(57)【要約】  流体ライン（１６Ａ）における圧力が所定の調整判断基準に従うように前記圧力を調整する圧力調整器システム（１００）。前記システムは、前記流体ライン（１６Ａ）の下流端部においてオン／オフ・モードで制御可能であり、且つ、開き位置と閉じ位置との間を揺動するに適したバルブ（２０Ａ）と、前記流体ライン（１６Ａ）に対して接続されると共に、前記バルブ（２０Ａ）の上流における前記ラインにおける前記圧力を測定する役割を果たす圧力センサ（４０Ａ）と、測定済み圧力の関数として決定された開き／閉じ命令を前記バルブ（２０Ａ）に対して送信すべく構成された調整器ユニット（５０）とを備える。前記バルブに対しては、一定周波数が開き期間（Ｏｉ）を課する。各開き期間の持続時間は、前記ラインにおける前記圧力が前記所定の判断基準に従うように変調される。【選択図】図１
2019511080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体ライン（１６Ａ）における圧力が所定の調整判断基準に従うように前記圧力を調整する圧力調整器システム（１００）において、
該圧力調整器システムは、
前記流体ライン（１６Ａ）の下流端部に配置されてオン／オフ・モードで制御可能であり、且つ、開き位置と閉じ位置との間を揺動するに適したバルブ（２０Ａ）と、
前記流体ライン（１６Ａ）に対して接続されると共に、前記流体ラインにおける前記圧力を測定する役割を果たす圧力センサ（４０Ａ）と、
開き／閉じ命令を用意すべく、且つ、それらを前記バルブ（２０Ａ）に対して送信すべく構成された調整器ユニット（５０）であって、前記各命令は、前記測定された圧力の関数として決定されると共に、一定周波数にて前記バルブに対して開き期間（Ｏｉ）を課し、各開き期間の持続時間は、前記流体ラインにおける前記圧力が前記所定の調整判断基準に従うように変調される、調整器ユニット（５０）と、を備える、圧力調整器システム（１００）。
【請求項２】
前記調整器ユニット（５０）は、
前記一定周波数に等しい周波数の周波数成分が少なくとも４０ｄＢまで減衰されるように、フィルタリング済みの圧力値を供給すべく構成されたフィルタ・モジュール（５２）と、
前記フィルタリング済みの圧力値の関数として、前記バルブに対する命令を決定すべく構成された調整器モジュール（５４）と、を備える、請求項１に記載の圧力調整器システム（１００）。
【請求項３】
前記ライン中に介設されたチャンバ（３０Ａ）を更に備える、請求項１又は２に記載の圧力調整器システム（１００）。
【請求項４】
前記圧力センサ（４０Ａ）は前記チャンバ（３０Ａ）内の圧力を測定すべく構成される、請求項３に記載の圧力調整器システム（１００）。
【請求項５】
前記調整器ユニット（５０）は、第１段階においては、前記測定された圧力の関数として流量の命令を用意し、且つ、第２段階においては、前記流量の関数として前記バルブに対する前記開き／閉じ命令を決定すべく構成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧力調整器システム（１００）。
【請求項６】
燃料電池（１５）と、前記燃料電池の排出ライン（１６Ａ）と、請求項１〜５のいずれか一項に記載される調整器システム（１００）であって、前記燃料電池（１５）の前記排出ライン（１６Ａ）における圧力を調整すべく構成された調整器システム（１００）とを備える、燃料電池アセンブリ（１０００）。
【請求項７】
燃料電池（１５）の酸素回路又はその水素回路における該燃料電池の排出圧力を調整する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の調整器システムの使用法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体ラインにおける圧力が所定の判断基準に従うように該圧力を調整すべく使用される圧力調整器システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、特に、燃料電池の排出ラインが、（電池により生成された水及び酸素の混合物を放出する役割を果たす）酸素回路の排出ラインであるか、（燃料電池により消費されない水素を放出する役割を果たす）水素回路の排出ラインであるかに関わらず、該ラインにおける圧力を調整する方法に関する。
