DE112006003142B4 - Fuel cell system and its business interruption method - Google Patents

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Abstract

Brennstoffzellensystem (1) mit: einer Brennstoffzelle (10); einem Gaszufuhrsystem (3) zur Zufuhr eines Reaktionsgases zu dieser Brennstoffzelle (10); und einem Injektor (35) zur Einstellung eines Gasstadiums an einer stromaufwärtigen Seite dieses Gaszufuhrsystems (3), um das Gas einer stromabwärtigen Seite zuzuführen, wobei: der Injektor (35) einen inneren Kanal (53) enthält, um die stromaufwärtige Seite des Injektors (35) mit der stromabwärtigen Seite des Injektors (35) zu verbinden, einen Ventilkörper (65) hat, der beweglich in dem inneren Kanal (53) angeordnet ist, um ein Offen/Geschlossen-Stadium des Kanals zu ändern, und einen Ventilkörper-Antriebsteil (69) hat, um den Ventilkörper (65) durch Aufbringung eines Stroms anzutreiben; das System ferner ein Wasserverringerungsmittel (4) enthält, um, durch Steuern der Aufbringung des Stroms auf das Ventilkörper-Antriebsteil (69), Wasser zumindest um den Ventilkörper (65) des Injektors (35) herum zu reduzieren, wenn oder nachdem das System anhält; und das Wasserverringerungsmittel (4) einen Strom, der ein geschlossenes Ventilstadium beibehält, auf das Ventilkörper-Antriebsteil (69) des Injektors (35) aufbringt, um die Temperatur des Reaktionsgases zu erhöhen, und dann ein Ventil des Injektors (35) öffnet.A fuel cell system (1) comprising: a fuel cell (10); a gas supply system (3) for supplying a reaction gas to said fuel cell (10); and an injector (35) for adjusting a gas stage at an upstream side of said gas supply system (3) to supply the gas to a downstream side, wherein: the injector (35) includes an inner channel (53) to supply the upstream side of the injector (3); 35) to the downstream side of the injector (35), has a valve body (65) movably disposed in the inner passage (53) to change an open / close state of the passage, and a valve body driving part (69) to drive the valve body (65) by applying a current; the system further includes water reducing means (4) for reducing water at least around the valve body (65) of the injector (35) by controlling the application of the current to the valve body driving part (69) when or after the system stops ; and the water reducing means (4) applies a flow maintaining a closed valve stage to the valve body driving part (69) of the injector (35) to raise the temperature of the reaction gas, and then opens a valve of the injector (35).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem, in welchem ein Gaszuführungssystem einer Brennstoffzelle mit einem Injektor versehen ist, und ein Betriebsunterbrechungsverfahren des Systems.The present invention relates to a fuel cell system in which a gas supply system of a fuel cell is provided with an injector, and an operation interrupting method of the system.

Stand der TechnikState of the art

Derzeit wurde ein Brennstoffzellensystem vorgeschlagen und in den praktischen Einsatz genommen, welches eine Brennstoffzelle umfasst, die die Zufuhr eines Reaktionsgases (ein Brennstoffgas und ein oxidierendes Gas) empfängt, um Leistungen zu erzeugen. Solch ein Brennstoffzellensystem ist mit einem Brennstoffzufuhrkanal versehen, um das Brennstoffgas, welches von einer Brennstoffzufuhrquelle wie beispielsweise einem Wasserstofftank in die Brennstoffzelle zugeführt werden soll, einzuführen.At present, a fuel cell system has been proposed and put into practical use, which includes a fuel cell that receives the supply of a reaction gas (a fuel gas and an oxidizing gas) to generate power. Such a fuel cell system is provided with a fuel supply passage for introducing the fuel gas to be supplied into the fuel cell from a fuel supply source such as a hydrogen tank.

Zwischenzeitlich wird ein Druckanpassventil (ein Regulator), welches einen Zufuhrdruck auf einen bestimmten Wert verringert, allgemein entlang eines Brennstoffzufuhrkanals angeordnet, wenn der Zufuhrdruck des Brennstoffgases von der Brennstoffzufuhrquelle bemerkenswert hoch ist. In den letzten Jahren wird eine Technologie vorgeschlagen, in welcher ein mechanisch variables Druckanpassventil (ein variabler Regulator) entlang des Brennstoffzufuhrkanals angeordnet ist, um den Zufuhrdruck des Brennstoffgases in beispielsweise zwei Stufen zu ändern, wobei der Zufuhrdruck des Brennstoffgases basierend auf einem Betriebsstadium des Systems (z. B. siehe japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift JP 2004-139 984 A ) geändert wird.Meanwhile, a pressure-adjusting valve (regulator), which reduces a supply pressure to a certain value, is generally arranged along a fuel supply passage when the supply pressure of the fuel gas from the fuel supply source is remarkably high. In recent years, a technology is proposed in which a mechanically variable pressure adjusting valve (a variable regulator) is disposed along the fuel supply passage to change the supply pressure of the fuel gas in, for example, two stages, the supply pressure of the fuel gas being based on an operating stage of the system. For example, see Japanese Patent Application Publication JP 2004-139 984 A ) will be changed.

Brennstoffzellensysteme mit Injektoren sind ferner aus der US 6 161 783 A und der JP 2005-011 779 A bekannt.Fuel cell systems with injectors are further from the US Pat. No. 6,161,783 A and the JP 2005-011 779 A known.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Jedoch war es schwierig, schnell einen Zufuhrdruck eines Brennstoffgases (beispielsweise weil das Ansprechen niedrig ist) aufgrund eines Aufbaus des in der oben erwähnten JP 2004-139 984 A beschriebenen, herkömmlichen mechanisch variablen Druckanpassungsventils zu ändern, und zudem konnten keine Hochpräzisionsdruckanpassungen durchgeführt werden, in welchen ein Zieldruck über eine Vielzahl von Stufen geändert wird.However, it has been difficult to quickly make a supply pressure of a fuel gas (for example, because the response is low) due to a structure of the above-mentioned JP 2004-139 984 A In addition, high precision pressure adjustments could not be performed in which a target pressure is changed over a plurality of stages.

Da das herkömmliche mechanisch variable Druckanpassungsventil einen vergleichbar komplizierten Aufbau hat, weist das Ventil ferner große Abmessungen und ein großes Gewicht auf, so dass die Kosten für die Herstellung steigen. Da das herkömmliche mechanisch variable Druckanpassungsventil einfach den Zufuhrdruck des Brennstoffgases ändert, muss ferner ein Anlassventil separat angeordnet werden, um die Zufuhr des Brennstoffgases zu unterbrechen. Dadurch werden Probleme einer Vergrößerung des Systems (Vergrößerung eines Einbauraums) und eine Steigerung der Ausstattungskosten hervorgerufen.Further, since the conventional mechanical variable pressure-adjusting valve has a comparatively complicated structure, the valve has a large size and a large weight, so that the cost of production increases. Further, since the conventional mechanical variable pressure-adjusting valve simply changes the supply pressure of the fuel gas, it is necessary to separately arrange a starting valve to stop the supply of the fuel gas. This causes problems of enlarging the system (enlarging a mounting space) and increasing the equipment cost.

Um das Problem zu lösen, wurde ein hochresponsives Brennstoffzellensystem gefordert, welches geeignet ist, den Zufuhrdruck des Brennstoffgases basierend auf einem Betriebsstadium der Brennstoffzelle geeignet zu ändern. Jedoch tritt Wasser, welches auf der Seite eines Oxidationsgaszufuhrsystems in Verbindung mit der Leistungserzeugung der Brennstoffzelle erzeugt wird, durch die Brennstoffzelle und gelangt in ein Brennstoffzufuhrsystem des Brennstoffzellensystems. Wenn das Wasser, welches an dem Druckanpassventil verbleibt, gefriert, wird daher ein stabiler Betrieb des Druckanpassventils bei einem Niedrigtemperaturanfahren gestört.In order to solve the problem, a highly responsive fuel cell system capable of appropriately changing the supply pressure of the fuel gas based on an operation stage of the fuel cell has been demanded. However, water generated on the side of an oxidant gas supply system in connection with the power generation of the fuel cell passes through the fuel cell and enters a fuel supply system of the fuel cell system. Therefore, if the water remaining on the pressure-adjusting valve freezes, stable operation of the pressure-adjusting valve in low-temperature starting is disturbed.

Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich einer solchen Situation entwickelt und eine Aufgabe ist es, ein hochresponsives Brennstoffzellensystem vorzusehen, welches selbst bei einem Niedrigtemperaturanfahren stabil läuft, und in welchem ein Zufuhrdruck des Brennstoffgases basierend auf einem Betriebsstadium der Brennstoffzelle geeignet geändert werden kann, und ein Betriebsunterbrechungsverfahren des Systems.The present invention has been developed in view of such a situation, and has an object to provide a highly responsive fuel cell system which stably operates even at a low-temperature starting, and in which a supply pressure of the fuel gas can be appropriately changed based on an operation stage of the fuel cell, and an operation interrupting method system.

Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, umfasst ein Brennstoffzellensystem der vorliegenden Erfindung: eine Brennstoffzelle; ein Gaszufuhrsystem, um der Brennstoffzelle ein Reaktionsgas zuzuführen; und einen Injektor, um ein Gasstadium an einer stromaufwärtigen Seite des Gaszufuhrsystems anzupassen, um das Gas einer stromabwärtigen Seite zuzuführen, wobei: der Injektor einen inneren Kanal hat, um die stromaufwärtige Seite des Injektors mit der stromabwärtigen Seite des Injektors zu verbinden, einen Ventilkörper, der bewegbar in dem inneren Kanal angeordnet ist, um einen offen/geschlossen Zustand des Kanals zu ändern, und einen Ventilkörper-Antriebsteil (z. B. einen Solenoid) hat, um den Ventilkörper durch Aufbringung eines Stroms anzutreiben; und das System enthält ferner Wasserverringerungsmittel, um, durch Steuern der Aufbringung des Stroms auf das Ventilkörper-Antriebsteil, Wasser zumindest um den Ventilkörper des Injektors zu verringern, wenn oder nachdem das System anhält. Das Wasserverringerungsmittel bringt einen Strom, der ein geschlossenes Ventilstadium beibehält, auf das Ventilkörper-Antriebsteil des Injektors auf, um die Temperatur des Reaktionsgases zu erhöhen, und dann ein Ventil des Injektors öffnet.In order to achieve the above object, a fuel cell system of the present invention comprises: a fuel cell; a gas supply system for supplying a reaction gas to the fuel cell; and an injector for adjusting a gas stage on an upstream side of the gas supply system to supply the gas to a downstream side, wherein: the injector has an inner channel to connect the upstream side of the injector with the downstream side of the injector, a valve body; which is movably disposed in the inner passage to change an open / closed state of the passage, and has a valve body driving part (eg, a solenoid) for driving the valve body by application of a current; and the system further includes water reducing means for, by controlling the application of the current to the valve body driving part, to reduce water at least around the valve body of the injector when or after the system stops. The water reducing means applies a flow maintaining a closed valve stage to the valve body driving part of the injector to increase the temperature of the reaction gas, and then opens a valve of the injector.

Gemäß diesem Aufbau kann basierend auf dem Betriebsstadium der Brennstoffzelle (erzeugte Leistungen (Leistungen, Strom und Spannung) der Brennstoffzelle, eine Temperatur der Brennstoffzelle, ein abnormales Stadium des Brennstoffzellensystems, ein abnormales Stadium des Hauptkörpers der Brennstoffzelle, usw.) ein Betriebsstadium des Injektors (ein Öffnungsgrad des Ventilkörpers des Injektors (eine Durchgangszone des Gases), eine Öffnungszeit des Ventilkörpers des Injektors (eine Ausströmzeit des Gases), usw.) eingestellt werden. Dadurch kann der Zufuhrdruck des Brennstoffgases basierend auf dem Betriebsstadium der Brennstoffzelle geeignet geändert werden und das Ansprechen kann verbessert werden. Es sollte erkannt werden, dass das „Gasstadium” ein Stadium des Gases (eine Fließrate, ein Druck, eine Temperatur, eine molare Konzentration o. ä.) bedeutet und insbesondere mindestens eines von Gasfließrate und Gasdruck enthält. According to this structure, based on the operation stage of the fuel cell (generated powers, power, and voltage) of the fuel cell, a temperature of the fuel cell, an abnormal state of the fuel cell system, an abnormal state of the main body of the fuel cell, etc.), an operation state of the injector (FIG. an opening degree of the valve body of the injector (a passage zone of the gas), an opening time of the valve body of the injector (an outflow time of the gas), etc.) are set. Thereby, the supply pressure of the fuel gas can be appropriately changed based on the operation stage of the fuel cell, and the response can be improved. It should be appreciated that the "gas stage" means a state of the gas (a flow rate, a pressure, a temperature, a molar concentration, or the like), and particularly includes at least one of gas flow rate and gas pressure.

Ferner verringert das Wasserreduktionsmittel das Wasser um den Ventilkörper herum als ein bewegbarer Abschnitt in dem Injektor, wenn das System anhält. Daher kann, selbst wenn das Brennstoffzellensystem einer Umgebung mit niedriger Temperatur ausgesetzt wird, ein Festsetzen des Ventilkörpers aufgrund des Gefrierens des Wassers in dem Injektor verhindert werden.Further, the water reduction means reduces the water around the valve body as a movable portion in the injector when the system stops. Therefore, even if the fuel cell system is exposed to a low-temperature environment, seizure of the valve body due to freezing of the water in the injector can be prevented.

Da eine Temperatur des Reaktionsgases durch Wärmeerzeugung des Ventilkörper-Antriebsteils aufgrund der Aufbringung des Stromes erhöht wird, kann gemäß diesem Aufbau zumindest ein Teil des Wassers um den Ventilkörper herum, das aufgrund des Temperaturanstiegs verdampft wurde, einfach aus dem Injektor ausströmen. Da das Reaktionsgas als Temperatursteigerungsgas genutzt wird, muss kein anderes Rohrsystem oder ähnliches zur Zufuhr des Temperatursteigerungsgases zugefügt werden.According to this structure, since a temperature of the reaction gas is increased by heat generation of the valve body driving part due to the application of the current, at least part of the water around the valve body, which has been evaporated due to the temperature rise, can easily flow out of the injector. Since the reaction gas is used as the temperature increasing gas, no other piping system or the like for supplying the temperature increasing gas needs to be added.

Da die Temperatur des Reaktionsgases durch das Ventilkörper-Antriebsteil erhöht wird, während der Injektor in dem geschlossenen Ventilstadium verbleibt, kann gemäß diesem Aufbau ein Wasserverringerungsvorgang mit einer verringerten Menge des Gases durchgeführt werden.According to this structure, since the temperature of the reaction gas is increased by the valve body driving part while the injector remains in the valve-closed state, a water-reducing operation with a reduced amount of the gas can be performed.

In dem Brennstoffzellensystem der vorliegenden Erfindung ist der Injektor in einem Brennstoffgaszufuhrsystem angeordnet, welches mit einer Brennstoffelektrodenseite der Brennstoffzelle kommuniziert, und das Wasserverringerungsmittel kann einen Druck an der Brennstoffelektrodenseite der Brennstoffzelle auf einen Druck niedriger als der Zieldruck verringern, nachdem das System anhält, bevor das Ventil des Injektors geöffnet wird.In the fuel cell system of the present invention, the injector is disposed in a fuel gas supply system communicating with a fuel electrode side of the fuel cell, and the water reducing agent may reduce a pressure on the fuel electrode side of the fuel cell to a pressure lower than the target pressure after the system stops before the valve of the injector is opened.

