JP2003277006A

JP2003277006A - 改質器の制御装置

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Publication number: JP2003277006A
Application number: JP2002083357A
Authority: JP
Inventors: Masaru Okamoto; 勝岡本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2022-03-25
Also published as: JP3709852B2

Abstract

(57)【要約】【課題】基準負荷より負荷が大きくなる領域において
も改質器内の反応を効率的に行わせる。【解決手段】原料入口と、気体入口と、改質反応と部
分酸化反応とを行って水素を含む改質ガスを生成する触
媒とからなる改質器（８）において、部分酸化反応に必
要な気体流量である要求気体流量Ｑｎｅｅｄを原料流量
に基づいて算出する要求気体流量算出手段（２１）と、
改質器内部のピーク温度位置を推定するピーク温度位置
推定手段（２１）と、このピーク温度位置が基準ピーク
温度位置より下流側に移動したとき、前記要求気体流量
Ｑｎｅｅｄを減量側に補正して気体流量Ｑ１を算出する
気体流量算出手段（２１）と、この算出した気体流量Ｑ
１が気体入口から供給されるように気体入口流量調整手
段（１２）を制御する制御手段（２１）とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は改質器の制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の改質器の制御装置として特開平６
−３４９５１０号公報に開示されるものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】改質器では炭化水素を
主成分とする原料と空気中の酸素とを反応させて原料を
分解し水素リッチな改質ガスを生成するのであるが、そ
の水素リッチな改質ガスを生成する改質反応は吸熱反応
であるので、同時に部分酸化反応による発熱反応を生じ
させ、これら吸熱と発熱とがバランスする条件で運転す
ることにより、外部加熱や外部冷却を不要としている。

【０００４】改質器の構成は、一方向に長い円筒状の容
器内に改質反応と部分酸化反応とを共に行う触媒を充填
し、長手方向の一端に原料及び空気（酸素を含む気体）
の各入口を、長手方向他端にガス出口を開口したもので
あり、こうした改質器の構成によれば、原料入口に原料
を、空気入口に空気をそれぞれ供給したとき、改質器内
部の温度分布は一様とならず温度差のある温度分布が生
じる。

【０００５】改質器内のガスは改質器の入口より出口に
向けて一方向に流れるので、改質器の入口を原点として
下流方向の位置を横軸に、その位置でのガス温度を縦軸
に採ると、ガス温度は入口より上昇してピークをとった
後に徐々に低下していく（図１９参照）。ガス温度がピ
ークをとるということは、ガス温度がピークをとる位置
で空気入口より供給された酸素が殆ど残っていないこと
を意味する。

【０００６】この場合に、ピークの温度が、改質器内の
触媒が働くのに適した温度（この温度を以下「目標運転
温度」という。）Ｔｍを大きく超えないように改質器を
運転できれば問題ないので、こうした観点から改質器の
触媒の種類や量、改質器の外形寸法といった設計仕様が
定まる。

【０００７】ただし、このときの仕様は基準負荷に対し
て決定されるのであり、具体的に示すと、図１９上段に
示したように基準負荷に対応する原料流量と、部分酸化
反応に必要な空気流量とを供給したとき、ピーク温度が
望みの位置（基準ピーク温度位置ｚｐ０）にきたとする
（図１９上段参照）。

【０００８】しかしながら、基準負荷より負荷が大きく
なって原料を増加し、これに応じて空気流量も増加し、
これら増加した原料と空気とを各入口より供給したとき
には、ピーク温度が目標運転温度Ｔｍを超えたり、ピー
ク温度の位置ｚｐが基準ピーク温度位置ｚｐ０より下流
側に移動してしまう（図１９下段の一点鎖線参照）。ピ
ーク温度位置が下流側に移動する理由は、基準負荷より
大きな高負荷時になると改質器の入口付近はガス流速が
早く滞留時間が短いため十分な反応が起きずに温度が低
くなり、未燃の酸素は下流側へ流されていきながら徐々
に反応して下流のほうでピーク温度を生じるためであ
る。

【０００９】このように負荷の増大でピーク温度位置が
基準ピーク温度位置ｚｐ０より下流側に移動すると、改
質器の上流側に触媒温度が低くなる領域（不活性な触媒
領域）が生じ（図１９下段参照）、これにより原料を水
素リッチな改質ガスにする転化率が下がり、改質器を出
るガス中に未反応の原料成分が多量に含まれるようにな
る（水素を含む改質ガスの生成が不十分となる）。

【００１０】そこで本発明は、部分酸化反応に必要な酸
素を含む気体の流量である要求気体流量を原料流量に基
づいて算出する一方で、改質器内部のピーク温度位置を
推定し、そのピーク温度位置が基準ピーク温度位置より
下流側に移動したとき、前記要求気体流量を減量側に補
正して、気体入口から供給すべき気体流量を算出するこ
とにより、基準負荷より負荷が大きくなる領域において
も、改質器内の反応を効率的に行わせることを目的とす
る。

【００１１】一方、上記の従来装置は、改質器に複数の
温度センサを設けて改質器の内部温度が高温になりすぎ
たり低温になりすぎたりすることを防止するものに過ぎ
ず、ピーク温度の存在や負荷に応じてピーク温度位置が
移動する点を開示するものでない。

【００１２】このため従来装置を、上記のようにピーク
温度位置が基準ピーク温度位置よりずれた場合に適用し
ようとすれば、例えば改質器の長手方向に適当な間隔を
おいて温度センサを複数配置し、温度センサからの各温
度をみて最も高い温度を示した温度センサの位置がピー
ク温度位置であると推定し、その位置が基準温度位置よ
り下流側にあれば酸素を含む気体の流量を減量補正する
ことである。

【００１３】しかしながら、この方法によりピーク温度
位置の検出精度を上げようとすれば温度センサの数を増
やすしかなくコストアップを招く。かといってセンサ数
が少ないと、ピーク温度位置がどこにあるかわからな
い。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、負荷に応じた原料を供給する原料入口と、部分酸化
反応に用いる酸素を含む気体（例えば空気）を供給する
気体入口と、酸素を含む気体と原料とを用いて改質反応
と部分酸化反応とを行って水素を含む改質ガスを生成す
る触媒と、この生成された改質ガスを排出するガス出口
とからなる改質器において、気体入口の流量を調整可能
な気体入口流量調整手段と、部分酸化反応に必要な気体
流量である要求気体流量Ｑｎｅｅｄを原料流量に基づい
て算出する要求気体流量算出手段と、改質器内部のピー
ク温度位置を推定するピーク温度位置推定手段と、この
ピーク温度位置が基準ピーク温度位置より下流側に移動
したとき、前記要求気体流量Ｑｎｅｅｄを減量側に補正
して気体流量Ｑ１を算出する気体流量算出手段と、この
算出した気体流量Ｑ１が気体入口から供給されるように
気体入口流量調整手段を制御する制御手段とを備える。

【００１５】請求項３に記載の発明では、気体入口とガ
ス出口との中間位置に酸素を含む気体（例えば空気）を
供給する気体中間入口と、この気体中間入口の流量を調
整可能な気体中間入口流量調整手段とを備え、要求気体
流量Ｑｎｅｅｄのうち気体入口から供給されなかった気
体が気体中間入口より供給されるように気体中間入口流
量調整手段を制御する。

【００１６】請求項４に記載の発明は、負荷に応じた原
料を供給する原料入口と、部分酸化反応に用いる酸素を
含む気体（例えば空気）を供給する気体入口と、酸素を
含む気体と原料とを用いて改質反応と部分酸化反応を行
って水素を含む改質ガスを生成する触媒と、この生成さ
れた改質ガスを排出するガス出口とからなる改質器にお
いて、気体入口の流量を調整可能な気体入口流量調整手
段と、部分酸化反応に必要な気体流量である要求気体流
量Ｑｎｅｅｄを原料流量に基づいて算出する要求気体流
量算出手段と、気体入口付近の実際の触媒温度Ｔ１を検
出する気体入口触媒温度検出手段と、改質器内部のピー
ク温度位置を推定するピーク温度位置推定手段と、この
ピーク温度位置に基づいて気体入口触媒温度検出手段位
置の目標温度Ｔｂを算出する気体入口触媒温度検出手段
位置目標温度算出手段と、気体入口付近の実際の触媒温
度Ｔ１がこの気体入口触媒温度検出手段位置の目標温度
Ｔｂと一致するように気体流量Ｑ１を算出する気体流量
算出手段と、要求気体流量Ｑｎｅｅｄとこの気体流量Ｑ
１のうち値の小さい方を選択する選択手段と、この選択
した値の小さい方の気体流量（Ｑｓｅｌ）が流れるよう
に気体入口流量調整手段を制御する制御手段とを備え
る。

【００１７】請求項５に記載の発明では、気体入口とガ
ス出口との中間位置に酸素を含む気体（例えば空気）を
供給する気体中間入口と、この気体中間入口の流量を調
整可能な気体中間入口流量調整手段とを備え、気体入口
付近の実際の触媒温度Ｔ１がこの気体入口触媒温度検出
手段位置の目標温度Ｔｂと一致するように算出した気体
流量Ｑ１より、要求気体流量Ｑｎｅｅｄが大きい場合
に、その差の流量Ｑ２ｒｉｓが気体中間入口より供給さ
れるように気体中間入口流量調整手段を制御する。

