(57)【要約】【課題】弁の流量特性の変化に対応できる燃料流量制御装置を提供する。【解決手段】燃料流量制御装置は、燃料流量調節弁の流量特性と前記燃料流量調節弁の弁開度との対応関係と、燃料流量指令値に応じて前記燃料流量調節弁に求められる流量特性の指令値と、に基づいて前記流量特性の指令値に対応する弁開度を算出し、前記燃料流量調節弁の開度を前記算出した弁開度に調節する弁開度調節部と、前記燃料流量調節弁が設けられた燃料系統を流れる燃料の状態量に基づいて前記燃料流量調節弁の第１流量特性を算出する流量特性算出部と、前記対応関係を、前記算出した弁開度が前記第１流量特性と対応するように更新する対応関係更新部と、を備える。【選択図】図２
2016023605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料流量調節弁の流量特性と前記燃料流量調節弁の弁開度との対応関係と、燃料流量指令値に応じて前記燃料流量調節弁に求められる流量特性の指令値と、に基づいて前記流量特性の指令値に対応する弁開度を算出し、前記燃料流量調節弁の開度を前記算出した弁開度に調節する弁開度調節部と、
前記燃料流量調節弁が設けられた燃料系統を流れる燃料の状態量に基づいて前記燃料流量調節弁の第１流量特性を算出する流量特性算出部と、
前記燃料流量調節弁の流量特性と前記燃料流量調節弁の弁開度との対応関係を、前記算出した弁開度が前記第１流量特性と対応するように更新する対応関係更新部と、
を備えることを特徴とする燃料流量制御装置。
【請求項２】
前記弁開度調節部は、前記第１流量特性と前記流量特性の指令値との大小関係に応じて、前記更新後の燃料流量調節弁の流量特性と前記燃料流量調節弁の弁開度との対応関係に基づく補間計算を行い前記流量特性の指令値に対応する弁開度を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料流量制御装置。
【請求項３】
前記弁開度調節部は、前記第１流量特性が前記流量特性の指令値より大きい場合、前記燃料流量調節弁の流量特性と前記燃料流量調節弁の弁開度との対応関係における現在の弁開度より小さな値を弁開度に持つ第１対応関係情報を選択し、前記算出した弁開度と前記第１流量特性とからなる第２対応関係情報と前記第１対応関係情報とを用いた補間計算によって弁開度を算出し、前記第１流量特性が前記流量特性の指令値より小さい場合、前記燃料流量調節弁の流量特性と前記燃料流量調節弁の弁開度との対応関係における現在の弁開度より大きな値を弁開度に持つ第１対応関係情報を選択し、当該第１対応関係情報と前記第２対応関係情報とを用いた補間計算によって弁開度を算出する
ことを特徴とする請求項２に記載の燃料流量制御装置。
【請求項４】
前記状態量に基づく燃料流量と前記燃料流量指令値との偏差に基づいて前記流量特性の指令値に対する補正量を算出する指令値補正部と、
を更に備え、
前記弁開度調節部は、前記流量特性の指令値に前記指令値補正部が算出した補正量を加えた値に対して弁開度を調節する
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の燃料流量制御装置。
【請求項５】
前記燃料流量調節弁の下流であって燃料を燃焼室に噴射するノズルの上流における圧力と、前記燃焼室における圧力とに基づいて前記状態量に基づく燃料流量を推定する燃料流量推定部
をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の燃料流量制御装置。
【請求項６】
前記燃料系統を流れる燃料の状態量を取得する状態量取得部
をさらに備え、
前記状態量取得部は、少なくとも前記燃料流量調節弁の下流における圧力の計測値を取得し、前記燃料流量調節弁の下流に複数の圧力計が設けられている場合、それら複数の圧力計による計測値の中央値を選択する
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の燃料流量制御装置。
【請求項７】
前記燃料系統を流れる燃料の状態量を取得する状態量取得部
をさらに備え、
前記状態量取得部は、少なくとも前記燃料流量調節弁の下流における圧力の計測値を取得し、前記燃料流量調節弁の下流に複数の圧力計が設けられている場合、それら複数の圧力計による計測値の平均値を計算する
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の燃料流量制御装置。
【請求項８】
前記状態量に対して遅れを補償やノイズ除去を行う信号処理部、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の燃料流量制御装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８の何れか１項に記載の燃料流量制御装置を備えることを特徴とする燃焼器。
【請求項１０】
請求項９に記載の燃焼器を備えることを特徴とするガスタービン。
【請求項１１】
燃料流量調節弁の流量特性と前記燃料流量調節弁の弁開度との対応関係と、燃料流量指令値に応じて前記燃料流量調節弁に求められる流量特性の指令値と、に基づいて前記流量特性の指令値に対応する弁開度を算出し、
前記燃料流量調節弁が設けられた燃料系統を流れる燃料の状態量に基づいて前記燃料流量調節弁の第１流量特性を算出し、
前記燃料流量調節弁の流量特性と前記燃料流量調節弁の弁開度との対応関係を、前記算出した弁開度が前記第１流量特性と対応するように更新する、
ことを特徴とする燃料流量制御方法。
【請求項１２】
燃料流量制御装置のコンピュータを、
燃料流量調節弁の流量特性と前記燃料流量調節弁の弁開度との対応関係と、燃料流量指令値に応じて前記燃料流量調節弁に求められる流量特性の指令値と、に基づいて前記流量特性の指令値に対応する弁開度を算出する手段、
前記燃料流量調節弁が設けられた燃料系統を流れる燃料の状態量に基づいて前記燃料流量調節弁の第１流量特性を算出する手段、
