CN110663131A - 燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本公开的一形态涉及一种燃料电池系统，其中，控制部在使上游侧阀全闭的情况下，进行利用驱动机构使上游侧阀的开度成为比0大的控制全闭开度的控制全闭开度控制，在进行着所述控制全闭开度控制时，当判断为在所述上游侧阀处产生了氧化剂气体的泄漏时，将所述控制全闭开度向闭阀侧校正到所述上游侧阀处的所述氧化剂气体的泄漏量为零的零位置开度。

Description

燃料电池系统

技术领域

本公开涉及一种具备燃料电池的燃料电池系统，该燃料电池通过供给燃料气体和氧化剂气体来进行发电。尤其是适于搭载于燃料电池车的燃料电池系统的燃料电池系统。

背景技术

作为现有技术，存在专利文献1所公开那样的燃料电池系统。该燃料电池系统具备：燃料电池堆(燃料电池)；气体供给通路，其用于向燃料电池堆供给氧化剂气体；上游侧阀，其控制氧化剂气体向燃料电池堆的供给；压缩机，其设置于气体供给通路；气体排出通路，其用于排出被供给到燃料电池堆的氧化剂气体；下游侧阀，其控制氧化剂气体从燃料电池堆的排出；旁通通路，其使氧化剂气体绕过燃料电池堆而向气体排出通路排出；以及旁通阀，其设置到旁通通路，对在旁通通路流动的氧化剂气体的流量进行调节。

并且，在这样的燃料电池系统中，本申请人在日本特愿2017-041580号中提出了如下内容：在例如燃料电池车的减速时进行使上游侧阀的开度成为控制全闭开度的控制全闭开度控制。在此，所述的控制全闭开度是比0°稍大且阀芯与设置于阀座的密封部接触而维持闭阀状态的开度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-192251号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在上述的燃料电池系统中，在工作次数较多的减速时进行控制全闭开度控制，因此，上游侧阀的开度成为控制全闭开度的频率变大。因此，若阀芯与设置于阀座的密封部接触的频率变大、密封部磨损，则在将上游侧阀的开度设为控制全闭开度时，有可能在上游侧阀处产生氧化剂气体的泄漏。因而，向燃料电池供给不需要的氧化剂气体，因此，该氧化剂气体和已经供给到燃料电池的燃料气体发生反应而进行发电，有可能在燃料电池中进行不需要的发电。

因此，本公开是为了解决上述的问题点而做成的，其目的在于提供一种能够抑制燃料电池中的不需要的发电的燃料电池系统。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题而做成的本公开的一形态是一种燃料电池系统，该燃料电池系统具有：燃料电池；氧化剂气体供给通路，其用于向所述燃料电池供给氧化剂气体；上游侧阀，其设置于所述氧化剂气体供给通路；以及控制部，其进行各种控制，该燃料电池系统的特征在于，所述上游侧阀具有：阀座；阀芯；以及驱动机构，其驱动所述阀芯而使所述阀座与所述阀芯之间开闭，在所述阀座和所述阀芯中的任一者设置有密封构件，该密封构件具备在闭阀时与所述阀芯和所述阀座中的另一者接触的密封部，对于所述控制部，在使所述上游侧阀全闭的情况下，进行利用所述驱动机构使所述上游侧阀的开度成为比0大的控制全闭开度的控制全闭开度控制，在进行着所述控制全闭开度控制时，当判断为在所述上游侧阀处产生了所述氧化剂气体的泄漏时，将所述控制全闭开度向闭阀侧校正到所述上游侧阀处的所述氧化剂气体的泄漏量为零的零位置开度。

根据该形态，在进行着控制全闭开度控制时，当在上游侧阀处产生了由密封部的磨损导致的氧化剂气体的泄漏时，能够根据密封部的磨损量将控制全闭开度向闭阀侧校正而在上游侧阀处使氧化剂气体的泄漏量为零。因此，抑制不需要的氧化剂气体向燃料电池的供给，因此，能够抑制燃料电池中的不需要的发电。因而，无需用于消耗由于燃料电池中的不需要的发电而产生的电力的由辅机类的电力消耗进行的放电，能够抑制燃烧消耗率的降低、NV(噪声·振动)的产生。

在上述的形态中，其特征在于，所述控制部基于所述燃料电池的发电量判断所述上游侧阀处的所述氧化剂气体的泄漏量。

根据该形态，无需新追加用于检测上游侧阀处的氧化剂气体的泄漏量的传感器等检测部件，因此，能够降低成本。

在上述的形态中，优选的是，所述燃料电池的发电量是在消耗掉在开始了所述控制全闭开度控制时残存于所述燃料电池内的所述氧化剂气体之后发电的量。

根据该形态，燃料电池的发电量成为与在进行着控制全闭开度控制时所产生的上游侧阀处的氧化剂气体的泄漏相对应的发电量。因此，能够基于燃料电池的发电量准确地判断上游侧阀处的氧化剂气体的泄漏量。

为了解决上述问题而做成的本公开的另一形态是燃料电池系统，该燃料电池系统具有：燃料电池；氧化剂气体排出通路，其用于排出被供给到所述燃料电池的氧化剂气体；下游侧阀，其设置于所述氧化剂气体排出通路；以及控制部，其进行各种控制，该燃料电池系统的特征在于，所述下游侧阀具有：阀座；阀芯；以及驱动机构，其驱动所述阀芯而使所述阀座与所述阀芯之间开闭，在所述阀座和所述阀芯中的任一者设置有密封构件，该密封构件具备在闭阀时与所述阀芯和所述阀座中的另一者接触的密封部，对于所述控制部，在为了驱动辅机类而存在使所述燃料电池发电的辅机类发电要求的情况下，进行利用所述驱动机构使所述下游侧阀的开度成为与要求辅机发电量相对应的辅机发电开度的辅机发电开度控制，在进行着所述辅机发电开度控制时，当判断为所述下游侧阀中的所述氧化剂气体的流量比第1预定流量多时，将所述辅机发电开度向闭阀侧校正到所述下游侧阀中的所述氧化剂气体的流量成为所述第1预定流量的第1目标位置开度。

根据该形态，在进行着辅机发电开度控制时，当在下游侧阀处由于密封部的磨损而氧化剂气体的流量增加了时，根据密封部的磨损量将辅机发电开度向闭阀侧校正而能够使下游侧阀中的氧化剂气体的流量成为目标流量。因此，抑制不需要的(多余的)氧化剂气体向燃料电池的供给，因此，能够抑制燃料电池中的不需要的(多余的)发电。因而，能够抑制燃料电池中的发电量过剩，因此，能够抑制燃烧消耗率的降低，另外，也无需驱动不需要的辅机类。

在上述的形态中，其特征在于，所述控制部在进行着所述辅机发电开度控制时，当判断为所述下游侧阀中的所述氧化剂气体的流量比少于所述第1预定流量的第2预定流量还少时，将所述辅机发电开度向开阀侧校正到所述下游侧阀中的所述氧化剂气体的流量成为所述第2预定流量的第2目标位置开度。

根据该形态，在进行校正辅机发电开度的控制时，能够抑制下游侧阀的波动的产生而将下游侧阀中的氧化剂气体的流量控制在目标范围内。因此，能够利用燃料电池产生要求的电力，因此，能够根据辅机类发电要求驱动辅机类。

