WO2024201770A1

WO2024201770A1 - 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

ガスタービンエンジンの始動時における回転部材の逆回転発生を判定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、ガスタービンエンジンのインペラを駆動し、吸気口から続く空気流通部に設置された空気流量センサの検出値に基づいて、インペラの始動時に空気流量センサで検出された空気流量が判定基準値の範囲にあるか否かを検出することで、ガスタービンエンジンの始動時における回転部材の逆回転の発生を判定する。

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、ガスタービンエンジ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電動モータなどの駆動系に供給する車両が知られている。

　一般的にガスタービンエンジンは作動時に高速で回転するため、安定した駆動を実現するためには定期的なメンテナンスも欠かせない。従って、例えば特許文献２に例示されるように、ガスタービンエンジンの試験において検出された欠陥が、エンジンの性能問題に関連しているのか、それともエンジン性能とは無関係な問題に関連しているのかを評価する方法なども提案されている。

特開２０１５－２１８７１１号公報特開２００３－１７６７２６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、ガスタービンエンジンが組み付けミスなど何らかの要因で通常の回転方向とは逆に回転（以下、「逆回転」とも称する）した場合、吸気口に流入すべき空気が乱れて通常の燃焼が起こらない。このような場合において、そのまま燃焼動作が継続された場合には、ガスタービンエンジンの内部で異常が発生し、場合によってはガスタービンエンジンの破損に帰結してしまう。

　これに対してガスタービンエンジンにおけるロータの回転数はセンサを用いて検出可能ではあるが、ガスタービンエンジンに搭載される一般的な回転検出機構では回転方向までは検知することができない。なお、かような回転検出機構に対して回転方向まで検知させる機能を付加することはできるものの、例えばセンサのコストアップや制御装置側での演算負荷の増大に帰結する。

　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、コストアップや制御装置の演算負荷の増大を抑制しつつ、ガスタービンエンジンの始動時における回転部材の逆回転発生を判定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、吸気口に設けられるインペラと前記インペラの後段に配置されたタービン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、前記インペラを駆動し、前記吸気口から続く空気流通部に設置された空気流量センサの検出値に基づいて、前記インペラの始動時に前記空気流量センサで検出された空気流量が判定基準値の範囲にあるか否かを検出することで、前記ガスタービンエンジンの始動時における回転部材の逆回転の発生を判定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、ガスタービンエンジンの始動時の空気流量とエンジンの回転方向とを関連付けることで、コストアップや制御装置の演算負荷の増大を抑制しつつガスタービンエンジンの始動時における逆回転の発生を判定することができる。

第１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。第１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。第１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。第１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。第１実施形態に係るガスタービンエンジンの回転方向判別方法を示すフローチャートである。図５に示すガスタービンエンジンの回転方向判別方法のうち回転方向判定処理を示すフローチャートである。第２実施形態に係るガスタービンエンジンの回転方向判別方法を示すフローチャートである。図７に示すガスタービンエンジンの回転方向判別方法のうち装備故障判定処理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要素技術や構成を適宜補完してもよい。

［第１実施形態］
＜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に燃料を供給する公知の燃料供給機構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５０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。

　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。また、燃料供給機構４０は、制御装置１００の制御によってガスタービン３０へ供給する燃料の量を調整可能な公知の燃料供給バルブ４１を含んで構成されていてもよい。

　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。

　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。制御装置１００は、後述する吸気口３１ａに設けられるインペラ３１ｃと、このインペラ３１ｃ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、制御装置１００は、後述するガスタービン３０の回転方向を判定する判定装置１０としても機能する。
　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。

　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、後述する空気流量センサＳＲ_１を含むセンサ類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。なお本実施形態に適用可能なセンサ類ＳＲとしては、ガスタービンエンジン車ＧＴＶ周囲における外気温を検出可能な公知の外気温センサＳＲ_２、ガスタービンエンジン車ＧＴＶ周囲における気圧を検出可能な公知の気圧センサＳＲ_３の他に、角速度センサなど車載される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＞
　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にインペラ３１ｃ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、空気を取り入れる吸気口３１ａから外気（空気）を取り込み、インペラ３１ｃ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。この吸気口３１ａから続くインペラ３１ｃの前段部における空気流通部３１ｂには、吸気口３１ａから取り込んだ空気の流量を計測可能な公知の空気流量センサＳＲ_１が設けられている。従って制御装置１００は、上記した空気流量センサＳＲ_１を介して、圧縮機３１に流入する空気流量を検出することが可能となっている。

