JP2013167291A - Fuel utilization system - Google Patents

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Hiroyasu Ozaki
浩靖 尾崎
Morito Asano
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel utilization system that can prevent the occurrence of a failure.SOLUTION: In a fuel battery vehicle 100A including a primary pressure reduction valve 30 with a pressure reduction mechanism and a cutoff mechanism, if a fastening failure occurs in the primary pressure reduction valve 30, and a detection value P2 of a pressure sensor 52 provided in a pipe a6 exceeds a specific value set higher than a normal pressure region in the pipe a6 while hydrogen is filled from a hydrogen supply station 200 to a hydrogen tank 2, a control part 50 sends a filling stop signal to the hydrogen supply station 200 and executes processing for stopping the filling.

Description

本発明は、高圧ガスを燃料とするガス供給装置を搭載した燃料利用システムに関する。   The present invention relates to a fuel utilization system equipped with a gas supply device using high-pressure gas as fuel.

特許文献1には、補給装置(外部装置)から収容部(燃料タンク)に燃料ガスの補給が開始される場合にガス漏れ検出を行い、移動体内部の収容部および補給路からのガス漏れを検知する燃料利用の移動体が記載されている。このような移動体には外部の補給装置と通信する通信部が設けられており、通信部は、ガス漏れが検知されたときに補給装置からの燃料ガスの補給を停止させる制御信号を送信し、補給装置からの燃料ガスの補給を停止させる。   In Patent Document 1, gas replenishment is detected when replenishment of fuel gas is started from the replenishing device (external device) to the housing unit (fuel tank), and gas leakage from the housing unit and the replenishment path inside the moving body A fuel-based moving body to be detected is described. Such a mobile body is provided with a communication unit that communicates with an external replenishment device, and the communication unit transmits a control signal that stops replenishment of fuel gas from the replenishment device when a gas leak is detected. Then, supply of fuel gas from the supply device is stopped.

特開2011−94652号公報(図1および図3)JP 2011-94652 A (FIGS. 1 and 3)

しかしながら、特許文献1に記載の技術は、移動体の燃料ガスの補給路または収容部からのガスが実際に漏れたことを検出した後に燃料ガスの補給を停止する制御信号を送信するものである。このため、未然にガス漏れを防ぐことはできず、しかも移動体のガス漏れ以外の異常発生時には対応できないという問題がある。   However, the technique described in Patent Document 1 transmits a control signal for stopping fuel gas replenishment after detecting that the gas from the fuel gas replenishment path or the accommodating portion of the moving body has actually leaked. . For this reason, there is a problem that it is not possible to prevent gas leakage in advance, and it is impossible to cope with an abnormality other than gas leakage from the moving body.

本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、不具合発生を未然に防止することができる燃料利用システムを提供することを課題とする。   This invention solves the said conventional problem, and makes it a subject to provide the fuel utilization system which can prevent generation | occurrence | production of a malfunction beforehand.

本発明は、燃料ガスを利用する燃料利用体と、前記燃料ガスを貯留する貯留部と、外部装置から前記貯留部に燃料ガスを送る接続口である充填口と、前記貯留部からの燃料ガスを前記燃料利用体に向かわせる第1供給経路と、前記第1供給経路の燃料ガスを減圧する締切機構付レギュレータと、前記締切機構付レギュレータで減圧された燃料ガスを前記燃料利用体に向かわせる第2供給経路と、前記第2供給経路の圧力を検出する第2供給経路圧力センサと、前記外部装置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記外部装置から前記貯留部への燃料ガスの供給中、前記第2供給経路圧力センサの検出値が前記第2供給経路での常用圧力領域よりも高く設定された所定値を超えた場合、前記外部装置による燃料ガスの供給を停止させる処理を実行することを特徴とする。   The present invention relates to a fuel utilization body that uses fuel gas, a storage section that stores the fuel gas, a filling port that is a connection port for sending fuel gas from an external device to the storage section, and a fuel gas from the storage section A first supply path for directing fuel toward the fuel utilization body, a regulator with a cutoff mechanism for depressurizing the fuel gas in the first supply path, and a fuel gas decompressed by the regulator with a cutoff mechanism toward the fuel utilization body A second supply path; a second supply path pressure sensor that detects a pressure in the second supply path; and a control unit that controls the external device, wherein the control unit transfers the external device to the storage unit. When the detected value of the second supply path pressure sensor exceeds a predetermined value set higher than the normal pressure region in the second supply path, the fuel gas is supplied by the external device. Stop And executes the management.

ところで、燃料ガスの補給中に締切機構付レギュレータに高圧が印加された場合、締切機構付レギュレータに締切不良が発生していると、第1供給経路の下流に位置する第2供給経路の圧力が上昇する。例えば、第2供給経路にリリーフ弁が設けられている場合、第1供給経路の高い圧力が第2供給経路に加わることになり、リリーフ弁のフェール設定値を超えて、リリーフ弁から燃料ガス漏れが発生し、燃料ガスの漏れを遮断できず、リリーフ弁から燃料ガスが継続的に漏れることになる。   By the way, when a high pressure is applied to the regulator with a cutoff mechanism during replenishment of fuel gas, if a cutoff failure has occurred in the regulator with a cutoff mechanism, the pressure of the second supply path located downstream of the first supply path is increased. To rise. For example, when a relief valve is provided in the second supply path, high pressure in the first supply path is applied to the second supply path, and the fuel gas leaks from the relief valve exceeding the fail set value of the relief valve. As a result, fuel gas leakage cannot be shut off and fuel gas continuously leaks from the relief valve.

そこで、本発明によれば、燃料ガスの補給中に第2供給経路圧力センサの検出値に基づいて締切機構付レギュレータの締切不良を検出することにより、検出値が第2供給経路の常用圧力領域よりも高く設定された所定値を超えたときに、外部装置に対して燃料ガスの補給を停止させる制御を行うことで、リリーフ弁から燃料ガスが継続して漏れるのを防止することができる。このように、燃料ガス漏れが継続することを防止できるので、燃料ガス補給時における燃料利用システム(例えば、燃料電池システム)での不具合を未然に防止することができる。   Therefore, according to the present invention, the detection value is detected in the normal pressure region of the second supply path by detecting the cutoff failure of the regulator with the cutoff mechanism based on the detection value of the second supply path pressure sensor during the fuel gas supply. When the predetermined value set higher than the predetermined value is exceeded, the fuel gas can be prevented from continuously leaking from the relief valve by controlling the external device to stop the supply of the fuel gas. Thus, since it can prevent that a fuel gas leak continues, the malfunction in the fuel utilization system (for example, fuel cell system) at the time of fuel gas replenishment can be prevented beforehand.

また、前記第1供給経路の圧力を検出する第1供給経路圧力センサを備え、前記制御部は、前記外部装置から前記貯留部への燃料ガスの供給中、前記第1供給経路圧力センサの検出値が前記第1供給経路の常用圧力領域であり、かつ、前記第2供給経路圧力センサの検出値が前記第2供給経路の常用圧力領域よりも高く設定された所定値を超えた場合、前記締切機構付レギュレータに不具合が発生していると判定して、前記外部装置による燃料ガスの供給を停止させる処理を実行することを特徴とする。   In addition, a first supply path pressure sensor for detecting the pressure of the first supply path is provided, and the control unit detects the first supply path pressure sensor during the supply of fuel gas from the external device to the storage unit. When the value is the normal pressure region of the first supply path and the detected value of the second supply path pressure sensor exceeds a predetermined value set higher than the normal pressure region of the second supply path, It is determined that a problem has occurred in the regulator with a cutoff mechanism, and a process of stopping the supply of fuel gas by the external device is executed.

これによれば、締切機構付レギュレータに不具合が発生していると確定することができるので、後のメンテナンス作業が容易になる。   According to this, since it can be determined that a malfunction has occurred in the regulator with the cutoff mechanism, subsequent maintenance work is facilitated.

また、前記第1供給経路は、前記貯留部から前記燃料利用体へ向かう供給経路と前記充填口から前記貯留部に向かう補給経路とを兼用していることを特徴とする。   In addition, the first supply path serves as both a supply path from the storage part to the fuel utilization body and a supply path from the filling port to the storage part.

これによれば、供給経路と補給経路を兼用する構成、つまり燃料ガスの補給時と供給時とで燃料ガスが通る流路を共有にすることで、貯留部に設けられる弁(主止弁)は補給時に開いている必要性が生じ、締切機構付レギュレータには必ず高い圧力が加わることになり、締切機構付レギュレータの締切不良を確実に検出することが可能になる。   According to this, the valve (main stop valve) provided in the storage unit by sharing the flow path through which the fuel gas passes between the supply path and the supply path, that is, the supply and supply of the fuel gas. Therefore, it is necessary for the regulator to be open at the time of replenishment, and a high pressure is inevitably applied to the regulator with a cutoff mechanism, so that it is possible to reliably detect a cutoff failure of the regulator with a cutoff mechanism.

本発明によれば、不具合発生を未然に防止することが可能な燃料利用システムを提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel utilization system which can prevent generation | occurrence | production of a malfunction beforehand can be provided.

本実施形態の燃料利用システムを搭載した燃料電池車を示す全体構成図である。It is a whole lineblock diagram showing the fuel cell vehicle carrying the fuel utilization system of this embodiment. 燃料タンクに設けられる主止弁の一例を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows an example of the main stop valve provided in a fuel tank. 1次減圧弁の一例を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows an example of a primary pressure-reduction valve. 水素充填時の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement at the time of hydrogen filling. 圧力センサの検出値と時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the detected value of a pressure sensor, and time. 水素充填時の別の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows another operation | movement at the time of hydrogen filling. 燃料電池車の変形例を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the modification of a fuel cell vehicle.

本実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、燃料利用システムのうち、燃料電池システムを搭載した車両として燃料電池車100A,100Bを例に挙げて説明するが、燃料電池車100A,100Bに限定されるものではなく、燃料電池システムを搭載した船舶や航空機などの移動体であってもよく、水素タンク(貯留部)を備えて適宜充填を行う定置式の燃料電池システムであってもよく、または燃料を利用するものとして水素エンジンシステムを用いていてもよい。これら例示のように燃料を利用する様々なものに適用できる。   The present embodiment will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the following, fuel cell vehicles 100A and 100B will be described as examples of vehicles using the fuel cell system among fuel utilization systems. However, the fuel cell vehicles are not limited to fuel cell vehicles 100A and 100B. It may be a moving body such as a ship or an aircraft equipped with the system, may be a stationary fuel cell system equipped with a hydrogen tank (reservoir) and appropriately filled, or hydrogen that uses fuel An engine system may be used. As shown in these examples, the present invention can be applied to various things using fuel.

