的总时间缩短。因此，根据上面的描述，当流入过滤器的漏气的流速低时，被收集在过滤器的上游部中的油颗粒的量减少。结果，即使当流入过滤器的漏气的流速低时，也可以抑制由过滤器的上游部中的油颗粒导致的堵塞。另一方面，当流入过滤器的漏气的流速低时，流入过滤器的油颗粒流出过滤器所花费的时间比当流速高时流出过滤器所花费的时间长。因此，即使当电压施加时段的占空比被减小时，也会在电压施加停止时段期间已经通过过滤器的上游部的油颗粒仍然正在通过过滤器的上游部的下游侧的部分的同时迎来电压施加时段，结果，这些油颗粒很可能被收集在过滤器中。因此，在其中流入过滤器的漏气的流速低的情况下，即使当电压施加时段的占空被减小时，也可以在整个过滤器内确保充分的油颗粒收集率。
此外，根据上面的描述，当流入过滤器的漏气的流速高时，电压施加时段的占空比大于当漏气的流速低时的电压施加时段的占空比。结果，即使当漏气的流速增加而导致流入过滤器的油颗粒的流速增加时，也可以抑制其中油颗粒通过过滤器的电压施加时段(即，其中可以将油颗粒收集在过滤器中的时段)的总时间的缩短。因此，即使当流入过滤器的漏气的流速高时，也可以在整个过滤器内确保充分的油颗粒收集率。
另外，当内燃机的发动机负荷变化时，汽缸内部压力和进气管的内部压力也变化，这导致漏气的流速的变化。因此，在本发明中，所述控制单元可以根据所述内燃机的发动机负荷而更改所述电压施加时段的所述占空比。
然而，应注意，在内燃机的发动机负荷的变化与漏气的流速的变化之间出现时滞(time lag)。因此，当所述内燃机的所述发动机负荷变化时，所述控制单元可以在所述发动机负荷的所述变化之后的预定延迟时间之后更改所述电压施加时段的所述占空比。这样做可以尽可能地相对于流入过滤器的漏气的流速的实际变化而更改电压施加时段的占空比。
根据第二发明，向双极电极施加的电压根据流入过滤器的漏气的流速而被更改。
更具体地，根据本发明的一种除油装置除去在流过内燃机的漏气通道的漏气中包含的油颗粒，并且包括：
双极电极，其具有在所述漏气的流动方向上延伸的阳极和阴极；
过滤器，其由电介质形成，并且被设置在所述双极电极的所述阳极与所述阴极之间；以及
控制单元，其控制向所述双极电极的电压施加，
其中，所述控制单元使得当流入所述过滤器的所述漏气的流速低时被施加至所述双极电极的所述电压低于当所述漏气的所述流速高时被施加至所述双极电极的所述电压。
当在足够大的电压被施加至双极电极的条件下漏气的流速减小时，过滤器的上游部中的油颗粒收集率过分增加，这导致堵塞的可能性增加，该足够大的电压即使在漏气的流速增加之后也可以在整个过滤器内确保充分的油颗粒收集率。因此，根据本发明，当流入过滤器的漏气的流速低时，使得向双极电极施加的电压小于当漏气的流速高时向双极电极施加的电压。
因此，与当流入过滤器的漏气的流速高时相比，当流入过滤器的漏气的流速低时，作用于流过过滤器的油颗粒的电介质极化力和库仑力较小。因此，根据上面的描述，当流入过滤器的漏气的流速低时，被收集在过滤器的上游部中的油颗粒的量减少。结果，即使当流入过滤器的漏气的流速低时，也可以抑制由过滤器的上游部中的油颗粒导致的堵塞。
此外，根据本发明，当流入过滤器的漏气的流速高时，被施加至双极电极的电压大于当漏气的流速低时被施加至双极电极的电压。因此，作用于流过过滤器的油颗粒的电介质极化力和库仑力变得大于当流入过滤器的漏气的流速低时作用于流过过滤器的油颗粒的电介质极化力和库仑力。结果，即使当流入过滤器的漏气的流速高时，也可以在整个过滤器内确保充分的油颗粒收集率。
根据第三发明，第二双极电极的阳极和阴极被设置在第一双极电极的阳极与阴极之间，过滤器被设置在各个电极之间，并且向第一双极电极和第二双极电极的电压施加根据流入过滤器的漏气的流速而被控制。
更具体地，根据本发明的一种除油装置除去在流过内燃机的漏气通道的漏气中包含的油颗粒，并且包括：
第一双极电极，其具有在所述漏气的流动方向上延伸的阳极和阴极；
第二双极电极，其被设置在所述第一双极电极的所述阳极与所述阴极之间，包括在所述漏气的所述流动方向上延伸的阳极和阴极，并且被设置为使得所述阳极位于所述第一双极电极的所述阴极侧且所述阴极位于所述第一双极电极的所述阳极侧；
过滤器，其由电介质形成，并且被设置在所述第一双极电极的所述阳极与所述第二双极电极的所述阴极之间、所述第二双极电极的所述阴极与所述第二双极电极的所述阳极之间、以及所述第二双极电极的所述阳极与所述第一双极电极的所述阴极之间；以及
控制单元，其控制向所述第一双极电极和所述第二双极电极的电压的施加，
其中，当流入所述过滤器的所述漏气的流速高于阈值时，所述控制单元向所述第一双极电极和所述第二双极电极施加所述电压，并且当所述漏气的所述流速等于或低于所述阈值时，所述控制单元仅向所述第一双极电极和所述第二双极电极中的所述第一双极电极施加所述电压。
当向双极电极施加电压时，作用于流过在阳极与阴极之间设置的过滤器的油颗粒的电介质极化力和库仑力随着阳极与阴极之间的距离延长而减小。因此，在如上所述设置第一双极电极和第二双极电极的情况下，当仅向第一双极电极施加电压时作用于流过过滤器的油颗粒的电介质极化力和库仑力小于当向第一双极电极和第二双极电极二者都施加电压时作用于流过过滤器的油颗粒的电介质极化力和库仑力。
因此，在本发明中，当流入过滤器的漏气的流速等于或小于阈值时，仅向第一双极电极施加电压。结果，通过过滤器的上游部的油颗粒不太可能被收集在过滤器中。因此，即使当流入过滤器的漏气的流速低时，也可以抑制由过滤器的上游部中的油颗粒导致的堵塞。另外，如上所述，当流入过滤器的漏气的流速低时，流入过滤器的油颗粒流出过滤器所花费的时间比当流速高时所花费的时间长。因此，即使当第一双极电极被设定为被施加电压的唯一双极电极而导致作用于油颗粒的电介质极化力和库仑力减小时，在油颗粒通过过滤器的上游部之后被收集在过滤器的上游部的下游侧的部分中的油颗粒的比例也增加。结果，即使当流入过滤器的漏气的流速等于或小于阈值而使得第一双极电极被设定为被施加电压的唯一双极电极时，也在整个过滤器内确保充分的油颗粒收集率。
此外，在本发明中，当流入过滤器的漏气的流速高于阈值时，向第一双极电极和第二双极电极二者都施加电压，结果，作用于油颗粒的电介质极化力和库仑力变得大于当漏气的流速低时作用于油颗粒的电介质极化力和库仑力。因此，即使当流入过滤器的漏气的流速高于阈值时，也可以在整个过滤器内确保充分的油颗粒收集率。
根据第四发明，双极电极被配置为使得在漏气的流动方向上的下游部中的阳极与阴极之间的距离短于在上游部中的阳极与阴极之间的距离。
