JP2019049283A - Gas charging device and gas charging method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧力容器にガスを充填するガス充填装置およびガス充填方法に関する。 The present invention relates to a gas filling apparatus and a gas filling method for filling a pressure vessel with gas.
従来より、圧力容器にガスを充填するガス充填装置として、例えば特許文献１に示されるような圧力発生充填装置がある。 Conventionally, as a gas filling apparatus for filling a pressure vessel with gas, there is a pressure generating and filling apparatus as shown in, for example, Patent Document 1.
この圧力発生充填装置では、流量コントローラを３台並列に接続し、この流量コントローラを切り替えることによって、３段階に分けて圧力容器へのガスの充填を行うようにしている。 In this pressure generating and filling apparatus, three flow controllers are connected in parallel, and by switching the flow controllers, the pressure vessel is filled with gas in three stages.
各流量コントローラは、例えば、第１の流量コントローラを流量大、第２の流量コントローラを流量中、第３の流量コントローラを流量小というように、その流量の制御範囲が異なっている。各流量コントローラは、制御装置によって、そこを流れるガスの流量が一定となるようにコントロールされる。 Each flow rate controller has different control ranges of the flow rate, for example, the first flow rate controller has a large flow rate, the second flow rate controller has a flow rate, and the third flow rate controller has a small flow rate. Each flow rate controller is controlled by the controller so that the flow rate of gas flowing therethrough becomes constant.
図１５に、特許文献１に示された圧力容器へのガスの充填圧力の変化曲線を示す。図１５において、Ｐは圧力容器内のガスの充填圧力、Ｐ０は圧力容器内のガスの充填圧力の初期値（初期圧力）である。Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は１段目，２段目，３段目の圧力設定値である。ｔ１，ｔ２，ｔ３は、ガスの充填圧力Ｐが圧力設定値Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に到達した時刻である。圧力設定値Ｐ３は最終目標圧力Ｐｆに相当する。 The change curve of the filling pressure of the gas to the pressure vessel shown in FIG. 15 by patent document 1 is shown. In FIG. 15, P is the gas filling pressure in the pressure vessel, and P0 is the initial value (initial pressure) of the gas filling pressure in the pressure vessel. P1, P2 and P3 are pressure setting values for the first, second and third stages. t1, t2 and t3 are times when the gas filling pressure P reaches the pressure set values P1, P2 and P3. The pressure set value P3 corresponds to the final target pressure Pf.
この例では、圧力容器内のガスの充填圧力ＰがＰ０からＰ１に達するまでは、第１の流量コントローラを稼働して圧力容器へのガスの充填を行う。ガスの充填圧力ＰがＰ１に達すると、第２の流量コントローラを稼働して圧力容器へのガスの充填を行う。ガスの充填圧力ＰがＰ２に達すると、第３の流量コントローラを稼働して圧力容器へのガスの充填を行う。そして、ガスの充填圧力Ｐが最終目標圧力Ｐｆに達した後は、この最終目標圧力Ｐｆの状態を保つようにする。すなわち、ガスの充填圧力Ｐを最終目標圧力Ｐｆに整定させる。 In this example, the first flow rate controller is operated to fill the pressure vessel with gas until the filling pressure P of the gas in the pressure vessel reaches P0 to P1. When the gas filling pressure P reaches P1, the second flow rate controller is operated to fill the pressure vessel with gas. When the gas filling pressure P reaches P2, the third flow rate controller is operated to fill the pressure vessel with gas. Then, after the gas filling pressure P reaches the final target pressure Pf, the final target pressure Pf is maintained. That is, the gas filling pressure P is settled to the final target pressure Pf.
しかしながら、この特許文献１に示された圧力発生充填装置では、図１６に示すように、流量コントローラの切替時にガスの充填圧力Ｐがオーバーシュートし、ガスの充填圧力Ｐが最終目標圧力Ｐｆに整定されるまでの時間が長引くという問題があった。すなわち、圧力容器へのガスの充填を開始してから、ガスの充填が完了（整定）するまでの充填時間が長引くという問題があった。 However, in the pressure generating and filling apparatus shown in this patent document 1, as shown in FIG. 16, the gas filling pressure P overshoots when the flow rate controller is switched, and the gas filling pressure P settles to the final target pressure Pf. There was a problem that time until it was done was prolonged. That is, there has been a problem that the filling time from the start of gas filling to the pressure vessel to the completion (setting) of the gas filling is prolonged.
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、高速かつ正確に圧力容器へのガスの充填を行うことが可能なガス充填装置およびガス充填方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and its object is to provide a gas filling apparatus and a gas filling method capable of filling a pressure vessel with gas at high speed and accurately. It is to provide.
このような目的を達成するために本発明は、圧力容器（７）にガスを充填するように構成されたガス充填装置（１００）において、圧力容器内のガスの充填圧力Ｐを計測するように構成された圧力計測部（８）と、圧力計測部が計測するガスの充填圧力Ｐを流量更新間隔Δｔで取得し、その取得したガスの充填圧力Ｐに基づいて圧力容器へのガスの充填量を制御し、ガスの充填圧力Ｐを最終目標圧力Ｐｆに整定させるように構成された制御装置（９）とを備え、制御装置（９）は、ガスの充填圧力Ｐを取得する毎に、ガスの充填量を制御する際の制御目標として、ガスの充填圧力Ｐの変化曲線を下記（Ａ）式で規定される理想圧力曲線に近似させるような充填圧力Ｐの圧力変動率Ｐdotを算出するように構成された圧力変動率算出部（９−１）を備えることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention measures the filling pressure P of the gas in the pressure vessel in a gas filling apparatus (100) configured to fill the pressure vessel (7) with gas. The pressure measurement unit (8) configured and the filling pressure P of the gas measured by the pressure measurement unit are acquired at the flow rate update interval Δt, and the filling amount of the gas into the pressure vessel based on the acquired filling pressure P of the gas And a controller (9) configured to control the filling pressure P of the gas to the final target pressure Pf, and the control device (9) controls the gas filling pressure P every time the gas filling pressure P is obtained. As a control target at the time of controlling the filling amount of P, calculate the pressure fluctuation rate Pdot of the filling pressure P that approximates the change curve of the filling pressure P of the gas to the ideal pressure curve defined by the following equation (A) Pressure fluctuation rate calculation unit (9-1) Characterized in that it comprises.
