JP6852357B2 - Control device and operation method of high-pressure fluid control valve - Google Patents

Control device and operation method of high-pressure fluid control valve Download PDF

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Description

本発明は、弁体に対する一次圧の影響を低減するように構成された高圧流体制御弁の制御装置および動作方法に関する。 The present invention relates to a control device and an operation method of a high-pressure fluid control valve configured to reduce the influence of a primary pressure on a valve body.

特許文献１には、スプール状の弁体１３を備え、弁体１３のシート径Ｄ２を摺動シール径Ｄ１と等しく設定することで、弁体１３に対する一次圧の影響を低減するようにした圧力制御弁が開示されている（段落００３６）。 Patent Document 1 includes a spool-shaped valve body 13, and by setting the seat diameter D2 of the valve body 13 to be equal to the sliding seal diameter D1, a pressure that reduces the influence of the primary pressure on the valve body 13. Control valves are disclosed (paragraph 0036).

特開２０１３−１３４６８７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-134678

しかし、特許文献１では、閉弁時における弁体１３の動作性についてまでは特に考慮されていない。弁体１３に対して二次圧を閉方向に作用させるための均圧通路１７が設けられているものの、閉弁時における動作は、実質的には、弁体１３を閉方向に付勢するバネ１５による。 However, in Patent Document 1, the operability of the valve body 13 when the valve is closed is not particularly considered. Although the pressure equalizing passage 17 for applying the secondary pressure to the valve body 13 in the closing direction is provided, the operation at the time of closing the valve substantially urges the valve body 13 in the closing direction. By spring 15.

特許文献１では、さらに、制御弁４が水素供給通路３の途中、換言すれば、高圧配管３Ａと低圧配管３Ｂとの間に配置される一方、開閉弁５が水素タンク２のガス取出部、換言すれば、水素タンク２と水素供給通路３との接続部に配置されており、制御弁４と開閉弁５とが個別に設けられている（段落００１３、００１４）。ここで、開閉弁の機能と調圧弁の機能とを一体の圧力制御弁に統合することができれば、配管等のレイアウト性が向上するとともに、部品数および製造コストの削減に繋がるが、閉弁時における動作性の問題は、このような統合型の圧力制御弁についても同様に妥当する。 In Patent Document 1, further, the control valve 4 is arranged in the middle of the hydrogen supply passage 3, in other words, between the high-pressure pipe 3A and the low-pressure pipe 3B, while the on-off valve 5 is a gas outlet portion of the hydrogen tank 2. In other words, it is arranged at the connection portion between the hydrogen tank 2 and the hydrogen supply passage 3, and the control valve 4 and the on-off valve 5 are individually provided (paragraphs 0013 and 0014). Here, if the function of the on-off valve and the function of the pressure regulating valve can be integrated into an integrated pressure control valve, the layout of piping and the like can be improved, and the number of parts and the manufacturing cost can be reduced. The problem of operability in is also valid for such an integrated pressure control valve.

そこで、本発明は、弁体に対する一次圧の影響を低減するように構成された高圧流体制御弁において、閉弁時の弁体の動作性を改善することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to improve the operability of the valve body when the valve body is closed in a high-pressure fluid control valve configured to reduce the influence of the primary pressure on the valve body.

本発明の一形態では、高圧流体制御弁の制御装置を提供する。本形態に係る高圧流体制御弁は、弁体と、高圧側の一次ポートと低圧側の二次ポートとを有し、一次ポートおよび二次ポートと連通する圧力室に弁体を収容するハウジングと、弁体を駆動するソレノイドと、を備え、弁体が、ハウジングの弁体案内孔に挿入されて、圧力室を外部に対して密封するための摺動シール部を有し、全閉時において、ハウジングのシート部に対し、摺動シール部における当該弁体の外径と等しいシート径で当接する、高圧流体制御弁である。本形態において、高圧流体制御弁の制御装置は、弁体の下流側の圧力を弁体に対して閉方向に作用させるように誘導する圧力帰還通路と、弁体の下流側の圧力に基づき弁体に対して閉方向に作用する閉弁力を、弁体の下流側の圧力に基づく開弁力よりも増大させる倍力機構と、高圧流体制御弁を閉弁させる停止操作時において、弁体の下流側の圧力を停止操作前の調圧運転時における所定の制御範囲よりも上昇させる停止操作部と、を備える。 In one embodiment of the present invention, a control device for a high-pressure fluid control valve is provided. The high-pressure fluid control valve according to this embodiment has a valve body, a primary port on the high-pressure side and a secondary port on the low-pressure side, and has a housing for accommodating the valve body in a pressure chamber communicating with the primary port and the secondary port. The valve body is inserted into the valve body guide hole of the housing and has a sliding seal portion for sealing the pressure chamber to the outside, and when fully closed, the valve body is provided with a solenoid for driving the valve body. , A high-pressure fluid control valve that contacts the seat portion of the housing with a seat diameter equal to the outer diameter of the valve body at the sliding seal portion. In the present embodiment, the control device of the high-pressure fluid control valve is a valve based on a pressure return passage that guides the pressure on the downstream side of the valve body to act on the valve body in the closing direction and the pressure on the downstream side of the valve body. A booster mechanism that increases the valve closing force acting on the body in the closing direction more than the valve opening force based on the pressure on the downstream side of the valve body, and the valve body during the stop operation to close the high-pressure fluid control valve. It is provided with a stop operation unit that raises the pressure on the downstream side of the water pressure above the predetermined control range during the pressure adjustment operation before the stop operation.

本発明によれば、停止操作時に弁体に作用する閉弁力を増大させ、弁体の動作性を改善することができる。 According to the present invention, it is possible to increase the valve closing force acting on the valve body during the stop operation and improve the operability of the valve body.

図１は、本発明の一実施形態に係る高圧流体制御弁を適用した燃料電池システムの全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a fuel cell system to which a high-pressure fluid control valve according to an embodiment of the present invention is applied. 図２は、同上高圧流体制御弁の全体構成を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the high-pressure fluid control valve as above. 図３は、同上高圧流体制御弁の要部構成を示す拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a main configuration of the high-pressure fluid control valve as described above. 図４は、同上高圧流体制御弁の全閉からの開弁時の動作を概略的に示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing the operation of the high-pressure fluid control valve when the valve is opened from the fully closed position. 図５は、弁体の開方向位置に応じたシート面圧の変化を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory view showing a change in the seat surface pressure according to the opening direction position of the valve body. 図６は、起動から停止までにソレノイドに供給する駆動エネルギの変化を概略的に示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing a change in driving energy supplied to the solenoid from start to stop. 図７は、本発明の一実施形態に係る停止操作の内容を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing the content of the stop operation according to the embodiment of the present invention. 図８は、同上停止操作に関する比較例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a comparative example of the same stop operation. 図９は、同上停止操作の基本的な流れを示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing the basic flow of the same stop operation. 図１０は、本発明の他の実施形態に係る高圧流体制御弁の適用例を示す構成図FIG. 10 is a block diagram showing an application example of the high-pressure fluid control valve according to another embodiment of the present invention. 図１１は、同上実施形態に係る停止操作の内容を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing the content of the stop operation according to the same embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（燃料電池システムの全体構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る高圧流体制御弁５を適用した燃料電池システム１の構成を、アノード系を中心に示している。 (Overall configuration of fuel cell system)
FIG. 1 shows the configuration of the fuel cell system 1 to which the high-pressure fluid control valve 5 according to the embodiment of the present invention is applied, centering on the anode system.

本実施形態に係る燃料電池システム１は、大別すると、燃料電池１０と、カソードガス給排機構１２と、アノードガス給排機構１４と、を備える。燃料電池１０は、発電装置を構成する。カソードガス給排機構１２は、燃料電池１０のカソード極に酸化剤を供給し、発電反応後のカソードオフガスを燃料電池１０から排出する機構である。アノードガス給排機構１４は、燃料電池１０のアノード極に燃料を供給し、発電反応後のアノードオフガスをアノード極に再度供給するとともに、アノードオフガスの一部を必要に応じて燃料電池システム１の外部に排出する機構である。 The fuel cell system 1 according to the present embodiment is roughly classified into a fuel cell 10, a cathode gas supply / discharge mechanism 12, and an anode gas supply / discharge mechanism 14. The fuel cell 10 constitutes a power generation device. The cathode gas supply / discharge mechanism 12 is a mechanism for supplying an oxidizing agent to the cathode electrode of the fuel cell 10 and discharging the cathode off gas after the power generation reaction from the fuel cell 10. The anode gas supply / discharge mechanism 14 supplies fuel to the anode electrode of the fuel cell 10, supplies the anode off gas after the power generation reaction to the anode electrode again, and supplies a part of the anode off gas to the anode electrode as needed. It is a mechanism that discharges to the outside.

燃料電池システム１は、さらに、図示しない負荷装置を備えるとともに、加熱／冷却機構等の燃料電池１０の運転に必要な設備を適宜備える。本実施形態において、燃料電池システム１は、車両に搭載され、負荷装置は、具体的には、車両走行用の電動モータである。燃料電池１０は、この燃料電池自動車の駆動源を構成し、電動モータに供給される電力のほか、車両の走行に必要な電力を発電する。 The fuel cell system 1 is further provided with a load device (not shown) and appropriately provided with equipment necessary for operating the fuel cell 10 such as a heating / cooling mechanism. In the present embodiment, the fuel cell system 1 is mounted on a vehicle, and the load device is specifically an electric motor for traveling the vehicle. The fuel cell 10 constitutes a drive source for the fuel cell vehicle, and generates electric power required for traveling of the vehicle in addition to electric power supplied to the electric motor.

燃料電池１０は、膜電極接合体を一対のセパレータにより挟持して構成される燃料電池セルを積層して構成され、カソードガス給排機構１２を介して空気の供給を受けるとともに、アノードガス給排機構１４を介して水素ガスの供給を受け、空気中の酸素と水素との化学反応により発電する。本実施形態では、水素が燃料であり、空気中の酸素が酸化剤である。水素ガスは、後に述べる高圧水素タンク１４１から供給され、空気は、大気中から図示しないコンプレッサ等を介して取り込まれる。発電により生じた電気は、車両走行用の電動モータに供給され、この電動モータの駆動に用いられる。 The fuel cell 10 is configured by stacking fuel cell cells formed by sandwiching a membrane electrode assembly between a pair of separators, and receives air supply via a cathode gas supply / discharge mechanism 12 and an anode gas supply / discharge. Hydrogen gas is supplied via the mechanism 14, and power is generated by a chemical reaction between oxygen and hydrogen in the air. In this embodiment, hydrogen is the fuel and oxygen in the air is the oxidant. Hydrogen gas is supplied from the high-pressure hydrogen tank 141 described later, and air is taken in from the atmosphere through a compressor or the like (not shown). The electricity generated by the power generation is supplied to an electric motor for traveling the vehicle and used to drive the electric motor.

カソードガス給排機構１２は、カソードガス供給通路１２１と、カソードガス排出通路１２２と、を備える。カソードガス供給通路１２１は、燃料電池１０のカソード極に供給される空気が流れる通路であり、カソードガス排出通路１２２は、燃料電池１０から排出されるカソードオフガスが流れる通路である。カソードガス供給通路１２１を介して大気中の空気が燃料電池１０のカソード極に供給され、カソードガス排出通路１２２を介してカソードオフガスが燃料電池システム１の外部に放出される。 The cathode gas supply / discharge mechanism 12 includes a cathode gas supply passage 121 and a cathode gas discharge passage 122. The cathode gas supply passage 121 is a passage through which the air supplied to the cathode electrode of the fuel cell 10 flows, and the cathode gas discharge passage 122 is a passage through which the cathode off gas discharged from the fuel cell 10 flows. Air in the atmosphere is supplied to the cathode electrode of the fuel cell 10 through the cathode gas supply passage 121, and the cathode off gas is discharged to the outside of the fuel cell system 1 through the cathode gas discharge passage 122.