【０００３】
本明細書において、“ライン”という語句は、バルブなどの如き流体の移送において使用される機器を可能的に含む流体導管を表している。
【０００４】
燃料電池、特にプロトン交換膜燃料電池（ＰＥＭＦＣ）、更に詳細には高温（ＨＴ）にて動作する燃料電池においては、電池が安定的に動作することを確実とするために、好適には水素回路及び酸素回路の両方において、燃料電池からの排出圧力を調整することが必要である。
【０００５】
通常、圧力は、連続的である調整器バルブにより調整される。斯かるバルブは、閉じ位置と開き位置との間において連続的である所定範囲の位置を占有し得る。上記調整器バルブは、圧力センサと組み合わされた調整器ユニットにより制御される。圧力センサにより測定された上記ライン中の圧力に関する情報の結果として、上記調整器ユニットは、ライン中の圧力が所望値にて安定化するように、上記バルブの開きの度合いを連続的に変化させる。
【０００６】
その解決策は、比較的に高価な調整器バルブであって、一定の場合には複雑である斯かるバルブの挙動関係の故に制御が困難であるという調整器バルブの使用を要する、という欠点がある。
【０００７】
他の解決策は、膨張器、放出バルブ、又は、実に流量調整器の如き油圧機械式の機器に基づくが、斯かる機器により実施される機能は通常、比較的に旧式のままであることから、最適からはほど遠い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
故に、本発明は、流体ラインにおける圧力が所定の判断基準に従うように、上記圧力を調整する圧力調整器システムであって、大きな信頼性を維持しながら、先行技術のシステムよりも簡素かつ安価であるというシステムを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、ライン内、又は、ラインの下流端部に（好適には、その下流端部に）配置されてオン／オフ・モードで制御可能であり、且つ、開き位置と閉じ位置との間で揺動するに適したバルブと、上記ラインに対して接続されると共に、上記ラインにおける圧力を測定する役割を果たす圧力センサと、開き／閉じ命令を用意すべく、且つ、それらを上記バルブに対して送信すべく構成された調整器ユニットであって、上記各命令は、上記測定された圧力の関数として決定されると共に、一定周波数にて上記バルブに対して開き期間を課し、各開き期間の持続時間は、上記ラインにおける上記圧力が所定の判断基準に従うように変調される、調整器ユニットと、を備える、圧力調整器システムにより達成される。
【００１０】
このシステムにおいては、各開き期間が閉じ期間により離間されることが容易に理解され得る。
【００１１】
上記圧力調整は、上記ラインにおける圧力が所定の判断基準に従うことを確実にすることを目的としている。通常、判断基準は、所望の圧力又は所望の圧力範囲により単に定義され、その場合に圧力は、該圧力が、連続的に上記所望圧力に等しいか、連続的に上記所望圧力範囲内に留まるように、上記ライン中で調整される。例示的にのみ、上記判断基準は、上記ラインにおける圧力に対し、時間の関数として、所望値もしくは値の範囲を定義し得る。
【００１２】
その主な流体流構成要素として、上記システムは、オン／オフ・モードで制御可能なバルブを有し、該バルブは概略的にはソレノイド・バルブである。好適には、斯かるバルブは、概略的に簡素であることから、高い信頼性及び低いコストを呈する。
【００１３】