【００１８】

【発明の効果】図１９に示したように基準負荷のときピ
ーク温度が基準ピーク温度位置ｚｐ０にくるように、基
準負荷に対応する要求気体流量Ｑｎｅｅｄを設定してい
る場合に（図１９上段参照）、基準負荷より負荷が大き
くなって原料を増加し、これに応じて要求気体流量Ｑｎ
ｅｅｄを増加し、その要求気体流量Ｑｎｅｅｄを気体入
口より供給したのでは、ピーク温度が目標運転温度Ｔｍ
を超えたり、ピーク温度位置が基準ピーク温度位置より
下流側に移動する（図１９下段、図２０上段の一点鎖線
参照）。

【００１９】そして、ピーク温度位置が基準ピーク温度
位置より下流側に移動すると、改質器入口側に触媒温度
が低くなる領域（不活性な触媒領域）が生じ、これによ
り水素を含む改質ガスの生成量が不足するのであるが、
請求項１に記載の発明によれば、ピーク温度位置が基準
ピーク温度位置より下流側に移動したとき、要求気体流
量Ｑｎｅｅｄを減量側に補正して気体流量Ｑ１を算出
し、この算出した気体流量Ｑ１を気体入口から供給する
ので、基準負荷より大きな負荷領域においてもピーク温
度位置が目標運転温度Ｔｍを超えてしまったり基準ピー
ク温度位置より下流側に移動することを抑制できる。す
なわち、気体入口に流入する過剰な酸素を含む気体を減
らすことで、改質器内部のガス流速が低下してガスの滞
留時間が長くなり酸化反応が改質器上流側の触媒で生
じ、これにより、ピーク温度が目標運転温度Ｔｍを超え
る高温になることを防止できると共に、改質器入口側に
不活性な触媒領域が生じることを回避できる（図２０中
段の実線参照）。

【００２０】要求気体流量Ｑｎｅｅｄを減量補正した値
である気体流量Ｑ１を気体入口より供給すると、ピーク
温度位置が上流側に移動するが、これは、ピーク温度の
部分で気体入口より供給した気体中の酸素がほとんど反
応しきったことを意味し、このままであればそのピーク
温度位置以降の下流側は下流になるほど温度が低下す
る。請求項３に記載の発明によれば、要求空気流量Ｑｎ
ｅｅｄのうち、気体入口より供給できなかった気体の流
量（Ｑｎｅｅｄ−Ｑ１）を気体中間入口より供給するの
で、気体中間入口付近の触媒温度を高めることができる
（図２０下段の破線参照）。

【００２１】一方、気体入口付近の実際の触媒温度Ｔ１
が気体入口触媒温度検出手段位置の目標温度Ｔｂと一致
するように算出した気体流量Ｑ１が、原料流量に基づい
て算出した要求気体流量Ｑｎｅｅｄより小さい場合と
は、目標運転温度Ｔｍが低く設定されている状態である
か、または気体入口付近の実際の触媒温度Ｔ１が現在、
目標運転温度Ｔｍに近い状態である。この状態で値の大
きい方の要求気体流量Ｑｎｅｅｄを選択すると、過剰な
空気を含む気体の供給によりピーク温度が目標運転温度
Ｔｍを大きく超えて高温になったり、ピーク温度位置が
下流に過剰に移動するのであるが、請求項４に記載の発
明によれば、この状態で値の小さい方の気体流量Ｑ１を
選択するので、ピーク温度が目標運転温度Ｔｍを超えて
高温になったり、ピーク温度位置が下流に過剰に移動す
ることを抑制できる。

【００２２】一方、気体流量Ｑ１が要求気体流量Ｑｎｅ
ｅｄより大きい場合とは、目標運転温度Ｔｍが高く設定
されている状態であるか、または気体入口付近の実際の
触媒温度Ｔ１が現在、目標運転温度Ｔｍに到達してない
状態である。この状態では反応に必要な気体流量の全て
である要求気体流量Ｑｎｅｅｄを気体入口より供給でき
る。

【００２３】また、気体流量Ｑ１より要求気体流量Ｑｎ
ｅｅｄが大きい場合に、気体流量Ｑ１を気体入口より供
給すると、ピーク温度位置が上流側に移動するのである
が、これは、ピーク温度の部分で気体入口より供給した
気体中の酸素がほとんど反応しきったことを意味し、こ
のままであればそのピーク温度位置より下流側は下流に
なるほど温度が低下する。請求項５に記載の発明によれ
ば、要求気体流量Ｑｎｅｅｄのうち、気体入口より供給
できなかった気体の流量（Ｑｎｅｅｄ−Ｑ１）を気体中
間入口より供給するので、気体中間入口付近の触媒温度
を高めることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態
を示す。まず燃料改質システムとしての基本的な構成お
よび動作につき説明する。

【００２５】図において原料タンク２内の水と原料タン
ク３内の燃料であるメタノールとが水供給装置４、メタ
ノール供給装置５より蒸発器６内に送られて加熱蒸発さ
れ、水とメタノールの混合蒸気（原料蒸気）となって改
質器８に供給される。ここで、水供給装置４、メタノー
ル供給装置５は、主にフィードポンプとインジェクタか
らなっている。

【００２６】水流量とメタノール流量の目標値は燃料電
池９で要求する発電量に基づいてコントローラ２１によ
り算出され、それぞれの目標値になるようにコントロー
ラ２１がそれぞれの供給装置４、５内の流量制御装置
（インジェクタ）を制御する。当該燃料電池システムを
車両に適用した場合には、上記の要求発電量はドライバ
のアクセルペダルの踏み込み量に基づいて算出する。

【００２７】また、コンプレッサ７より空気（酸素を含
む気体）が改質器８に圧送（送気）される。コンプレッ
サ７は、燃料電池システム全体で必要とする空気を全て
供給するため、流量センサ１５により検出されるコンプ
レッサ吐出流量が、改質器８に供給する空気流量と燃料
電池９で必要とされる空気流量との総和と等しくなるよ
うに、流量制御器１６がコンプレッサ７の回転速度を制
御する。この場合、流量制御器１６による制御には非干
渉制御方式を採用している（特開２００１−３３８６５
９号公報参照）。

【００２８】改質器８は、水、メタノールの混合蒸気と
空気中の酸素とを改質反応させて水素リッチな改質ガス
を生成する。改質器８は、部分酸化反応による発熱とメ
タノールの分解反応による吸熱とがバランスするオート
サーマル条件で運転される。

【００２９】なお、水素リッチな改質ガスには低レベル
の一酸化炭素が含まれ、この一酸化炭素は固体高分子型
燃料電池９の、白金等からなる電極触媒を被毒し、その
活性を著しく低下させてしまうので、一酸化炭素を除去
するシフト反応器が改質器８と一体に構成されている。

【００３０】このようにして極めて低レベルな濃度にま
で一酸化炭素が低減された改質ガスとコンプレッサ７か
らの空気とが燃料電池９の燃料極と空気極に送気され、
燃料電池９では空気中の酸素と改質ガス中の水素とを電
気化学的に反応させて発電する。

【００３１】燃料電池９において、改質ガス中の水素を
全て利用することは困難であり、一部の水素を残した、
発電に使用済みの改質ガスと、一部の酸素を残した、発
電に使用済みの空気とを、触媒燃焼器１０に送り燃焼さ
せる。得られた高温の燃焼ガスは、蒸発器６に送られ、
メタノールと水の蒸発のエネルギーとして再利用され
る。

【００３２】こうした燃料改質システムは、本実施形態
は車両に搭載され、燃料電池９から取り出される負荷電
流は、インバータ１８を介して車両駆動用のモータ１９
に流される。ここでは、インバータ１８及び駆動モータ
１９が、燃料電池９で発電した電力を消費する負荷装置
である。

【００３３】こうして燃料改質システムが、運転条件に
より変化する負荷装置と組み合わされるとき、負荷装置
で必要な電力を燃料電池９が発生するように改質器８に
供給する原料と空気の各流量とを制御する必要があるの
であるが、図２に示したように、改質器８の構成が、一
方向に長い円筒状の容器８ａ内に部分酸化反応と改質反
応とを共に行う触媒８ｂを充填し、長手方向の一端（図
で左端）に原料入口８ｃ及びその近くに空気入口８ｄ
を、長手方向他端（図で右端）にガス出口８ｅを開口し
たものであり、こうした改質器８の構成によれば、原料
入口８ｃに原料蒸気を、空気入口８ｄに空気をそれぞれ
供給したとき、改質器８内部の温度分布は一様とならず
温度差のある温度分布が生じる。