更具体地，根据本发明的一种除油装置除去在流过内燃机的漏气通道的漏气中包含的油颗粒，并且包括：
双极电极，其具有在所述漏气的流动方向上延伸的阳极和阴极；
过滤器，其由电介质形成，并且被设置在所述双极电极的所述阳极与所述阴极之间；以及
电压施加单元，其将电压施加至所述双极电极，
其中，在所述漏气的所述流动方向上的下游部中的所述双极电极的所述阳极与所述阴极之间的距离短于在上游部中的所述双极电极的所述阳极与所述阴极之间的距离。
如上所述，当将电压施加至双极电极时，作用于流过在阳极与阴极之间设置的过滤器的油颗粒的电介质极化力和库仑力随着阳极与阴极之间的距离延长而减小。因此，在如上所述配置双极电极的情况下，在漏气的流动方向上的过滤器的上游部中作用于流过过滤器的油颗粒的电介质极化力和库仑力小于在过滤器的下游部中的作用于流过过滤器的油颗粒的电介质极化力和库仑力。结果，油颗粒不太可能被收集在过滤器的上游部中。因此，根据本发明，可以抑制由过滤器的上游部中的油颗粒导致的堵塞。另外，在过滤器的下游部中，作用于流过过滤器的油颗粒的电介质极化力和库仑力大于在过滤器的上游部中作用于流过过滤器的油颗粒的电介质极化力和库仑力。因此，已经通过过滤器的上游部的油颗粒很可能被收集在过滤器的下游部中。结果，可以在整个过滤器内确保充分的油颗粒收集率。
本发明也可以被理解为包括根据上述第一到第四发明中的任一项的除油装置的内燃机。
本发明的有利效果
根据本发明，在将油颗粒收集在被设置于阳极与阴极之间的过滤器中的除油装置中，可以抑制由过滤器的上游部中的油颗粒导致的堵塞。
附图说明
图1为示出根据实施例的内燃机及其进气/排气系统的配置的示意图。
图2为示出根据第一实施例的除油装置的配置的示意图。
图3为示出除油装置的油颗粒收集率的图。
图4为示出在不断地将电压施加至除油装置的双极电极的情况下被收集在过滤器中的油颗粒的量的分布的图。
图5为示出被施加至根据第一实施例的除油装置的双极电极的电压的转变的时间图。
图6为示出在执行诸如图5所示例的电压施加控制的情况下被收集在过滤器中的油颗粒的量的分布的图。
图7为示出根据第一实施例的变型例的除油装置的配置的示意图。
图8为示出在不断地将电压施加至除油装置的双极电极的情况下被收集在过滤器中的油颗粒的量的分布的第二图。
图9为示出被施加至根据第二实施例的除油装置的双极电极的电压的转变的时间图。
图10为示出在执行诸如图9所示例的占空比控制的情况下被收集在过滤器中的油颗粒的量的分布的图。
图11为示出根据第二实施例的电压施加控制的流程的流程图。
图12为示出内燃机的发动机负荷Qe与漏气的流速Qgas之间的关系的图。
图13为示出根据第一实施例的漏气的流速Qgas与电压施加时段ton的占空比之间的关系的图。
图14为示出内燃机的发动机负荷Qe和流入过滤器的漏气的流速Qgas的转变的时间图。
图15为示出根据第二实施例的变型例的电压施加控制的流程的流程图。
图16为示出根据第三实施例的漏气的流速Qgas与被施加至双极电极的电压Va之间的关系的图。
图17为示例出根据第三实施例的被收集在过滤器中的油颗粒的量的分布的图。
图18为示出根据第三实施例的电压施加控制的流程的流程图。
图19为示例出根据第四实施例的被收集在过滤器中的油颗粒的量的分布的图。
图20为示出根据第四实施例的电压施加控制的流程的流程图。
图21为示出根据第五实施例的除油装置的配置的示意图。
图22为示例出根据第五实施例的被收集在过滤器中的油颗粒的量的分布的图。
图23为示出根据参考例的除油装置的配置的示意图。
具体实施方式
下面将基于附图描述本发明的具体实施例。除非另外指定，否则本发明的技术范围不限于在实施例中描述的构成部件的尺寸、材料、形状、相对布置等等。
(第一实施例)
将描述其中将根据本发明的除油装置应用于柴油发动机的情况的实施例。应注意，根据本发明的除油装置不限于柴油发动机，并且可以在另一使用油(润滑油)的发动机，例如汽油发动机中采用。
(内燃机及其进气/排气系统的配置)
图1为示出根据该实施例的内燃机及其进气/排气系统的配置的示意图。内燃机1为安装在车辆中的柴油发动机。进气通道2和排气通道3被连接到内燃机1。涡轮增压器4的压缩机4a被设置在进气通道2的中途。涡轮增压器4的涡轮4b被设置在排气通道3的中途。
电子控制单元(ECU)10被设置在内燃机1的旁边。曲柄位置传感器11和加速器操作量(operation amount)传感器12被电连接到ECU 10。曲柄位置传感器11检测内燃机1的输出轴(曲轴)的旋转位置。加速器操作量传感器12检测其中安装有内燃机1的车辆的加速器操作量。来自各个传感器的输出信号被输入至ECU 10。ECU 10基于来自加速器操作量传感器12的输出值而计算出内燃机1的发动机负荷。另外，ECU 10基于来自曲柄位置传感器11的输出值而计算出内燃机1的发动机转速。
内燃机1进一步设置有漏气通道5。漏气通道5的一端与内燃机1的曲轴箱连通。漏气通道5延伸穿过内燃机1的汽缸盖罩以使得漏气通道5的另一端被连接到压缩机4a的上游侧的进气通道2。漏气通过漏气通道5而从曲轴箱再循环到进气通道2。
漏气包含当油在内燃机1中散布(scatter)时产生的油颗粒(油雾)。因此，为了除去漏气中包含的油颗粒，除油装置6被设置在内燃机1的汽缸盖罩内的漏气通道5中。
(除油装置的配置)
图2为示出根据该实施例的除油装置6的配置的示意图。图2也是从顶部看的除油装置6的示意图。另外，图2中的黑色轮廓箭头表示漏气的流动。
第一双极电极61、第二双极电极62和过滤器63被设置在除油装置6的壳64中。上游侧(曲轴箱侧)漏气通道5a被连接到壳64的气体入口64a。漏气通过气体入口64a而从漏气通道5a流入壳64。下游侧(进气通道侧)漏气通道5b被连接到壳64的气体出口64b。漏气通过气体出口64b流出壳64而流入漏气通道5b。
第一双极电极64为包括在漏气的流动方向上延伸的阳极61a和阴极61b的平行板电极。第二双极电极62为包括在漏气的流动方向上延伸的阳极62a和阴极62b的平行板电极，并且被设置在第一双极电极61的阳极61a与阴极61b之间。第二双极电极62的阳极62a位于第一双极电极61的阴极61b侧，而第二双极电极62的阴极62b位于第一双极电极61的阳极61a侧。换言之，各个电极被设置为使得：第一双极电极61的阳极61a和第二双极电极62的阴极62b彼此相对，并且第一双极电极61的阴极61b和第二双极电极62的阳极62a彼此相对。
