WO2024201630A1

WO2024201630A1 - ガスタービンエンジンの制御装置、および移動体

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Abstract

例えば周辺装置で生じる突入電流などに起因し、燃料供給機構において駆動電圧の突発的変化が発生した場合でも、この燃料供給機構での燃料噴射量のばらつきを抑制可能なガスタービンエンジンの制御装置およびガスタービンエンジン車を提供する。ガスタービンエンジンの制御装置は、一つ又は複数のプロセッサと、前記一つ又は複数のプロセッサと通信可能に接続された一つ又は複数のメモリと、を備え、前記プロセッサは、前記燃料供給機構に入力される入力電流の突発的変化によって前記燃料供給機構の駆動電圧が変動したとき、前記燃料供給機構を制御するＰＩＤ制御のゲインを基本定数に対して一時的に増加させる。

Description

ガスタービンエンジンの制御装置、および移動体

　本開示は、ガスタービンエンジンの制御装置と、これらガスタービンエンジンと制御装置を搭載するガスタービンエンジン車などの移動体に関する。

　現代社会において移動手段は不可欠であり、日常において車両や航空機などの様々な移動体が実用化されている。その中でも、例えば特許文献１に例示されるように、ガスタービンによって発電機を駆動し、この発電機で得られる電力を車両駆動モータなどの駆動系に供給する車両が知られている。

　上記したガスタービンの回転数は、例えば特許文献２～４に示されるように、公知のＰＩＤ制御によって制御される。例えば特許文献２では、電気負荷が投入されると、その負荷の大きさに応じてガスタービンの回転数がアップするように燃料流量のフィードバック制御を行うことが開示されている。より具体的に特許文献２では、電気負荷からマップをルックアップして目標回転数を求め、実際のガスタービン回転数がこの目標回転数と一致するように燃料流量をＰＩＤ制御することが提案されている。

特開２０１５－２１８７１１号公報特開平０６－１７８５９９号公報特開平０５－１０６４６９号公報特開２０１８－１３８７８４号公報

　上述した各特許文献に限らず現在の技術では未だ市場のニーズを満たしているとは言えず以下に述べる課題が存在する。
　すなわち、例えば車両にガスタービンエンジンが搭載されることを想定した場合、このガスタービンエンジンは、例えばエンジンルームにおいてラジエータファンや冷却ポンプなどの周辺装置の近傍に設置され得る。このとき上記周辺装置と同様に、ガスタービンエンジンに付随する燃料供給機構は、車載された補機用バッテリーから電力が供給されて駆動する。

　ここで、燃料供給機構を搭載する車両内において、上記した周辺装置が駆動したときの電流変化などにより、補機用バッテリーの電圧が変動することが想定される。特に周辺装置が起動した直後の突入電流は電流値が大きく、このような突入電流が生じた場合に燃料供給機構の燃料噴射量がばらつくことが懸念される。

　一方で特許文献２にも例示されるように、燃料供給機構の燃料噴射量は、電圧マップを参照して補正され得る。しかしながら、特許文献に例示される通常のＰＩＤ制御を行うだけでは、上記した突入電流などの突発的変化に対しては燃料噴射量が想定とずれてしまい、その結果として燃料噴射量のばらつきが大きくなってしまう。

　本開示は、上記した課題を一例に鑑みて為されたものであり、例えば周辺装置で生じる突入電流などに起因し、燃料供給機構において駆動電圧の突発的変化が発生した場合でも、この燃料供給機構での燃料噴射量のばらつきを抑制可能なガスタービンエンジンの制御装置およびこの制御装置を搭載する移動体を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するため、本開示のある観点によれば、圧縮空気に対して燃料を噴射する燃料供給機構を備えたガスタービンエンジンを制御する制御装置であって、一つ又は複数のプロセッサと、前記一つ又は複数のプロセッサと通信可能に接続された一つ又は複数のメモリと、を備え、前記プロセッサは、前記燃料供給機構に入力される入力電流の突発的変化によって前記燃料供給機構の駆動電圧が変動したとき、前記燃料供給機構を制御するＰＩＤ制御のゲインを基本定数に対して一時的に増加するガスタービンエンジンの制御装置が提供される。