【００３４】改質器８内のガスは原料入口８ｃよりガス
出口８ｅに向けて一方向（図で右方向）に流れるので、
原料入口８ｃを原点として下流方向の位置を横軸に、そ
の位置でのガス温度を縦軸に採ると、ガス温度は原料入
口８ｃより上昇してピークをとった後に徐々に低下して
いく。ガス温度がピークをとるということは、その位置
で空気入口８ｄより供給された酸素が殆ど残っていない
ことを意味する。

【００３５】この場合に、ピークの温度が目標運転温度
Ｔｍを大きく超えないように運転できれば問題ないの
で、こうした観点から触媒８ｂの種類や量、改質器８の
外形寸法といった設計仕様が定まる。

【００３６】ただし、このときの仕様は基準負荷に対し
て決定されるのであり、具体的に示すと、図１９上段に
示したように基準負荷に対応する原料流量と、部分酸化
反応に必要な空気流量（この空気流量を以下「要求空気
流量」という。）Ｑｎｅｅｄとを供給したとき、ピーク
温度が望みの位置（基準ピーク温度位置ｚｐ０）にきた
とする（図１９上段参照）。

【００３７】しかしながら、基準負荷より負荷が大きく
なって原料を増加し、これに応じて要求空気流量Ｑｎｅ
ｅｄを増加し、これら増加した原料と空気とを各入口８
ｃ、８ｄより供給したときには、ピーク温度が目標運転
温度Ｔｍを超えたり、ピーク温度の位置が基準ピーク温
度位置より下流側に移動する（図１９下段の一点鎖線参
照）。

【００３８】本発明では、運転条件により変化する負荷
装置と組み合わされる、このような燃料改質システムに
おいて、空気入口８ｄ付近の触媒温度（この触媒温度を
以下「入口触媒温度」という。）を実際に検出する温度
センサ（気体入口触媒温度検出手段）２２を、原料入口
８ｃから所定の距離だけ下流側の位置に設け、改質器８
内のガス流速に基づいて改質器８内部のピーク温度位置
を推定し、このピーク温度位置に基づいて温度センサ２
２位置の目標温度Ｔｂを算出し、温度センサ２２により
検出される実際の入口触媒温度Ｔ１がこの温度センサ２
２位置の目標温度Ｔｂと一致するように空気入口８ｄよ
り供給される空気流量（この流量を以下「空気入口流
量」という。）Ｑ１を算出し、この空気入口流量Ｑ１と
要求空気流量Ｑｎｅｅｄのうち値の小さい方を選択し、
この選択した値の小さい方の空気流量（Ｑｓｅｌ）が流
れるように、コンプレッサ７より改質器８への空気供給
通路１１に設けた流量制御弁１２の開度を制御する。

【００３９】また、改質器８内のガス流速を推定するた
め、改質器８の入口側と出口側に圧力センサ２５、２６
を備えている。

【００４０】一方、上記の要求空気流量Ｑｎｅｅｄは原
料流量に基づいて算出するのであるが、空気入口流量Ｑ
１が要求空気流量Ｑｎｅｅｄより小さいときには、空気
入口８ｄからは空気入口流量Ｑ１が供給されるだけで、
残りＱｎｅｅｄ−Ｑ１の空気分が供給されないことにな
ってしまうため、空気入口８ｄよりも下流側に空気中間
入口８ｆを設け、この空気中間入口８ｆより残りの空気
を供給する。

【００４１】この場合、空気中間入口８ｆ付近の触媒
は、空気中間入口８ｆからの空気供給の影響を受けて温
度が上昇し、さらに空気入口８ｄより供給される空気の
影響を受けても温度が上昇する。すなわち、空気入口８
ｄより供給される空気による酸化反応によって入口側触
媒の温度が上昇し、この入口側触媒の温度上昇が下流側
の触媒温度を上昇させる。このような状態で空気中間入
口８ｆからも空気を導入すると、中間空気入口付近の触
媒温度が触媒８ｂの上限温度（以下単に「上限温度」と
いう）Ｔｍａｘを超えてしまう可能性がある。

【００４２】そこで、空気中間入口８ｆ付近の触媒温度
を実際に検出する温度センサ（気体中間入口触媒温度検
出手段）２３と、空気入口流量を実際に検出する流量セ
ンサ（気体入口流量検出手段）２７と、空気中間入口８
ｆより供給される空気流量（この空気流量を以下「空気
中間流量」という。）を実際に検出する流量センサ（気
体中間入口流量検出手段）２８とを設け、実際の空気入
口流量Ｑｓｅｎ１や実際の空気中間流量Ｑｓｅｎ２がス
テップ的に増加したときの所定期間先の温度センサ２３
位置の触媒温度を推定し、この所定期間先の温度センサ
２３位置の触媒温度の推定値Ｔ２ｓｕｉが上限温度Ｔｍ
ａｘを超えるときには、超えないように空気中間流量を
減量側に補正し、補正後の空気中間流量が流れるよう
に、改質器８への空気供給通路１１からの分岐供給通路
１３に設けた流量制御弁１４の開度を制御する。

【００４３】なお、空気入口８ｄと空気中間入口８ｆと
の２つから空気を分散して供給するようにしたものは特
開２００１−１９４０３号公報により公知であるが、こ
のように、空気中間入口８ｆ付近の触媒が、空気中間入
口８ｆからの空気供給の影響を受けて温度が上昇するこ
とに加えて、空気入口８ｄより供給された空気の影響も
受けて温度上昇することまで開示するものではない。

【００４４】次に、コントローラ２１で実行されるこの
ような制御を以下のフローチャートに基づいて詳述す
る。

【００４５】図３は２つの流量制御弁１２、１４の各目
標空気流量の演算を説明するためのもので、一定時間毎
（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に実行する。

【００４６】ステップ１では改質器８内のガス流速νを
推定する。この推定については図４により説明する。図
４においてステップ１１で圧力センサ２５、２６により
検出される改質器８の入口圧Ｐ１［Ｐａ］と出口圧Ｐ２
［Ｐａ］を読み込み、ステップ１２で圧力差ΔＰ［Ｐ
ａ］を、 △Ｐ＝Ｐ１−Ｐ２…（１）の式により算出し、この圧力差ΔＰを用いて改質器８内
のガス流速ν［ｍ／ｓ］を、 ν＝△Ｐ×Ｄ×Ｄ／（３２×μ×Ｌ）…（２）ただし、Ｄ：改質器直径［ｍ］、Ｌ：改質器長さ［ｍ］、 μ：粘度［Ｐａ・ｓ］、の式により算出する。

【００４７】ここで、（２）式は、円筒内を層流状に流
れる流体の流れの法則であるハーゲン・ポアズイユの式
（Ｈａｇｅｎ−Ｐｏｉｓｅｕｉｌｌｅｌａｗ）であ
る。

【００４８】このようにして改質器８内のガス流速νの
推定を終了したら図３に戻り、ステップ２で要求空気流
量Ｑｎｅｅｄを算出する。この算出については図５によ
り説明する。図５においてステップ２１で改質器８に供
給する原料流量Ｑｇｅｎ［ＮＬ／ｍｉｎ］を読み込み、
これからステップ２２において要求空気流量Ｑｎｅｅｄ
［ＮＬ／ｍｉｎ］を、Ｑｎｅｅｄ＝Ｑｇｅｎ×係数／０．２１…（３）の式により算出する。

【００４９】ここで、（３）式右辺の分子であるＱｇｅ
ｎ×係数は、改質器８内の部分酸化反応に必要となる酸
素流量であり、従って係数は改質器内の部分酸化率を表
す任意の定数（例えば０．３）である。０．２１は空気
中の酸素割合であり、酸素流量を０．２１で割ることに
よって空気流量を求めることができる。

【００５０】上記の原料流量Ｑｇｅｎは、水流量とメタ
ノール流量を合わせた値である。すなわち、水流量とメ
タノール流量とはインジェクタに与えるデューティ値に
より制御している（デューティ値が増えるほど流量が増
加する）ので、これらデューティ値から図６、図７を内
容とするテーブルを検索することによりにより水流量
［ＮＬ／ｍｉｎ］とメタノール流量［ＮＬ／ｍｉｎ］を
求めることができ、両者を合計すれば、原料流量Ｑｇｅ
ｎを求めることができる。なお、流量の単位であるＬ
（リットル）に付けている「Ｎ」は標準状態（０℃、一
気圧）での値であることを表している。

【００５１】このようにして要求空気流量Ｑｎｅｅｄの
算出を終了したら図３に戻り、ステップ３ではピーク温
度位置を推定する。改質器８が図２に示す構成であると
き、改質器８の内部に一様でない温度分布が生じ、この
うち最大となる温度がピーク温度である。ピーク温度位
置とは改質器８の原料入口８ｃとガス出口８ｅの間でピ
ーク温度が生じる位置のことである。ここでは、改質器
内ガス流速νから図８を内容とするテーブルを検索する
ことにより、ピーク温度位置を算出する。