Da der Druck an der Brennstoffelektrodenseite auf einen Druck niedriger als ein vorher festgelegter Zieldruck verringert wird, indem die Leistungserzeugung der Brennstoffzelle beispielsweise in einem Stadium durchgeführt wird, in welchem die Brennstoffzufuhr unterbrochen ist, kann gemäß diesem Aufbau die Verdampfung des Wassers in dem Injektor, der in dem Brennstoffgaszufuhrsystem angeordnet ist, unterstützt werden.According to this structure, since the pressure at the fuel electrode side is reduced to a pressure lower than a predetermined target pressure by performing the power generation of the fuel cell at a stage where the fuel supply is interrupted, the evaporation of the water in the injector is arranged in the fuel gas supply system supported.

Die Erfindung betrifft ferner ein Brennstoffzellensystem mit: einer Brennstoffzelle; einem Gaszufuhrsystem zur Zufuhr eines Reaktionsgases zu dieser Brennstoffzelle; einem Injektor zur Einstellung eines Gasstadiums an einer stromaufwärtigen Seite dieses Gaszufuhrsystems, um das Gas einer stromabwärtigen Seite zuzuführen, und einem Anlassventil, um die Gaszufuhr von einer Reaktionsgaszufuhrquelle zu der stromaufwärtigen Seite des Injektors zu unterbrechen, wobei der Injektor einen inneren Kanal enthält, um die stromaufwärtige Seite des Injektors mit der stromabwärtigen Seite des Injektors zu verbinden und einen Ventilkörper hat, der beweglich in dem inneren Kanal angeordnet ist, um ein Offen/Geschlossen-Stadium des Kanals zu ändern, und einem Wasserverringerungsmittel, um, durch Steuern der Aufbringung des Stroms auf ein Ventilkörper-Antriebsteil, Wasser zumindest um den Ventilkörper des Injektors herum zu reduzieren, wenn oder nachdem das System anhält, wobei das Wasserverringerungsmittel das Anlassventil schließen kann, dann kontinuierlich einen Strom auf das Ventilkörper-Antriebsteil aufbringt, welcher benötigt wird, um das Ventil des Injektors zu öffnen (ein sogenannter Einschaltstromstoß), dann das Anlassventil öffnet, um das Reaktionsgas von der Reaktionsgaszufuhrquelle zu dem Injektor zuzuführen, und danach das Ventil des Injektors und das Anlassventil zu schließen.The invention further relates to a fuel cell system comprising: a fuel cell; a gas supply system for supplying a reaction gas to this fuel cell; an injector for adjusting a gas stage on an upstream side of said gas supply system to supply the gas to a downstream side, and a start valve for interrupting gas supply from a reaction gas supply source to the upstream side of the injector, the injector including an inner duct To connect the upstream side of the injector with the downstream side of the injector and having a valve body which is movably disposed in the inner channel to change an open / close state of the channel, and a water reducing means, by controlling the application of the current to a valve body driving part to reduce water at least around the valve body of the injector when or after the system stops, wherein the water reducing means can close the start valve, then continuously apply a current to the valve body driving part needed to move the valveof the injector (a so-called inrush current), then opens the start valve to supply the reaction gas from the reaction gas supply source to the injector, and thereafter close the injector valve and the start valve.

Wenn das Anlassventil schließt, wird gemäß diesem Aufbau dem Injektor kein Reaktionsgas zugeführt, selbst wenn das Ventil des Injektors öffnet. Zusätzlich wird der Strom, der benötigt wird, um das Ventil des Injektors zu öffnen, was bedeutet ein Strom größer als ein sogenannter Offener-Ventil-Stadium-Erhaltungsstrom kontinuierlich auf den Solenoid aufgebracht. Dadurch kann die Temperatur des Gases in dem Injektor in kurzer Zeit erhöht werden, und das Wasser in dem Injektor kann effizient verdampfen.When the start valve closes, according to this structure, no reaction gas is supplied to the injector even if the valve of the injector opens. In addition, the current required to open the valve of the injector, that is, a current larger than a so-called open-valve-stage sustaining current, is continuously applied to the solenoid. Thereby, the temperature of the gas in the injector can be increased in a short time, and the water in the injector can efficiently evaporate.

Wenn das Anlassventil aus diesem Stadium geöffnet wird, wird das Temperatursteigerungsgas in dem Injektor aus dem Injektor zusammen mit dem Wasser, in welchem zumindest ein Teil des Wassers aufgrund des Reaktionsgases verdampft ist, welches von der stromaufwärtigen Seite (der Reaktionsgaszufuhrquelle) des Anlassventils zugeführt wird, ausgestoßen. Danach wird das Ventil des Injektors geschlossen und das Anlassventil wird geschlossen, wodurch der Wasserverringerungsvorgang abgeschlossen ist.When the starting valve is opened from this stage, the temperature increasing gas in the injector is exhausted from the injector together with the water in which at least part of the water is vaporized due to the reaction gas supplied from the upstream side (the reaction gas supply source) of the starting valve; pushed out. Thereafter, the valve of the injector is closed and the start valve is closed, whereby the water reduction process is completed.

Das Brennstoffzellensystem der vorliegenden Erfindung kann ferner enthalten: einen Umlaufkanal, um ein Abgas des Reaktionsgases, welches von der Brennstoffzelle ausgestoßen wird, zur Brennstoffzelle zurückzuführen; und eine Pumpe, die in dem Umlaufkanal angeordnet ist, wobei das Wasserverringerungsmittel einen Vorgang durchführen kann, um das Wasser um den Ventilkörper herum in einem Fall zu verringern, in dem die Drehzahl der Pumpe weniger als oder gleich einer vorher festgelegten Drehzahl ist. The fuel cell system of the present invention may further include: a circulation passage for returning an exhaust gas of the reaction gas discharged from the fuel cell to the fuel cell; and a pump disposed in the circulation passage, wherein the water reducing means may perform an operation to reduce the water around the valve body in a case where the rotational speed of the pump is less than or equal to a predetermined rotational speed.

Gemäß diesem Aufbau kann in einem Stadium, in welchem die Drehzahl der Pumpe ausreichend klein ist und keine Wasserspritzer von dem Umlaufkanal auf der stromabwärtigen Seite eines Gasflusses von dem Injektor existieren, der Wasserverringerungsvorgang durchgeführt werden.According to this structure, in a state where the rotational speed of the pump is sufficiently small and there are no water splashes from the circulation passage on the downstream side of a gas flow from the injector, the water reduction operation can be performed.

Das Wasserverringerungsmittel kann den Vorgang zur Verringerung des Wassers um den Ventilkörper herum nach dem Abschluss aller Leistungserzeugungen durch die Brennstoffzelle (welche beispielsweise die Leistungserzeugung für den Verbrauch des Reaktionsgases und die Leistungserzeugung für die Druckverminderung des Gaszufuhrsystems enthalten, welche durchgeführt werden, nachdem ein Systemunterbrechungsbefehl erhalten wurde) durchführen.The water reducing means may include the process of reducing the water around the valve body after completion of all power generation by the fuel cell (including, for example, reactive gas consumption power generation and gas supply system pressure reduction performed after a system stop command has been obtained ) carry out.

Gemäß diesem Aufbau wird der Wasserverringerungsvorgang in einem Stadium durchgeführt, in welchem die Erzeugung des Wassers, welche die Leistungserzeugung begleitet, und die Zufuhr des Gases, welche für die Leistungserzeugung benötigt wird, nicht durchgeführt werden, so dass das Anlagern des Wassers an dem Ventilkörper in dem Injektor verhindert wird.According to this construction, the water reduction operation is performed in a stage in which the generation of the water accompanying the power generation and the supply of the gas needed for the power generation are not performed, so that the attachment of the water to the valve body in FIG the injector is prevented.

Das Wasserverringerungsmittel kann beispielsweise einen Strom auf den Ventilkörper-Antriebsteil des Injektors für eine vorher festgelegte Zeit aufbringen, um das geschlossene Ventilstadium zu erhalten, und dann die Aufbringung des Stromes als ein Taukondensierungsverhinderungsvorgang, welcher eine Art des Wasserverringerungsvorgang darstellt, zu unterbrechen.For example, the water reducing means may apply a current to the valve body driving part of the injector for a predetermined time to obtain the valve closed state, and then interrupt the application of the current as a dew condensation prevention process, which is one kind of water reduction operation.

Gemäß diesem Aufbau fließt für eine vorher festgelegte Zeit ein schwacher Strom kleiner als der Offene-Ventilstadium-Erhaltungsstrom durch den Ventilkörper-Antriebsteil des Injektors, wobei der Ventilkörper-Antriebsteil Wärme erzeugt, um die Temperatur des Injektors zu erhöhen. Dadurch wird die Taukondensation in dem Rohr des Gaszufuhrsystems früher erzeugt als in dem Injektor, so dass die Erzeugung der Taukondensation in dem Injektor verhindert wird.According to this structure, for a predetermined time, a weak current flows smaller than the open valve stage maintenance current through the valve body driving part of the injector, and the valve body driving part generates heat to increase the temperature of the injector. Thereby, the dew condensation in the pipe of the gas supply system is generated earlier than in the injector, so that generation of the dew condensation in the injector is prevented.

Die vorher festgelegte Zeit kann basierend auf einer Temperatur der Umgebungsluft der Brennstoffzelle eingestellt werden.The predetermined time may be set based on a temperature of the ambient air of the fuel cell.

Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, eine Zeit zur Aufbringung des geschlossenen Ventil-Erhaltungsstrom zu optimieren, und eine Zeit zu verringern, die für einen Systemanhaltvorgang benötigt wird, welcher den Taukondensations-Verhinderungsvorgang enthält.According to this structure, it is possible to optimize a time for applying the closed valve maintenance current, and to reduce a time required for a system stop process including the dew condensation prevention process.

Das Wasserverringerungsmittel kann kontinuierlich den Strom auf den Ventilkörper-Antriebsteil des Injektors aufbringen, nachdem das System anhält. Das An- und Ausschalten des Stromes während der diskontinuierlichen Aufbringung des Stroms wird beispielsweise durch einen Timer gesteuert.The water reducing means may continuously apply the current to the valve body driving part of the injector after the system stops. The switching on and off of the current during the discontinuous application of the current is controlled, for example, by a timer.

Das Wasserverringerungsmittel kann den Strom zu dem Ventilkörper-Antriebsteil des Injektors in einem Fall aufbringen, in welchem die Erzeugung der Taukondensation um den Ventilkörper des Injektors herum vorhersehbar ist.The water reducing means may apply the flow to the valve body driving part of the injector in a case where generation of the dew condensation around the valve body of the injector is predictable.

Gemäß diesem Aufbau kann die Durchführung des Taukondensations-Verbindungsvorgangs, welcher unnötig in dem Fall ist, in dem die Taukondensation wahrscheinlich nicht erzeugt wird, weggelassen werden. Andererseits kann selbst in dem Fall, in dem anstatt der Durchführung des Taukondensations-Verhinderungsprozesses auf die Systemunterbrechung hin die Taukondensation aufgrund einer Umgebungsänderung oder ähnlichem erzeugt wird, die Erzeugung der Taukondensation unterbunden werden.According to this structure, the performance of the dew condensation compounding operation, which is unnecessary in the case where the dew condensation is unlikely to be generated, can be omitted. On the other hand, even in the case where the dew condensation due to environmental change or the like is generated instead of performing the dew condensation prevention process upon the system interruption, generation of the dew condensation can be inhibited.

Ein Betriebsunterbrechungsverfahren des Brennstoffzellensystems gemäß der Erfindung ist ein Betriebsunterbrechungsverfahren eines Brennstoffzellensystems, welches eine Brennstoffzelle enthält, ein Gaszufuhrsystem, um ein Reaktionsgas zu der Brennstoffzelle zuzuführen, und einen Injektor, um ein Gasstadium an einer stromaufwärtigen Seite des Gaszufuhrsystems anzupassen, um das Gas zu einer stromabwärtigen Seite zuzuführen, wobei das Verfahren den Schritt enthält, Wasser zumindest um den Ventilkörper herum, welcher in einem inneren Kanal des Injektors angeordnet ist, zu verringern, wenn das System anhält, durch Steuern der Aufbringung des Stroms auf ein Ventilkörper-Antriebsteil des Injektors, wobei der Schritt zum Reduzieren von Wasser zumindest um den Ventilkörper das Aufbringen des Stroms, der ein geschlossenes Ventilstadium beibehält, auf das Ventilkörper-Antriebsteil des Injektors umfasst, um die Temperatur des Reaktionsgases zu erhöhen, und dann ein Ventil des Injektors zu öffnen.An operation stopping method of the fuel cell system according to the invention is an operation interrupting method of a fuel cell system including a fuel cell, a gas supply system for supplying a reaction gas to the fuel cell, and an injector for adjusting a gas stage on an upstream side of the gas supply system to move the gas to a downstream one Side, wherein the method includes the step of water at least around the valve body, which is arranged in an inner channel of the injector to reduce when the system stops, by controlling the application of the current to a valve body driving part of the injector the step of reducing water at least around the valve body comprises applying the flow maintaining a closed valve stage to the valve body driving part of the injector to increase the temperature of the reaction gas, and then a valve of the inject ors to open.

Da das Wasser um den Ventilkörper herum als beweglicher Abschnitt in dem Injektor verringert wird, wenn das System anhält, kann gemäß diesem Aufbau selbst wenn das Brennstoffzellensystem einer Umgebung mit niedriger Temperatur ausgesetzt wird, das Festsetzen des Ventilkörpers aufgrund des Gefrierens des Wassers in dem Injektor verhindert werden.Since the water around the valve body is reduced as a movable portion in the injector when the system stops, according to this Even if the fuel cell system is exposed to a low-temperature environment, it can be prevented from setting the valve body due to the freezing of the water in the injector.

Da das um den Ventilkörper des Injektors herum befindliche Wasser verringert werden kann, wenn das System anhält, kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein Betriebsdefekt aufgrund des Gefrierens in dem Injektor verhindert werden und die Startzuverlässigkeit in einer Umgebung mit niedriger Temperatur kann verbessert werden.According to the present invention, since the water around the valve body of the injector can be reduced when the system stops, an operation defect due to freezing in the injector can be prevented, and the start reliability in a low-temperature environment can be improved.

Ein weiteres Betriebsunterbrechungsverfahren eines Brennstoffzellensystems mit einer Brennstoffzelle, einem Gaszufuhrsystem, um ein Reaktionsgas zu dieser Brennstoffzelle zuzuführen, einem Injektor, um ein Gasstadium an einer stromaufwärtigen Seite des Gaszufuhrsystems einzustellen, um das Gas einer stromabwärtigen Seite zuzuführen, und einem Anlassventil, um die Gaszufuhr von einer Reaktionsgaszufuhrquelle an der stromaufwärtigen Seite des Injektors zu unterbrechen, weist auf: Reduzieren von Wasser zumindest um einen Ventilkörper, welcher in einem inneren Kanal des Injektors angeordnet ist, wenn das System anhält durch Steuern der Aufbringung des Stroms auf ein Ventilkörper-Antriebsteil des Injektors; wobei der Schritt zum Reduzieren von Wasser zumindest um den Ventilkörper umfasst: Schließen des Anlassventils, dann kontinuierliches Aufbringen eines Stroms auf ein Ventilkörper-Antriebsteil, welcher notwendig ist, um das Ventil des Injektors zu öffnen, Öffnen des Anlassventils, um das Reaktionsgas von der Reaktionsgaszufuhrquelle dem Injektor zuzuführen, und danach Schließen des Ventils des Injektors und des Anlassventils.Another operation stopping method of a fuel cell system having a fuel cell, a gas supply system for supplying a reaction gas to this fuel cell, an injector for setting a gas stage on an upstream side of the gas supply system to supply the gas to a downstream side, and a start valve for controlling the gas supply of interrupting a reaction gas supply source on the upstream side of the injector, comprising: reducing water at least about a valve body which is disposed in an inner channel of the injector when the system stops by controlling the application of the current to a valve body driving part of the injector; wherein the step of reducing water at least around the valve body comprises closing the start valve, then continuously applying a flow to a valve body drive part necessary to open the valve of the injector, opening the start valve to remove the reaction gas from the reaction gas supply source to the injector and then closing the valve of the injector and the starting valve.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 ist ein Strukturdiagramm eines Brennstoffzellensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 FIG. 10 is a structural diagram of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention; FIG.