　本開示によれば、燃料供給機構において駆動電圧の突発的変化が発生した場合でも、この燃料供給機構での燃料噴射量のばらつきを抑制することができる。

実施形態に係るガスタービンエンジンを備えた車両の構成例を示す模式図である。実施形態に係る車両の各構成と機能を説明する模式図である。実施形態に係るガスタービンエンジンと制御装置の構成を示す模式図である。実施形態に係る制御装置とその周辺の構成を示す機能ブロック図である。実施形態に係る制御装置のＰＩＤ制御部が実行可能な制御ブロック線図である。燃料供給機構における駆動電圧の経時変化（一例）を示す模式図である。ガスタービンエンジンの制御方法を示すフローチャートである。

　次に本開示の好適な実施形態について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、以下で詳述する以外の構成については、上記した特許文献を含む公知のガスタービンエンジンに関するＰＩＤ制御を含む要素技術や構成を適宜補完してもよい。

＜ガスタービンエンジン車ＧＴＶ＞
　図１及び図２は、本実施形態に係るガスタービン３０とその制御装置１００を含むガスタービンエンジン車ＧＴＶの構成例と機能ブロックをそれぞれ示す模式図である。なお本実施形態のガスタービン３０とその制御装置１００は、例えば車両、航空機あるいは船舶など公知の種々の移動体に対して適用が可能である。以下、上記した移動体の一例として車両（ガスタービンエンジン車）を例にして説明を継続する。

　ガスタービンエンジン車ＧＴＶは、図２に示すように、車両の駆動トルクを生成する駆動力源２１から出力される駆動トルクを左前輪３ＬＦ、右前輪３ＲＦ、左後輪３ＬＲ及び右後輪３ＲＲ（以下、特に区別を要しない場合には「車輪３」と総称する）に伝達する四輪駆動車として構成されている。
　駆動力源２１は、本実施形態では前輪側に配置された公知の車両駆動用の電動モータが例示できる。この駆動力源２１は、図示しない変速機や前輪差動機構５Ｆ及び後輪差動機構５Ｒを介して前輪駆動軸２Ｆ及び後輪駆動軸２Ｒに伝達される駆動トルクを出力し得る。

　なお、本実施形態の駆動力源２１としての電動モータは、前輪側と後輪側でそれぞれ１つずつ配置されていてもよく、あるいは各車輪３にそれぞれ１つの電動モータが配置される形態であってもよい。また、本実施形態のガスタービンエンジン車ＧＴＶは、四輪駆動車として構成されているが、上記した電動モータが前輪又は後輪を駆動する２輪駆動車であってもよい。また、駆動力源２１は、上記した電動モータに加えて、さらにガソリンエンジンやディーゼルエンジンなど公知の内燃機関を更に備えていてもよい。

　かような駆動力源２１に所望の電力を供給する電源システムは、例えば後述するガスタービン３０と、このガスタービン３０に燃料を供給可能な公知の燃料噴射ノズルを有する燃料供給機構４０と、ガスタービン３０からの駆動力を受けて発電を行う公知の発電用モータなどの発電機４５と、この発電機４５で発生した電力などを貯蔵可能なリチウムイオン二次電池や鉛蓄電池などの公知の二次電池ＢＴ２と、公知のコンバータ２２と、これらを制御する制御装置１００と、を含んでいる。

　本実施形態のガスタービン３０、燃料供給機構４０及び発電機４５は、周辺装置１０と共に公知のエンジンルームに配置されている。なお本実施形態では車両のフロント側にガスタービンエンジンを収容するエンジンルームが設けられているが、リア側にエンジンルームが設けられる構成であってもよい。
　これらの燃料供給機構４０及び周辺装置１０は、図１及び図２などに示すように、例えばエンジンルーム内に設置された公知の補機用バッテリーＢＴ１と電気的に接続される。これにより燃料供給機構４０及び周辺装置１０は、駆動に必要な電力を補機用バッテリーＢＴ１から受けることが可能となっている。また、本実施形態の燃料供給機構４０は、公知の供給配管を介して燃料タンクＦＬと接続されている。