図1は、本実施形態の燃料利用システムを搭載した燃料電池車を示す全体構成図である。
燃料電池車100Aは、燃料電池1(燃料利用体)、水素タンク2(貯留部)、充填口3、1次減圧弁30(締切機構付レギュレータ)、中圧デバイス40、制御部50、圧力センサ51(第1供給経路圧力センサ)、52(第2供給経路圧力センサ)などを含む燃料電池システムを備えている。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a fuel cell vehicle equipped with a fuel utilization system of the present embodiment.
The fuel cell vehicle 100A includes a fuel cell 1 (fuel utilization body), a hydrogen tank 2 (storage part), a filling port 3, a primary pressure reducing valve 30 (regulator with a cutoff mechanism), an intermediate pressure device 40, a control part 50, a pressure sensor. The fuel cell system includes 51 (first supply path pressure sensor), 52 (second supply path pressure sensor), and the like.

燃料電池1は、例えば、複数の固体高分子型の単セル(不図示)が積層されることで構成された燃料電池スタックであり、複数の単セルが電気的に直列で接続されて構成されている。単セルは、MEA(Membrane Electrode Assembly:膜電極接合体)と、このMEAを挟む導電性を有するアノードセパレータ(不図示)およびカソードセパレータ(不図示)と、を備えている。   The fuel cell 1 is, for example, a fuel cell stack configured by stacking a plurality of solid polymer type single cells (not shown), and is configured by electrically connecting a plurality of single cells in series. ing. The single cell includes an MEA (Membrane Electrode Assembly), and a conductive anode separator (not shown) and a cathode separator (not shown) sandwiching the MEA.

MEAは、1価の陽イオン交換膜(例えばパーフルオロスルホン酸型)からなる電解質膜(固体高分子膜)と、これを挟むアノードおよびカソードとを備えている。アノードおよびカソードは、カーボンペーパ等の導電性を有する多孔質体から主に構成されると共に、アノードおよびカソードにおける電極反応を生じさせるための触媒(Pt、Ru等)を含んでいる。   The MEA includes an electrolyte membrane (solid polymer membrane) made of a monovalent cation exchange membrane (for example, perfluorosulfonic acid type), and an anode and a cathode sandwiching the electrolyte membrane. The anode and the cathode are mainly composed of a conductive porous material such as carbon paper, and contain a catalyst (Pt, Ru, etc.) for causing an electrode reaction in the anode and the cathode.

アノードセパレータには、各MEAのアノードに対して水素(燃料ガス)を給排するための溝などで形成されたアノード流路1aが形成されている。カソードセパレータには、各MEAのカソードに対して空気(酸化剤ガス)を給排するための溝などで形成されたカソード流路1bが形成されている。   The anode separator is formed with an anode flow path 1a formed by a groove for supplying and discharging hydrogen (fuel gas) to and from the anode of each MEA. The cathode separator is formed with a cathode channel 1b formed by a groove for supplying and discharging air (oxidant gas) to and from the cathode of each MEA.

そして、アノード流路1aを介して各アノードに水素が供給されるとともに、カソード流路1bを介して各カソードに空気(酸素)が供給されると、各単セルで電位差(OCV(Open Circuit Voltage)、開回路電圧)が発生するようになっている。次いで、燃料電池1と外部負荷(走行モータ、高圧バッテリなど)とが電気的に接続され、電流が取り出されると、燃料電池1が発電するようになっている。   When hydrogen is supplied to each anode via the anode flow path 1a and air (oxygen) is supplied to each cathode via the cathode flow path 1b, a potential difference (OCV (Open Circuit Voltage) is generated in each single cell. ), Open circuit voltage). Next, when the fuel cell 1 and an external load (travel motor, high voltage battery, etc.) are electrically connected and current is taken out, the fuel cell 1 generates power.

図2は燃料タンクに設けられる主止弁の一例を示す側断面図である。
水素タンク2は、高純度の水素ガスが高圧で充填され、例えば、アルミニウム合金により形成され、その内部に水素ガスを高圧で貯留するライナー(タンク室)2a(一部のみ図示)を有し、そのライナー2aの周囲をCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic:炭素繊維強化プラスチック)や、GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic:ガラス繊維強化プラスチック)等で形成されたカバー2b(参照、一部のみ図示)で覆うことで構成されている。
FIG. 2 is a side sectional view showing an example of a main stop valve provided in the fuel tank.
The hydrogen tank 2 is filled with high-purity hydrogen gas at a high pressure, and is formed of, for example, an aluminum alloy, and has a liner (tank chamber) 2a (only part of which is shown) that stores the hydrogen gas at a high pressure therein. Cover the periphery of the liner 2a with a cover 2b (see, only part of which is shown) formed of CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) or GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastic). It consists of

また、水素タンク2は、常閉式のキックパイロット式電磁弁からなる主止弁20が開口部2cに取り付けられている。なお、主止弁20の詳細な構造については後記する。   Further, the hydrogen tank 2 has a main stop valve 20 made of a normally closed kick pilot solenoid valve attached to the opening 2c. The detailed structure of the main stop valve 20 will be described later.

図1に戻って、充填口3は、水素タンク2への水素充填時に、外部の水素供給ステーション200(外部装置)の充填ノズル203が接続される部分であり、例えば車両側部に設けられている。また、充填口3は、配管a2を介して主止弁20と接続されている。また、充填口3には、充填ノズル203から水素タンク2への流れのみを許容する逆止弁(不図示)が設けられている。この逆止弁は、充填ノズル203が充填口3に接続され、水素供給ステーション200から水素タンク2への水素の充填が開始されたときに開弁するようになっている。なお、配管a2には、充填口3の逆止弁とは別の逆止弁(充填ノズル203から水素タンク2への流れのみを許容する逆止弁)が設けられていてもよい。   Returning to FIG. 1, the filling port 3 is a portion to which a filling nozzle 203 of an external hydrogen supply station 200 (external device) is connected when hydrogen is filled into the hydrogen tank 2, and is provided, for example, on the side of the vehicle. Yes. Moreover, the filling port 3 is connected to the main stop valve 20 via the pipe a2. The filling port 3 is provided with a check valve (not shown) that allows only the flow from the filling nozzle 203 to the hydrogen tank 2. This check valve is opened when the filling nozzle 203 is connected to the filling port 3 and the filling of hydrogen into the hydrogen tank 2 from the hydrogen supply station 200 is started. The pipe a2 may be provided with a check valve (a check valve that allows only the flow from the filling nozzle 203 to the hydrogen tank 2) different from the check valve of the filling port 3.

充填ノズル203は、燃料電池車100Aと通信を行うための通信コネクタ204が一体に設けられており、充填ノズル203が充填口3に接続されたときに、通信コネクタ204が充填口3の近傍に設けられたコネクタ受部4と接続されるように構成されている。コネクタ受部4は、後記する制御部50と電気的に接続されている。   The filling nozzle 203 is integrally provided with a communication connector 204 for communicating with the fuel cell vehicle 100 </ b> A. When the filling nozzle 203 is connected to the filling port 3, the communication connector 204 is located near the filling port 3. It is configured to be connected to the provided connector receiving portion 4. The connector receiver 4 is electrically connected to a controller 50 described later.

1次減圧弁30は、水素タンク2から供給される高圧(例えば、35MPa、70MPaなど)の水素を、所定の圧力(例えば、1MPa以下)に減圧する機能を有し、配管a4(第1供給経路)を介して主止弁20と接続されている。また、1次減圧弁30は、減圧機構とともに遮断機構(締切機構)を備えたものであり、例えば水素補給時において、1次減圧弁30から下流への水素の流れを遮断する機能を有する。このように、減圧機能と遮断機能とを併せ持つことにより、1次減圧弁30をコンパクトに構成することが可能になる。なお、1次減圧弁30の詳細な構造については後記する。   The primary pressure reducing valve 30 has a function of reducing high pressure (for example, 35 MPa, 70 MPa, etc.) of hydrogen supplied from the hydrogen tank 2 to a predetermined pressure (for example, 1 MPa or less), and a pipe a4 (first supply). The main stop valve 20 is connected via a route). Further, the primary pressure reducing valve 30 is provided with a shutoff mechanism (shut-off mechanism) in addition to the pressure reducing mechanism, and has a function of blocking the flow of hydrogen downstream from the primary pressure reducing valve 30 when, for example, supplying hydrogen. Thus, it becomes possible to comprise the primary pressure-reduction valve 30 compactly by having both a pressure-reduction function and a cutoff function. The detailed structure of the primary pressure reducing valve 30 will be described later.

中圧デバイス40は、例えば、上流側から順に、リリーフ弁41、2次減圧弁42を備えて構成され、配管a6(第2供給経路)を介して1次減圧弁30と接続されている。   The intermediate pressure device 40 includes, for example, a relief valve 41 and a secondary pressure reducing valve 42 in order from the upstream side, and is connected to the primary pressure reducing valve 30 via a pipe a6 (second supply path).

リリーフ弁41は、配管a6に接続され、1次減圧弁30と2次減圧弁42との間の中圧ラインの常用圧力領域(例えば、300〜1000kPa)よりも高い圧力(例えば、1300kPa)が印加されたときに開放するように構成されている。なお、常用圧力領域とは、中圧ライン(配管a6)において、燃料電池車100Aの走行時(燃料電池1の発電時)に通常用いられている圧力範囲である。   The relief valve 41 is connected to the pipe a6 and has a pressure (for example, 1300 kPa) higher than a normal pressure region (for example, 300 to 1000 kPa) of a medium pressure line between the primary pressure reducing valve 30 and the secondary pressure reducing valve 42. It is configured to open when applied. Note that the normal pressure region is a pressure range that is normally used when the fuel cell vehicle 100A travels (power generation of the fuel cell 1) in the medium pressure line (pipe a6).