好適には、上記制御可能バルブは、排出ライン内に配置されると共に、そのラインにおける圧力の調整に関与する唯一のバルブである。上記排出ラインは、圧力を調整する他の一切のバルブを有さない。特に、それは、圧力制限器の形態であるか圧力調整器の形態であるかに関わらず、上記制限器又は上記調整器の上流もしくは下流の圧力が所定値未満に留まることを確実にするための手段（特に機械的手段）を使用すべく構成された一切の圧力制限器及び／又は調整器バルブを有する必要がない。（但し、上記排出ラインは本来的に、通常動作において、該排出ラインにおける圧力の調整において当該圧力制限器が作用しない様に、所定値に定格設定された、圧力制限器を含み得る。）
【００１４】
上記制御可能バルブは、開き位置と閉じ位置との間を揺動するに適しており、すなわち、反復するように、且つ、比較的に速い速度で、１つの位置と他の位置との間で交互に切替わるに適している。
【００１５】
これらの往復運動又は揺動は、固定周波数にて実施される。
【００１６】
電子カード上で組み合わせることが比較的に容易である関数を使用することにより、上記調整器ユニットは、上記制御可能バルブを制御する役割を果たす。調整は、パルス幅変調（ＰＷＭ）型である。斯かる制御は、電子カード上で実現され得る。上記調整は、上記バルブのデューティ比（その合計時間に対する開き時間の比）の値の関数として、制御を行い、すなわち、変更を行うことにより実施され得る。好適には、この調整のモードによれば、上記バルブが連続調整バルブでないとしても、該バルブを通る流れの実質的に連続的な調整を実施し得る。
【００１７】
上記調整器ユニットは、任意の公知の調整アルゴリズムもしくは技術を実施すべく構成され得る。たとえば、上記調整器ユニットは、比例・積分・微分（ＰＩＤ）型の調整を実施し得る。実施される上記調整は、選択的には更に複雑であり得ると共に、たとえば、それは、積分、進角／遅角、選択的フィルタ、低域通過フィルタ、又は、他の形式であり得る。
【００１８】
一実施例においては、上記バルブに対して送信すべく上記開き／閉じ命令を決定するために、上記調整器ユニットは、第１段階においては、測定済み圧力の関数として、（上記バルブを通る流体の流量のための）流量の命令を用意すべく構成される。この段階は、流量の関数として圧力を調整する任意の公知の方法により実施され得る。特に上述の方法（ＰＩＤ、進角／遅角、選択的フィルタ、及び／又は、低域通過フィルタ形式の調整）は、この段階の間において実施され得る。
【００１９】
この実施例において、上記調整器ユニットは、第２段階において、上記バルブに対する上述の開き／閉じ命令を、上記流量の関数として決定する様にも構成される。
【００２０】
パルス幅変調による調整によれば、上記バルブを通過する流体の流量を制御することが可能とされる。斯かる制御は、ラインにおける圧力を調整する上で十分かつ有効であることが確認されている。
【００２１】
但し、オン／オフ・モードで制御可能であり且つＰＷＭ型の命令により調整されるバルブの使用は、依然として、上記ラインにおいて生成される圧力変動に繋がり得る。
【００２２】
幾つかの実施例において、これらの変動は無視可能である。
【００２３】
但し、一定の状況において、これらの圧力変動は、実施される圧力調整を阻害することがある。そのときは、実施される調整を向上させるために、これらの阻害的な変動を考慮に入れることが適切である。
【００２４】
この目的のために、一実施例において、上記調整器ユニットは、上記一定周波数に等しい周波数の周波数成分が少なくとも４０デシベル（ｄＢ）まで減衰されるように、フィルタリング済みの圧力値を提供すべく構成されたフィルタ・モジュールと、上記フィルタリング済みの圧力値の関数として、上記バルブに対する命令を決定すべく構成された調整器モジュールと、を含む。
【００２５】
好適には、上記圧力信号から、上記バルブの揺動周波数（上記“一定”周波数）に対応する周波数成分を除去することは、周期的に開閉される上記バルブにより誘起される阻害的な摂動の実質的に全てを、上記圧力信号から除去する作用がある。