アノードガス給排機構１４は、高圧水素タンク１４１と、アノードガス供給通路１４２と、アノードオフガス循環通路１４３と、を備える。高圧水素タンク１４１は、燃料電池１０のアノード極に供給される水素ガスを高圧状態に保って貯蔵する高圧ガス容器である。アノードガス供給通路１４２は、燃料電池１０のアノード極に供給される水素ガスが流れる通路であり、高圧水素タンク１４１のガス取出口と、燃料電池１０のアノード極のガス流入口と、の間に接続されている。アノードガス供給通路１４２は、後に述べるエゼクタ１４５よりも上流側の第１燃料供給管１４２ａと、エゼクタ１４５よりも下流側の第２燃料供給管１４２ｂと、からなる。アノードオフガス循環通路１４３は、燃料電池１０から排出されたアノードオフガスをアノード極に再度供給するための通路であり、燃料電池１０のアノード極のガス流出口と、アノードガス供給通路１４２と、の間に接続されている。 The anode gas supply / discharge mechanism 14 includes a high-pressure hydrogen tank 141, an anode gas supply passage 142, and an anode off-gas circulation passage 143. The high-pressure hydrogen tank 141 is a high-pressure gas container that stores hydrogen gas supplied to the anode electrode of the fuel cell 10 in a high-pressure state. The anode gas supply passage 142 is a passage through which hydrogen gas supplied to the anode pole of the fuel cell 10 flows, and is between the gas outlet of the high-pressure hydrogen tank 141 and the gas inlet of the anode pole of the fuel cell 10. It is connected. The anode gas supply passage 142 includes a first fuel supply pipe 142a on the upstream side of the ejector 145 and a second fuel supply pipe 142b on the downstream side of the ejector 145, which will be described later. The anode off-gas circulation passage 143 is a passage for resupplying the anode off-gas discharged from the fuel cell 10 to the anode pole, and is between the gas outlet of the anode pole of the fuel cell 10 and the anode gas supply passage 142. It is connected to the.

高圧水素タンク１４１のガス取出口には、本実施形態に係る「高圧流体制御弁」である統合主止弁５が取り付けられている。統合主止弁５は、高圧水素タンク１４１の内部とアノードガス供給通路１４２との連通を遮断する開閉機能と、アノードガス供給通路１４２に送り出す水素ガスの圧力を制御する減圧ないし調圧機能とを兼ね備えるものである。高圧水素タンク１４１に貯蔵されている水素ガスは、統合主止弁５の開放中に、統合主止弁５による制御を受けてアノードガス供給通路１４２に送出され、アノードガス供給通路１４２を介して燃料電池１０のアノード極に供給される。 An integrated main check valve 5, which is a "high-pressure fluid control valve" according to the present embodiment, is attached to the gas outlet of the high-pressure hydrogen tank 141. The integrated main check valve 5 has an opening / closing function for blocking communication between the inside of the high-pressure hydrogen tank 141 and the anode gas supply passage 142, and a depressurizing or adjusting pressure function for controlling the pressure of hydrogen gas sent to the anode gas supply passage 142. It combines. The hydrogen gas stored in the high-pressure hydrogen tank 141 is sent to the anode gas supply passage 142 under the control of the integrated main check valve 5 while the integrated main stop valve 5 is open, and is sent to the anode gas supply passage 142 via the anode gas supply passage 142. It is supplied to the anode electrode of the fuel cell 10.

さらに、アノードガス供給通路１４２とアノードオフガス循環通路１４３との接続部にエゼクタ１４５が設置されており、アノードガス供給通路１４２に送出された水素ガスは、エゼクタ１４５のノズル部に供給される。他方で、燃料電池１０のアノード極における発電反応に寄与せずに残った水素と、発電反応に際してカソード極からアノード極に漏洩した水分および窒素等の不純物と、を含んだアノードオフガスが、アノードオフガス循環通路１４３を介してエゼクタ１４５に供給される。アノードオフガスは、エゼクタ１４５の内部でノズル部を通じた水素ガスの噴流により形成される負圧の作用を受けてアノードガス供給通路１４２に吸入され、この水素ガスとともに燃料電池１０のアノード極に循環される。 Further, an ejector 145 is installed at the connection portion between the anode gas supply passage 142 and the anode off-gas circulation passage 143, and the hydrogen gas delivered to the anode gas supply passage 142 is supplied to the nozzle portion of the ejector 145. On the other hand, the anode off gas containing hydrogen remaining without contributing to the power generation reaction at the anode electrode of the fuel cell 10 and impurities such as water and nitrogen leaked from the cathode electrode to the anode electrode during the power generation reaction is the anode off gas. It is supplied to the anode 145 via the circulation passage 143. The anode off gas is sucked into the anode gas supply passage 142 under the action of the negative pressure formed by the jet of hydrogen gas through the nozzle portion inside the ejector 145, and is circulated together with the hydrogen gas to the anode pole of the fuel cell 10. To.

本実施形態では、アノードオフガス循環通路１４３にアノードオフガス排出通路１４４が接続されている。アノードオフガスの一部は、燃料電池システム１からの不純物の排出等の必要に応じ、アノードオフガス循環通路１４３からアノードオフガス排出通路１４４に流入し、アノードオフガス排出通路１４４を介して燃料電池システム１の外部に排出される。 In the present embodiment, the anode off-gas discharge passage 144 is connected to the anode off-gas circulation passage 143. A part of the anode off gas flows into the anode off gas discharge passage 144 from the anode off gas circulation passage 143 and flows into the anode off gas discharge passage 144 through the anode off gas discharge passage 144, and the fuel cell system 1 It is discharged to the outside.

（制御システムの基本構成）
本実施形態において、燃料電池１０の運転は、コントロールユニット１０１により制御される。コントロールユニット１０１は、中央演算装置、記憶装置および入出力インターフェース等を備えた電子制御ユニットとして構成され、燃料電池１０の運転制御のため、燃料電池システム１に対する運転要求および燃料電池１０の実際の運転状態を検出する各種センサ１１１〜１１７等から信号を入力する。 (Basic configuration of control system)
In the present embodiment, the operation of the fuel cell 10 is controlled by the control unit 101. The control unit 101 is configured as an electronic control unit including a central arithmetic unit, a storage device, an input / output interface, and the like, and for operation control of the fuel cell 10, an operation request for the fuel cell system 1 and an actual operation of the fuel cell 10 are performed. Signals are input from various sensors 111 to 117 and the like that detect the state.

アクセルセンサ１１１は、当該車両の運転者によるアクセルペダルの踏込量を示す信号を出力する。ＨＦＲ測定装置１１２は、燃料電池１０のセルを構成する電解質膜の湿潤度（ＨＦＲ測定値）を示す信号を出力する。スタック電流センサ１１３は、燃料電池１０が実際に生じさせている電流を示す信号を出力する。さらに、起動スイッチ１１４は、運転者のキー操作に応じて燃料電池システム１に対する起動および停止指令を示す信号を出力する。 The accelerator sensor 111 outputs a signal indicating the amount of depression of the accelerator pedal by the driver of the vehicle. The HFR measuring device 112 outputs a signal indicating the wetness (HFR measured value) of the electrolyte membrane constituting the cell of the fuel cell 10. The stack current sensor 113 outputs a signal indicating the current actually generated by the fuel cell 10. Further, the start switch 114 outputs a signal indicating a start and stop command to the fuel cell system 1 in response to a key operation by the driver.

タンク圧力センサ１１５は、高圧水素タンク１４１に設置され、高圧水素タンク１４１内部の圧力、換言すれば、高圧水素タンク１４１に貯蔵されている水素ガスの圧力を検出する。 The tank pressure sensor 115 is installed in the high-pressure hydrogen tank 141 and detects the pressure inside the high-pressure hydrogen tank 141, in other words, the pressure of the hydrogen gas stored in the high-pressure hydrogen tank 141.

上流側圧力センサ１１６は、アノードガス供給通路１４２の第１燃料供給管１４２ａに設置され、エゼクタ１４５に供給される水素ガスの圧力を検出する。本実施形態では、上流側圧力センサ１１６の圧力検出値を、統合主止弁５の弁体（５２）の下流側における圧力を示す指標として採用する。 The upstream pressure sensor 116 is installed in the first fuel supply pipe 142a of the anode gas supply passage 142 and detects the pressure of the hydrogen gas supplied to the ejector 145. In the present embodiment, the pressure detection value of the upstream pressure sensor 116 is adopted as an index indicating the pressure on the downstream side of the valve body (52) of the integrated main check valve 5.

下流側圧力センサ１１７は、アノードガス供給通路１４２の第２燃料供給管１４２ｂに設置され、エゼクタ１４５から送出されたアノードガス、換言すれば、水素ガスとアノードオフガスとの混合ガスの圧力を検出する。 The downstream pressure sensor 117 is installed in the second fuel supply pipe 142b of the anode gas supply passage 142, and detects the pressure of the anode gas delivered from the ejector 145, in other words, the pressure of the mixed gas of the hydrogen gas and the anode off gas. ..

コントロールユニット１０１は、入力した各種信号をもとに燃料電池１０の運転制御に関する所定の演算を実行する。具体的には、燃料電池１０の目標発電電力を算出し、統合主止弁５に駆動信号を出力する。そして、本実施形態では、燃料電池システム１に対する起動指令があった場合に、全閉状態にある統合主止弁５を開弁させる制御を実行し、停止指令があった場合に、所定の停止操作を実行し、開弁状態にある統合主止弁５を閉弁させる。本実施形態において、起動指令および停止指令は、起動スイッチ１１４からの信号として具現される。 The control unit 101 executes a predetermined calculation related to the operation control of the fuel cell 10 based on various input signals. Specifically, the target generated power of the fuel cell 10 is calculated, and a drive signal is output to the integrated main check valve 5. Then, in the present embodiment, when there is a start command for the fuel cell system 1, control for opening the integrated main check valve 5 in the fully closed state is executed, and when there is a stop command, a predetermined stop is performed. The operation is executed to close the integrated main check valve 5 which is in the valve open state. In the present embodiment, the start command and the stop command are embodied as signals from the start switch 114.

コントロールユニット１０１は、本実施形態係る「停止操作部」および「制御ユニット」を構成する。 The control unit 101 constitutes a "stop operation unit" and a "control unit" according to the present embodiment.

（高圧流体制御弁の全体構成）
図２は、本実施形態に係る高圧流体制御弁である統合主止弁５の全体構成を示す断面図である。統合主止弁５は、開閉機能と調圧機能とを兼ね備えており、高圧水素タンク１４１のガス取出口に取り付けられる。図２を参照して、統合主止弁５の全体的な構成について説明する。 (Overall configuration of high-pressure fluid control valve)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the integrated main check valve 5, which is the high-pressure fluid control valve according to the present embodiment. The integrated main check valve 5 has both an opening / closing function and a pressure adjusting function, and is attached to the gas outlet of the high-pressure hydrogen tank 141. The overall configuration of the integrated main check valve 5 will be described with reference to FIG.

統合主止弁５は、大別すると、ハウジング５１と、弁体５２と、ソレノイド５３と、を備える。 The integrated main check valve 5 is roughly classified into a housing 51, a valve body 52, and a solenoid 53.

ハウジング５１は、高圧側のポート（以下「一次ポート」という）ｐ１と、低圧側のポート（以下「二次ポート」という）ｐ２と、を有し、一次ポートｐ１は、高圧水素タンク１４１の内部に、二次ポートｐ２は、アノードガス供給通路１４２に、夫々流体接続される。高圧水素タンク１４１に貯蔵されている水素ガスは、一次ポートｐ１から統合主止弁５に導入され、ハウジング５１の内部で弁体５２の位置に応じた減圧ないし調圧作用を受けた後、二次ポートｐ２からアノードガス供給通路１４２に送出される。本実施形態において、高圧水素タンク１４１に貯蔵されている水素ガスの圧力は、数ＭＰａから数十ＭＰａ（例えば、１〜７０ＭＰａ）に設定され、調圧の結果、二次ポートｐ２では、数ｋＰａから１ＭＰａ程度（エゼクタ１４５がない場合は、例えば、０．００５〜０．２ＭＰａ）にまで減圧される。一次ポートｐ１における水素ガスの圧力を「一次圧」といい、二次ポートｐ２における圧力を「二次圧」という。 The housing 51 has a high-pressure side port (hereinafter referred to as “primary port”) p1 and a low-pressure side port (hereinafter referred to as “secondary port”) p2, and the primary port p1 is inside the high-pressure hydrogen tank 141. The secondary port p2 is fluidly connected to the anode gas supply passage 142, respectively. The hydrogen gas stored in the high-pressure hydrogen tank 141 is introduced into the integrated main check valve 5 from the primary port p1 and undergoes a depressurizing or pressure adjusting action according to the position of the valve body 52 inside the housing 51. It is sent from the next port p2 to the anode gas supply passage 142. In the present embodiment, the pressure of the hydrogen gas stored in the high-pressure hydrogen tank 141 is set from several MPa to several tens of MPa (for example, 1 to 70 MPa), and as a result of pressure adjustment, several kPa at the secondary port p2. The pressure is reduced to about 1 MPa (for example, 0.005 to 0.2 MPa in the absence of the ejector 145). The pressure of hydrogen gas at the primary port p1 is referred to as "primary pressure", and the pressure at the secondary port p2 is referred to as "secondary pressure".