2次減圧弁42は、1次減圧弁30で減圧された水素の圧力を、図示しない低圧デバイスに供給される水素の圧力が適切な圧力(低圧)となるように減圧する機能を有する。なお、この2次減圧弁42は、例えば、後記するコンプレッサ7からカソード流路1bに向かう空気の圧力が信号圧(パイロット圧)として入力され、入力された空気の圧力に基づいて水素の圧力を制御するようになっている。また、2次減圧弁42は、電気的な信号によって減圧するものであってもよい。   The secondary pressure reducing valve 42 has a function of reducing the pressure of hydrogen reduced by the primary pressure reducing valve 30 so that the pressure of hydrogen supplied to a low pressure device (not shown) becomes an appropriate pressure (low pressure). In the secondary pressure reducing valve 42, for example, the pressure of air from the compressor 7 described later to the cathode flow path 1b is input as a signal pressure (pilot pressure), and the hydrogen pressure is adjusted based on the input air pressure. It comes to control. Further, the secondary pressure reducing valve 42 may be pressure-reduced by an electrical signal.

なお、2次減圧弁42とアノード流路1aの入口とを接続する配管a8には、低圧デバイスとして、例えば、エゼクタ(不図示)が設けられている。エゼクタは、燃料電池1のアノード流路1aから排出された水素オフガス(燃料オフガス)を戻し配管(不図示)を介して再び配管a8に戻して水素タンク2からの水素と合流させて再循環させる機能を有する。   For example, an ejector (not shown) is provided as a low pressure device in the pipe a8 connecting the secondary pressure reducing valve 42 and the inlet of the anode flow path 1a. The ejector returns the hydrogen off-gas (fuel off-gas) discharged from the anode flow path 1a of the fuel cell 1 to the pipe a8 again via the return pipe (not shown), merges with the hydrogen from the hydrogen tank 2, and recirculates it. It has a function.

制御部50は、燃料電池車100Aを電子制御する制御装置であり、CPU、ROM、RAM、各種インタフェースなどの電子回路(不図示)を含んで構成されている。また、制御部50は、その内部に記憶されたプログラムに従って、各種機器を制御し、各種処理を実行するようになっている。   The control unit 50 is a control device that electronically controls the fuel cell vehicle 100A, and includes an electronic circuit (not shown) such as a CPU, ROM, RAM, and various interfaces. The control unit 50 controls various devices according to programs stored therein and executes various processes.

制御部50は、水素タンク2に水素を充填する際、外部の水素供給ステーション200が備えるディスペンサ(水素充填装置)202との間で通信を行う。すなわち、制御部50は、コネクタ受部4および通信コネクタ204を介して水素供給ステーション200のディスペンサ202との間で通信を行い、ディスペンサ202に対して充填開始信号、充填停止信号、水素タンク2の許容圧力(35MPa、70MPa)に関する信号などを送信する。充填停止信号は、後記する圧力センサ51の検出値P1、または、圧力センサ51の検出値P1および圧力センサ52の検出値P2に基づいて送信される。充填停止信号を受けたディスペンサ202は、ディスペンサ202から充填ノズル203への水素の供給を停止して、水素タンク2への水素の充填を停止する。   When the hydrogen is filled in the hydrogen tank 2, the controller 50 communicates with a dispenser (hydrogen filling device) 202 provided in the external hydrogen supply station 200. That is, the control unit 50 communicates with the dispenser 202 of the hydrogen supply station 200 via the connector receiving unit 4 and the communication connector 204, and sends a filling start signal, a filling stop signal, and the hydrogen tank 2 to the dispenser 202. A signal relating to the allowable pressure (35 MPa, 70 MPa) is transmitted. The filling stop signal is transmitted based on a detection value P1 of the pressure sensor 51, which will be described later, or a detection value P1 of the pressure sensor 51 and a detection value P2 of the pressure sensor 52. Upon receiving the filling stop signal, the dispenser 202 stops the supply of hydrogen from the dispenser 202 to the filling nozzle 203 and stops filling the hydrogen tank 2 with hydrogen.

なお、制御部50がディスペンサ202に対して送信する情報(充填通信情報)としては、充填開始信号や充填停止信号の他、水素タンク2内の水素圧力や水素温度、水素タンク2の材質(アルミニウム合金製、樹脂製等)や、この材質に応じた水素タンク2の許容温度および許容圧力、水素タンク2の使用期限、水素の充填回数などが挙げられる。なお、これらの情報は、制御部50の図示しない記憶部に記憶され、通信を行う際には記憶部(図示せず)から読み出してディスペンサ202に送信する。   As information (filling communication information) transmitted from the control unit 50 to the dispenser 202, in addition to a filling start signal and a filling stop signal, the hydrogen pressure and hydrogen temperature in the hydrogen tank 2 and the material of the hydrogen tank 2 (aluminum) Alloy, resin, etc.), allowable temperature and allowable pressure of the hydrogen tank 2 according to this material, expiration date of the hydrogen tank 2, the number of times of hydrogen filling, and the like. These pieces of information are stored in a storage unit (not shown) of the control unit 50, and are read from the storage unit (not shown) and transmitted to the dispenser 202 when performing communication.

圧力センサ51は、主止弁20と1次減圧弁30との間の配管a4(高圧ライン)の圧力を検出する機能を有する。制御部50は、圧力センサ51の検出値P1に基づいて、配管a4の圧力が高圧ラインの常用圧力領域であるか否かを判定する。   The pressure sensor 51 has a function of detecting the pressure of the pipe a4 (high pressure line) between the main stop valve 20 and the primary pressure reducing valve 30. Based on the detection value P1 of the pressure sensor 51, the control unit 50 determines whether or not the pressure of the pipe a4 is the normal pressure region of the high pressure line.

圧力センサ52は、1次減圧弁30と2次減圧弁42との間の配管a6(中圧ライン)の圧力を検出する機能を有する。制御部50は、圧力センサ52の検出値P2に基づいて、配管a6の圧力が中圧ラインの常用圧力領域(例えば、300〜1000kPa)であるか否かを判定する。   The pressure sensor 52 has a function of detecting the pressure of the pipe a6 (intermediate pressure line) between the primary pressure reducing valve 30 and the secondary pressure reducing valve. Based on the detection value P2 of the pressure sensor 52, the controller 50 determines whether or not the pressure of the pipe a6 is in the normal pressure region (for example, 300 to 1000 kPa) of the intermediate pressure line.

なお、カソード流路1bの上流側に接続される配管a10には、上流側から順に、車外(外部)から酸素を含む空気を取り込むコンプレッサ7、加湿器(不図示)などが設けられている。また、カソード流路1bの下流側に接続される配管a12には、カソード流路1bに供給される空気の圧力(カソード圧)を制御する背圧制御弁(不図示)、希釈器(不図示)などが上流側から順に設けられている。また、アノード流路1aの下流側に接続される配管a14には、アノード循環流路から不純物等を含む水素を排出するパージ弁(不図示)などが設けられている。パージ弁の下流の配管a14は、希釈器に接続され、アノード循環流路から排出されたアノードオフガス(燃料オフガス)に含まれる水素(燃料ガス)をカソードオフガス(酸化剤オフガス)で希釈して車外(外部)に排出するように構成されている。   The pipe a10 connected to the upstream side of the cathode channel 1b is provided with a compressor 7 for taking in air containing oxygen from the outside (external), a humidifier (not shown), and the like in order from the upstream side. A pipe a12 connected to the downstream side of the cathode channel 1b has a back pressure control valve (not shown) for controlling the pressure of the air supplied to the cathode channel 1b (cathode pressure), a diluter (not shown). ) Etc. are provided in order from the upstream side. The pipe a14 connected to the downstream side of the anode flow path 1a is provided with a purge valve (not shown) for discharging hydrogen containing impurities from the anode circulation flow path. A pipe a14 downstream of the purge valve is connected to a diluter and dilutes hydrogen (fuel gas) contained in the anode off-gas (fuel off-gas) discharged from the anode circulation flow path with cathode off-gas (oxidant off-gas) outside the vehicle. It is configured to discharge (outside).

また、燃料電池車100Aは、IG53およびフューエルリッドオープナスイッチ54を備えている。   Further, the fuel cell vehicle 100A includes an IG 53 and a fuel lid opener switch 54.

IG53は、燃料電池車100Aの起動スイッチであり、運転席周りに設けられている。ちなみに、制御部50はIG53と接続されており、IG53のON/OFF信号を検知するようになっている。   The IG 53 is a start switch of the fuel cell vehicle 100A and is provided around the driver's seat. Incidentally, the control unit 50 is connected to the IG 53, and detects an ON / OFF signal of the IG 53.

フューエルリッドオープナスイッチ54は、フューエルリッド14を開くためのスイッチであり、運転席周りに設けられている。なお、フューエルリッドオープナスイッチ54は、電気的な方式に限定されるものではなく、運転席周りに設けられた開放レバー(不図示)がワイヤケーブル(不図示)を介してフューエルリッド14と接続される機械的な方式でもよい。   The fuel lid opener switch 54 is a switch for opening the fuel lid 14 and is provided around the driver's seat. The fuel lid opener switch 54 is not limited to an electrical system, and is a machine in which an open lever (not shown) provided around the driver's seat is connected to the fuel lid 14 via a wire cable (not shown). A typical method may be used.

次に、燃料電池車100Aに燃料ガスである水素を供給する水素供給ステーション200(外部装置)について、簡単に説明する。
水素供給ステーション200は、水素貯蔵タンク201と、ディスペンサ202と、充填ノズル203と、通信コネクタ204と、を備えている。
Next, the hydrogen supply station 200 (external device) for supplying hydrogen as a fuel gas to the fuel cell vehicle 100A will be briefly described.
The hydrogen supply station 200 includes a hydrogen storage tank 201, a dispenser 202, a filling nozzle 203, and a communication connector 204.

水素貯蔵タンク201は、燃料電池車100Aに水素を供給するための水素を高圧で貯蔵している。   The hydrogen storage tank 201 stores hydrogen for supplying hydrogen to the fuel cell vehicle 100A at a high pressure.

ディスペンサ202は、水素貯蔵タンク201と接続されており、燃料電池車100Aの水素タンク2に供給する水素の充填開始および停止、水素を充填する際の圧力や流量などを制御する。また、ディスペンサ202は、燃料電池車100Aの水素タンク2に水素を充填する際に、コネクタ受部4および通信コネクタ204を介して、制御部50との間で通信を行う。そして、ディスペンサ202は、通信を行うことによって、水素タンク2内の水素圧力や水素温度などの情報を取得し、当該情報に基づいて水素貯蔵タンク201から供給される水素の圧力などを調整して、燃料電池車100Aの水素タンク2に水素を充填する。   The dispenser 202 is connected to the hydrogen storage tank 201, and controls the start and stop of filling of hydrogen supplied to the hydrogen tank 2 of the fuel cell vehicle 100A, the pressure and flow rate when filling hydrogen, and the like. The dispenser 202 communicates with the control unit 50 via the connector receiving unit 4 and the communication connector 204 when the hydrogen tank 2 of the fuel cell vehicle 100A is filled with hydrogen. The dispenser 202 acquires information such as the hydrogen pressure and the hydrogen temperature in the hydrogen tank 2 through communication, and adjusts the pressure of the hydrogen supplied from the hydrogen storage tank 201 based on the information. The hydrogen tank 2 of the fuel cell vehicle 100A is filled with hydrogen.