【００５２】図８の特性は予め行った実験データに基づ
いて作成したものである。図８において縦軸のピーク温
度位置は原料入口８ｃ（改質器入口）が原点であり、改
質器内ガス流速νが速くなるほどピーク温度位置が改質
器８の下流方向へと移動している。これは次の理由によ
る。例えば改質器内ガス流速νが速い場合には改質器８
に供給している原料と空気が多い高負荷時がある。この
高負荷時に改質器８内にガスが滞留する時間が短くなる
ため、反応が改質器８の下流のほうで行われるようにな
り、さらに部分酸化反応に比べて改質反応の反応速度が
遅いことが原因で部分酸化反応による発熱と改質反応に
よる吸熱のバランスが崩れ吸熱が追いつかない。このよ
うな理由で改質器内ガス流速νが速いほどピーク温度位
置が改質器８の下流方向へと移動するのである。

【００５３】ステップ４、５では改質器８の入口付近、
具体的には空気入口８ｄのすぐ下流に取付けた温度セン
サ２２位置の目標温度Ｔｂを算出する。

【００５４】まずステップ４ではピーク温度位置が、目
標運転温度Ｔｍとなるように改質器内部の温度分布状態
を示すプロファイルを表す関数を次のように作成する。
すなわち、改質器内部の温度分布状態を示すプロファイ
ルは、図９に示したようにピーク温度位置（図ではａが
ピーク温度位置）で目標運転温度Ｔｍに達する、上に凸
の曲線であると考えられるので（中段の実線参照）、こ
のプロファイルをロジスティック波形（ｌｏｇｉｓｔｉ
ｃｃｕｒｖｅ）で近似する。

【００５５】ロジスティック波形は、一般的にはｙ＝ｋ／（１＋ｃ×ＥＸＰｆ（ｔ））…（４）ただし、ｋ、ｃ：定数、ｆ（ｔ）：時間の関数、の型の関数ｙを表す波形であるが（「ＥＸＰ」は指数を
「ｆ（ｔ）」は指数の右肩に付く値）、ここでは時間ｔ
に代えて、原料入口８ｃを原点とする位置ｚの関数とし
ている。すなわち、ロジスティック波形を表す関数とし
て、ｙ（ｚ）＝Ｋ２／（１＋ＥＸＰ（−Ｋ１×ｚ）…（５ａ）ただし、ｙ（ｚ）：位置ｚにおけるガス温度、ｚ：位置、Ｋ１、Ｋ２：定数、の式を用いる。

【００５６】ここで、（５ａ）式の関数は２つの定数Ｋ
１、Ｋ２が決まれば１つに定まるので、これら定数Ｋ
１、Ｋ２は次の条件を満足するように決定する。

【００５７】条件１：ｚ＝ａのとき、ｙ＝Ｔｍ。

【００５８】条件２：ｚ＝０のとき、ｙ＝原料温度Ｔｆ
と空気温度Ｔａの平均値Ｔａｖ。

【００５９】上記の目標運転温度Ｔｍはたとえば４００
℃である。原料温度Ｔｆは温度センサ２９により、また
空気温度Ｔａは温度センサ３０により検出している（図
１参照）。

【００６０】ロジスティック波形を表す関数には次に示
す他の態様が考えられる。

【００６１】（１）他の態様１：ｙ（ｚ）＝（Ａ１−Ａ２）／（１＋ＥＸＰ（ｚ−ｚ０）／ｄ）＋Ａ２ …（５ｂ）ただし、Ａ２：目標温度、ｄ：任意の値、ここで、Ａ１、ｚ０は上記の条件１、２を満足するよう
に決定する。

【００６２】（２）他の態様２：ｙ（ｚ）＝Ａ×ＥＸＰ（−ＥＸＰ（−ｋ×（ｚ−ｚ０）））…（５ｃ）ただし、ｋ：任意の値、ここで、Ａ、ｚ０は上記の条件１、２を満足するように
決定する。

【００６３】（３）他の態様３：ｙ（ｚ）＝Ａ／（１＋ＥＸＰ（−ｋ（ｚ−ｚ０））…（５ｄ）ただし、ｋ：任意の値、ここで、Ａ、ｚ０は上記の条件１、２を満足するように
決定する。

【００６４】（４）他の態様４：ｙ（ｚ）＝Ａ／（１＋Ｂ×ＥＸＰ（−ｋ×ｚ））…（５ｅ）ただし、ｋ：任意の値、ここで、Ａ、Ｂは上記の条件１、２を満足するように決
定する。

【００６５】ステップ５では、このようにして作成した
温度分布状態を示すプロファイル上の温度であって温度
センサ２２位置に対応する触媒温度を、温度センサ２２
位置の目標温度Ｔｂとして求める。すなわち、改質器８
上における温度センサ２２位置は予め定まっているの
で、この位置をｂとすれば、このｂを上記（５ａ）式に
代入して求めたｙ（ｂ）の値が目標温度Ｔｂである（図
９中段参照）。

【００６６】なお、図９には実験に用いたものを示して
いるため、負荷が５０％のときに温度ピークがくる位置
に温度センサ２２を取付けている。原料入口８ｃの近く
では温度は上がらないので、温度センサ２２位置として
は原料入口８ｃはふさわしくない。

【００６７】ステップ６では、温度センサ２２により検
出される実際の入口触媒温度Ｔ１がこの温度センサ２２
位置の目標温度Ｔｂと一致するように、空気入口流量Ｑ
１を算出する。この算出については図１０により説明す
る。

【００６８】図１０においてステップ３１で温度センサ
２２により検出される実際の入口触媒温度Ｔ１を読み込
み、ステップ３２では温度センサ２２位置の目標温度Ｔ
ｂからの偏差ｅを、ｅ＝Ｔｂ−Ｔ１…（６）の式により算出し、この偏差ｅを用いステップ３３にお
いて制御周期当たりの空気流量のフィードバック量Ｑｆ
ｂ［ＮＬ／ｍｉｎ］を、Ｑｆｂ＝Ｋ３×｛（ｅ−ｅ（前回））＋（Ｔ／Ｔｉ）×ｅ＋（ＴＤ／Ｔ）×（ｅ−２×ｅ（前回）＋ｅ（前々回））｝…（７）ただし、ｅ（前回）：前回の偏差、ｅ（前々回）：前々回の偏差、Ｔ／Ｔｉ：積分係数（積分ゲイン）、ＴＤ／Ｔ：微分係数（微分ゲイン）、Ｔ：制御周期、Ｋ３：定数、の式により算出する。これは公知の比例積
分微分動作の式である。

【００６９】ステップ３４ではこのフィードバック量Ｑ
ｆｂを用いて、実際の入口触媒温度Ｔ１を目標温度Ｔｂ
に一致させるための空気入口流量Ｑ１［ＮＬ／ｍｉｎ］
を、Ｑ１＝Ｑ１（前回）＋Ｑｆｂ…（８）ただし、Ｑ１（前回）：Ｑ１の前回値、の式により算出する。Ｑ１の初期値はゼロである。

【００７０】例えば、実際の入口触媒温度Ｔ１が目標温
度Ｔｂより低いときフィードバック量Ｑｆｂが正となり
空気入口流量Ｑ１が増量され、この反対に実際の入口触
媒温度Ｔ１が目標温度Ｔｂより高いときフィードバック
量Ｑｆｂが負となり空気入口流量Ｑ１が減量される。

【００７１】このようにしてＴ１をＴｂと一致させるた
めの空気入口流量Ｑ１の算出を終了したら図３に戻り、
ステップ７でこのＱ１とＱｎｅｅｄとを比較して値の小
さい方を選択し、選択後の空気流量を選択空気流量Ｑｓ
ｅｌとする。

【００７２】例えばＱ１がＱｎｅｅｄより小さい場合と
は、目標運転温度Ｔｍが低く設定されている状態である
かまたは、実際の入口触媒温度Ｔ１がＴｍに現在近い状
態である。この状態でＱ１よりも大きなＱｎｅｅｄを与
えるとすれば、過剰な空気供給によりピーク温度がＴｍ
を超えて高温になり、かつピーク温度が下流に過剰に移
動してしまう。本実施形態では値の小さな方のＱ１を選
択することで、こうした事態が生じることが防止され
る。

【００７３】一方、Ｑ１がＱｎｅｅｄより大きい場合と
は、Ｔｍが高く設定されている状態であるかまたは、実
際の入口触媒温度Ｔ１がＴｍに現在到達してない状態で
ある。この状態では値の小さな方のＱｎｅｅｄを選択す
ることで、反応に必要な空気流量の全てであるＱｎｅｅ
ｄを空気入口８ｄより供給できる。

【００７４】ステップ８では、選択空気流量Ｑｓｅｌに
対して、ピーク温度位置に応じた空気入口流量の減量補
正を行う。すなわち、ピーク温度位置から図１１を内容
とするテーブルを検索することにより、空気入口流量の
減量補正値Ｑｇｅｎを演算し、選択空気流量Ｑｓｅｌか
らこの減量補正値Ｑｇｅｎを差し引いた値を、目標空気
入口流量Ｑｍ１として、つまりＱｍ１＝Ｑｓｅｌ−Ｑｇｅｎ…（９）の式により目標空気入口流量Ｑｍ１を算出する。