ハウジング５１の内部には、統合主止弁５の動作に関して異なる圧力を規定する空間として、水素ガスが流れる方向に対して上流側から順に、高圧室Ｃｈ、中間室Ｃｍおよび低圧室Ｃｌが形成されている。高圧室Ｃｈは、一次ポートｐ１と連通し、一次圧Ｐ１の水素ガスが導入される空間である。ここで、高圧室Ｃｈの圧力を、一次圧に等しい圧力Ｐ１とする。低圧室Ｃｌは、二次ポートｐ２と連通し、減圧後の二次圧Ｐ２の水素ガスを通過させる空間であり、低圧室Ｃｌの圧力を、二次圧に等しい圧力Ｐ３とする。中間室Ｃｍは、高圧室Ｃｈと低圧室Ｃｌとの間に介在する空間である。ハウジング５１の内部には、さらに、高圧室Ｃｈと中間室Ｃｍとの間に遮断シート部５１１が、中間室Ｃｍと低圧室Ｃｌとの間に調圧シート部５１２が、夫々形成されている。 Inside the housing 51, a high-pressure chamber Ch, an intermediate chamber Cm, and a low-pressure chamber Cl are formed in this order from the upstream side with respect to the direction in which hydrogen gas flows, as spaces that regulate different pressures with respect to the operation of the integrated main stop valve 5. ing. The high-pressure chamber Ch is a space that communicates with the primary port p1 and introduces hydrogen gas having a primary pressure P1. Here, the pressure in the high pressure chamber Ch is defined as the pressure P1 equal to the primary pressure. The low pressure chamber Cl is a space that communicates with the secondary port p2 and allows hydrogen gas of the secondary pressure P2 after decompression to pass through, and the pressure of the low pressure chamber Cl is set to a pressure P3 equal to the secondary pressure. The intermediate chamber Cm is a space interposed between the high pressure chamber Ch and the low pressure chamber Cl. Inside the housing 51, a blocking sheet portion 511 is further formed between the high pressure chamber Ch and the intermediate chamber Cm, and a pressure adjusting sheet portion 512 is formed between the intermediate chamber Cm and the low pressure chamber Cl, respectively.

弁体５２は、一次ポートｐ１から二次ポートｐ２へ向かう水素ガスの流れを規制するものであり、ハウジング５１の内部に、軸方向に往復移動可能に収容されている。本実施形態において、弁体５２は、軸方向に摺動するスプール状の弁体として具現され、図２に示す全閉時の状態で、高圧室Ｃｈと中間室Ｃｍとの連通を遮断するとともに、中間室Ｃｍと低圧室Ｃｌとの連通を遮断する。 The valve body 52 regulates the flow of hydrogen gas from the primary port p1 to the secondary port p2, and is housed inside the housing 51 so as to be reciprocally movable in the axial direction. In the present embodiment, the valve body 52 is embodied as a spool-shaped valve body that slides in the axial direction, and in the fully closed state shown in FIG. 2, the communication between the high pressure chamber Ch and the intermediate chamber Cm is cut off. , The communication between the intermediate chamber Cm and the low pressure chamber Cl is cut off.

弁体５２は、円筒状に形成された主軸部５２１と、主軸部５２１の一端から軸方向に延設された第１棒状部５２２と、主軸部５２１の他端から第１棒状部５２２とは逆方向に延設された第２棒状部５２３と、を有する。弁体５２は、さらに、主軸部５２１の中間部付近から径方向に延設された遮断部５２４と、主軸部５２１の基端部付近から径方向に延設された調圧部５２５と、を備える。 The valve body 52 includes a main shaft portion 521 formed in a cylindrical shape, a first rod-shaped portion 522 extending in the axial direction from one end of the main shaft portion 521, and a first rod-shaped portion 522 from the other end of the main shaft portion 521. It has a second rod-shaped portion 523 extending in the opposite direction. The valve body 52 further includes a blocking portion 524 extending in the radial direction from the vicinity of the intermediate portion of the main shaft portion 521, and a pressure adjusting portion 525 extending in the radial direction from the vicinity of the base end portion of the main shaft portion 521. Be prepared.

主軸部５２１は、一端側で高圧室Ｃｈから中間室Ｃｍにかけて延在するとともに、他端側でハウジング５１の弁体案内孔５１ａに延伸する長さに設定されている。第１棒状部５２２は、主軸部５２１の一端から先端側に延び、ハウジング５１の一方の側壁を貫通する長さに設定され、第２棒状部５２３は、主軸部５２１の他端から基端側に延び、ハウジング５１の他方の側壁を貫通する長さに設定されている。第１棒状部５２２および第２棒状部５２３がハウジング５１の内壁に設置された環状シール部材に対して摺動自在に支持されることで、弁体５２全体がハウジング５１に対して支持されている。さらに、弁体案内孔５１ａを形成するハウジング５１の内壁に環状シール部材５２６が設置されており、この環状シール部材５２６に対して主軸部５２１が摺動自在に支持されることで、ハウジング５１に対する追加の支持部が弁体５２に形成される。ここで、環状シール部材５２６とこれに摺接する主軸部５２１とにより、高圧室Ｃｈをハウジング５１の外部に対して密封する「摺動シール部」が形成される。 The spindle portion 521 extends from the high pressure chamber Ch to the intermediate chamber Cm on one end side, and is set to a length extending to the valve body guide hole 51a of the housing 51 on the other end side. The first rod-shaped portion 522 extends from one end of the spindle portion 521 to the tip end side and is set to a length that penetrates one side wall of the housing 51, and the second rod-shaped portion 523 extends from the other end of the spindle portion 521 to the proximal end side. It is set to a length extending to and penetrating the other side wall of the housing 51. The first rod-shaped portion 522 and the second rod-shaped portion 523 are slidably supported with respect to the annular seal member installed on the inner wall of the housing 51, so that the entire valve body 52 is supported with respect to the housing 51. .. Further, an annular seal member 526 is installed on the inner wall of the housing 51 forming the valve body guide hole 51a, and the spindle portion 521 is slidably supported with respect to the annular seal member 526 with respect to the housing 51. An additional support is formed on the valve body 52. Here, the annular seal member 526 and the spindle portion 521 in sliding contact with the annular seal member 526 form a "sliding seal portion" that seals the high pressure chamber Ch with respect to the outside of the housing 51.

遮断部５２４は、弁体５２の中心軸に垂直な断面において円環状に形成されており、ハウジング５１に対して全閉時に遮断シート部５１１に当接する関係にある。調圧部５２５は、遮断部５２４よりも基端側に設けられ、弁体５２の中心軸に垂直な断面で遮断部５２４よりも幅の狭い円環状に形成されている。そして、調圧部５２５は、ハウジング５１に対して全閉時に調圧シート部５１２に当接する関係にある。遮断部５２４が遮断シート部５１１と当接することで、高圧室Ｃｈと中間室Ｃｍとの連通が遮断され、調圧部５２５が調圧シート部５１２と当接することで、中間室Ｃｍと低圧室Ｃｌとの連通が遮断される。 The blocking portion 524 is formed in an annular shape in a cross section perpendicular to the central axis of the valve body 52, and is in contact with the blocking sheet portion 511 when the housing 51 is fully closed. The pressure adjusting portion 525 is provided on the proximal end side of the blocking portion 524, and is formed in an annular shape having a cross section perpendicular to the central axis of the valve body 52 and a width narrower than that of the blocking portion 524. The pressure adjusting portion 525 is in contact with the pressure adjusting sheet portion 512 when the housing 51 is fully closed. When the cutoff unit 524 comes into contact with the cutoff sheet part 511, the communication between the high pressure chamber Ch and the intermediate chamber Cm is cut off, and when the pressure adjusting part 525 comes into contact with the pressure adjusting sheet part 512, the intermediate chamber Cm and the low pressure chamber Cm come into contact with each other. Communication with Cl is cut off.

ソレノイド５３は、弁体５２を電磁的に駆動するものであり、ハウジング５１に対し、弁体５２の基端側に隣接して配置されている。 The solenoid 53 electromagnetically drives the valve body 52, and is arranged adjacent to the base end side of the valve body 52 with respect to the housing 51.

ソレノイド５３は、電磁コイル５３１と、電磁コイル５３１と内側で、同心に配置されたプランジャ５３２と、を備え、プランジャ５３２は、電磁コイル５３１が生じさせる電磁力を受けて直線的に移動する。電磁コイル５３１およびプランジャ５３２は、ソレノイドケース５３３に収容され、ソレノイドケース５３３は、ホルダ５３４を介してハウジング５１に固定されている。ソレノイド５３は、電磁コイル５３１への通電がオンされることで電磁力を生じ、プランジャ５３２を駆動する。プランジャ５３２の運動が第２棒状部５２３を介して弁体５２に伝達され、弁体５２を開方向に駆動する。そして、弁体５２の移動量、換言すれば、弁体５２の開方向位置に応じて遮断シート部５１１および調圧シート部５１２が開放される。 The solenoid 53 includes an electromagnetic coil 531 and a plunger 532 arranged concentrically inside the electromagnetic coil 531. The plunger 532 moves linearly in response to an electromagnetic force generated by the electromagnetic coil 531. The electromagnetic coil 531 and the plunger 532 are housed in the solenoid case 533, and the solenoid case 533 is fixed to the housing 51 via the holder 534. The solenoid 53 generates an electromagnetic force when the energization of the electromagnetic coil 531 is turned on, and drives the plunger 532. The movement of the plunger 532 is transmitted to the valve body 52 via the second rod-shaped portion 523, and drives the valve body 52 in the opening direction. Then, the shutoff sheet portion 511 and the pressure adjusting sheet portion 512 are opened according to the amount of movement of the valve body 52, in other words, the position in the opening direction of the valve body 52.

本実施形態では、ハウジング５１に対し、弁体５２の先端側に隣接して弁戻し機構５４が設けられている。弁戻し機構５４は、弁体５２をソレノイド５３とは反対側から弾性的に付勢するものであり、電磁コイル５３１への通電がオフされた場合に、弁体５２を閉方向に駆動し、全閉時の位置に復帰させる。 In the present embodiment, the valve return mechanism 54 is provided adjacent to the tip end side of the valve body 52 with respect to the housing 51. The valve return mechanism 54 elastically urges the valve body 52 from the side opposite to the solenoid 53, and drives the valve body 52 in the closing direction when the energization of the electromagnetic coil 531 is turned off. Return to the fully closed position.

弁戻し機構５４は、スプリング５４１と、弁体５２の先端部に取り付けられたリテーナ５４２と、リテーナ５４２に対してスプリング５４１の反対側に設置されたホルダ５４３と、を備える。スプリング５４１は、リテーナ５４２およびホルダ５４３とともにスプリングケース５４４に収容され、スプリングケース５４４は、ハウジング５１に対して直に固定されている。スプリングケース５４４がハウジング５１に固定された状態で、スプリング５４１は、リテーナ５４２およびホルダ５４３の間で圧縮状態にある。さらに、弁体５２とリテーナ５４２とで挟み込むようにして円盤状のダイヤフラム５４５が設置されており、ダイヤフラム５４５は、ハウジング５１とスプリングケース５４３とによりその外周部が挟持されている。低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３ないし二次圧が圧力帰還通路５１３を介して弁戻し機構５４の圧力室Ｃｐに導入され、この帰還圧がダイヤフラム５４５を介して弁体５２に作用することで、弁体５２に対する閉方向の駆動力が補助される。本実施形態では、弁体５２を全閉時の位置に復帰させる駆動力の発生源としてスプリング５４１を採用したが、スプリング５４１に代えてゴム等、他の弾性体を採用してもよく、弾性体ばかりでなく、永久磁石を採用することも可能である。 The valve return mechanism 54 includes a spring 541, a retainer 542 attached to the tip of the valve body 52, and a holder 543 installed on the opposite side of the spring 541 with respect to the retainer 542. The spring 541 is housed in the spring case 544 together with the retainer 542 and the holder 543, and the spring case 544 is fixed directly to the housing 51. With the spring case 544 fixed to the housing 51, the spring 541 is in a compressed state between the retainer 542 and the holder 543. Further, a disc-shaped diaphragm 545 is installed so as to be sandwiched between the valve body 52 and the retainer 542, and the outer peripheral portion of the diaphragm 545 is sandwiched between the housing 51 and the spring case 543. The pressure P3 or secondary pressure of the low pressure chamber Cl is introduced into the pressure chamber Cp of the valve return mechanism 54 via the pressure return passage 513, and this feedback pressure acts on the valve body 52 via the diaphragm 545 to act on the valve body 52. The driving force in the closing direction with respect to 52 is assisted. In the present embodiment, the spring 541 is used as a source of the driving force for returning the valve body 52 to the fully closed position, but another elastic body such as rubber may be used instead of the spring 541. It is possible to use not only the body but also permanent magnets.

電磁コイル５３１に対する通電のオンおよびオフは、コントロールユニット１０１により制御される。 The on and off of energization of the electromagnetic coil 531 is controlled by the control unit 101.