充填ノズル203は、ディスペンサ202を介して水素貯蔵タンク201と接続されており、燃料電池車100Aの水素タンク2に水素を充填する際、充填口3に差し込まれる。また、充填ノズル203が充填口3に接続されると、図示しないロック機構によってロックされる。水素供給ステーション200の水素貯蔵タンク201から供給された水素は、充填口3、配管a2、主止弁20を介して水素タンク2に充填される。   The filling nozzle 203 is connected to the hydrogen storage tank 201 via the dispenser 202, and is inserted into the filling port 3 when filling the hydrogen tank 2 of the fuel cell vehicle 100A. When the filling nozzle 203 is connected to the filling port 3, it is locked by a lock mechanism (not shown). Hydrogen supplied from the hydrogen storage tank 201 of the hydrogen supply station 200 is filled into the hydrogen tank 2 through the filling port 3, the pipe a <b> 2, and the main stop valve 20.

図2に示すように、主止弁20は、弁箱21、開閉弁本体22、パイロット弁体23、ソレノイド24、コイルばね25(付勢部材)、連動機構部Mなどで構成されている。   As shown in FIG. 2, the main stop valve 20 includes a valve box 21, an on-off valve body 22, a pilot valve body 23, a solenoid 24, a coil spring 25 (biasing member), an interlock mechanism M, and the like.

弁箱21は、内部に開閉弁本体22、パイロット弁体23、ソレノイド24、コイルばね25、連動機構部Mを収容する略円筒状の収容部21sを有し、配管a2に接続される導入路20aと配管a4に接続される導出路20bとを備えている。また、弁箱21は、導入路20aおよび導出路20bに連通する第1連通孔21aと、水素タンク2内に連通する第2連通孔21b,21bと、を備えている。なお、第2連通孔21bは、2箇所に限定されるものではなく、1箇所であっても、3箇所以上であってもよい。   The valve box 21 has a substantially cylindrical housing portion 21s for housing the on-off valve body 22, pilot valve body 23, solenoid 24, coil spring 25, and interlocking mechanism portion M therein, and is an introduction path connected to the pipe a2. 20a and a lead-out path 20b connected to the pipe a4. Further, the valve box 21 includes a first communication hole 21 a that communicates with the introduction path 20 a and the lead-out path 20 b, and second communication holes 21 b and 21 b that communicate with the hydrogen tank 2. The second communication hole 21b is not limited to two places, and may be one place or three places or more.

このように、主止弁20は、水素が充填口3から水素タンク2に導入される際の補給流路(第1連通孔21a、後記する開閉弁流路Q2および第2連通孔21b)と、水素が水素タンク2から燃料電池1に導出される際の供給流路(第2連通孔21b、後記する開閉弁流路Q2および第1連通孔21a)とを兼用する(共有する)構成になっている。   As described above, the main stop valve 20 includes a replenishment flow path (first communication hole 21a, on-off valve flow path Q2 and second communication hole 21b described later) when hydrogen is introduced into the hydrogen tank 2 from the filling port 3. In addition, the supply channel (second communication hole 21b, on-off valve channel Q2 and first communication hole 21a described later) when hydrogen is led out from the hydrogen tank 2 to the fuel cell 1 is also used (shared). It has become.

また、弁箱21は、外周面にねじ溝が形成されており、このねじ溝と、水素タンク2の開口部2cに形成されたねじ溝とが、螺合することにより、主止弁20が水素タンク2に取り付けられている。なお、水素タンク2と主止弁20とは、オーリングなどのシール部材(不図示)を介して互いに接合され、水素タンク2内の水素が外部に漏れ出ないように構成されている。   Further, the valve box 21 has a thread groove formed on the outer peripheral surface, and the thread groove and the thread groove formed in the opening 2c of the hydrogen tank 2 are screwed together, whereby the main stop valve 20 is It is attached to the hydrogen tank 2. The hydrogen tank 2 and the main stop valve 20 are joined to each other via a seal member (not shown) such as an O-ring so that hydrogen in the hydrogen tank 2 does not leak to the outside.

また、弁箱21の内部には、開閉弁本体22が着座することで第1連通孔21aと水素タンク2内とを遮断し、開閉弁本体22が離座することで第1連通孔21aと水素タンク2内とを連通する開閉弁弁座21cが設けられている。この開閉弁弁座21cは、例えば、弁箱21内において凹面が図示下側を向くように形成された凹部21eが周方向に環状に形成されるとともに、この凹部21eにゴム製や樹脂製のシール部材21fが嵌合されて構成されている。このように、開閉弁本体22の先端(図示上端)の周縁部がシール部材21fに当接することで、第1連通孔21aと水素タンク2内との連通が遮断される。   Further, the opening / closing valve body 22 sits inside the valve box 21 to block the first communication hole 21a and the hydrogen tank 2, and the opening / closing valve body 22 leaves the first communication hole 21a. An on-off valve seat 21c that communicates with the hydrogen tank 2 is provided. The opening / closing valve seat 21c has, for example, a concave portion 21e formed in a ring shape in the circumferential direction so that a concave surface faces the lower side in the figure in the valve box 21, and the concave portion 21e is made of rubber or resin. The seal member 21f is fitted and configured. Thus, the communication between the first communication hole 21a and the hydrogen tank 2 is blocked by the peripheral edge of the tip (upper end in the figure) of the on-off valve body 22 coming into contact with the seal member 21f.

開閉弁本体22は、主止弁20のメイン弁として動作するものであり、例えば、断面視略T字状に形成され、開閉弁本体22の先部(図示上部)が、第1連通孔21aの開口径よりも大きく、かつ、シール部材21fに当接可能となっている。なお、本実施形態では、第1連通孔21aと対向する開閉弁本体22の上面が、ガス充填時に水素の圧力(ガス圧力)を受ける受圧面22pとなっている。   The on-off valve body 22 operates as a main valve of the main stop valve 20, and is formed, for example, in a substantially T shape in cross-section, and the tip (upper part in the drawing) of the on-off valve body 22 is the first communicating hole 21a. It is larger than the opening diameter and can contact the seal member 21f. In the present embodiment, the upper surface of the on-off valve body 22 that faces the first communication hole 21a is a pressure receiving surface 22p that receives hydrogen pressure (gas pressure) during gas filling.

また、開閉弁本体22には、径方向の中心に軸O方向に沿って貫通するパイロット通路22bが形成されている。また、開閉弁本体22の基端(一端、図示下端)は、後記するパイロット弁体23のパイロット弁座22cとして機能するように構成されている。   The on-off valve body 22 is formed with a pilot passage 22b penetrating along the axis O direction at the center in the radial direction. Further, the base end (one end, the lower end in the drawing) of the on-off valve body 22 is configured to function as a pilot valve seat 22c of a pilot valve body 23 described later.

パイロット弁体23は、開閉弁本体22と同軸Oとなるように配置され、開閉弁本体22に形成されたパイロット通路22bと対向する位置に配置されている。また、パイロット弁体23は、ゴムや樹脂などの弾性材料で形成され、パイロット通路22bの通路径よりも大径に形成されている。このように、開閉弁本体22とパイロット弁体23とが互いに同軸Oに配置されることにより、主止弁20の径方向の寸法を短くすることが可能になり、水素タンク2の開口部2cの径を細くすることができる。   The pilot valve body 23 is disposed so as to be coaxial O with the on-off valve body 22, and is disposed at a position facing the pilot passage 22 b formed in the on-off valve body 22. The pilot valve body 23 is made of an elastic material such as rubber or resin, and has a diameter larger than the diameter of the pilot passage 22b. As described above, since the on-off valve body 22 and the pilot valve body 23 are arranged coaxially with each other, the radial dimension of the main stop valve 20 can be shortened, and the opening 2c of the hydrogen tank 2 can be reduced. The diameter can be reduced.

ソレノイド24は、開閉弁本体22およびパイロット弁体23を開弁させる際の駆動力を発生させるものであり、プランジャ24a、固定コア24b、電磁コイル24cなどで構成されている。   The solenoid 24 generates a driving force when the on-off valve main body 22 and the pilot valve body 23 are opened, and includes a plunger 24a, a fixed core 24b, an electromagnetic coil 24c, and the like.

プランジャ24aは、磁性材料で形成され、軸O方向に棒状に延びる略円柱形状を呈している。また、プランジャ24aの先端(一端、図示上端)には、パイロット弁体23が嵌め込まれている。なお、プランジャ24aも、開閉弁本体22およびパイロット弁体23と互いに同軸になるように配置されている。   The plunger 24a is made of a magnetic material and has a substantially cylindrical shape extending in a rod shape in the direction of the axis O. A pilot valve body 23 is fitted into the tip (one end, upper end in the figure) of the plunger 24a. The plunger 24a is also arranged so as to be coaxial with the on-off valve body 22 and the pilot valve body 23.

固定コア24bは、磁性材料で形成され、弁箱21に形成された収容部21sの底部に固定されている。また、固定コア24bは、略凹形状を呈し、プランジャ24aと同軸Oとなるように、プランジャ24aの基端(図示下端)と対向して配置されている。   The fixed core 24b is made of a magnetic material and is fixed to the bottom of the accommodating portion 21s formed in the valve box 21. The fixed core 24b has a substantially concave shape and is disposed to face the base end (the lower end in the drawing) of the plunger 24a so as to be coaxial with the plunger 24a.

電磁コイル24cは、図示しないボビンに巻回されて構成され、プランジャ24aおよび固定コア24bの周囲を取り囲むように配置されている。   The electromagnetic coil 24c is configured to be wound around a bobbin (not shown), and is disposed so as to surround the plunger 24a and the fixed core 24b.