在上述的形态中，其特征在于，所述控制部基于所述燃料电池的发电量判断所述下游侧阀中的所述氧化剂气体的流量。

根据该形态，无需新追加用于检测下游侧阀中的氧化剂气体的流量的传感器等检测部件，因此，能够降低成本。

发明的效果

根据本公开的燃料电池系统，能够抑制燃料电池中的不需要的发电。

附图说明

图1是实施方式的燃料电池系统的概略结构图。

图2是入口密封阀的主视图。

图3是入口密封阀的俯视图。

图4是将阀芯与阀座接触了的闭阀状态(全闭状态)下的阀部局部剖切来表示的立体图。

图5是将阀芯距阀座最远的全开状态下的阀部局部剖切来表示的立体图。

图6是表示入口密封阀处于闭阀状态时的阀座、阀芯以及旋转轴的侧视图。

图7是图6的A-A剖视图。

图8是图2的B-B剖视图。

图9是图2的C-C剖视图。

图10是表示从阀外壳拆掉端盖的状态的主视图。

图11是在马达的非驱动时，齿轮、复位弹簧以及中间齿轮的周边的放大图(局部剖视图)。

图12是表示在马达的非驱动时作用于主齿轮的力的示意图，从旋转轴的中心轴线方向的主齿轮侧观察得到的图。

图13是相当于图12的D-D剖视图的图，是表示阀座、阀芯、旋转轴、轴承以及主齿轮的示意图。

图14是表示在马达的驱动时作用于主齿轮的力的示意图，从旋转轴的中心轴线方向的主齿轮侧观察得到的图。

图15是相当于图14的E-E剖视图的图，是表示阀座、阀芯、旋转轴、轴承以及主齿轮的示意图。

图16是与图15相对应的图，是表示与图15时相比增大了马达驱动力时的图。

图17是在马达的驱动时，开度为α时的主齿轮、复位弹簧以及中间齿轮的周边的放大图(局部剖视图)。

图18是与图16相对应的图，是表示与图16时相比增大了马达驱动力时的图。

图19是在马达的驱动时、开度为β时的主齿轮、复位弹簧以及中间齿轮的周边的放大图(局部剖视图)。

图20是开度与开口面积的关系图。

图21是表示橡胶座的图。

图22是表示空气系统的概略结构的图。

图23是表示减速时和系统停止时的控制内容的流程图。

图24是表示减速时的放电控制和再生控制的内容的流程图。

图25是表示减速结束时和加速/稳定时的控制内容的流程图。

图26是表示机械全闭状态和控制全闭状态下的阀芯与密封部之间的接触状态的图。

图27是表示在开阀中橡胶座的密封部翘起来的状态的图。

图28是表示在实施了控制全闭开度控制的情况下阀芯与密封部接触·滑动的情形的图。

图29是放大了图28所示的圆框部分的图。

图30是放大图29所示的四边形框部分且仅表示密封部的图。

图31是表示控制全闭位置学习的内容的流程图。

图32是表示辅机控制位置学习的内容的流程图。

图33是表示要求辅机发电量与辅机发电控制开度的关系的图。

具体实施方式

一边参照图1一边详细地说明作为本公开的实施方式的燃料电池系统。在本实施方式中，对将本公开适用到搭载于燃料电池车、并向其驱动用马达(省略图示)供给电力的燃料电池系统的情况进行说明。

如图1所示，本实施方式的燃料电池系统101具有燃料电池堆(燃料电池)111、氢系统112和空气系统113。

燃料电池堆111接受燃料气体的供给和氧化剂气体的供给来进行发电。在本实施方式中，燃料气体是氢气，氧化剂气体是空气。即、燃料电池堆111接受来自氢系统112的氢气的供给和来自空气系统113的空气的供给来进行发电。并且，燃料电池堆111所产生的电力经由变换器(省略图示)向驱动用马达(省略图示)供给。

氢系统112设置于燃料电池堆111的阳极侧。该氢系统112具备氢供给通路121、氢排出通路122、填充通路123。氢供给通路121是用于从氢罐131向燃料电池堆111供给氢气的通路。氢排出通路122是用于排出从燃料电池堆111排出的氢气(以下，适当称为“氢废气”。)的通路。填充通路123是用于从填充口151向氢罐131填充氢气的通路。

氢系统112在氢供给通路121中从氢罐131侧起依次设置有主截止阀132、高压调节器133、中压溢流阀134、压力传感器135、喷射器部136、低压溢流阀137、压力传感器138。主截止阀132是用于对氢气从氢罐131向氢供给通路121的供给和该供给的阻断进行切换的阀。高压调节器133是用于对氢气进行减压的压力调整阀。中压溢流阀134是如下阀：若氢供给通路121中的高压调节器133与喷射器部136之间的压力成为预定压力以上，则中压溢流阀134开阀而将压力调整成小于预定压力。压力传感器135是检测氢供给通路121中的高压调节器133与喷射器部136之间的压力的传感器。喷射器部136是调节氢气的流量的机构。低压溢流阀137是如下阀：若氢供给通路121中的喷射器部136与燃料电池堆111之间的压力成为预定压力以上，则低压溢流阀137开阀而将压力调整成小于预定压力。压力传感器138是检测氢供给通路121中的喷射器部136与燃料电池堆111之间的压力的传感器。

另外，氢系统112在氢排出通路122中从燃料电池堆111侧起依次配置有气液分离器141、排气排水阀142。气液分离器141是将氢废气内的水分分离的设备。排气排水阀142是对氢废气、水分从气液分离器141向空气系统113的稀释器182的排出和该排出的阻断进行切换的阀。

空气系统113设置于燃料电池堆111的阴极侧。该空气系统113具备空气供给通路161(氧化剂气体供给通路)、空气排出通路162、旁通通路163。空气供给通路161是用于从燃料电池系统101的外部向燃料电池堆111供给空气的通路。空气排出通路162是用于排出从燃料电池堆111排出的空气(以下，适当称为“空气废气”。)的通路。旁通通路163是用于使空气从空气供给通路161不经由(绕过)燃料电池堆111而向空气排出通路162流动的通路。

空气系统113在空气供给通路161中从空气滤清器171侧起依次设置有压缩机172、中间冷却器173、入口密封阀(上游侧阀)174。空气滤清器171是使从燃料电池系统101的外部引进来的空气清洁化的设备。压缩机172是向燃料电池堆111供给空气的设备。中间冷却器173是冷却空气的设备。入口密封阀174是对空气向燃料电池堆111的供给和该供给的阻断进行切换的密封阀。作为该入口密封阀174，适用了阀芯的密封面相对于旋转轴偏心地配置的偏心阀。后述入口密封阀174的详细情况。

另外，空气系统113在空气排出通路162中从燃料电池堆111侧依次配置有出口集成阀(下游侧阀)181、稀释器182。

出口集成阀181是对燃料电池堆111的背压进行调整而对来自燃料电池堆111的空气废气的排出量进行控制的阀(具有调压(流量控制)功能的阀)。作为该出口集成阀181，适用了与入口密封阀174基本上相同的结构(存在橡胶座21的结构不同的情况)的偏心阀。后述出口集成阀181的详细情况。

稀释器182是如下设备：利用空气废气和在旁通通路163流动的空气对从氢排出通路122排出的氢废气进行稀释。

另外，空气系统113在旁通通路163中设置有旁通阀191。旁通阀191是控制旁通通路163中的空气的流量的阀。作为旁通阀191，适用了与入口密封阀174、出口集成阀181大致相同的结构(不具备橡胶座21)的偏心阀。后述旁通阀191的详细情况。

另外，燃料电池系统101具备负责系统的控制的控制器(控制部)201。控制器201对燃料电池系统101所具有的各设备进行控制，并且进行各种判定。此外，燃料电池系统101除此之外还具有进行燃料电池堆111的冷却的冷却系统(未图示)。

在以上那样的结构的燃料电池系统101中，从氢供给通路121供给到燃料电池堆111的氢气当被在燃料电池堆111中用于发电之后，从燃料电池堆111作为氢废气经由氢排出通路122和稀释器182向燃料电池系统101的外部排出。另外，从空气供给通路161供给到燃料电池堆111的空气当被在燃料电池堆111中用于发电之后，从燃料电池堆111被作为空气废气经由空气排出通路162和稀释器182向燃料电池系统101的外部排出。

在此，一边参照图2～图21一边对入口密封阀174、出口集成阀181以及旁通阀191进行说明。此外，这些阀除了橡胶座的结构在入口密封阀174和出口集成阀181不同的情况、旁通阀191不具备橡胶座的情况之外，是基本上相同的结构，因此，以下，以入口密封阀174为中心进行说明，也适当对出口集成阀181和旁通阀191进行说明。