过滤器63被设置在第一双极电极61的阳极61a与第二双极电极62的阴极62b之间、第二双极电极62的阴极62b与第二双极电极62的阳极62a之间、以及第二双极电极62的阳极62a与第一双极电极61的阴极61b之间。过滤器63由例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或玻璃纤维的电介质形成。另外，为了减少压力损耗，采用具有小填充率(例如，大约0.014(1.4％)的填充率)的过滤器作为过滤器63。
此外，排放(drain)通道66被连接到壳64的其中设置有双极电极61、62和过滤器63的部分的下游侧的下侧。排放通道66与内燃机1的汽缸盖的内部连通。由过滤器63收集的被回收的油通过排放通道66而被返回至内燃机1。
各个双极电极61、62被电连接到向双极电极61、62施加电压的电源65。电源65被电连接到ECU 10。向各个双极电极61、62的电压施加由ECU 10控制。
应注意，在根据该实施例的除油装置中，采用这样的配置：该配置采用两个双极电极组，即，第一和第二双极电极61、62。然而，根据本发明的除油装置不限于该电极配置，可以替代地采用具有单个双极电极组的配置或者具有三个或更多个双极电极组的配置。
现在将描述将漏气中包含的油颗粒收集在根据该实施例的除油装置中的机理。在除油装置6中，如上所述，过滤器63的填充率为小的，因此，当没有电压被施加至双极电极61、62时，漏气中包含的油颗粒基本没有被收集在过滤器63中。然而，当将电压施加至双极电极61、62时，电介质极化力和库仑力作用于油颗粒，结果，油颗粒被收集在过滤器63中。
图3为示出除油装置的油颗粒收集率的图。图3中的实线示出将电压施加至这样的除油装置的电极时的油颗粒收集率：该除油装置被配置为使得在阳极与阴极之间设置由电介质形成并且具有小填充率的过滤器，这与该实施例中一样。另外，图3中的虚线示出将电压施加至这样的除油装置的电极时的油颗粒收集率：该除油装置被配置为使得在阳极与阴极之间未设置过滤器。图3中的实线和虚线示出在将相同的预定电压施加至这两个除油装置的电极的情况下的收集率。应注意，在图3中，纵轴示出除油装置的油颗粒收集率，横轴示出油颗粒的粒径。
如图3中的虚线所示，即使通过其中在阳极与阴极之间未设置过滤器的配置，当将预定电压施加至电极时，不考虑油颗粒的粒径，也获得至少50％的油颗粒收集率。换言之，即使当在阳极与阴极之间未设置过滤器时，漏气中包含的油颗粒的一部分也被电极收集。其原因为，当内燃机的各个工作部分中的油变成雾时，许多油颗粒带电，因此，漏气中的许多油颗粒带电。因此，当将电压施加至除油装置中的双极电极时，库仑力作用于带电的油颗粒。
另外，如图3中的实线所示，借助其中在阳极与阴极之间设置过滤器的配置，与其中在阳极与阴极之间未设置过滤器的配置相比，除油装置的油颗粒收集率提高，从而获得大约90％的收集率。其原因为，当将电压施加至双极电极时，在由电介质形成的过滤器中出现电介质极化，因此，除了库仑力之外，电介质极化力也作用于在漏气中包含的油颗粒，结果，油颗粒被收集在过滤器中。库仑力仅作用于带电的油颗粒，而电介质极化力也作用于不带电的油颗粒与过滤器之间。因此，不仅带电的油颗粒被收集在过滤器中，而且不带电的油颗粒也被收集在过滤器中。此外，除了库仑力之外，通过将电介质极化力施加至不带电的油颗粒，作用于不带电的油颗粒的力增加。因此，借助其中在阳极与阴极之间设置过滤器的配置，即使过滤器具有如此小的填充率以致当没有电压被施加至电极时基本没有油颗粒被收集在该过滤器中，除油装置的油颗粒收集率也大于其中在阳极与阴极之间未设置过滤器的配置的除油装置的油颗粒收集率。
(电压施加控制)
接下来，将描述向根据该实施例的除油装置的双极电极施加的电压的控制。图4为示出在不断地将电压施加至双极电极61、62的情况下被收集在过滤器63中的油颗粒的量的分布的图。同样在图4中，黑色轮廓箭头表示漏气的流动。另外，在图4中，阴影部分P表示被收集在过滤器63中的油颗粒。应注意，阴影部分P仅仅是代表被收集在阴影部分P的位置中的油颗粒的量的图像，不指示实际收集油颗粒的方式。
这里，当不断地将电压施加至双极电极61、62时，油颗粒一流入过滤器63中，电介质极化力和库仑力就作用于油颗粒。流入过滤器63的油颗粒因此很可能在到达过滤器63的下游部之前被收集在过滤器63的上游部中。换言之，被收集在过滤器63的上游部中的油颗粒很可能多于被收集在下游部中的油颗粒。因此，如图4所示，当不断地将电压施加至双极电极61、62时，即使油颗粒仍可以被收集在过滤器63的下游部中，过滤器63的上游部中的油颗粒也可能导致堵塞。
因此，在该实施例中，通过使用ECU 10控制电源65，间歇地将电压施加至双极电极61、62。图5为示出根据该实施例的被施加至双极电极61、62的电压的转变的时间图。如图5所示，在该实施例中，代替不断地将电压施加至双极电极61、62，而是控制向双极电极61、62的电压施加以使得在内燃机1运转的同时，以预定的周期性间隔tc交替地重复电压施加时段ton和电压施加停止时段off，在电压施加时段ton中电压被施加至双极电极61、62，在电压施加停止时段off中停止向双极电极61、62的电压施加。应注意，基于实验等提前将预定的周期tc确定为这样的时间段：该时间段被假设为短于油颗粒在流入过滤器63之后流出过滤器63的时段。
图6为示出在执行诸如图5所示的电压施加控制的情况下被收集在过滤器63中的油颗粒的量的分布的图。同样在图6中，黑色轮廓箭头表示漏气的流动。另外，在图6中，阴影部分P表示被收集在过滤器63中的油颗粒。应注意，阴影部分P仅仅是代表被收集在阴影部分P的位置中的油颗粒的量的图像，不指示实际收集油颗粒的方式。
在电压被施加至双极电极61、62的周期tc内的电压施加停止时段toff期间，电介质极化力和库仑力不作用于流过过滤器63的油颗粒。因此，在该时段期间，流入过滤器63的油颗粒不太可能被收集在过滤器63的上游部中，而是从上游侧至下游侧移动通过过滤器63。当在该移动正在进行的同时迎来电压施加时段ton时，电介质极化力和库仑力作用于流过过滤器63的油颗粒。结果，在电压施加停止时段toff期间已经通过过滤器63的上游部的油颗粒在电压施加时段ton期间被收集在过滤器63的上游部的下游侧。