【００２６】
上記調整器ユニットはまた、上記調整判断基準を更新する目的で可変である情報を獲得すべく構成された入力モジュールも含み得る。たとえば、上記入力モジュールは、上記ラインにおける圧力に対して所望される新たな値、又は、上記ラインにおいて容認可能である値の新たな範囲を獲得する役割を果たし得る。
【００２７】
本発明の圧力調整器システムの別の可能的な改良点は、上記システムに対し、上記ライン上に介設されたチャンバも備えたことに在る。その場合に上記チャンバは、周期的に開閉される上記バルブにより誘起される周期的な圧力変動の大きさを減少する役割を果たす減衰チャンバを形成する。
【００２８】
上記チャンバは好適には、上記バルブの近傍に配置される。
【００２９】
上記チャンバは、１つのみの流体取入オリフィス、及び、１つのみの流体吐出オリフィスを有し得るが、それは選択的には、他の流体交換オリフィスも含み得る。
【００３０】
一実施例において、上記圧力センサは、上記チャンバ内の圧力を測定すべく構成される。換言すると、上記流体の圧力に感応的である変換器であって、上記圧力センサの一部を形成する変換器は、上記チャンバ内（又は、その直近）に配置された圧力感知領域を呈する。
【００３１】
最後に、本発明は、第２に、当該燃料電池アセンブリが、燃料電池の少なくとも一本の排出ラインにおける圧力調整を提供する先行技術の燃料電池アセンブリよりも簡素かつ安価でありながらも非常に高信頼性のままである様に、圧力が所定の判断基準に従うように、燃料電池の排出ラインにおける圧力が調整されることを可能とする圧力調整器システムを有する、燃料電池アセンブリを提案することを目的とする。
【００３２】
この目的は、燃料電池と、上記燃料電池の水素もしくは酸素排出ラインと、上記に定義されると共に、上記燃料電池の上記排出ラインにおける圧力を調整すべく構成された調整器システムとを備える、燃料電池アセンブリにより達成される。
【００３３】
本発明はまた、燃料電池の排出圧力、特に、上記電池の酸素回路の排出ラインにおける、及び／又は、上記電池の水素回路の排出ラインにおける排出圧力を調整する、上記に定義された調整器システムの使用法も提供する。上記調整器システムが、両方の排出ラインにおける圧力を併せて調整するとき、排出ラインにおける圧力を調整するために上記にて想定された種々の特性の各々は、選択的に、両方の排出ラインに対して提供され得る。
【００３４】
本発明はまた、燃料電池と、上記燃料電池の排出ラインと、上記燃料電池の上記排出ラインにおける圧力が所定の調整判断基準に従うように上記圧力を調整すべく構成された調整器システムとを備える、燃料電池アセンブリも提供し、
上記調整器システムは、
上記排出ラインに対して接続されると共に、上記排出ラインにおける上記圧力を測定する役割を果たす圧力センサと、
上記排出ライン内に配置されてオン／オフ・モードで制御可能であり、且つ、開き位置と閉じ位置との間を揺動するに適したバルブと、
開き／閉じ命令を用意すべく、且つ、それらを上記バルブに対して送信すべく構成された調整器ユニットであって、上記各命令は、上記測定された圧力の関数として決定されると共に、一定周波数にて上記バルブに対して開き期間を課し、各開き期間の持続時間は、上記ラインにおける上記圧力が上記所定の判断基準に従うように変調される、調整器ユニットと、
を備える。
【００３５】
一実施例において、上記調整器ユニットは、上記一定周波数に等しい周波数の周波数成分が少なくとも４０ｄＢまで減衰されるように、フィルタリング済みの圧力値を供給すべく構成されたフィルタ・モジュールと、上記フィルタリング済みの圧力値の関数として、上記バルブに対する命令を決定すべく構成された調整器モジュールと、を備える。
【００３６】
一実施例において、上記燃料電池アセンブリは、上記排出ライン内に介設されたチャンバを更に備える。特に、上記圧力センサは、そのとき、上記チャンバ内の圧力を測定すべく構成され得る。
【００３７】