前記対応関係を、前記算出した弁開度が前記第１流量特性と対応するように更新する手段、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料流量制御装置、燃焼器、ガスタービン、燃料流量制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンの燃料流量調節弁（ＦＣＶ）の制御にはフィードフォワード制御（以下、ＦＦ制御）が用いられることがある。従来の燃料流量調節弁のＦＦ制御を図１５を用いて説明する。図１５は、従来の燃料流量制御方法の一例を示す図である。符号４０は燃料の温度を計測する温度計である。符号２１は圧力調節弁であり、符号１７は燃料流量調節弁である。圧力調節弁２１は、燃料流量調節弁１７の上流の圧力が所定の圧力となるようにフィードバック制御（以下、ＦＢ制御）する。符号４２は、燃料流量調節弁１７の下流の圧力を計測する圧力計である。符号４４は、ＦＦ制御器である。ＦＦ制御器４４は、燃料の流量指令値と、ＦＣＶ上流圧設定値と、温度計４０が計測した燃料の温度と、圧力計４２が計測した圧力とを入力し、燃料流量調節弁１７の流量特性であるＣｖ値を算出する。ＦＣＶ上流圧設定値を用いるのは、圧力調節弁２１によって燃料流量調節弁１７の上流の圧力がＦＣＶ上流圧設定値となるように制御されていることを前提としているからである。ＦＦ制御器４４は、算出したＣｖ値を関数発生器４５に出力する。関数発生器４５は、Ｃｖ値と弁開度指令値とを対応付けたテーブルを備えており、入力したＣｖ値に対応する弁開度指令値を求め、燃料流量調節弁１７の弁開度を制御する。燃料流量調節弁１７で調節された燃料は、複数のノズル（例えばノズル４７Ａ、４７Ｂ）から燃焼器へ噴射される。このように、従来においては、温度や圧力などの計測値や設定値を入力値としたＦＦ制御によってＣｖ値を算出し、Ｃｖ値と弁開度を対応付けたテーブルを用いて変換した指令値によって燃料流量調節弁１７の開度を制御していた。
【０００３】
なお、関連する技術として特許文献１には、燃料流量を調節するガス制御弁の流量特性を示す弁容量係数を燃料特性を考慮して補正し、燃料システムの流量ゲインを算出する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１６０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この方法には次のような問題があった。まず、上記の方法では、Ｃｖ値の算出に用いる燃料流量調節弁１７の上流での圧力に定常状態における設定値を使用している。その為、負荷遮断時や負荷変更時のように、ＦＣＶ上流圧設定値が、圧力調節弁２１によって制御される実際の圧力値と異なる場面では、ＦＦ制御器４４が入力するＦＣＶ上流圧設定値が、実際の圧力値とずれているため、算出するＣｖ値にもずれが生じてしまう。また、燃料流量調節弁１７の経年劣化などにより特性が変化することによってＣｖ値が変化したり、実際の燃料流量調節弁１７のＣｖ値が元々設計値とずれている場合などは、そのずれを補償する機会がないため定常状態における燃料流量制御の精度が低くなってしまう。
【０００６】
そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる燃料流量制御装置、燃焼器、ガスタービン、燃料流量制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、燃料流量調節弁の流量特性と前記燃料流量調節弁の弁開度との対応関係と、燃料流量指令値に応じて前記燃料流量調節弁に求められる流量特性の指令値と、に基づいて前記流量特性の指令値に対応する弁開度を算出し、前記燃料流量調節弁の開度を前記算出した弁開度に調節する弁開度調節部と、前記燃料流量調節弁が設けられた燃料系統を流れる燃料の状態量に基づいて前記燃料流量調節弁の第１流量特性を算出する流量特性算出部と、前記燃料流量調節弁の流量特性と前記燃料流量調節弁の弁開度との対応関係を、前記算出した弁開度が前記第１流量特性と対応するように更新する対応関係更新部と、を備えることを特徴とする燃料流量制御装置である。
【０００８】
本発明の第２の態様における前記弁開度調節部は、前記第１流量特性と前記流量特性の指令値との大小関係に応じて、前記更新後の燃料流量調節弁の流量特性と前記燃料流量調節弁の弁開度との対応関係に基づく補間計算を行い前記流量特性の指令値に対応する弁開度を算出する。
【０００９】
本発明の第３の態様における前記弁開度調節部は、前記第１流量特性が前記流量特性の指令値より大きい場合、前記燃料流量調節弁の流量特性と前記燃料流量調節弁の弁開度との対応関係における現在の弁開度より小さな値を弁開度に持つ第１対応関係情報を選択し、前記算出した弁開度と前記第１流量特性とからなる第２対応関係情報と前記第１対応関係情報とを用いた補間計算によって弁開度を算出し、前記第１流量特性が前記流量特性の指令値より小さい場合、前記燃料流量調節弁の流量特性と前記燃料流量調節弁の弁開度との対応関係における現在の弁開度より大きな値を弁開度に持つ第１対応関係情報を選択し、当該第１対応関係情報と前記第２対応関係情報とを用いた補間計算によって弁開度を算出する。
【００１０】
本発明の第４の態様における燃料流量制御装置は、前記状態量に基づく燃料流量と前記燃料流量指令値との偏差に基づいて前記流量特性の指令値に対する補正量を算出する指令値補正部と、を更に備え、前記弁開度調節部は、前記流量特性の指令値に前記指令値補正部が算出した補正量を加えた値に対して弁開度を調節する。
【００１１】
本発明の第５の態様における燃料流量制御装置は、前記燃料流量調節弁の下流であって燃料を燃焼室に噴射するノズルの上流における圧力と、前記燃焼室における圧力とに基づいて前記状態量に基づく燃料流量を推定する燃料流量推定部をさらに備える。
【００１２】
本発明の第６の態様における燃料流量制御装置は、前記燃料系統を流れる燃料の状態量を取得する状態量取得部をさらに備え、前記状態量取得部は、少なくとも前記燃料流量調節弁の下流における圧力の計測値を取得し、前記燃料流量調節弁の下流に複数の圧力計が設けられている場合、それら複数の圧力計による計測値の中央値を選択する。
【００１３】
本発明の第７の態様における燃料流量制御装置は、前記燃料系統を流れる燃料の状態量を取得する状態量取得部をさらに備え、前記状態量取得部は、少なくとも前記燃料流量調節弁の下流における圧力の計測値を取得し、前記燃料流量調節弁の下流に複数の圧力計が設けられている場合、それら複数の圧力計による計測値の平均値を計算する。
【００１４】
本発明の第８の態様における燃料流量制御装置は、前記状態量に対して遅れを補償やノイズ除去を行う信号処理部、をさらに備える。
【００１５】
本発明の第９の態様は、上述の燃料流量制御装置を備えることを特徴とする燃焼器である。
【００１６】
本発明の第１０の態様は、上述の燃焼器を備えることを特徴とするガスタービンである。
【００１７】