2 ist ein Steuerblockdiagramm, welches einen Steueraufbau einer Steuervorrichtung des in der 1 gezeigten Brennstoffzellensystems zeigt; 2 FIG. 11 is a control block diagram showing a control structure of a control apparatus of the type described in FIG 1 shows fuel cell system shown;

3 ist eine Längsschnittdarstellung eines Injektors zum Einsatz in dem in der 1 gezeigten Brennstoffzellensystem; 3 is a longitudinal sectional view of an injector for use in the in the 1 shown fuel cell system;

4 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen einem auf den Injektor aufzubringenden Strom und einem Druck an der Brennstoffelektrodenseite gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel des in der 1 gezeigten Brennstoffzellensystems zeigt; 4 FIG. 15 is a diagram showing the relationship between a current to be applied to the injector and a pressure at the fuel electrode side according to another embodiment of the present invention 1 shows fuel cell system shown;

5 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem auf den Injektor aufzubringenden Strom und einem System-Start/Stopp-Signal gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel des in der 1 gezeigten Brennstoffzellensystems zeigt; 5 FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the current to be applied to the injector and a system start / stop signal according to another embodiment of the present invention 1 shows fuel cell system shown;

6 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen dem auf den Injektor aufzubringenden Strom und einer nach dem Systemstopp verstrichenen Zeit gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel des in der 1 gezeigten Brennstoffzellensystems zeigt; und 6 FIG. 15 is a diagram showing a relationship between the current to be applied to the injector and an elapsed time after the system stop according to another embodiment of the present invention 1 shows fuel cell system shown; and

7 ist ein Strukturdiagramm, welches noch weitere Ausführungsbeispiele des in der 1 gezeigten Brennstoffzellensystems zeigt. 7 is a structural diagram, which still further embodiments of the in the 1 shown fuel cell system shows.

Beste Art, die Erfindung auszuführenBest way to carry out the invention

Ein Brennstoffzellensystem 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird hiernach mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Beispiel beschrieben, in welchem die vorliegende Erfindung an einem an ein Auto montierten Leistungserzeugungssystems eines Brennstoffzellenfahrzeugs (ein beweglicher Körper) angewendet wird.A fuel cell system 1 According to an embodiment of the present invention will be described hereinafter with reference to the drawings. In the present embodiment, an example in which the present invention is applied to an automobile-mounted power generation system of a fuel cell vehicle (a moving body) will be described.

Zuerst wird ein Aufbau des Brennstoffzellensystems 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf 1 beschrieben.First, a construction of the fuel cell system 1 according to the embodiment of the present invention with reference to 1 described.

Wie in der 1 gezeigt enthält das Brennstoffzellensystem 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Brennstoffzelle 10, die die Zufuhr eines Reaktionsgases (ein oxidierendes Gas und ein Brennstoffgas) erhält, um Leistungen zu erzeugen, ein Oxidierungsgasrohrsystem 2, welches Luft als Oxidierungsgas der Brennstoffzelle 10 zuführt, ein Wasserstoffgasrohrsystem 3, welches ein Wasserstoffgas als Brennstoffgas der Brennstoffzelle 10 zuführt, eine Steuervorrichtung 4, die allgemein das ganze System und ähnliches steuert.Like in the 1 shown contains the fuel cell system 1 According to the present embodiment, a fuel cell 10 which receives the supply of a reaction gas (an oxidizing gas and a fuel gas) to produce outputs, an oxidizing gas tube system 2 , which air as the oxidizing gas of the fuel cell 10 feeds, a hydrogen gas tube system 3 which is a hydrogen gas as fuel gas of the fuel cell 10 feeds, a control device 4 which generally controls the whole system and the like.

Die Brennstoffzelle 10 hat eine Stapelstruktur, die aufgebaut ist, indem die benötigte Anzahl einzelner Zellen, welche die Zufuhr des Reaktionsgases erhalten, um die Leistung zu erzeugen, laminiert werden. Die in der Brennstoffzelle 10 erzeugte Leistung wird einer Leistungssteuereinheit (PCU) 11 zugeführt. Die PCU 11 enthält einen Wechselrichter, einen Gleichstromumformer u. ä., welche zwischen der Brennstoffzelle 10 und einem Fahrmotor 12 angeordnet sind. Ein Stromsensor 13 zur Detektion eines Stroms, welcher erzeugt wurde, ist an der Brennstoffzelle 10 angebracht.The fuel cell 10 has a stack structure constructed by laminating the required number of individual cells which receive the supply of the reaction gas to produce the power. The in the fuel cell 10 generated power is a power control unit (PCU) 11 fed. The PCU 11 includes an inverter, a DC converter u. Ä., Which between the fuel cell 10 and a traction motor 12 are arranged. A current sensor 13 for detecting a current that has been generated is at the fuel cell 10 appropriate.

Das Oxidationsgasrohrsystem 2 enthält einen Luftzufuhrkanal 21, der das Oxidationsgas (Luft), welches durch einen Befeuchter 20 befeuchtet wird, der Brennstoffzelle 10 zuführt, und einen Auslasskanal 22, welcher ein Oxidationsabgas, welches von der Brennstoffzelle 10 ausgestoßen wird, zu dem Befeuchter 20 zuführt, und einen Entleerungskanal 23, um das Oxidationsabgas von dem Befeuchter 20 nach außen zu führen. Der Luftzufuhrkanal 21 ist mit einem Kompressor 24 versehen, welcher das Oxidationsgas aus der Atmosphäre nimmt, um das Gas unter Druck dem Befeuchter 20 zuzuführen. The oxidation gas tube system 2 contains an air supply duct 21 containing the oxidizing gas (air), which passes through a humidifier 20 is moistened, the fuel cell 10 feeds, and an exhaust duct 22 , which is an oxidation exhaust gas, which from the fuel cell 10 is ejected to the humidifier 20 feeds, and an emptying channel 23 to remove the oxidation gas from the humidifier 20 to lead to the outside. The air supply channel 21 is with a compressor 24 which removes the oxidizing gas from the atmosphere to supply the gas under pressure to the humidifier 20 supply.

Das Wasserstoffgasrohrsystem 3 enthält einen Wasserstofftank 30 als Brennstoffzufuhrquelle (eine Reaktionsgaszufuhrquelle), in welcher das Wasserstoffgas unter einem hohen Druck (z. B. 70 MPa) gespeichert ist, einen Wasserstoffzufuhrkanal 31 als ein Brennstoffzufuhrkanal, um das Wasserstoffgas in dem Wasserstofftank 30 der Brennstoffzelle 10 zuzuführen, und einen Umlaufkanal 32, um das Wasserstoffabgas (ein Abgas des Reaktionsgases), welches von der Brennstoffzelle 10 in den Wasserstoffzufuhrkanal 31 ausgestoßen wird, zurückzuführen. Das Wasserstoffgasrohrsystem 3 ist ein Ausführungsbeispiel des Gaszufuhrsystems gemäß der vorliegenden Erfindung.The hydrogen gas pipe system 3 contains a hydrogen tank 30 as a fuel supply source (a reaction gas supply source) in which the hydrogen gas is stored under a high pressure (eg, 70 MPa), a hydrogen supply passage 31 as a fuel supply channel to the hydrogen gas in the hydrogen tank 30 the fuel cell 10 to feed, and a circulation channel 32 to the hydrogen off-gas (an offgas of the reaction gas) coming from the fuel cell 10 in the hydrogen supply channel 31 is returned. The hydrogen gas pipe system 3 is an embodiment of the gas supply system according to the present invention.

Es sollte erkannt werden, dass anstelle des Wasserstofftanks 30 ein Reformer, welcher ein wasserstoffreiches aufbereitetes Gas aus einem Wasserstoffcarbid-basierenden Brennstoff erzeugt, und ein Hochdruckgastank, welcher das durch den Reformer bei einem hohen Druck erzeugte aufbereitete Gas sammelt und speichert, als die Brennstoffzufuhrquelle genutzt werden kann. Ferner kann ein Tank mit einer Wasserstoff-absorbierenden Legierung als Brennstoffzufuhrquelle eingesetzt werden.It should be recognized that instead of the hydrogen tank 30 a reformer that generates a hydrogen-rich treated gas from a hydrogen carbide-based fuel, and a high-pressure gas tank, which collects and stores the processed gas produced by the reformer at a high pressure, as the fuel supply source can be used. Further, a hydrogen-absorbing alloy tank can be used as a fuel supply source.

Der Wasserstoffzufuhrkanal 31 ist mit einem Anlassventil 33 versehen, welches die Zufuhr des Wasserstoffgases vom Wasserstofftank 30 unterbricht oder ermöglicht, mit Regulatoren 34, die einen Druck des Wasserstoffgases einstellen, und mit einem Injektor 35 versehen. An einer stromaufwärtigen Seite des Injektors 35 sind ein primärseitiger Drucksensor 41 und ein Temperatursensor 42 angeordnet, die einen Druck und eine Temperatur des Wasserstoffgases in dem Wasserstoffzufuhrkanal 31 jeweils detektieren. An einer stromabwärtigen Seite des Injektors 35 und einer stromaufwärtigen Seite einer Verbindung vom Wasserstoffzufuhrkanal 31 und Umlaufkanal 32 ist ein sekundärseitiger Drucksensor 43 angeordnet, welcher den Druck des Wasserstoffgases in dem Wasserstoffzufuhrkanal 31 detektiert.The hydrogen supply channel 31 is with a start valve 33 providing the supply of hydrogen gas from the hydrogen tank 30 interrupts or allows, with regulators 34 , which adjust a pressure of the hydrogen gas, and with an injector 35 Mistake. At an upstream side of the injector 35 are a primary-side pressure sensor 41 and a temperature sensor 42 arranged, the a pressure and a temperature of the hydrogen gas in the hydrogen supply channel 31 each detect. At a downstream side of the injector 35 and an upstream side of a connection from the hydrogen supply channel 31 and circulation channel 32 is a secondary-side pressure sensor 43 arranged, which the pressure of the hydrogen gas in the hydrogen supply channel 31 detected.

Der Regulator 34 ist eine Vorrichtung, die den Druck (den Primärdruck) an der stromaufwärtigen Seite der Vorrichtung an einen vorher festgelegten sekundären Druck anpasst. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein mechanisches Druckverringerungsventil als Regulator 34 eingesetzt, welches den Primärdruck verringert. Als Aufbau des mechanischen Druckverminderungsventils kann ein bekannter Aufbau eingesetzt werden, in welchem das Ventil ein Gehäuse hat, welches eine Rückdruckkammer und eine Druckanpassungskammer enthält, die separat über ein Diaphragma ausgebildet sind, und in welchem der Primärdruck auf einen vorher festgelegten Druck verringert wird, welcher Sekundärdruck in der Druckanpassungskammer basierend auf einem Rückdruck in der Rückdruckkammer ist.The regulator 34 is a device that adjusts the pressure (primary pressure) on the upstream side of the device to a predetermined secondary pressure. In the present embodiment, a mechanical pressure reducing valve is a regulator 34 used, which reduces the primary pressure. As a structure of the mechanical pressure reducing valve, a known structure may be employed in which the valve has a housing which includes a back pressure chamber and a pressure adjusting chamber separately formed via a diaphragm, and in which the primary pressure is reduced to a predetermined pressure which Secondary pressure in the pressure-adjusting chamber based on a back pressure in the back pressure chamber.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind wie in 1 gezeigt zwei Regulatoren 34 an einer stromaufwärtigen Seite des Injektors 35 angeordnet, so dass der Druck auf der stromaufwärtigen Seite des Injektors 35 effizient reduziert werden kann. Daher kann ein Freiheitsgrad im Design der mechanischen Struktur (ein Ventilkörper, ein Gehäuse, ein Kanal, eine Antriebsvorrichtung usw.) des Injektors 35 verbessert werden.In the present embodiment, as in 1 shown two regulators 34 on an upstream side of the injector 35 arranged so that the pressure on the upstream side of the injector 35 can be efficiently reduced. Therefore, a degree of freedom in the design of the mechanical structure (a valve body, a housing, a channel, a driving device, etc.) of the injector 35 be improved.

Da der Druck an der stromaufwärtigen Seite des Injektors 35 reduziert werden kann, kann es ferner verhindert werden, dass der Ventilkörper 65 des Injektors 35 sich nicht einfach aufgrund der Steigerung des Differenzialdrucks zwischen dem Druck an der stromaufwärtigen Seite und dem Druck an der stromabwärtigen Seite des Injektors 35 bewegt. Daher kann ein Bereich einer variablen Druckanpassung des Drucks an der stromabwärtigen Seite des Injektors 35 vergrößert werden und ein Abfall des Ansprechens des Injektors 35 kann verhindert werden.As the pressure on the upstream side of the injector 35 can be reduced, it can also be prevented that the valve body 65 of the injector 35 not simply due to the increase in the differential pressure between the pressure on the upstream side and the pressure on the downstream side of the injector 35 emotional. Therefore, a range of variable pressure adjustment of the pressure on the downstream side of the injector 35 be increased and a drop in the response of the injector 35 can be prevented.

Der Injektor 35 ist ein elektromagnetisch antriebsartig zu öffnendes/schließbares Ventil, in welchem der Ventilkörper 65 direkt durch eine elektromagnetische Antriebskraft an einem vorher festgelegten Antriebszyklus angetrieben werden kann, und von einem Ventilsitz gelöst wird, um einen Gasstadium wie beispielsweise eine Gasfließrate oder ein Gasdruck einzustellen. Das bedeutet, dass in dem Injektor 35 das Ventil (der Ventilkörper und der Ventilsitz) direkt angetrieben werden, um durch die elektromagnetische Antriebskraft geöffnet oder geschlossen zu werden, wobei der Antriebszyklus des Ventils in einen Bereich hoher Empfindlichkeit steuerbar ist und der Injektor dadurch eine hohe Empfindlichkeit hat.The injector 35 is an electromagnetically drive-type openable / closable valve, in which the valve body 65 can be driven directly by an electromagnetic driving force at a predetermined drive cycle, and is released from a valve seat to set a gas stage such as a gas flow rate or a gas pressure. That means that in the injector 35 the valve (the valve body and the valve seat) are directly driven to be opened or closed by the electromagnetic driving force, whereby the driving cycle of the valve is controllable in a high sensitivity range and the injector thereby has a high sensitivity.