如图2和图3所示，入口密封阀174具备阀部2和驱动机构部3。阀部2具备在内部具有供空气(air)流动的流路11的管部12(参照图8)，在流路11中配置有阀座13、阀芯14以及旋转轴15。驱动力(旋转力)从驱动机构部3向旋转轴15传递。驱动机构部3具备马达32和减速机构33(参照图8、图9)。

如图4和图5所示，在流路11形成有台阶部10，在该台阶部10装入有阀座13。阀座13呈圆环状，在中央具有阀孔16。在阀孔16的缘部形成有环状的阀座面17。阀芯14具备圆板状的部分，在其外周形成有与阀座面17相对应(接触)的环状的密封面18。阀芯14与旋转轴15呈一体地设置，与旋转轴15一体地旋转。

在本实施方式中，在阀座13设置有橡胶座(密封构件)21(参照图21)。并且，在橡胶座21形成有阀座面17。后述该橡胶座21的详细情况。此外，在旁通阀191未设置橡胶座21，因此，阀座面17形成于阀座13。

在本实施方式中，在入口密封阀174中，在图4和图5中，相对于阀座13形成于与阀芯14、旋转轴15相反的一侧的流路11配置于燃料电池堆111侧(空气的流动的下游侧)，相对于阀座13形成于阀芯14、旋转轴15侧的流路11配置于压缩机侧(空气的流动的上游侧)。即、在本实施方式中，空气在流路11内从阀芯14(旋转轴15)侧朝向阀座13侧流动。

此外，在出口集成阀181中，与入口密封阀174相反，相对于阀座13形成于与阀芯14、旋转轴15相反的一侧的流路11配置于燃料电池堆111侧(空气的流动的上游侧)，相对于阀座13形成于阀芯14、旋转轴15侧的流路11配置于稀释器182侧(空气的流动的下游侧)。即、在出口集成阀181中，空气在流路11内从阀座13侧朝向阀芯14(旋转轴15)侧流动。

另外，在旁通阀191中，相对于阀座13形成于阀芯14、旋转轴15侧的流路11配置于空气供给通路161侧(空气的流动的上游侧)，相对于阀座13形成于与阀芯14、旋转轴15相反的一侧的流路11配置于空气排出通路162侧(空气的流动的下游侧)。即、在旁通阀191中，空气在流路11内从阀芯14(旋转轴15)侧朝向阀座13侧流动。

如图6和图7所示，旋转轴15的中心轴线Ls与阀芯14的径向(详细而言，阀芯14的圆板状的部分的径向)平行地延伸，沿着阀孔16的径向相对于阀孔16的中心轴线P1偏心地配置，并且，阀芯14的密封面18沿着阀芯14的中心轴线Lv延伸的方向相对于旋转轴15的中心轴线Ls偏心地配置。

另外，通过使阀芯14以旋转轴15的中心轴线Ls为中心旋转，阀芯14的密封面18能够在与阀座面17面接触的闭阀位置(参照图4)和距阀座面17最远的全开位置(参照图5)之间移动。

如图8和图9所示，金属制或合成树脂制的阀外壳35具备流路11和管部12。另外，金属制或合成树脂制的端盖36将阀外壳35的开口端封闭。阀芯14和旋转轴15设置于阀外壳35内。旋转轴15在其顶端部设置有销15a。如此，销15a设置于旋转轴15的中心轴线Ls方向的一侧(阀芯14侧)的端部。销15a的直径比旋转轴15中的除了销15a以外的部分的直径小。此外，在旋转轴15的中心轴线Ls方向的另一侧(主齿轮41侧)的端部设置有基端部15b。

旋转轴15以销15a所存在的顶端侧为自由端，以其顶端部插入管部12的流路11的方式配置。另外，旋转轴15借助相互分开地配置的两个轴承、即第1轴承37和第2轴承38被悬臂支承成能够相对于阀外壳35旋转。第1轴承37和第2轴承38都由滚珠轴承构成。第1轴承37和第2轴承38在旋转轴15的中心轴线Ls方向上配置于阀芯14与主齿轮41之间的位置，将旋转轴15支承成能够旋转。在本实施方式中，第1轴承37相对于第2轴承38配置于主齿轮41侧的位置。阀芯14被焊接固定于在旋转轴15的顶端部形成的销15a，阀芯14配置于流路11内。

端盖36被多个夹子39(参照图2和图3)固定于阀外壳35。如图8和图9所示，在旋转轴15的基端部15b固定有具备扇形齿轮的主齿轮41。在阀外壳35与主齿轮41之间设置有产生复位弹簧力Fs1的复位弹簧40。复位弹簧力Fs1是使旋转轴15向闭阀方向旋转的力，且是对阀芯14向闭阀方向施力的力。

复位弹簧40是线材卷绕成螺旋状而形成的弹性体。如图11所示，复位弹簧40在其线材的两端部具备里侧钩40a和跟前侧钩40b。里侧钩40a和跟前侧钩40b在复位弹簧40的周向上配置于分开约180°的位置。里侧钩40a配置于阀外壳35侧(图11的纸面里侧)，与阀外壳35的弹簧钩部35c(参照图19)接触。另一方面，跟前侧钩40b配置于主齿轮41侧(图11的纸面跟前侧)，与主齿轮41的弹簧钩部41c接触。

另外，如图8～图11所示，主齿轮41具备全闭止动部41a、齿轮部41b、弹簧钩部41c、弹簧引导部41d等。并且，在主齿轮41的周向(图11的逆时针方向)上依次形成有全闭止动部41a、齿轮部41b、弹簧钩部41c。主齿轮41与旋转轴15呈一体地设置，承接由马达32产生的驱动力。全闭止动部41a是在开度θ为“0”时与阀外壳35的全闭止动部35b接触的部分。

如图8所示，马达32被收纳于在阀外壳35形成的收纳凹部35a而被固定。马达32产生使旋转轴15向开阀方向和闭阀方向旋转的驱动力。马达32为了对阀芯14进行开闭驱动而连结成经由减速机构33向旋转轴15传递驱动力。即、在马达32的输出轴32a(参照图10)固定有马达齿轮43。该马达齿轮43连结成经由中间齿轮42向主齿轮41传递驱动力。

中间齿轮42是具有大径齿轮42a和小径齿轮42b的二级齿轮，借助销轴44以能够旋转的方式支承于阀外壳35。大径齿轮42a的直径比小径齿轮42b的直径大。在大径齿轮42a驱动连结有马达齿轮43，在小径齿轮42b驱动连结有主齿轮41。在本实施方式中，构成减速机构33的主齿轮41、中间齿轮42以及马达齿轮43由树脂形成。

此外，马达32是本公开中的“驱动机构”的一个例子。另外，中间齿轮42(驱动传递部)向旋转轴15传递马达32的驱动力。

后述详细情况，对于这样的结构的入口密封阀174，若从图4所示那样的闭阀状态(阀芯14的密封面18的整周与阀座13(橡胶座21)的阀座面17的整周接触着的状态)，向马达32通电，则对主齿轮41施加推按齿轮齿的力(马达驱动力Fm1(参照图14))，利用杠杆的原理使阀芯14向朝向阀座13的方向移动(参照图15)。之后，若施加于马达32的驱动电压(电流)逐渐变大，则输出轴32a和马达齿轮43向正方向(使阀芯14开阀的方向)旋转，其旋转被中间齿轮42减速而向主齿轮41传递。并且，克服由复位弹簧40产生的力且是向闭阀方向施力的复位弹簧力Fs1而阀芯14开阀，从而使流路11打开(参照图16和图18)。之后，若在阀芯14开阀的中途施加于马达32的驱动电压维持恒定，则在此时的阀芯14的开度下，马达驱动力Fm1与复位弹簧力Fs1均衡，阀芯14被保持在预定开度。

因此，详细地说明本实施方式中的入口密封阀174的作用。首先，在未向马达32通电的马达32的非驱动时(马达32停止着时)，开度θ成为“0”的状态、即、入口密封阀174成为全闭(机械全闭开度)。并且，此时，如图11所示，主齿轮41的全闭止动部41a与阀外壳35的全闭止动部35b接触。