本発明の第１１の態様は、燃料流量調節弁の流量特性と前記燃料流量調節弁の弁開度との対応関係と、燃料流量指令値に応じて前記燃料流量調節弁に求められる流量特性の指令値と、に基づいて前記流量特性の指令値に対応する弁開度を算出し、前記燃料流量調節弁が設けられた燃料系統を流れる燃料の状態量に基づいて前記燃料流量調節弁の第１流量特性を算出し、前記燃料流量調節弁の流量特性と前記燃料流量調節弁の弁開度との対応関係を、前記算出した弁開度が前記第１流量特性と対応するように更新する、ことを特徴とする燃料流量制御方法である。
【００１８】
本発明の第１２の態様は、燃料流量制御装置のコンピュータを、燃料流量調節弁の流量特性と前記燃料流量調節弁の弁開度との対応関係と、燃料流量指令値に応じて前記燃料流量調節弁に求められる流量特性の指令値と、に基づいて前記流量特性の指令値に対応する弁開度を算出する手段、前記燃料流量調節弁が設けられた燃料系統を流れる燃料の状態量に基づいて前記燃料流量調節弁の第１流量特性を算出する手段、前記対応関係を、前記算出した弁開度が前記第１流量特性と対応するように更新する手段、として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、燃料流量調節弁の流量特性が変化しても燃料流量を所望の値に近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る第一実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。
【図２】本発明に係る第一実施形態における燃料流量制御装置の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る第一実施形態における燃料流量制御方法の一例を示す図である。
【図４】本発明に係る第一実施形態におけるＣｖ値と弁開度の対応関係の一例を示す図である。
【図５】本発明に係る第一実施形態における燃料流量制御処理のフローチャートである。
【図６】本発明に係る第二実施形態における燃料流量制御装置の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明に係る第二実施形態における燃料流量制御方法の一例を示す図である。
【図８】、本発明に係る第三実施形態における燃料流量制御装置の一例を示すブロック図である。
【図９】本発明に係る第三実施形態における燃料流量制御方法の一例を示す図である。
【図１０】本発明に係る第三実施形態における燃料流量制御処理のフローチャートである。
【図１１】本発明に係る第四実施形態における燃料流量制御装置の一例を示すブロック図である。
【図１２】本発明に係る第四実施形態における燃料流量制御方法の一例を示す図である。
【図１３】本発明に係る第五実施形態における燃料流量制御装置の一例を示すブロック図である。
【図１４】本発明に係る第五実施形態における燃料流量制御方法の一例を示す図である。
【図１５】従来の燃料流量制御方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態による燃料流量制御装置を図１〜図５を参照して説明する。
図１は本発明に係る第一実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。
本実施形態のガスタービンプラントは、図１に示すように、ガスタービン１０と、ガスタービン１０の駆動で発電する発電機１６と、ガスタービン１０へ燃料を供給する燃料供給装置２０と、燃料供給の制御を行う燃料制御装置２６、燃料流量調節弁の制御を行う燃料流量制御装置３０を備えている。ガスタービン１０と発電機１６は、ロータ１５で連結されている。
ガスタービン１０は、空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機１１と、圧縮空気と燃料ガスとを混合して燃焼させ、高温の燃焼ガスを生成する燃焼器１２と、燃焼ガスにより駆動するタービン１３と、を備えている。
圧縮機１１には、ＩＧＶ１４が設けられている。ＩＧＶ１４は圧縮機１１へ流入する空気の量を調節する。
【００２２】
燃焼器１２は、燃焼器１２に燃料を供給する燃料供給装置２０と接続されている。燃焼器１２には、火炎の安定燃焼や低ＮＯｘを実現するために複数の系統から燃料が供給される。燃料供給装置２０と、燃焼器１２の間には、燃料の供給系統ごとに燃料の供給量を調節する燃料流量調節弁１７〜１９が設けられている。燃料流量調節弁１７〜１９の上流には、圧力調節弁や温度計などの計測器が備えられている。また、燃料流量調節弁１７〜１９の下流には、圧力計などの計測器が備えられている。これらの構成の詳細については後述する。
【００２３】
燃料制御装置２６は、ガスタービンの負荷などに応じて燃料流量指令値を算出し、燃料流量制御装置３０に出力する。
燃料流量制御装置３０は、燃料制御装置２６から取得した燃料流量指令値と、燃料流量調節弁１７〜１９の上流及び下流に設けられた計測器が計測した燃料に関する状態量とに基づいて、燃料流量調節弁１７〜１９の弁開度を調節し、燃焼器１２に供給する燃料の流量を調節する。
【００２４】
図２は、本発明に係る第一実施形態における燃料流量制御装置の一例を示すブロック図である。
燃料流量制御装置３０は、状態量取得部３１、Ｃｖ指令値算出部３２、弁開度調節部３３、記憶部３６、対応テーブル補正部４６を有している。対応テーブル補正部４６は、実Ｃｖ値算出部３４、対応テーブル更新部３５、定常状態判定部３７を有している。
状態量取得部３１は、燃料流量調節弁１７〜１９が設けられた燃料系統を流れる燃料に関する諸々の状態量を取得する。状態量とは、例えば、燃料流量調節弁１７〜１９の上流及び下流における圧力、燃料の流量及び温度である。状態量取得部３１は、これら状態量を燃料系統に備えられた計測器から取得する。また、状態量取得部３１は、燃料流量調節弁１７〜１９の上流における圧力の設定値（ＦＣＶ上流圧設定値）を図示しない他の装置から取得する。また、燃料流量調節弁１７〜１９の下流に複数の圧力計が備えられている場合、状態量取得部３１は、それら複数の圧力計が計測した値のうち中央値を選択して、この値を燃料流量調節弁１７〜１９の下流における圧力に設定する。または、状態量取得部３１は、複数の圧力計が計測した値の平均値を算出して、この値を燃料流量調節弁１７〜１９の下流における圧力に設定する。状態量取得部３１は、これら状態量を他の機能部へ出力する。
【００２５】