3 ist eine Schnittdarstellung, die ein Ausführungsbeispiel des Injektors 35 zeigt. Der Injektor 35 hat einen Zylinder 54 aus Metall, welcher mit einem inneren Kanal 53 versehen ist, der einen Teil des Wasserstoffzufuhrkanals (ein Brennstoffzufuhrsystem) 31 bildet, und welcher in einer Weise angeordnet ist, dass ein Öffnungsabschnitt 51 des inneren Kanals 53 an der Seite des Wasserstofftanks 30 des Wasserstoffzufuhrkanals 31 angeordnet ist, und ein anderer Öffnungsabschnitt 52 des inneren Kanals 53 an der Seite der Brennstoffzelle 10 des Wasserstoffzufuhrkanals 31 angeordnet ist. Der Zylinder 54 ist mit einem ersten Durchtrittsabschnitt 56 versehen, der mit dem Öffnungsabschnitt 51 verbunden ist, einem zweiten Durchtrittsabschnitt 57, der mit einem ersten Durchtrittsabschnitt 56 an der Seite dem Öffnungsabschnitt 51 gegenüberliegend verbunden ist, mit einem Durchmesser größer als der des ersten Durchtrittsabschnitts 56, einem dritten Durchtrittsabschnitt 58, welcher mit dem zweiten Durchtrittsabschnitt 57 an der Seite dem ersten Durchtrittsabschnitt 56 gegenüberliegend verbunden ist und mit einem Durchmesser größer als der des zweiten Durchtrittsabschnitts 57, und einem vierten Durchtrittsabschnitt 59, der mit dem dritten Durchtrittsabschnitt 58 an der Seite dem zweiten Durchtrittsabschnitt 57 gegenüberliegend verbunden ist, mit einem Durchmesser kleiner als der des zweiten Durchtrittsabschnitts 57 oder des dritten Durchtrittsabschnitt 58. Diese Abschnitte bilden den inneren Kanal 53. 3 is a sectional view showing an embodiment of the injector 35 shows. The injector 35 has a cylinder 54 made of metal, which with an inner channel 53 which is part of the hydrogen supply channel (a fuel supply system) 31 forms, and which is arranged in such a way that an opening portion 51 of the inner channel 53 at the side of the hydrogen tank 30 the hydrogen supply channel 31 is arranged, and another opening portion 52 of the inner channel 53 on the side of the fuel cell 10 the hydrogen supply channel 31 is arranged. The cylinder 54 is with a first passage section 56 provided with the opening portion 51 is connected, a second passage portion 57 that with a first passage section 56 on the side of the opening section 51 is connected opposite, with a diameter larger than that of the first passage portion 56 a third passage section 58 , which with the second passage section 57 at the side of the first passage section 56 is connected opposite and with a diameter larger than that of the second passage portion 57 , and a fourth passage section 59 that with the third passage section 58 on the side of the second passage section 57 is connected opposite, with a diameter smaller than that of the second passage portion 57 or the third passage section 58 , These sections form the inner channel 53 ,

Ferner hat der Injektor 35 einen Ventilsitz 61, der aus einem Dichtungselement besteht, das angeordnet ist, um eine Öffnung des vierten Durchtrittsabschnitts 59 auf der Seite des dritten Durchtrittsabschnitts 58 umgibt; der Ventilkörper 65 aus Metall, welcher einen zylindrischen Abschnitt 62 aufweist, um bewegbar in den zweiten Durchtrittsabschnitt 57 eingesetzt zu werden, und einen Schirmabschnitt 63, der in dem dritten Durchtrittsabschnitt 58 angeordnet ist und einen Durchmesser größer als der des zweiten Durchtrittsabschnitts 57 aufweist, welcher mit einer Verbindungsöffnung 64 versehen ist, welche schräg in dem Schirmabschnitt 63 ausgebildet ist; einer Feder 67, deren eines Ende in den zylindrischen Abschnitt 62 des Ventilkörpers 65 eingesetzt ist und deren anderes Ende mit einem Stopper 66 verbunden ist, der in dem ersten Durchtrittsabschnitt 56 ausgebildet ist, wobei der Ventilkörper 65 in Kontakt mit dem Ventilsitz 61 kommen kann und der innere Kanal 53 unterbrochen ist; und ein Solenoid (einem Ventilkörper-Antriebsteil) 69, welcher den Ventilkörper 65 gegen eine Vorspannkraft der Feder 67 bewegt bis der Ventilkörper mit einem gestuften Abschnitt 68 des dritten Durchtrittsabschnitts 58 auf der Seite des zweiten Durchtrittsabschnitts 57 in Berührung kommt, wobei sich der Ventilkörper 65 von dem Ventilsitz 61 weg bewegen kann, so dass der innere Kanal 53 durch die Verbindungsöffnung 64 geöffnet ist.Furthermore, the injector has 35 a valve seat 61 which consists of a sealing member arranged to an opening of the fourth passage portion 59 on the side of the third passage section 58 surrounds; the valve body 65 made of metal, which has a cylindrical section 62 to be movable in the second passage portion 57 to be inserted, and a screen section 63 in the third passage section 58 is arranged and has a diameter larger than that of the second passage portion 57 having, which with a connection opening 64 which is inclined in the screen section 63 is trained; a spring 67 one end of which is in the cylindrical section 62 of the valve body 65 is inserted and the other end with a stopper 66 connected in the first passage portion 56 is formed, wherein the valve body 65 in contact with the valve seat 61 can come and the inner channel 53 is interrupted; and a solenoid (a valve body driving part) 69 , which the valve body 65 against a biasing force of the spring 67 moves until the valve body with a stepped section 68 of the third passage section 58 on the side of the second passage section 57 comes into contact with the valve body 65 from the valve seat 61 can move away, leaving the inner channel 53 through the connection opening 64 is open.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Ventilkörper 65 des Injektors 35 durch eine Steueranwendung des Stroms zu dem Solenoid 69 angetrieben, welcher eine elektromagnetische Antriebsvorrichtung ist, und ein gepulster Aktivierungsstrom, welcher dem Solenoid 69 zugeführt werden soll, wird an oder abgeschaltet, so dass eine Öffnungszeit (eine Zeit in einem Stadium mit geöffnetem Ventil) oder eine Öffnungszone in dem inneren Kanal 53 in zwei Stadien, in viele Stadien, auf kontinuierliche (stufenlose) Weise oder eine linearen Weise geschaltet werden kann. Das bedeutet, dass als ein Steuerverfahren des Offen/Geschlossen-Stadiums des Injektors 35 mindestens ein Verfahren zur Veränderung der Ventilöffnungszeit und ein Verfahren des Änderns der Öffnungszone vorhanden sind.In the present embodiment, the valve body 65 of the injector 35 by a control application of the current to the solenoid 69 driven, which is an electromagnetic drive device, and a pulsed activation current which the solenoid 69 is to be supplied is turned on or off, so that an opening time (a time in an open valve stage) or an opening zone in the inner channel 53 in two stages, in many stages, in a continuous (stepless) manner or in a linear manner. That is, as a control method of the open / close stage of the injector 35 at least one method of changing the valve opening time and a method of changing the opening zone are present.

Als Reaktion auf eine Steuersignalausgabe von der Steuervorrichtung 4 werden eine Gaseinströmzeit und ein Gaseinströmzeitablauf des Injektors 35 gesteuert, wobei eine Fließrate und ein Druck des Wasserstoffgases sehr genau gesteuert werden.In response to a control signal output from the controller 4 are a gas inflow time and a gas inflow timing of the injector 35 controlled, wherein a flow rate and pressure of the hydrogen gas are controlled very precisely.

Um das Gas zu der stromabwärtigen Seite des Injektors 35 mit der benötigten Fließrate zuzuführen, wird wie oben beschrieben mindestens eine der Öffnungszonen (ein Öffnungsgrad) und der Öffnungszeit des Ventilkörpers 65, welcher in dem inneren Kanal 53 des Injektors 35 angeordnet ist, gewechselt, wobei die Fließrate (oder eine modulare Wasserstoffkonzentration) des zu der stromabwärtigen Seite (die Seite der Brennstoffzelle 10) zuzuführenden Gases eingestellt wird.To move the gas to the downstream side of the injector 35 with the required flow rate, as described above, at least one of the opening zones (an opening degree) and the opening time of the valve body 65 which is in the inner channel 53 of the injector 35 is changed, wherein the flow rate (or a modular hydrogen concentration) of the to the downstream side (the side of the fuel cell 10 ) to be supplied.

Es sollte erkannt werden, dass, weil der Ventilkörper 65 des Injektors 35 geöffnet oder verschlossen wird, um die Gasfließrate einzustellen, und ferner der Druck des zu der stromabwärtigen Seite des Injektors 35 zuzuführenden Gases unter einen stromaufwärtigen Gasdruck des Injektors 35 verringert wird, der Injektor 35 als ein Druckeinstellungsventil (ein Druckverminderungsventil, ein Regulator) interpretiert werden kann. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der Injektor als ein variables Druckeinstellungsventil interpretiert werden, das geeignet ist, eine Druckeinstellungsmenge (eine Druckverminderungsmenge) des stromaufwärtigen Gasdrucks des Injektors 35 basierend auf den Gaserfordernissen verändern kann, so dass der Druck mit einem benötigten Druck in einem vorher festgelegten Druckbereich passt.It should be recognized that because of the valve body 65 of the injector 35 is opened or closed to adjust the gas flow rate, and also the pressure of the to the downstream side of the injector 35 gas to be supplied under an upstream gas pressure of the injector 35 is reduced, the injector 35 as a pressure adjusting valve (a pressure reducing valve, a regulator) can be interpreted. In the present embodiment, the injector may be interpreted as a variable pressure adjustment valve capable of setting a pressure adjustment amount (a pressure reduction amount) of the upstream gas pressure of the injector 35 can change based on the gas requirements, so that the pressure with a required pressure in a predetermined pressure range fits.

Es sollte erkannt werden, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wie in der 1 gezeigt der Injektor 35 an einer stromaufwärtigen Seite von einer Verbindung A1 des Wasserstoffzufuhrkanals 31 und des Umlaufkanals 32 angeordnet ist. Ferner ist wie durch die gestrichelten Linien in der 1 gezeigt, wenn eine Vielzahl von Wasserstofftanks 30 als Brennstoffzufuhrquelle eingesetzt werden, der Injektor 35 an der stromabwärtigen Seite eines Abschnittes (einer Wasserstoffgasverbindung A2) angeordnet, an der Wasserstoffgase, die von den jeweiligen Wasserstofftanks 30 zugeführt werden, aufeinander treffen.It should be appreciated that in the present embodiment as in the 1 shown the injector 35 on an upstream side of a connection A1 of the hydrogen supply channel 31 and the circulation channel 32 is arranged. Further, as indicated by the dashed lines in FIG 1 shown when a variety of hydrogen tanks 30 be used as a fuel supply source, the injector 35 on the downstream side of a portion (a hydrogen gas compound A2) disposed on the hydrogen gases from the respective hydrogen tanks 30 be supplied, meet each other.

Der Umlaufkanal 32 ist mit einem Auslasskanal 38 über einen Gas-Flüssigkeits-Separator 36 und ein Gas- und Wasserauslassventil 37 verbunden. Der Gas-Flüssigkeits-Separator 36 sammelt Wasser aus dem Wasserstoffabgas. Das Gas- und Wasserauslassventil 37 wird als Reaktion auf eine Anweisung von der Steuervorrichtung 4 betrieben, um das Wasser, welches durch den Gas-Flüssigkeits-Separator 36 gesammelt wird und dem Wasserstoffabgas, welches Unreinheiten in dem Umlaufkanal 32 enthält, entladen (gesäubert).The circulation channel 32 is with an exhaust duct 38 via a gas-liquid separator 36 and a gas and water outlet valve 37 connected. Of the Gas-liquid separator 36 Collects water from the hydrogen exhaust gas. The gas and water outlet valve 37 is in response to an instruction from the controller 4 operated to remove the water passing through the gas-liquid separator 36 is collected and the hydrogen gas, which impurities in the circulation channel 32 contains, unloaded (cleaned).

Ferner ist der Umlaufkanal 32 mit einer Wasserstoffpumpe 39 versehen, die das Wasserstoffabgas in dem Umlaufkanal 32 verdichtet, um das Gas in Richtung des Wasserstoffzufuhrkanals 31 zu führen. Es sollte erkannt werden, dass das Wasserstoffabgas über das Gas- und Wasserentladungsventil 37 und den Entladungskanal 38 entladen wird und dann durch eine Verdünnungseinheit 40 verdünnt wird, um mit dem Oxidationsabgas in dem Entleerungskanal 23 zusammenzutreffen.Furthermore, the circulation channel 32 with a hydrogen pump 39 provided that the hydrogen exhaust gas in the circulation channel 32 compressed to the gas in the direction of the hydrogen supply channel 31 respectively. It should be recognized that the hydrogen is exhausted via the gas and water discharge valve 37 and the discharge channel 38 is discharged and then through a dilution unit 40 is diluted to with the oxidation exhaust gas in the discharge channel 23 meet.

Die Steuervorrichtung 4 detektiert eine Betriebsmenge einer Beschleunigungsbetriebsvorrichtung (eines Beschleunigers o. ä.), welcher in einem Fahrzeug angeordnet ist, und erhält Steuerinformationen wie beispielsweise einen benötigten Beschleunigungswert (z. B. die erzeugte Leistung, die von einer Lastvorrichtung wie beispielsweise einem Fahrmotor benötigt wird), um den Betrieb verschiedener Vorrichtungen in dem System zu steuern.The control device 4 detects an operation amount of an acceleration operation device (accelerator or the like) disposed in a vehicle and obtains control information such as a required acceleration value (eg, the generated power required by a load device such as a traction motor); to control the operation of various devices in the system.

Es sollte erkannt werden, dass zusätzlich zu dem Fahrmotor 12 die Lastvorrichtung sich allgemein auf eine Hilfsmaschine (z. B. einen Motor des Kompressors 24, die Wasserstoffpumpe 39, eine Kühlpumpe o. ä.) bezieht, die für den Betrieb der Brennstoffzelle notwendig sind, einen Aktuator zum Einsatz in verschiedenen Vorrichtungen (ein Wechselgetriebe, eine Lenkradsteuerungsvorrichtung, eine Steuervorrichtung, eine Aufhängungsvorrichtung usw.) in Verbindung mit dem Betrieb des Fahrzeugs und eine Leistungsverbrauchsvorrichtung, eine Airconditionvorrichtung (ein Airconditioner) enthaltend, eine Beleuchtungslampe und eine Audioeinheit o. ä. des Passagierraums enthält.It should be recognized that in addition to the traction motor 12 the load device generally refers to an auxiliary machine (eg a motor of the compressor 24 , the hydrogen pump 39 , a cooling pump or the like) necessary for the operation of the fuel cell, an actuator for use in various devices (a change gear, a steering wheel control device, a control device, a suspension device, etc.) in connection with the operation of the vehicle and a A power consumption device including an air conditioning device (an air conditioner), a lighting lamp and an audio unit or the like of the passenger compartment.

Die Steuervorrichtung 4 ist aus einem Computersystem (nicht dargestellt) gebildet. Solch ein Computersystem enthält eine CPU, ein ROM, ein RAM, eine HDD, ein Input/Output-Interface, ein Display o. ä. und die CPU liest verschiedene Steuerprogramme, die in dem ROM aufgezeichnet sind, um verschiedene Steuerbetriebe zu realisieren, und führt sie aus.The control device 4 is formed of a computer system (not shown). Such a computer system includes a CPU, a ROM, a RAM, an HDD, an input / output interface, a display, or the like, and the CPU reads various control programs recorded in the ROM to realize various control operations, and execute it.