此时，若考虑旋转轴15的周向上的力关系，则如图12所示，从复位弹簧40的跟前侧钩40b向主齿轮41的弹簧钩部41c施加复位弹簧力Fs1。此外，如图12所示，在以旋转轴15的中心轴线Ls为原点、以x轴为水平方向、以y轴为垂直方向的正交坐标系中，以+x方向且+y方向为第1象限，以-x方向且+y方向为第2象限，以-x方向且-y方向为第3象限，以+x方向且-y方向为第4象限。此时，里侧钩40a和全闭止动部41a以位于第1象限的方式配置，跟前侧钩40b和弹簧钩部41c以位于第3象限的方式配置。

在此，在杠杆的原理中，支点设定于全闭止动部41a，力点被设定于弹簧钩部41c，作用点设定于全闭止动部41a与弹簧钩部41c之间的中央部。于是，由于施加于弹簧钩部41c的复位弹簧力Fs1，力Fs2作用于全闭止动部41a与弹簧钩部41c之间的中央部。此外，(力Fs2)＝2×(复位弹簧力Fs1)。此外，在图12中，将全闭止动部41a与弹簧钩部41c之间的距离设为“2R”。

此时，若考虑沿着旋转轴15的中心轴线Ls方向的截面中的力关系，则如图13所示，力Fs2的+y方向分量成为分力Fs3。此外，+y方向是与第1轴承37、第2轴承38的中心轴线Lj方向(x方向)垂直的方向，且是相对于阀芯14而言的阀座13方向(图12、图13的附图上方向)。另外，(分力Fs3)＝(力Fs2)×(sinθ1)。此外，如图12所示，角度θ1是全闭止动部41a和弹簧钩部41c的排列方向与x方向所成的角度。

并且，由于该分力Fs3，在弹簧引导部41d的位置处，力Fs4(反阀座方向作用力)向+y方向作用。此外，(力Fs4)＝(分力Fs3)×Lb/La。如此，力Fs4是由于复位弹簧力Fs1而产生的力，且是沿着与第1轴承37和第2轴承38的中心轴线Lj垂直的方向作用的力。此外，距离La是在x方向上从第1轴承37所配置的位置到力Fs4作用的位置的距离。另外，距离Lb是在x方向上从第1轴承37所配置的位置到分力Fs3作用的位置的距离。

通过力Fs4如此地在弹簧引导部41d的位置处向+y方向作用，与弹簧引导部41d呈一体的旋转轴15以第1轴承37为支点绕图13中的顺时针旋转而倾斜。由此，利用杠杆的原理，设置于旋转轴15的基端部15b的主齿轮41向+y方向移动，另一方面，设置于旋转轴15的销15a的阀芯14向-y方向移动。因此，阀芯14向与阀座13分开的方向(反阀座方向)移动。这样一来，在马达32的非驱动时、且入口密封阀174处于闭阀状态时，阀芯14由于力Fs4而向与阀座13分开的方向移动。此外，此时，旋转轴15被第2轴承38制止。

在本实施方式中，此时，如图13所示，阀芯14与设置于阀座13的橡胶座21(密封构件)接触。详细而言，如图21所示，阀芯14与设置于橡胶座21的密封部21a接触。此外，此时，阀芯14在密封部21a的阀座面17的整周上接触。密封部21a形成为被阀芯14按压而能够挠曲。并且，密封部21a呈随着入口密封阀174的上游侧压力比下游侧压力大(前后压差变大)、而提高与阀芯14的密封面18接触的面压的形状。例如，作为密封部21a，能够适用珠状密封、唇形密封等。这样一来，阀座13与阀芯14之间被橡胶座21密封(seal)，入口密封阀174以简单的结构确保了密封性。

由此，在搭载有燃料电池系统101的车辆的减速时，使空气向燃料电池堆111的供给停止的情况下，使入口密封阀174全闭而提高空气供给通路161的压力、或者降低燃料电池堆111的堆压，从而能够在燃料电池堆111的入口侧密封空气。因而，在使空气向燃料电池堆111的供给停止之际，能够减少多余(不需要)的空气向燃料电池堆111的供给，因此，能够将减速时的燃料电池堆111中的不需要的发电抑制在最小限度。

另外，此时，开度θ与开口面积S的关系成为图20所示的点P1a那样。在此，“入口密封阀174处于全闭(机械全闭)状态时”是开度θ(阀芯14的开度)为“0”时，换言之是旋转轴15的旋转角度为全闭时的角度(旋转轴15的旋转范围内的最小角度)时。

之后，在向马达32通电的马达32的驱动时，欲使主齿轮41旋转的马达驱动力Fm1从中间齿轮42的小径齿轮42b(参照图11)作用于该主齿轮41的齿轮部41b(参照图11)。此时，若考虑旋转轴15的周向上的力关系，则如图14所示，马达驱动力Fm1向-y方向作用。此外，-y方向是与第1轴承37、第2轴承38的中心轴线Lj方向(x方向)垂直的方向，且是相对于阀座13而言阀芯14所配置的方向(图12、图13的附图下方向)。

并且，由于马达驱动力Fm1，力Fm2在旋转轴15的中心轴线Ls的位置处向-y方向作用。而且，若考虑沿着旋转轴15的中心轴线Ls方向的截面中的力关系，则如图15所示，力Fm3(阀座方向作用力)在弹簧引导部41d的位置处向-y方向作用。此外，(力Fm3)＝(力Fm2)×Lb/La。如此，在马达32的驱动时，产生力Fm3。该力Fm3是由于马达驱动力Fm1而产生的力、且是沿着与第1轴承37和第2轴承38的中心轴线Lj垂直的方向作用的力。并且，力Fm3以使旋转轴15以第1轴承37为支点旋转而倾斜的方式将阀芯14向朝向阀座13的方向施力。

并且，如图15所示，若力Fm3比所述的力Fs4大，则与主齿轮41的弹簧引导部41d呈一体的旋转轴15以第1轴承37为支点绕图15中的逆时针旋转而倾斜。由此，利用杠杆的原理，主齿轮41向-y方向移动，另一方面，阀芯14向+y方向移动。这样一来，阀芯14由于力Fm3而向朝向阀座13的方向(阀座方向)移动。

在本实施方式中，此时，橡胶座21的密封部21a被阀芯14按压而变形，但密封部21a的变形在弹性区域内进行，未塑性变形。此外，此时，开度θ与开口面积S的关系成为图20所示的点P1b那样。

之后，若施加于马达32的驱动电压变大而马达驱动力Fm1变大，则旋转轴15以第1轴承37为支点绕图16中的逆时针进一步旋转而倾斜。由此，主齿轮41向-y方向进一步移动，另一方面，阀芯14向+y方向进一步移动。此时，旋转轴15以中心轴线Ls为中心旋转，开度θ(旋转轴15的旋转角度)成为自开度“0°”稍微打开的开度“α”(参照图17)。并且，此时，如图17所示，主齿轮41的全闭止动部41a与阀外壳35的全闭止动部35b分开。该状态是后述的控制全闭状态，开度“α”成为控制全闭开度。后述控制全闭开度的详细情况。此外，如图16所示，旋转轴15被第2轴承38制止。另外，此时，开度θ和开口面积S成为图20所示的点P1c那样，开口面积S大致为零。

并且，若马达驱动力Fm1进一步变大，则旋转轴15以中心轴线Ls为中心进一步旋转，如图18所示，阀芯14与阀座13分开，开口面积S增加而开阀。此时，开度θ成为“β”(参照图19)。另外，此时，开度θ与开口面积S的关系成为图20所示的点P1d那样。如以上这样，进行基于马达驱动力Fm1的入口密封阀174的开阀动作。