この発明において、制御装置は、ガスの充填圧力Ｐを取得する毎に、ガスの充填圧力Ｐの変化曲線を（Ａ）式で規定される理想圧力曲線に近似させるような圧力変動率Ｐdotを算出し、この算出した圧力変動率Ｐdotを制御目標として圧力容器へのガスの充填量を制御する。これにより、ガスの充填圧力Ｐを取得する毎に、ガスの充填圧力Ｐが（Ａ）式で規定される理想圧力曲線に近似して変化するものとなり、オーバーシュートを生じさせないようにして、高速かつ正確に圧力容器へのガスの充填を行うことが可能となる。 In the present invention, the control device calculates the pressure fluctuation rate Pdot which approximates the change curve of the gas filling pressure P to the ideal pressure curve defined by the equation (A) every time the gas filling pressure P is obtained. The amount of gas filling the pressure vessel is controlled with the calculated pressure fluctuation rate Pdot as a control target. As a result, whenever the gas filling pressure P is obtained, the gas filling pressure P changes in approximation to the ideal pressure curve defined by the equation (A), so that overshoot does not occur, and high speed is achieved. And it becomes possible to carry out the filling of the gas to a pressure vessel correctly.
本発明では、ガスの充填圧力Ｐを取得する毎に圧力変動率Ｐdotを算出するが、この圧力変動率Ｐdotの算出式として下記（Ｂ）式や（Ｃ）式、（Ｄ）式などを用いることが考えられる。
なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。 In the above description, as an example, constituent elements on the drawing corresponding to constituent elements of the invention are indicated by reference numerals in parentheses.
以上説明したことにより、本発明によれば、ガスの充填圧力Ｐを取得する毎に、ガスの充填圧力Ｐの変化曲線を（Ａ）式で規定される理想圧力曲線に近似させるような充填圧力Ｐの圧力変動率Ｐdotを算出し、この算出した圧力変動率Ｐdotを制御目標として圧力容器へのガスの充填量を制御するようにしたので、ガスの充填圧力Ｐを取得する毎に、ガスの充填圧力Ｐが（Ａ）式で規定される理想圧力曲線に近似して変化するものとなり、オーバーシュートを生じさせないようにして、高速かつ正確に圧力容器へのガスの充填を行うことが可能となる。 As described above, according to the present invention, the filling pressure is such that the change curve of the filling pressure P of the gas is approximated to the ideal pressure curve defined by the equation (A) every time the filling pressure P of the gas is obtained. Since the pressure fluctuation rate Pdot of P is calculated and the calculated pressure fluctuation rate Pdot is used as a control target to control the filling amount of gas into the pressure vessel, the gas filling pressure P is obtained each time the gas filling pressure P is acquired. The filling pressure P changes close to the ideal pressure curve defined by the equation (A), and it is possible to fill the pressure vessel with gas at high speed and accurately without causing overshoot. Become.
〔発明の概要〕
先ず、本発明の実施の形態の説明に入る前に、本発明の概要について説明する。
最初に、静圧（流れがない圧力および安定後の圧力）は、測定された圧力の関数と仮定し、ガス流量、ガス流量の変化、ガス温度によって変化すると考える。これらの因子がすべてゼロである場合、静圧は測定圧力に等しいので、これらの因子のすべてが小さい値では、静圧と測定圧力の差がゼロになると推測できる。
[Summary of the invention]
First, prior to describing the embodiments of the present invention, an outline of the present invention will be described.
First, static pressure (pressure without flow and pressure after stabilization) is assumed to be a function of measured pressure, and it is considered to change with gas flow rate, change of gas flow rate, gas temperature. If all these factors are zero, the static pressure is equal to the measured pressure, so it can be inferred that the difference between the static pressure and the measured pressure is zero at small values of all these factors.
したがって、１次コントローラ（後述）の流量更新を高頻度に行うことで(変化量を少なくする事で)、オーバーシュートおよび安定化時間の問題を解決する事ができる。実際、その指数関数的性質のために、１次コントローラ出力は、圧力差が小さい充填プロセスの終了時にガスに小さな変化を生じさせる。 Therefore, the problems of overshoot and stabilization time can be solved by frequently updating the flow rate of the primary controller (described later) (by reducing the amount of change). In fact, due to its exponential nature, the primary controller output causes small changes in the gas at the end of the filling process with small pressure differences.
本発明では、物理的コントローラの実施を避けるために、最終目標圧力、実際の測定圧力、ガス温度、アプリケーションに依存するいくつかの定数（経験的にも容易に見つけることができる）と同様なコントローラの速度を表す時定数τだけを、１次コントローラに数学的（仮想的な）実装する事を提案する。 In the present invention, a controller similar to the final target pressure, the actual measured pressure, the gas temperature, some application dependent constants (which can be easily found empirically) in order to avoid the implementation of the physical controller We propose to implement mathematically (virtually) in the first-order controller only for the time constant τ that represents the velocity of.
これらすべては、どのプログラミング言語でも迅速にプログラミングできる。最大の利点は、時定数τを最適化する事で充填プロセスを望むように高速かつ正確にする事が可能となることである。 All these can be programmed quickly in any programming language. The biggest advantage is that optimizing the time constant τ allows the filling process to be as fast and accurate as desired.
〔実施の形態〕
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係るガス充填装置１００の要部の構成を示す図である。
Embodiment
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. FIG. 1 is a view showing the configuration of the main part of a gas filling apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
このガス充填装置１００は、流量コントローラ１−１〜１−３と、流量コントローラ用遮断弁２−１〜２−３と、遮断弁３，４と、ゲート弁５−１，５−２と、真空ポンプ６と、圧力容器７と、圧力計８と、制御装置９と、温度センサ１０とを備えている。 The gas filling apparatus 100 includes flow controllers 1-1 to 1-3, shutoff valves 2-1 to 2-3 for a flow controller, shutoff valves 3, 4 and gate valves 5-1, 5-2. A vacuum pump 6, a pressure vessel 7, a pressure gauge 8, a control device 9, and a temperature sensor 10 are provided.
また、ガス充填装置１００は、図示してはいないが、圧力容器７へ充填するガス（Ｇ）を生成する圧力発生装置を備えている。この圧力発生装置としては、一定圧のガスを生成するガス圧縮ポンプなどを想定している。充填するガスが、空気以外のガスで、例えば窒素のときは、圧力発生装置のガスの取り入れ口に窒素ガスボンベを繋ぐ。 Further, although not shown, the gas filling apparatus 100 is provided with a pressure generator that generates a gas (G) to be filled into the pressure vessel 7. As the pressure generator, a gas compression pump or the like that generates a gas at a constant pressure is assumed. When the gas to be charged is a gas other than air, for example, nitrogen, a nitrogen gas cylinder is connected to the gas inlet of the pressure generator.