コイルばね25は、一端がプランジャ24aの基端(他端)の凹部に挿入されて支持され、かつ、他端が固定コア24bの凹部に挿入されて支持され、プランジャ24aを押圧して、開閉弁本体22を開閉弁弁座21cの方向に付勢している。なお、コイルばね25のばね力は、水素充填時(ガス充填時)に、水素タンク2内が予め設定された充填目標圧力(タンク内が予め設定された流体圧力)に達したときに開閉弁本体22を閉じるように設定されている。充填目標圧力とは、例えば、水素タンク2内が満タンとなる圧力である。   One end of the coil spring 25 is inserted into and supported by a recess at the base end (the other end) of the plunger 24a, and the other end is inserted into and supported by a recess at the fixed core 24b, and presses the plunger 24a to open and close it. The valve body 22 is biased in the direction of the on-off valve seat 21c. It should be noted that the spring force of the coil spring 25 is an on-off valve when the hydrogen tank 2 reaches a preset filling target pressure (the tank fluid pressure is preset) during hydrogen filling (gas filling). The main body 22 is set to be closed. The filling target pressure is, for example, a pressure at which the inside of the hydrogen tank 2 becomes full.

連動機構部Mは、開閉弁本体22とプランジャ24aとを所定の遊びを持って連動させるものであり、支持部材26aと、係合ピン26bと、プランジャ24aに形成された連結孔24sと、で構成されている。   The interlocking mechanism M interlocks the opening / closing valve body 22 and the plunger 24a with a predetermined play, and includes a support member 26a, an engagement pin 26b, and a connecting hole 24s formed in the plunger 24a. It is configured.

支持部材26aは、軸O方向に延びる略円筒状に形成され、開閉弁本体22に外嵌して固定されている。また、支持部材26aには、プランジャ24aの一部(図示上部)が挿入され、支持部材26aとプランジャ24aとの間に水素の通流を可能にするガス通流部Q1が形成されている。   The support member 26 a is formed in a substantially cylindrical shape extending in the direction of the axis O, and is fitted and fixed to the on-off valve body 22. A part (upper part in the figure) of the plunger 24a is inserted into the support member 26a, and a gas flow part Q1 that allows hydrogen to flow between the support member 26a and the plunger 24a is formed.

係合ピン26bは、軸O方向に直交する方向に延びて配置され、支持部材26aの下部に挿通されて固定されている。一方、プランジャ24aには、係合ピン26bの高さ位置において、係合ピン26bが挿通される連結孔24sが貫通して形成されている。この連結孔24sは、内部で係合ピン26bが移動可能となる幅(高さ)で形成されるとともに、係合ピン26bの上部(開閉弁本体22側、パイロット弁体23側)に隙間(遊び)Sが形成されるように構成されている。   The engagement pin 26b extends in a direction orthogonal to the direction of the axis O, and is inserted through and fixed to the lower part of the support member 26a. On the other hand, a connecting hole 24s through which the engaging pin 26b is inserted is formed through the plunger 24a at the height position of the engaging pin 26b. The connection hole 24s is formed with a width (height) that allows the engagement pin 26b to move inside, and a clearance (on the opening / closing valve body 22 side, pilot valve body 23 side) above the engagement pin 26b. Play) S is formed.

また、弁箱21と、開閉弁本体22および支持部材26aとの間には、開閉弁本体22が開弁したときに水素が通流する開閉弁流路Q2が形成されている。この開閉弁流路Q2は、水素充填時に、第1連通孔21aから水素が導入された後に第2連通孔21bから水素が導出されるように通流し、水素供給時に、第2連通孔21bから水素が導入された後に第1連通孔21aから水素が導出されるように通流するようになっている。このように開閉弁流路Q2は、水素充填時と水素供給時とで流路を共有している。よって、水素充填時に、開閉弁本体22が開弁することにより、水素タンク2内の高圧が必ず1次減圧弁30に印加されるようになっている。   In addition, an on-off valve channel Q2 through which hydrogen flows when the on-off valve body 22 is opened is formed between the valve box 21, the on-off valve body 22 and the support member 26a. The on-off valve channel Q2 flows so that hydrogen is introduced from the second communication hole 21b after hydrogen is introduced from the first communication hole 21a when hydrogen is charged, and from the second communication hole 21b when hydrogen is supplied. After hydrogen is introduced, it flows so that hydrogen is led out from the first communication hole 21a. Thus, the on-off valve flow path Q2 shares the flow path when filling with hydrogen and when supplying hydrogen. Therefore, when the on-off valve body 22 is opened during hydrogen filling, the high pressure in the hydrogen tank 2 is always applied to the primary pressure reducing valve 30.

次に、主止弁20の動作について簡単に説明する。
水素タンク2に水素を充填する場合には、充填口3側の圧力によって、開閉弁本体22の受圧面22pが押圧され、開閉弁本体22が開閉弁弁座21cから離座して、開閉弁流路Q2を介して水素が水素タンク2内に充填される。そして、水素タンク2内の圧力が予め設定された所定圧(例えば、目標充填圧、水素タンク2が満タンになる圧力)に達すると、コイルばね25の付勢力によって開閉弁本体22がパイロット弁体23とともに押圧されて、開閉弁本体22が開閉弁弁座21cに着座し、水素の充填が完了する。
Next, the operation of the main stop valve 20 will be briefly described.
When the hydrogen tank 2 is filled with hydrogen, the pressure receiving surface 22p of the on-off valve body 22 is pressed by the pressure on the filling port 3 side, the on-off valve body 22 is separated from the on-off valve seat 21c, and the on-off valve Hydrogen is filled into the hydrogen tank 2 via the flow path Q2. When the pressure in the hydrogen tank 2 reaches a predetermined pressure set in advance (for example, a target filling pressure, a pressure at which the hydrogen tank 2 is full), the on-off valve body 22 is piloted by the urging force of the coil spring 25. When pressed together with the body 23, the on-off valve body 22 is seated on the on-off valve valve seat 21c, and hydrogen filling is completed.

一方、水素タンク2から水素を燃料電池1に向けて供給する場合、ガス充填完了直後で水素タンク2の内部と外部(配管a4)とで圧力がほぼ等しいときには、ソレノイド24が励磁されることにより、パイロット弁体23が開弁せずに、直ちに開閉弁本体22が開閉弁弁座21cから離座して、開閉弁本体22が開弁する。なお、水素タンク2から燃料電池1に水素を供給する場合、充填口3や配管a2に設けられた図示しない逆止弁により、水素が充填口3側に流れないようになっている。   On the other hand, when hydrogen is supplied from the hydrogen tank 2 toward the fuel cell 1, the solenoid 24 is excited when the pressure is almost equal between the inside of the hydrogen tank 2 and the outside (pipe a 4) immediately after gas filling is completed. Without opening the pilot valve body 23, the on-off valve body 22 is immediately separated from the on-off valve seat 21c, and the on-off valve body 22 is opened. When hydrogen is supplied from the hydrogen tank 2 to the fuel cell 1, hydrogen is prevented from flowing to the filling port 3 side by a check valve (not shown) provided in the filling port 3 and the pipe a2.

また、水素タンク2において、内部と外部(配管a4)との差圧が非常に大きいときには、ソレノイド24が励磁されると、プランジャ24aが図示下向きに吸引され、パイロット弁体23がパイロット弁座22cから離座し、まずパイロット弁体23が開弁する。なお、このとき開閉弁本体22の前後差圧は非常に大きいので、ソレノイド24を励磁したとしても開閉弁本体22は開弁することがない。水素タンク2内の水素は、第2連通孔21b、ガス通流部Q1、パイロット通路22b、第1連通孔21aを通って、水素タンク2から流出する。その後、配管a4内の圧力が高まり、水素タンク2の内外の圧力がほぼ等しくなったときに、ソレノイド24の吸引力によってプランジャ24aがさらに吸引され、開閉弁本体22が開閉弁弁座21cから離座する。   Further, in the hydrogen tank 2, when the differential pressure between the inside and the outside (pipe a4) is very large, when the solenoid 24 is excited, the plunger 24a is sucked downward in the figure, and the pilot valve body 23 is moved to the pilot valve seat 22c. The pilot valve body 23 is first opened. At this time, since the differential pressure across the on-off valve body 22 is very large, the on-off valve body 22 will not open even if the solenoid 24 is excited. Hydrogen in the hydrogen tank 2 flows out of the hydrogen tank 2 through the second communication hole 21b, the gas flow part Q1, the pilot passage 22b, and the first communication hole 21a. Thereafter, when the pressure in the pipe a4 increases and the pressure inside and outside the hydrogen tank 2 becomes substantially equal, the plunger 24a is further sucked by the suction force of the solenoid 24, and the on-off valve body 22 is separated from the on-off valve seat 21c. Sit down.

図3は、1次減圧弁の一例を示す側断面図である。
1次減圧弁30は、水素を減圧する減圧機構と、その弁体32を閉位置で保持することで水素を遮断する遮断機構と、を備えるものである。
FIG. 3 is a side sectional view showing an example of the primary pressure reducing valve.
The primary pressure-reducing valve 30 includes a pressure-reducing mechanism that depressurizes hydrogen and a shut-off mechanism that shuts off hydrogen by holding the valve body 32 in the closed position.

すなわち、1次減圧弁30は、ハウジング31と、ハウジング31内を所定方向(図3では上下方向)において往復する弁体32と、ダイヤフラム33と、を備えている。そして、ハウジング31内は、隔壁31aによって、一次側圧力室R1と二次側圧力室R2とに仕切られている。一次側圧力室R1には配管a4の水素が流入し、二次側圧力室R2の水素は配管a6に流出するようになっている。   That is, the primary pressure reducing valve 30 includes a housing 31, a valve body 32 that reciprocates in the housing 31 in a predetermined direction (vertical direction in FIG. 3), and a diaphragm 33. The inside of the housing 31 is partitioned into a primary pressure chamber R1 and a secondary pressure chamber R2 by a partition wall 31a. Hydrogen in the pipe a4 flows into the primary pressure chamber R1, and hydrogen in the secondary pressure chamber R2 flows out into the pipe a6.

隔壁31aには、一次側圧力室R1と二次側圧力室R2とを連通する連通ポート31bが形成されており、連通ポート31bには弁体32の後記する弁棒32bが遊挿されている。また、連通ポート31bを囲む隔壁31aの一次側圧力室R1側には、環状の弁座31cが形成されている。   The partition wall 31a is formed with a communication port 31b that communicates the primary pressure chamber R1 and the secondary pressure chamber R2, and a valve rod 32b, which will be described later, of the valve body 32 is loosely inserted into the communication port 31b. . An annular valve seat 31c is formed on the primary pressure chamber R1 side of the partition wall 31a surrounding the communication port 31b.