　なお、本実施形態における周辺装置１０は、エンジンルーム内に設置されて補機用バッテリーＢＴ１から電力の供給を受ける公知の車載装備であって、例えばラジエータファン１０Ａ、クーラントを循環させるためのウォーターポンプ１０Ｂ、あるいは後述する電動ステアリング装置８のパワーステアリングモータ１０Ｃなどが例示できる。

　図２に示すように、ガスタービン３０は、上記した発電機４５及びコンバータ２２などを介して駆動力源２１（電動モータ）を含む負荷に接続されている。
　従って制御装置１００は、ガスタービン３０を所望の目標回転数にするために公知の燃料噴射ノズルを備えた燃料供給機構４０を介して燃料の噴射制御を実行し得る。なお制御装置１００は、例えば特許文献２にも示される補正マップを保持し、この補正マップに基づいて目標回転数となるように燃料供給機構４０の駆動電圧を補正してもよい。

　コンバータ２２は、直流電流と交流電流との変換を行う公知のＡＣ／ＤＣコンバータや、直流電流の電圧を所望の電圧に調整する公知のＤＣ／ＤＣコンバータを含んで構成されている。従って、ガスタービン３０及び発電機４５によって生成された電力は、このコンバータ２２を介して変換された後に、例えば二次電池５０で貯蔵され又は駆動力源２１に供給さ得る。

　また、本実施形態のガスタービンエンジン車ＧＴＶは、運転制御に用いられる装備として、上記した駆動力源２１、電動ステアリング装置８及びブレーキ装置４ＬＦ、４ＲＦ、４ＬＲ、４ＲＲ（以下、特に区別を要しない場合には「ブレーキ装置４」と総称する）を備えている。
　前輪駆動軸２Ｆには電動ステアリング装置８が設けられている。電動ステアリング装置８は図示しない電動モータやギヤ機構を含み、車両駆動制御装置２０により制御されることによって左前輪３ＬＦ及び右前輪３ＲＦの操舵角を調節する。

　車両駆動制御装置２０は、ガスタービンエンジン車ＧＴＶの駆動トルクを出力する駆動力源２１、ステアリングホイール９、操舵輪の操舵角を制御する電動ステアリング装置８、及び、ガスタービンエンジン車ＧＴＶの制動力を制御するブレーキ装置４の駆動などを制御する公知の一つ又は複数の電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic　Control　Unit）を含む。車両駆動制御装置２０は、駆動力源２１から出力された出力を変速して車輪３へ伝達する変速機の駆動を制御する機能を備えていてもよい。
　なお本実施形態の車両駆動制御装置２０は、後述する制御装置１００と統合された電子制御装置として構成されていてもよい。

　制御装置１００は、一つ又は複数のプロセッサ（ＣＰＵ（Central　Processing　Unit））と、前記一つ又は複数のプロセッサに通信可能に接続される一つ又は複数のメモリと、を備えて構成されている。この制御装置１００は、車載可能な公知の通信装置ＣＤを介してインターネットなどの公知の外部ネットワークＮＴと接続可能に構成されていてもよい。

　本実施形態の制御装置１００は、吸気口３１ａに設けられるインペラ３１ｂと、このインペラ３１ｂの後段に配置されたタービン３２とを備えたガスタービン３０を制御する機能を有して構成されている。また本実施形態の制御装置１００は、上記した燃料供給機構４０における燃料噴射量をＰＩＤ制御する機能を有して構成されている。
　かような制御装置１００には、直接的に又はＣＡＮ（Controller　Area　Network）やＬＩＮ（Local　Inter　Net）等の通信手段を介して、上記した通信装置ＣＤ、センサ類ＳＲ、ハードディスクなど公知の記憶装置ＭＤ、公知の車載スピーカＳＰやディスプレイＤＰを含む提示装置ＰＤなどが電気的に接続されている。