Ｃｖ指令値算出部３２は、燃料制御装置２６から取得した燃料流量指令値と、状態量取得部３１から取得した燃料流量調節弁１７の上流圧設定値と、燃料の温度と、燃料流量調節弁１７の下流の圧力とに基づいて、Ｃｖ値を算出するＦＦ制御器を有している。Ｃｖ指令値算出部３２は、算出したＣｖ値を、弁開度調節部３３へ出力する。Ｃｖ指令値算出部３２が算出したＣｖ値は、燃料流量調節弁１７〜１９が、燃料流量指令値が示す流量の燃料を燃焼器に供給するために必要となるＣｖ値である。つまり、このＣｖ値は、Ｃｖ値がこの値となるように燃料流量調節弁を開いたときに流れる燃料の流量が燃料流量指令値となると想定される値である。以下、Ｃｖ指令値算出部３２が算出したＣｖ値をＣｖ指令値と称する。
【００２６】
弁開度調節部３３は、Ｃｖ指令値算出部３２から取得したＣｖ指令値に基づいて、弁開度を求める関数発生器を有している。関数発生器は、弁開度を求めるためにＣｖ値と弁開度とを対応付けたテーブルまたは関数を用いる。関数発生器は、このテーブルまたは関数からＣｖ指令値に対応する弁開度を補間計算によって求める。弁開度調節部３３は、関数発生器が求めた弁開度となるように制御対象となる燃料流量調節弁の開度を制御する。
【００２７】
実Ｃｖ値算出部３４は、燃料系統を流れる燃料の状態量に基づいて燃料流量調節弁１７などのＣｖ値を算出する。状態量とは、燃料の温度、燃料流量調節弁の上流及び下流の圧力、燃料の流量である。また、一般に気体のＣｖ値は、弁の入口と出口の圧力、流量、温度、比重などから、流量の時間変化を含まない計算式を用いて求めることができる。実Ｃｖ値算出部３４は、これらの値を取得してＣｖ値を算出する式から制御対象となる燃料流量調節弁の実際のＣｖ値を算出する。実際のＣｖ値とは、燃料流量指令値に応じたＣｖ指令値に対して、実際に燃料系統を流れる燃料の状態量に基づく燃料流量に応じたＣｖ値という意味である。本実施形態の場合、燃料系統を流れる燃料の状態量に基づく燃料流量には計測値を用いる。
【００２８】
対応テーブル更新部３５は、実Ｃｖ値算出部３４から算出した実際のＣｖ値を取得し、弁開度調節部３３から現在の弁開度を取得する。そして、対応テーブル更新部３５は、これら取得した２つの値を対応付けて、上述したＣｖ値と弁開度との対応関係を更新する。
記憶部３６は、Ｃｖ値と弁開度とを対応付けたテーブルまたは関数、Ｃｖ値を計算するプログラムや計算に用いる係数などを記憶している。
定常状態判定部３７は、燃料の流量が定常状態かどうかを判定する。例えば、定常状態判定部３７は、状態量取得部３１が取得した流量計４３による燃料流量計測値を評価して、その値が所定の期間において所定の範囲に収まっている場合、定常状態であると判定する。
【００２９】
次に第一実施形態における燃料流量の制御方法について燃料流量調節弁１７を例に図３を用いて説明する。
図３は、本発明に係る第一実施形態における燃料流量制御方法の一例を示す図である。
符号４０は、燃料の温度を計測する温度計である。符号４１は、燃料流量調節弁１７の上流の圧力を計測する圧力計である。符号４３は、燃料流量調節弁１７の下流の燃料流量を計測する流量計である。符号４２は、燃料流量調節弁１７の下流の圧力を計測する圧力計である。なお、この圧力計４２は、冗長化のため複数個設けられていてもよい。符号４７Ａ、４７Ｂは、燃料流量調節弁１７が備えられた燃料系統に接続されたノズルである。なお、燃料流量調節弁１７の上流には図示しない圧力調節弁が設けられている。
【００３０】
符号４４は、Ｃｖ指令値算出部３２が有するＦＦ制御器である。ＦＦ制御器４４は、状態量取得部３１が取得した、温度計４０が計測した燃料の温度と、ＦＣＶ上流圧設定値と、圧力計４２が計測した燃料流量調節弁１７の下流の圧力と、燃料流量指令値とに基づいてＣｖ値指令値を算出する。なお、圧力計４２が複数設けられている場合、ＦＦ制御器４４は、それら複数の複数の圧力計による計測値の中央値または平均値を用いてＣｖ値指令値を算出する。
符号４５は、弁開度調節部３３が有する関数発生器である。関数発生器４５は、ＦＦ制御器４４が算出したＣｖ指令値を取得し、Ｃｖ値と弁開度の対応テーブルからＣｖ指令値に対応する弁開度を補間計算によって求める。関数発生器４５は、弁開度指令値を燃料流量調節弁１７に出力する。
【００３１】
図３におけるこれらの構成は、図１５を用いて説明した従来の構成と同様である。上述のとおり、この構成による燃料流量制御方法には、ＦＣＶ上流圧設定値と実際の燃料流量調節弁の上流の圧力にずれが生じるような過渡状態や、Ｃｖ値が設計値と異なるような場合に弁開度指令値の精度が低下し、所望の燃料流量に制御できないという問題がある。そこで本実施形態では、燃料流量制御装置３０に以下のような構成を設け、この問題に対応する。
符号４６は、Ｃｖ値と弁開度の対応テーブルを実際に即した対応関係に補正する対応テーブル補正部である。対応テーブル補正部４６は、実Ｃｖ値算出部３４と対応テーブル更新部３５と定常状態判定部３７に対応している。まず、定常状態判定部３７は、燃料流量が定常状態かどうかを判定する。定常状態である場合、実Ｃｖ値算出部３４は、状態量取得部３１が取得した温度計４０が計測した燃料の温度と、圧力計４１が計測した燃料流量調節弁１７の上流の圧力と、圧力計４２が計測した燃料流量調節弁１７の下流の圧力と、流量計４３が計測した燃料流量調節弁１７の下流での燃料流量とを用いて、所定のＣｖ値を求める計算式から燃料流量調節弁１７の実際のＣｖ値を計算する。なお、圧力計４２が複数設けられている場合、実Ｃｖ値算出部３４は、複数の圧力計による計測値の中央値を用いてＣｖ値の計算を行う。または、実Ｃｖ値算出部３４は、複数の圧力計による計測値の平均値を用いてＣｖ値を計算してもよい。実Ｃｖ値算出部３４は、計算した実際のＣｖ値を対応テーブル更新部３５に出力する。また、対応テーブル更新部３５は、弁開度調節部３３からＣｖ値指令値に対応する現在の弁開度を取得する。そして対応テーブル更新部３５は、記憶部３６に格納されたＣｖ値と弁開度の対応テーブルにおけるＣｖ指令値と現在の弁開度の対応関係を、実際のＣｖ値と現在の弁開度とが対応するように更新する。弁開度調節部３３は、更新後の対応テーブルに基づいて、Ｃｖ指令値に対応する弁開度を求め燃料流量調節弁の弁開度を制御する。次に対応テーブルの更新方法と更新後の対応テーブルから弁開度を求める方法の概略について図４を用いて説明する。
【００３２】
図４は、本発明に係る第一実施形態におけるＣｖ値と弁開度の対応関係の一例を示す図である。図４のグラフは、弁開度調節部３３が、記憶部３６に格納されたＣｖ値と弁開度の対応テーブルに記憶された対応関係情報を読み出して補間計算を行った結果のＣｖ値と弁開度の対応関係を示すグラフの一例である。実線で表した曲線は、設計段階でのＣｖ値と弁開度の対応関係を示すグラフである。対応関係情報とは、対応関係テーブルに登録された１つの対応関係を示す。