　タービン３２は、上記したインペラ３１ｃ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３１ｃ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３１ｃも同調して回転し得る。
　以上のとおり構成された本実施形態のガスタービン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３１ｃを備えた駆動軸３３が始動（回転）すると、このインペラ３１ｃ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公知の燃焼器３５へ供給される。

　このとき制御装置１００は、上記した燃料供給バルブ４１を介して燃料供給機構４０から燃料を燃焼器３５へ供給して燃焼させることで、燃焼され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、これにより発電機４５で所望の発電が行われる。

＜判定装置１０＞
　次に図４を用いて、本実施形態におけるガスタービンエンジンの始動時における逆回転の発生有無を判定する判定装置１０について説明する。
　すなわち、例えばガスタービンエンジンの組み立て工程における三相交流モータの配線ミスやインバータの配線ミスなどによって、ガスタービンエンジンの始動時に正規の回転でなく上記した逆回転が発生し得ることが判明した。かような逆回転が発生した場合には、適切な対処が遅れた場合にはガスタービンエンジンの損傷などが発生し得る。
　これに対して本実施形態の判定装置１０は、上述したスタータモータを介してインペラ３１ｃ（又はロータ３２ａ）を駆動し、空気流量センサＳＲ_１の検出値に基づいてインペラ３１ｃの始動時に空気流量センサＳＲ_１で検出された空気流量が判定基準値の範囲にあるか否かを検出する。

　そして制御装置１００は、この空気流量が判定基準値の範囲にあるか否かに基づいて、ガスタービンエンジンの始動時における回転部材における逆回転の発生を判定する。より具体的に本実施形態における「回転部材」とは、圧縮機３１におけるインペラ３１ｃと、タービン３２におけるロータ３２ａと、の少なくとも１つが例示できる。

　図４に示すように、本実施形態の判定装置１０は、空気流量計測部１０Ａ、環境因子計測部１０Ｂ、および回転方向判定部１０Ｃを含んで構成されている。上述したとおり、判定装置１０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。図４に示すように、制御装置１００は、駆動制御部１１および提示制御部１２を含んで構成されていてもよい。

　空気流量計測部１０Ａは、上記した圧縮機３１の吸気口３１ａから取り込まれて空気流通部３１ｂを流れる空気の流量を計測する機能を有して構成されている。より具体的に空気流量計測部１０Ａは、上記した空気流量センサＳＲ_１を介して空気流通部３１ｂを流れる空気の流量を計測することができる。

　環境因子計測部１０Ｂは、ガスタービン３０の周囲における温度、気圧などの環境因子を計測する機能を有して構成されている。ここで本実施形態における「環境因子」とは、例えば上記した温度や気圧などガスタービンエンジンの出力に影響を与え得るガスタービン周囲のパラメータを言う。
　より具体的に環境因子計測部１０Ｂは、上記した外気温センサＳＲ_２を介して車両周囲の外気温を計測することができる。また、環境因子計測部１０Ｂは、上記した気圧センサＳＲ_３を介して車両周囲の気圧を計測することができる。なお上記では環境因子の一例として外気温と気圧を例にして説明したが、環境因子の例として例えば車両周囲の湿度など他の公知のパラメータを追加してもよい。

　回転方向判定部１０Ｃは、上記した空気流量センサＳＲ_１の検出値に基づいて、ガスタービンエンジンの始動時における回転部材（インペラ３１ｃおよびロータ３２ａの少なくとも１つ）の逆回転を検出する機能を有して構成されている。より具体的に回転方向判定部１０Ｃは、インペラ３１ｃの始動時に空気流量センサＳＲ_１で検出された空気流量が判定基準値の範囲にあるか否かを検出することで、上記した回転部材における逆回転の発生有無を判定することができる。

　なお、上記した判定基準値の範囲については、ガスタービン３０の規模や定格出力などに基づいて、実験やシミュレーションで予め算出することができる。一例として、本実施形態における判定基準値の範囲として、１０．０ｇ／ｓ～１５．０ｇ／ｓが例示できる。