　本実施形態のセンサ類ＳＲは、回転数センサＳＲ_１、電流センサＳＲ_２、及び電圧センサＳＲ_３を含む。このうち回転数センサＳＲ_１としては、ガスタービンエンジンの回転数を検出する機能を備えた公知の回転数センサが例示できる。電流センサＳＲ_２としては、上記した燃料供給機構４０に入力される入力電流の値を計測する機能を備えた公知の電流センサが例示できる。また、電圧センサＳＲ_３としては、上記した燃料供給機構４０における駆動電圧の値を計測する機能を備えた公知の電流センサが例示できる。
　なおセンサ類ＳＲとしては、上記したセンサの他にも、例えば加速度センサや角速度センサなど公知の種々の車載センサがさらに例示できる。

＜ガスタービンエンジンの詳細な構成＞
　次に図３を参照しつつ、ガスタービン３０と燃料供給機構４０を含む本実施形態のガスタービンエンジンについて説明する。
　同図に示すように、ガスタービン３０は、吸気口３１ａを備えた圧縮機３１、燃焼器３５の後段に配置されたタービン３２、圧縮機３１とタービン３２とを連結する駆動軸３３、タービン３２と同軸に配置された出力軸３４、および、圧縮機３１の後段に配置された燃焼器３５などを含んで構成されている。

　圧縮機３１は、空気を取り入れ可能な吸気口３１ａから外気（空気）を取り込み、インペラ３１ｂを介してこの取り込んだ空気を圧縮する機能を有して構成されている。
　タービン３２は、上記したインペラ３１ｂと連結された駆動軸３３と接続されるロータ３２ａを備えて構成される。また、ロータ３２ａは、不図示の三相交流モータなどの公知のスタータモータによって始動することが可能となっている。このときロータ３２ａはインペラ３１ｂと駆動軸３３を介して連結されていることから、ロータ３２ａの駆動に応じてインペラ３１ｂも同調して回転し得る。本実施形態のガスタービン３０には、ロータ３２ａの回転数を検出可能な上記した回転数センサＳＲ_１が設けられている。

　燃料供給機構４０は、制御装置１００による制御の下で、燃料タンクＦＬから供給された燃料を、燃焼器３５に設置された燃料噴射ノズルを介して圧縮空気に対して噴射する機能を有して構成されている。一例として、本実施形態の燃料供給機構４０は、制御装置１００を介して公知のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって駆動され得る。
　以上のとおり構成されたガスタービン３０では、制御装置１００による制御の下でスタータモータによってロータ３２ａ及びインペラ３１ｂを備えた駆動軸３３が始動（回転）すると、このインペラ３１ｂの回転によって圧縮機３１で取り込まれた空気が圧縮されて燃焼器３５へ供給される。

　このとき制御装置１００は、燃料供給機構４０における燃料供給バルブを介した燃料噴射量を調整することで、燃焼器３５内で圧縮空気に噴射された燃料が燃焼する。これにより、燃焼によって生じた高速の気体がタービン３２へ供給される。この高速の気体によりタービン３２内のロータ３２ａが回転することで、出力軸３４を介して発電機４５に駆動力（回転）が伝達されて所望の発電が行われる。また、制御装置１００は、回転数センサＳＲ_１による検出値に基づいて、ロータ３２ａが所望の回転数となるように燃料供給機構４０を介した燃料噴射量を調整し得る。

＜制御装置の詳細な構成＞
　次に図４及び図５を用いて、本実施形態におけるガスタービンエンジンの燃料噴射量を制御可能な制御装置１００について説明する。
　すなわち、上述したとおり、ガスタービンエンジンの燃焼器３５には、タービン３２におけるロータ３２ａの回転数に応じて所定量の燃料が燃料供給機構４０を介して噴射される。そして上記した特許文献にも開示されるように、制御装置１００は、燃料供給機構４０の駆動電圧をＰＩＤ制御することで燃焼器３５への燃料噴射量を調整し、ガスタービン３０におけるロータ３２ａの回転数が所望の値（目標回転数）となるように制御する。