このガス充填装置１００において、流量コントローラ１−１〜１−３は、圧力容器７へのガスの供給路Ｌ中に並列に接続されている。流量コントローラ１−１〜１−３は、例えば、流量コントローラ１−１が流量大、流量コントローラ１−２が流量中、流量コントローラ１−３が流量小というように、その流量の制御範囲が異なっている。この流量コントローラ１−１〜１−３に対して流量コントローラ用遮断弁２−１〜２−３が設けられている。なお、流量を確実に遮断する機能を持つ流量コントローラ１（１−１，１−２，１−３）を用いる場合は、流量コントローラ用遮断弁２（２−１，２−２，２−３）は使用しなくてもよい。 In the gas filling device 100, the flow rate controllers 1-1 to 1-3 are connected in parallel in the gas supply path L to the pressure vessel 7. In the flow controllers 1-1 to 1-3, for example, the control range of the flow is different such that the flow controller 1-1 has a large flow, the flow controller 1-2 has a flow, and the flow controller 1-3 has a small flow. ing. Flow control valve blocking valves 2-1 to 2-3 are provided for the flow controllers 1-1 to 1-3. When using the flow controller 1 (1-1, 1-2, 1-3) having a function to shut off the flow reliably, the flow control valve 2 (2-1, 2-2, 2-3) ) May not be used.
遮断弁３は、圧力容器７へのガスの供給路Ｌ中に設けられており、この遮断弁３の前後にゲート弁５−１，５−２を介して真空ポンプ６が接続されている。圧力計８は、圧力容器７内のガスの充填圧力Ｐを計測し、その計測した充填圧力Ｐを制御装置９へ送る。 The shutoff valve 3 is provided in the gas supply passage L to the pressure vessel 7, and the vacuum pump 6 is connected to the front and back of the shutoff valve 3 via the gate valves 5-1 and 5-2. The pressure gauge 8 measures the filling pressure P of the gas in the pressure vessel 7, and sends the measured filling pressure P to the controller 9.
圧力計８と圧力容器７との間には、圧力計８を保護するための安全装置として、高圧時に自動的に流路を遮断する遮断弁４が設けられている。温度センサ１０は、圧力容器７へのガスの温度Ｔを検出し、その検出したガスの温度Ｔを制御装置９へ送る。 Between the pressure gauge 8 and the pressure vessel 7, as a safety device for protecting the pressure gauge 8, a shutoff valve 4 is provided which automatically shuts off the flow path at high pressure. The temperature sensor 10 detects the temperature T of the gas to the pressure vessel 7, and sends the detected temperature T of the gas to the controller 9.
制御装置９は、流量コントローラ１（１−１〜１−３）、流量コントローラ用遮断弁２（２−１〜２−３）、遮断弁３、ゲート弁５（５−１，５−２）、真空ポンプ６などの動作を制御することによって、圧力容器７へのガスの充填を行う。 The controller 9 includes a flow controller 1 (1-1 to 1-3), a shutoff valve 2 (2-1 to 2-3) for the flow controller, a shutoff valve 3, and a gate valve 5 (5-1 and 5-2). The pressure container 7 is filled with gas by controlling the operation of the vacuum pump 6 and the like.
この制御装置９は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現される。なお、図１において、制御装置９によってその動作が制御される構成（１点鎖線で囲んだ構成）を充填装置１１と呼ぶ。 The control device 9 is realized by hardware including a processor and a storage device, and a program that realizes various functions in cooperation with the hardware. Note that, in FIG. 1, a configuration (a configuration surrounded by an alternate long and short dash line) whose operation is controlled by the control device 9 is referred to as a filling device 11.
図２に制御装置９の機能ブロック図を示す。なお、図２には、制御装置９の機能ブロックと合わせて、この機能ブロックが果たす役割を説明する必要上、充填装置１１や圧力容器７も示している。 FIG. 2 shows a functional block diagram of the control device 9. Note that FIG. 2 also shows the filling device 11 and the pressure vessel 7 in order to explain the role played by this functional block, together with the functional block of the control device 9.
制御装置９は、本実施の形態特有の機能ブロックとして、圧力変動率算出部９−１と、質量流量算出部９−２と、体積流量算出部９−３とを備えている。 The control device 9 includes a pressure fluctuation rate calculation unit 9-1, a mass flow rate calculation unit 9-2, and a volumetric flow rate calculation unit 9-3 as functional blocks unique to the present embodiment.
この制御装置９において、圧力変動率算出部９−１は、圧力計８が計測する圧力容器７内のガスの充填圧力Ｐ（Ｐmes（計測圧））を流量更新間隔Δｔで取得し、ガスの充填圧力Ｐを取得する毎に、ガスの充填量を制御する際の制御目標として、ガスの充填圧力Ｐの変化曲線を理想圧力曲線（後述する（１）式で規定される理想圧力曲線）に近似させるような充填圧力Ｐの圧力変動率Ｐdotを算出する。 In the control device 9, the pressure fluctuation rate calculation unit 9-1 acquires the filling pressure P (Pmes (measurement pressure)) of the gas in the pressure vessel 7 measured by the pressure gauge 8 at the flow rate update interval Δt. Every time when the filling pressure P is acquired, a change curve of the filling pressure P of the gas is set as an ideal pressure curve (an ideal pressure curve defined by equation (1) described later) as a control target when controlling the filling amount of gas. The pressure variation rate Pdot of the filling pressure P is calculated so as to approximate.
この圧力変動率算出部９−１が前述した１次コントローラに相当する。また、圧力変動率算出部９−１において制御目標として圧力変動率Ｐdotを算出する周期が、前述した１次コントローラの流量更新の頻度に相当する。 The pressure fluctuation rate calculation unit 9-1 corresponds to the above-described primary controller. Further, a cycle in which the pressure fluctuation rate Pdot is calculated as a control target in the pressure fluctuation rate calculation unit 9-1 corresponds to the frequency of the flow rate update of the primary controller described above.