一実施例において、上記調整器ユニットは、第１段階においては、上記測定済み圧力の関数として流量の命令を用意し、且つ、第２段階においては、上記流量の関数として上記バルブに対する上記開き／閉じ命令を決定すべく構成される。
【００３８】
一実施例において、上記調整器システムは、上記燃料電池の酸素回路の排出ラインにおける、又は、上記燃料電池の水素回路の排出ラインにおける排出圧力を調整すべく構成される。
【００３９】
非限定的な例により示される実施例に関する以下の詳細な説明を読破すれば、本発明は良好に理解され得ると共に、その利点は更に良好に明らかとなろう。該説明は、添付図面を参照している。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る燃料電池アセンブリの概略図である。
【図２】各段階において圧力調整器システムのバルブを漸進的に開く動作の間における図１の燃料電池アセンブリの圧力調整器システムの主な変数における変化をプロットした図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１は、燃料電池アセンブリ１０００を示す概略図である。
【００４２】
燃料電池アセンブリ１０００は主として、燃料電池１５を備える。
【００４３】
燃料電池１５に対しては、酸素ライン１２Ａを介して酸素タンク１０Ａから酸素が、及び、水素ライン１２Ｂを介して水素タンク１０Ｂから水素が送給される。
【００４４】
酸素及び水素ライン１２Ａ及び１２Ｂにおける流れは、特に、ライン１２Ａ及び１２Ｂ内に介設された制御可能なソレノイド・バルブ１４Ａ及び１４Ｂにより調整される。
【００４５】
燃料電池１５の下流にて、一切の余剰の酸素及び燃料電池１５により形成された水は（水−酸素）排出ライン１６Ａにより放出される一方、一切の余剰の水素は、水素排出ライン１６Ｂにより放出される。
【００４６】
酸素ライン１２Ａ、酸素が流れる燃料電池１５の部分、及び、排出ライン１６Ａは、酸素回路を構成する一方、水素ライン１２Ｂ、水素が流れる燃料電池１５の部分、及び、排出ライン１６Ｂは、水素回路を構成する。
【００４７】
燃料電池アセンブリ１０００は、本発明に従うと共にライン１６Ａ及び１６Ｂにおける圧力を調整すべく構成された圧力調整器システム１００も備える。
【００４８】
ライン１６Ｂにおける圧力は、ライン１６Ａにおける圧力が調整されるのと実質的に同一となるように調整されることから、ライン１６Ａにおける圧力の調整のみが記述される。
【００４９】
この圧力を調整するために、圧力調整器システム１００は、調整器ユニット５０と、圧力センサ４０Ａを備えた減衰チャンバ３０Ａと、圧力調整器バルブ２０Ａと、絞り２２Ａとを備える。
【００５０】
減衰チャンバ３０Ａ、制御可能な圧力調整器バルブ２０Ａ、及び、絞り２２Ａは、燃料電池１５の下流の排出ライン１６Ａにおいて、その順序で介設される。ライン１６Ｂには、同じように、減衰チャンバ３０Ｂ、制御可能な圧力調整器バルブ２０Ｂ、及び、絞り２２Ｂが介設される。
【００５１】
調整器システム１００の主要機能の１つは、ライン１６Ａにおける圧力を調整することである。特に、燃料電池１５が安定的に動作することを可能とするために、このライン中には、一定であり、又は、少なくとも規則的である圧力を維持することが必要である。故に、ライン１６Ａにおける圧力を調整すること、すなわち、この例においては、この圧力を所望値Ｐ０にて安定化させることが必要である。故に、本例においては、システム１００が従わんとする所定の判断基準は、ライン１６Ａにおける圧力が、実質的に所望値Ｐ０に等しく留まることである。
【００５２】
バルブ２０Ａの上流にてライン１６Ａ内に介設された減衰チャンバ３０Ａは、一定の内部容積を有するチャンバである。このチャンバにより、バルブ２０Ａの実質的に周期的な揺動により引き起こされる圧力変動は、減衰される。
【００５３】