换言之，通过根据该实施例的电压施加控制，与一直将电压施加至双极电极61、62的情况相比，抑制了在过滤器63的上游部中的集中的油颗粒收集，而是通过沿着漏气流使用从上游部至下游部的整个过滤器63收集油颗粒。因此，如图6所示，与诸如图4所示的不断地将电压施加至双极电极61、62的情况相比，被收集在过滤器63的上游部中的油颗粒的量减少，并且被收集在过滤器63的下游部中的油颗粒的量增加。结果，可以抑制由过滤器63的上游部中的油颗粒导致的堵塞。此外，可以在整个过滤器63内确保充分的油颗粒收集率。
(变型例)
图7为示出根据该实施例的变型例的除油装置的配置的示意图。根据该变型例的除油装置在过滤器的配置上与上述实施例不同。根据该变型例，在双极电极61、62的相应上游部中，在第一双极电极61的阳极61a与第二双极电极62的阴极62b之间、第二双极电极62的阴极62b与第二双极电极62的阳极62a之间、以及第二双极电极62的阳极62a与第一双极电极61的阴极61b之间，未设置过滤器67。应注意，在该变型例中，以类似于上面的实施例的方式执行电压施加控制。
通过根据该变型例的配置，当在不带电的油颗粒正在通过双极电极61、62的上游部(未设置过滤器67的部分)的同时迎来电压施加时段ton时，使不带电的油颗粒至少部分地带电。结果，流入过滤器67的油颗粒内的带电的油颗粒的比例增加。如上所述，在电压施加时段ton期间，电介质极化力和库仑力二者都作用于过滤器67中的带电的颗粒。因此，在通过过滤器67的同时，与不带电的油颗粒相比，带电的油颗粒被收集在过滤器67中的可能性更大。因此，根据该变型例，可以提高过滤器67的油颗粒收集率。
(第二实施例)
根据该实施例的内燃机及其进气/排气系统与上面的第一实施例相同地被配置。根据该实施例的除油装置也与上面的第一实施例类似地被配置。以下主要描述该实施例与第一实施例不同的部分。
图8为示出在不断地将电压施加至双极电极61、62的情况下被收集在过滤器63中的油颗粒的量的分布的第二图。图8(a)示出当漏气的流速比较低时所收集的油颗粒的量的分布，图8(b)示出当漏气的流速比较高时所收集的油颗粒的量的分布。同样在图8中，黑色轮廓箭头表示漏气的流动。另外，在图8中，阴影部分P表示被收集在过滤器63中的油颗粒。应注意，阴影部分P仅仅是代表被收集在阴影部分P的位置中的油颗粒的量的图像，不指示实际收集油颗粒的方式。
如上所述，当不断地将电压施加至双极电极61、62时，被收集在过滤器63的上游部中的油颗粒很可能多于下游部。无论漏气的流速如何，情况都是这样。然而，流入过滤器63的油颗粒的流速随着流入过滤器63的漏气的流速的降低而降低。相应地，流入过滤器63的油颗粒通过过滤器63的上游部所需要的时间延长。因此，假设电压施加时段ton的长度为恒定的，则当流入过滤器63的漏气的流速低时，在电压施加时段ton期间被收集在过滤器63的上游部中的油颗粒的量大于当漏气的流速高时被收集在过滤器63的上游部中的油颗粒的量。换言之，如图8所示，与当漏气的流速高时相比，当漏气的流速低时，油颗粒更有可能被密集地收集在过滤器63的上游部中。
(占空比控制)
因此，在根据该实施例的电压施加控制以及以预定的周期性间隔tc交替地重复电压施加时段ton和电压施加停止时段off期间，根据流入过滤器63的漏气的流速更改电压施加时段ton的占空比。图9为示出根据该实施例的被施加至双极电极61、62的电压的转变的时间图。在图9中，虚线示出在流入过滤器63的漏气的流速比较高的情况下的转变，实线示出在其中流入过滤器63的漏气的流速比较低的情况下的转变。在该实施例中，如图9所示，使得当流入过滤器63的漏气的流速低时，电压施加时段ton的占空比小于当漏气的流速高时的电压施加时段ton的占空比。
图10为示出在执行诸如图9所示例的占空比控制的情况下被收集在过滤器63中的油颗粒的量的分布的图。图10(a)示出在漏气的流速比较低的情况下的分布，图10(b)示出在漏气的流速比较高的情况下的分布。同样在图10中，黑色轮廓箭头表示漏气的流动。另外，在图10中，阴影部分P表示被收集在过滤器63中的油颗粒。应注意，阴影部分P仅仅是代表被收集在阴影部分P的位置中的油颗粒的量的图像，不指示实际收集油颗粒的方式。
当电压施加时段ton的占空比减小时，电压施加时段(在该时段期间油颗粒通过过滤器63的上游部)的总时间缩短。相应地，被收集在过滤器63的上游部中的油颗粒的量减少。换言之，过滤器63的上游部中的油颗粒收集率降低。因此，如图10(a)所示，即使当流入过滤器63的漏气的流速低时通过减小电压施加时段的占空比，也可以抑制由过滤器63的上游部中的油颗粒导致的堵塞。
另一方面，当流入过滤器63的漏气的流速低时，流入过滤器63的油颗粒流出过滤器63所花费的时间长于当流速高时流入过滤器63的油颗粒流出过滤器63所花费的时间。因此，即使当电压施加时段ton的占空比被减小时，在电压施加停止时段toff期间已经通过过滤器63的上游部的油颗粒仍然正在通过过滤器63中的上游部的下游侧的部分的同时也迎来电压施加时段，结果，这些油颗粒很可能被收集在过滤器63中。换言之，当电压施加时段ton的占空比被减小时，如果电压施加时段ton的占空比仍为大的，则本该已经被收集在过滤器63的上游部中的油颗粒被收集在过滤器63的上游部的下游的部分中。因此，在流入过滤器63的漏气的流速低的情况下，即使当电压施加时段ton的占空比被减小时，也可以在整个过滤器63内确保充分的油颗粒收集率。
此外，在根据该实施例的电压施加控制中，当流入过滤器63的漏气的流速高时，使得电压施加时段ton的占空比大于当漏气的流速低时的电压施加时段ton的占空比。结果，即使当漏气的流速增加而导致流入过滤器63的油颗粒的流速增加时，也可以抑制电压施加时段(在该时段期间油颗粒通过过滤器63)的总时间的缩短。因此，如图10(b)所示，即使当流入过滤器63的漏气的流速高时，也可以在整个过滤器63内确保充分的油颗粒收集率。
(电压施加控制的流程)
图11为示出根据该实施例的电压施加控制的流程的流程图。该流程被存储在ECU10中，并且在内燃机1运转的同时(或者在执行对漏气中包含的油颗粒的除去的条件成立的同时)，由ECU 10以预定的间隔重复地执行该流程。