質量流量算出部９−２は、圧力変動率算出部９−１によって算出された圧力変動率Ｐdotからガスの質量流量ｍdotを求める。体積流量算出部９−３は、質量流量算出部９−２によって求められた質量流量ｍdotからガスの体積流量Ｑを求める。 The mass flow rate calculation unit 9-2 obtains the mass flow rate mdot of gas from the pressure variation rate Pdot calculated by the pressure variation rate calculation unit 9-1. The volumetric flow rate calculation unit 9-3 obtains the volumetric flow rate Q of the gas from the mass flow rate mdot obtained by the mass flow rate calculation unit 9-2.
なお、質量流量算出部９−２での質量流量ｍdotの算出や体積流量算出部９−３での体積流量Ｑの算出では、ガスの温度Ｔなども用いられる。ガスの質量流量ｍdotや体積流量Ｑの算出に用いられる式などについては後述する。 In the calculation of the mass flow mdot in the mass flow calculation unit 9-2 and the calculation of the volumetric flow Q in the volumetric flow calculation unit 9-3, the temperature T of the gas or the like is also used. The equations used to calculate the mass flow rate mdot of the gas and the volumetric flow rate Q will be described later.
制御装置９は、体積流量算出部９−３で算出されたガスの体積流量Ｑが圧力容器７に送られるように、充填装置１１の動作を制御する。すなわち、圧力計８が計測するガスの充填圧力Ｐを流量更新間隔Δｔで取得し、その取得したガスの充填圧力Ｐに基づいて圧力容器７へのガスの充填量（流量）を制御し、ガスの充填圧力Ｐを最終目標圧力（以下、単に目標圧力と呼ぶ場合もある。）Ｐｆに整定させるようにする。 The control device 9 controls the operation of the filling device 11 so that the volumetric flow rate Q of the gas calculated by the volumetric flow rate calculation unit 9-3 is sent to the pressure vessel 7. That is, the filling pressure P of the gas measured by the pressure gauge 8 is acquired at the flow rate update interval Δt, and the filling amount (flow rate) of the gas into the pressure vessel 7 is controlled based on the acquired filling pressure P of the gas. The filling pressure P is set to a final target pressure (hereinafter sometimes referred to simply as the target pressure) Pf.
なお、この例において、制御装置９は、流量コントローラ１−１，１−２，１−３を選択的に稼働し、体積流量算出部９−３で算出された体積流量Ｑのガスが圧力容器７に送られるように、流量コントローラ１−１，１−２，１−３を流れるガスの流量をコントロールするが、流量コントローラ１−１，１−２，１−３を組み合わせて稼働するようにしてもよい。また、この例では、流量コントローラ１を３台としているが、３台に限られるものではなく、１台としてもよい。 In this example, the control device 9 selectively operates the flow controllers 1-1, 1-2, and 1-3, and the gas having the volumetric flow rate Q calculated by the volumetric flow rate calculating unit 9-3 is a pressure vessel. Control the flow rate of the gas flowing through the flow rate controllers 1-1, 1-2, and 1-3 so as to be sent to 7, but operate in combination with the flow rate controllers 1-1, 1-2, and 1-3. May be Moreover, although three flow controllers 1 are provided in this example, the number of flow controllers 1 is not limited to three, and may be one.
制御装置９は、圧力容器７へのガスの充填を開始する場合、ゲート弁５−２を開き、真空ポンプ６を動かして、圧力容器７の真空排気を行う。次に、ゲート弁５−１を開き、弁２と弁３との間の残圧を真空排気する。これにより、圧力容器７の初期圧力Ｐ０を真空圧とする。なお、真空ポンプ６を使わず残圧充填ガスを排出する機構は別なものを採用してもかまわない。 When starting the filling of the pressure vessel 7 with gas, the controller 9 opens the gate valve 5-2 and moves the vacuum pump 6 to evacuate the pressure vessel 7. Next, the gate valve 5-1 is opened, and the residual pressure between the valve 2 and the valve 3 is evacuated. Thereby, the initial pressure P0 of the pressure vessel 7 is set to a vacuum pressure. The mechanism for discharging the residual pressure filling gas without using the vacuum pump 6 may adopt another one.
〔理想圧力曲線について〕
理想的な充填プロセスは、時間とともに圧力の指数関数的な変化になる。すなわち、図３に示すように、充填圧力Ｐは時間ｔの経過とともに指数関数的に大きくなり、目標圧力Ｐｆから遠く離れたところでは充填率が高くなり、目標圧力Ｐｆに近づくと充填率は小さくなる。
[On the ideal pressure curve]
An ideal filling process results in an exponential change in pressure over time. That is, as shown in FIG. 3, the filling pressure P increases exponentially with the passage of time t, the filling rate becomes high at a point far away from the target pressure Pf, and the filling rate becomes small when approaching the target pressure Pf. Become.
この理想的な充填プロセスでは、１次制御の時間応答（圧力と時間の関数）として、理想圧力曲線の式が求められる。図４に、初期圧力をＰ０とした場合の目標圧力Ｐｆまでの理想圧力曲線を示す。下記に、理想圧力曲線の式の算出過程を示す。 In this ideal filling process, the equation of the ideal pressure curve is determined as the time response (function of pressure and time) of primary control. FIG. 4 shows an ideal pressure curve up to the target pressure Pf when the initial pressure is P0. Below, the calculation process of the formula of an ideal pressure curve is shown.
この理想圧力曲線の式（ｅ）において、τは時定数であり、この時定数τが圧力の上昇スピードを決め、時定数τが小さいほどＰｆ−Ｐで与えられる流量は大きくなる。すなわち、図５に示すように、τが小さいほど圧力の上昇スピードが速くなり、τが大きいほど圧力の上昇スピードが緩くなる。図５において、τ＝５の曲線Ｃ１は圧力の上昇スピードが速く、その分流量の変動が激しい。τ＝４５の曲線Ｃ２は圧力の上昇スピードが遅く、整定するまでに時間がかかる。τ＝２０の曲線Ｃ３はＣ１とＣ２の中間に位置している。例えば、この曲線Ｃ３を理想圧力曲線とする。 In equation (e) of this ideal pressure curve, τ is a time constant, and this time constant τ determines the speed at which the pressure rises, and the smaller the time constant τ, the larger the flow rate given by Pf−P. That is, as shown in FIG. 5, the speed of pressure rise is faster as τ is smaller, and the speed of pressure rise is slower as τ is larger. In FIG. 5, the curve C1 with τ = 5 has a fast rise speed of pressure, and the fluctuation of the flow rate is intense accordingly. The curve C2 with τ = 45 has a slow rise in pressure and takes time to settle. A curve C3 of τ = 20 is located between C1 and C2. For example, this curve C3 is an ideal pressure curve.