圧力センサ４０Ａは、バルブ２０Ａの上流におけるチャンバ３０Ａ内の圧力を測定すべく構成される。この目的のために、センサ４０Ａは、たとえば、圧力に対して感応的であって、チャンバ３０Ａ内に見出されるべき圧力感知表面４４Ａを呈するという、たとえば歪ゲージ・ブリッジ型の変換器４２Ａを含む。
【００５４】
センサ４０Ａにより規則的な頻度にて収集された圧力情報は、調整器ユニット５０に対して送信される。
【００５５】
調整器ユニット５０は、５つのモジュールを有する。
【００５６】
圧力信号調節モジュール５１、フィルタ・モジュール５２、設定点獲得モジュール５３、調整器モジュール５４、及び、出力信号調節モジュール５５である。これらのモジュールは、アナログ・モジュール又はデジタル・モジュールであり得る。
【００５７】
圧力信号調節モジュール５１は、圧力センサ４０Ａにより発せられた信号を入力として受信し、且つ、それを、フィルタ・モジュール５２による使用に適した信号Ｐへと調節もしくは変換する電子モジュールである。
【００５８】
フィルタ・モジュール５２は、調節モジュール５１により調節された信号Ｐを入力として受信する電子モジュールである。それは、この信号を、バルブ２０の揺動周波数（ＰＷＭ制御サイクルの周波数）に等しい周波数における周波数成分が減衰されるように、フィルタリング済みの圧力値Ｈを供与するために、フィルタリングする。この減衰は、少なくとも４０ｄＢまでとされるべきであるが、それは、考察下にあるシステムの状況に依存し、特に、上記バルブの応答時間、容量の大きさ、センサの本来的なフィルタ…に依存して、他の任意の値を有し得る。
【００５９】
示された例において、フィルタ・モジュール５２は、たとえば、以下の形態であり得る伝達関数を実施する。
【数１】
2019511080.tif 000003
【００６０】
この式において、
ζは、一定の減衰パラメータであり、この例において、その値は０．７０７であり、且つ、
ωは、選択されたフィルタの、ラジアン／秒を単位とする角周波数を表す。フィルタ・モジュール５２により提供される伝達関数Ｈは、角周波数ωにおいて変動する圧力成分を減少すべく選択される。
【００６１】
記述された実施例において、上記バルブは、３０ヘルツ（Ｈｚ）の周波数における第１共振周波数を有することから、この角周波数ωは、ω＝３０・２π・ｆ、すなわち、約１８８．５ｒａｄ／ｓにより与えられる。
【００６２】
フィルタ・モジュール５２により生成されたフィルタリング済みの圧力信号Ｈは、調整器モジュール５４に対して送信される。
【００６３】
獲得モジュール又は設定点獲得モジュール５３は、調整のための新たな値、すなわち、新たな設定点を、調整器ユニット５０に対して送信する役割を果たす。たとえば、それは、ライン１６Ａにおける圧力Ｐが調整される圧力Ｐ０を変化させる役割を果たす。獲得モジュール５３により必要とされる値は、調整器モジュール５４に対して送信される。
【００６４】
調整器モジュール５４は、フィルタリング済みの圧力信号Ｈに基づいて作用することで、（獲得モジュール５３により送信された情報により可能的に更新された）意図された調整判断基準に従うように、バルブ２０Ａに対する命令を決定する。
【００６５】
第１段階において、上記調整器ユニットは、上記バルブの上流における圧力が、所定の判断基準に従い、特にこの例においては、圧力Ｐ０に等しいままであるように、フィルタ・モジュール５２から受信したフィルタリング済みの圧力信号Ｈに基づき、上記バルブを通ることが所望される流量を決定する。
【００６６】
その後、第２段階において、上記調整器ユニットは、上記第１段階の間に決定された所望の流量に基づき、バルブ２０Ａのデューティ比Ｒを決定する。
【００６７】
最初の２つの段階は選択的に、単一動作において実施され得、斯かる状況下で、モジュール５４は、上記バルブの上流の圧力が上記所定の判断基準に従う様に、フィルタ・モジュール５２から受信されたフィルタリング済みの圧力信号Ｈの関数として、デューティ比Ｒに対する所望値を定義する。
【００６８】