　なお回転方向判定部１０Ｃは、ガスタービンエンジンの始動時における環境因子（気温や気圧など）に基づいて、上記した空気流量の判定基準値を可変させてもよい。より具体的に制御装置１００は、外気温や気圧ごとに予め規定された判定基準値の参照情報を参照してもよい。かような判定基準値の参照情報は、例えば外気温や気圧ごとに上記した判定基準値の範囲の最適値が規定されたテーブル情報として、上記した記憶装置ＭＤや不図示の外部サーバなどに予め保持されていてもよい。
　一例として、上記した参照情報は、外気温が高くなるほど判定基準値の流量が下がるように設定されていてもよい。逆に言えば上記した参照情報は、外気温が低くなるほどに判定基準値の流量が上がるように設定することができる。
　また、他の一例として、上記した参照情報は、気圧が低くなるほど判定基準値の流量が下がるように設定されていてもよい。逆に言えば上記した参照情報は、気圧が高くなるほどに判定基準値の流量が上がるように設定することができる。
　かようなテーブル情報は、所定の範囲で区分けされた外気温や気圧ごとに実験又はシミュレーションを行って最適値をそれぞれ測定することで、予め算出できる。

　駆動制御部１１は、上記した回転方向判定部１０Ｃの判定結果に基づいて、ガスタービンエンジン車ＧＴＶの駆動を制御する機能を有して構成されている。より具体的に駆動制御部１１は、上記した回転方向判定部１０Ｃによって回転部材が逆回転していると判定された場合には、例えばガスタービン３０の駆動を停止する制御を行ってもよい。

　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や上記した判定結果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。

　＜ガスタービン始動時における回転方向判定方法＞
　次に図５及び図６も参照しつつ、本実施形態における判定装置１０を含む制御装置１００によって実行可能な、ガスタービン始動時における回転方向判定方法について説明する。なお、当該回転方向判定方法は、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。

　まずステップ１０Ａで、制御装置１００は、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１０Ａ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１００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１０Ａに戻って処理が繰り返される。

　そしてステップ１０Ａ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２０Ａにおいて、ガスタービン始動時における回転方向を判定するための判定条件が成立したか否かが検出される。かような判定条件としては、例えばガスタービンエンジンが定格出力を出せる準備が整ったかなどを基準に設定されてもよい。すなわち上記判定条件の一例として、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における回転数が所定範囲（例えば５０００ｒｐｍ～１００００ｒｐｍの範囲内）となったか、などが例示できる。

　なお本例では上記回転数の範囲として５０００～１００００ｒｐｍを例示するが、このような所定範囲としてはタービンの規模や定格出力などに応じて適宜設定してもよい。
　ステップ２０Ａ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２０ＡでＮｏ）には、ステップ１００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２０Ａにおいて上記した判定条件が成立した場合（ステップ２０ＡでＹｅｓ）には、次いでステップ３０Ａへ移行してガスタービンエンジンの始動時における回転方向の判定処理が実行される。

　すなわち、図６に示すように、ステップ３０Ａにおけるガスタービンエンジンの始動時における回転方向の判定処理では、まずステップ３１において、制御装置１００は、公知の回転数検出センサ（不図示）を介して、スタータモータで始動したロータ３２ａの回転数を確認する。ここで、上記した記憶装置ＭＤなどにはロータ３２ａの回転数に対応した空気流量の範囲情報が予め保持されている。

次いでステップ３２において、制御装置１００の空気流量計測部１０Ａは、上述した空気流量センサＳＲ_１を介して、インペラ３１ｃの始動時において空気流通部３１ｂを流れる空気の流量を計測する。このときステップ３２において、制御装置１００の環境因子計測部１０Ｂは、例えば上記した外気温センサＳＲ_２を介して車両周囲の外気温を計測してもよい。

　次いでステップ３３において、制御装置１００の回転方向判定部１０Ｃは、空気流量計測部１０Ａの検出値（空気流通部３１ｂを流れる空気の流量）に基づいて、インペラ３１ｃの始動時に空気流量センサＳＲ_１で検出された空気流量が判定基準値の範囲にあるか否かを検出する。より具体的に制御装置１００の回転方向判定部１０Ｃは、ステップ３１で取得したロータ３２ａの回転数に基づいて上記した空気流量の範囲情報を取得し、この範囲情報に含まれる判定基準値（一例として、上記した１０．０ｇ／ｓ～１５．０ｇ／ｓ）の範囲内にあるかを判定することができる。このとき制御装置１００の回転方向判定部１０Ｃは、ステップ３２で車両周囲の外気温など環境因子の情報を取得している場合には、この環境因子の値に基づいて上記した判定基準値を調整（例えば上限及び下限の少なくとも一方を可変するなど）してもよい。