弁体32は、一次側圧力室R1に配置された円板状の弁頭32aと、弁頭32aの中心から二次側圧力室R2側に延びる棒状の弁棒32bと、を備えている。そして、弁頭32aが弁座31cに着座すると1次減圧弁30が閉状態となり、弁頭32aが弁座31cから離座すると1次減圧弁30が開状態となる。   The valve body 32 includes a disc-shaped valve head 32a disposed in the primary pressure chamber R1, and a rod-shaped valve rod 32b extending from the center of the valve head 32a to the secondary pressure chamber R2. When the valve head 32a is seated on the valve seat 31c, the primary pressure reducing valve 30 is closed, and when the valve head 32a is separated from the valve seat 31c, the primary pressure reducing valve 30 is opened.

ダイヤフラム33は、その正面側が二次側圧力室R2に臨むように設けられ、その背面側(隔壁31aと反対側)に大気と連通する大気室R3を形成している。ダイヤフラム33の中心部分はアダプタ33a、アダプタ33bで挟まれており、アダプタ33bは弁棒32bの先端部と連結されている。これにより、ダイヤフラム33と弁体32とは一体となって図3の上下方向で動作するようになっている。   The diaphragm 33 is provided so that the front side thereof faces the secondary pressure chamber R2, and an air chamber R3 that communicates with the atmosphere is formed on the back side (the side opposite to the partition wall 31a). The central portion of the diaphragm 33 is sandwiched between an adapter 33a and an adapter 33b, and the adapter 33b is connected to the tip of the valve rod 32b. Thereby, the diaphragm 33 and the valve body 32 operate | move integrally and operate | move in the up-down direction of FIG.

また、1次減圧弁30は、大気室R3において、ダイヤフラム33(アダプタ33a)とハウジング31との間に介装された圧縮コイルばね34を備えている。圧縮コイルばね34は、アダプタ33aおよびアダプタ33bを介して、弁体32を開方向(図3の下方向)に付勢するようになっている。   Further, the primary pressure reducing valve 30 includes a compression coil spring 34 interposed between the diaphragm 33 (adapter 33a) and the housing 31 in the atmospheric chamber R3. The compression coil spring 34 biases the valve body 32 in the opening direction (downward direction in FIG. 3) via the adapter 33a and the adapter 33b.

また、1次減圧弁30は、プランジャ35と、圧縮コイルばね36と、ソレノイド37と、を備えている。プランジャ35は、弁頭32aの背面側(弁座31cと反対面側)で、弁棒32bと同軸線上で進退自在に配置されている。圧縮コイルばね36は、プランジャ35とハウジング31との間に介装されており、プランジャ35を弁体32に向かって付勢している。ソレノイド37は、制御部50によってON(通電)/OFF(非通電)制御されることで、プランジャ35を進退させるものである。   The primary pressure reducing valve 30 includes a plunger 35, a compression coil spring 36, and a solenoid 37. The plunger 35 is disposed on the back side of the valve head 32a (on the side opposite to the valve seat 31c) so as to be movable back and forth on the same axis as the valve stem 32b. The compression coil spring 36 is interposed between the plunger 35 and the housing 31 and urges the plunger 35 toward the valve body 32. The solenoid 37 is controlled to be turned ON (energized) / OFF (non-energized) by the control unit 50, thereby moving the plunger 35 forward and backward.

1次減圧弁30の遮断機構について説明する。ソレノイド37がOFFされると、圧縮コイルばね36で付勢されるプランジャ35は弁頭32aの背面に当接し、弁頭32aが弁座31cに着座するようになっている。このように弁頭32aが弁座31cに着座すると、弁体32が閉位置で保持され、水素が遮断されるようになっている。   The cutoff mechanism of the primary pressure reducing valve 30 will be described. When the solenoid 37 is turned off, the plunger 35 urged by the compression coil spring 36 comes into contact with the back surface of the valve head 32a, and the valve head 32a is seated on the valve seat 31c. When the valve head 32a is seated on the valve seat 31c in this way, the valve body 32 is held in the closed position, and hydrogen is shut off.

また、1次減圧弁30の減圧機構について説明する。なお、減圧機構は、ソレノイド37がONされ、プランジャ35が弁頭32aから離間した状態(図示省略)において機能する。   The pressure reducing mechanism of the primary pressure reducing valve 30 will be described. The pressure reducing mechanism functions in a state (not shown) in which the solenoid 37 is turned on and the plunger 35 is separated from the valve head 32a.

二次側圧力室R2の圧力が高く、二次側圧力室R2の水素がダイヤフラム33を図3の上向きに付勢する力と、一次側圧力室R1の水素が弁体32を図3の上向きに付勢する力との合力が、圧縮コイルばね34がダイヤフラム33を図3の下向きに付勢する力よりも大きい場合、弁頭32aが弁座31cに着座し、1次減圧弁30が閉じた状態となる。   The pressure in the secondary pressure chamber R2 is high, the hydrogen in the secondary pressure chamber R2 biases the diaphragm 33 upward in FIG. 3, and the hydrogen in the primary pressure chamber R1 moves the valve body 32 upward in FIG. When the compression force of the compression coil spring 34 urges the diaphragm 33 downward in FIG. 3, the valve head 32 a is seated on the valve seat 31 c and the primary pressure reducing valve 30 is closed. It becomes a state.

燃料電池1で水素が消費され、二次側圧力室R2の圧力が低くなり、二次側圧力室R2の水素がダイヤフラム33を図3の上向きに付勢する力と、一次側圧力室R1の水素が弁体32を図3の上向きに付勢する力との合力が、圧縮コイルばね34がダイヤフラム33を図3の下向きに付勢する力よりも小さくなると、弁頭32aが弁座31cから離座し、1次減圧弁30が開いた状態となる。なお、その後、水素が一次側圧力室R1から二次側圧力室R2に流入し、二次側圧力室R2の圧力が高くなると、1次減圧弁30が閉じた状態となる。   Hydrogen is consumed in the fuel cell 1, the pressure in the secondary pressure chamber R2 decreases, the hydrogen in the secondary pressure chamber R2 urges the diaphragm 33 upward in FIG. 3, and the primary pressure chamber R1. When the resultant force of the hydrogen biasing the valve body 32 upward in FIG. 3 is smaller than the force of the compression coil spring 34 biasing the diaphragm 33 downward in FIG. 3, the valve head 32a moves away from the valve seat 31c. The seat is separated and the primary pressure reducing valve 30 is opened. Thereafter, when hydrogen flows from the primary pressure chamber R1 into the secondary pressure chamber R2, and the pressure in the secondary pressure chamber R2 increases, the primary pressure reducing valve 30 is closed.

ここで、弁体32が着座/離座する圧力、つまり、1次減圧弁30の二次側圧力は、圧縮コイルばね34のばね力を変更することにより、適宜に設定される。なお、圧縮コイルばね34のばね力は、圧縮コイルばね34を構成する線材の太さ、材質等を変更することで可変される。   Here, the pressure at which the valve body 32 is seated / separated, that is, the secondary pressure of the primary pressure reducing valve 30 is appropriately set by changing the spring force of the compression coil spring 34. The spring force of the compression coil spring 34 can be varied by changing the thickness, material, etc. of the wire constituting the compression coil spring 34.

このように、1次減圧弁30において減圧機構と遮断機構とを一体に構成することにより、1次減圧弁30を小型化することが可能になる。   As described above, the primary pressure reducing valve 30 can be reduced in size by integrally configuring the pressure reducing mechanism and the blocking mechanism in the primary pressure reducing valve 30.

図4は、水素充填時の動作を示すフローチャートである。
ステップS110において、制御部50は、IG53がオフ状態となっているか否かを判定する。制御部50は、IG53がオフ状態となっている場合には(Yes)、ステップS120に進み、IG53がオフ状態となっていない場合(No)、ステップS110の判定を繰り返す。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation at the time of hydrogen filling.
In step S110, the control unit 50 determines whether or not the IG 53 is in an off state. When the IG 53 is in the off state (Yes), the control unit 50 proceeds to step S120, and when the IG 53 is not in the off state (No), the control unit 50 repeats the determination in step S110.

ちなみに、制御部50は、IG53がオフ状態であることを検知すると、主止弁20を閉弁し、コンプレッサ7を停止する。これにより、燃料電池1への水素と空気の供給が停止され、燃料電池1での発電が停止する。また、ソレノイド24cへの通電が断たれれば、制御部50の制御によらずとも、主止弁20は閉になる。   Incidentally, when the control unit 50 detects that the IG 53 is in the OFF state, the control unit 50 closes the main stop valve 20 and stops the compressor 7. Thereby, supply of hydrogen and air to the fuel cell 1 is stopped, and power generation in the fuel cell 1 is stopped. Further, if the energization of the solenoid 24c is cut off, the main stop valve 20 is closed regardless of the control of the control unit 50.

ステップS120において、制御部50は、充填ノズル203が接続されたか否かを判定する。すなわち、フューエルリッドオープナスイッチ54が操作されて、フューエルリッド14が開かれ、水素供給ステーション200の充填ノズル203が、燃料電池車100Aの充填口3に接続されたか否かが判定される。なお、充填ノズル203が充填口3に接続されたことは、充填ノズル203の接続と同時に通信コネクタ204がコネクタ受部4と接続され、燃料電池車100Aと水素供給ステーション200との間で通信可能な状態となることで判定できる。   In step S120, the control unit 50 determines whether or not the filling nozzle 203 is connected. That is, it is determined whether the fuel lid opener switch 54 is operated, the fuel lid 14 is opened, and the filling nozzle 203 of the hydrogen supply station 200 is connected to the filling port 3 of the fuel cell vehicle 100A. The fact that the filling nozzle 203 is connected to the filling port 3 means that the communication connector 204 is connected to the connector receiving portion 4 at the same time as the filling nozzle 203 is connected, and communication is possible between the fuel cell vehicle 100A and the hydrogen supply station 200. Judgment can be made by entering the correct state.

ステップS120において、制御部50は、充填ノズル203が接続されたと判定した場合には(Yes)、ステップS130に進み、充填ノズル203が接続されていないと判定した場合には(No)、ステップS120の判定を繰り返す。   In step S120, when it is determined that the filling nozzle 203 is connected (Yes), the control unit 50 proceeds to step S130, and when it is determined that the filling nozzle 203 is not connected (No), step S120. Repeat the determination.