デューティ比Ｒに対するこの所望値が一旦定義されたなら、モジュール５４は第３段階において作用し、この値Ｒを、バルブ２０Ａの開き／閉じ期間を定義する１つの命令もしくは一連の命令Ｔへと変換する。開き期間の持続時間は、バルブ２０Ａのデューティ比Ｒが、上記第２処理段階により決定された値に等しい様に、変調される。
【００６９】
公知のように、この第３段階は、“交差的”であると称されるパルス幅変調の方法により実施され得る。この方法において、入力信号（この例においては、デューティ比Ｒに対する所望値を呈する信号）は、三角（鋸歯）信号と比較される。そのとき、バルブ２０Ａの開きの度合いを定義する上記出力信号は、上記入力信号が上記三角信号よりも大きいならば１に等しく、さもなければ、それは０に等しい。故に上記出力信号は、上記入力信号と上記三角信号との間の交差が在る毎に、状態が変化する。
【００７０】
次に、出力信号調節モジュール５５は調整器モジュール５４により生成された出力信号Ｔを受信すると共に、それは、バルブ２０Ａの命令チャネルに適した信号Ｓを獲得すべく、変換（電圧、電力などの変換）を実施する。
【００７１】
この信号Ｓは次にバルブ２０Ａに対して送信され、該バルブは、自身が受信した信号により指定される位置を採用する。
【００７２】
与えられた時的間隔に対し、図２は、調整器ユニット５０により用意され且つバルブ２０Ａに対して送信された開き／閉じ命令の例を示している。
【００７３】
上段の曲線は、バルブ２０Ａのデューティ比Ｒにおける変化を、時間の関数として示している。
【００７４】
中段の曲線は、バルブ２０Ａの開きの度合いにおける変化を、時間の関数として示している。
【００７５】
下段の曲線は、ライン１６Ａ中の圧力Ｐにおける変化を、時間の関数として示している。
【００７６】
バルブ２０Ａは、開き位置と閉じ位置との間で揺動すべく設計されたバルブである。故に、その開きの度合いＯは、バルブが閉じられたときの値０と、バルブが開かれたときの値１との間で変化する。
【００７７】
バルブ２０Ａは、自身に対して開き期間Ｏｉを課す開き／閉じ命令を、一定の期間毎に（又は、一定の周波数にて）受信する。２つの開き期間Ｏｉの間において、上記バルブは閉じられる（Ｏ＝０）。
【００７８】
示された例において、一定期間の持続時間は、３３．３ミリ秒（ｍｓ）の値Ｔに設定される。対応する周波数、すなわち１／Ｔは、３０Ｈｚに等しい。
【００７９】
記述された例において、開き期間の周波数は、開き命令周波数と考えられる。これらの命令は、時点Ｔ、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔなどにおける一定周波数にて発せられる。但し、依然として本発明の範囲内に留まりながら、開き期間Ｏｉの周波数は、バルブ２０Ａに対する開き／閉じ命令に依存して他の一定のパラメータにも基づき得ることは理解され得る。たとえば、開き期間の周波数は、開き期間の終了の時点（すなわち、閉じ命令の時点）から決定され得る。それはまた、開き期間Ｏｉに対する中央時点に基づいても決定され得る。
【００８０】
開き期間Ｏｉの持続時間は、上記ラインにおける圧力が、連続的に上記所望値と等しく、又は、実質的等しい様に、調整器ユニット５０により変調される。
【００８１】
この目的のために、図２に示された時的間隔の間において上記調整器ユニットは、第１及び第２の上述の処理段階の間において、デューティ比Ｒが以下の如く変化することを決定すべく作用する。初期時点から時点ｔ０まで、バルブ２０は閉じられたままであり、時点ｔ０から時点ｔ１まで、上記バルブのデューティ比は０．２５に等しいものであり、且つ、時点ｔ１から、上記バルブのデューティ比は０．５とされる。
【００８２】
デューティ比Ｒに関するこの命令は、開き期間Ｏｉの持続時間を調節することにより、開き期間命令Ｏｉの形態で書き換えられ、先行期間ｔ０の間において、上記バルブは閉じられたままとされ、そのときに開き期間の持続時間はゼロである。