　このように回転方向判定部１０Ｃは、ステップ３３において上記した空気流量が判定基準値の範囲内でなければ、続くステップ３４Ａにおいてガスタービンエンジンは逆回転を行っていると判定してステップ３０Ａを完了する。一方、ステップ３３において上記した空気流量が判定基準値の範囲内であれば、回転方向判定部１０Ｃは、続くステップ３４Ｂにおいてガスタービンエンジンは順回転（すなわち適正な回転）を行っていると判定してステップ３０Ａを完了する。

　以上のステップ３０Ａにおける回転方向判定処理によってガスタービンエンジンの回転方向が判定された後は、続くステップ４０Ａにおいて、制御装置１００は、ガスタービンエンジンの回転方向は正常（順回転）か否かを判定して、正常（すなわち順回転）であればステップ１００へ移行する。
　一方でステップ４０Ａにおいて上記回転方向が正常でないと判定された場合、制御装置１００の提示制御部１２は、上記した提示装置ＰＤを介して、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や、逆回転が発生しているなどの警告情報をユーザに対して提示することができる。

　また、ガスタービンエンジンの始動時において逆回転が発生していることから、制御装置１００の駆動制御部１１は、続くステップ６０Ａにおいて、ガスタービン３０の駆動を緊急停止する制御を行うことができる。これによりガスタービンエンジンの損傷などを早期に抑制することが可能となっている。
　なお、図示されるとおり、ステップ６０Ａの後で本実施形態の回転方向判定方法が完了するが、例えばステップ６０Ａの後はステップ１００に移行してシステムがＯＦＦとなったか否かを判定してもよい。

　以上で説明したガスタービン始動時における回転方向判定方法によれば、ガスタービンエンジンの始動時の空気流量とエンジンの回転方向とを関連付け、ガスタービンエンジンの始動時において回転部材（インペラ３１ｃやロータ３２ａ）の逆回転の発生を検出できることから、例えば上記した組み付けミスなどによるガスタービンエンジンの損傷などが抑制できる。

［第２実施形態］
　以下、図７及び図８を用いて第２実施形態に係るガスタービンエンジンの制御装置１００について説明する。上述した第１実施形態においては、空気流量センサの検出値に基づいてガスタービンエンジンの始動時における回転部材の逆回転の発生を判定していた。これに対して第２実施形態の制御装置１００では、第１実施形態における判定処理をベースとして、前記した空気流量センサの故障と前記した回転部材の逆回転とをさらに峻別する点に主とした特徴がある。

　従って以下に述べる第２実施形態の説明では、上記した特徴について主に説明することとし、既述した第１実施形態と同じ機能を有する構成要素について同じ参照番号を付すと共にそのような構成要素の説明は適宜省略する。

　すなわち本実施形態において、制御装置１００は、第１実施形態で既述したステップ１０Ａからステップ３０Ａを経ることで、ガスタービンエンジンの始動時における回転方向が判定される。
　次いでステップ４０Ｂにおいて、制御装置１００は、ガスタービンエンジンが逆回転しているか否かを確認する。そしてガスタービンエンジンが逆回転しておらず順回転である場合（ステップ４０ＢでＮｏ）には、既述したステップ１００へ移行する。

　一方でガスタービンエンジンが逆回転していると判定された場合（ステップ４０ＢでＹｅｓ）には、制御装置１００は、ステップ５０Ｂに移行して以下に示す装備故障判定処理を実行する。
　すなわち、図８に示すように、制御装置１００は、まずステップ５１において公知の回転数検出センサ（不図示）を介してロータ３２ａの回転数を検出する。次いでステップ５２において、制御装置１００は、上記した空気流量センサＳＲ_１を介して、インペラ３１ｃの始動時において空気流通部３１ｂを流れる空気の流量（１回目）を計測する。なお、ステップ５２における処理は上述したステップ３２における処理と同様であることから、このステップ５２は適宜省略してもよい。

　続いてステップ５３において、制御装置１００は、スタータモータを制御して、最初の回転方向とは逆方向となるようにロータ３２ａを逆回転で駆動させる。次いでステップ５４において、制御装置１００は、上記した空気流量センサＳＲ_１を介して、空気流通部３１ｂを流れる空気の流量（２回目）を計測する。

　そして制御装置１００は、続くステップ５５において、空気流量センサＳＲ_１で検出された空気流量が判定基準値の範囲にあるか否かを検出する。より具体的に制御装置１００は、ステップ３１と同様の手法にて、ロータ３２ａの回転数に基づいて上記した空気流量の範囲情報を取得し、この範囲情報に含まれる判定基準値の範囲内にあるかを判定することができる。