（高圧流体制御弁の要部構成）
図３は、統合主止弁５の要部構成を弁体５２の中心軸に平行な断面で示しており、図４は、統合主止弁５の全閉からの開弁動作を、図４と同じ断面により概略的に示している。図３および４を参照して、本実施形態で採用する遮断シート部５１１および調圧シート部５１２についてさらに説明する。 (Main components of high-pressure fluid control valve)
FIG. 3 shows the main configuration of the integrated main check valve 5 in a cross section parallel to the central axis of the valve body 52, and FIG. 4 shows the valve opening operation of the integrated main check valve 5 from the fully closed state. It is shown schematically by the same cross section as. The blocking sheet portion 511 and the pressure adjusting sheet portion 512 adopted in the present embodiment will be further described with reference to FIGS. 3 and 4.

先に述べたように、本実施形態では、スプール状の１つの弁体５２に、開閉機能を実現するための遮断部５２４と、調圧機能を実現するための調圧部５２５と、を形成する一方、ハウジング５１に、遮断部５２４を受ける遮断シート部５１１と、調圧部５２５を受ける調圧シート部５１２と、を形成する。 As described above, in the present embodiment, the spool-shaped valve body 52 is formed with a shutoff portion 524 for realizing the opening / closing function and a pressure regulating portion 525 for realizing the pressure adjusting function. On the other hand, the housing 51 is formed with a blocking sheet portion 511 that receives the blocking portion 524 and a pressure adjusting sheet portion 512 that receives the pressure adjusting portion 525.

遮断シート部５１１は、摺動シール部における弁体５２の外径、換言すれば、先に述べた摺動シール部を形成する主軸部５２１の直径（以下「摺動シール径」という）ｄ１よりも大きなシート径（以下「遮断シート径」という）ｄ３を有する。ここで、「遮断シート径」とは、弁体５２の遮断部５２４と遮断シート部５１１との当接部の直径をいい、弁体５２に対して一次圧Ｐ１が作用する受圧面を定める際の基準となる寸法である。よって、遮断部５２４と遮断シート部５１１とが線ではなく、実質的に面で接触する場合は、「遮断シート径」とは、接触面の外縁部の直径、換言すれば、最大径をいう。 The blocking sheet portion 511 is based on the outer diameter of the valve body 52 in the sliding seal portion, in other words, the diameter of the spindle portion 521 forming the sliding seal portion described above (hereinafter referred to as “sliding seal diameter”) d1. Also has a large sheet diameter (hereinafter referred to as “blocking sheet diameter”) d3. Here, the "blocking sheet diameter" means the diameter of the contact portion between the blocking portion 524 and the blocking sheet portion 511 of the valve body 52, and when determining the pressure receiving surface on which the primary pressure P1 acts on the valve body 52. It is a standard size of. Therefore, when the blocking portion 524 and the blocking sheet portion 511 are substantially in contact with each other on a surface rather than a line, the "blocking sheet diameter" means the diameter of the outer edge portion of the contact surface, in other words, the maximum diameter. ..

遮断シート部５１１は、例えば、所定の遮断面圧を確保し得る硬質な樹脂材から形成することができ、本実施形態では、そのような樹脂材を円環状に成形し、これをハウジング５１の内壁に形成した凹状部に嵌合させ、固定ないし固着させることで設けられている。 The blocking sheet portion 511 can be formed of, for example, a hard resin material that can secure a predetermined blocking surface pressure. In the present embodiment, such a resin material is formed into an annular shape, and this is formed in the housing 51. It is provided by fitting it into a concave portion formed on the inner wall and fixing or fixing it.

調圧シート部５１２は、遮断シート径ｄ３よりも小さなシート径（以下「調圧シート径」という）ｄ２を有する。換言すれば、遮断シート径ｄ３は、調圧シート径ｄ２よりも大きな値に設定されている。調圧シート部５１２は、ハウジング５１自体ではなく、ハウジング５１の付帯部品、具体的には、可動体である円筒状のスライド体５１５と、スライド体５１５とハウジング５１の内壁との間に圧縮状態で設置されたバネ体５１６と、により形成される。バネ体５１６は、所定の閉弁面圧を達成し得る弾性を呈するように設定されている。 The pressure adjusting sheet portion 512 has a sheet diameter (hereinafter referred to as “pressure adjusting sheet diameter”) d2 smaller than the blocking sheet diameter d3. In other words, the blocking sheet diameter d3 is set to a value larger than the pressure adjusting sheet diameter d2. The pressure adjusting sheet portion 512 is not in the housing 51 itself, but in a compressed state between an accessory component of the housing 51, specifically, a cylindrical slide body 515 which is a movable body, and the slide body 515 and the inner wall of the housing 51. It is formed by a spring body 516 installed in the above. The spring body 516 is set to exhibit elasticity capable of achieving a predetermined valve closing surface pressure.

スライド体５１５がバネ体５１６により開方向に付勢されて、その先端部が弁体５２の調圧部５１２に当接し、このスライド体５１５と調圧部５１２との当接部として調圧シート部５１２が形成されている。当接部におけるスライド体５１５の直径ｄ２を遮断シート径ｄ３よりも小さな値に設定することで、上記関係（ｄ３＞ｄ２）を規定する調圧シート径ｄ２を設定することが可能である。低圧室Ｃｌを画成するハウジング５１の内壁に凹状案内部を形成し、スライド体５１５の基端側に設けられた拡径部をこの凹状案内部に収容することで、スライド体５１５が弁体５２の開方向に移動自在な状態で低圧室Ｃｌに設置されている。スライド体５１５とハウジング５１の内壁との間には、全閉時の状態で所定の間隔ｇが形成されている。ここで、スライド体５１５は、バネ体５１６により弁体５２の開方向に付勢されているため、開弁動作時における弁体５２の移動に対し、この所定の間隔ｇに相当する距離だけ、弁体５２に追従して移動ないし変位可能である。調圧シート部５１２は、付帯部品によらず、所定の閉弁面圧を確保し得るだけの弾性を呈する樹脂材を採用し、そのような樹脂材を円環状に成形し、ハウジング５１の内壁に形成した凹状部に固定ないし固着させることで、ハウジング５１自体により（換言すれば、ハウジング５１の一部として）形成することも可能である。開弁動作時に調圧シート部５１２が圧縮状態から形状を復元することで、弁体５２の移動に追従することができる。 The slide body 515 is urged in the opening direction by the spring body 516, and its tip abuts on the pressure adjusting portion 512 of the valve body 52, and the pressure adjusting sheet serves as a contact portion between the slide body 515 and the pressure adjusting portion 512. Part 512 is formed. By setting the diameter d2 of the slide body 515 at the contact portion to a value smaller than the blocking sheet diameter d3, it is possible to set the pressure adjusting sheet diameter d2 that defines the above relationship (d3> d2). A concave guide portion is formed on the inner wall of the housing 51 that defines the low pressure chamber Cl, and the enlarged diameter portion provided on the base end side of the slide body 515 is accommodated in the concave guide portion, whereby the slide body 515 becomes a valve body. It is installed in the low pressure chamber Cl in a state of being movable in the opening direction of 52. A predetermined distance g is formed between the slide body 515 and the inner wall of the housing 51 in a fully closed state. Here, since the slide body 515 is urged by the spring body 516 in the opening direction of the valve body 52, the slide body 515 is urged by the spring body 516 in the opening direction of the valve body 52. It can move or displace following the valve body 52. The pressure adjusting sheet portion 512 adopts a resin material exhibiting elasticity enough to secure a predetermined valve closing surface pressure regardless of incidental parts, and such a resin material is formed into an annular shape to form an inner wall of the housing 51. It is also possible to form the housing 51 itself (in other words, as a part of the housing 51) by fixing or fixing it to the concave portion formed in the above. By restoring the shape of the pressure regulating sheet portion 512 from the compressed state during the valve opening operation, it is possible to follow the movement of the valve body 52.

さらに、本実施形態では、調圧シート径ｄ２が摺動シール径ｄ１と等しい値に設定されている。 Further, in the present embodiment, the pressure adjusting sheet diameter d2 is set to a value equal to the sliding seal diameter d1.

（高圧流体制御弁の開弁動作）
図４の説明に移り、図４（Ａ）は、統合主止弁５の「全閉時」における状態を、図４（Ｂ）は、全閉からの開弁動作の過程において、遮断シート部５１１が開放されたものの、調圧シート部５１２が遮断されたままである「閉弁時」における状態を、図４（Ｃ）は、開弁動作がさらに進み、遮断シート部５１１および調圧シート部５１２の双方が開放された「開弁時」における状態を、夫々示している。 (Opening operation of high-pressure fluid control valve)
Moving on to the explanation of FIG. 4, FIG. 4 (A) shows the state of the integrated main check valve 5 at "fully closed", and FIG. 4 (B) shows the shutoff sheet portion in the process of valve opening operation from fully closed. In the state at the time of "valve closing" in which the pressure adjusting sheet portion 512 is still shut off even though the 511 is opened, FIG. 4C shows the valve opening operation further progressing, and the shutoff sheet portion 511 and the pressure adjusting seat portion Each of the 512s shows the state at the time of opening the valve.

統合主止弁５は、ソレノイド５３に供給する電気エネルギ（以下「駆動エネルギ」という）を制御することで弁体５２を開方向および閉方向に移動させ、高圧室Ｃｈと中間室Ｃｍとの間の流路面積（以下「遮断シート部の開度」という）を制御するとともに、中間室Ｃｍと低圧室Ｃｌとの間の流路面積（以下「調圧シート部の開度」という）を制御する。弁体５２の開方向の駆動は、電磁コイル５３１の電磁力により、閉方向の駆動は、スプリング５４１の弾性に基づく復元力による。 The integrated main stop valve 5 moves the valve body 52 in the opening direction and the closing direction by controlling the electric energy supplied to the solenoid 53 (hereinafter referred to as “driving energy”), and between the high-pressure chamber Ch and the intermediate chamber Cm. Controls the flow path area (hereinafter referred to as "opening of the shutoff sheet portion") and controls the flow path area between the intermediate chamber Cm and the low pressure chamber Cl (hereinafter referred to as "opening of the pressure adjusting sheet portion"). To do. The opening direction of the valve body 52 is driven by the electromagnetic force of the electromagnetic coil 531 and the closing direction is driven by the restoring force based on the elasticity of the spring 541.

図４（Ａ）に示す全閉時では、弁体５２の遮断部５２４が遮断シート部５１１に、調圧部５２５が調圧シート部５１２（スライド体５１５の先端部）に夫々当接することで、遮断シート部５１１および調圧シート部５１２が閉塞された状態にあり、これらの開度は、いずれも０（ゼロ）である。高圧室Ｃｈには、一次ポートｐ１を通じて高圧水素タンク１４１内部の圧力が導入され、高い圧力（一次圧）Ｐ１が作用する。これに対し、低圧室Ｃｌに作用する圧力（二次圧）Ｐ３は、二次ポートｐ２がアノードガス供給通路１４２に接続されていることで、一次圧に比べて極めて低い。中間室Ｃｍには、一次圧Ｐ１および二次圧Ｐ３の間の圧力Ｐ２が作用する。遮断シート部５１１には、全閉時に完全な流体遮断が求められるのに対し、調圧シート部５１２には、全閉時であっても安全性の観点から支障のない範囲で僅かな漏れが許容される。よって、システム１の前回停止時から充分な時間が経過している場合に、中間室Ｃｍの圧力Ｐ２は、停止直後の圧力から大幅に低下し、一次圧Ｐ１よりも寧ろ二次圧Ｐ３に近い状態にある。遮断シート径ｄ３が摺動シール径ｄ１よりも大きいことで、弁体５２には、一次圧Ｐ１に基づき、遮断シート径ｄ３と摺動シール径ｄ１との差分に応じた力が閉方向に作用する（以下、弁体５２に対して閉方向に作用する力を「閉弁力」といい、反対に、開方向に作用する力を「開弁力」という）。全閉状態にある弁体５２を開方向に移動させるには、一次圧Ｐ１に基づく閉弁力に打ち勝つだけの電磁力を電磁コイル５３１により生じさせる必要がある。 When fully closed as shown in FIG. 4A, the blocking portion 524 of the valve body 52 abuts on the blocking sheet portion 511, and the pressure adjusting portion 525 abuts on the pressure adjusting sheet portion 512 (tip portion of the slide body 515). , The blocking sheet portion 511 and the pressure adjusting sheet portion 512 are in a closed state, and the opening degree thereof is 0 (zero). The pressure inside the high-pressure hydrogen tank 141 is introduced into the high-pressure chamber Ch through the primary port p1, and a high pressure (primary pressure) P1 acts on it. On the other hand, the pressure (secondary pressure) P3 acting on the low pressure chamber Cl is extremely lower than the primary pressure because the secondary port p2 is connected to the anode gas supply passage 142. A pressure P2 between the primary pressure P1 and the secondary pressure P3 acts on the intermediate chamber Cm. The shutoff sheet section 511 is required to completely shut off the fluid when fully closed, whereas the pressure regulating sheet section 512 is slightly leaked within a range that does not hinder safety even when fully closed. Permissible. Therefore, when a sufficient time has passed since the previous stop of the system 1, the pressure P2 of the intermediate chamber Cm drops significantly from the pressure immediately after the stop, and is closer to the secondary pressure P3 than the primary pressure P1. It is in a state. Since the blocking sheet diameter d3 is larger than the sliding seal diameter d1, a force corresponding to the difference between the blocking sheet diameter d3 and the sliding seal diameter d1 acts on the valve body 52 in the closing direction based on the primary pressure P1. (Hereinafter, the force acting on the valve body 52 in the closing direction is referred to as "valve closing force", and conversely, the force acting in the opening direction is referred to as "valve opening force"). In order to move the valve body 52 in the fully closed state in the opening direction, it is necessary for the electromagnetic coil 531 to generate an electromagnetic force sufficient to overcome the valve closing force based on the primary pressure P1.