一例として、ＦＦ制御器４４が取得した燃料流量指令値が「１００」、Ｃｖ指令値が「１００」である場合を考える。このとき関数発生器４５は、対応テーブルを参照してＣｖ指令値＝「１００」に対応する弁開度＝「７５」を取得し、燃料流量調節弁１７に弁開度指令値を出力する。その結果、流量計４３が計測する燃料流量が「９０」であったとする。これは、燃料流量指令値「１００」に対し、「９０」しか流れていない状態なので、弁開度をより大きな値にしてより多くの燃料が流れるように制御する必要がある状況である。このとき、まず、実Ｃｖ値算出部３４は、流量計４３などが計測した状態量に基づいて実際のＣｖ値を算出する。算出した実際のＣｖ値＝「９０」とする。すると対応テーブル更新部３５は、実際のＣｖ値＝「９０」と現在の弁開度＝「７５」が対応するようにＣｖ値と弁開度の対応テーブルを更新する。図４のグラフを用いて説明すると、もともとＣｖ指令値＝「１００」と弁開度＝「７５」とが対応していた点（符号５１）を、Ｃｖ指令値＝「９０」と弁開度＝「７５」とが対応する点（符号５２）に補正して更新する。
【００３３】
次に関数発生器４５は、実際のＣｖ値がＣｖ指令値を下回った場合、対応テーブルに記憶されたＣｖ値と弁開度の対応関係情報から、現在の弁開度よりも大きな値を弁開度に持つ１つの対応関係情報を選択する。１つの対応関係情報の選択の方法は、例えば、現在の弁開度より大きな値を持つ対応関係情報のうち最も現在の弁開度に近い値を持つ対応関係情報を選択する方法でもよい。弁開度調節部３３は、実際のＣｖ値と現在の弁開度との対応関係と、選択した１つの対応関係情報とから、Ｃｖ指令値に対する弁開度を補間計算によって求める。図４のグラフを用いて説明すれば、弁開度調節部３３の有する関数発生器４５は、現在の弁開度＝「７５」よりも大きな値を持つ１つの対応関係情報を示す符号５５の点（弁開度＝「８０」）を選択し、実際のＣｖ値と現在の弁開度との対応関係情報を示す点５２（Ｃｖ値＝「９０」、弁開度＝「７５」）と点５５とを結ぶ線を引く。破線５４は、補間計算によって生成される線の一例である。関数発生器４５は、この線上における縦軸（Ｃｖ値）の値がＣｖ指令値（「１００」）と等しくなる対応関係情報が示す点５３の横軸（弁開度）の値（弁開度＝「７７」）を求める弁開度に決定する。
【００３４】
このように実際のＣｖ値と現在の弁開度によって更新されたＣｖ値と弁開度の対応テーブルから補間計算によって弁開度を求めることで、再びＦＦ制御器４４が燃料流量指令値「１００」を取得し、Ｃｖ指令値「１００」を関数発生器４５に出力した場合、関数発生器４５は、新たに更新されたＣｖ値と弁開度の対応テーブルを参照して、Ｃｖ指令値「１００」とグラフの交点５３から弁開度＝「７７」を得る。すると、弁開度調節部３３は、弁開度指令値＝「７５」を「７７」へ変更する。その結果、燃料流量は増加し、目標の燃料流量「１００」に近づけることができる。以降は、同様の制御を繰り返し、実際の燃料流量が目標の燃料流量となると、Ｃｖ指令値と実際のＣｖ値とが等しくなり、対応テーブル更新部３５は、対応テーブルの更新を行わなくてもよい状態となる。
【００３５】
なお、実際のＣｖ値がＣｖ指令値よりも大きな値となった場合は、関数発生器４５は、現在の弁開度よりも小さな値を弁開度に持つ対応関係情報を対応テーブルから選択し、その対応関係情報が示す点と、実際のＣｖ値と現在の弁開度との対応関係情報が示す点を結んで、その線上に存在する点のうち縦軸（Ｃｖ値）の値がＣｖ指令値に等しい対応関係情報が示す点の横軸（弁開度）の値をＣｖ指令値に対応する弁開度として決定すればよい。
本実施形態では、このようにしてＣｖ指令値と弁開度の対応関係を、実際のＣｖ値とＣｖ指令値との大小関係に基づいて、実際のＣｖ値がＣｖ指令値より大きい場合、Ｃｖ指令値に対応する弁開度の値が小さくなるように補間し、また、実際のＣｖ値がＣｖ指令値より小さい場合、Ｃｖ指令値に対応する弁開度の値が大きくなるように補間することで、燃料流量が所望の値となるように制御する。
【００３６】
図５は、本発明に係る第一実施形態における燃料流量制御処理のフローチャートである。前提として、状態量取得部３１は、温度計４０から燃料温度、圧力計４１から燃料流量調節弁上流の圧力、圧力計４２から燃料流量調節弁下流の圧力、流量計４３から燃料流量を定期的に取得しているものとする。また、定常状態判定部３７は、燃料流量を状態量取得部３１から定期的に取得しているものとする。
まず、Ｃｖ指令値算出部３２が、燃料制御装置２６から燃料流量指定値を取得し、また、状態量取得部３１から温度計４０による燃料温度計測値と、ＦＣＶ上流圧設定値と、圧力計４２による燃料流量調節弁下流における圧力計測値とを取得し、Ｃｖ指令値を計算する（ステップＳ１１）。Ｃｖ指令値算出部３２は、Ｃｖ指令値を弁開度調節部３３へ出力する。弁開度調節部３３は、記憶部３６に格納されたＣｖ値と弁開度の対応テーブルからＣｖ指令値に対応する弁開度を求め対応テーブル更新部３５へ出力する。また、弁開度調節部３３は、求めた弁開度を燃料流量調節弁に指令する（ステップＳ１２）。
【００３７】
ステップＳ１２の処理と並行してＣｖ値と弁開度の対応テーブルの更新処理を行う。
まず、定常状態判定部３７が、流量計４３が計測した燃料流量の所定時間における変動を評価し、燃料流量が定常状態にあるかどうかを判定する（ステップＳ１３）。定常状態判定部３７は、判定の結果を実Ｃｖ値算出部３４、対応テーブル更新部３５へ出力する。所定時間における変動が所定の範囲に収まらない場合、定常状態判定部３７は、定常状態ではないと判定する。この場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、ステップＳ１３の判定処理を繰り返す。一方、所定時間における変動が所定の範囲に収まる場合、定常状態判定部３７は、定常状態であると判定する。この場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、実Ｃｖ値算出部３４は、状態量取得部３１から燃料温度計測値、燃料流量調節弁の上流及び下流における圧力計測値、燃料流量計測値を取得し、実際のＣｖ値を計算する（ステップＳ１４）。実Ｃｖ値算出部３４は、計算した実際のＣｖ値を対応テーブル更新部３５に出力する。対応テーブル更新部３５は、弁開度調節部３３から取得した現在の弁開度が実Ｃｖ値算出部３４から取得した実際のＣｖ値と対応するように記憶部３６に格納されたＣｖ値と弁開度の対応テーブルを更新する（ステップＳ１５）。次回から弁開度調節部３３は、この更新された新たな対応テーブルに基づく補間計算によってＣｖ指令値に対応する弁開度を求める。これにより、燃料流量制御の推定精度が向上する。