　このとき、燃料供給機構４０は補機用バッテリーＢＴ１によって必要な電力の供給を受けているが、同様に補機用バッテリーＢＴ１から電力の供給を受ける周辺装置１０では、例えば始動時などにおいて突入電流が発生することがある。そして補機用バッテリーＢＴ１から電力の供給を受ける周辺装置１０で突入電流が発生すると、この突入電流の発生に起因して補機用バッテリーＢＴ１から燃料供給機構４０に供給される電力（入力電流や電圧）に突発的な変化が発生する。
　本実施形態では、このような燃料供給機構４０と電源を共通する他の周辺装置１０で生じた突入電流に起因する、補機用バッテリーＢＴ１から燃料供給機構４０への入力電流や電圧の変化を「突発的変化」と定義する。

　かような突発的変化が燃料供給機構４０に生じた場合には、図６でも示すように駆動電圧が大きく変化してしまい、制御装置１００によるＰＩＤ制御だけでは燃料噴射ノズルからの燃料噴射量のバラツキをいち早く抑制することが困難となってしまう。
　これに対して本実施形態の制御装置１００は、燃料供給機構４０に入力される入力電流を計測し、この入力電流の突発的変化によって燃料供給機構４０の駆動電圧が変動したとき、燃料供給機構４０を制御するＰＩＤ制御のゲインを基本定数に対して一時的に増加する制御を実行する。

　より具体的に、図４に示すように、本実施形態の制御装置１００は、回転数計測部１０１、電源パラメータ計測部１０２、ＰＩＤゲイン調整部１０３、ＰＩＤ制御部１０４、および、表示制御部１０５を含んで構成されている。これら各部は、本実施形態の制御装置１００が実行する一つの機能として構成されている。

　回転数計測部１０１は、上述した回転数センサＳＲ_１を介して、タービン３２におけるロータ３２ａの回転数を検出する機能を有する。なお本実施形態ではロータ３２ａの回転数を検出しているが、回転数センサＳＲ_１は、ガスタービンエンジンのうちインペラ３１ｂの回転数を検出する態様であってもよい。

　電源パラメータ計測部１０２は、上述した電流センサＳＲ_２を介して、補機用バッテリーＢＴ１から燃料供給機構４０に入力される入力電流の値を計測する機能を有して構成されている。また、本実施形態の電源パラメータ計測部１０２は、電圧センサＳＲ_３を介して、燃料供給機構４０の駆動電圧を計測する機能を有して構成されている。

　ＰＩＤゲイン調整部１０３は、制御装置１００が行う上記したＰＩＤ制御におけるゲインを調整する機能を有して構成されている。図５に示すように、ＰＩＤゲイン調整部１０３は、ＰＩＤ制御のうちＰ（比例）制御におけるゲインＫｐの値を調整し得る。また、ＰＩＤゲイン調整部１０３は、ＰＩＤ制御のうちＩ（積分）制御におけるゲインＫｉの値を調整し得る。さらにＰＩＤゲイン調整部１０３は、ＰＩＤ制御のうちＤ（微分）制御におけるゲインＫｄの値を調整し得る。

　ＰＩＤ制御部１０４は、上記した燃料供給機構４０を駆動するためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御に用いられるDutyの値（Duty指示値）をＰＩＤ制御する機能を有して構成されている。より具体的に、図５に示すように、ＰＩＤ制御部１０４は、公知の比例制御を実行可能なＰ制御部１０４ｐｃと、公知の積分制御を実行可能なＩ制御部１０４ｉｃと、公知の微分制御を実行可能なＤ制御部１０４ｄｃと、を含んで構成されている。また、ＰＩＤ制御部１０４が実行するＰＩＤ制御におけるゲイン（Ｋｐ、Ｋｉおよびｋｄ）の設定値は、基本定数として予め実験又はシミュレーションで算出されたものが適用されている。これにより、ＰＩＤ制御部１０４は、燃料供給機構４０の上記したDuty指示値をＰＩＤ制御して所望の燃料噴射量を燃料噴射ノズルから噴射させる制御を実行し得る。
　なお本実施形態のＰＩＤ制御部１０４は、上述のとおり制御対象の指示値として上記ＰＷＭ制御におけるオンの時間幅（Duty）をＰＩＤ制御しているが、燃料供給機構４０の駆動電圧の値そのものを制御指示値としてＰＩＤ制御してもよい。