在该流程中，首先，在步骤S101中，读取内燃机1的发动机负荷Qe。接下来，在步骤S102中，基于在步骤S101中读取的内燃机1的发动机负荷Qe而计算出流入过滤器63的漏气的流速Qgas。流入过滤器63的漏气的流速Qgas根据内燃机1的发动机负荷Qe而变化。图12为示出内燃机1的发动机负荷Qe与漏气的流速Qgas之间的关系的图。随着内燃机1的发动机负荷增加，内燃机1的汽缸内部压力增大，并且进气通道2的与漏气通道5连接的部分(在压缩机4a的上游侧的部分)中的负压也增加。因此，如图12所示，漏气的流速Qgas随着内燃机1的发动机负荷Qe增加而增大。诸如图12所示的内燃机1的发动机负荷Qe与漏气的流速Qgas之间的关系以图或函数的形式被提前存储在ECU 10中。然后，在步骤S102中，使用该图或函数计算出漏气的流速Qgas。
接下来，在步骤S103中，基于在步骤S102中计算出的漏气的流速Qgas而计算出电压施加时段ton的占空比。图13为示出漏气的流速Qgas与电压施加时段ton的占空比之间的关系的图。在该实施例中，如图13所示，电压施加时段ton的占空比随着漏气的流速Qgas降低而减小。诸如图13所示的漏气的流速Qgas与电压施加时段ton的占空比之间的关系以图或函数的形式被提前存储在ECU 10中。然后，在步骤S103中，使用该图或函数计算出电压施加时段ton的占空比。
接下来，在步骤S104中，调整电压施加控制的占空比，以使得电压施加时段ton的占空比达到在步骤S103中所计算出的值。
应注意，漏气的流速也根据内燃机1的发动机转速而变化。当发动机转速增加时，更容易在内燃机1的汽缸中的活塞环与孔(bore)壁面之间形成间隙。结果，漏气的流速增加。因此，在步骤S101中，可以将内燃机1的发动机负荷和发动机转速二者都用作参数而计算出漏气的流速。这样做，可以更准确地计算出漏气的流速。然而，应注意，内燃机1的发动机负荷的变化对漏气流速的影响大于内燃机1的发动机转速的变化对漏气流速的影响。因此，如在上面的实施例中的那样，可以仅基于内燃机1的发动机负荷而计算出漏气的流速。
此外，在该实施例中，当设置检测内燃机1的汽缸内部压力的汽缸内部压力传感器或检测进气通道2的与漏气通道5连接的部分(在压缩机4a的上游侧的部分)中的进气管压力的进气管压力传感器时，可以基于来自这些传感器的各个输出值而计算出流入过滤器63的漏气的流速Qgas。此外，代替推定流入过滤器63的漏气的流速Qgas，可以基于诸如内燃机1的发动机负荷或汽缸内部压力、或者进气通道2的与漏气通道5连接的部分中的进气管压力的至少一个与漏气的流速Qgas相关的参数来控制电压施加时段ton的占空比。
此外，电压施加时段ton的占空比不一定必须如图13所示的那样响应于漏气的流速Qgas的变化而持续地变化，替代地，电压施加时段ton的占空比可以响应于漏气的流速Qgas的变化而阶段性地变化。
(变型例)
现在将描述根据该实施例的变型例的电压施加控制。图14为示出内燃机1的发动机负荷Qe和流入过滤器63的漏气的流速Qgas的转变的时间图。在图14中，实线示出内燃机1的发动机负荷Qe的转变，虚线示出漏气的流速Qgas的转变。
如上所述，流入过滤器63的漏气的流速Qgas根据内燃机1的发动机负荷Qe而变化。更具体地，漏气的流速Qgas随着内燃机1的发动机负荷Qe增加而增大，并且随着内燃机1的发动机负荷Qe的减小而降低。然而，如图14所示，在内燃机1的发动机负荷Qe的变化与漏气的流速Qgas的变化之间出现时滞。其原因为，流出内燃机1的曲轴箱的漏气花费一定量的时间来通过漏气通道5并且到达除油装置6。
因此，在该变型例中，当内燃机1的发动机负荷变化时，以相对于发动机负荷的变化的预定时滞更改电压施加时段ton的占空比。这样做，可以尽可能地相对于流入过滤器63的漏气的流速的实际变化而更改电压施加时段ton的占空比。
图15为示出根据该变型例的电压施加控制的流程的流程图。该流程被存储在ECU10中，并且在内燃机1运转的同时(或者在执行对漏气中包含的油颗粒的除去的条件成立的同时)由ECU 10以预定的间隔重复地执行该流程。应注意，在该流程中，已为其中与图11所示的流程图的步骤进行的相似的处理的步骤分配了相同的参考标号，并且已省略对其的描述。
在该流程中，在步骤S103之后执行步骤S204的处理。在步骤S204中，做出关于内燃机1的发动机负荷Qe是否已变化的判定。这里，当在步骤S101中读出的内燃机1的发动机负荷Qe与在先前执行的流程的步骤S101中读出的内燃机1的发动机负荷之差等于或超过预定量时，可以判定内燃机1的发动机负荷Qe已变化。当步骤S204的判定为否定时，接下来执行步骤S104的处理。另一方面，当步骤S204的判定为肯定时，接下来执行步骤S205的处理。
在步骤S205中，做出关于在内燃机1的发动机负荷Qe的变化之后是否已经过预定延迟时间dtd的判定。应注意，预定延迟时间dtd基于从内燃机1的曲轴箱到除油装置6的漏气通道5的长度而提前被确定，并且被存储在ECU 10中。当步骤S205的判定为否定时，再次执行步骤S205。当步骤S205的判定为肯定时，接下来执行步骤S104。换言之，电压施加时段ton的占空比被更改为在步骤S103中计算出的值。
应注意，从内燃机1的发动机负荷的变化到流入过滤器63的漏气的量的变化的延迟时间的长度可以根据在那个时候发生的变化之前和之后的内燃机1的发动机负荷而变化。其原因为，流过漏气通道5的漏气的流速根据内燃机1的发动机负荷而变化。因此，在步骤S205的判定中用作基准的预定延迟时间dtd可以基于在那个时候发生的变化之前和之后的内燃机1的发动机负荷而被校正。这样做，电压施加时段ton的占空比可以更精确地与流入过滤器63的漏气的实际流速对应(align)。
另外，时滞不总是必须被设置在内燃机1的发动机负荷Qe的变化与电压施加时段ton的占空比的变化之间。例如，当内燃机1的发动机负荷增加以使得电压施加时段ton的占空比相对于流入过滤器63的漏气的实际流速的增加以一延迟增大时，可能无法从除油装置6中的漏气中充分地除去油颗粒。因此，为了优先确保油颗粒从漏气的可靠除去，当内燃机1的发动机负荷增大时，电压施加时段ton的占空比可以在发动机负荷变化的同时而被增大，并且当内燃机1的发动机负荷减小时，可以在发动机负荷的变化之后再经过预定延迟时间之后减小电压施加时段ton的占空比。
(第三实施例)
根据该实施例的内燃机及其进气/排气系统与第一实施例类似地被配置。根据该实施例的除油装置也与第一实施例类似地被配置。在该实施例中，代替如在上述第一和第二实施例中的那样间歇地将电压施加至除油装置6的双极电极61、62，在内燃机1运转的同时(或者在执行对漏气中包含的油颗粒的除去的条件成立的同时)不断地将电压施加至双极电极61、62。