ステップS130において、制御部50は、充填開始信号を送信して充填を開始する。つまり、制御部50は、図示しない記憶部から水素タンク2内の水素圧力および/または水素温度を含む情報などを読み出し、コネクタ受部4および通信コネクタ204を介してディスペンサ202に送信する。   In step S130, the control unit 50 starts filling by transmitting a filling start signal. That is, the control unit 50 reads information including the hydrogen pressure and / or hydrogen temperature in the hydrogen tank 2 from a storage unit (not shown), and transmits the information to the dispenser 202 via the connector receiving unit 4 and the communication connector 204.

水素が充填ノズル203から供給されると、水素の充填圧力によって主止弁20が開弁し、水素が配管a2、導入路20a、第1連通孔21a、開閉弁流路Q2、第2連通孔21bを介して水素タンク2内に充填される。   When hydrogen is supplied from the filling nozzle 203, the main stop valve 20 is opened by the hydrogen filling pressure, and hydrogen is connected to the pipe a2, the introduction path 20a, the first communication hole 21a, the on-off valve flow path Q2, and the second communication hole. The hydrogen tank 2 is filled through 21b.

ステップS140において、制御部50は、圧力センサ52で検出した検出値P2が、所定値を超えているか否かを判定する。ちなみに、本実施形態では、補給流路と供給流路とを兼用にした構成であるので、水素充填時には、主止弁20が必ず開弁する必要があり、水素タンク2内の圧力が導出路20bおよび配管a4を介して1次減圧弁30に作用することになる。よって、1次減圧弁30の遮断機構に不具合がある場合(締切不良が発生している場合)、高圧の水素が配管a4から1次減圧弁30を介して配管a6に導入されることになる。なお、締切不良とは、例えば圧縮コイルばね36に不具合が発生し、ソレノイド37の非通電時において、弁体32が弁座31cから離座している場合である。したがって、このように締切不良が発生すると、配管a6に設けられた圧力センサ52の検出値P2が上昇することになる。   In step S140, the control unit 50 determines whether or not the detection value P2 detected by the pressure sensor 52 exceeds a predetermined value. Incidentally, in the present embodiment, since the replenishment flow path and the supply flow path are combined, the main stop valve 20 must be opened at the time of hydrogen filling, and the pressure in the hydrogen tank 2 is led out. It acts on the primary pressure reducing valve 30 through 20b and the pipe a4. Therefore, when there is a malfunction in the shutoff mechanism of the primary pressure reducing valve 30 (when a cutoff failure has occurred), high-pressure hydrogen is introduced from the pipe a4 to the pipe a6 via the primary pressure reducing valve 30. . The defective deadline is, for example, a case where a malfunction occurs in the compression coil spring 36 and the valve body 32 is separated from the valve seat 31c when the solenoid 37 is not energized. Therefore, when the cutoff failure occurs in this way, the detection value P2 of the pressure sensor 52 provided in the pipe a6 increases.

なお、所定値は、図5に示すように、配管a6(中圧ライン、第2供給経路)での常用圧力領域よりも高く、かつ、リリーフ弁41が開放する圧力(リリーフ弁41のフェール設定値、不図示)より低い圧力に設定される。   As shown in FIG. 5, the predetermined value is higher than the normal pressure region in the pipe a6 (intermediate pressure line, second supply path) and the pressure at which the relief valve 41 is opened (failure setting of the relief valve 41). The pressure is set lower than the value (not shown).

ステップS140において、制御部50は、圧力センサ52の検出値P2が所定値を超えたと判定した場合(Yes)、ステップS150に進み、検出値P2が所定値を超えていないと判定した場合(No)、ステップS170に進む。   In step S140, when the control unit 50 determines that the detection value P2 of the pressure sensor 52 exceeds the predetermined value (Yes), the control unit 50 proceeds to step S150 and determines that the detection value P2 does not exceed the predetermined value (No ), The process proceeds to step S170.

ステップS150において、制御部50は、ディスペンサ202に対して充填停止信号を送信して充填を停止する。例えば、図5に示すように、時刻t0で充填が開始された後に、水素充填とともに検出値P2(図5の太実線)が上昇し、中圧ラインを超えて、時刻t1において所定値を超えたときに充填停止信号を送信する。   In step S150, the control unit 50 transmits a filling stop signal to the dispenser 202 to stop filling. For example, as shown in FIG. 5, after filling starts at time t0, detection value P2 (thick solid line in FIG. 5) rises with hydrogen filling, exceeds the intermediate pressure line, and exceeds a predetermined value at time t1. When this happens, a filling stop signal is sent.

これにより、検出値P2の上昇が止まり、配管a6の圧力がリリーフ弁41の開放設定圧力(フェール設定値)を超えて開放するのを防止できる。よって、リリーフ弁41を介して水素が継続的に漏れ出るのを防止することが可能になる。   As a result, the increase in the detection value P2 is stopped, and the pressure of the pipe a6 can be prevented from exceeding the opening setting pressure (failure setting value) of the relief valve 41. Therefore, it is possible to prevent hydrogen from continuously leaking through the relief valve 41.

充填停止後、ステップS160において、制御部50は、例えば、警告ランプ(図示せず)を点灯させて運転者に警告する。なお、警告ランプでの警告と併せて音声により充填作業者や運転者に警告してもよい。   After the filling is stopped, in step S160, the control unit 50 alerts the driver, for example, by turning on a warning lamp (not shown). In addition, you may warn a filling operator and a driver | operator with an audio | voice together with the warning by a warning lamp.

ステップS170において、制御部50は、充填が完了したか否かを判定する。なお、水素タンク2内の圧力や温度、ディスペンサ202から供給される水素の充填流量や充填時間に基づいて水素タンク2への充填量や充填圧力を算出して、算出した充填量が充填され、水素タンク2の圧力が水素タンク2の許容圧力(例えば、35MPa、70MPa)に至ったという充填完了信号を制御部50がディスペンサ202から受け取ったときに、充填が完了したと判定する。   In step S170, the control unit 50 determines whether or not filling is completed. The filling amount and filling pressure in the hydrogen tank 2 are calculated based on the pressure and temperature in the hydrogen tank 2, the filling flow rate and filling time of hydrogen supplied from the dispenser 202, and the calculated filling amount is filled. When the control unit 50 receives from the dispenser 202 a filling completion signal indicating that the pressure in the hydrogen tank 2 has reached an allowable pressure in the hydrogen tank 2 (for example, 35 MPa, 70 MPa), it is determined that filling has been completed.

ステップS170において、制御部50は、水素の充填が完了していないと判定した場合には(No)、ステップS140に戻り、水素の充填が完了したと判定した場合には(Yes)、水素充填処理を終了する。   In step S170, when it is determined that the hydrogen filling is not completed (No), the control unit 50 returns to step S140, and when it is determined that the hydrogen filling is completed (Yes), the hydrogen filling is performed. End the process.

以上説明したように、本実施形態の燃料電池車100Aによれば、1次減圧弁30(締切機構付レギュレータ)を備え、水素供給ステーション200(外部装置)から水素タンク2(貯留部)への水素(燃料ガス)の供給中(充填中)、圧力センサ52(第2供給経路圧力センサ)の検出値P2が配管a6(第2供給経路、中圧ライン)での常用圧力領域(図5参照)よりも高く設定された所定値を超えた場合、水素供給ステーション200による水素の供給を停止させる処理を実行するので、1次減圧弁30において締切不良が発生していたとしても、リリーフ弁41が開放する前に水素の充填を停止でき、リリーフ弁41が開放して車外(外部)に水素が継続して漏れ出るのを防止することができる。このように、水素充填時における燃料電池車100Aでの不具合を未然に防止することができる。   As described above, according to the fuel cell vehicle 100A of the present embodiment, the primary pressure reducing valve 30 (regulator with a cutoff mechanism) is provided, and the hydrogen supply station 200 (external device) is connected to the hydrogen tank 2 (reservoir). During supply (filling) of hydrogen (fuel gas), the detected value P2 of the pressure sensor 52 (second supply path pressure sensor) is a normal pressure region in the pipe a6 (second supply path, medium pressure line) (see FIG. 5). ), A process for stopping the supply of hydrogen by the hydrogen supply station 200 is executed. Therefore, even if a cutoff failure has occurred in the primary pressure reducing valve 30, the relief valve 41 The hydrogen filling can be stopped before the valve is opened, and the relief valve 41 can be opened to prevent the hydrogen from continuously leaking out of the vehicle (outside). In this way, it is possible to prevent problems in the fuel cell vehicle 100A during hydrogen filling.

また、燃料電池車100Aでは、水素タンク2から燃料電池1への水素の供給経路と、充填口3から水素タンク2への水素の補給経路とを兼用している、換言すると水素充填時と水素供給時とで共通の経路(開閉弁流路Q2)を通るように構成されているので、水素充填時には、水素タンク2の主止弁20が開く必要があり、1次減圧弁30には必ず高圧が加わり、1次減圧弁30の締切不良を容易に判定することができる。よって、水素充填時における燃料電池車100Aでの不具合を未然に防止することが容易になる。   In the fuel cell vehicle 100A, the hydrogen supply path from the hydrogen tank 2 to the fuel cell 1 and the hydrogen replenishment path from the filling port 3 to the hydrogen tank 2 are combined. Since it is configured to pass through a common path (open / close valve flow path Q2) at the time of supply, it is necessary to open the main stop valve 20 of the hydrogen tank 2 when filling with hydrogen. A high pressure is applied, so that a cutoff failure of the primary pressure reducing valve 30 can be easily determined. Therefore, it becomes easy to prevent problems in the fuel cell vehicle 100A during hydrogen filling.

図6は、燃料電池車の動作を示す別のフローチャートである。なお、図4と同一の処理については、同一のステップ符号を付して、重複した説明を省略する。   FIG. 6 is another flowchart showing the operation of the fuel cell vehicle. In addition, about the process same as FIG. 4, the same step code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

すなわち、ステップS135において、制御部50は、圧力センサ51の検出値P1が常用圧力領域(常用圧力)であるか否かを判定する。ここでの常用圧力領域は、燃料電池1の発電時(燃料電池車100Aの走行時)に配管a4(高圧ライン、第1供給経路)において通常用いられている圧力範囲である。例えば、水素タンク2内と同等の圧力が作用する。   That is, in step S135, the control unit 50 determines whether or not the detection value P1 of the pressure sensor 51 is in the normal pressure region (normal pressure). Here, the normal pressure range is a pressure range that is normally used in the pipe a4 (high-pressure line, first supply path) when the fuel cell 1 generates power (when the fuel cell vehicle 100A travels). For example, a pressure equivalent to that in the hydrogen tank 2 acts.