　提示制御部１２は、公知の車載スピーカＳＰやディスプレイＤＰを含む提示装置ＰＤを介して、上記したガスタービン３０を含むガスタービンエンジンの駆動状態など各種情報を提示する処理を実行する。なお提示制御部１２は、上記した各種情報を、車載された提示装置ＰＤを介して乗員に提示してもよいし、乗員が所持するスマートフォンなどの外部端末にアクセスして提示する制御を行ってもよい。

　＜ガスタービンエンジンの制御方法＞
　次に図５～図７を参照しつつ、本実施形態における制御装置１００によって実行可能なガスタービンエンジンの制御方法について説明する。なお、当該ガスタービンエンジンの制御方法は、コンピュータが読み取り可能なプログラムのアルゴリズムとして用いられてもよい。かようなアルゴリズムを有するプログラムは、例えば公知のネットワークを介してガスタービンエンジン車ＧＴＶにダウンロード可能に流通したり、記録媒体に格納された形で流通し得る。

　以下では、例えばユーザがガスタービンエンジン車ＧＴＶに搭乗してシステムを起動して走行を開始したときを例にして説明する。
　図７に示すように、まずステップ１で、制御装置１００は、例えばガスタービンエンジン車内の発電需要に応じて上記したガスタービン３０を含むガスタービンエンジンが始動したか否かを検出する。なおステップ１でガスタービンエンジンが未だ始動していない場合には、後述するステップ７においてシステムがＯＦＦとなったか否かが判定されると共に、システムがＯＦＦとなっていない場合にはこのステップ１に戻って処理が繰り返される。

　そしてステップ１でガスタービンエンジンが始動したと判定された場合、続くステップ２において、制御装置１００は、ガスタービンエンジンが安定駆動したか否かを検出する。なお、ガスタービンエンジンが安定駆動したか否かの判定基準としては、例えばロータ３２ａの回転数が所定の範囲（例えば数万ｒｐｍ以上など）内となったか否かを用いてもよい。かような安定駆動に必要な回転数としては、ガスタービンエンジンの規模や定格出力などでに応じて、実験又はシミュレーションで予め規定することができる。
　なお一例として、本実施形態では、上記したスタータモータによる始動によってガスタービン３０のロータ３２ａにおける回転数が１００００ｒｐｍを超えたか否かを、ステップ２における判定基準として用いている。

　そしてステップ２において何らかの要因で判定条件が成立しない場合（ステップ２でＮｏ）には、ステップ１に移行して上記と同様の処理が実行される。一方でステップ２において上記した判定条件が成立してタービンエンジンが安定駆動した場合（ステップ２でＹｅｓ）には、次いでステップ３へ移行して燃料供給機構４０における駆動電圧の変動が所定値以上となったか否かが判定される。

　すなわち、図６に示すように、燃料供給機構４０は、補機用バッテリーＢＴ１を介して駆動電圧Ｖ１で駆動されるようにＰＩＤ制御されている。一例として本実施形態では１２Ｖの補機用バッテリーＢＴ１が用いられていることから、制御装置１００は、駆動電圧がＶ１（１２Ｖ）となるように燃料供給機構４０の駆動電圧をＰＩＤ制御する。
　このとき図５に示すように、周辺装置１０の起動によって突入電流が発生すると、補機用バッテリーＢＴ１から燃料供給機構４０への入力電流に突発的変化ＵＥＣが発生し、これにより燃料供給機構４０の駆動電圧が変動する。