理想圧力曲線の式（ｅ）において、ｔｉを流量更新間隔Δｔ毎のガスの充填圧力Ｐの取得タイミングとし、Ｐｉを今回取得した圧力Ｐとすると、この式（ｅ）は下記（１）式として示される。この（１）式が本発明でいう（Ａ）式に相当する。 Assuming that in the equation (e) of the ideal pressure curve, ti is the acquisition timing of the gas filling pressure P at every flow rate update interval Δt, and Pi is the pressure P acquired this time, this equation (e) is as the following equation (1) Indicated. The equation (1) corresponds to the equation (A) in the present invention.
〔圧力変動率について〕
充填圧力Ｐの変動率（圧力変動率）は、理想気体に対応する標準体積流量に直線的に関連することができる。したがって、理想圧力曲線上の圧力変動率（微分値）を求めれば、その圧力変動率を制御流量に関連することができる。上記の（１）式で示される理想圧力曲線上の圧力変動率をＰdot(t)とすると、この圧力変動率Ｐdot(t)は下記（２）式で表される。
[About pressure fluctuation rate]
The variation rate of the filling pressure P (pressure variation rate) can be linearly related to the standard volumetric flow rate corresponding to the ideal gas. Therefore, if the pressure fluctuation rate (differential value) on the ideal pressure curve is determined, the pressure fluctuation rate can be related to the control flow rate. Assuming that the pressure fluctuation rate on the ideal pressure curve represented by the above equation (1) is Pdot (t), this pressure fluctuation rate Pdot (t) is represented by the following equation (2).
本実施の形態において、圧力変動率算出部９−１は、圧力計８が計測する圧力容器７内のガスの充填圧力Ｐを流量更新間隔Δｔで取得し、ガスの充填圧力Ｐを取得する毎に、ガスの充填量を制御する際の制御目標として、ガスの充填圧力Ｐの変化曲線を上記の（１）式で規定される理想圧力曲線に近似させるような充填圧力Ｐの圧力変動率Ｐdotを算出する。この場合、圧力変動率Ｐdot（制御目標）の算出方法として、次のような技法１、２、３が考えられる。 In the present embodiment, the pressure fluctuation rate calculation unit 9-1 acquires the filling pressure P of the gas in the pressure vessel 7 measured by the pressure gauge 8 at the flow rate update interval Δt, and acquires the filling pressure P of the gas. In addition, as a control target when controlling the gas filling amount, the pressure fluctuation rate Pdot of the filling pressure P that approximates the change curve of the filling pressure P of the gas to the ideal pressure curve defined by the above equation (1) Calculate In this case, the following techniques 1, 2 and 3 can be considered as a method of calculating the pressure fluctuation rate Pdot (control target).
〔技法１：局所微分（図６参照）〕
技法１では、流量更新間隔Δｔが短く、上記の（２）式において「ｔ≒ｔｉ」であると考える。すなわち、ｔ−ｔｉ≒０と考える。そして、ｔ−ｔｉ≒０として得られる圧力変動率Ｐdotを、すなわち下記（３）式で示される圧力変動率Ｐdotを、今回の圧力の取得ポイント（今回の流量更新タイミング）での制御目標とする。
Technique 1: Local differentiation (see FIG. 6)
In the first technique, it is considered that the flow rate update interval Δt is short and “ttti” in the above equation (2). That is, it is considered that t-ti ≒ 0. Then, the pressure fluctuation rate Pdot obtained as t-ti00, that is, the pressure fluctuation rate Pdot represented by the following equation (3) is set as a control target at the current pressure acquisition point (current flow rate update timing) .
図７に、理想圧力曲線Ｉと対比して、技法１を用いた場合のガスの充填圧力Ｐの変化曲線Ｓ１を示す。技法１では、どの瞬間のｔについても実際の圧力Ｐを測定し、理想圧力曲線に適合させるための圧力変動率Ｐdotを求めるようにしている。しかし、この技法１では、上記の（２）式において「ｔ−ｔｉ≒０」とするため、理想圧力曲線よりも圧力が高めになり、目標圧力Ｐｆを超過する虞がある。 In contrast to the ideal pressure curve I, FIG. 7 shows a change curve S1 of the gas filling pressure P when the technique 1 is used. In the first technique, the actual pressure P is measured at any instant t, and the pressure variation rate Pdot for finding an ideal pressure curve is obtained. However, in this technique 1, in order to set it as "t-ti に お い て 0" in said (2) Formula, a pressure becomes high rather than an ideal pressure curve, and there exists a possibility that the target pressure Pf may be exceeded.
〔技法２：中間点微分（図８参照）〕
技法２では、上記の（２）式において「ｔ−ｔｉ＝Δｔ／２」であるとする。そして、ｔ−ｔｉ＝Δｔ／２として得られる圧力変動率Ｐdotを、すなわち下記（４）式で示される圧力変動率Ｐdotを、今回の圧力の取得ポイント（今回の流量更新タイミング）での制御目標とする。
Technique 2: Midpoint Derivation (See FIG. 8)
In Technique 2, it is assumed that “t−ti = Δt / 2” in the above equation (2). Then, the pressure fluctuation rate Pdot obtained as t-ti = Δt / 2, that is, the pressure fluctuation rate Pdot represented by the following equation (4), is the control target at the current pressure acquisition point (current flow update timing) I assume.
図９に、理想圧力曲線Ｉと対比して、技法２を用いた場合のガスの充填圧力Ｐの変化曲線Ｓ２を示す。断続的な更新パターンを要求するアプリケーションでは、流量を全体的に過大にならないように、流量を更新するポイントの中間点から予測する式が必要となる。但し、技法２では、オーバーシュートは確実に回避することができるが、充填圧力Ｐが目標圧力Ｐｆに近づくまでに時間がかかり、目標圧力Ｐｆに達しない虞がある。 In contrast to the ideal pressure curve I, FIG. 9 shows a change curve S2 of the gas filling pressure P when the technique 2 is used. In an application requiring an intermittent update pattern, a formula that predicts from the midpoint of the points at which the flow rate is updated is required so that the flow rate is not excessively excessive overall. However, in the technique 2, although overshoot can be reliably avoided, it takes time for the filling pressure P to approach the target pressure Pf, and there is a possibility that the target pressure Pf is not reached.