这里，作用于流过过滤器63的油颗粒的电介质极化力和库仑力随着被施加至双极电极61、62的电压增加而增大。因此，当在将足够大的电压施加至双极电极61、62的条件下，流入过滤器63的漏气的流速减小时，过滤器63的上游部中的油颗粒收集率过量增加而导致堵塞可能性的增加，所述足够大的电压即使在漏气的流速增加之后，也可以在整个过滤器63内确保充分的油颗粒收集率。
(施加电压的控制)
因此，在该实施例中，根据流入过滤器63的漏气的流速而更改被施加至双极电极61、62的电压。图16为示出根据该实施例的漏气的流速Qgas与被施加至双极电极61、62的电压Va之间的关系的图。在该实施例中，如图16所示，当流入过滤器63的漏气的流速低时，使得被施加至双极电极61、62的电压小于当漏气的流速高时被施加至双极电极61、62的电压。
图17为示出根据该实施例的被收集在过滤器63中的油颗粒的量的分布的图。图17(a)示出当在被施加至双极电极61、62的电压保持恒定的同时流入过滤器63的漏气的流速降低时所收集的油颗粒的量的分布，图17(b)示出当被施加至双极电极61、62的电压响应于流入过滤器63的漏气的流速的降低而减小时所收集的油颗粒的量的分布。同样在图17中，黑色轮廓箭头表示漏气的流动。另外，在图17中，阴影部分P表示被收集在过滤器63中的油颗粒。应注意，阴影部分P仅仅是代表被收集在阴影部分P的位置中的油颗粒的量的图像，不指示实际收集油颗粒的方式。
如图17(a)所示，当在被施加至双极电极61、62的电压保持恒定的同时流入过滤器63的漏气的流速降低时，油颗粒更可能被密集地收集在过滤器63的上游部中。在该实施例中，如上所述，此时，被施加至双极电极61、62的电压被减小。当被施加至双极电极61、62的电压被减小时，作用于流入过滤器63的油颗粒的电介质极化力和库仑力减小。结果，通过过滤器63的上游部的油颗粒不太可能被收集在过滤器63中。因此，如图17(b)所示，即使当流入过滤器63的漏气的流速为小的时，也可以抑制由过滤器63的上游部中的油颗粒导致的堵塞。
另一方面，当流入过滤器63的漏气的流速低时，流入过滤器63的油颗粒流出过滤器63所花费的时间长于当流速高时所花费的时间。因此，即使当被施加至双极电极61、62的电压减小而导致作用于油颗粒的电介质极化力和库仑力减小时，在油颗粒通过过滤器63的上游部之后，被收集在过滤器63的上游部的下游侧的部分中的油颗粒的比例增加。结果，即使当在流入过滤器63的漏气的流速低的情况下被施加至双极电极61、62的电压被减小时，也可以在整个过滤器63内确保充分的油颗粒收集率。
此外，在该实施例中，当流入过滤器的漏气的流速高时，被施加至双极电极61、62的电压增加。结果，作用于流过过滤器63的油颗粒的电介质极化力和库仑力增加。因此，即使当漏气的流速增加以致流入过滤器63的油颗粒花费较短的时间流出过滤器63时，也可以在整个过滤器63内确保充分的油颗粒收集率。
(电压施加控制的流程)
图18为示出根据该实施例的电压施加控制的流程的流程图。该流程被存储在ECU10中，并且在内燃机1运转的同时由ECU 10以预定的间隔重复地执行该流程。
在该流程中，与图11所示的流程类似，首先，在步骤S101中读取内燃机1的发动机负荷Qe，接着在步骤S102中计算出流入过滤器63的漏气的流速Qgas。
接下来，在步骤S303中，基于在步骤S102中计算出的漏气的流速Qgas而计算出被施加至双极电极61、62的电压Va。在该实施例中，诸如图16所示的漏气的流速Qgas与被施加至双极电极61、62的电压Va之间的关系以图或函数的形式被提前存储在ECU 10中。然后，在步骤S303中，使用该图或函数而计算出被施加至双极电极61、62的电压Va。
接下来，在步骤S304中，将被施加至双极电极61、62的电压调整为在步骤S303中计算出的值。
应注意，同样在该实施例中，与根据第二实施例的电压施加时段的占空比的控制类似，代替推定流入过滤器63的漏气的流速Qgas，可以基于诸如内燃机1的发动机负荷或汽缸内部压力、或者进气通道2的与漏气通道5连接的部分中的进气管压力的至少一个与漏气的流速Qgas相关的参数来控制被施加至双极电极61、62的电压Va。
另外，被施加至双极电极61、62的电压Va不一定必须如图16所示响应于漏气的流速Qgas而持续地变化，替代地，被施加至双极电极61、62的电压Va可以响应于漏气的流速Qgas而阶段性地变化。
此外，根据该实施例的被施加至双极电极的电压的控制可以与根据第一实施例的向双极电极的间歇的电压施加组合。此外，根据该实施例的被施加至双极电极的电压的控制可以与根据第二实施例的电压施加时段的占空比的控制组合。
(第四实施例)
根据该实施例的内燃机及其进气/排气系统与第一实施例类似地被配置。根据该实施例的除油装置也与第一实施例类似地被配置。在该实施例中，在内燃机1运转的同时(或者在执行对漏气中包含的油颗粒的除去的条件成立的同时)，不断地将电压施加至除油装置6的第一双极电极61，并且基于流入过滤器63的漏气的流速而做出关于是否将电压施加至第二双极电极62的判定。
当将电压施加至双极电极时，作用于流过在阳极与阴极之间设置的过滤器的油颗粒的电介质极化力和库仑力随着阳极与阴极之间的距离延长而减小。在根据该实施例的除油装置6中，当仅使用第一双极电极61作为被施加电压的双极电极时，经历电压施加的阳极与阴极之间的距离长于当向第一双极电极61和第二双极电极62二者都施加电压时的距离。因此，在根据该实施例的除油装置6中，与向第一双极电极61和第二双极电极62二者都施加电压时相比，当仅将电压施加至第一双极电极61时，作用于流过过滤器63的油颗粒的电介质极化力和库仑力较小。
这里，当作用于流过过滤器63的油颗粒的电介质极化力和库仑力增加时，流入过滤器63的油颗粒变得更可能被收集在过滤器63的上游部中。因此，在该实施例中，当流入过滤器63的漏气的流速等于或低于阈值时，仅将电压施加至第一双极电极61并且停止向第二双极电极62的电压施加。另一方面，当流入过滤器63的漏气的流速超过阈值时，向第一双极电极61和第二双极电极62二者都施加电压。
图19为示出根据该实施例被收集在过滤器63中的油颗粒的量的分布的图。图19(a)示出当流入过滤器63的漏气的流速等于或低于阈值而使得向第一双极电极61和第二双极电极62二者都施加电压时所收集的油颗粒的量的分布。图19(b)示出当流入过滤器63的漏气的流速等于或低于阈值而使得仅将电压施加至第一双极电极61时所收集的油颗粒的量的分布。同样在图19中，黑色轮廓箭头表示漏气的流动。另外，在图19中，阴影部分P表示被收集在过滤器63中的油颗粒。应注意，阴影部分P仅仅是代表被收集在阴影部分P的位置中的油颗粒的量的图像，不指示实际收集油颗粒的方式。