　従ってステップ３において、制御装置１００は、例えば上記した電圧センサＳＲ_３を介して、燃料供給機構４０における駆動電圧の変動が所定値以上であるか否かを検出する。一例として、図６に示すように、制御装置１００は、制御対象（上記駆動電圧）の目標値であるＶ１（本例では１２Ｖ）に対して例えば１０％以内の範囲を適正範囲ＡＲとして設定し得る。そして制御装置１００は、燃料供給機構４０の駆動電圧が適正範囲ＡＲ外となった場合に、ステップ３において駆動電圧の変動が所定値以上であると判定する。なお、本例では上記した適正範囲ＡＲとして目標値に対して１０％以内の変動幅を規定しているが、かような適正範囲ＡＲは実験又はシミュレーションで算出してもよい。

　そしてステップ３で燃料供給機構４０における駆動電圧の変動が所定値以上と判定された場合には、続くステップ４において、制御装置１００は、上述したＰＩＤ制御のゲイン調整処理を実行する。より具体的に制御装置１００のＰＩＤゲイン調整部１０３は、Ｐ制御部１０４ｐｃで使用されているゲインＫｐの値を増加させる一方で、Ｉ制御部１０４ｉｃ及びＤ制御部１０４ｄｃにおけるゲインＫｉ及びＫｄの値は維持する処理を実行する。

　このように制御装置１００は、ＰＩＤ制御のうち、比例制御におけるゲイン（Ｋｐ）を一時的に増やす制御を実行する。なお、ＰＩＤゲイン調整部１０３によるゲインＫｐの増加率については、予め実験又はシミュレーションで規定することができる。本実施形態のＰＩＤゲイン調整部１０３は、一例として、ステップ４においてＫｐの値を一時的に基本定数（初期の設定値）に対して１０％だけ増加させる制御を実行する。

　次いでステップ５において、制御装置１００は、燃料供給機構４０の駆動電圧が所定レベルまで復帰したか否かを判定する。制御装置１００は、所定レベルの一例として、上記駆動電圧が上述した適正範囲ＡＲ内となったか否かを判定してもよい。また、制御装置１００は、ステップ５において、駆動電圧が所定レベルまで復帰したか否かを検出することに代えて、ステップ４のゲイン調整を実行してから所定時間が経過したか否かを判定してもよい。なお、上記した「所定時間」の具体的な値については、予め実験又はシミュレーションで規定することができる。

　そしてステップ５で上記した駆動電圧が適正範囲ＡＲ内になっておらず又は上記した所定時間が経過していない場合（ステップ５でＮｏ）、ステップ４に戻って上述の処理が繰り返される。他方、ステップ５で上記した駆動電圧が適正範囲ＡＲ内になったか又は上記した所定時間が経過した場合（ステップ５でＹｅｓ）、制御装置１００は、続くステップ６において、一時的に増加したゲインＫｐの値を上記した基本定数に戻す処理を実行する。

　このように制御装置１００は、上記した駆動電圧における復帰の度合いと、上記したゲインＫｐを一時的に増やす制御を開始してからの経過時間と、のいずれかに基づいて、この一時的なゲインの増加を解除してゲインの値を基本定数に復帰させる制御を実行し得る。

　すなわち図６に例示するように、時刻ｔ１において上記した突発的変化が発生し、時刻ｔ２において燃料供給機構４０の駆動電圧Ｖが適正範囲ＡＲから外れて駆動電圧の変動が所定値以上となるものの、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間αにおいて上記したゲインＫｐの値が基本定数から一時的に増加される。すなわち期間αでは、制御装置１００は、一時的にＫｐの値が増加された状態のＰＩＤ制御を実行することが可能となる。これにより、Ｐ制御におけるゲインＫｐを一時的に増加させて上記した突発的変化に対して迅速に追従することで、燃料供給機構４０を安定した駆動することが可能となる。

　以上で説明した本実施形態におけるガスタービンの制御方法によれば、燃料供給機構４０において駆動電圧の突発的変化が発生したときにＰＩＤ制御におけるゲインを一時的に増加させ、この変動に対する追従性を上げて燃料供給機構４０での燃料噴射量のばらつきを抑えることで、いち早く適正範囲ＡＲ内に駆動電圧を復帰可能となる。