〔技法３：線形補間（図１０参照）〕
技法３では、次回の圧力の取得ポイントでの充填圧力ＰをＰi+1とし、今回の圧力の取得ポイントでの制御目標とされる圧力変動率Ｐdotが下記（５）式で表されるものとする。そして、上記（１）式において「ｔ−ｔｉ＝Δｔ」とすることにより、次回の圧力の取得ポイントで予想される充填圧力Ｐi+1を求め（下記（６）式）、この求めたＰi+1を上記（５）式に代入することによって、下記（７）式で示される圧力変動率Ｐdotを得る。この（７）式で示される圧力変動率Ｐdotを今回の圧力の取得ポイントでの制御目標とする。
[Method 3: linear interpolation (see FIG. 10)]
In technique 3, assuming that the filling pressure P at the next acquisition point of pressure is P i + 1 , the pressure fluctuation rate Pdot to be controlled at the acquisition point of the current pressure is represented by the following equation (5) I assume. Then, by setting “t−ti = Δt” in the above equation (1), the filling pressure P i + 1 expected at the next acquisition point of pressure is determined (the following equation (6)), and this determined P By substituting i + 1 into the equation (5), a pressure fluctuation rate Pdot represented by the following equation (7) is obtained. The pressure fluctuation rate Pdot represented by the equation (7) is set as a control target at the current pressure acquisition point.
図１１に、理想圧力曲線Ｉと対比して、技法３を用いた場合のガスの充填圧力Ｐの変化曲線Ｓ３を示す。この技法３では、実測した圧力から次に更新される圧力までの圧力変動率を線形補間して求めるため、理想圧力曲線によくフィットし、オーバーシュートしにくく、高速かつ正確に圧力容器７へのガスの充填を行うができる。また、最終的な充填時間を最も正確に見積もることができる。 In contrast to the ideal pressure curve I, FIG. 11 shows a change curve S3 of the gas filling pressure P when the technique 3 is used. In this technique 3, since the pressure fluctuation rate from the measured pressure to the pressure to be updated next is obtained by linear interpolation, it fits well to the ideal pressure curve, is unlikely to overshoot, and can be applied to the pressure vessel 7 quickly and accurately. It is possible to do gas filling. Also, the final fill time can be estimated most accurately.
〔充填時間の見積もり〕
ａを精度（最終目標値±α％）、Ｐｆ-を許容圧力下限値とすると、Ｐｆ-は下記（８）式により示される。また、ｔｆを初期圧力Ｐ０から許容圧力下限値Ｐｆ-に到達するまでの時間とすると、上記（１）式より許容圧力下限値Ｐｆ-は下記（９）式として表される。この（９）式から、許容圧力下限値Ｐｆ-に達するまでの時間ｔｆは、下記（１０）式として表される。この（１０）式に、許容圧力下限値Ｐｆ-、初期圧力Ｐ０、目標圧力Ｐｆを代入することにより、許容圧力下限値Ｐｆ-に達するまでの時間（充填時間）ｔｆを見積もることができる。
[Estimate of filling time]
Assuming that a is an accuracy (final target value ± α%) and Pf − is an allowable pressure lower limit value, Pf − is expressed by the following equation (8). Further, the tf from the initial pressure P0 allowable pressure lower limit value Pf - When time to reach the permissible from the above equation (1) pressure lower limit value Pf - is expressed as the following equation (9). From this equation (9), the time tf until reaching the allowable pressure lower limit Pf − is expressed as the following equation (10). By substituting the allowable pressure lower limit Pf − , the initial pressure P 0, and the target pressure Pf into the equation (10), the time (filling time) tf until reaching the allowable pressure lower limit Pf − can be estimated.
〔充填プロセスの終わり〕
本実施の形態では、ガスの充填圧力Ｐを流量更新間隔Δｔで取得し、その取得したガスの充填圧力Ｐに基づいて圧力容器７へのガスの充填量（流量）を制御し、ガスの充填圧力Ｐを最終目標圧力Ｐｆに整定させるようにする。
[End of filling process]
In the present embodiment, the filling pressure P of the gas is acquired at the flow rate update interval Δt, the filling amount (flow rate) of the gas into the pressure vessel 7 is controlled based on the acquired filling pressure P of the gas, and the gas filling is performed. The pressure P is allowed to settle to the final target pressure Pf.
しかし、充填圧力Ｐの上昇は指数関数的であるために、（理想的な条件で）充填圧力Ｐが目標圧力Ｐｆに達するまで待つことは得策ではない（指数関数的曲線が実際に最終値に達することはない）。 However, it is not a good idea to wait for the filling pressure P to reach the target pressure Pf (under ideal conditions), as the increase in the filling pressure P is exponential (exponential curve is actually at its final value) Never reach).
また、アプリケーションにより、許容誤差の下限で、充填プロセスを一度止めたいことがあるかもしれない。しかし、ほとんどの場合、（許容差内の）圧力不足が発生することになる。 Also, depending on the application, it may be desirable to stop the filling process once, with a lower tolerance limit. However, in most cases an underpressure (within tolerance) will occur.
これに対しては、例えば、アプリケーションが目標圧力の下限側（または上限側）を要求している場合、目標圧力に対してある割合（代表的には９７％）まで到達した時点で流量の更新を止めて（図１２参照）、望む圧力まで同じ流量を保つようにするとよい。 For this, for example, if the application requires the lower limit side (or upper limit side) of the target pressure, the flow rate is updated when a certain percentage (typically 97%) of the target pressure is reached. (See FIG. 12) to maintain the same flow rate to the desired pressure.
〔圧力変動率Ｐdotからのガスの質量流量ｍdotの算出〕
質量流量算出部９−２は、圧力変動率算出部９−１によって算出された圧力変動率Ｐdotからガスの質量流量ｍdotを求める。この場合、質量流量算出部９−２は、ボイル・シャルルの法則から導かれる下記の（１２）式を用いて、ガスの質量流量ｍdotを求める。
[Calculation of gas mass flow rate mdot from pressure fluctuation rate Pdot]
The mass flow rate calculation unit 9-2 obtains the mass flow rate mdot of gas from the pressure variation rate Pdot calculated by the pressure variation rate calculation unit 9-1. In this case, the mass flow rate calculating unit 9-2 obtains the mass flow rate mdot of the gas using the following equation (12) derived from Boyle-Charles' law.