Insbesondere wie in der 2 gezeigt, berechnet die Steuervorrichtung 4 einen Wert (hiernach als „Wasserstoffverbrauch” bezeichnet) des durch die Brennstoffzelle 10 zu verbrauchenden Wasserstoffgases basierend auf dem Betriebsstadium der Brennstoffzelle 10 (ein Stromwert der Brennstoffzelle 10, welcher durch den Stromsensor 13 während der Leistungserzeugung detektiert wird) (eine Brennstoffverbrauch-Berechnungsfunktion: B1). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Wasserstoffverbrauch berechnet und für jeden Berechnungszyklus der Steuervorrichtung 4 aktualisiert, indem eine spezifische Berechnungsformel genutzt wird, die eine Beziehung zwischen dem Stromwert der Brennstoffzelle 10 und dem Wasserstoffverbrauch anzeigt.Especially as in the 2 shown, calculates the control device 4 a value (hereinafter referred to as "hydrogen consumption") of the fuel cell 10 to be consumed hydrogen gas based on the operating stage of the fuel cell 10 (a current value of the fuel cell 10 passing through the current sensor 13 during power generation is detected) (a fuel consumption calculation function: B1). In the present embodiment, the hydrogen consumption is calculated and for each calculation cycle of the control device 4 updated by using a specific calculation formula that shows a relationship between the current value of the fuel cell 10 and indicates the hydrogen consumption.

Ferner berechnet die Steuervorrichtung 4 einen Zieldruckwert (ein Zielgaszuführungsdruck zu der Brennstoffzelle 10) des Wasserstoffgases an einer stromabwärtigen Position des Injektors 35 basierend auf dem Betriebsstadium der Brennstoffzelle 10 (der Stromwert der Brennstoffzelle 10, welcher durch den Stromsensor 13 während der Leistungserzeugung detektiert wird) (eine Zieldruckwertberechnungsfunktion: B2). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Zieldruckwert an einer Position, in welcher der sekundärseitige Drucksensor 43 angeordnet ist (eine Druckeinstellposition als Position, in der eine Druckeinstellung benötigt wird) für jeden Berechnungszyklus der Steuervorrichtung 4 berechnet und aktualisiert, indem ein spezifischer Plan eingesetzt wird, der eine Beziehung zwischen dem Stromwert der Brennstoffzelle 10 und dem Zieldruckwert anzeigt.Furthermore, the control device calculates 4 a target pressure value (a target gas supply pressure to the fuel cell 10 ) of the hydrogen gas at a downstream position of the injector 35 based on the operating stage of the fuel cell 10 (The current value of the fuel cell 10 passing through the current sensor 13 during power generation is detected) (a target pressure value calculation function: B2). In the present embodiment, the target pressure value becomes at a position where the secondary-side pressure sensor 43 is arranged (a Druckeinstellposition as a position in which a pressure adjustment is required) for each calculation cycle of the control device 4 calculated and updated by employing a specific plan that establishes a relationship between the current value of the fuel cell 10 and the target pressure value.

Ferner berechnet die Steuervorrichtung 4 eine Feedback-Korrekturfließrate basierend auf einer Abweichung zwischen dem berechneten Zieldruckwert und dem detektierten Druckwert an der stromabwärtigen Position (der Druckeinstellposition) des Injektors 35, der durch den sekundärseitigen Drucksensor 43 (eine Feedback-Korrekturfließraten-Berechnungsfunktion: B3) detektiert wird. Die Feedback-Korrekturfließrate ist eine Wasserstoffgasfließrate (eine Druckdifferenz-Verringerungskorrekturfließrate), welche dem Wasserstoffverbrauch zugefügt werden soll, um die Abweichung zwischen dem Zieldruckwert und dem detektierten Druckwert zu verringern. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Feedback-Korrekturfließrate für jeden Berechnungszyklus der Steuervorrichtung 4 berechnet und aktualisiert, indem eine zielfolgeartige Steuerregel von PI Steuerung o. ä. eingesetzt wird.Furthermore, the control device calculates 4 a feedback correction flow rate based on a deviation between the calculated target pressure value and the detected pressure value at the downstream position (the pressure setting position) of the injector 35 passing through the secondary-side pressure sensor 43 (a feedback correction flow rate calculating function: B3) is detected. The feedback correction flow rate is a hydrogen gas flow rate (a pressure difference reduction correction flow rate) to be added to the hydrogen consumption so as to reduce the deviation between the target pressure value and the detected pressure value. In the present embodiment, the feedback correction flow rate for each calculation cycle becomes control device 4 calculated and updated by using a targeting control rule of PI control or the like.

Zusätzlich berechnet die Steuervorrichtung 4 die Zufuhrfortschreit-Korrekturfließrate, die einer Abweichung zwischen dem vorausgegangenen berechneten Zieldruckwert und dem aktuellen berechneten Zieldruckwert entspricht (eine Zufuhrfortschritt-Korrekturfließraten-Berechnungsfunktion: B4). Die Zufuhrfortschreit-Korrekturfließrate ist eine Fluktuation (eine Korrekturfließrate, die einer Druckdifferenz entspricht) der Wasserstoffgasfließrate aufgrund einer Fluktuation des Zieldruckwerts. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Zufuhrfortschritt-Korrekturfließrate für jeden Berechnungszyklus der Steuervorrichtung 4 berechnet und aktualisiert, indem eine bestimmte Berechnungsformel benutzt wird, die eine Beziehung zwischen der Abweichung des Zieldruckwertes und der Zufuhrfortschritt-Korrekturfließrate anzeigt.In addition, the control device calculates 4 the feed progress correction flow rate corresponding to a deviation between the previous calculated target pressure value and the current calculated target pressure value (a feed advance correction flow rate calculating function: B4). The feed progress correction flow rate is a fluctuation (a correction flow rate corresponding to a pressure difference) of the hydrogen gas flow rate due to a fluctuation of the target pressure value. In the present embodiment, the feed progress correction flow rate for each calculation cycle of the control device 4 is calculated and updated using a particular calculation formula indicating a relationship between the deviation of the target pressure value and the feed progress correction flow rate.

Ferner berechnet die Steuervorrichtung 4 die statische Fließrate stromaufwärts des Injektors 35 basierend auf dem Gasstadium an der stromaufwärtigen Seite des Injektors 35 (der Druck des Wasserstoffgases, welcher durch den primärseitigen Drucksensor 41 detektiert wird, und die Temperatur des Wasserstoffgases, welche durch den Temperatursensor 42 detektiert wird) (eine statische Fließratenberechnungsfunktion: B5). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die statische Fließrate für jeden Berechnungszyklus der Steuervorrichtung 4 berechnet und aktualisiert, indem eine spezifische Berechnungsformel eingesetzt wird, die eine Beziehung zwischen dem Druck und der Temperatur des Wasserstoffgases an der stromaufwärtigen Seite des Injektors 35 und der statischen Fließrate anzeigt.Furthermore, the control device calculates 4 the static flow rate upstream of the injector 35 based on the gas stage on the upstream side of the injector 35 (The pressure of the hydrogen gas flowing through the primary-side pressure sensor 41 is detected, and the temperature of the hydrogen gas, which by the temperature sensor 42 detected) (a static flow rate calculation function: B5). In the present embodiment, the static flow rate for each calculation cycle of the control device 4 is calculated and updated by using a specific calculation formula showing a relationship between the pressure and the temperature of the hydrogen gas at the upstream side of the injector 35 and indicates the static flow rate.

Ferner berechnet die Steuervorrichtung 4 eine ungültige Einströmzeit des Injektors 35 basierend auf dem Gasstadium an der stromaufwärtigen Seite des Injektors 35 (der Druck und die Temperatur des Wasserstoffgases) und einer aufgebrachten Spannung (eine ungültige Einströmzeitberechnungsfunktion: B6). Hier ist die ungültige Einströmzeit eine Zeit, von welcher der Injektor 35 das Steuersignal von der Steuervorrichtung 4 erhält, bis zum Zeitpunkt, zu dem das Einströmen aktuell begonnen wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die ungültige Einströmzeit für jeden Berechnungszyklus der Steuervorrichtung 4 berechnet und aktualisiert, indem ein spezifischer Plan genutzt wird, der eine Beziehung zwischen dem Druck und der Temperatur des Wasserstoffgases an der stromaufwärtigen Seite des Injektors 35 und der aufgebrachten Spannung und der ungültigen Einströmzeit anzeigt.Furthermore, the control device calculates 4 an invalid inflow time of the injector 35 based on the gas stage on the upstream side of the injector 35 (the pressure and the temperature of the hydrogen gas) and an applied voltage (an invalid inflow time calculation function: B6). Here, the invalid inflow time is a time from which the injector 35 the control signal from the control device 4 receives until the time the inflow is currently started. In the present embodiment, the invalid inflow time for each calculation cycle of the control device 4 is calculated and updated by using a specific map that shows a relationship between the pressure and the temperature of the hydrogen gas at the upstream side of the injector 35 and the applied voltage and invalid inflow time.

Zusätzlich führt die Steuervorrichtung 4 den Wasserstoffverbrauch, die Feedback-Korrekturfließrate und die Zufuhrfortschritt-Korrekturfließrate zu, um die Einströmfließrate des Injektors 35 (eine Einströmfließrate-Berechnungsfunktion: B7) zu berechnen. Dann multipliziert die Steuervorrichtung 4 einen Antriebszyklus des Injektors 35 mit einem Wert, der erhalten wird, indem die Einströmfließrate des Injektors 35 durch die statische Fließrate dividiert wird, um eine Basiseinströmzeit des Injektors 35 zu berechnen, und die Vorrichtung fügt ferner die Basiseinströmzeit und die ungültige Einströmzeit hinzu, um eine Gesamteinströmzeit des Injektors 35 (eine Gesamteinströmzeit-Berechnungsfunktion: B8) zu berechnen.In addition, the control device performs 4 the hydrogen consumption, the feedback correction flow rate and the feed advance correction flow rate to the inflow flow rate of the injector 35 (an inflow flow rate calculation function: B7). Then the controller multiplies 4 a drive cycle of the injector 35 with a value obtained by the inflow flow rate of the injector 35 divided by the static flow rate to a base inflow time of the injector 35 and the device further adds the base inflow time and the invalid inflow time to a total inflow time of the injector 35 (a total inflow time calculation function: B8).

Hier ist der Antriebszyklus ein Zyklus mit einer gestuften (Ein/Aus) Wellenform, welche ein geöffnetes/geschlossenes Stadium einer Einströmöffnung des Injektors 35 anzeigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Antriebszyklus zu einem gewissen Wert durch die Steuervorrichtung 4 eingestellt.Here, the drive cycle is a cycle having a stepped (on / off) waveform, which is an open / closed state of an inflow port of the injector 35 displays. In the present embodiment, the drive cycle becomes a certain value by the control device 4 set.

Dann gibt die Steuervorrichtung 4 ein Steuersignal aus, um die Gesamteinströmzeit des Injektors 35, welche durch die oben genannte Vorgehensweise berechnet wird, zu realisieren, um die Gaseinströmzeit und die Gaseinströmzeitzählung des Injektors 35 zu steuern, wobei die Fließrate und der Druck des zu der Brennstoffzelle 10 zuzuführenden Wasserstoffgases eingestellt werden.Then the controller gives 4 a control signal to the total inflow time of the injector 35 , which is calculated by the above procedure, to realize the gas inflow time and the gas inflow timing of the injector 35 to control the flow rate and pressure of the fuel cell 10 be adjusted to be supplied hydrogen gas.

Während eines herkömmlichen Betriebs des Brennstoffzellensystems 1 wird das Wasserstoffgas von dem Wasserstofftank 30 zu einer Wasserstoffelektrode der Brennstoffzelle 10 über den Wasserstoffzufuhrkanal 31 zugeführt und weiter befeuchtet und angepasste Luft wird einer Oxidationselektrode der Brennstoffzelle 10 über den Luftzufuhrkanal 21 zugeführt, wodurch die Leistungserzeugung durchgeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Leistung (benötigte Leistung), die von der Brennstoffzelle 10 abgezweigt wird, durch die Steuervorrichtung 4 berechnet, und das Wasserstoffgas und die Luft werden in einer Menge der Brennstoffzelle 10 zugeführt, die der erzeugten Leistung entspricht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird während solch einem herkömmlichen Betrieb der Druck des zu der Brennstoffzelle 10 zuzuführenden Wasserstoffgases hochpräzise gesteuert.During a conventional operation of the fuel cell system 1 the hydrogen gas gets from the hydrogen tank 30 to a hydrogen electrode of the fuel cell 10 via the hydrogen supply channel 31 supplied and further humidified and adjusted air becomes an oxidation electrode of the fuel cell 10 over the air supply channel 21 supplied, whereby the power generation is performed. At this time, the power (required power) provided by the fuel cell 10 is branched off, by the control device 4 calculated, and the hydrogen gas and the air are in an amount of the fuel cell 10 supplied, which corresponds to the generated power. In the present embodiment, during such a conventional operation, the pressure of the fuel cell to the fuel cell 10 controlled high-precision hydrogen gas to be supplied.

Zwischenzeitlich ist der Injektor 35 auch ein Ventil, dessen Partitionen eine Befeuchtungsseite (die Seite der Brennstoffzelle 10) und eine trockene Seite (die Seite des Wasserstofftanks 30) sind, und daher ist die Durchführung einer Messung gegen Einfrieren des Injektors wichtig, um eine Niedrigtemperatur (z. B. unterhalb eines Gefrierpunkts) Anlaufperiode zu realisieren. In einem Fall, in dem das Brennstoffzellensystem 1 in einem Stadium anhält, in welchem das Wasser in dem Injektor 35 nicht reduziert ist, und eine Temperatur auf einen Gefrierpunkt an der nächsten Anlaufperiode des Systems fällt, kann der Ventilkörper 65 aufgrund von Gefrieren des Wassers festlaufen und ein Betriebsdefekt kann auftreten.In the meantime, the injector is 35 also a valve whose partitions have a humidification side (the side of the fuel cell 10 ) and a dry side (the side of the hydrogen tank 30 ), and therefore it is important to carry out a measurement against freezing of the injector in order to realize a low temperature (eg below a freezing point) start-up period. In a case where the fuel cell system 1 stops at a stage in which the water in the injector 35 is not reduced, and a temperature drops to a freezing point at the next start-up period of the system, the valve body can 65 Freeze due to freezing of the water and a malfunction may occur.

Als ein Verfahren zur Verringerung des Wassers in dem Injektor 35 ist denkbar, dass während der Ventilkörper 65 des Injektors 35 in einem offenen Ventilstadium gehalten wird, dass Wasserstoffgas durch den inneren Kanal zirkuliert, um den inneren Kanal durch dieses Wasserstoffgas zu reinigen. Jedoch wird in diesem Fall eine große Menge des Wasserstoffgases der Brennstoffzelle 10 zugeführt, was das Problem einer Verringerung der Brennstoffeffektivität hervorruft.As a method of reducing the water in the injector 35 is conceivable that while the valve body 65 of the injector 35 is kept in an open valve stage that hydrogen gas circulates through the inner channel to clean the inner channel by this hydrogen gas. However, in this case, a large amount of the hydrogen gas of the fuel cell becomes 10 fed, which causes the problem of reducing the fuel efficiency.