ステップS135において、制御部50は、検出値P1が高圧ラインの常用圧力領域であると判定した場合には(Yes)、ステップS140に進み、検出値P1が高圧ラインの常用圧力領域でないと判定した場合には(No)、ステップS150に進む。ちなみに、検出値P1が高圧ラインの常用圧力領域でない場合(S135、No)とは、例えば、主止弁20が開弁しない場合である。   In step S135, when it is determined that the detected value P1 is the normal pressure region of the high pressure line (Yes), the control unit 50 proceeds to step S140 and determines that the detected value P1 is not the normal pressure region of the high pressure line. In the case (No), the process proceeds to step S150. Incidentally, the case where the detected value P1 is not in the normal pressure region of the high pressure line (S135, No) is, for example, the case where the main stop valve 20 does not open.

ステップS140において、制御部50は、検出値P2が所定値を超えると判定した場合には(Yes)、ステップS150に進み、検出値P2が所定値以下であると判定した場合には(No)、ステップS170に進む。   In step S140, when it is determined that the detected value P2 exceeds the predetermined value (Yes), the control unit 50 proceeds to step S150, and when it is determined that the detected value P2 is equal to or smaller than the predetermined value (No). The process proceeds to step S170.

図6に示す実施形態によれば、検出値P1が高圧ラインの常用圧力領域であり(S135、Yes)、かつ、検出値P2が所定値を超えている場合には(S140、Yes)、1次減圧弁30(締切機構付レギュレータ)の故障(不具合発生)と判定して、充填を停止することができる。このように、1次減圧弁30が故障していることを確実に判定できるので、その後のメンテナンス作業が容易になる。   According to the embodiment shown in FIG. 6, when the detected value P1 is the normal pressure region of the high pressure line (S135, Yes) and the detected value P2 exceeds the predetermined value (S140, Yes), 1 The charging can be stopped by determining that the next pressure reducing valve 30 (regulator with a cutoff mechanism) has failed (problem has occurred). Thus, since it can be determined reliably that the primary pressure reducing valve 30 has failed, the subsequent maintenance work is facilitated.

図7は、燃料電池車の変形例を示す全体構成図である。
燃料電池車100Bは、主止弁20Aが取り付けられた水素タンク2を備えている。主止弁20Aを除くその他の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
FIG. 7 is an overall configuration diagram showing a modification of the fuel cell vehicle.
The fuel cell vehicle 100B includes a hydrogen tank 2 to which a main stop valve 20A is attached. About the other structure except the main stop valve 20A, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

主止弁20Aは、水素充填時の流路(補給経路)と、水素供給時の流路(供給経路)とが別々の流路によって構成され、配管a2側に逆止弁27が接続され、配管a4側に遮断弁28が接続されて構成されている。   The main stop valve 20A includes a flow path during hydrogen filling (supply path) and a flow path during hydrogen supply (supply path) as separate flow paths, and a check valve 27 is connected to the pipe a2 side. A shutoff valve 28 is connected to the pipe a4 side.

逆止弁27は、充填口3を介して供給された水素を、水素タンク2に向かって一方向に流れるようにした弁構造のものである。遮断弁28は、例えば、電磁作動式のものであり、制御部50の指令によって開弁するようになっている。したがって、遮断弁28は、水素充填時にはオフ(非通電状態)であり、水素供給時にはオン(通電状態)である。   The check valve 27 has a valve structure in which hydrogen supplied via the filling port 3 flows in one direction toward the hydrogen tank 2. The shut-off valve 28 is, for example, an electromagnetically operated type, and is opened by a command from the control unit 50. Accordingly, the shutoff valve 28 is off (non-energized state) when hydrogen is charged, and is on (energized state) when hydrogen is supplied.

このような燃料電池車100Bにおいても、水素充填時に、遮断弁28および1次減圧弁30の双方に締切不良が発生している場合には、水素供給ステーション200(外部装置)から逆止弁27を介して水素タンク2に充填された水素が、配管a4(1次供給経路、高圧ライン)、1次減圧弁30を介して配管a6(2次供給経路、中圧ライン)に高い圧力が作用することになる。   Also in such a fuel cell vehicle 100B, when a cutoff failure has occurred in both the shutoff valve 28 and the primary pressure reducing valve 30 during hydrogen filling, the check valve 27 is supplied from the hydrogen supply station 200 (external device). The hydrogen filled in the hydrogen tank 2 through the pipe acts as a high pressure on the pipe a6 (secondary supply path, medium pressure line) via the pipe a4 (primary supply path, high pressure line) and the primary pressure reducing valve 30. Will do.

そこで、図7に示す実形態の場合においても図4に示す制御を適用することにより、水素充填時に配管a6内の圧力が上昇したとしても、リリーフ弁41が開弁するのを防止することができ、水素充填時における燃料電池車100B側での不具合を未然に防止することが可能になる。   Therefore, even in the case of the embodiment shown in FIG. 7, by applying the control shown in FIG. 4, the relief valve 41 can be prevented from opening even if the pressure in the pipe a <b> 6 rises during hydrogen filling. This makes it possible to prevent problems on the fuel cell vehicle 100B side during hydrogen filling.

なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。例えば、本実施形態では、単一の水素タンク2(貯留部)を備える場合について説明したが、複数の水素タンク2を備える構成であってもよい。   In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, In the range which does not deviate from the main point of this invention, it can change suitably. For example, in this embodiment, although the case where the single hydrogen tank 2 (storage part) was provided was demonstrated, the structure provided with the some hydrogen tank 2 may be sufficient.

1 燃料電池(燃料利用体)
2 水素タンク(貯留部)
3 充填口
4 コネクタ受部
20,20A 主止弁
21a 第1連通孔(補給経路、供給経路)
21b 第2連通孔(補給経路、供給経路)
30 1次減圧弁(締切機構付レギュレータ)
40 中圧デバイス
41 リリーフ弁
42 2次減圧弁
50 制御部
51 圧力センサ(第1供給経路圧力センサ)
52 圧力センサ(第2供給経路圧力センサ)
100A,100B 燃料電池車
200 水素供給ステーション(外部装置)
201 水素貯蔵タンク
202 ディスペンサ
203 充填ノズル
204 通信コネクタ
a4 配管(第1供給経路)
a6 配管(第2供給経路)
Q2 開閉弁流路(補給経路、供給経路)
1 Fuel cell (fuel use body)
2 Hydrogen tank (storage part)
3 Filling port 4 Connector receiving portion 20, 20A Main stop valve 21a First communication hole (replenishment route, supply route)
21b Second communication hole (replenishment route, supply route)
30 Primary pressure reducing valve (Regulator with cutoff mechanism)
40 Medium Pressure Device 41 Relief Valve 42 Secondary Pressure Reduction Valve 50 Control Unit 51 Pressure Sensor (First Supply Path Pressure Sensor)
52 Pressure sensor (second supply path pressure sensor)
100A, 100B Fuel cell vehicle 200 Hydrogen supply station (external device)
201 Hydrogen storage tank 202 Dispenser 203 Filling nozzle 204 Communication connector a4 Piping (first supply path)
a6 Piping (second supply route)
Q2 On-off valve flow path (replenishment route, supply route)

Claims (3)

燃料ガスを利用する燃料利用体と、
前記燃料ガスを貯留する貯留部と、
外部装置から前記貯留部に燃料ガスを送る接続口である充填口と、
前記貯留部からの燃料ガスを前記燃料利用体に向かわせる第1供給経路と、
前記第1供給経路の燃料ガスを減圧する締切機構付レギュレータと、
前記締切機構付レギュレータで減圧された燃料ガスを前記燃料利用体に向かわせる第2供給経路と、
前記第2供給経路の圧力を検出する第2供給経路圧力センサと、
前記外部装置を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記外部装置から前記貯留部への燃料ガスの供給中、前記第2供給経路圧力センサの検出値が前記第2供給経路での常用圧力領域よりも高く設定された所定値を超えた場合、前記外部装置による燃料ガスの供給を停止させる処理を実行することを特徴とする燃料利用システム。
A fuel user using fuel gas;
A storage section for storing the fuel gas;
A filling port which is a connection port for sending fuel gas from an external device to the storage unit;
A first supply path for directing fuel gas from the reservoir to the fuel utilization body;
A regulator with a cutoff mechanism for depressurizing the fuel gas in the first supply path;
A second supply path for directing the fuel gas decompressed by the regulator with a cutoff mechanism toward the fuel utilization body;
A second supply path pressure sensor for detecting the pressure of the second supply path;
A control unit for controlling the external device,
While the fuel gas is being supplied from the external device to the storage unit, the control unit sets a predetermined value that is set to a value detected by the second supply path pressure sensor that is higher than a normal pressure region in the second supply path. When it exceeds, the fuel utilization system which performs the process which stops supply of the fuel gas by the said external device is performed.
前記第1供給経路の圧力を検出する第1供給経路圧力センサを備え、
前記制御部は、前記外部装置から前記貯留部への燃料ガスの供給中、前記第1供給経路圧力センサの検出値が前記第1供給経路の常用圧力領域であり、かつ、前記第2供給経路圧力センサの検出値が前記第2供給経路の常用圧力領域よりも高く設定された所定値を超えた場合、前記締切機構付レギュレータに不具合が発生していると判定して、前記外部装置による燃料ガスの供給を停止させる処理を実行することを特徴とする請求項1に記載の燃料利用システム。
A first supply path pressure sensor for detecting the pressure of the first supply path;
During the supply of fuel gas from the external device to the storage unit, the control unit detects a value detected by the first supply path pressure sensor in the normal pressure region of the first supply path, and the second supply path When the detected value of the pressure sensor exceeds a predetermined value set higher than the normal pressure region of the second supply path, it is determined that a malfunction has occurred in the regulator with a cutoff mechanism, and the fuel from the external device The fuel utilization system according to claim 1, wherein a process for stopping the supply of gas is executed.
前記第1供給経路は、前記貯留部から前記燃料利用体へ向かう供給経路と前記充填口から前記貯留部に向かう補給経路とを兼用していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料利用システム。   The said 1st supply path serves as both the supply path which goes to the said fuel utilization body from the said storage part, and the replenishment path | route which goes to the said storage part from the said filling port, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. The fuel utilization system described.
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