【００３８】
本実施形態によれば、燃料流量の計測値や燃料流量調節弁上流圧力の計測値などに基づいて算出した実際のＣｖ値に基づいてＣｖ値と弁開度との対応関係を学習する為、実際の燃料流量調節弁のＣｖ値が設計値と違っていたり、変化してしまったような場合でも、実態に即したＣｖ値と弁開度の対応関係に基づいて弁開度の制御が可能になる。それによって燃料流量の制御精度が高まる。また、燃料流量が定常状態にあるときにＣｖ値と弁開度との対応関係を学習することで定常状態における燃料流量の制御精度が向上するが、弁の流量特性を示すＣｖ値の計算式は、流量の時間変化量を含む微分方程式ではない為、過渡状態においても定常状態におけるＣｖ値は有効であり、過渡状態における燃料流量の制御精度も向上する。
なお、上記の説明では、定常状態の場合のみＣｖ値と弁開度の対応関係を学習する場合を例に説明を行ったが、本実施形態はこれに限定されず、定常状態・過渡状態にかかわらず学習を行うことが可能である。このようにすることで、過渡状態においても燃料流量調節弁上流の圧力計測値を用いて実際のＣｖ値を計算するので、従来の方法のようにＦＣＶ上流圧設定値と実際の圧力との差によるＣｖ値のずれの発生を抑えることができ、Ｃｖ指令値の算出精度を向上することができる。
【００３９】
＜第二実施形態＞
以下、本発明の第二実施形態による燃料流量制御装置を図６〜図７を参照して説明する。
図６は、本発明に係る第二実施形態における燃料流量制御装置の一例を示すブロック図である。
図６で示すように、本実施形態において燃料流量制御装置３０は、燃料流量推定部３８を備えている点が第一実施形態とは異なる。また、状態量取得部３１が取得する状態量には、燃料流量調節弁の下流における燃料流量の計測値が含まれない。他の構成は第一実施形態と同様である。
燃料流量推定部３８は、燃焼室に燃料を噴射するノズル前後の圧力差を用いて燃料流量を推定する。ノズルの上流の圧力（車室圧力）には、燃料流量調節弁の下流での圧力の計測値を用いる。ノズルの下流の圧力（燃焼室圧力）には、圧力計で計測した値を用いてもよいし、燃焼室圧力の推定値を用いてもよい。燃料流量推定部３８は、ノズルの前後圧と、ノズルの口径、燃料の温度などの情報を取得し、以下の式によって燃料流量を算出する。
【００４０】
【数１】
2016023605.tif 000003
【００４１】
【数２】
2016023605.tif 000004
【００４２】
式（１）は、非チョーク時の燃料流量の算出式である。式（２）は、チョーク時の燃料流量の算出式である。チョークと非チョークの判定は、Ｐ０÷Ｐ１＜２のとき非チョークと判定し、式（１）で計算を行う。また、Ｐ０÷Ｐ１≧２のときチョークと判定し、式（２）で計算を行う。また、ガス密度γ０は、以下の式で表すことができる。Ｔｆは、温度計４０が計測した燃料の温度である。
γ０  ＝  γＮ  ×  ｛  ２７３  ÷（Ｔｆ  ＋  ２７３）  ｝
×  （Ｐ０  ÷  １．０３３  ）              ・・・・（３）
なお、Ｇは燃料流量［ｋｇ／ｓ］、Ｃｄはノズル流量係数、Ａはノズル１本あたりの合計径面積［ｍ２］、ｇは重力加速度［ｍ／ｓ２］、ｋは比熱比、Ｐ０はノズル前の圧力［ａｔａ］、Ｐ１はノズル後方の圧力［ａｔａ］、γ０はガス密度［ｋｇ／ｍ３］、γＮは０℃でのガス密度［ｋｇ／ｍ３］である。Ｃｄなどの係数は、記憶部３６に予め記憶されているものとする。
また、ノズル後方の圧力Ｐ１には、燃焼器による圧損を考慮したノズル上流での圧力の計測値（車室圧力）より所定の割合だけ小さな値を推定して用いることが可能である。推定の方法は、例えば、ノズル上流の車室圧力をＰ、燃焼器による圧損をｘ％とすると以下の式で推定することができる。
燃焼室圧力  =  Ｐ  ×  （  １−（ｘ  ÷  １００）  ）  ・・・・（４）
燃料流量推定部３８は、式（１）や式（２）でノズル１本あたりの燃料流量を算出し、制御対象となる燃料流量調節弁に接続されたノズルの数を乗算することで燃料流量を推定する。
【００４３】
図７は、本発明に係る第二実施形態における燃料流量制御方法の一例を示す図である。
図３と異なる構成及び機能を中心に説明を行う。燃料流量調節弁１７、温度計４０、圧力計４１、圧力計４２、ＦＦ制御器４４、関数発生器４５、対応テーブル補正部４６、ノズル４７Ａ、ノズル４７Ｂについては図３と同様である。符号４８は、燃焼室の圧力を計測する圧力計である。圧力計４８は、計測した燃焼室の圧力を状態量取得部３１へ出力する。本実施形態では、燃料流量推定部３８が温度計４０と圧力計４２及び圧力計４８による計測値を状態量取得部３１から取得し、式（１）または式（２）によって燃料流量を算出する。燃料流量推定部３８は、算出した燃料流量を対応テーブル補正部４６の実Ｃｖ値算出部３４に出力する。それ以外の構成及び処理については、第一実施形態と同様である。つまり、実Ｃｖ値算出部３４が実際のＣｖ値を算出し、対応テーブル更新部３５が、実際のＣｖ値と現在の弁開度との対応関係に基づいて、Ｃｖ指令値と弁開度の対応関係を更新する。そして、弁開度調節部３３が、補間計算によってＣｖ指令値に対応する弁開度を算出する。なお、本実施形態における実際のＣｖ値は、実際に燃料系統を流れる燃料の状態量に基づいて推定した燃料流量に応じたＣｖ値である。
また、圧力計４８は省略することもできる。その場合、燃料流量推定部３８は、圧力計４２が計測したノズル上流の圧力に基づいて、ノズル下流の燃焼室における圧力を式（４）によって推定する。そして、燃料流量推定部３８は、ノズル前後の差圧から式（１）または式（２）によって燃料流量を算出する。
なお、ノズル上流に圧力計４２が複数設けられている場合、燃料流量推定部３８は、複数の圧力計による計測値の中央値を用いて燃料流量を推定する。または、燃料流量推定部３８は、複数の圧力計による計測値の平均値を用いて燃料流量を推定する。また、実Ｃｖ値算出部３４についても同様にこれらの圧力を用いて実際のＣｖ値を算出する。
【００４４】