　なお制御装置１００は、ステップ４において、上記した燃料供給機構４０の駆動電圧における変動の度合いに基づいて、一時的に増加させるゲインＫｐの増加幅を可変させてもよい。より具体的に、例えば上記した突発的変化ＵＥＣによる燃料供給機構４０の駆動電圧の変動幅を数段階に分け、この段階に応じて変動幅が大きいほど一時的に増加させるゲインＫｐの増加幅を大きく設定してもよい。これにより、この突発的変化に起因する変動への追従性をさらに上げて、燃料供給機構４０の駆動電圧を適正範囲ＡＲ内へ迅速に復帰させることが可能となる。

　＜コンピュータプログラム、記録媒体＞
　なお上記した判定装置の各機能を実現するコンピュータプログラムは、圧縮空気に対して燃料を噴射する燃料供給機構を備えたガスタービンエンジンを制御する制御装置に適用されるコンピュータプログラムであって、一つ又は複数のプロセッサに、燃料供給機構に入力される入力電流を計測すること、及び、この入力電流の突発的変化によって燃料供給機構の駆動電圧が変動したときに燃料供給機構を制御するＰＩＤ制御のゲインを基本定数に対して一時的に増加すること、を含む処理を実行させ得る。

　さらに制御装置の各機能を実現するコンピュータプログラムは、上記したアルゴリズムにおいて、（α）上記したＰＩＤ制御のゲインのうち比例制御におけるゲインＫｐを一時的に増やす制御を実行すること、（β）上記した駆動電圧における復帰の度合いと、上記したゲインＫｐを一時的に増やす制御を開始してからの経過時間と、のいずれかに基づいて、この一時的なゲインの増加を解除して基本定数にゲイン値を復帰させること、（ｃ）前記した駆動電圧における変動の度合いに基づいて、一時的に増加させるゲインＫｐの増加幅を可変させること、などをさらに実行させ得る。

　また、かようなコンピュータプログラムは、例えば公知の上記した記録媒体に格納される形態であってもよいし、クラウドなど公知のサーバからガスタービンエンジン車ＧＴＶに通信装置ＣＤを介してダウンロードされる形態であってもよい。

　以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術はかかる例に限定されない。本開示の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

　　１０　周辺装置
　　２０　車両駆動制御装置
　　３０　ガスタービン
　　４０　燃料供給機構
　　４５　発電機
　１００　制御装置
ＧＴＶ　ガスタービン車

Claims

　圧縮空気に対して燃料を噴射する燃料供給機構を備えたガスタービンエンジンを制御する制御装置であって、
　一つ又は複数のプロセッサと、前記一つ又は複数のプロセッサと通信可能に接続された一つ又は複数のメモリと、を備え、
　前記プロセッサは、
　前記燃料供給機構に入力される入力電流の突発的変化によって前記燃料供給機構の駆動電圧が変動したとき、前記燃料供給機構を制御するＰＩＤ制御のゲインを基本定数に対して一時的に増加する、
　ガスタービンエンジンの制御装置。
　前記プロセッサは、
　前記ＰＩＤ制御のうち、比例制御におけるゲイン（Ｋｐ）を一時的に増やす制御を実行する、
　請求項１に記載のガスタービンエンジンの制御装置。
　前記プロセッサは、
　前記駆動電圧における復帰の度合いと、前記Ｋｐを一時的に増やす制御を開始してからの経過時間と、のいずれかに基づいて、前記一時的な前記ゲインの増加を解除して前記基本定数に前記ゲイン値を復帰させる制御を実行する、
　請求項２に記載のガスタービンエンジンの制御装置。
　前記プロセッサは、
　前記駆動電圧における変動の度合いに基づいて、前記ゲイン（Ｋｐ）の増加幅を可変させる、
　請求項２に記載のガスタービンエンジンの制御装置。
　圧縮機と、前記圧縮機の後段に配置される燃焼器と、前記圧縮機で圧縮されて前記燃焼器を流通する圧縮空気に対して燃料を噴射する燃料噴射ノズルを備えた供給機構と、を含むガスタービンエンジンと、
　前記ガスタービンエンジンを制御する請求項１～４のいずれか一項に記載のガスタービンエンジンの制御装置と、
　を備えた移動体。