【００８３】
時点ｔ０から時点ｔ１まで、３つの開き期間Ｏ１〜Ｏ３が在る。デューティ比が０．２５に等しくあるべく、各開き期間の持続時間は、Ｔ／４である。
【００８４】
時点ｔ１からの如く、デューティ比は０．５に等しくされる。そのとき、各開き期間の持続時間は、Ｔ／２になる。
【００８５】
本発明は特定実施例に関して記述されたが、各請求項により定義された発明の包括的範囲を越えることなく、それらの実施例に対して種々の改変及び変更が行われ得ることは明らかである。燃料電池により使用された酸化剤は、たとえば、酸素の代わりに空気であり得る。従って、上記説明及び図面は、制限的ではなく例示的な意味で解釈されるべきである。
【図１】
2019511080.tif 000004
【図２】
2019511080.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月27日(2018.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池（１５）と、前記燃料電池の排出ライン（１６Ａ）と、前記燃料電池の前記排出ライン（１６Ａ）における圧力が所定の調整判断基準に従うように前記圧力を調整する圧力調整器システム（１００）とを備える、燃料電池アセンブリ（１０００）において、
該圧力調整器システムは、
前記排出ライン（１６Ａ）の下流端部に配置されてオン／オフ・モードで制御可能であり、且つ、開き位置と閉じ位置との間を揺動するに適したバルブ（２０Ａ）と、
前記排出ライン（１６Ａ）に対して接続されると共に、前記排出ラインにおける前記圧力を測定する役割を果たす圧力センサ（４０Ａ）と、
開き／閉じ命令を用意すべく、且つ、それらを前記バルブ（２０Ａ）に対して送信すべく構成された調整器ユニット（５０）であって、前記各命令は、前記測定された圧力の関数として決定されると共に、一定周波数にて前記バルブに対して開き期間（Ｏｉ）を課し、各開き期間の持続時間は、前記排出ラインにおける前記圧力が前記所定の調整判断基準に従うように変調される、調整器ユニット（５０）と、を備える燃料電池アセンブリ（１０００）。
【請求項２】
前記調整器ユニット（５０）は、
前記一定周波数に等しい周波数の周波数成分が少なくとも４０ｄＢまで減衰されるように、フィルタリング済みの圧力値を供給すべく構成されたフィルタ・モジュール（５２）と、
前記フィルタリング済みの圧力値の関数として、前記バルブに対する命令を決定すべく構成された調整器モジュール（５４）と、を備える、請求項１に記載の燃料電池アセンブリ（１０００）。
【請求項３】
前記排出ライン中に介設されたチャンバ（３０Ａ）を更に備える、請求項１又は２に記載の燃料電池アセンブリ（１０００）。
【請求項４】
前記圧力センサ（４０Ａ）は前記チャンバ（３０Ａ）内の圧力を測定すべく構成される、請求項３に記載の燃料電池アセンブリ（１０００）。
【請求項５】
前記調整器ユニット（５０）は、第１段階においては、前記測定された圧力の関数として流量の命令を用意し、且つ、第２段階においては、前記流量の関数として前記バルブに対する前記開き／閉じ命令を決定すべく構成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料電池アセンブリ（１０００）。
【請求項６】
前記圧力調整器システム（１００）が、燃料電池（１５）の酸素回路の前記排出ラインにおける排出圧力又は燃料電池（１５）の水素回路の前記排出ラインにおける排出圧力を調整する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料電池アセンブリ（１０００）。
【国際調査報告】
2019511080.tif 000006
2019511080.tif 000007
2019511080.tif 000008
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