本実施形態の処理フローについて説明する。本実施形態の場合、図５のステップＳ１４において、まず燃料流量推定部３８が、温度計４０と圧力計４２及び圧力計４８による計測値を状態量取得部３１から取得する。または、燃料流量推定部３８は、圧力計４２による計測値を状態量取得部３１から取得し、ノズル下流の圧力を推定する。そして、燃料流量推定部３８は、ノズルの前後圧の差と式（１）または式（２）を用いて燃料流量を推定する。次に、実Ｃｖ値算出部３４は、燃料流量推定部３８が推定した燃料流量と、状態量取得部３１から取得した燃料温度計測値、燃料流量調節弁の上流及び下流における圧力計測値を用いて実際のＣｖ値を算出する。他の処理ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１５については図５と同様であるので説明を省略する。
【００４５】
本実施形態によれば、燃料流量調節弁の下流に流量計を設けることなく第一実施形態の効果と同様の効果が得られる。
【００４６】
＜第三実施形態＞
以下、本発明の第三実施形態による燃料流量制御装置を図８〜図１０を参照して説明する。
図８は、本発明に係る第三実施形態における燃料流量制御装置の一例を示すブロック図である。
図８で示すように、本実施形態において燃料流量制御装置３０は、Ｃｖ指令値補正部３９を備えている点が第一実施形態とは異なる。他の構成は第一実施形態と同様である。
Ｃｖ指令値補正部３９は、燃料流量指令値と燃料流量の計測値との偏差を求め、この偏差が小さくなるようなＣｖ値の補正量（Ｃｖ指令値補正量）を算出する。また、Ｃｖ指令値補正部３９は、Ｃｖ指令値算出部３２が算出したＣｖ指令値にＣｖ指令値補正量を加えて補正後のＣｖ指令値を算出する。
【００４７】
図９は、本発明に係る第三実施形態における燃料流量制御方法の一例を示す図である。
図３と異なる構成及び機能を中心に説明を行う。燃料流量調節弁１７、温度計４０、圧力計４１、圧力計４２、流量計４３、ＦＦ制御器４４、関数発生器４５、対応テーブル補正部４６、ノズル４７Ａについては図３と同様である。
符号４９は、Ｃｖ指令値補正部３９が有するＦＢ制御器である。ＦＢ制御器４９は、燃料制御装置２６から燃料流量指令値と、流量計４３が計測した燃料流量とを取得し、それらの値の偏差を求める。そして、ＦＢ制御器４９は、この偏差が小さくなるようＣｖ指令値補正量を、例えばＰＩ（Proportional Integral）制御などフィードバック制御の手法を用いて算出する。このＣｖ指令値補正量の算出には関数を用いてもよいし、燃料流量の偏差とＣｖ値の補正量とを対応づけて記憶する記憶部３６が保持するテーブルから読み込んで決定してもよい。このＣｖ指令補正値は、ＦＦ制御器４４が算出するＣｖ指令値を補正する値である。また、Ｃｖ指令値補正部３９は、Ｃｖ指令値算出部３２からＣｖ指令値を取得し、算出したＣｖ指令値補正量を加算して、弁開度調節部３３に出力する。弁開度調節部３３では、関数発生器４５が補正後のＣｖ指令値に基づいてＣｖ値と弁開度の対応テーブルから補正後のＣｖ指令値に対応する弁開度を補間計算によって求め、燃料流量調節弁１７に対してその弁開度を指令する。それと並行して、対応テーブル更新部３５は、実際のＣｖ値と現在の弁開度との対応関係でＣｖ値と弁開度との対応テーブルを更新する。対応テーブル更新部３５は、対応テーブルを更新すると、Ｃｖ指令値補正部３９にリセット指示信号を出力する（符号５０）。Ｃｖ指令値補正部３９では、この信号を受信するとＦＢ制御器４９が積分器をリセットする。
【００４８】
図１０は、本発明に係る第三実施形態における燃料流量制御処理のフローチャートである。前提条件は、図４と同様である。図４と同じ処理については簡単に説明する。
まず、Ｃｖ指令値算出部３２が、Ｃｖ指令値を計算する（ステップＳ１１）。Ｃｖ指令値算出部３２は、計算したＣｖ指令値をＣｖ指令値補正部３９に出力する。それと並行して、Ｃｖ指令値補正部３９は、状態量取得部３１から燃料流量計測値、燃料制御装置２６から燃料流量指令値を取得して偏差を求め、その偏差が小さくなるようなＣｖ指令値補正量を算出する（ステップＳ１６）。Ｃｖ指令値補正部３９は、取得したＣｖ指令値とＣｖ指令値補正量とを加算（ステップＳ１７）して弁開度調節部３３に出力する。弁開度調節部３３は、補正後のＣｖ指令値からＣｖ値と弁開度の対応テーブルを用いて弁開度を求め燃料流量調節弁に指令する（ステップＳ１２）。
【００４９】
ステップＳ１２の処理と並行して、定常状態判定部３７が、燃料流量が定常状態にあると判定すると（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、実Ｃｖ値算出部３４が実際のＣｖ値を算出し（ステップＳ１４）、対応テーブル更新部３５が、実際のＣｖ値と現在の弁開度との対応関係でＣｖ値と弁開度の対応テーブルを更新する（ステップＳ１５）。対応テーブルを更新すると、対応テーブル更新部３５は、Ｃｖ指令値補正部３９にリセット信号を出力する。Ｃｖ指令値補正部３９ではＦＢ制御器４９がリセット信号を受信し、積分器に累積したこれまでの偏差の情報をリセットする（ステップＳ１８）。これにより、次回から弁開度調節部３３は、更新後の新たな対応テーブルに基づいてＣｖ指令値に対応する新たな弁開度で燃料流量調節弁を制御する。また、Ｃｖ指令値補正部３９は、新たな弁開度における燃料流量の計測値と燃料流量指令値との偏差に応じたＣｖ指令値補正量の算出を開始する。なお、本実施形態においても圧力計４２が複数設けられている場合、実Ｃｖ値算出部３４は、複数の計測値の中央値や平均値を用いて実際のＣｖ値の算出を行う。
【００５０】
本実施形態によれば、第一実施形態の効果に加え、ＦＢ制御による目標（燃料流量指令値を達成できるＣｖ指令値）への高い追随性によって定常状態における燃料流量調節弁の制御精度をより向上させることができる。また、第１実施形態では、ＦＦ制御による外乱等への速応性を担保しつつも、Ｃｖ値の学習が進むまでの間は、弁開度の制御精度が上がらないことも考えられるが、本実施形態では、先にＦＢ制御によって補正したＣｖ指令値に対して学習を行うのでより速く弁開度の制御精度を向上させることができる。
【００５１】
＜第四実施形態＞
以下、本発明の第四実施形態による燃料流量制御装置を図１１、図１２を参照して説明する。
図１１は、本発明に係る第四実施形態における燃料流量制御装置の一例を示すブロック図である。
図１１で示すように、本実施形態において燃料流量制御装置３０は、Ｃｖ指令値補正部３９を備えている点が第二の実施形態とは異なる。他の構成は第二の実施形態と同様である。また、Ｃｖ指令値補正部３９は、第三実施形態で説明したとおりである。
【００５２】
図１２は、本発明に係る第四実施形態における燃料流量制御方法の一例を示す図である。本実施形態は、第二、第三実施形態を組み合わせた構成になっている。燃料流量調節弁１７、温度計４０、圧力計４１、圧力計４２、ＦＦ制御器４４、関数発生器４５、対応テーブル補正部４６、ノズル４７Ａ、ＦＢ制御器４９については第三実施形態の図９と同様である。また、第二実施形態と同様にノズルの下流に圧力計４８が設けられている。
