(57)【要約】【課題】閉弁時の弁体の動作性を改善する。【解決手段】高圧流体制御弁（統合主止弁５）の制御装置は、弁体５２の下流側の圧力を弁体５２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５１３と、弁体５２の下流側の圧力に基づき弁体５２に対して閉方向に作用する閉弁力を、弁体５２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（ダイヤフラム５４５）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５２の下流側の圧力を停止操作前の運転時における所定の制御範囲（Ｐ３ｍｉｎ〜Ｐ３ｍａｘ）よりも上昇させる停止操作部（コントロールユニット１０１）と、を備える。【選択図】図７
2018077797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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１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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１３４６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【発明の効果】
【０００８】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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
【図１１】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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
（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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
（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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
（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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
（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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
（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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
（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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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）。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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）。
【００６４】
（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。
【００６５】
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。
【００６６】
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）。
【００６７】
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。
【００６８】
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）。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
Ｓ２０３では、低圧室Ｃｌの圧力Ｐ３を検出する。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
（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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
（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。
【００８２】
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。
【００８３】
図１１は、本実施形態に係る停止操作の内容を示している。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【符号の説明】
【００８９】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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