図４（Ｂ）に示す閉弁時では、弁体５２の遮断部５２４が遮断シート部５１１から離間し、遮断シート部５１１が開放される一方、調圧部５２５が調圧シート部５１２に当接したままであることで、調圧シート部５１２の開度は、依然として０である。遮断シート部５１１が開放されることで、高圧室Ｃｈから中間室Ｃｍへの流れ生じ、高圧室Ｃｈと中間室Ｃｍとで圧力Ｐ１、Ｐ２が均衡する（Ｐ１＝Ｐ２）。調圧シート径（スライド体５１５の外径）ｄ２が摺動シール径ｄ１と等しいことで、弁体５２に対する一次圧Ｐ１の影響が相殺される。閉弁時では、スライド体５１５の拡径部がハウジング５１の内壁に当接した状態にあり、弁体５２には、バネ体５１６の弾性力も働いておらず、弁体５２に作用する閉弁力は、実質的にスプリング５４１の弾性力のみである。よって、弁体５２を開方向にさらに移動させるには、この比較的小さな閉弁力に打ち勝つ程度の電磁力を生じさせればよい。 When the valve is closed as shown in FIG. 4 (B), the shutoff portion 524 of the valve body 52 is separated from the cutoff sheet portion 511 and the cutoff sheet portion 511 is opened, while the pressure adjusting portion 525 hits the pressure adjusting sheet portion 512. By staying in contact, the opening degree of the pressure adjusting sheet portion 512 is still 0. When the blocking sheet portion 511 is opened, a flow occurs from the high pressure chamber Ch to the intermediate chamber Cm, and the pressures P1 and P2 are balanced between the high pressure chamber Ch and the intermediate chamber Cm (P1 = P2). When the pressure adjusting sheet diameter (outer diameter of the slide body 515) d2 is equal to the sliding seal diameter d1, the influence of the primary pressure P1 on the valve body 52 is offset. When the valve is closed, the enlarged diameter portion of the slide body 515 is in contact with the inner wall of the housing 51, and the elastic force of the spring body 516 does not act on the valve body 52, and the valve closing that acts on the valve body 52. The force is substantially only the elastic force of the spring 541. Therefore, in order to further move the valve body 52 in the opening direction, it is sufficient to generate an electromagnetic force sufficient to overcome this relatively small valve closing force.

図４（Ｃ）に示す開弁時では、閉弁時の状態からさらに調圧部５２５が調圧シート部５１２から離間し、遮断シート部５１１および調圧シート部５１２の双方が開放される。これにより、中間室Ｃｍから低圧室Ｃｌに水素ガスが流入し、統合主止弁５の下流側に備わる部品（例えば、エゼクタ１４５）への水素ガスの供給が開始される。調圧シート部５１２の開度を調節することで、下流部品に供給される水素ガスの圧力を制御する。遮断シート部５１１の開放後、弁体５２に対する一次圧Ｐ１の影響が相殺されているため、比較的小さな駆動エネルギで弁体５２を移動させることが可能である。 When the valve is opened as shown in FIG. 4C, the pressure adjusting portion 525 is further separated from the pressure adjusting sheet portion 512 from the state when the valve is closed, and both the shutoff sheet portion 511 and the pressure adjusting sheet portion 512 are opened. As a result, hydrogen gas flows from the intermediate chamber Cm into the low-pressure chamber Cl, and the supply of hydrogen gas to the parts (for example, the ejector 145) provided on the downstream side of the integrated main stop valve 5 is started. By adjusting the opening degree of the pressure adjusting sheet portion 512, the pressure of the hydrogen gas supplied to the downstream parts is controlled. After the cutoff sheet portion 511 is opened, the influence of the primary pressure P1 on the valve body 52 is canceled out, so that the valve body 52 can be moved with a relatively small driving energy.

図５は、全閉からの開弁動作時に遮断シート部５１１および調圧シート部５１２に作用する面圧の変化を示している。 FIG. 5 shows the change in the surface pressure acting on the shutoff sheet portion 511 and the pressure adjusting sheet portion 512 during the valve opening operation from the fully closed state.

本実施形態では、開弁動作時に、スライド体５１５が弁体５２の移動に対して間隔ｇに相当する所定の距離だけ追従するので、図５に示すように、弁体５２が移動を開始した後、遮断シート部５１１がまず開放され、その後、スライド体５１５の拡径部がハウジング５１の内壁に当接した時点で、調圧シート部５１２が開放される。弁体５２の遮断部５２４および調圧部５２５が遮断シート部５１１、調圧シート部５１２から離間する弁位置を、夫々「着座点」として示している。 In the present embodiment, during the valve opening operation, the slide body 515 follows the movement of the valve body 52 by a predetermined distance corresponding to the interval g, so that the valve body 52 starts moving as shown in FIG. After that, the blocking sheet portion 511 is first opened, and then the pressure adjusting sheet portion 512 is opened when the enlarged diameter portion of the slide body 515 comes into contact with the inner wall of the housing 51. The valve positions where the shutoff portion 524 and the pressure adjusting portion 525 of the valve body 52 are separated from the shutoff seat portion 511 and the pressure adjusting seat portion 512 are indicated as "seating points", respectively.

遮断シート部５１１は、硬質の樹脂材から形成されており、全閉時には、一次圧Ｐ１に基づく閉弁力が弁体５２の遮断部５２４に作用して、所定の遮断面圧を上回る面圧をもって遮断部５２４と当接した状態にある。電磁コイル５３１に対する通電がオンされ、弁体５２に作用する開弁力が一次圧Ｐ１に基づく閉弁力を超えると、弁体５２が移動を開始し、これに伴い、遮断シート部５１１の面圧が急激に減少する。着座点以降、遮断シート部５１１の面圧は、０（ゼロ）となる。 The blocking sheet portion 511 is formed of a hard resin material, and when fully closed, a valve closing force based on the primary pressure P1 acts on the blocking portion 524 of the valve body 52 to exceed a predetermined blocking surface pressure. Is in contact with the blocking portion 524. When the energization of the electromagnetic coil 531 is turned on and the valve opening force acting on the valve body 52 exceeds the valve closing force based on the primary pressure P1, the valve body 52 starts to move, and accordingly, the surface of the cutoff sheet portion 511. The pressure drops sharply. After the seating point, the surface pressure of the blocking sheet portion 511 becomes 0 (zero).

調圧シート部５１２は、スライド体５１５およびバネ体５１６により構成され、バネ体５１６は、所定の閉弁面圧を達成し得る弾性を呈するように設定されている。よって、全閉時には、スライド体５１５は、バネ体５１６の弾性力により、所定の閉弁面圧を上回る面圧をもって弁体５２の調圧部５２５に押し付けられた状態にある。弁体５２に追従してスライド体５１５が移動するのに伴い、バネ体５１６の変位量が減少し、弾性力が減少するため、調圧シート部５１２の面圧も減少する。調圧シート部５１２の面圧の減少は、遮断シート部５１１よりも緩やかである。着座点以降、調圧シート部５１２の面圧も、遮断シート部５１１と同様に０となる。本実施形態では、弁体５２の調圧部５２５が調圧シート部５１２に着座した直後または離間する直前の面圧を閉弁面圧とする。 The pressure adjusting sheet portion 512 is composed of a slide body 515 and a spring body 516, and the spring body 516 is set to exhibit elasticity capable of achieving a predetermined valve closing surface pressure. Therefore, when fully closed, the slide body 515 is in a state of being pressed against the pressure adjusting portion 525 of the valve body 52 with a surface pressure exceeding a predetermined valve closing surface pressure by the elastic force of the spring body 516. As the slide body 515 moves following the valve body 52, the displacement amount of the spring body 516 decreases and the elastic force decreases, so that the surface pressure of the pressure adjusting sheet portion 512 also decreases. The decrease in the surface pressure of the pressure adjusting sheet portion 512 is slower than that of the blocking sheet portion 511. After the seating point, the surface pressure of the pressure adjusting seat portion 512 also becomes 0 as in the blocking seat portion 511. In the present embodiment, the surface pressure immediately after the pressure adjusting portion 525 of the valve body 52 is seated on or separated from the pressure adjusting seat portion 512 is defined as the valve closing surface pressure.

開弁からの閉弁動作時では、遮断シート部５１１および調圧シート部５１２の面圧は、開弁動作時とは逆の変化を示す。ただし、弁戻し機構５４のスプリング５４１によっては遮断シート部５１１の反発力に抗するだけの閉弁力を生じさせることができないので、遮断部５２４が遮断シート部５１１に着座した後の面圧の上昇は、高圧室Ｃｈと中間室Ｃｍとの差圧の増大に応じたものとなる。 During the valve closing operation from the valve opening, the surface pressures of the shutoff sheet portion 511 and the pressure adjusting sheet portion 512 show the opposite changes to those during the valve opening operation. However, since the spring 541 of the valve return mechanism 54 cannot generate a valve closing force sufficient to resist the repulsive force of the blocking sheet portion 511, the surface pressure after the blocking section 524 is seated on the blocking sheet portion 511 is increased. The rise is in response to an increase in the differential pressure between the high pressure chamber Ch and the intermediate chamber Cm.

（ソレノイドに対する通電制御）
図６は、統合主止弁５の起動から停止までにソレノイド５３に供給する駆動エネルギの変化を示している。 (Energization control for solenoid)
FIG. 6 shows the change in the driving energy supplied to the solenoid 53 from the start to the stop of the integrated main check valve 5.

時刻ｔ０では、ソレノイド５３に対する通電が停止された状態にあり、ソレノイド５３に供給する駆動エネルギは、０（ゼロ）である。この状態で、弁体５２は、図５に示す弁停止位置にある。時刻ｔ０からソレノイド５３に対する通電を開始し、駆動エネルギを増大させ、弁体５２を開方向に駆動する。 At time t0, the energization of the solenoid 53 is stopped, and the driving energy supplied to the solenoid 53 is 0 (zero). In this state, the valve body 52 is in the valve stop position shown in FIG. Energization of the solenoid 53 is started from time t0 to increase the driving energy and drive the valve body 52 in the opening direction.

先に述べたように、全閉状態にある弁体５２を開方向に移動させるには、一次圧Ｐ１に基づく閉弁力に打ち勝つだけの電磁力を電磁コイル５３１により生じさせる必要がある。よって、動作開始後の期間Ａにおいて、駆動エネルギを０から急減に増大させ（時刻ｔ０〜ｔ１）、ソレノイド５３に対して大きな開弁エネルギＥ１を供給することで、一次圧Ｐ１に基づく閉弁力に打ち勝つだけの大きな開弁力を生じさせる。開弁エネルギＥ１の大きさは、一次圧Ｐ１、換言すれば、高圧水素タンク１４１内部の圧力に応じて変更する。具体的には、高圧水素タンク１４１の貯蔵量ないし残容量が多く、一次圧Ｐ１が高いときほど、開弁エネルギＥ１を増大させる。駆動エネルギが開弁エネルギＥ１に到達した後、所定の時間Δｔｘ１（時刻ｔ１〜ｔ２）に亘って開弁エネルギＥ１を維持する。 As described above, in order to move the valve body 52 in the fully closed state in the opening direction, it is necessary for the electromagnetic coil 531 to generate an electromagnetic force sufficient to overcome the valve closing force based on the primary pressure P1. Therefore, in the period A after the start of operation, the driving energy is suddenly increased from 0 (time t0 to t1), and a large valve opening energy E1 is supplied to the solenoid 53, so that the valve closing force based on the primary pressure P1 is applied. Generates a large valve opening force to overcome the problem. The magnitude of the valve opening energy E1 is changed according to the primary pressure P1, in other words, the pressure inside the high-pressure hydrogen tank 141. Specifically, the larger the stored amount or remaining capacity of the high-pressure hydrogen tank 141 and the higher the primary pressure P1, the higher the valve opening energy E1. After the drive energy reaches the valve opening energy E1, the valve opening energy E1 is maintained for a predetermined time Δtx1 (time t1 to t2).