〔ガスの質量流量ｍdotからのガスの体積流量Ｑの算出〕
体積流量算出部９−３は、質量流量算出部９−２によって求められた質量流量ｍdotからガスの体積流量Ｑを求める。この場合、体積流量算出部９−３は、下記の（１３）式を用いてガスの標準状態の体積流量Ｑstdを求め、この標準状態の体積流量Ｑstdを単位換算して（（１４）式）、ガスの体積流量Ｑを求める。
[Calculation of volumetric flow rate Q of gas from mass flow rate mdot of gas]
The volumetric flow rate calculation unit 9-3 obtains the volumetric flow rate Q of the gas from the mass flow rate mdot obtained by the mass flow rate calculation unit 9-2. In this case, the volumetric flow rate calculation unit 9-3 obtains the volumetric flow rate Qstd of the standard state of the gas using the following equation (13), converts the volumetric flow rate Qstd of this standard state into a unit (equation (14)) , Determine the volumetric flow rate Q of the gas.
なお、上記の（１３）式は、理想気体の状態方程式から次のようにして導かれる The above equation (13) is derived as follows from the equation of state of the ideal gas
〔システムの特性による定数〕
技法１，２，３の方程式（（３）式、（４）式、（７）式）から圧力変動率Ｐdotが分かる。圧力変動率Ｐdotは圧力差（Ｐｆ−Ｐ）、つまり誤差に対して比例関係にあると見ることができる。下記の（１５）式にこれらの方程式の１つを代入すると、流量は（Ｐｆ−Ｐ）／Ｔに対して線形の関係を持つことができる。そのため、システムの特性による定数Ｋを見つけることができる。
[Constant according to system characteristics]
The pressure fluctuation rate Pdot is known from the equations (3), (4) and (7) of techniques 1, 2 and 3. The pressure fluctuation rate Pdot can be seen to be proportional to the pressure difference (Pf-P), that is, the error. Substituting one of these equations into the following equation (15), the flow rate can have a linear relationship with (Pf−P) / T. Therefore, it is possible to find a constant K depending on the characteristics of the system.
〔チューニング〕
本発明では、たった１つのパラメータ（時定数τ）を実験で求めるだけで、ガスの充填圧力Ｐの変化曲線を理想圧力曲線にフィットさせるようにすることが可能となる。この発明において、流量更新間隔Δｔとしては、機器で許容される最小の値を推奨するが、必要に応じてその値を拡大させてもよい。
〔tuning〕
According to the present invention, it is possible to fit the change curve of the gas filling pressure P to the ideal pressure curve only by experimentally determining only one parameter (time constant τ). In this invention, although the minimum value permitted by the device is recommended as the flow rate update interval Δt, the value may be expanded as necessary.
本発明の主とする目的の１つは、望ましくないオーバーシュートおよび長い安定化期間の原因となる、充填プロセスの突然の変化を避けることである。本発明において、曲線の滑らかさは、圧力変動率Ｐdotの比を用いて定量化することができる。これは、τの関数で求めることができる。 One of the main objects of the present invention is to avoid sudden changes in the filling process that cause undesirable overshoot and long stabilization periods. In the present invention, the smoothness of the curve can be quantified using the ratio of pressure regulation Pdot. This can be obtained as a function of τ.
また、本発明において、例えば技法３を用いた場合、連続する圧力変動率Ｐdotの比を用いて（図１３参照）、下記に示す（２３）式より、時定数τの下限を見つけることができる。 In the present invention, for example, when technique 3 is used, the lower limit of the time constant τ can be found from the following equation (23) using the ratio of continuous pressure fluctuation rates Pdot (see FIG. 13). .
また、充填の９７％が完了する前に、更新回数に下限を強制することによって、下記に示す（２６）式により、時定数τの下限を見つけることができる（技法１〜３共通）。 In addition, the lower limit of the time constant τ can be found by the following equation (26) by forcing the lower limit to the number of updates before 97% of the filling is completed (common to techniques 1 to 3).
図１４に、理想圧力曲線Ｉと対比して、技法１，２，３を用いた場合のガスの充填圧力Ｐの変化曲線Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を示す。Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を比較すると、技法３を用いた場合の充填圧力Ｐの変化曲線Ｓ３が最も理想圧力曲線Ｉにフィットしており、最適であることが分かる。 FIG. 14 shows, in contrast to the ideal pressure curve I, change curves S1, S2 and S3 of the gas filling pressure P when the techniques 1, 2 and 3 are used. When S1, S2 and S3 are compared, it can be seen that the change curve S3 of the filling pressure P when the technique 3 is used fits the most ideal pressure curve I and is optimum.
技法１では、常に理想圧力曲線Ｉよりも高くなるので、圧力変動率Ｐdotは常に過剰となり、目標圧力Ｐｆに速く到達するが、整定するのに時間がかかる。但し、Ｐ０とＰｆとの差が大きい場合に、スタート時の所定時間だけ技法１で制御し、その後、技法３に切り替えて最後まで制御するという制御方法はあり得る。 In the technique 1, the pressure fluctuation rate Pdot is always excessive because it is always higher than the ideal pressure curve I, and the target pressure Pf is quickly reached, but it takes time to settle. However, when the difference between P0 and Pf is large, there may be a control method of controlling with the technique 1 for a predetermined time at the start and then switching to the technique 3 and controlling until the end.
技法２では、オーバーシュートは確実に避けられるが、圧力変動率Ｐdotの上昇が緩いので、目標圧力Ｐｆに整定するまでに時間がかかる。但し、技法３で制御を開始し、目標圧力Ｐｆに整定する直前で技法２に切り替えて、オーバーシュートを確実に回避するという制御方法はあり得る。 In the technique 2, overshooting is surely avoided, but since the rise of the pressure fluctuation rate Pdot is slow, it takes time to settle to the target pressure Pf. However, there may be a control method of starting control by technique 3 and switching to technique 2 immediately before settling to the target pressure Pf to reliably avoid overshoot.
〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
[Extension of the embodiment]
Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the technical idea of the present invention.