出口集成阀181也具有上述那样的结构。不过，出口集成阀181中的橡胶座的密封部随着出口集成阀181的上游侧压力比下游侧压力大、而降低与阀芯的密封面接触的面压。另外，旁通阀191除了不具备橡胶座21这点以外，也具有上述那样的结构。如此，在空气系统113中，如图22所示，作为入口密封阀174、出口集成阀181以及旁通阀191，除了橡胶座的结构在入口密封阀174和出口集成阀181不同的情况、旁通阀191不具备橡胶座的情况之外，使用基本的结构相同的偏心阀，谋求了空气系统113中的阀的通用化。另外，在入口密封阀174、出口集成阀181以及旁通阀191中，由于除了橡胶座以外的结构通用，所以开闭控制(动作)自身相同，因此，能够协调控制这些阀。由此，能够降低燃料电池系统101的成本，并且，能够简化控制器201中的阀的开闭控制。

在此，在入口密封阀174中，当在系统停止时、减速时设为全闭之际，阀芯14的密封面18在橡胶座21的密封部21a滑动，并且阀芯14落座于阀座13。因此，若密封部21a的磨损发展，则有可能无法确保入口密封阀174的密封性。并且，在系统停止时，若无法确保入口密封阀174的密封性，则系统停止时的燃料电池堆111的密闭度降低，在燃料电池堆111内发生反应，在燃料电池堆111内产生由氧化导致的劣化。

因此，在燃料电池系统101中，当在减速时或系统停止时停止空气向燃料电池堆111的供给的情况下，优选的是，为了防止燃料电池堆111的劣化，实施以上述的控制为基本的以下说明的控制，抑制密封部21a的磨损，以便能够在系统停止时确保入口密封阀174的密封性。

具体而言，控制器201执行基于图23～图25所示的控制流程图的控制即可。首先，如图23所示，控制器201对燃料电池堆111的工作要求是否继续进行判断(步骤S50)。在燃料电池堆111的工作要求继续着的情况下(步骤S50：是)，控制器201对车辆是否从加速/稳定状态变成了减速状态进行判断(步骤S51)。

若车辆从加速/稳定状态成为减速状态(步骤S51：是)，则控制器201对放电解除标志是否为“0”进行判断(步骤S52)。在放电解除标志为“0”的情况下，表示存在放电要求，在“1”的情况下，表示没有放电要求。此外，当在减速时由燃料电池堆111产生的电无法向蓄电池充电的情况下产生放电要求。

并且，在放电解除标志为“0”的情况下(步骤S52：是)，控制器201实施用于使旁通阀191从全闭状态成为全开的全开控制(步骤S53)。由此，压缩机172的压缩机压力不作用于入口密封阀174，因此，入口密封阀174的前后压差变小。此外，在放电解除标志为“1”的情况下(步骤S52：否)，控制器201实施后述的步骤S90～S93的处理。

另外，实施使出口集成阀181从与减速前的输出(加速/稳定)要求相应的开度成为控制全闭开度α的控制全闭开度控制(步骤S54)。此外，也能够省略该步骤S54的处理，但通过除了进行步骤S53的处理之外，还进行步骤S54的处理，从而即使在某一个阀发生了故障(旁通阀闭故障或出口集成阀开故障)的情况下，也能够减小入口密封阀174的前后压差。

而且，控制器201实施使入口密封阀174的开度从全开状态闭合成预定开度γ的闭阀控制(步骤S55)。此外，作为预定开度γ，设定阀芯14与密封部21a接触的稍微跟前的开度(例如5°～15°左右)即可。在本实施方式中，将预定开度γ设定成γ＝10°。

接着，控制器201取得压缩机172的压缩机压力(Pin)和堆压pstack(步骤S56)，算出入口密封阀174的前后压差ΔPIN(＝Pin-pstack)(步骤S57)。并且，若该前后压差ΔPIN比预定压力P小(步骤S58：是)，则控制器201实施使入口密封阀174的开度成为控制全闭开度的控制全闭开度控制(步骤S59)。也就是说，控制器201对马达32进行控制而使入口密封阀174闭合到控制全闭开度α。由此，入口密封阀174的开度从预定开度γ成为控制全闭开度α。

此外，控制全闭开度α是比机械全闭开度(开度0°)稍大、且是阀芯14与密封部21a接触而维持闭阀状态的开度，例如设定成几度即可。在本实施方式中，将控制全闭开度α设定成α＝3°。另外，预定压力P设定为橡胶座21的密封部21a未确实地变形的压力(几kPa程度)即可。

此时，旁通阀191成为全开，因此，基本上入口密封阀174的前后压差ΔPIN变小。然而，例如，在缩小了旁通阀191的阀孔径的情况下等，从使旁通阀191开阀到入口密封阀174的前后压差ΔPIN变小需要花费时间，在入口密封阀174的前后压差ΔPIN降低之前，入口密封阀174有可能成为控制全闭开度α。这样一来，有可能在密封部21a变形着的状态下入口密封阀174成为控制全闭。

因此，在将入口密封阀174设为控制全闭的情况下，如上述那样，首先，使入口密封阀174闭阀到预定开度γ，在入口密封阀174的前后压差ΔPIN比预定压力P小之后，进行控制全闭开度控制，从而能够可靠地避免在密封部21a变形了的状态下入口密封阀174成为控制全闭。

之后，控制器201对在步骤S59中实施了控制全闭开度控制的入口密封阀174的开度是否变成了控制全闭开度α进行判断(步骤S60)。并且，若确认到入口密封阀174的开度变成了控制全闭开度α(步骤S60：是)，则将入口密封阀174的控制全闭标志设为“1”(步骤S61)，实施用于使成为全开状态的旁通阀191全闭的全闭控制(步骤S62)。由此，压缩机172的压缩机压力作用于入口密封阀174的密封部21a，密封部21a被阀芯14按压。因此，在入口密封阀174中，即使开度被控制成控制全闭开度α，也能够确保密封性。因而，当在减速时停止空气向燃料电池堆111的供给之际，即使不将入口密封阀174设为机械全闭而是设为控制全闭，也能够利用入口密封阀174密封空气。

如此，在入口密封阀174中，减速时的全闭开度(控制全闭开度)与系统停止时的全闭开度(机械全闭开度)不同。因此，如图26所示，系统停止时的机械全闭开度状态下的阀芯14与密封部21a之间的触点端CP1的位置不同于减速时的控制全闭开度状态下的阀芯14与密封部21a之间的触点端CP2的位置。并且，虽然会产生使入口密封阀174全闭的工作次数较多的减速时的全闭开度位置(控制全闭开度位置：开度θ＝α)处的密封部21a的磨损，但能够大幅度地抑制与减速时相比工作次数大幅度地较少的系统停止时的全闭开度位置(机械全闭位置：开度θ＝0)处的密封部21a的磨损。因而，能够确保系统停止时的入口密封阀174的密封性。此外，在入口密封阀174中，即使在控制全闭开度位置处产生了密封部21a的磨损，在减速时，由于压缩机172的压缩机压力而密封部21a被阀芯14按压，因此，也能够确保密封性。

并且，如图24所示，在存在放电要求的情况下(步骤S80：是)，控制器201取得压缩机172的压缩机压力(Pin)和压缩机转速(cprpm)(步骤S81)。接着，对压缩机压力(Pin)是否比放电目标压力A小(Pin＜A)进行判断(步骤S82)。此时，在压缩机压力(Pin)比放电目标压力A小的情况下(步骤S82：是)，对旁通阀191进行闭阀控制而提升压缩机压力(Pin)(步骤S83)。另一方面，在压缩机压力(Pin)是放电目标压力A以上的情况下(步骤S82：否)，对旁通阀191进行开阀控制而降低压缩机压力(Pin)(步骤S84)。

接着，控制器201对压缩机转速(cprpm)是否比放电目标转速B小(cprpm＜B)进行判断(步骤S85)。此时，在压缩机转速(cprpm)比放电目标转速B小的情况下(步骤S85：是)，提升压缩机172的转速(步骤S86)。另一方面，在压缩机转速(cprpm)是放电目标转速B以上的情况下(步骤S85：否)，降低压缩机172的转速(步骤S87)。