弁体５２が移動を開始し、遮断部５２４と遮断シート部５１１との間に僅かな隙間が生じると、高圧室Ｃｈから中間室Ｃｍへの流れが生じ、中間室Ｃｍの圧力Ｐ２が上昇する。高圧室Ｃｈと中間室Ｃｍとの差圧が減少するのに従い、閉弁力が減少する。高圧室Ｃｈと中間室Ｃｍとで圧力が均衡した状態（Ｐ１＝Ｐ２）では、弁体５２に対する一次圧Ｐ１の影響が相殺され、弁体５２は、スプリング５４１の弾性力に打ち勝つ程度の比較的小さな開弁力で移動させることが可能である。それにも拘らず、圧力Ｐ１、Ｐ２が均衡した後も大きな駆動エネルギを維持したならば、過大な開弁力により弁体５２が一気に移動して、遮断シート部５１１ばかりでなく、本来であれば遮断された状態を維持しなければならない調圧シート部５１２までをも大きく開放させてしまい、二次圧Ｐ３が急激に上昇して、統合主止弁５の下流側に備わる部品に、許容範囲を超える圧力がかかるおそれがある。そこで、弁体５２が移動を開始し、遮断部５２４が遮断シート部５１１から離間し始めたのに合わせて駆動エネルギを開弁エネルギＥ１から減少させ、開弁エネルギＥ１よりも大幅に小さい調圧エネルギＥ２に切り換える。本実施形態では、駆動エネルギが開弁エネルギＥ１に到達した時刻ｔ１から所定の時間Δｔｘ１が経過した時刻ｔ２に駆動エネルギの減少を開始し、起動完了後の調圧運転時に調圧シート部５１２の開度を最大開度とする調圧時上限エネルギＥ２ｍａｘよりも小さい調圧エネルギＥ２に切り換える（時刻ｔ４）。 When the valve body 52 starts moving and a slight gap is formed between the blocking portion 524 and the blocking sheet portion 511, a flow from the high pressure chamber Ch to the intermediate chamber Cm occurs, and the pressure P2 in the intermediate chamber Cm rises. .. As the differential pressure between the high pressure chamber Ch and the intermediate chamber Cm decreases, the valve closing force decreases. In a state where the pressure is balanced between the high pressure chamber Ch and the intermediate chamber Cm (P1 = P2), the influence of the primary pressure P1 on the valve body 52 is canceled out, and the valve body 52 is relatively large enough to overcome the elastic force of the spring 541. It can be moved with a small valve opening force. Nevertheless, if a large driving energy is maintained even after the pressures P1 and P2 are balanced, the valve body 52 moves at a stretch due to the excessive valve opening force, and not only the shutoff sheet portion 511 but also the normally Even the pressure control seat part 512, which must be maintained in the shut-off state, is greatly opened, and the secondary pressure P3 rises sharply, allowing the parts provided on the downstream side of the integrated main check valve 5 to have an allowable range. Pressure may be applied. Therefore, the driving energy is reduced from the valve opening energy E1 in accordance with the start of movement of the valve body 52 and the blocking unit 524 starting to separate from the blocking sheet portion 511, and the pressure adjustment is significantly smaller than the valve opening energy E1. Switch to energy E2. In the present embodiment, the drive energy starts to decrease at the time t2 when the predetermined time Δtx1 elapses from the time t1 when the drive energy reaches the valve opening energy E1, and the pressure adjustment sheet portion 512 is operated during the pressure adjustment operation after the start-up is completed. The pressure is switched to the pressure adjusting energy E2, which is smaller than the pressure adjusting upper limit energy E2max at which the opening degree is the maximum opening degree (time t4).

本実施形態では、駆動エネルギを開弁エネルギＥ１から調圧エネルギＥ２に切り換える際に、調圧エネルギＥ２よりもさらに小さく、調圧時下限エネルギＥ２ｍｉｎよりも小さい駆動抑制エネルギＥ３を介して調圧エネルギＥ２に遷移させる（時刻ｔ３）。駆動抑制エネルギＥ３の大きさは、タンク圧Ｐｔｎｋに応じて変更し、タンク圧Ｐｔｎｋが高く、開弁エネルギＥ１が大きいときほど、駆動抑制エネルギＥ３を減少させる。調圧時下限エネルギＥ２ｍｉｎは、起動完了後の調圧運転時に調圧シート部５１２の開度を０とする調圧エネルギをいう。 In the present embodiment, when the drive energy is switched from the valve opening energy E1 to the pressure adjusting energy E2, the pressure adjusting energy is further smaller than the pressure adjusting energy E2 and smaller than the lower limit energy E2min at the time of pressure adjusting via the driving suppressing energy E3. Transition to E2 (time t3). The magnitude of the drive suppression energy E3 is changed according to the tank pressure Ptnk, and the higher the tank pressure Ptnk and the larger the valve opening energy E1, the smaller the drive suppression energy E3. The lower limit energy E2min at the time of pressure adjustment means the pressure adjustment energy in which the opening degree of the pressure adjustment sheet portion 512 is set to 0 during the pressure adjustment operation after the start is completed.

駆動エネルギの切換後、調圧エネルギＥ２を増大させたり、減少させたりすることで、統合主止弁５の下流側の圧力を調整し、燃料電池１０に対する水素ガスの供給流量を制御する。具体的には、統合主止弁５の下流圧力を上流側圧力センサ１１６により検出し、この圧力検出値を下流圧力の目標値に近付けるように、上限エネルギＥ２ｍａｘおよび下限エネルギＥ２ｍｉｎの範囲で調圧エネルギＥ２を制御する。これにより、低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３が開弁後の調圧運転時における所定の制御範囲Ｐ３ｍｉｎ〜Ｐ３ｍａｘに収められる。低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３の制御範囲は、所定の圧力Ｐ３ｍｉｎおよびＰ３ｍａｘにより下限および上限が定められる。 After switching the drive energy, the pressure adjusting energy E2 is increased or decreased to adjust the pressure on the downstream side of the integrated main check valve 5 and control the supply flow rate of hydrogen gas to the fuel cell 10. Specifically, the downstream pressure of the integrated main check valve 5 is detected by the upstream pressure sensor 116, and the pressure is adjusted in the range of the upper limit energy E2max and the lower limit energy E2min so that the pressure detection value approaches the target value of the downstream pressure. Controls the energy E2. As a result, the pressure P3 of the low pressure chamber Cl is kept within the predetermined control range P3min to P3max during the pressure adjustment operation after the valve is opened. The lower limit and the upper limit of the control range of the pressure P3 of the low pressure chamber Cl are set by the predetermined pressures P3min and P3max.

燃料電池システム１を停止する場合は、所定の停止操作により駆動エネルギを０として、電磁コイル５３１に対する通電を停止する（時刻ｔ７）。 When the fuel cell system 1 is stopped, the driving energy is set to 0 by a predetermined stop operation, and the energization of the electromagnetic coil 531 is stopped (time t7).

（高圧流体制御弁の閉弁動作）
本実施形態では、統合主止弁５のハウジング５１に圧力帰還通路５１３を形成することで、弁体５２の下流側の圧力、換言すれば、低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３ないし二次圧をこの圧力帰還通路５１３を介して弁戻し機構５４の圧力室Ｃｐに導入し、弁体５２に対して閉方向に作用させる。これにより、スプリング５４１の弾性に基づく閉弁力を補助し、弁体５２に対する閉方向の駆動力を増強する。さらに、ダイヤフラム５４５により、調圧シート径ｄ２により定められる開方向の受圧面積よりも大きな閉方向の受圧面積を形成するとともに、圧力Ｐ３の作用をこのダイヤフラム５４５を介して弁体５２に伝達させる。これにより、弁体５２に対し、圧力Ｐ３に基づく開弁力よりも大きな力が、圧力Ｐ３に基づき閉方向に作用する。本実施形態では、さらに、燃料電池システム１の運転を停止する場合に、所定の停止操作により弁体５２の下流側の圧力Ｐ３を増大させ、閉弁力を増強して、統合主止弁５を閉弁させる。コントロールユニット１０１は、起動スイッチ１１４からの信号に基づき燃料電池システム１に対する停止指令があったと判断した場合に（時刻ｔ５）、停止操作を実行する。ダイヤフラム５４５は、本実施形態に係る「倍力機構」を構成する。 (Valve closing operation of high-pressure fluid control valve)
In the present embodiment, by forming the pressure return passage 513 in the housing 51 of the integrated main check valve 5, the pressure on the downstream side of the valve body 52, in other words, the pressure P3 or the secondary pressure of the low pressure chamber Cl is set to this pressure. It is introduced into the pressure chamber Cp of the valve return mechanism 54 via the return passage 513 and acts on the valve body 52 in the closing direction. As a result, the valve closing force based on the elasticity of the spring 541 is assisted, and the driving force in the closing direction with respect to the valve body 52 is enhanced. Further, the diaphragm 545 forms a pressure receiving area in the closing direction larger than the pressure receiving area in the opening direction defined by the pressure adjusting sheet diameter d2, and the action of the pressure P3 is transmitted to the valve body 52 via the diaphragm 545. As a result, a force larger than the valve opening force based on the pressure P3 acts on the valve body 52 in the closing direction based on the pressure P3. In the present embodiment, when the operation of the fuel cell system 1 is stopped, the pressure P3 on the downstream side of the valve body 52 is increased by a predetermined stop operation to increase the valve closing force, and the integrated main check valve 5 To close the valve. When the control unit 101 determines that there is a stop command for the fuel cell system 1 based on the signal from the start switch 114 (time t5), the control unit 101 executes the stop operation. The diaphragm 545 constitutes the "boosting mechanism" according to the present embodiment.

図７は、本実施形態に係る停止操作の内容を示す説明図である。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing the contents of the stop operation according to the present embodiment.

本実施形態では、停止操作において、弁体５２の下流側の圧力を調圧運転時における制御範囲Ｐ３ｍｉｎ〜Ｐ３ｍａｘよりも上昇させ、弁体５２に対して閉方向に作用する駆動力を一時的に増大させる。具体的には、ソレノイド５３に供給する駆動エネルギを調圧運転時における上限エネルギＥ２ｍａｘよりも増大させることで、調圧シート部５１２の開度を増大させ、低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３を、調圧時上限圧力Ｐ３ｍａｘよりも高い圧力にまで上昇させる。これにより、弁体５２に対して圧力Ｐ３に基づき開方向に作用する駆動力Ｆｏｐｎと閉方向に作用する駆動力Ｆｃｌｓとの差ΔＦ（＝Ｆｃｌｓ−Ｆｏｐｎ）を増大させる。ここで、低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３を上昇させることで、圧力Ｐ３に基づく開弁力も調圧運転時における制御範囲（上限荷重をＦｃｎｔｈとし、下限荷重をＦｃｎｔｌとする）増大するが、受圧面積の違いにより低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３の上昇に応じてこの駆動力の差ΔＦが拡大し、その分、弁体５２が閉方向に強力に推進されることになる。弁体５２が閉方向に移動し、弁体５２の遮断部５１１が遮断シート部５２４に当接または着座すると（時刻ｔ６）、高圧室Ｃｈと低圧室Ｃｌとの連通が完全に遮断され、低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３の上昇が停止する。よって、圧力Ｐ３の上昇が停止したことをもって統合主止弁５が閉弁したと判断し、ソレノイド５３に対する駆動エネルギの供給を停止する。低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３は、その後、水素ガスがアノードガス供給通路１４２に拡散するのに伴って低下する（時刻ｔ８）。 In the present embodiment, in the stop operation, the pressure on the downstream side of the valve body 52 is raised above the control range P3min to P3max during the pressure adjustment operation, and the driving force acting on the valve body 52 in the closing direction is temporarily applied. Increase. Specifically, by increasing the driving energy supplied to the solenoid 53 to be higher than the upper limit energy E2max during the pressure adjusting operation, the opening degree of the pressure adjusting sheet portion 512 is increased, and the pressure P3 of the low pressure chamber Cl is adjusted. The time upper limit pressure is raised to a pressure higher than P3max. As a result, the difference ΔF (= Fcls-Foppn) between the driving force Fopn acting in the opening direction and the driving force Fcls acting in the closing direction with respect to the valve body 52 based on the pressure P3 is increased. Here, by increasing the pressure P3 of the low pressure chamber Cl, the valve opening force based on the pressure P3 also increases the control range during the pressure adjustment operation (the upper limit load is set to Fcnth and the lower limit load is set to Fcttl), but the pressure receiving area Due to the difference, the difference ΔF of this driving force increases as the pressure P3 of the low pressure chamber Cl rises, and the valve body 52 is strongly propelled in the closing direction by that amount. When the valve body 52 moves in the closing direction and the blocking portion 511 of the valve body 52 abuts or sits on the blocking sheet portion 524 (time t6), the communication between the high pressure chamber Ch and the low pressure chamber Cl is completely cut off, and the low pressure is reduced. The rise of the pressure P3 of the chamber Cl stops. Therefore, it is determined that the integrated main check valve 5 is closed when the increase in the pressure P3 is stopped, and the supply of drive energy to the solenoid 53 is stopped. The pressure P3 of the low pressure chamber Cl then decreases as the hydrogen gas diffuses into the anode gas supply passage 142 (time t8).