１（１−１〜１−３）…流量コントローラ、２（２−１〜２−３）…流量コントローラ用遮断弁、３，４…遮断弁、５（５−１，５−２）…ゲート弁、６…真空ポンプ、７…圧力容器、８…圧力計、９…制御装置、９−１…圧力変動率算出部、９−２…質量流量算出部９−２、９−３…体積流量算出部、１０…温度センサ、１１…充填装置、１００…ガス充填装置。 1 (1-1 to 1-3) ... flow controller, 2 (2-1 to 2-3) ... shut off valve for flow controller, 3, 4 ... shut off valve, 5 (5-1 to 5-2) ... gate Valve 6: Vacuum pump 7: Pressure vessel 8. Pressure gauge 9. Controller: 9-1: pressure fluctuation rate calculation unit 9-2: mass flow rate calculation unit 9-2, 9-3: volumetric flow rate Calculation unit, 10: temperature sensor, 11: filling device, 100: gas filling device.
Claims (8)
前記圧力容器内の前記ガスの充填圧力Ｐを計測するように構成された圧力計測部と、
前記圧力計測部が計測する前記ガスの充填圧力Ｐを流量更新間隔Δｔで取得し、その取得したガスの充填圧力Ｐに基づいて前記圧力容器への前記ガスの充填量を制御し、前記ガスの充填圧力Ｐを最終目標圧力Ｐｆに整定させるように構成された制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記ガスの充填圧力Ｐを取得する毎に、前記ガスの充填量を制御する際の制御目標として、前記ガスの充填圧力Ｐの変化曲線を下記（Ａ）式で規定される理想圧力曲線に近似させるような前記充填圧力Ｐの圧力変動率Ｐdotを算出するように構成された圧力変動率算出部
を備えることを特徴とするガス充填装置。
A pressure measurement unit configured to measure a filling pressure P of the gas in the pressure vessel;
The filling pressure P of the gas measured by the pressure measurement unit is acquired at a flow rate update interval Δt, and the filling amount of the gas into the pressure vessel is controlled based on the acquired filling pressure P of the gas, A controller configured to settle the filling pressure P to a final target pressure Pf;
The controller is
Every time the filling pressure P of the gas is obtained, the change curve of the filling pressure P of the gas is approximated to the ideal pressure curve defined by the following equation (A) as a control target when controlling the filling amount of the gas A gas filling apparatus, comprising: a pressure fluctuation rate calculation unit configured to calculate a pressure fluctuation rate Pdot of the filling pressure P that causes the pressure fluctuation to occur.
前記圧力変動率算出部は、
前記圧力変動率Ｐdotを下記（Ｂ）式に基づいて算出する
ことを特徴とするガス充填装置。
The pressure fluctuation rate calculation unit
A gas charging apparatus, wherein the pressure fluctuation rate Pdot is calculated based on the following equation (B).
前記圧力変動率算出部は、
前記圧力変動率Ｐdotを下記（Ｃ）式に基づいて算出する
ことを特徴とするガス充填装置。
The pressure fluctuation rate calculation unit
A gas charging apparatus, wherein the pressure fluctuation rate Pdot is calculated based on the following equation (C).
前記圧力変動率算出部は、
前記圧力変動率Ｐdotを下記（Ｄ）式に基づいて算出する
ことを特徴とするガス充填装置。
The pressure fluctuation rate calculation unit
A gas filling apparatus, which calculates the pressure fluctuation rate Pdot based on the following equation (D).
前記圧力変動率算出部は、
前記制御装置の制御開始から所定期間のみ一時的に下記（Ｅ）式に基づいて前記圧力変動率Ｐdotを算出し、その後、前記（Ｂ）式に基づいて前記圧力変動率Ｐdotを算出する
ことを特徴とするガス充填装置。
The pressure fluctuation rate calculation unit
The pressure variation rate Pdot is temporarily calculated based on the following equation (E) only for a predetermined period from the start of control of the control device, and thereafter the pressure variation rate Pdot is calculated based on the equation (B). Characteristic gas filling device.
前記圧力変動率算出部は、
前記制御装置の制御開始から前記（Ｂ）式に基づいて前記圧力変動率Ｐdotを算出し、制御終了直前で下記（Ｆ）式に基づいて前記圧力変動率Ｐdotを算出する
ことを特徴とするガス充填装置。
The pressure fluctuation rate calculation unit
The pressure variation rate Pdot is calculated based on the equation (B) from the start of control of the control device, and the pressure variation rate Pdot is calculated based on the following equation (F) immediately before the end of control. Filling device.
前記制御装置は、
さらに、
前記圧力変動率算出部によって算出された前記圧力変動率Ｐdotから前記ガスの質量流量を求めるように構成された質量流量算出部と、
前記質量流量算出部によって求められた前記質量流量から前記ガスの体積流量を求めるように構成された体積流量算出部と
を備えることを特徴とするガス充填装置。 In the gas charging apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The controller is
further,
A mass flow rate calculation unit configured to obtain a mass flow rate of the gas from the pressure fluctuation rate Pdot calculated by the pressure fluctuation rate calculation unit;
And a volumetric flow rate calculating unit configured to determine a volumetric flow rate of the gas from the mass flow rate determined by the mass flow rate calculating unit.
前記圧力容器内の前記ガスの充填圧力Ｐを計測する圧力計測ステップと、
前記圧力計測ステップによって計測される前記ガスの充填圧力Ｐを流量更新間隔Δｔで取得し、その取得したガスの充填圧力Ｐに基づいて前記圧力容器への前記ガスの充填量を制御し、前記ガスの充填圧力Ｐを最終目標圧力Ｐｆに整定させる制御ステップとを備え、
前記制御ステップは、
前記ガスの充填圧力Ｐを取得する毎に、前記ガスの充填量を制御する際の制御目標として、前記ガスの充填圧力Ｐの変化曲線を下記（Ｇ）式で規定される理想圧力曲線に近似させるような前記充填圧力Ｐの圧力変動率Ｐdotを算出する圧力変動率算出ステップ
を備えることを特徴とするガス充填方法。
A pressure measurement step of measuring a filling pressure P of the gas in the pressure vessel;
The filling pressure P of the gas measured in the pressure measurement step is acquired at a flow rate update interval Δt, and the filling amount of the gas into the pressure vessel is controlled based on the acquired filling pressure P of the gas, the gas Control step of settling the filling pressure P at the final target pressure Pf,
The control step is
Every time the filling pressure P of the gas is acquired, the change curve of the filling pressure P of the gas is approximated to the ideal pressure curve defined by the following equation (G) as a control target when controlling the filling amount of the gas A pressure fluctuation rate calculating step of calculating a pressure fluctuation rate Pdot of the filling pressure P which causes the gas filling method to have
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