【００７５】減量補正値Ｑｇｅｎは、ピーク温度位置を
温度センサ２２位置までもってきたいための空気入口流
量の減量分で、図１１のようにピーク温度位置が改質器
８の下流になるほど大きくしている。図１１の特性も予
め行った実験データから作成する。

【００７６】空気入口流量を減量補正して、改質器８の
下流方向に移動したピーク温度位置を温度センサ２２位
置へと移動させたい理由は、ピーク温度位置が温度セン
サ２２位置に一致するとき、改質効率が最適となるよう
に改質器８を設計しているためである。

【００７７】なお、図１１において温度センサ２２位置
であるｂよりも左側の領域でＱｇｅｎ＝０としているの
は、要求空気流量Ｑｎｅｅｄが空気入口流量Ｑ１より小
さいとき、ピーク温度位置が温度センサ２２位置よりも
前にくることあり、このときにも正の値の減量補正値Ｑ
ｇｅｎを与えたのでは、ピーク温度位置を温度センサ２
２位置にもってくることができなくなるからである。

【００７８】ステップ９では、要求空気流量Ｑｎｅｅｄ
と目標空気入口流量Ｑｍ１との差分を空気中間流量の理
想値Ｑ２ｒｉｓとして、すなわちＱ２ｒｉｓ＝Ｑｎｅｅｄ−Ｑｍ１…（１０）の式により空気中間流量理想値Ｑ２ｒｉｓを算出する。

【００７９】ただし、（１０）式において差分がマイナ
スの値となった場合には無視してＱ２ｒｉｓ＝０とす
る。

【００８０】このようにして算出した空気中間流量理想
値Ｑ２ｒｉｓは、要求空気流量Ｑｎｅｅｄのうち空気入
口８ｄから供給できない空気流量である。

【００８１】ステップ１０では温度センサ２３位置の触
媒温度を推定する。この推定については図１２により説
明する。

【００８２】図１２においてステップ４１で流量センサ
２７、２８からの実際の空気流量Ｑｓｅｎ１、Ｑｓｅｎ
２、温度センサ２３位置の実際の触媒温度Ｔ２を読み込
む。

【００８３】ステップ４２〜４４は空気入口流量の変化
が温度センサ２３位置の触媒温度に与える温度変化分ｄ
Ｔ１を算出する部分、ステップ４５〜４７は空気中間流
量の変化が温度センサ２３位置の触媒温度に与える温度
変化分ｄＴ２を算出する部分である。ｄＴ１を考慮する
必要があるのは、空気入口８ｄから供給した空気により
空気入口８ｄ付近の触媒で酸化反応が活発になって温度
が上昇し、この温度上昇が温度センサ２３位置の触媒温
度に影響するためである。同様にして、ｄＴ２を考慮す
る必要があるのは、温度センサ２３位置より上流側に空
気中間入口８ｆが設けられている場合に、空気中間入口
８ｆから供給した空気により空気中間入口付近の触媒で
酸化反応が活発になって温度が上昇し、この温度上昇が
温度センサ２３位置の触媒温度に影響するためである。

【００８４】これについて図１３を参照してさらに説明
すると、空気入口流量がｔ１のタイミングでステップ的
に増加したとき（最上段参照）、この変化に対応して温
度センサ２３位置の触媒温度は、ステップ増加後の空気
流量に対応する温度（図１３第２段目の一点鎖線参照）
に対して、一次遅れで追従するものと考えられる（図１
３第２段目の実線参照）。このとき、制御理論で良く知
られている伝達関数Ｇ１（ｓ）（ｓはラプラス演算子）
を用いれば、空気入口流量がステップ増加したタイミン
グを起点として、所定の期間先の温度センサ２３位置の
触媒温度の変化を時系列に推定することが可能である。
これを式で表すと次のようになる。

【００８５】ｄＴ１＝Ｇ１（ｓ）×ｄＱ１…（１１ａ）ただし、Ｇ１（ｓ）：伝達関数、すなわち、空気入口流量がｄＱ１だけ変化したときの、
温度センサ２３位置の触媒温度変化分ｄＴ１の所定の期
間先までの時系列データを、ｄＱ１と伝達関数Ｇ１
（ｓ）を用いて求めることができる（図１３第２段目の
矢印参照）。

【００８６】次に、空気中間流量がｔ２のタイミングで
ステップ的に増加したとき（図１３第３段目参照）、こ
の変化に対応して温度センサ２３位置の触媒温度は、ス
テップ増加後の空気流量に対応する温度（図１３第４段
目の一点鎖線参照）に対して、一次遅れで追従するもの
と考えられるため（図１３第４段目の実線参照）、推定
方法は上記と同様にして行う。すなわち、伝達関数Ｇ２
（ｓ）を用いれば、空気中間流量がｄＱ２だけステップ
増加したタイミングを起点として、所定の期間先の温度
センサ２３位置の触媒温度の変化を、式で表すと次のよ
うになる。

【００８７】ｄＴ２＝Ｇ２（ｓ）×ｄＱ２…（１２ａ）ただし、Ｇ２（ｓ）：伝達関数、従って、空気中間流量がｄＱ２だけ変化したときの、温
度センサ２３位置の触媒温度変化分ｄＴ２の所定の期間
先までの時系列データを、ｄＱ２と伝達関数Ｇ２（ｓ）
を用いて求めることができる（図１３第４段目の矢印参
照）。

【００８８】ここで、上記の伝達関数Ｇ１（ｓ）、Ｇ２
（ｓ）は予めステップ応答実験を行って求めておく。た
だし、伝達関数Ｇ２（ｓ）は温度センサ２３位置の実際
の触媒温度が同じでも伝達関数Ｇ１（ｓ）とは異なるの
で、伝達関数Ｇ２（ｓ）は別途作成する。

【００８９】図１２に戻り、ステップ４２では空気入口
流量の制御周期当たりの実際の変化分ｄＱ１を、ｄＱ１＝Ｑｓｅｎ１−Ｑｓｅｎ１（前回）…（１３）ただし、Ｑｓｅｎ１（前回）：Ｑｓｅｎ１の前回値、の式により算出する。本実施形態では、図１２に示すサ
ブルーチンの制御周期を図３に示すメインルーチンの制
御周期と同じにしているが、図１２の制御周期を別途定
めるようにしてもかまわない。

【００９０】ステップ４３では温度センサ２３位置の実
際の触媒温度Ｔ２に応じた伝達関数Ｇ１（ｓ）を選択す
る。

【００９１】伝達関数Ｇ１（ｓ）は温度センサ２３位置
の触媒温度に応じて複数作成している。複数の伝達関数
を用意して温度センサ２３位置の実際の触媒温度Ｔ２に
応じた伝達関数を選択させるのは、温度センサ２３位置
の触媒温度が高い場合には空気入口流量の単位変化に対
する温度センサ２３位置の触媒温度変化分が大きくなる
特性があり、この特性を持たせるためである（図１４参
照）。高負荷時には空気入口流量も高流量となるので温
度変化分は高負荷になるほど大きくなる。

【００９２】ステップ４４では選択した伝達関数Ｇ１
（ｓ）とｄＱ１とを用いて、空気入口流量が制御周期当
たりｄＱ１だけ変化したときの、温度センサ２３位置の
触媒温度変化分ｄＴ１の所定の期間先までの時系列デー
タを算出する。

【００９３】ステップ４５では空気中間流量の制御周期
当たりの実際の変化分ｄＱ２を、ｄＱ２＝Ｑｓｅｎ２−Ｑｓｅｎ２（前回）…（１４）ただし、Ｑｓｅｎ２（前回）：Ｑｓｅｎ２の前回値、の式により算出する。

【００９４】ステップ４６では温度センサ２３位置の実
際の触媒温度Ｔ２に応じた伝達関数Ｇ２（ｓ）を選択
し、ステップ４７においてこの選択した伝達関数Ｇ２
（ｓ）とｄＱ２とを用いて、空気中間流量が制御周期当
たりｄＱ２だけ変化したときの、温度センサ２３位置の
触媒温度変化分ｄＴ２の所定の期間先までの時系列デー
タを算出する。

【００９５】そして、ステップ４８では温度センサ２３
位置の触媒温度変化分ｄＴ１の時系列データともう一つ
の温度センサ２３位置の触媒温度変化分ｄＴ２の時系列
データとを温度センサ２３位置の実際の触媒温度Ｔ２に
加算することにより、つまり温度センサ２３位置の触媒
温度推定値Ｔ２ｓｕｉの時系列データを、Ｔ２ｓｕｉの時系列データ＝Ｔ２＋ｄＴ１の時系列データ＋ｄＴ２の時系列データ…（１５）の式により算出する。

【００９６】このようにして、空気入口流量や空気中間
流量がステップ増加したとき、そのステップ増加した各
タイミングを起点として所定の期間先までの温度センサ
２３位置の触媒温度推定値の時系列データを求めること
ができる。