図８は、比較例に係る停止操作の内容を示す説明図である。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing the content of the stop operation according to the comparative example.

この比較例では、停止操作において、弁体５２の下流側の圧力を上昇させず、燃料電池システム１に対する停止指令があったと判断した場合に（時刻ｔ５）、直ちに駆動エネルギの供給を停止する。電磁力の消失に伴って弁体５２がスプリング５４１の作用により閉方向に移動する。弁体５２の遮断部５１１が遮断シート部５２４に当接すると（時刻ｔ６１）、高圧室Ｃｈと低圧室Ｃｌとの間の連通が完全に遮断されることから、低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３が、水素ガスの拡散に伴って低下する（時刻ｔ８１）。 In this comparative example, in the stop operation, the pressure on the downstream side of the valve body 52 is not increased, and when it is determined that there is a stop command for the fuel cell system 1 (time t5), the supply of drive energy is immediately stopped. As the electromagnetic force disappears, the valve body 52 moves in the closing direction due to the action of the spring 541. When the blocking portion 511 of the valve body 52 comes into contact with the blocking sheet portion 524 (time t61), the communication between the high pressure chamber Ch and the low pressure chamber Cl is completely cut off, so that the pressure P3 of the low pressure chamber Cl is changed. It decreases with the diffusion of hydrogen gas (time t81).

ここで、図７は、図８に示す比較例における閉方向の駆動力Ｆｃｌｓを点線で示している。図７を再度参照すると、弁体５２の下流側の圧力を上昇させることにより、より早い時期に弁体５２を移動させ、遮断シート部５２４を閉塞させることが可能であり（時刻ｔ６）、さらに、遮断部５１１の着座後、より長期に亘って駆動力の差ΔＦが大きな状態を維持し（期間Ｔ１）、着座後に弁体５２を遮断シート部５２４に押し付ける力（閉止力）を増大させることができる。 Here, FIG. 7 shows the driving force Fcls in the closing direction in the comparative example shown in FIG. 8 with a dotted line. Referring to FIG. 7 again, by increasing the pressure on the downstream side of the valve body 52, it is possible to move the valve body 52 earlier and close the shutoff sheet portion 524 (time t6), and further. After the cutoff portion 511 is seated, the difference ΔF in the driving force is maintained for a longer period of time (period T1), and the force for pressing the valve body 52 against the cutoff seat portion 524 (closing force) is increased after the seating. Can be done.

図９は、本実施形態に係る停止操作の基本的な流れをフローチャートにより示している。 FIG. 9 shows a basic flow of the stop operation according to the present embodiment by a flowchart.

Ｓ２０１では、起動スイッチ１１４からの信号に基づき、燃料電池システム１に対する停止指令があったか否かを判定する。停止指令があった場合は、Ｓ２０２へ進み、ない場合は、今回のルーチンを終了する。 In S201, it is determined whether or not there is a stop command for the fuel cell system 1 based on the signal from the start switch 114. If there is a stop command, the process proceeds to S202, and if there is no stop command, the current routine is terminated.

Ｓ２０２では、ソレノイド５３に供給する駆動エネルギを増大させ、調圧シート部５１２の開度を増大させる。これにより、弁体５２の下流側の圧力、換言すれば、低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３が上昇し、閉方向と開方向との駆動力Ｆｃｌｓ、Ｆｏｐｎの差ΔＦが拡大する。 In S202, the driving energy supplied to the solenoid 53 is increased, and the opening degree of the pressure adjusting sheet portion 512 is increased. As a result, the pressure on the downstream side of the valve body 52, in other words, the pressure P3 of the low pressure chamber Cl rises, and the difference ΔF between the driving force Fcls and the Fopn between the closing direction and the opening direction increases.

Ｓ２０３では、低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３を検出する。 In S203, the pressure P3 of the low pressure chamber Cl is detected.

Ｓ２０４では、低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３が耐圧上限Ｐｌｉｍを超えたか否かを判定する。耐圧上限Ｐｌｉｍを超えた場合は、Ｓ２０６へ進み、ソレノイド５３に対する駆動エネルギの供給を停止し、それ以上の圧力Ｐ３の上昇を抑制する。一方で、耐圧上限を超えていない場合は、Ｓ２０５へ進む。 In S204, it is determined whether or not the pressure P3 of the low pressure chamber Cl exceeds the pressure resistance upper limit Plim. When the pressure resistance upper limit Plim is exceeded, the process proceeds to S206, the supply of drive energy to the solenoid 53 is stopped, and the further increase in pressure P3 is suppressed. On the other hand, if the withstand voltage upper limit is not exceeded, the process proceeds to S205.

Ｓ２０５では、低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３の上昇が停止したか否かを判定する。この判定は、今回のルーチンと前回のルーチンとの間での圧力Ｐ３の上昇値を算出し、これが所定値以下となったか否かを判定することによる。この所定値は、圧力Ｐ３の上昇が実質的に停止したことを示すものとして、予め設定される。 In S205, it is determined whether or not the increase in the pressure P3 of the low pressure chamber Cl has stopped. This determination is based on calculating the increase value of the pressure P3 between the current routine and the previous routine, and determining whether or not this is equal to or less than a predetermined value. This predetermined value is preset as indicating that the increase in pressure P3 has substantially stopped.

Ｓ２０６では、ソレノイド５３に対する駆動エネルギの供給を停止する。 In S206, the supply of drive energy to the solenoid 53 is stopped.

（作用効果の説明）
以上が統合主止弁５およびその制御装置に関する説明であり、以下、本実施形態により得られる効果をまとめる。 (Explanation of action and effect)
The above is the description of the integrated main check valve 5 and its control device, and the effects obtained by the present embodiment are summarized below.

第１に、開閉機能と調圧機能とを１つの制御弁（統合主止弁５）に統合することができ、これを通じて配管等のレイアウト性が向上するとともに、部品数および製造コストを削減することが可能となる。 First, the opening / closing function and the pressure regulating function can be integrated into one control valve (integrated main check valve 5), which improves the layout of piping and the like, and reduces the number of parts and manufacturing cost. It becomes possible.

第２に、弁体５２に対して低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３を圧力帰還通路５１３を介して閉方向に作用させるとともに、倍力機構（ダイヤフラム５４５）により圧力Ｐ３に基づく閉弁力を増大させ、さらに、停止操作において、低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３を調圧運転時における圧力Ｐ３の制御範囲よりも増大させることで、圧力Ｐ３に基づく閉弁力と開弁力との差ΔＦを拡大し、弁体５２を迅速にかつより確実に閉弁させることが可能となる。ここで、本実施形態では、弁体５２を駆動し、調圧シート部５１２の開度を増大させることで、低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３を上昇させることとしたが、これに限らず、高圧室Ｃｈまたは中間室Ｃｍと低圧室Ｃｌとの間に、調圧シート部５１２を迂回して低圧室Ｃｌに連通する通路を形成し、停止操作によりこの通路を開放することで、圧力Ｐ３を上昇させることも可能である。 Second, the pressure P3 of the low pressure chamber Cl is applied to the valve body 52 in the closing direction via the pressure return passage 513, and the valve closing force based on the pressure P3 is increased by the boosting mechanism (diaphragm 545). Further, in the stop operation, by increasing the pressure P3 of the low pressure chamber Cl beyond the control range of the pressure P3 during the pressure adjusting operation, the difference ΔF between the valve closing force and the valve opening force based on the pressure P3 is expanded, and the valve is valved. The body 52 can be closed more quickly and more reliably. Here, in the present embodiment, the pressure P3 of the low pressure chamber Cl is increased by driving the valve body 52 and increasing the opening degree of the pressure adjusting seat portion 512, but the pressure P3 is not limited to this. A passage is formed between Ch or the intermediate chamber Cm and the low pressure chamber Cl so as to bypass the pressure adjusting sheet portion 512 and communicate with the low pressure chamber Cl, and this passage is opened by a stop operation to increase the pressure P3. It is also possible.

第３に、低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３を監視し、耐圧上限Ｐｌｉｍを超えた場合に、駆動エネルギの供給を停止することで、弁体５２の下流側に備わる部品をその許容上限を超える圧力の印加から保護することができる。耐圧上限Ｐｌｉｍは、停止操作による圧力Ｐ３の上昇効果が及ぶ各部について考慮するのが好ましい。本実施形態では、圧力Ｐ３に基づき弁体５２に作用する力（開弁力Ｆｏｐｎおよび閉弁力Ｆｃｌｓ）のそれぞれについて耐荷重上限Ｆｌｉｍ、Ｆｒｌｉｍを設定するが（図７）、これに限らず、燃料電池１０について耐圧上限を設定し、これを超える圧力Ｐ３の上昇を回避するようにしてもよい。 Thirdly, by monitoring the pressure P3 of the low pressure chamber Cl and stopping the supply of driving energy when the pressure resistance upper limit Plim is exceeded, the pressure of the parts provided on the downstream side of the valve body 52 exceeds the allowable upper limit. It can be protected from application. The pressure resistance upper limit Plim is preferably considered for each part where the effect of increasing the pressure P3 by the stop operation is exerted. In the present embodiment, the load capacity upper limit Flim and Frim are set for each of the forces acting on the valve body 52 (valve opening force Foppn and valve closing force Fcls) based on the pressure P3 (FIG. 7), but the present invention is not limited to this. An upper limit of pressure resistance may be set for the fuel cell 10 to avoid an increase in pressure P3 exceeding this upper limit.

（他の実施形態の説明）
図１０は、本発明の他の実施形態に係る燃料電池システム１の構成を示している。 (Explanation of Other Embodiments)
FIG. 10 shows the configuration of the fuel cell system 1 according to another embodiment of the present invention.

本実施形態では、高圧水素タンク１４１と燃料電池１０のアノード極とを接続するアノードガス供給通路１４２の途中、例えば、統合主止弁５とエゼクタ１４５との間に遮断弁１５１を介装する。アノードガス供給通路１４２は、「高圧流体制御弁の下流側に接続する流体通路」を構成する。遮断弁１５１は、これが閉弁した状態でアノードガス供給通路１４２を介する水素ガスの流れを遮断する。停止操作において、低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３を上昇させるとともに、遮断弁１５１を閉弁させる。 In the present embodiment, a shutoff valve 151 is interposed in the middle of the anode gas supply passage 142 connecting the high-pressure hydrogen tank 141 and the anode electrode of the fuel cell 10, for example, between the integrated main stop valve 5 and the ejector 145. The anode gas supply passage 142 constitutes a "fluid passage connected to the downstream side of the high-pressure fluid control valve". The shutoff valve 151 shuts off the flow of hydrogen gas through the anode gas supply passage 142 in a closed state. In the stop operation, the pressure P3 of the low pressure chamber Cl is increased and the shutoff valve 151 is closed.

図１１は、本実施形態に係る停止操作の内容を示している。 FIG. 11 shows the contents of the stop operation according to the present embodiment.

本実施形態では、起動スイッチ１１４からの出力に基づき燃料電池システム１に対する停止指令があったと判断すると（時刻ｔ５）、ソレノイド５３に供給する駆動エネルギを増大させるとともに、遮断弁１５１を閉弁させる。これにより、弁体５２の遮断部５１１が遮断シート部５２４に当接した後、低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３の低下が抑制され、圧力Ｐ３に基づく閉弁力と開弁力との差ΔＦが大きい状態をより長期に亘って保持することが可能となる。このことは、燃料電池システム１を長期に亘って起動させずにおく長期保管に有利である。 In the present embodiment, when it is determined that there is a stop command for the fuel cell system 1 based on the output from the start switch 114 (time t5), the drive energy supplied to the solenoid 53 is increased and the shutoff valve 151 is closed. As a result, after the shutoff portion 511 of the valve body 52 comes into contact with the shutoff sheet portion 524, the decrease in the pressure P3 of the low pressure chamber Cl is suppressed, and the difference ΔF between the valve closing force and the valve opening force based on the pressure P3 is large. It becomes possible to maintain the state for a longer period of time. This is advantageous for long-term storage in which the fuel cell system 1 is not started for a long period of time.