利用这样的放电控制将压缩机压力和压缩机转速分别控制成放电目标压力A和放电目标转速B附近，能够使在燃料电池堆111中多余地产生的电效率良好地在压缩机172处放电。

另一方面，在没有放电要求的情况下，换言之在蓄电池能够进行充电的情况下(步骤S80：否)，控制器201将放电解除标志设为“1”(步骤S88)。并且，对是否没有辅机类发电要求进行判断(步骤S90)。在没有辅机类发电要求的情况下(步骤S90：是)，实施再生制动控制，为了将在燃料电池堆111中产生的电向蓄电池充电，根据再生制动要求使旁通阀191开阀，并控制压缩机172的转速。此外，即使压缩机172维持恒定转速，由于旁通阀191开阀，因此，压缩机172的负荷(电力消耗)较小。

并且，在具有辅机类发电要求的情况下(步骤S90：否)，控制器201对入口密封阀174的控制全闭标志是否为“0”进行判断(步骤S92)。在入口密封阀174的控制全闭标志为“0”的情况下(步骤S92：是)，根据辅机类发电要求分别控制出口集成阀181的开度和旁通阀191的开度，并且，控制压缩机172的转速(步骤S93)。此外，在入口密封阀174的控制全闭标志为“1”的情况下(步骤S92：否)，进行后述的步骤S70以后的处理。

返回图23，在维持着加速/稳定状态的情况下，或在结束了减速的情况下(步骤S51：否)，如图25所示，控制器201对入口密封阀174的控制全闭标志是否为“1”进行判断(步骤S70)。在控制全闭标志为“1”的情况下(步骤S70：是)，进行相对于减速控制的恢复控制。即、控制器201实施用于使旁通阀191从全闭状态成为全开的全开控制(步骤S71)。此时，对出口集成阀181继续进行控制全闭开度控制(步骤S72)。此外，在省略步骤S54的处理的情况下，无需步骤S72的处理。

此时，若入口密封阀174的前后压差ΔPIN较大，则由于该压差而橡胶座21的密封部21a有可能翘起来而变形。并且，如图27所示，在使入口密封阀174开阀时，若橡胶座21的密封部21a翘起来而变形，则密封部21a有可能异常地磨损。并且，若密封部21a异常地磨损，则入口密封阀174无法在全闭时确保密封性。

因此，控制器201取得压缩机172的压缩机压力(Pin)和堆压pstack(步骤S73)，算出入口密封阀174的前后压差ΔPIN(＝Pin-pstack)(步骤S74)。若该前后压差ΔPIN比预定压力P小(步骤S75：是)，则控制器201进行使入口密封阀174的开度从控制全闭开度成为全开的全开控制(步骤S76)。之后，控制器201将入口密封阀174的控制全闭标志设为“0”(步骤S77)，将放电解除标志设为“0”(步骤S78)。

由此，由于入口密封阀174的前后压差ΔPIN变小，所以入口密封阀174开阀，因此，能够在入口密封阀174的开阀时可靠地防止橡胶座21的密封部21a翘曲起来而变形的情况。因而，当在减速结束后使入口密封阀174开阀时，能够防止橡胶座21的密封部21a异常地磨损，能够确保入口密封阀174的密封性。

此外，在控制全闭标志是“0”的情况下，换言之在维持着加速/稳定状态的情况下(步骤S70：否)，维持入口密封阀174的全开状态，控制器201根据此时的输出(加速/稳定)要求分别控制出口集成阀181的开度和旁通阀191的开度，并且控制压缩机172的转速(步骤S79)。

返回图23，在燃料电池堆111的工作要求未继续、也就是说存在系统的停止要求的情况下(步骤S50：否)，控制器201实施步骤S100以后的处理而使燃料电池系统101停止。

在此，若在减速时实施控制全闭开度控制，则阀芯14和密封部21a滑动的次数在图28所示的减速时的控制全闭开度位置处比系统停止时的机械全闭开度位置处大幅度地变多。因此，如图29所示，在控制全闭开度位置处，密封部21a在阀芯14和密封部21a接触·滑动的部分(网点部分)处磨损，因此，如图30所示，有可能在密封部21a产生台阶D。并且，若在密封部21a产生台阶D，则在系统停止时入口密封阀174仅凭复位弹簧40的作用力(复位弹簧力Fs1)有可能未闭合到机械全闭开度(开度“0°”)。

因此，在系统停止时，控制器201对入口密封阀174实施以下说明的零开度控制而在系统停止时使入口密封阀174可靠地全闭(机械全闭开度)。

即、控制器201实施用于使旁通阀191从全闭状态成为全开的全开控制(步骤S100)。另外，实施利用马达32使入口密封阀174的开度强制性地成为“0°”的零开度控制而使入口密封阀174全闭(机械全闭)(步骤S101)。同样地，对出口集成阀181也实施零开度控制而使出口集成阀181全闭(步骤S102)。

之后，控制器201使压缩机172停止，若转速为“0”(步骤S103：是)，则实施使旁通阀191从全开成为全闭的全闭控制(步骤S104)，使燃料电池系统101停止(步骤S105)。

通过如此地使燃料电池系统101停止，从而即使在密封部21a产生了台阶D，也能够利用马达32使入口密封阀174可靠地闭合到机械性全闭开度。并且，如上述那样大幅度地抑制了机械全闭位置处的密封部21a的磨损。因而，在系统停止时确保入口密封阀174的密封性。另外，在本实施方式中，在出口集成阀181中也与入口密封阀174同样地实施零开度控制，因此，在系统停止时也确保出口集成阀181的密封性。因此，能够提高系统停止时的燃料电池堆111的密闭度，因此，难以在燃料电池堆111内发生反应，能够抑制燃料电池堆111内的由氧化导致的劣化。

接着，对入口密封阀174的控制全闭位置学习进行说明。如所述那样，当在减速时使入口密封阀174全闭的情况下，控制器201进行使入口密封阀174的开度成为控制全闭开度α的控制全闭开度控制(参照图23的步骤S59)。在此，在工作次数较多的减速时进行控制全闭开度控制，因此，入口密封阀174的开度成为控制全闭开度α的频率变大。因此，阀芯14与设置于阀座13的橡胶座21的密封部21a接触的频率变大，密封部21a的磨损有可能变多。因而，为了减少密封部21a的磨损，要求对控制全闭开度α进行控制。

另外，在万一密封部21a的磨损变多、使入口密封阀174的开度成为控制全闭开度α时在入口密封阀174处产生了空气的泄漏的情况下，向燃料电池堆111供给不需要的空气。因此，所供给的不需要的空气与已经供给到燃料电池堆111的氢气发生反应而进行发电，在燃料电池堆111中进行不需要的发电。并且，若在燃料电池中不需要的发电变多，则仅凭辅机类的电力消耗难以完成放电。另外，例如，需要使压缩机172的电能消耗上升，因此，压缩机172的转速上升、压缩机172的出口压力上升。并且，由此，燃烧消耗率有可能降低、产生NV(噪声·振动)。

因此，只要根据密封部21a中的磨损量对控制全闭开度α进行控制，就能够将进行控制全闭开度控制时的入口密封阀174处的空气的泄漏量维持在零。因此，在本实施方式中，以燃料电池堆111的发电量对入口密封阀174处的空气的泄漏量进行判断，将控制全闭开度α向闭阀(0°)侧变更(学习)。此外，在以下的说明中，出于方便，替代控制全闭开度α而标记为控制全闭开度Kα⁺。

具体而言，控制器201进行图31所示的控制。如图31所示，控制器201在进行着控制全闭开度控制时(步骤S201：是)，在消耗掉堆残存发电量的电力之后(步骤S202：是)，取得控制全闭开度Kα⁺(开度α⁺(i))(步骤S203)。此外，将在步骤S203中取得时的控制全闭开度Kα⁺设为开度α⁺(i)。

在此，“进行着控制全闭开度控制时”例如像所述那样想到在减速时入口密封阀174成为全闭时(图23的步骤S59)，但并不限定于此，也可以设为，也包括在除了减速时以外时入口密封阀174成为全闭时。