第三実施形態との違いについて説明する。第三実施形態では、Ｃｖ指令値補正部３９が燃料流量指令値と燃料流量計測値を取得し、その偏差に応じたＣｖ指令値補正量を算出した。本実施形態では、Ｃｖ指令値補正部３９が、燃料流量推定部３８が燃料の温度とノズルの前後圧から式（１）または式（２）によって算出した燃料流量推定値を取得し、この燃料流量推定値と燃料流量指令値の偏差に応じたＣｖ指令値補正量を算出する。
なお、圧力計４８は省略することができ、その場合ノズル下流の燃焼室の圧力は、圧力計４２の計測値に基づいて式（４）によって算出する。
処理フローについて説明する。本実施形態では図１０のステップＳ１６において、Ｃｖ指令値補正部３９が、燃料流量推定部３８の推定した燃料流量と燃料流量指令値を用いてＣｖ指令値補正量を算出する。他の処理ステップについては第三実施形態と同様である。
【００５３】
本実施形態によれば、流量計を新たに設けることなく第三実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
＜第五実施形態＞
以下、本発明の第五実施形態による燃料流量制御装置３０を図１３〜図１４を参照して説明する。
図１３は、本発明に係る第五実施形態における燃料流量制御装置の一例を示すブロック図である。本実施形態は、第一〜第四実施形態のうち何れか一つと組み合わせることが可能である。
図１３は、第一実施形態と組み合わせた場合の構成を示している。
図１３で示すように、本実施形態において燃料流量制御装置３０は、信号処理部５１を備えている点が第一実施形態と異なる。他の構成は第一実施形態と同様である。
信号処理部５１は、状態量取得部３１が取得する各計測値に位相補償やノイズ除去のためのフィルタ処理を行う。
【００５５】
図１４は、本発明に係る第五実施形態における燃料流量制御方法の一例を示す図である。
本実施形態では、温度計４０、圧力計４１、圧力計４２、流量計４３、圧力計４８の計測値は信号処理部５１に入力され、信号処理部５１が遅れ補償やノイズの除去を行った後の計測値信号を状態量取得部３１へ出力する。符号５２Ａ、５２Ｂは、信号処理部５１が有する位相補償器である。これら位相補償器５２Ａ，５２Ｂは、温度計や流量計など計測器の検出遅れに対して、進み要素でその遅れを補償する。特に温度計４０の場合、熱電対被覆などの影響で応答性が悪いため位相補償が有効である。また、信号処理部５１は、フィルタ（図示せず）を有しており、圧力計４１、４２、４８や流量計４３の計測値からノイズを除去する。
【００５６】
本実施形態によれば、計測器の応答遅れや計測値にノイズが発生する場合でも、位相補償器やフィルタによって補正したより信頼性の高い状態量に基づいて弁開度を算出することで、燃料流量の制御精度を向上させることができる。
【００５７】
なお上述の燃料流量制御装置３０は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した燃料流量制御装置３０における各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
【００５８】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
状態量取得部３１、Ｃｖ指令値算出部３２、弁開度調節部３３、実Ｃｖ値算出部３４、対応テーブル更新部３５、定常状態判定部３７、燃料流量推定部３８、Ｃｖ指令値補正部３９、は、コンピュータがプログラムを実行することにより備わる機能である。また、燃料流量制御装置３０は、１台のコンピュータで構成されていても良いし、通信可能に接続された複数のコンピュータで構成されていてもよい。なお、実Ｃｖ値算出部３４は流量特性算出部の一例である。Ｃｖ指令値補正部３９は、指令値補正部の一例である。また、Ｃｖ値は、流量特性の一例である。また、対応テーブル更新部３５は、対応関係更新部の一例である。また、点５２は、第２対応関係情報の一例であり、点５５は第１対応関係情報の一例である。また、実際のＣｖ値は、第１流量特性の一例である。
【００５９】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、ガスタービンの他にも、航空機用エンジン、ボイラなどで用いることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０・・・ガスタービン
１１・・・圧縮機
１２・・・燃焼器
１３・・・タービン
１４・・・ＩＧＶ
１５・・・ロータ
１６・・・発電機
１７、１８、１９・・・燃料流量調節弁
２０・・・燃料供給装置
２１・・・圧力調節弁
２６・・・燃料制御装置
３０・・・燃料流量制御装置
３１・・・状態量取得部
３２・・・Ｃｖ指令値算出部
３３・・・弁開度調節部
３４・・・実Ｃｖ値算出部
３５・・・対応テーブル更新部
３６・・・記憶部
３７・・・定常状態判定部
３８・・・燃料流量推定部
３９・・・Ｃｖ指令値補正部
４０・・・温度計
４１、４２、４８・・・圧力計
４３・・・流量計
４４・・・ＦＦ制御器
４５・・・関数発生器
４６・・・対応テーブル補正部
４７・・・ノズル
４９・・・ＦＢ制御器
５１・・・信号処理部
５２・・・位相補償器
【図１】
2016023605.tif 000005
【図２】
2016023605.tif 000006
【図３】
2016023605.tif 000007
【図４】
2016023605.tif 000008
【図５】
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【図６】
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【図７】
2016023605.tif 000011
【図８】
2016023605.tif 000012
【図９】
2016023605.tif 000013
【図１０】
2016023605.tif 000014
【図１１】
2016023605.tif 000015
【図１２】
2016023605.tif 000016
【図１３】
2016023605.tif 000017
【図１４】
2016023605.tif 000018
【図１５】
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