Um das Problem zu lösen, wird in dem Brennstoffzellensystem 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Wasserverringerungsvorgang (ein Reinigungsvorgang) durchgeführt, um das Wasser in dem Injektor 35 zu reduzieren, wenn das System anhält, um das Wasser in dem Injektor 35 zu verringern, während ein Abfall der Brennstoffeffektivität unterdrückt wird. Der Wasserverringerungsvorgang wird durch die Steuervorrichtung 4 gesteuert. Das bedeutet, dass die Steuervorrichtung 4 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Ausführungsbeispiel eines Wasserverringerungsmittels ist, um die Steuerung der Aufbringung eines Stroms auf den Injektor 35 durchzuführen und das Öffnen und Schließen des Anlassventils 33 u. ä. zu steuern. To solve the problem is in the fuel cell system 1 In the present embodiment, a water reduction operation (a cleaning operation) is performed to remove the water in the injector 35 reduce when the system stops to the water in the injector 35 while suppressing a drop in fuel efficiency. The water reduction process is performed by the control device 4 controlled. That means the control device 4 In the present embodiment, an embodiment of a water reducing means is to control the application of a current to the injector 35 perform and opening and closing the starting valve 33 u. to control.

Während des herkömmlichen Betriebs wird der Injektor 35 durch das von dem Wasserstofftank 30 zugeführte Wasserstoffgas gekühlt. Jedoch wird in einem Stadium, in welchem der Fluss des Wasserstoffgases unterbrochen wird, das Wasserstoffgas in dem Injektor 35 durch die Wärme erhitzt, die durch den Solenoid 69 erzeugt wird. Auf Erhalt eines Systemunterbrechungsbefehls wie beispielsweise Zündung AUS (bei dem Systemstopp) setzt die Steuervorrichtung 4 daher einen Geschlossenes-Ventilstadium-Erhaltungsstrom auf, um an dem Solenoid 69 des Injektors 35 das geschlossene Ventilstadium beizubehalten.During conventional operation, the injector becomes 35 through the from the hydrogen tank 30 supplied hydrogen gas cooled. However, at a stage where the flow of the hydrogen gas is stopped, the hydrogen gas in the injector becomes 35 heated by the heat flowing through the solenoid 69 is produced. Upon receiving a system interruption command such as Ignition OFF (at the system stop), the controller sets 4 Therefore, a closed-valve stage maintenance current is applied to the solenoid 69 of the injector 35 to maintain the closed valve stage.

Wenn der Solenoid 69 die Wärme durch Aufbringung des Stromes erzeugt, wird die Temperatur des Wasserstoffgases, welches in dem Injektor 35 verbleibt, durch den Solenoid 69, der die Wärme erzeugt hat, erhöht. Als Folge wird ein Teil des Wassers, welches zumindest um den Ventilkörper 65 vorliegt, verdampft. Anschließend hebt die Steuervorrichtung 4 das geschlossene Ventilstadium auf, um das Ventil des Injektors 35 zu öffnen, und bringt ferner kontinuierlich einen Strom auf, um dieses geöffnete Ventilstadium an dem Solenoid 69 beizubehalten, wobei das Ventil des Injektors 35 geöffnet wird.When the solenoid 69 The heat generated by application of the current, the temperature of the hydrogen gas, which is in the injector 35 remains through the solenoid 69 who has generated the heat increases. As a result, a part of the water, which at least around the valve body 65 present, evaporated. Subsequently, the control device lifts 4 the closed valve stage on to the valve of the injector 35 Furthermore, and continuously brings a current to this open valve stage on the solenoid 69 maintain the valve of the injector 35 is opened.

Dann wird zusammen mit dem vom Wasserstofftank 30 zugeführten Wasserstoffgas das Wasser, welches um den Ventilkörper 65 herum vorliegt, und teilweise durch das Wasserstoffgas, dessen Temperatur erhöht wurde, verdampft ist, aus dem Injektor 35 entladen. Da das Wasserstoffgas mit der erhöhten Temperatur die Temperaturen des Injektors 35, welcher den Ventilkörper 65 und das Rohr an der stromabwärtigen Seite des Injektors enthält, erhöht, wird ferner eine anschließende Wassertaukondensation ebenfalls verhindert.Then along with the from the hydrogen tank 30 supplied hydrogen gas, the water which flows around the valve body 65 is present, and partially evaporated by the hydrogen gas whose temperature has been increased, from the injector 35 discharged. Because the hydrogen gas with the elevated temperature the temperatures of the injector 35 , which the valve body 65 and the pipe at the downstream side of the injector is increased, further water condensation is also prevented.

Wie oben beschrieben, kann gemäß dem Brennstoffzellensystem 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels das um den Ventilkörper 65 vorliegende Wasser effizient mit weniger Wasserstoffgas verdampft, ausgestoßen und verringert werden. Das bedeutet, dass während der Abfall der Brennstoffeffizienz unterdrückt wird, das Wasser in dem Injektor 35 verringert werden kann. Daher kann der Betriebsdefekt des Injektors 35 aufgrund Frierens bei dem nächsten Anfahren bei Niedrigtemperatur verhindert werden, und die Anlaufverlässlichkeit in Niedrigtemperaturumgebung kann verbessert werden.As described above, according to the fuel cell system 1 of the present embodiment that around the valve body 65 present water is efficiently vaporized, expelled and reduced with less hydrogen gas. This means that while the drop in fuel efficiency is suppressed, the water in the injector 35 can be reduced. Therefore, the operational defect of the injector 35 due to freezing at the next startup at low temperature, and the startup reliability in low-temperature environment can be improved.

Ferner kann gemäß dem Brennstoffzellensystem 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels das Betriebsstadium (die Einströmzeit) des Injektors 35 basierend auf dem Betriebsstadium (dem Stromwert während der Leistungserzeugung) der Brennstoffzelle 10 eingestellt werden. Daher kann der Zufuhrdruck des Wasserstoffgases basierend auf dem Betriebsstadium der Brennstoffzelle 10 geeignet geändert werden und das Ansprechen verbessert werden. Da der Injektor 35 als Fließrateneinstellventil eingesetzt wird und als variables Druckeinstellventil des Wasserstoffgases, kann eine Hochpräzisionsdruckanpassung (die Anpassung des Zufuhrdrucks des zu der Brennstoffzelle 10 zugeführten Wasserstoffgases) durchgeführt werden.Further, according to the fuel cell system 1 of the present embodiment, the operation stage (inflow time) of the injector 35 based on the operation stage (the current value during power generation) of the fuel cell 10 be set. Therefore, the supply pressure of the hydrogen gas may be based on the operation stage of the fuel cell 10 be changed suitably and the response can be improved. Because the injector 35 As the flow rate adjusting valve and as the variable pressure adjusting valve of the hydrogen gas, high-precision pressure adjustment (matching of the supply pressure of the fuel cell to the fuel cell 10 supplied hydrogen gas) are performed.

Das bedeutet, dass, da der Injektor 35 das Steuersignal von der Steuervorrichtung 4 basierend auf dem Betriebsstadium der Brennstoffzelle 10 erhalten kann, um die Einspritzzeit und die Einspritzzeitabstimmung des Wasserstoffgases einzustellen, die Druckanpassung schneller und genauer verglichen mit dem herkömmlichen mechanisch variablen Druckeinstellventil durchgeführt werden kann. Da der Injektor 35 verglichen mit dem herkömmlichen mechanisch variablen Druckeinstellventil klein gebaut, leicht und preiswert ist, kann eine Verkleinerung und eine Kostenreduktion des gesamten Systems realisiert werden.That means that, since the injector 35 the control signal from the control device 4 based on the operating stage of the fuel cell 10 to adjust the injection time and the injection timing of the hydrogen gas, the pressure adjustment can be performed faster and more accurately as compared with the conventional mechanical variable pressure adjusting valve. Because the injector 35 As compared with the conventional mechanical variable pressure adjusting valve, it is small in size, lightweight and inexpensive, and the reduction and cost reduction of the whole system can be realized.

Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel, um die vorliegende Erfindung zu beschreiben, die vorliegende Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt und verschiedene dargestellte Komponenten können geeignet konstruiert werden, ohne von dem Erfindungsumfang abzuweichen. Ferner können die anderen später beschriebenen Ausführungsbeispiele geeignet kombiniert und auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel angewendet werden.The above-described embodiment is an example to describe the present invention, the present invention is not limited to this example, and various illustrated components may be appropriately constructed without departing from the scope of the invention. Further, the other embodiments described later may be suitably combined and applied to the above-described embodiment.

Beispielsweise kann in dem oben genannten Wasserverringerungsvorgang die Steuervorrichtung 4 eine Steuerung durchführen, um den Druck auf Seiten der Brennstoffelektrode zu reduzieren, bevor das Ventil des Injektors 35 öffnet. Besonders nachdem das Ventil des Injektors 35 geschlossen ist, bringt die Steuervorrichtung 4 die Brennstoffzelle 10 in einem Erzeugungsbetrieb in ein Stadium beispielsweise in welchem die Wasserstoffgaszufuhr unterbrochen ist, um den Druck auf Seiten der Brennstoffelektrode auf einen niedrigeren Druck als einem vorher festgelegten Zieldruck zu reduzieren.For example, in the above-mentioned water reduction process, the control device 4 perform a control to reduce the pressure on the side of the fuel electrode before the valve of the injector 35 opens. Especially after the valve of the injector 35 closed, brings the control device 4 the fuel cell 10 in a generating operation in a state in which the hydrogen gas supply is interrupted, for example, to the pressure on the side of the fuel electrode to reduce a lower pressure than a predetermined target pressure.

Das bedeutet wie in 4 gezeigt in ein Stadium, in welchem die Wasserstoffgaszufuhr abgeschnitten wird, ist es der Brennstoffzelle 10 möglich, eine Leistung zu erzeugen, so dass der Druck auf den Wasserstoffzufuhrkanal 31 vorher auf einen niedrigeren Druck (Symbol b) als dem abschließenden Zieldruck (Symbol a) reduziert wird, nachdem das System abschließend anhält. Während dieses Druckverminderungsvorgangs wird ein Strom auf den Solenoid 69 in einer Weise aufgebracht, dass das geschlossene Ventilstadium des Injektors 35 wie oben beschrieben zurückgehalten (nicht abgebrochen) wird, um die Temperatur des Wasserstoffgases in dem Injektor 35 (Symbol c) zu erhöhen.That means like in 4 shown in a stage where the hydrogen gas supply is cut off, it is the fuel cell 10 possible to generate a power so that the pressure on the hydrogen supply channel 31 previously reduced to a lower pressure (symbol b) than the final target pressure (symbol a) after the system finally stops. During this depressurization process, a current is applied to the solenoid 69 applied in such a way that the closed valve stage of the injector 35 retained (not aborted) as described above to the temperature of the hydrogen gas in the injector 35 (Symbol c) to increase.

Wenn anschließend ein Einschaltstromstoß, der benötigt wird, um das Ventil des Injektors 35 zu öffnen, auf den Solenoid 69 wie hier durch das Symbol d gezeigt aufgebracht wird, fließt das Wasserstoffgas vom Wasserstofftank 30 in den Injektor 35, um das um den Ventilkörper 65 herum vorliegende Wasser wegzublasen. Ferner steigt wie durch das Symbol e gezeigt der Druck an der Brennstoffelektronenseite an, um den Zieldruck (Symbol a) zu erreichen.If subsequently an inrush current, which is needed to the valve of the injector 35 to open, on the solenoid 69 As shown here by the symbol d, the hydrogen gas flows from the hydrogen tank 30 in the injector 35 around the valve body 65 blow away water present. Further, as shown by the symbol e, the pressure on the fuel electron side increases to reach the target pressure (symbol a).

Wie oben beschrieben wird entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Druck der Brennstoffzelle 10 an der Brennstoffelektrodenseite verringert, wobei die Verdampfung des Wassers in dem Injektor 35, der in dem Wasserstoffzufuhrkanal 31 angeordnet ist, gefördert wird. Die Steuerung des Zieldrucks, nachdem das System angehalten ist, kann verglichen mit einem Fall, in dem die Steuerung durch das Gas- und Wasserentladungsventil 37 durchgeführt wird, hochpräzise durchgeführt werden.As described above, according to the present embodiment, the pressure of the fuel cell 10 reduced at the fuel electrode side, wherein the evaporation of the water in the injector 35 which is in the hydrogen supply channel 31 is arranged, is promoted. The control of the target pressure after the system is stopped can be compared with a case where the control by the gas and water discharge valve 37 is carried out with high precision.

Da das zu steuernde Fluid eine Mischung aus Gas und Flüssigkeit in der Drucksteuerung durch das Gas- und Wasserentladungsventil 37 ist, bedeutet dies, dass eine Beschränkung bezüglich der Verbesserung der Genauigkeit existiert. Da der gesteuerte Druck niedrig ist, muss ein Durchmesser des Ventils vergrößert werden und dies ist ein Nachteil für die Verbesserung der Ansprechbarkeit. Andererseits gemäß der Drucksteuerung durch Einsatz des Injektors 35 wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der Druck hochpräzise zu dem Zieldruck nach dem Systemstopp gesteuert werden. Daher nimmt ein ungewollter Nebenstrom des Wasserstoffgases zu einer Sauerstoffelektronenseite ab, wenn das System anhält und die Brennstoffeffizienz kann verbessert werden.Since the fluid to be controlled, a mixture of gas and liquid in the pressure control by the gas and water discharge valve 37 This means that there is a limitation on improving the accuracy. Since the controlled pressure is low, a diameter of the valve must be increased and this is a disadvantage for improving the responsiveness. On the other hand, according to the pressure control by using the injector 35 As in the present embodiment, the printing can be controlled with high precision to the target pressure after the system stop. Therefore, an undesired side flow of the hydrogen gas decreases to an oxygen electron side when the system stops and the fuel efficiency can be improved.

Ferner kann als Wasserverringerungsvorgang die Steuerungsvorrichtung 4 das Anlassventil 33 schließen und dann kontinuierlich einen Einschaltstromstoß (der Einschaltstromstoß > dem offenen Ventilstadiumrückhaltstrom) aufbringen, welcher benötigt wird, um das Ventil des Injektors 35 zu dem Solenoid 69 zu öffnen, das Anlassventil 33 zu öffnen, um das Wasserstoffgas vom Wasserstofftank 30 zu dem Injektor 35 durch die kontinuierliche Aufbringung des Stromes zuzuführen, dann das Ventil des Injektors 35 zu schließen und das Anlassventil 33 zu schließen.Further, as a water reduction process, the control device 4 the starting valve 33 and then continuously apply an inrush current (the inrush current> the open valve stage restraint current) needed to close the injector valve 35 to the solenoid 69 to open the starting valve 33 to open the hydrogen gas from the hydrogen tank 30 to the injector 35 through the continuous application of the current, then the valve of the injector 35 close and the starting valve 33 close.

Im Allgemeinen kann durch die Steuerung des Solenoids 69, nachdem das Ventil des Injektors 35 geöffnet ist, der auf den Solenoid 69 zum Offenen-Ventilstadium-Beibehaltungsstrom geändert werden, der kleiner ist als der Eingangsstromstoß, welcher für das Öffnen des Ventils benötigt wird. Da der Einschaltstromstoß, welcher größer ist als der offene Ventilstadium-Beibehaltungsstrom, kontinuierlich aufgebracht wird, selbst nachdem das Ventil des Injektors 35 öffnet, kann jedoch in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Temperatur des Wasserstoffgases in dem Injektor 35 in einer kürzeren Zeit erhöht werden, oder die Temperatur kann auf eine höhere Temperatur in einer gleichen Temperaturerhöhungszeit erhöht werden und ein effizienter Wasserverringerungsvorgang kann realisiert werden.In general, by controlling the solenoid 69 after the valve of the injector 35 open on the solenoid 69 be changed to the open-valve-stage maintenance current, which is smaller than the input current surge, which is required for the opening of the valve. Since the inrush current, which is greater than the open valve state maintenance current, is continuously applied even after the injector valve 35 opens, but in the present embodiment, the temperature of the hydrogen gas in the injector 35 can be increased in a shorter time, or the temperature can be raised to a higher temperature in a same temperature increase time, and an efficient water reduction process can be realized.