另外，“堆残存发电量的电力”是燃料电池堆111利用在进行控制全闭开度控制而开始停止空气向燃料电池堆111的供给时残存于燃料电池堆111内的空气而发电的量的电力。

另外，控制全闭开度Kα⁺(开度α⁺(i))是比机械全闭开度(开度0°)稍大、且阀芯14与密封部21a接触而维持闭阀状态的开度，被设定成例如几度。在本实施方式中，控制全闭开度Kα⁺(开度α⁺(i))被设定成3°以下。此外，i是正的整数。

接着，控制器201取得作为燃料电池堆111的发电量的堆发电量sekw(步骤S204)，对该堆发电量sekw是否小于预定发电量Akw进行判断(步骤S205)。此外，预定发电量Akw是能够判定为(视作)在燃料电池堆111处发电停止的发电量，例如是0kW～几(例如3)kW。

在此，燃料电池堆111被维持在氢气较浓的状态(较多的状态)。因此，根据空气向燃料电池堆111的供给的有无，进行燃料电池堆111的发电、发电停止。因而，在进行着控制全闭开度控制时，只要不在入口密封阀174处产生空气的泄漏，空气向燃料电池堆111的供给就被停止，因此，燃料电池堆111的发电停止。这样一来，在燃料电池堆111的发电继续着的情况下，空气向燃料电池堆111供给，因此，能够认为在入口密封阀174处产生了空气的泄漏。

因此，在本实施方式中，控制器201使用堆发电量sekw来对入口密封阀174处的空气的泄漏量进行判断。在此，堆发电量sekw是在消耗掉在开始了控制全闭开度控制时残存于燃料电池堆111内的空气之后由燃料电池堆111发电的量。此外，在开始了控制全闭开度控制时残存于燃料电池堆111内的空气的量是基于在即将开始控制全闭开度控制之前的空气供给通路161中的空气的流量(基于例如压缩机172的转速)而求出的。

因此，控制器201在判断为堆发电量sekw是预定发电量Akw以上的情况下(步骤S205：否)，认为在入口密封阀174处产生了空气的泄漏，因此，进行控制全闭开度闭阀控制(控制全闭开度的更新)(步骤S206)。在此，“控制全闭开度闭阀控制”是将开度α⁺(i)(控制全闭开度)向闭阀侧(0°侧)校正(更新)的控制。具体而言，控制器201进行以下的数式所示的运算。此外，a％＝0.01％～0.1％。

(数式1)

α⁺(i)＝α⁺(i-1)-a％

并且，当在步骤S206中进行了控制全闭开度闭阀控制之后，在经过一定时间t(例如几秒钟(1秒钟～2秒钟))后(步骤S207：是)，控制器201重新取得堆发电量sekw(步骤S204)。

并且，控制器201在判断为堆发电量sekw小于预定发电量Akw的情况下(步骤S205：是)，认为在入口密封阀174处未产生空气的泄漏(泄漏量为零)，因此，进行控制全闭位置学习(控制全闭开度的存储)(步骤S208)。即、在步骤S208中，控制器201进行使控制全闭开度Kα⁺成为开度α⁺(i)的学习(校正)。

如此，在本实施方式中，控制器201在进行着控制全闭开度控制时，在消耗掉堆残存发电量的电力之后，基于堆发电量sekw对入口密封阀174处的空气的泄漏量进行判断。并且，堆发电量sekw是预定发电量Akw以上，因此，控制器201在判断为在入口密封阀174处产生空气的泄漏时，将控制全闭开度Kα⁺向闭阀侧校正到入口密封阀174处的空气的泄漏量为零的零位置开度。另一方面，堆发电量sekw小于预定发电量Akw，因此，控制器201在判断为在入口密封阀174处未产生空气的泄漏(泄漏量为零)时，维持控制全闭开度Kα⁺。

如以上这样，根据本实施方式，控制器201在进行着控制全闭开度控制时，在判断为在入口密封阀174处产生了空气的泄漏时，将控制全闭开度Kα⁺向闭阀侧校正到入口密封阀174处的空气的泄漏量为零的零位置开度。

由此，在进行着控制全闭开度控制时，当在入口密封阀174处产生了由密封部21a的磨损导致的空气的泄漏时，能够根据密封部21a的磨损量而将控制全闭开度Kα⁺向闭阀侧校正，在入口密封阀174处使空气的泄漏量为零。因此，抑制不需要的空气向燃料电池堆111的供给，因此，能够抑制燃料电池堆111中的不需要的发电。因而，无需用于消耗由于燃料电池堆111中的不需要的发电而产生的电力的由辅机类的电力消耗进行的放电，能够抑制燃烧消耗率的降低、NV的产生。

在此，若将控制全闭开度Kα⁺设定成作用于阀芯14的密封面18的密封部21a的面压变低这样的开度，则由于微小的密封部21a的磨损而易于产生空气的泄漏。然而，通过如本实施方式这样根据密封部21a的磨损量对控制全闭开度Kα⁺进行控制，能够降低密封部21a的面压而抑制密封部21a的磨损(提高耐久性)，并且将进行控制全闭开度控制时的空气的泄漏量维持在零。

另外，控制器201基于堆发电量sekw对入口密封阀174处的空气的泄漏量进行判断。由此，无需新追加用于检测入口密封阀174处的空气的泄漏量的传感器等检测部件，因此，能够降低成本。

另外，堆发电量sekw是在消耗掉在开始了控制全闭开度控制时残存于燃料电池堆111内的空气之后发电的量。由此，堆发电量sekw成为与在进行着控制全闭开度控制时入口密封阀174处所产生的空气的泄漏相对应的发电量。因此，能够基于堆发电量sekw准确地判断入口密封阀174处的空气的泄漏量。

接着，对出口集成阀181的辅机控制位置学习进行说明。在辅机发电要求时，在例如在图24中具有辅机类发电要求的情况下(步骤S90：否)，控制器201进行利用马达32使出口集成阀181的开度成为与要求辅机发电量相对应的辅机发电开度的辅机发电开度控制。此外，“辅机发电要求时”是为了驱动压缩机172等辅机类而要求燃料电池堆111中的发电时。

并且，此时，辅机发电开度被控制在微小开度，阀芯14与密封部21a之间的接触面积较大，因此，由于密封部21a的磨损，出口集成阀181处的空气的流量(泄漏量)有可能增加。于是，空气向燃料电池堆111的供给量变多而燃料电池堆111的发电量过剩，因此，为了消耗不需要的电力，燃烧消耗率降低、需要驱动不需要的辅机类。

因此，在本实施方式中，与入口密封阀174同样地，对于出口集成阀181，基于进行辅机控制时的堆发电量sekw，对由密封部21a的磨损导致的空气的流量的增加进行判断，将辅机发电控制开度向闭阀侧(0°侧)变更(学习)。

具体而言，控制器201进行图32所示的控制。如图32所示，控制器201在根据辅机类发电要求进行着控制出口集成阀181的开度的辅机控制时(步骤S301：是)，求出要求辅机发电量Bkw(步骤S302)。在此，“要求辅机发电量Bkw”是在进行辅机控制时所要求的燃料电池堆111中的发电量。

接着，控制器201利用所求出来的要求辅机发电量Bkw并基于图33所示的关系图求出辅机发电控制开度β(目标出口阀控制开度)(步骤S303)。

接着，控制器201取得校正控制开度kβ(i)(步骤S304)，求出辅机发电出口阀控制开度tβ(步骤S305)。即、控制器201如以下的数式所示那样利用校正控制开度kβ(i)校正辅机发电控制开度β，算出辅机发电出口阀控制开度tβ。

(数式2)

tβ＝β+kβ(i)

接着，控制器201将出口集成阀181的开度控制成辅机发电出口阀控制开度tβ(步骤S306)。并且，之后，经过一定时间(例如几秒钟(1秒钟～2秒钟))后(步骤S307：是)，控制器201取得堆发电量sekw(步骤S308)，对该堆发电量sekw是否是要求辅机发电量Bkw以下进行判断(步骤S309)。