如图19(a)所示，当流入过滤器63的漏气的流速等于或低于阈值而使得向第一双极电极61和第二双极电极62二者都施加电压时，油颗粒很可能被密集地收集在过滤器63的上游部中。在该实施例中，如上所述，此时停止向第二双极电极62的电压施加，以使得仅将电压施加至第一双极电极61。当第一双极电极61被设定为被施加电压的唯一双极电极时，与向第一双极电极61和第二双极电极62二者都施加电压的情况相比，作用于流入过滤器63的油颗粒的电介质极化力和库仑力减小。相应地，通过过滤器63的上游部的油颗粒不太可能被收集在过滤器63中。因此，如图19(b)所示，即使当流入过滤器63的漏气的流速等于或低于阈值时，也可以抑制由过滤器63的上游部中的油颗粒导致的堵塞。
另一方面，当流入过滤器63的漏气的流速低时，流入过滤器63的油颗粒流出过滤器63所花费的时间长于当流速高时流入过滤器63的油颗粒流出过滤器63所花费的时间。因此，即使当第一双极电极61被设定为被施加电压的唯一双极电极而导致作用于油颗粒的电介质极化力和库仑力减小时，在油颗粒通过过滤器63的上游部之后被收集在过滤器63的上游部的下游侧的部分中的油颗粒的比例增加。结果，即使当流入过滤器63的漏气的流速等于或低于阈值而使得第一双极电极61被设定为被施加电压的唯一双极电极时，也可以在整个过滤器63内确保充分的油颗粒收集率。
此外，在该实施例中，当流入过滤器的漏气的流速高于阈值时，向第一双极电极61和第二双极电极62二者都施加电压，结果，作用于流过过滤器63的油颗粒的电介质极化力和库仑力增大。因此，即使当漏气的流速增加而使得流入过滤器63的油颗粒花费较短的时间流出过滤器63时，也可以在整个过滤器63内确保充分的油颗粒收集率。
(电压施加控制的流程)
图20为示出根据该实施例的电压施加控制的流程的流程图。该流程被存储在ECU10中，并且在内燃机1运转的同时(或者在执行对漏气中包含的油颗粒的除去的条件成立的同时)由ECU 10以预定的间隔重复地执行该流程。
在该流程中，与图11所示的流程类似，首先，在步骤S101中读取内燃机1的发动机负荷Qe，接着在步骤S102中计算出流入过滤器63的漏气的流速Qgas。
接下来，在步骤S403中，做出关于在步骤S102中计算出的漏气的流速Qgas是否高于阈值Qgas0的判定。这里，阈值Qgas0被设定为比这样的漏气的流速的下限值小的值：在该下限值下，即使当向第一双极电极61和第二双极电极62二者都施加电压时，也认为不太可能由过滤器63的上游部中的油颗粒导致堵塞。阈值Qgas0可以基于实验等而被确定，并且被提前存储在ECU 10中。
当步骤S403的判定为肯定时，接下来，在步骤S404中，将电压施加至第一双极电极61和第二双极电极62。另一方面，当步骤S403的判定为否定时，接下来，在步骤S405中，将电压施加至第一双极电极61，并且停止向第二双极电极62的电压施加。
应注意，同样在该实施例中，类似于根据第二实施例的电压施加时段的占空比的控制，代替推定流入过滤器63的漏气的流速Qgas，可以基于诸如内燃机1的发动机负荷或汽缸内部压力、或者进气通道2的与漏气通道5连接的部分中的进气管压力的至少一个与漏气的流速Qgas相关的参数而做出关于是否将电压施加至第二双极电极62的判定。
另外，根据该实施例的被施加电压的双极电极的控制可以与根据第一实施例的向双极电极的间歇的电压施加组合。此外，根据该实施例的被施加电压的双极电极的控制可以与根据第二实施例的电压施加时段的占空比的控制组合。
(第五实施例)
根据该实施例的内燃机及其进气/排气系统与第一实施例类似地被配置。然而，根据该实施例的除油装置在双极电极的配置上与根据第一实施例的除油装置不同。图21为示出根据该实施例的除油装置的配置的示意图。图21为从上方示出除油装置6的模式图。另外，在图21中，黑色轮廓箭头表示漏气的流动。
一对双极电极68被设置在根据该实施例的除油装置6的壳64中。双极电极68包括在漏气的流动方向上延伸的阳极68a和阴极68b。与第一实施例中的过滤器类似的过滤器63被设置在双极电极68的阳极68a与阴极68b之间。然而，应注意，双极电极68的阳极68a和阴极68b未被彼此平行地设置，而是替代地，在漏气的流动方向上的下游部中的阳极68a与阴极68b之间的距离被设定为短于上游部中的阳极68a与阴极68b之间的距离(d1>d2)。
图22为示例出根据该实施例的被收集在过滤器63中的油颗粒的量的分布的图。图22(a)示出当双极电极的阳极和阴极被彼此平行地设置时所收集的油颗粒的量的分布，图22(b)示出如在根据该实施例的除油装置中的那样，当在漏气的流动方向上的下游部中的阳极与阴极之间的距离被设定为短于上游部中的阳极与阴极之间的距离时所收集的油颗粒的量的分布。在图22(a)和22(b)中，上部分示出所收集的油颗粒的量的分布，下部分示出作用于在漏气的流动方向上的过滤器的各个位置中的油颗粒的库仑力和电介质极化力的大小。同样在图22中，黑色轮廓箭头表示漏气的流动。另外，在图22中，阴影部分P表示被收集在过滤器63中的油颗粒。应注意，阴影部分P仅仅是代表被收集在阴影部分P的位置中的油颗粒的量的图像，不指示实际收集油颗粒的方式。
如图22A所示，当双极电极的阳极和阴极被彼此平行地设置时，作用于流过过滤器的油颗粒的库仑力和电介质极化力在过滤器的上游部和下游部中基本相同。因此，如上所述，油颗粒很可能被密集地收集在过滤器的上游部中。另一方面，如在该实施例中的那样，如图22(b)所示，当在漏气的流动方向上的下游部中的阳极与阴极之间的距离被设定为短于上游部中的阳极与阴极之间的距离时，在漏气的流动方向上的过滤器的上游部中作用于流过过滤器的油颗粒的库仑力和电介质极化力小于下游部中作用于流过过滤器的油颗粒的库仑力和电介质极化力。结果，油颗粒不太可能被收集在过滤器的上游部中。另外，在过滤器的下游部中作用于流过过滤器的油颗粒的电介质极化力和库仑力大于在过滤器的上游部中作用于流过过滤器的油颗粒的电介质极化力和库仑力。因此，已通过过滤器的上游部的油颗粒很可能被收集在过滤器的下游部中。