　ここで、仮に上記した回転部材が組み付けミスによって逆回転している場合には、ステップ５３でロータ３２ａを逆回転させていることから、ステップ５５では正規の回転方向（すなわち順回転）で回転した場合と同じ状態となっていると推定できる。
　従って、制御装置１００は、ステップ５において検出された空気流量が上記した判定基準値の範囲にあれば、ステップ５６Ｂに移行してガスタービンエンジンが逆回転していると判定できる。そしてステップ５６Ｂにおいてガスタービンエンジンが逆回転していることを判定した後は、本実施形態の故障判定処理を完了してステップ６０Ｂに移行する。

　一方で制御装置１００は、ステップ５において検出された空気流量が上記した判定基準値の範囲になければ、ステップ５６Ａに移行して装備品（本例では空気流量センサＳＲ_１）が故障している可能性があると判定できる。そしてステップ５６Ａにおいて装備品が故障している可能性があることを判定した後は、本実施形態の故障判定処理を完了してステップ６０Ｂに移行する。

　このように本実施形態の制御装置１００は、ロータ３２ａ及びインペラ３１ｃを順方向（正回転）に回転させた後で逆方向（逆回転）に回転させて、この間に検出される空気流量センサＳＲ_１の測定値に基づいて、この装備品（空気流量センサＳＲ_１）の故障と回転部材の逆回転とを峻別することが可能となっている。

　そして上記したステップ５０Ｂにおける故障判定処理を完了した後、続くステップ６０Ｂにおいて、制御装置１００は、上記した提示装置ＰＤを介して、ガスタービン３０を含むガスタービンエンジンにおける逆回転発生の有無や、装備品（本例では空気量センサ）が故障している可能性があるなどの警告情報をユーザに対して提示することができる。

　さらに制御装置１００は、続くステップ７０において、上記した第１実施形態と同様に、ガスタービン３０の駆動を緊急停止する制御を行うことができる。これにより、装備品の故障と回転部材の組付けミスを峻別しつつ、ガスタービンエンジンの損傷などを早期に抑制することが可能となっている。

　なお本実施形態では、ガスタービンエンジンに搭載される装備品の一例として空気流量センサＳＲ_１を示したが、本開示は上記の例には限定されない。例えば装備品の一例としてタービン内の圧力を測定可能な圧力センサなど他部品の故障に対し、上記した装備故障判定処理を応用してもよい。

　＜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、吸気口に設けられるインペラと前記インペラの後段に配置されたタービン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、スタータモータを介してインペラ（又はロータ）を駆動させること、吸気口から続く空気流通部に設置された空気流量センサの検出値に基づいてインペラの始動時に空気流量センサで検出された空気流量が判定基準値の範囲にあるか否かを検出すること、及び、前記空気流量が判定基準値の範囲にあるか否かに基づいてガスタービンエンジンの始動時における回転部材（インペラ及びロータの少なくとも一方）の逆回転の発生を判定すること、を含む処理を実行させ得る。

　さらに判定装置を含む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加え、（α）ガスタービンエンジンの始動時における環境因子（気温や気圧など）に基づいて上記した空気流量の判定基準値を可変させること、（β）インペラを順方向（正回転）に回転させた後で逆方向（逆回転）に回転させて、この間に検出される空気流量センサの測定値に基づいて、空気流量センサの故障と上記した回転部材の逆回転とを峻別すること、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　判定装置
　　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

　吸気口に設けられるインペラと前記インペラの後段に配置されたタービン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、
　前記インペラを駆動し、
　前記吸気口から続く空気流通部に設置された空気流量センサの検出値に基づいて、前記インペラの始動時に前記空気流量センサで検出された空気流量が判定基準値の範囲にあるか否かを検出することで、前記ガスタービンエンジンの始動時における回転部材の逆回転の発生を判定する、
　ガスタービンエンジンの制御装置。
　前記プロセッサは、
　前記始動時における環境因子に基づいて、前記空気流量の判定基準値を可変させる、
　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、
　前記インペラを順方向に回転させた後で逆方向に回転させて、この間に検出される前記空気流量センサの測定値に基づいて、前記空気流量センサの故障と前記回転部材の逆回転とを峻別する、
　請求項２に記載のガスタービンエンジンの制御装置。
　吸気口にインペラを備えた圧縮機と、前記インペラの前段における空気流通部に設置された空気流量センサと、前記圧縮機の後段に配置された燃焼器と、前記燃焼器の後段に配置されたロータを備えたタービンと、前記タービンと同軸に配置された出力軸と、を備えた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１～３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、
　を備えたガスタービンエンジン車。