【００９７】なお、（１５）式のｄＴ１、ｄＴ２の時系
列データは正の値も採るし負の値も採る。入口空気流
量、中間空気流量の変化分ｄＱ１、ｄＱ２が正のときに
はｄＴ１、ｄＴ２の時系列データが正の値となり、この
反対に各空気流量の変化分が負のときにはｄＴ１、ｄＴ
２の時系列データが負の値となる。

【００９８】Ｇ１（ｓ）、Ｇ２（ｓ）の各伝達関数を複
数用意する代わりに、各伝達関数は温度センサ２３位置
の基準触媒温度に対するもの１つずつとし、温度センサ
２３位置の実際の触媒温度Ｔ２に基づいて温度補正値を
算出し、これらに基づいてｄＴ１、ｄＴ２の時系列デー
タを算出するようにしてもよい。この方法について述べ
ると、これは（１５）式のｄＴ１の時系列データ、ｄＴ
２の時系列データを次のようにして求めるものである。
すなわち、温度センサ２３位置の触媒温度が基準触媒温
度である場合において空気入口流量が制御周期当たりｄ
Ｑ１だけ変化したときの、温度センサ２３位置の触媒温
度変化分ｄＴ１の所定の期間先までの時系列データを、
ｄＱ１と温度センサ２３位位置の基準触媒温度に対する
伝達関数Ｇ１０（ｓ）を用いて算出し、これら時系列デ
ータにそれぞれ温度補正値１を加えた値を、改めてｄＴ
１の時系列データとする。

【００９９】ｄＴ１の時系列データ＝基準触媒温度時のｄＴ１の時系列データ＋温度補正値１…（１６）同様にして、温度センサ２３位置の触媒温度が基準触媒
温度である場合において中間空気流量が制御周期当たり
ｄＱ２だけ変化したときの、温度センサ２３位置の触媒
温度変化分ｄＴ２の所定の期間先までの時系列データ
を、ｄＱ２と基準触媒温度に対する伝達関数Ｇ２０
（ｓ）を用いて算出し、これら時系列データにそれぞれ
温度補正値２を加えた値を、改めてｄＴ２の時系列デー
タとする。

【０１００】ｄＴ２の時系列データ＝基準触媒温度時のｄＴ２の時系列データ＋温度補正値２…（１７）ここで、（１６）、（１７）式の温度補正値１、２は図
１５に示したように温度センサ２３位置の実際の触媒温
度Ｔ２が基準触媒温度より高くなるほど大きくなる値で
ある。

【０１０１】このようにして温度センサ２３位置の触媒
温度推定値Ｔ２ｓｕｉの算出を終了したら図３に戻り、
ステップ１１ではこのＴ２ｓｕｉに基づいて、Ｔ２ｓｕ
ｉの所定の期間先までの時系列データの中の最大値が上
限温度Ｔｍａｘを超えることがないように、目標空気中
間流量Ｔｍ２を算出する。この算出については図１６に
より説明する。

【０１０２】図１６においてステップ５１で、温度セン
サ２３位置の触媒温度推定値Ｔ２ｓｕｉの時系列データ
の最大値が上限温度Ｔｍａｘ以下であるかどうかみる。

【０１０３】ここで、上限温度Ｔｍａｘは目標運転温度
Ｔｍ（例えば４００℃）より少し高い値を設定する。簡
単にはＴｍと等しくしてもかまわない。

【０１０４】Ｔ２ｓｕｉの時系列データの最大値が上限
値Ｔｍａｘ以下である場合にはステップ５２に進み、上
記の空気中間流量理想値Ｑ２ｒｉｓをそのまま目標空気
中間流量Ｑｍ２とする。

【０１０５】一方、Ｔ２ｓｕｉの時系列データの最大値
がＴｍａｘを越える場合とは、例えば図１７に示したよ
うに、Ｑ１（ただしＱ１＜Ｑｎｅｅｄの場合）にｄＱ１
の流量増加があった場合に、Ｔ２ｓｕｉの時系列データ
のうち時間的に遅い側がＴｍａｘを超える場合である
（図１７下段の実線参照）。このときには空気中間流量
理想値Ｑ２ｒｉｓをそのま空気中間入口８ｆから供給し
たのでは大きすぎるので、Ｑ２ｒｉｓより小さな流量と
してやる必要がある。このため、ステップ５１よりステ
ップ５３に進んで温度センサ２３位置の実際の触媒温度
Ｔ２を読み込み、この温度Ｔ２からステップ５４におい
て図１８を内容とするテーブルを検索することにより、
空気中間流量の減量側補正値ｄＱｇｅｎを演算する。

【０１０６】図１８のように減量側補正値ｄＱｇｅｎ
は、温度センサ２３位置の実際の触媒温度Ｔ２が高くな
るほど負の値で大きくしている。これは、Ｔ２が高い場
合には空気中間流量の単位変化に対する温度センサ２３
位置の触媒温度変化分が大きくなる特性があるので、こ
れを考慮して計算誤差を少なくするようにしたものであ
る。

【０１０７】ステップ５５では空気中間流量理想値Ｑ２
ｒｉｓにこの負の値である減量分ｄＱｇｅｎを加算した
値を改めて空気中間流量理想値Ｑ２ｒｉｓ’として、Ｑ２ｒｉｓ’＝Ｑ２ｒｉｓ＋ｄＱｇｅｎ…（１８）の式により算出する。

【０１０８】ここで、Ｑ２ｒｉｓ’はＱ２ｒｉｓより小
さな値である。

【０１０９】ステップ５６では空気中間流量がＱ２ｒｉ
ｓ’の状態から｜ｄＱｇｅｎ｜だけステップ増加すると
きの伝達関数Ｇ２’（ｓ）を選択し、ステップ５７にお
いてこの伝達関数Ｇ２’（ｓ）と｜ｄＱｇｅｎ｜とを用
いて、空気中間流量がＱ２ｒｉｓ’の状態から｜ｄＱｇ
ｅｎ｜だけ増加するときの、温度センサ２３位置の触媒
温度変化分ｄＴ２の所定の期間先までの時系列データを
算出する。

【０１１０】そして、ステップ５８ではこのｄＴ２の時
系列データを温度センサ２３位置の実際の触媒温度Ｔ２
に加算することにより、温度センサ２３位置の触媒温度
推定値Ｔ２ｓｕｉの時系列データを、つまり、Ｔ２ｓｕｉの時系列データ＝Ｔ２＋ｄＴ２の時系列データ…（１９）の式により算出する。

【０１１１】ステップ５９ではこのようにして算出した
温度センサ２３位置の触媒温度推定値Ｔ２ｓｕｉの時系
列データの最大値が、再び触媒の上限温度Ｔｍａｘ以下
であるかどうかみる。

【０１１２】ここで、Ｔ２ｓｕｉの時系列データの最大
値が上限温度Ｔｍａｘを超えていない場合とは、空気中
間流量の｜ｄＱｇｅｎ｜の減量によって（図１７最上段
の破線鎖線）、図１７最下段の一点鎖線で示したように
Ｔ２ｓｕｉの時系列データが最大値Ｔｍａｘを下回った
場合である。この場合にはステップ６０に進み、Ｑ２離
ｓから｜ｄＱｇｅｎ｜だけ減量した値であるＱ２ｒｉ
ｓ’を目標空気中間流量Ｑｍ２として算出する。

【０１１３】一方、Ｔ２ｓｕｉの時系列データの最大値
が上限温度Ｔｍａｘを超えている場合には、ステップ５
９よりステップ６１に進み、減量側補正値ｄＱｇｅｎを
一定値ｄＱだけ増やしてステップ５５〜５９の操作を繰
り返す。この繰り返しによりやがてＴ２ｓｕｉの時系列
データの最大値が上限温度Ｔｍａｘ以下になったらステ
ップ６０の操作を実行して、図１６の処理を終える。

【０１１４】なお、ステップ５５〜５９、６１の操作の
繰り返しは制御速度が速いこともあって一瞬で終わる。

【０１１５】このようにして目標空気中間流量Ｑｍ２の
算出を終了したら図３に戻り、ステップ１２でこの目標
空気中間流量Ｑｍ２と目標空気入口流量Ｑｍ１とを出力
レジスタに移す。

【０１１６】図示しないフローでは、このようにして算
出した目標空気入口流量Ｑｍ１の空気が空気入口８ｄよ
り供給されるように流量制御弁１２の開度を制御すると
共に、目標空気中間流量Ｑｍ２の空気が空気中間入口８
ｆより供給されるように流量制御弁１４の開度を制御す
る。

【０１１７】これらの流量制御弁１２、１４に代えて、
ガス流体用の流量制御一体型の制御弁を用いてもかまわ
ない。当該制御弁では流量センサを内蔵しており、算出
した目標空気流量Ｑｍ１、Ｑｍ２を入力として与える
と、この値と内蔵の流量センサにより検出される実流量
とが一致するように弁開度が駆動される。