Ferner kann die Steuervorrichtung 4 den oben genannten Wasserverringerungsvorgang nur in einem Fall durchführen, in dem die Drehzahl der Wasserstoffpumpe 39 weniger oder gleich einer vorher festgelegten Drehzahl ist. Wenn beispielsweise eine Rohrlänge zwischen der Wasserstoffpumpe 39 und dem Injektor 35 kurz ist, wird das Wasser, was von dem Umlaufkanal 32 verspritzt wird, manchmal an dem Ventilkörper 65 des Injektors 35, welcher an der stromaufwärtigen Seite positioniert ist, angeordnet. Wenn jedoch die Drehzahl der Wasserstoffpumpe 39 verringert wird, entstehen keinerlei Wasserspritzer von der stromabwärtigen Seite und die Ansammlung von Wasser an dem Ventilkörper 65 des Injektors 35 kann verhindert werden.Furthermore, the control device 4 Perform the above-mentioned water reduction process only in a case where the speed of the hydrogen pump 39 is less than or equal to a predetermined speed. For example, if a pipe length between the hydrogen pump 39 and the injector 35 short, the water, which is the circulation channel 32 is splashed, sometimes on the valve body 65 of the injector 35 , which is positioned on the upstream side, arranged. However, if the speed of the hydrogen pump 39 is reduced, no water splashes from the downstream side and the accumulation of water on the valve body 65 of the injector 35 can be prevented.

Ferner kann die Steuervorrichtung 4 den oben genannten Wasserverringerungsvorgang durchführen, nachdem alle Leistungserzeugungen durch die Brennstoffzelle 10 (beispielsweise die Leistungserzeugung für den Verbrauch des Wasserstoffgases und die Leistungserzeugung für die Druckverringerung des Wasserstoffgasrohrsystems 3, welche durchgeführt wird, nachdem der Systemstopp-Befehl erhalten wurde) beendet werden. Entsprechend dieser Einrichtung wird der Wasserverringerungsvorgang in einem Stadium durchgeführt, in welchem die Erzeugung von Wasser, welche die Leistungserzeugung und die Zufuhr des Gases begleitet, welches für die Leistungserzeugung benötigt wird, nicht durchgeführt wird, so dass die Ansammlung des Wassers an dem Ventilkörper 65 des Injektors 35 weiter effizient verhindert werden kann.Furthermore, the control device 4 Perform the above-mentioned water reduction process after all power generation by the fuel cell 10 (For example, the power generation for the consumption of hydrogen gas and the power generation for the pressure reduction of the hydrogen gas pipe system 3 which is performed after the system stop command has been received) will be terminated. According to this device, the water reduction operation is performed at a stage in which the generation of water accompanying the power generation and the supply of the gas required for the power generation is not performed, so that the accumulation of water on the valve body 65 of the injector 35 can be further efficiently prevented.

Da der Injektor 35 eine bemerkenswert kleine thermische Kapazität verglichen mit den Rohren (hiernach als Wasserstoffsystemrohr) des Wasserstoffzufuhrkanals 31 und dem Anlassventil 33 hat, ist derweil ein Temperatursturzgradient des Injektors 35 nach dem Systemstopp größer als der des Wasserstoffsystemrohrs. Das bedeutet, dass der Injektor 35 leichter gekühlt werden kann als das Wasserstoffsystemrohr, und nachdem das System anhält, die Taukondensation früher in dem Injektor erzeugt wird als in dem Wasserstoffsystemrohr. Because the injector 35 a remarkably small thermal capacity compared with the pipes (hereinafter referred to as hydrogen system pipe) of the hydrogen supply channel 31 and the starting valve 33 meanwhile, there is a temperature drop gradient of the injector 35 after the system stop is greater than that of the hydrogen system pipe. That means the injector 35 can be cooled more easily than the hydrogen system tube, and after the system stops, the dew condensation is generated earlier in the injector than in the hydrogen system tube.

Um das Problem als ein Taukondensationsverhinderungsvorgang zu lösen, welcher eine Konfiguration des Wasserverringerungsvorgangs gemäß der Erfindung ist wie in der 5 gezeigt, kann auf Erhalt eines Systemstopp-Befehls wie beispielsweise Zündung AUS die Steuervorrichtung 4 den Geschlossenes-Ventilstadium-Beibehaltungsstrom des Solenoid 69 des Injektors 35 aufbringen, um das geschlossene Ventilstadium beizubehalten, mit anderen Wort einen Strom kleiner als der Offenes-Ventilstadium-Beibehaltungsstrom während des herkömmlichen Betriebs für eine vorher festgelegte Zeit, und die Vorrichtung kann dann die Aufbringung des Stroms stoppen.To solve the problem as a dew condensation prevention process, which is a configuration of the water reduction process according to the invention as in FIG 5 can be shown on receiving a system stop command such as ignition OFF the control device 4 the solenoid closed-valve stage maintenance current 69 of the injector 35 in order to maintain the valve closed stage, in other words, a current smaller than the open valve stage maintenance current during the conventional operation for a predetermined time, and the device can then stop the application of the current.

In diesem Fall wird ein schwacher Strom, der kleiner ist als der Offenes-Ventilstadium-Beibehaltungsstrom, auf den Solenoid 69 des Injektors 35 für eine vorher festgelegte Zeit aufgebracht, wobei der Solenoid 69 die Wärme erzeugt, um die Temperatur des Injektors 35 zu erhöhen. Daher wird die Taukondensation früher an der Seite des Wasserstoffsystemrohrs als in dem Injektor 35 erzeugt und die Erzeugung der Taukondensation in dem Injektor 35 wird verhindern. Folglich wird der Betriebsdefekt des Injektors 35 aufgrund Einfrierens selbst unterhalb des Gefrierpunktes verhindert.In this case, a weak current smaller than the open-valve-state maintenance current becomes the solenoid 69 of the injector 35 applied for a predetermined time, the solenoid 69 the heat generated to the temperature of the injector 35 to increase. Therefore, the dew condensation becomes earlier on the side of the hydrogen system pipe than in the injector 35 generated and the generation of dew condensation in the injector 35 will prevent. Consequently, the operational defect of the injector becomes 35 due to freezing even below the freezing point prevented.

Es sollte erkannt werden, dass eine Aufbringungszeit des Geschlossenen-Ventilstadium-Beibehaltungsstroms (eine vorher festgelegte Zeit) eine vorher eingestellte fixierte Zeit sein kann oder ein variabler Zeitablauf, der basierend auf einer Außenlufttemperatur oder einer Temperatur der Brennstoffzelle 10 eingestellt wird (oder eine Temperatur des Kälteträgers, um die Temperatur der Brennstoffzelle 10 einzustellen). Im letzteren Fall kann die Aufbringungszeit des Geschlossenen-Ventilstadium-Beibehaltungsstroms optimiert werden und ferner eine Zeit, die für ein Systemstoppvorgang benötigt wird, den oben beschriebenen Taukondensationsverhinderungsvorgang enthaltend, verkürzt werden.It should be appreciated that an application time of the closed-valve-stage maintenance current (a predetermined time) may be a preset fixed time or a variable timing based on an outside air temperature or a temperature of the fuel cell 10 is set (or a temperature of the refrigerant to the temperature of the fuel cell 10 adjust). In the latter case, the application time of the closed valve stage maintenance current can be optimized, and further, a time required for a system stop operation including the above-described dew condensation prevention process can be shortened.

Ferner kann der oben beschriebene Taukondensations-Verhinderungsvorgang nach dem Systemstopp durchgeführt werden, anstelle letzterem oder zusätzlich zu der Durchführung des Systemstopps. Wenn der Taukondensations-Verhinderungsvorgang nach dem Systemstopp durchgeführt wird, wie beispielsweise in der 6 gezeigt, bringt die Steuervorrichtung 4 diskontinuierlich den Geschlossenen-Ventilstadium-Beibehaltungsstrom auf den Solenoid 69 des Injektors 35 nach dem Systemstopp auf. Das Ein-/Ausschalten des Stroms während dieser diskontinuierlichen Aufbringung wird beispielsweise durch einen Timer kontrolliert.Further, the above-described dew condensation inhibiting operation may be performed after the system stop, instead of the latter or in addition to the execution of the system stop. When the dew condensation prevention process is performed after the system stop, such as in the 6 shown, brings the control device 4 discontinuously the closed-valve-stage maintenance current on the solenoid 69 of the injector 35 after the system stop. The turning on / off of the current during this discontinuous application is controlled by a timer, for example.

Ferner kann die Steuervorrichtung 4 den oben beschriebenen Taukondensations-Verhinderungsvorgang 3 durchführen, was bedeutet, die Aufbringung des Stroms auf den Solenoid 69 des Injektors 35 während oder nachdem das System anhält, in einem Fall, in dem vorhergesagt ist, dass eine Taukondensation um den Ventilkörper des Injektors 35 erzeugt wird.Furthermore, the control device 4 the above-described dew condensation prevention process 3 perform, meaning the application of the current to the solenoid 69 of the injector 35 during or after the system stops, in a case where it is predicted that a dew condensation will occur around the valve body of the injector 35 is produced.

In solch einem Fall kann die Durchführung des Taukondensations-Verhinderungsvorgangs weggelassen werden, welcher nutzlos in Fällen wird, in denen die Taukondensation nicht erzeugt wird. Andererseits kann in Fällen, in denen der Taukondensations-Verhinderungsvorgang durchgeführt wird, wenn das System stoppt aber die Taukondensation aufgrund anschließender Umgebungsbedingungsänderungen oder ähnliches erzeugt werden kann, die Erzeugung der Taukondensation verhindert werden.In such a case, the performance of the dew condensation prevention process may be omitted, which becomes useless in cases where the dew condensation is not generated. On the other hand, in cases where the dew condensation prevention process is performed, when the system stops but the dew condensation can be generated due to subsequent environmental condition changes or the like, generation of the dew condensation can be prevented.

Hier kann beurteilt werden, ob oder ob nicht die Taukondensation in dem Injektor 35 erzeugt wird, beispielsweise mittels mindestens einem der Parameter, die durch die außenseitige Lufttemperatur typisiert werden, die Temperatur des Injektors 35, die Temperatur der Brennstoffzelle 10, die Temperatur des Wasserstoffsystemrohrs und der Widerstandswert des Injektors 35, welcher von dem Wert eines Stromsensors erhalten wird, der an einem Antrieb zum Antreiben des Injektors 35 angeordnet ist.Here it can be judged whether or not the dew condensation in the injector 35 is generated, for example by means of at least one of the parameters that are typified by the outside air temperature, the temperature of the injector 35 , the temperature of the fuel cell 10 , the temperature of the hydrogen system pipe and the resistance value of the injector 35 which is obtained from the value of a current sensor connected to a drive for driving the injector 35 is arranged.

Es sollte erkannt werden, dass in dem oben genannten Ausführungsbeispiel ein Beispiel beschrieben wurde, in welchem das Wasserstoffgasrohrsystem 3 des Brennstoffzellensystems 1 mit einem Umlaufkanal 32 versehen ist, aber wie beispielsweise in der 7 gezeigt, kann eine Brennstoffzelle 10 direkt mit einem Auslasskanal 38 verbunden sein, um den Umlaufkanal 32 weglassen zu können. Anstelle der Installation einer Wasserstoffpumpe 39 an dem Umlaufkanal 32 kann ein Ejektor installiert werden.It should be appreciated that in the above embodiment, an example was described in which the hydrogen gas piping system 3 of the fuel cell system 1 with a circulation channel 32 is provided, but such as in the 7 shown, can a fuel cell 10 directly with an outlet channel 38 be connected to the circulation channel 32 to be able to leave out. Instead of installing a hydrogen pump 39 at the circulation channel 32 An ejector can be installed.

Ferner ist in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ein Beispiel beschrieben worden, in welchem das Brennstoffzellensystem gemäß der vorliegenden Erfindung an ein Brennstoffzellenfahrzeug montiert ist, aber das Brennstoffzellensystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch an verschiedenartige bewegbare Körper (einen Roboter, ein Schiff, ein Flugzeug usw.) anders als ein Brennstoffzellenfahrzeug montiert werden. Das Brennstoffzellensystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann an einem stationären Leistungserzeugungssystem und zum Einsatz als eine Leistungserzeugungsausrüstung für eine Konstruktion (ein Haus, ein Gebäude o. ä.) angewendet werden.Further, in the above-described embodiments, an example has been described in which the fuel cell system according to the present invention is mounted on a fuel cell vehicle, but the fuel cell system according to the present invention can also be applied to various movable bodies (a robot, a ship, an airplane, etc.). ) are mounted unlike a fuel cell vehicle. The fuel cell system according to the present invention may be applied to a stationary power generation system and used as a power generation equipment for a construction (a house, a building or the like).

Industrielle AnwendbarkeitIndustrial applicability

Da Wasser, welches um einen Ventilkörper eines Injektors herum vorliegt, verringert werden kann, wenn das System anhält, kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein Betriebsdefekt aufgrund von Einfrierens in dem Injektor unterdrückt werden und die Startzuverlässigkeit in einer Niedrigtemperaturumgebung kann verbessert werden. Daher kann die vorliegende Erfindung breit in einem Brennstoffzellensystem mit solch einer Anforderung und in einem Betriebsunterbrechungsverfahren des Systems eingesetzt werden.According to the present invention, since water present around a valve body of an injector can be reduced when the system stops, an operation defect due to freezing in the injector can be suppressed, and the start reliability in a low-temperature environment can be improved. Therefore, the present invention can be widely used in a fuel cell system having such a request and in an operation interruption method of the system.