这样一来，在本实施方式中，在从将出口集成阀181控制成辅机发电出口阀控制开度tβ经过了一定时间之后，基于堆发电量sekw判断出口集成阀181中的空气的流量。

并且，控制器201在判断为堆发电量sekw比要求辅机发电量Bkw多的情况下(步骤S309：否)，认为出口集成阀181中的空气的流量过大、即、比第1预定流量多，因此，求出校正控制开度kβ(i)(步骤S310)。在此，在步骤S310中，控制器201将校正控制开度kβ(i)向闭阀侧(0°侧)更新。因此，在步骤S310中，控制器201进行以下的数式所示的运算。

此外，b％是例如0.1％～1％，比所述的a％大。

(数式3)

kβ(i)＝kβ(i-1)-b％

接着，控制器201取得校正控制开度kβ(i)(步骤S304)。并且，控制器201在进行了步骤S305～S308的处理之后，在判断为堆发电量sekw是要求辅机发电量Bkw以下的情况下(步骤S309：是)，对堆发电量sekw是否是预定发电量(Bkw-Ckw)以上进行判断(步骤S311)。此外，Ckw例如是Bkw的10％～20％的大小。

并且，控制器201在判断为堆发电量sekw是预定发电量(Bkw-Ckw)以上的情况下(步骤S311：是)，进行辅机控制位置学习(存储)(步骤S312)。这样一来，控制器201将辅机发电开度向闭阀侧(0°侧)校正到出口集成阀181中的空气的流量成为第1预定流量的第1目标位置开度。

另一方面，控制器201在判断为堆发电量sekw小于预定发电量(Bkw-Ckw)的情况下(步骤S311：否)，认为出口集成阀181中的空气的流量过少、即、比少于第1预定流量的第2预定流量还少，因此，求出校正控制开度kβ(i)(步骤S313)，进行步骤S304以后的处理。在此，在步骤S313中，控制器201将校正控制开度kβ(i)向开阀侧更新。因此，在步骤S313中，控制器201进行以下的数式所示的运算。

(数式4)

kβ(i)＝kβ(i-1)+b％

这样一来，控制器201将辅机发电开度向开阀侧校正到出口集成阀181中的空气的流量成为第2预定流量的第2目标位置开度。

如此，在本实施方式中，辅机控制是以微小开度进行的控制，另外，预想在发电要求(开度)中会微妙地偏差的情况，因此，进行基于堆发电量sekw的反馈控制。

如以上这样，根据本实施方式，控制器201在进行着辅机发电开度控制时，在判断为出口集成阀181中的空气的流量比第1预定流量多时，将辅机发电开度向闭阀侧校正到出口集成阀181中的空气的流量成为第1预定流量的第1目标位置开度。

由此，在进行着辅机发电开度控制时，当在出口集成阀181处由于密封部21a的磨损而空气的流量增加了时，能够根据密封部21a的磨损量将辅机发电开度向闭阀侧校正而将出口集成阀181中的空气的流量设为目标流量。因此，抑制不需要的(多余的)空气向燃料电池堆111的供给，因此，能够抑制燃料电池堆111中的不需要的(多余的)发电。因而，能够抑制燃料电池堆111中的发电量过剩，因此，能够抑制燃烧消耗率的降低，另外，也无需驱动不需要的辅机类。

另外，控制器201在进行着辅机发电开度控制时，在判断为出口集成阀181中的空气的流量比少于第1预定流量的第2预定流量还少时，将辅机发电开度向开阀侧校正到出口集成阀181中的空气的流量成为第2预定流量的第2目标位置。

由此，在进行校正辅机发电开度的控制时，抑制出口集成阀181的波动的产生而能够将出口集成阀181中的空气的流量控制在目标范围内。因此，能够由燃料电池堆111产生所要求的电力，因此，能够根据辅机类发电要求驱动辅机类。

另外，控制器201基于堆发电量sekw判断出口集成阀181中的空气的流量。由此，无需新追加用于检测出口集成阀181中的空气的流量的传感器等检测部件，因此，能够降低成本。

此外，上述的实施方式只不过是简单的例示，不对本公开有任何限定，当然能够在不脱离其主旨的范围内进行各种改良、变形。例如，在上述的实施方式中，橡胶座21设置于阀座13，但橡胶座21也可以设置于阀芯14。另外，旋转轴15也可以由第1轴承37和另外设置于阀芯14的相反侧的轴承进行双支承。另外，入口密封阀174、出口集成阀181、旁通阀191并不限定于在上述的实施方式中构成的阀，也可以是阀芯从阀座的阀座面沿着与阀座的阀座面呈直角的方向移动的提升式的阀等其他阀。

附图标记说明

2、阀部；3、驱动机构部；11、流路；13、阀座；14、阀芯；15、旋转轴；21、橡胶座；21a、密封部；32、马达；37、第1轴承；38、第2轴承；40、复位弹簧；41、主齿轮；101、燃料电池系统；111、燃料电池堆(燃料电池)；113、空气系统；161、空气供给通路；162、空气排出通路；163、旁通通路；172、压缩机；174、入口密封阀；181、出口集成阀；191、旁通阀；201、控制器；α、Kα⁺、控制全闭开度；sekw、堆发电量；Akw、预定发电量；Bkw、要求辅机发电量；β、辅机发电控制开度；kβ(i)、校正控制开度；tβ、辅机发电出口阀控制开度；(Bkw-Ckw)、预定发电量。

Claims (6)

1.一种燃料电池系统，其具有：燃料电池；氧化剂气体供给通路，其用于向所述燃料电池供给氧化剂气体；上游侧阀，其设置于所述氧化剂气体供给通路；以及控制部，其进行各种控制，该燃料电池系统的特征在于，

所述上游侧阀具有：

阀座；

阀芯；以及

驱动机构，其驱动所述阀芯而使所述阀座与所述阀芯之间开闭，

在所述阀座和所述阀芯中的任一者设置有密封构件，该密封构件具备在闭阀时与所述阀芯和所述阀座中的另一者接触的密封部，

对于所述控制部，

在使所述上游侧阀全闭的情况下，进行利用所述驱动机构使所述上游侧阀的开度成为比0大的控制全闭开度的控制全闭开度控制，

在进行着所述控制全闭开度控制时，当判断为在所述上游侧阀处产生了所述氧化剂气体的泄漏时，将所述控制全闭开度向闭阀侧校正到所述上游侧阀处的所述氧化剂气体的泄漏量为零的零位置开度。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述控制部基于所述燃料电池的发电量判断所述上游侧阀处的所述氧化剂气体的泄漏量。

3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述燃料电池的发电量是在消耗掉在开始了所述控制全闭开度控制时残存于所述燃料电池内的所述氧化剂气体之后发电的量。

4.一种燃料电池系统，其具有：燃料电池；氧化剂气体排出通路，其用于排出被供给到所述燃料电池的氧化剂气体；下游侧阀，其设置于所述氧化剂气体排出通路；以及控制部，其进行各种控制，该燃料电池系统的特征在于，

所述下游侧阀具有：

阀座；

阀芯；以及

驱动机构，其驱动所述阀芯而使所述阀座与所述阀芯之间开闭，

在所述阀座和所述阀芯中的任一者设置有密封构件，该密封构件具备在闭阀时与所述阀芯和所述阀座中的另一者接触的密封部，

对于所述控制部，

在为了驱动辅机类而存在使所述燃料电池发电的辅机类发电要求的情况下，进行如下辅机发电开度控制：利用所述驱动机构使所述下游侧阀的开度成为与要求辅机发电量相对应的辅机发电开度，

在进行着所述辅机发电开度控制时，当判断为所述下游侧阀中的所述氧化剂气体的流量比第1预定流量多时，将所述辅机发电开度向闭阀侧校正到所述下游侧阀中的所述氧化剂气体的流量成为所述第1预定流量的第1目标位置开度。

5.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述控制部在进行着所述辅机发电开度控制时，当判断为所述下游侧阀中的所述氧化剂气体的流量比少于所述第1预定流量的第2预定流量还少时，将所述辅机发电开度向开阀侧校正到所述下游侧阀中的所述氧化剂气体的流量成为所述第2预定流量的第2目标位置开度。

6.根据权利要求4或5所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述控制部基于所述燃料电池的发电量判断所述下游侧阀中的所述氧化剂气体的流量。

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