【０１１８】ここで、本実施形態の作用効果を説明す
る。

【０１１９】温度センサ２２（気体入口触媒温度検出手
段）位置の実際の触媒温度Ｔ１が温度センサ２２位置の
目標温度Ｔｂと一致するように算出した空気入口流量Ｑ
１が、原料流量に基づいて算出した要求空気流量Ｑｎｅ
ｅｄより小さい場合とは、目標運転温度Ｔｍが低く設定
されている状態であるか、または空気入口８ｄの実際の
触媒温度Ｔ１が目標運転温度Ｔｍに現在近い状態であ
る。この状態で値の大きい方の要求空気流量Ｑｎｅｅｄ
を選択すると、過剰な空気の供給によりピーク温度が目
標運転温度Ｔｍを大きく超えて高温になったり、ピーク
温度位置が下流に過剰に移動するのであるが、本実施形
態（請求項４に記載の発明）によれば、この状態で値の
小さい方の空気入口流量Ｑ１を選択するので、ピーク温
度が目標運転温度Ｔｍを超えて高温になったり、ピーク
温度位置が下流に過剰に移動することを抑制できる。

【０１２０】一方、空気入口流量Ｑ１が要求空気流量Ｑ
ｎｅｅｄより大きい場合とは、目標運転温度Ｔｍが高く
設定されている状態であるか、または空気入口８ｄの実
際の触媒温度Ｔ１が目標運転温度Ｔｍに現在到達してな
い状態である。この状態では反応に必要な空気流量の全
てである要求空気流量Ｑｎｅｅｄを空気入口８ｄより供
給できる。

【０１２１】また、空気入口流量Ｑ１より要求気体流量
Ｑｎｅｅｄが大きい場合に、空気入口流量Ｑ１を空気入
口８ｄより供給すると、ピーク温度位置が上流側に移動
するが、これは、ピーク温度の部分で空気入口８ｄより
供給した空気中の酸素がほとんど反応しきったことを意
味し、このままであればピーク温度位置より下流側は下
流になるほど温度が低下する。本実施形態（請求項５に
記載の発明）によれば、要求空気流量Ｑｎｅｅｄのう
ち、空気入口８ｄより供給できなかった空気の流量（Ｑ
ｎｅｅｄ−Ｑ１）を空気中間入口８ｆより供給するの
で、空気中間入口８ｆ付近の触媒温度を高めることがで
きる。

【０１２２】本実施形態（請求項６の発明）によれば、
選択空気流量Ｑｓｅｌをピーク温度位置に基づいて減量
補正することでも、ピーク温度位置が改質器８の下流方
向に過剰に移動することを抑制することができ、かつ上
流側で温度の低かった部分の温度を上昇させることがで
きる。

【０１２３】本実施形態（請求項７の発明）によれば、
ピーク温度位置が改質器下流方向に移動するほど、選択
空気流量の減量補正値Ｑｇｅｎを増やすので、負荷が相
違してもピーク温度位置をほぼ同じ位置にもってくるこ
とができる。

【０１２４】本実施形態（請求項８の発明）によれば、
ピーク温度位置が目標運転温度Ｔｍとなるように生成し
た温度分布プロファイルの中で、温度センサ２２位置に
相当する温度を、温度センサ２２位置の目標温度Ｔｂと
して算出するので、ピーク温度位置が下流側に移動して
も、ピーク温度位置が目標運転温度Ｔｍを超えないよう
にすることができる。

【０１２５】本実施形態（請求項１０に記載の発明）に
よれば、改質器内ガス流速νが速くなるほどピーク温度
が改質器の下流側へ移動すると推定するので、改質器内
ガス流速が相違してもピーク温度位置を精度良く与える
ことができる。

【０１２６】空気入口流量がステップ増加すると、この
影響を受けて温度センサ２３位置（気体中間入口付近）
の触媒温度が上昇する。この温度上昇分を考慮すること
なく、空気入口８ｄの実際の触媒温度Ｔ１がこの温度セ
ンサ２３位置の目標温度Ｔｂと一致するように算出した
空気流量Ｑ１より、要求空気流量Ｑｎｅｅｄが大きい場
合に、その差の流量Ｑ２ｒｉｓの空気をそのまま空気中
間入口８ｆより供給するとすれば、温度センサ２３位置
の触媒温度が上限温度Ｔｍａｘを超えてしまうことが考
えられる。本実施形態（請求項１２に記載の発明）によ
れば、この温度上昇分を含んだ温度センサ２３位置の触
媒温度を推定し、その所定期間先の温度センサ２３位置
の触媒温度の推定値Ｔ２ｓｕｉが上限温度Ｔｍａｘを超
えるときには超えないように空気中間流量を減量側に補
正するので、空気入口流量がステップ増加するときで
も、温度センサ２３位置の触媒温度が上限温度Ｔｍａｘ
を超えてしまうことを回避できる。

【０１２７】同様にして、空気中間流量がステップ増加
すると、この影響を受けて温度センサ２３位置の触媒温
度が上昇する。この温度上昇分を考慮することなく、空
気入口８ｄの実際の触媒温度Ｔ１が温度センサ２２位置
の目標温度Ｔｂと一致するように算出した空気入口流量
Ｑ１より、要求空気流量Ｑｎｅｅｄが大きい場合に、そ
の差の流量Ｑ２ｒｉｓの空気をそのまま空気中間入口８
ｆより供給するとすれば、温度センサ２３位置の触媒温
度が上限温度Ｔｍａｘを超えてしまうことが考えられ
る。本実施形態（請求項１３に記載の発明）によれば、
この温度上昇分を含んだ温度センサ２３位置の触媒温度
を推定し、その所定期間先の温度センサ２３位置の触媒
温度の推定値Ｔ２ｓｕｉが上限温度Ｔｍａｘを超えると
きには超えないように空気中間流量を減量側に補正する
ので、空気中間流量がステップ増加するときでも、温度
センサ２３位置の触媒温度が上限温度Ｔｍａｘを超えて
しまうことを回避できる。

【０１２８】高負荷になるほど空気入口８ｄより供給さ
れる空気の単位流量変化に対する温度センサ２３位置の
触媒温度変化が大きくなる特性を有するので、この特性
を考慮しないとすれば、所定期間先の温度センサ２３位
置の触媒温度を推定するのに用いる、空気中間流量の減
量側補正値ｄＱｇｅｎに過不足が生じる。これに対して
本実施形態（請求項１５に記載の発明）によれば、所定
期間先の温度センサ２３位置の触媒温度の推定値Ｔ２ｓ
ｕｉが上限温度Ｔｍａｘを超えるときに、その上限温度
Ｔｍａｘからの温度上昇分が大きいほど、空気中間流量
の減量側補正値ｄＱｇｅｎを大きくするので、負荷に関
係なく空気中間流量の減量側補正値ｄＱｇｅｎを精度良
く与えることができる。

【０１２９】前述した実施形態のほかに次の他の実施形
態が考えられる。

【０１３０】他の実施形態１：図２に示した改質器であ
ることを前提とし、部分酸化反応に必要な空気流量であ
る要求空気流量Ｑｎｅｅｄを原料流量に基づいて算出す
る要求空気流量算出手段と、改質器内部のピーク温度位
置を推定するピーク温度位置推定手段と、このピーク温
度位置が基準ピーク温度位置より下流側に移動したと
き、前記要求空気流量Ｑｎｅｅｄを減量側に補正して空
気入口流量Ｑ１を算出する空気入口流量算出手段と、こ
の算出した空気入口流量Ｑ１が空気入口から供給される
ように流量制御弁１２の開度を制御する制御手段とを備
える。

【０１３１】この他の実施形態１（請求項１に記載の発
明）による作用効果を次に説明する。

【０１３２】図１９に示したように基準負荷のときピー
ク温度が基準ピーク温度位置ｚｐ０にくるように、基準
負荷に対応する要求空気流量Ｑｎｅｅｄを設定している
場合に（図１９上段参照）、基準負荷より負荷が大きく
なって原料を増加し、これに応じて要求空気流量Ｑｎｅ
ｅｄを増加し、その要求空気流量Ｑｎｅｅｄを空気入口
８ｄより供給したのでは、ピーク温度が目標運転温度Ｔ
ｍを超えたり、ピーク温度位置が基準ピーク温度位置よ
り下流側に移動する（図１９下段の一点鎖線参照）。

【０１３３】そして、ピーク温度位置が基準ピーク温度
位置より下流側に移動すると、改質器入口側に触媒温度
が低くなる領域（不活性な触媒領域）が生じ、これによ
り水素を含む改質ガスの生成量が不足するのであるが、
他の実施形態１（請求項１に記載の発明）によれば、ピ
ーク温度位置が基準ピーク温度位置より下流側に移動し
たとき、要求空気流量Ｑｎｅｅｄを減量側に補正して空
気入口流量Ｑ１を算出し、この算出した空気入口流量Ｑ
１が空気入口８ｄから供給されるようにするので、ピー
ク温度位置が目標運転温度Ｔｍを超えてしまったり基準
ピーク温度位置より下流側に移動することを抑制でき
る。すなわち、空気入口８ｄに流入する過剰な空気を減
らすことで、改質器８内部のガス流速が低下してガスの
滞留時間が長くなり酸化反応が改質器８上流側の触媒で
生じ、これにより、ピーク温度が目標運転温度Ｔｍを超
える高温になることを防止できると共に、改質器８入口
側に不活性な触媒領域が生じることを回避できる（図２
０中段の実線参照）。