Claims (11)

Brennstoffzellensystem (1) mit: einer Brennstoffzelle (10); einem Gaszufuhrsystem (3) zur Zufuhr eines Reaktionsgases zu dieser Brennstoffzelle (10); und einem Injektor (35) zur Einstellung eines Gasstadiums an einer stromaufwärtigen Seite dieses Gaszufuhrsystems (3), um das Gas einer stromabwärtigen Seite zuzuführen, wobei: der Injektor (35) einen inneren Kanal (53) enthält, um die stromaufwärtige Seite des Injektors (35) mit der stromabwärtigen Seite des Injektors (35) zu verbinden, einen Ventilkörper (65) hat, der beweglich in dem inneren Kanal (53) angeordnet ist, um ein Offen/Geschlossen-Stadium des Kanals zu ändern, und einen Ventilkörper-Antriebsteil (69) hat, um den Ventilkörper (65) durch Aufbringung eines Stroms anzutreiben; das System ferner ein Wasserverringerungsmittel (4) enthält, um, durch Steuern der Aufbringung des Stroms auf das Ventilkörper-Antriebsteil (69), Wasser zumindest um den Ventilkörper (65) des Injektors (35) herum zu reduzieren, wenn oder nachdem das System anhält; und das Wasserverringerungsmittel (4) einen Strom, der ein geschlossenes Ventilstadium beibehält, auf das Ventilkörper-Antriebsteil (69) des Injektors (35) aufbringt, um die Temperatur des Reaktionsgases zu erhöhen, und dann ein Ventil des Injektors (35) öffnet.Fuel cell system ( 1 ) with: a fuel cell ( 10 ); a gas supply system ( 3 ) for supplying a reaction gas to this fuel cell ( 10 ); and an injector ( 35 ) for adjusting a gas stage at an upstream side of this gas supply system ( 3 ) to supply the gas to a downstream side, wherein: the injector ( 35 ) an inner channel ( 53 ) to the upstream side of the injector ( 35 ) with the downstream side of the injector ( 35 ), a valve body ( 65 ) which is movable in the inner channel ( 53 ) is arranged to change an open / close stage of the channel, and a valve body driving part ( 69 ) to the valve body ( 65 ) by applying a current; the system further comprises a water reducing agent ( 4 ) by controlling the application of the current to the valve body driving part (10) 69 ), Water at least around the valve body ( 65 ) of the injector ( 35 ) when or after the system stops; and the water-reducing agent ( 4 ) a flow, which maintains a closed valve stage, on the valve body driving part ( 69 ) of the injector ( 35 ) to increase the temperature of the reaction gas, and then a valve of the injector ( 35 ) opens. Brennstoffzellensystem (1) nach Anspruch 1, wobei: der Injektor (35) in einem Brennstoffgaszufuhrsystem angeordnet ist, das mit einer Brennstoffelektrodenseite der Brennstoffzelle (10) kommuniziert; und das Wasserverringerungsmittel (4) einen Druck an der Brennstoffelektrodenseite der Brennstoffzelle (10) auf einen Wert niedriger als der Zieldruck verringert, nachdem das System anhält, bevor das Ventil des Injektors (35) geöffnet wird.Fuel cell system ( 1 ) according to claim 1, wherein: the injector ( 35 ) is arranged in a fuel gas supply system that is connected to a fuel electrode side of the fuel cell ( 10 ) communicates; and the water-reducing agent ( 4 ) a pressure at the fuel electrode side of the fuel cell ( 10 ) is lowered to a value lower than the target pressure after the system stops before the injector valve ( 35 ) is opened. Brennstoffzellensystem (1) mit: einer Brennstoffzelle (10); einem Gaszufuhrsystem (3) zur Zufuhr eines Reaktionsgases zu dieser Brennstoffzelle (10); einem Injektor (35) zur Einstellung eines Gasstadiums an einer stromaufwärtigen Seite dieses Gaszufuhrsystems (3), um das Gas einer stromabwärtigen Seite zuzuführen; und einem Anlassventil (33), um die Gaszufuhr von einer Reaktionsgaszufuhrquelle (30) an der stromaufwärtigen Seite des Injektors (35) zu unterbrechen, wobei der Injektor (35) einen inneren Kanal (53) enthält, um die stromaufwärtige Seite des Injektors (35) mit der stromabwärtigen Seite des Injektors (35) zu verbinden und einen Ventilkörper (65) hat, der beweglich in dem inneren Kanal (53) angeordnet ist, um ein Offen/Geschlossen-Stadium des Kanals zu ändern, und einem Wasserverringerungsmittel (4), um, durch Steuern der Aufbringung des Stroms auf ein Ventilkörper-Antriebsteil (69), Wasser zumindest um den Ventilkörper (65) des Injektors (35) herum zu reduzieren, wenn oder nachdem das System anhält, wobei das Wasserverringerungsmittel (4) das Anlassventil (33) schließt, dann kontinuierlich einen Strom auf das Ventilkörper-Antriebsteil (69) aufbringt, welcher notwendig ist, um das Ventil des Injektors (35) zu öffnen, das Anlassventil (33) öffnet, um das Reaktionsgas von der Reaktionsgaszufuhrquelle (30) dem Injektor (35) zuzuführen, und danach das Ventil des Injektors (35) schließt und das Anlassventil (33) schließt.Fuel cell system ( 1 ) with: a fuel cell ( 10 ); a gas supply system ( 3 ) for supplying a reaction gas to this fuel cell ( 10 ); an injector ( 35 ) for adjusting a gas stage at an upstream side of this gas supply system ( 3 ) to supply the gas to a downstream side; and a starting valve ( 33 ) to control the gas supply from a reaction gas supply source ( 30 ) on the upstream side of the injector ( 35 ), the injector ( 35 ) an inner channel ( 53 ) to the upstream side of the injector ( 35 ) with the downstream side of the injector ( 35 ) and a valve body ( 65 ) which is movable in the inner channel ( 53 ) is arranged to change an open / closed stage of the channel, and a water reducing means ( 4 ) by controlling the application of the flow to a valve body drive member (10). 69 ), Water at least around the valve body ( 65 ) of the injector ( 35 ), when or after the system stops, with the water-reducing agent ( 4 ) the starting valve ( 33 ), then continuously supplying a current to the valve body driver ( 69 ), which is necessary to the valve of the injector ( 35 ), the starting valve ( 33 ) opens to the reaction gas from the reaction gas supply source ( 30 ) the injector ( 35 ), and then the injector valve ( 35 ) and the starting valve ( 33 ) closes. Brennstoffzellensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 weiter umfassend: einen Umlaufkanal (32), um ein Abgas des Reaktionsgases, welches von der Brennstoffzelle (10) ausgestoßen wird, der Brennstoffzelle (10) zuzuführen; und eine Pumpe (39), die in dem Umlaufkanal (32) angeordnet ist, wobei das Wasserverringerungsmittel (4) einen Vorgang durchführt, um das Wasser um den Ventilkörper (65) herum in dem Fall zu reduzieren, in dem die Drehzahl der Pumpe (39) weniger als oder gleich einer vorher festgelegten Drehzahl ist.Fuel cell system ( 1 ) according to one of claims 1 to 3 further comprising: a circulation channel ( 32 ) to an exhaust gas of the reaction gas, which from the fuel cell ( 10 ), the fuel cell ( 10 ); and a pump ( 39 ) located in the circulation channel ( 32 ), the water reducing agent ( 4 ) carries out an operation to move the water around the valve body ( 65 ) in the case in which the speed of the pump ( 39 ) is less than or equal to a predetermined speed. Brennstoffzellensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Wasserverringerungsmittel (4) den Vorgang durchführt, um das Wasser um den Ventilkörper (65) herum zu reduzieren, nachdem alle Leistungserzeugungen durch die Brennstoffzelle (10) beendet wurden.Fuel cell system ( 1 ) according to any one of claims 1 to 4, wherein the water-reducing agent ( 4 ) performs the process to the water around the valve body ( 65 ) after all power generation by the fuel cell ( 10 ) were terminated. Brennstoffzellensystem (1) nach Anspruch 1, wobei das Wasserverringerungsmittel (4) einen Strom auf den Ventilkörper-Antriebsteil (69) des Injektors (35) für eine vorher festgelegte Zeit aufbringt, um das geschlossene Ventilstadium beizubehalten, und dann die Aufbringung des Stroms unterbricht.Fuel cell system ( 1 ) according to claim 1, wherein the water-reducing agent ( 4 ) a current to the valve body driving part ( 69 ) of the injector ( 35 ) for a predetermined time to maintain the valve closed stage, and then stops the application of the current. Brennstoffzellensytsem (1) nach Anspruch 6, wobei die vorher festgelegte Zeit basierend auf eine Temperatur der Außenluft der Brennstoffzelle (10) eingestellt wird. Fuel Cell System ( 1 ) according to claim 6, wherein the predetermined time based on a temperature of the outside air of the fuel cell ( 10 ) is set. Brennstoffzellensystem (1) nach Anspruch 1, wobei das Wasserverringerungsmittel (4) diskontinuierlich den Strom auf den Ventilkörper-Antriebsteil (69) des Injektors (35) aufbringt, nachdem das System anhält.Fuel cell system ( 1 ) according to claim 1, wherein the water-reducing agent ( 4 ) intermittently the current to the valve body drive part ( 69 ) of the injector ( 35 ) after the system stops. Brennstoffzellensystem (1) nach Anspruch 1, wobei das Wasserverringerungsmittel (4) den Strom auf den Ventilkörper-Antriebsteil (69) des Injektors (35) in einem Fall aufbringt, in dem vorhersehbar ist, dass Taukondensation um den Ventilkörper (65) des Injektors (35) herum erzeugt wird.Fuel cell system ( 1 ) according to claim 1, wherein the water-reducing agent ( 4 ) the current to the valve body drive part ( 69 ) of the injector ( 35 ) in a case in which it is foreseeable that dew condensation around the valve body ( 65 ) of the injector ( 35 ) is generated around. Betriebsunterbrechungsverfahren eines Brennstoffzellensystems (1) mit einer Brennstoffzelle (10), einem Gaszufuhrsystem (3), um ein Reaktionsgas zu dieser Brennstoffzelle (10) zuzuführen, und einem Injektor (35), um ein Gasstadium an einer stromaufwärtigen Seite des Gaszufuhrsystems (3) einzustellen, um das Gas einer stromabwärtigen Seite zuzuführen, wobei das Verfahren aufweist: Reduzieren von Wasser zumindest um einen Ventilkörper (65), welcher in einem inneren Kanal (53) des Injektors (35) angeordnet ist, wenn das System anhält, durch Steuern der Aufbringung des Stroms auf ein Ventilkörper-Antriebsteil (69) des Injektors (35); wobei der Schritt zum Reduzieren von Wasser zumindest um den Ventilkörper (65) das Aufbringen des Stroms, der ein geschlossenes Ventilstadium beibehält, auf das Ventilkörper-Antriebsteil (69) des Injektors (35) umfasst, um die Temperatur des Reaktionsgases zu erhöhen, und dann ein Ventil des Injektors (35) zu öffnen.Operation interruption method of a fuel cell system ( 1 ) with a fuel cell ( 10 ), a gas supply system ( 3 ) to a reaction gas to this fuel cell ( 10 ), and an injector ( 35 ) to a gas stage on an upstream side of the gas supply system ( 3 ) to supply the gas to a downstream side, the method comprising: reducing water at least around a valve body ( 65 ), which in an inner channel ( 53 ) of the injector ( 35 ) is arranged, when the system stops, by controlling the application of the current to a valve body driving part ( 69 ) of the injector ( 35 ); wherein the step of reducing water at least around the valve body ( 65 ) the application of the current, which maintains a closed valve stage, on the valve body driving part ( 69 ) of the injector ( 35 ) to increase the temperature of the reaction gas, and then a valve of the injector ( 35 ) to open. Betriebsunterbrechungsverfahren eines Brennstoffzellensystems (1) mit einer Brennstoffzelle (10), einem Gaszufuhrsystem (3), um ein Reaktionsgas zu dieser Brennstoffzelle (10) zuzuführen, einem Injektor (35), um ein Gasstadium an einer stromaufwärtigen Seite des Gaszufuhrsystems (3) einzustellen, um das Gas einer stromabwärtigen Seite zuzuführen, und einem Anlassventil (33), um die Gaszufuhr von einer Reaktionsgaszufuhrquelle (30) an der stromaufwärtigen Seite des Injektors (35) zu unterbrechen, wobei das Verfahren aufweist: Reduzieren von Wasser zumindest um einen Ventilkörper (65), welcher in einem inneren Kanal (53) des Injektors (35) angeordnet ist, wenn das System anhält durch Steuern der Aufbringung des Stroms auf ein Ventilkörper-Antriebsteil (69) des Injektors (35); wobei der Schritt zum Reduzieren von Wasser zumindest um den Ventilkörper (65) umfasst: Schließen des Anlassventils (33), dann kontinuierliches Aufbringen eines Stroms auf ein Ventilkörper-Antriebsteil (69), welcher notwendig ist, um das Ventil des Injektors (35) zu öffnen, Öffnen des Anlassventils (33), um das Reaktionsgas von der Reaktionsgaszufuhrquelle (30) dem Injektor (35) zuzuführen, und danach Schließen des Ventils des Injektors (35) und des Anlassventils (33).Operation interruption method of a fuel cell system ( 1 ) with a fuel cell ( 10 ), a gas supply system ( 3 ) to a reaction gas to this fuel cell ( 10 ), an injector ( 35 ) to a gas stage on an upstream side of the gas supply system ( 3 ) to supply the gas to a downstream side, and a start valve ( 33 ) to control the gas supply from a reaction gas supply source ( 30 ) on the upstream side of the injector ( 35 ), the method comprising: reducing water at least about a valve body ( 65 ), which in an inner channel ( 53 ) of the injector ( 35 ) is stopped when the system stops by controlling the application of the current to a valve body driving part ( 69 ) of the injector ( 35 ); wherein the step of reducing water at least around the valve body ( 65 ) includes: closing the starting valve ( 33 ), then continuously applying a current to a valve body driver ( 69 ), which is necessary to the valve of the injector ( 35 ), opening the starting valve ( 33 ) to remove the reaction gas from the reaction gas supply source ( 30 ) the injector ( 35 ), and then closing the valve of the injector ( 35 ) and the starting valve ( 33 ).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4882972B2 (en) * 2007-11-16 2012-02-22 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP4363482B2 (en) * 2007-11-20 2009-11-11 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP5170529B2 (en) * 2007-11-26 2013-03-27 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system and control method thereof
JP5228263B2 (en) * 2011-08-26 2013-07-03 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP6565860B2 (en) 2016-10-17 2019-08-28 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP6783188B2 (en) * 2017-05-25 2020-11-11 愛三工業株式会社 Fuel cell system
JP7042134B2 (en) * 2018-03-29 2022-03-25 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing system and method for determining the flow rate of gas
KR102518716B1 (en) * 2018-07-16 2023-04-05 현대자동차주식회사 Solenoid valve for controlling supply of gas
CN109950578B (en) * 2019-03-26 2021-09-14 浙江吉利汽车研究院有限公司 Cold start system and control method thereof
DE102021203378A1 (en) * 2021-04-06 2022-10-06 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Fuel cell system and valve for a fuel cell system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6161783A (en) * 1999-09-17 2000-12-19 Impco Technologies, Inc. Gaseous fuel injector
JP2005011779A (en) * 2003-06-23 2005-01-13 Toyota Motor Corp Fuel cell system and its control method

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2980410B2 (en) * 1991-06-24 1999-11-22 株式会社デンソー Fuel injection device
JPH06275300A (en) * 1993-03-24 1994-09-30 Sanyo Electric Co Ltd Fuel cell system
JP2865193B2 (en) * 1994-09-20 1999-03-08 本田技研工業株式会社 Fuel supply control device
JP3820992B2 (en) * 2002-01-08 2006-09-13 日産自動車株式会社 Fuel cell system
JP4595304B2 (en) 2002-09-27 2010-12-08 株式会社エクォス・リサーチ Fuel cell system
JP2005276764A (en) * 2004-03-26 2005-10-06 Toyota Motor Corp Fuel cell system
JP4887603B2 (en) * 2004-05-14 2012-02-29 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP4379205B2 (en) * 2004-05-27 2009-12-09 トヨタ自動車株式会社 Solenoid valve control device
JP4642432B2 (en) * 2004-10-27 2011-03-02 本田技研工業株式会社 Fuel cell system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6161783A (en) * 1999-09-17 2000-12-19 Impco Technologies, Inc. Gaseous fuel injector
JP2005011779A (en) * 2003-06-23 2005-01-13 Toyota Motor Corp Fuel cell system and its control method

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Publication number Publication date
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