以上に加え、統合主止弁５の経時変化を考慮した構成を採用してもよい。具体的には、 上流側圧力センサ１１６の圧力検出値に基づき、停止操作時にソレノイド５３に供給する駆動エネルギを補正するのである。例えば、所定の駆動エネルギを供給しているにも拘らず圧力Ｐ３が充分な上昇を示していないならば、弁体５２の動作が新品時よりも鈍くなっていることが考えられる。この場合は、次回およびそれ以降の停止操作に供給する駆動エネルギを、現在よりも増大させる。一方で、圧力Ｐ３の上昇が過大であるならば、弁体５２の動作が新品時よりも滑らかになっていることが考えられるため、駆動エネルギを減少させる。 In addition to the above, a configuration that takes into consideration the change over time of the integrated main check valve 5 may be adopted. Specifically, the drive energy supplied to the solenoid 53 during the stop operation is corrected based on the pressure detection value of the upstream pressure sensor 116. For example, if the pressure P3 does not show a sufficient increase even though a predetermined driving energy is supplied, it is considered that the operation of the valve body 52 is slower than that when the valve body 52 is new. In this case, the drive energy supplied to the next and subsequent stop operations is increased from the present. On the other hand, if the increase in the pressure P3 is excessive, it is considered that the operation of the valve body 52 is smoother than that when the valve body 52 is new, so that the driving energy is reduced.

統合主止弁５の経時変化は、これに限らず、統合主止弁５の積算運転時間に基づき判定することも可能である。統合主止弁５が車両に搭載される例では、積算運転時間に代えて、当該車両の積算走行距離を採用することができる。積算運転時間または積算走行距離に対する劣化の傾向を予め実験等により求めておき、実際の積算運転時間等に応じて劣化の程度を推定する。 The change with time of the integrated main check valve 5 is not limited to this, and can be determined based on the integrated operation time of the integrated main check valve 5. In the example in which the integrated main check valve 5 is mounted on a vehicle, the integrated mileage of the vehicle can be adopted instead of the integrated operation time. The tendency of deterioration with respect to the integrated operating time or the integrated mileage is obtained in advance by experiments or the like, and the degree of deterioration is estimated according to the actual integrated operating time or the like.

以上の説明では、本発明を燃料電池自動車に適用した場合を例に説明したが、本発明は、これに限らず、天然ガス自動車に対し、調圧弁の機能を兼ね備えた統合主止弁として適用することも可能である。 In the above description, the case where the present invention is applied to a fuel cell vehicle has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and is applied to a natural gas vehicle as an integrated main stop valve having a pressure regulating valve function. It is also possible to do.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内において、様々な変更および修正が可能であることはいうまでもない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to this, and it is said that various changes and modifications can be made within the scope of the matters described in the claims. Not to mention.

１…燃料電池システム
５…統合主止弁（高圧流体制御弁）
５１…ハウジング
５１ａ…弁体案内孔
５１１…遮断シート部
５１２…調圧シート部
Ｃｈ…高圧室
Ｃｍ…中間室
Ｃｌ…低圧室
５２…弁体
５２１…主軸部
５２４…遮断部
５２５…調圧部
５２６…環状シール部材
５３…ソレノイド
５３１…電磁コイル
５３２…プランジャ
５４…弁戻し機構
ｐ１…一次ポート
ｐ２…二次ポート
１２…カソードガス給排機構
１２１…カソードガス供給通路
１２２…カソードオフガス排出通路
１４…アノードガス給排機構
１４１…高圧水素タンク（燃料タンク）
１４２…アノードガス供給通路
１４３…アノードオフガス循環通路
１０１…コントロールユニット 1 ... Fuel cell system 5 ... Integrated main stop valve (high pressure fluid control valve)
51 ... Housing 51a ... Valve body guide hole 511 ... Breaking sheet part 512 ... Pressure adjusting sheet part Ch ... High pressure chamber Cm ... Intermediate chamber Cl ... Low pressure chamber 52 ... Valve body 521 ... Main shaft part 524 ... Breaking part 525 ... Pressure adjusting part 526 … Circular seal member 53… Solenoid 531… Electromagnetic coil 532… Plunger 54… Valve return mechanism p1… Primary port p2… Secondary port 12… Cathode gas supply / exhaust mechanism 121… Cathode gas supply passage 122… Cathode off gas discharge passage 14… Anode Gas supply / exhaust mechanism 141 ... High-pressure hydrogen tank (fuel tank)
142 ... Anode gas supply passage 143 ... Anode off gas circulation passage 101 ... Control unit

Claims (8)

弁体と、
高圧側の一次ポートと低圧側の二次ポートとを有し、前記一次ポートおよび前記二次ポートと連通する圧力室に前記弁体を収容するハウジングと、
前記弁体を駆動するソレノイドと、
を備え、
前記弁体が、
前記ハウジングの弁体案内孔に挿入されて、前記圧力室を外部に対して密封するための摺動シール部を有し、
全閉時において、前記ハウジングのシート部に対し、前記摺動シール部における当該弁体の外径と等しいシート径で当接する、
高圧流体制御弁の制御装置であって、
前記弁体の下流側の圧力を前記弁体に対して閉方向に作用させるように誘導する圧力帰還通路と、
前記弁体の下流側の圧力に基づき前記弁体に対して閉方向に作用する閉弁力を、前記下流側の圧力に基づく開弁力よりも増大させる倍力機構と、
前記高圧流体制御弁を閉弁させる停止操作時において、前記弁体の下流側の圧力を停止操作前の調圧運転時における所定の制御範囲よりも上昇させる停止操作部と、
を備える、高圧流体制御弁の制御装置。 With the valve body,
A housing having a high-pressure side primary port and a low-pressure side secondary port, and accommodating the valve body in a pressure chamber communicating with the primary port and the secondary port.
The solenoid that drives the valve body and
With
The valve body
It is inserted into the valve body guide hole of the housing and has a sliding seal portion for sealing the pressure chamber to the outside.
When fully closed, it abuts against the seat portion of the housing with a seat diameter equal to the outer diameter of the valve body at the sliding seal portion.
It is a control device for a high-pressure fluid control valve.
A pressure return passage that guides the pressure on the downstream side of the valve body to act on the valve body in the closing direction, and
A boosting mechanism that increases the valve closing force acting on the valve body in the closing direction based on the pressure on the downstream side of the valve body more than the valve opening force based on the pressure on the downstream side.
A stop operation unit that raises the pressure on the downstream side of the valve body below a predetermined control range during the pressure adjustment operation before the stop operation during the stop operation for closing the high-pressure fluid control valve.
A control device for a high-pressure fluid control valve. 前記ハウジングは、
前記一次ポートと連通する高圧室と、前記二次ポートと連通する低圧室と、前記高圧室および前記低圧室の間の中間室と、が形成され、
前記弁体が全閉時に当接するシート部として、前記高圧室と前記中間室との間に遮断シート部が、前記中間室と前記低圧室との間に、前記摺動シール部における前記弁体の外径と等しく、前記遮断シート部よりも小さなシート径を有する調圧シート部が、夫々設けられ、
全閉からの開弁動作時に、前記調圧シート部が前記遮断シート部に遅れて開放されるように構成された、
請求項１に記載の高圧流体制御弁の制御装置。 The housing is
A high-pressure chamber communicating with the primary port, a low-pressure chamber communicating with the secondary port, and an intermediate chamber between the high-pressure chamber and the low-pressure chamber are formed.
As a seat portion that the valve body comes into contact with when fully closed, a blocking sheet portion is provided between the high pressure chamber and the intermediate chamber, and the valve body in the sliding seal portion is provided between the intermediate chamber and the low pressure chamber. A pressure-regulating sheet portion having a sheet diameter equal to that of the above-mentioned blocking sheet portion and smaller than that of the blocking sheet portion is provided.
The pressure adjusting sheet portion is configured to be opened later than the shutoff sheet portion when the valve is opened from the fully closed state.
The control device for a high-pressure fluid control valve according to claim 1. 前記停止操作部として、前記弁体を駆動するために前記ソレノイドに供給される駆動エネルギを制御する制御ユニットをさらに備え、
前記制御ユニットは、前記停止操作時に前記運転時よりも前記駆動エネルギを増大させて、前記弁体の下流側の圧力を上昇させる、
請求項１または２に記載の高圧流体制御弁の制御装置。 As the stop operation unit, a control unit for controlling the drive energy supplied to the solenoid to drive the valve body is further provided.
The control unit increases the driving energy during the stop operation as compared with the operation, and raises the pressure on the downstream side of the valve body.
The control device for a high-pressure fluid control valve according to claim 1 or 2. 前記弁体の下流側の圧力を検出する圧力センサをさらに備え、
前記制御ユニットは、前記停止操作時において、前記圧力センサの圧力検出値が所定値に達した場合に、前記駆動エネルギを減少させる、請求項３に記載の高圧流体制御弁の制御装置。 A pressure sensor for detecting the pressure on the downstream side of the valve body is further provided.
The control device for a high-pressure fluid control valve according to claim 3, wherein the control unit reduces the driving energy when the pressure detection value of the pressure sensor reaches a predetermined value during the stop operation. 前記弁体の下流側の圧力を検出する圧力センサをさらに備え、
前記制御ユニットは、前記圧力センサの圧力検出値に基づき前記停止操作時における前記駆動エネルギを補正する、請求項３または４に記載の高圧流体制御弁の制御装置。 A pressure sensor for detecting the pressure on the downstream side of the valve body is further provided.
The control device for a high-pressure fluid control valve according to claim 3 or 4, wherein the control unit corrects the driving energy at the time of the stop operation based on the pressure detection value of the pressure sensor. 前記制御ユニットは、前記高圧流体制御弁の運転時間に基づき前記停止操作時における前記駆動エネルギを補正する、請求項３から５のいずれか一項に記載の高圧流体制御弁の制御装置。 The control device for a high-pressure fluid control valve according to any one of claims 3 to 5, wherein the control unit corrects the driving energy at the time of the stop operation based on the operating time of the high-pressure fluid control valve. 前記高圧流体制御弁の下流側に接続する流体通路に介装され、前記流体通路を介する流体の流れを許容しまたは遮断する遮断弁をさらに備え、
前記制御ユニットは、前記停止操作時において、前記遮断弁を閉弁させる、請求項３から６のいずれか一項に記載の高圧流体制御弁の制御装置。 Further provided with a shutoff valve interposed in a fluid passage connected to the downstream side of the high pressure fluid control valve to allow or block the flow of fluid through the fluid passage.
The control device for a high-pressure fluid control valve according to any one of claims 3 to 6, wherein the control unit closes the shutoff valve during the stop operation. 弁体と、
高圧側の一次ポートと低圧側の二次ポートとを有し、前記一次ポートおよび前記二次ポートと連通する圧力室に前記弁体を収容するハウジングと、
前記弁体を駆動するソレノイドと、
を備え、
前記弁体が、
前記ハウジングの弁体案内孔に挿入されて、前記圧力室を外部に対して密封するための摺動シール部を有し、
全閉時において、前記ハウジングのシート部に対し、前記摺動シール部における当該弁体の外径と等しいシート径で当接する、
高圧流体制御弁の動作方法であって、
前記弁体の下流側の圧力を誘導して、前記弁体に対して閉方向に作用させ、
前記シート径により定められる開方向の受圧面積よりも大きな前記圧力の受圧面積を形成し、
前記高圧流体制御弁の停止操作時において、前記弁体の下流側の圧力を停止操作前の調圧運転時における所定の制御範囲よりも上昇させる、
高圧流体制御弁の動作方法。 With the valve body,
A housing having a high-pressure side primary port and a low-pressure side secondary port, and accommodating the valve body in a pressure chamber communicating with the primary port and the secondary port.
The solenoid that drives the valve body and
With
The valve body
It is inserted into the valve body guide hole of the housing and has a sliding seal portion for sealing the pressure chamber to the outside.
When fully closed, it abuts against the seat portion of the housing with a seat diameter equal to the outer diameter of the valve body at the sliding seal portion.
It is a method of operating the high-pressure fluid control valve.
The pressure on the downstream side of the valve body is induced to act on the valve body in the closing direction.
A pressure receiving area larger than the pressure receiving area in the opening direction determined by the sheet diameter is formed.
When the high-pressure fluid control valve is stopped, the pressure on the downstream side of the valve body is raised above the predetermined control range during the pressure adjustment operation before the stop operation.
How to operate the high pressure fluid control valve.
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