因此，借助根据该实施例的配置，可以抑制由过滤器63的上游部中的油颗粒导致的堵塞，并且可以在整个过滤器63内确保充分的油颗粒收集率。此外，当双极电极的阳极和阴极被彼此平行地设置时，除非使得在漏气的流动方向上被施加至双极电极的下游部的电压大于被施加至上游部的电压，否则不能使得被收集在过滤器的上游部中的油颗粒的量和被收集在过滤器的下游部中的油颗粒的量相等。然而，借助根据该实施例的其中在漏气的流动方向上的下游部中的双极电极68的阳极68a与阴极68b之间的距离被设定为短于上游部中的阳极68a与阴极68b之间的距离的配置，即使当将均一(uniform)的电压施加至双极电极68时，也可以使被收集在过滤器63的上游部中的油颗粒的量和被收集在过滤器63的下游部中的油颗粒的量基本相等。结果，可以使用从上游部至下游部的整个过滤器63有效地收集油颗粒。
应注意，在第一至第三实施例中描述的电压施加控制可以被应用于根据该实施例的除油装置。
(参考例)
图23为示出根据参考例的除油装置的配置的示意图。图23为从上方示出除油装置6的模式图。另外，在图23中，黑色轮廓箭头表示漏气的流动。应注意，已从图23省略了向双极电极施加电压的电源以及控制电压的施加的ECU。
根据该参考例的除油装置6包括具有阳极69a和阴极69b的双极电极69，并且与第一实施例的过滤器类似的过滤器63被设置在双极电极69的阳极69a与阴极69b之间。双极电极69的阳极69a和阴极69b在漏气的流动方向上分别被分成四个部分。换言之，根据该参考例的双极电极69被配置为使得四个阳极和四个阴极被排列在漏气的流动方向上。
在该参考例中，不同大小的电压被施加至构成双极电极69的各个电极。更具体地，较低的电压被施加至在漏气的流动方向上较远地朝向上游侧而设置的电极。结果，与第五实施例的配置类似，在漏气的流动方向上的过滤器63的上游部中的作用于流过过滤器63的油颗粒的电介质极化力和库仑力小于下游部中作用于流过过滤器63的油颗粒的电介质极化力和库仑力。因此，可以抑制由过滤器63的上游部中的油颗粒导致的堵塞。另外，在过滤器63的下游部中作用于流过过滤器63的油颗粒的电介质极化力和库仑力大于过滤器63的上游部中作用于流过过滤器63的油颗粒的电介质极化力和库仑力。因此，可以在整个过滤器63内确保充分的油颗粒收集率。
此外，在根据该参考例的配置中，可以在不同的时机(timing)将电压施加至构成双极电极69的各个电极。根据该电压施加控制，在停止向位于上游侧的电极的电压施加的时间，油颗粒不太可能被收集在漏气的流动方向上的过滤器63的上游侧。因此，可以抑制在过滤器63的上游部中的集中的油颗粒的收集。结果，可以抑制由过滤器63的上游部中的油颗粒导致的堵塞。另外，同样根据该电压施加控制，可以使用在漏气的流动方向上的从上游侧至下游侧的整个过滤器63来收集油颗粒。结果，可以在整个过滤器63内确保充分的油颗粒收集率。
参考标号列表
1：内燃机
5：漏气通道
6：除油装置
61、62、68、69：双极电极
61a、62a、68a、69a：阳极
61b、62b、68b、69b：阴极
63、67：过滤器
64：壳
65：电源
10：ECU
Claims (7)
1.一种除油装置，其除去在流过内燃机的漏气通道的漏气中包含的油颗粒，
所述除油装置包括：
双极电极，其具有在所述漏气的流动方向上延伸的阳极和阴极；
过滤器，其由电介质形成，并且被设置在所述双极电极的所述阳极与所述阴极之间；以及
控制单元，其控制向所述双极电极的电压的施加，其中
所述控制单元控制向所述双极电极的所述电压的施加以使得在所述内燃机运转的同时，以预定的周期性间隔交替地重复电压施加时段和电压施加停止时段，在所述电压施加时段中所述电压被施加至所述双极电极，在所述电压施加停止时段中停止向所述双极电极的所述电压的施加。
2.根据权利要求1所述的除油装置，其中，所述控制单元使得当流入所述过滤器的所述漏气的流速低时的所述电压施加时段的占空比小于当所述漏气的所述流速高时的所述电压施加时段的占空比。
3.根据权利要求2所述的除油装置，其中，所述控制单元根据所述内燃机的发动机负荷而更改所述电压施加时段的所述占空比，并且
当所述内燃机的所述发动机负荷变化时，所述控制单元在所述发动机负荷的所述变化之后的预定延迟时间之后更改所述电压施加时段的所述占空比。
4.一种除油装置，其除去在流过内燃机的漏气通道的漏气中包含的油颗粒，
所述除油装置包括：
双极电极，其具有在所述漏气的流动方向上延伸的阳极和阴极；
过滤器，其由电介质形成，并且被设置在所述双极电极的所述阳极与所述阴极之间；以及
控制单元，其控制向所述双极电极的电压的施加，其中
所述控制单元使得当流入所述过滤器的所述漏气的流速低时被施加至所述双极电极的所述电压低于当所述漏气的所述流速高时被施加至所述双极电极的所述电压。
5.一种除油装置，其除去在流过内燃机的漏气通道的漏气中包含的油颗粒，
所述除油装置包括：
第一双极电极，其具有在所述漏气的流动方向上延伸的阳极和阴极；
第二双极电极，其被设置在所述第一双极电极的所述阳极与所述阴极之间，包括在所述漏气的所述流动方向上延伸的阳极和阴极，并且被设置为使得所述阳极位于所述第一双极电极的所述阴极侧且所述阴极位于所述第一双极电极的所述阳极侧；
过滤器，其由电介质形成，并且被设置在所述第一双极电极的所述阳极与所述第二双极电极的所述阴极之间、所述第二双极电极的所述阴极与所述第二双极电极的所述阳极之间、以及所述第二双极电极的所述阳极与所述第一双极电极的所述阴极之间；以及
控制单元，其控制向所述第一双极电极和所述第二双极电极的电压的施加，其中
当流入所述过滤器的所述漏气的流速高于阈值时，所述控制单元向所述第一双极电极和所述第二双极电极施加所述电压，并且当所述漏气的所述流速等于或低于所述阈值时，所述控制单元仅向所述第一双极电极和所述第二双极电极中的所述第一双极电极施加所述电压。
6.一种除油装置，其除去在流过内燃机的漏气通道的漏气中包含的油颗粒，
所述除油装置包括：
双极电极，其具有在所述漏气的流动方向上延伸的阳极和阴极；
过滤器，其由电介质形成，并且被设置在所述双极电极的所述阳极与所述阴极之间；以及
电压施加单元，其将电压施加至所述双极电极，其中
在所述漏气的所述流动方向上的下游部中的所述双极电极的所述阳极与所述阴极之间的距离短于在上游部中的所述双极电极的所述阳极与所述阴极之间的距离。
7.一种内燃机，其包括根据权利要求1至6中任一项所述的除油装置。
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