【０１３４】他の実施形態２：要求空気流量Ｑｎｅｅｄ
のうち空気入口８ｄから供給されなかった空気が空気中
間入口８ｆより供給されるように流量制御弁１４の開度
を制御する。

【０１３５】この他の実施形態２（請求項３に記載の発
明）による作用効果を次に説明する。

【０１３６】要求空気流量Ｑｎｅｅｄを減量補正した値
である空気入口流量Ｑ１を空気入口８ｄより供給する
と、ピーク温度位置が改質器８の上流側に移動するが、
これは、ピーク温度の部分で空気入口８ｄより供給した
空気中の酸素がほとんど反応しきったことを意味し、こ
のままであればそのピーク温度位置より下流側は下流に
なるほど温度が低下する。他の実施形態２（請求項３に
記載の発明）によれば、要求空気流量Ｑｎｅｅｄのう
ち、空気入口８ｄより供給できなかった空気の流量（Ｑ
ｎｅｅｄ−Ｑ１）を空気中間入口８ｆより供給するの
で、空気中間入口８ｆ付近の触媒温度を高めることがで
きる（図２０下段の破線参照）。

【０１３７】実施例では、空気入口８ｄより供給される
実際の空気流量Ｑｓｅｎ１と空気中間入口８ｆより供給
される実際の空気流量Ｑｓｅｎ２とが変化したときの所
定期間先の温度センサ２３位置の触媒温度を推定する場
合で説明したが、簡単には空気入口８ｄより供給される
実際の空気流量Ｑｓｅｎ１のみが変化したときの、ある
いは空気中間入口８ｆより供給される実際の空気流量Ｑ
ｓｅｎ２のみが変化したときの所定期間先の温度センサ
２３位置の触媒温度を推定する場合でもかまわない。

【０１３８】実施形態ではメタノール改質の場合で述べ
たが、本発明は、ガソリン改質など他の改質仕様にも適
用が可能であることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】燃料改質システムの概略構成図。

【図２】改質器の概略構成図。

【図３】目標空気流量の算出を説明するためのフローチ
ャート。

【図４】改質器内ガス流量の推定を説明するためのフロ
ーチャート。

【図５】要求空気流量の算出を説明するためのフローチ
ャート。

【図６】水流量の特性図。

【図７】メタノール流量の特性図。

【図８】ピーク温度位置の特性図。

【図９】温度分布プロファイルの作成を説明するための
特性図。

【図１０】空気入口流量の算出を説明するためのフロー
チャート。

【図１１】空気入口流量の減量補正値の特性図。

【図１２】温度センサ２３位置の触媒温度の推定を説明
するためのフローチャート。

【図１３】空気入口流量と空気中間流量の各ステップ増
加が温度センサ２３位置の触媒温度に与える影響を説明
するための波形図。

【図１４】単位空気流量変化に対する温度センサ２３位
置の温度変化分が負荷の違いによって異なることを説明
するための特性図。

【図１５】温度補正値の特性図。

【図１６】目標空気中間流量の算出を説明するためのフ
ローチャート。

【図１７】空気中間流量の減量を説明するための波形
図。

【図１８】減量側補正値の特性図。

【図１９】従来装置の作用を説明する波形図。

【図２０】請求項１に記載の発明の作用を説明する波形
図。

【符号の説明】

８改質器８ａ円筒状ケース８ｂ触媒８ｃ原料入口８ｄ空気入口（気体入口）８ｅガス出口８ｆ空気中間入口（気体中間入口）１２流量制御弁（気体入口流量調整手段）１４流量制御弁（気体中間入口流量調整手段）２１コントローラ２２温度センサ（気体入口触媒温度検出手段）２３温度センサ（気体中間入口触媒温度検出手段）２５圧力センサ２６圧力センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】負荷に応じた原料を供給する原料入口と、部分酸化反応に用いる酸素を含む気体を供給する気体入
口と、酸素を含む気体と原料とを用いて改質反応と部分酸化反
応とを行って水素を含む改質ガスを生成する触媒と、この生成された改質ガスを排出するガス出口とからなる
改質器において、気体入口の流量を調整可能な気体入口流量調整手段と、部分酸化反応に必要な気体流量である要求気体流量を原
料流量に基づいて算出する要求気体流量算出手段と、改質器内部のピーク温度位置を推定するピーク温度位置
推定手段と、このピーク温度位置が基準ピーク温度位置より下流側に
移動したとき、前記要求気体流量を減量側に補正して気
体流量を算出する気体流量算出手段と、この算出した気体流量が気体入口から供給されるように
気体入口流量調整手段を制御する制御手段とを備えるこ
とを特徴とする改質器の制御装置。
【請求項２】気体入口付近の触媒温度を実際に検出する
気体入口触媒温度検出手段を備え、ピーク温度位置に基づいて気体入口触媒温度検出手段位
置の目標温度を算出し、気体入口付近の実際の触媒温度がこの気体入口触媒温度
検出手段位置の目標温度と一致するように気体入口から
供給される気体流量を算出することを特徴とする請求項
１に記載の改質器の制御装置。
【請求項３】気体入口とガス出口との中間位置に酸素を
含む気体を供給する気体中間入口と、この気体中間入口
の流量を調整可能な気体中間入口流量調整手段とを備
え、要求気体流量のうち気体入口から供給されなかった
気体が気体中間入口より供給されるように気体中間入口
流量調整手段を制御することを特徴とする請求項１また
は２に記載の改質器の制御装置。
【請求項４】負荷に応じた原料を供給する原料入口と、部分酸化反応に用いる酸素を含む気体を供給する気体入
口と、酸素を含む気体と原料とを用いて改質反応と部分酸化反
応を行って水素を含む改質ガスを生成する触媒と、この生成された改質ガスを排出するガス出口とからなる
改質器において、気体入口の流量を調整可能な気体入口流量調整手段と、部分酸化反応に必要な気体流量である要求気体流量を原
料流量に基づいて算出する要求気体流量算出手段と、気体入口付近の実際の触媒温度を検出する気体入口触媒
温度検出手段と、改質器内部のピーク温度位置を推定するピーク温度位置
推定手段と、このピーク温度位置に基づいて気体入口触媒温度検出手
段位置の目標温度を算出する気体入口触媒温度検出手段
位置目標温度算出手段と、気体入口付近の実際の触媒温度がこの気体入口触媒温度
検出手段位置の目標温度と一致するように気体流量を算
出する気体流量算出手段と、要求気体流量とこの気体流量のうち値の小さい方を選択
する選択手段と、この選択した値の小さい方の気体流量が流れるように気
体入口流量調整手段を制御する制御手段とを備えること
を特徴とする改質器の制御装置。
【請求項５】気体入口とガス出口との中間位置に酸素を
含む気体を供給する気体中間入口と、この気体中間入口
の流量を調整可能な気体中間入口流量調整手段とを備
え、気体入口付近の実際の触媒温度がこの気体入口触媒
温度検出手段位置の目標温度と一致するように算出した
気体流量より、要求気体流量が大きい場合に、その差の
流量が気体中間入口より供給されるように気体中間入口
流量調整手段を制御することを特徴とする請求項４に記
載の改質器の制御装置。
【請求項６】選択した値の小さい方の気体流量をピーク
温度位置に基づいて減量補正することを特徴とする請求
項４または５に記載の改質器の制御装置。
【請求項７】選択した値の小さい方の気体流量の減量補
正値をピーク温度位置が改質器の下流方向に移動するほ
ど増やすことを特徴とする請求項６に記載の改質器の制
御装置。
【請求項８】気体入口触媒温度検出手段位置目標温度算
出手段は、ピーク温度位置が目標運転温度となるように
改質器内の温度分布プロファイルを生成する温度分布プ
ロファイル生成手段と、この温度分布プロファイル上
の、気体入口触媒温度検出手段位置に相当する温度を、
気体入口触媒温度検出手段位置の目標温度として算出す
る手段とからなることを特徴とする請求項４から７まで
のいずれか一つに記載の改質器の制御装置。
【請求項９】改質器内のガス流速に基づいてピーク温度
位置を推定することを特徴とする請求項４から８までの
いずれか一つに記載の改質器の制御装置。
【請求項１０】改質器内のガス流速が速くなるほどピー
ク温度位置が改質器の下流側に移動すると推定すること
を特徴とする請求項９に記載の改質器の制御装置。
【請求項１１】改質器内ガス流速を改質器の入口圧と出
口圧の差に基づいて推定することを特徴とする請求項９
または１０に記載の改質器の制御装置。
【請求項１２】気体中間入口付近の実際の触媒温度を検
出する気体中間入口触媒温度検出手段と、気体入口より
供給される実際の気体流量を検出する気体入口流量検出
手段とを備え、この気体入口より供給される実際の気体
流量が変化したときの所定期間先の気体中間入口付近の
触媒温度を、気体入口より供給される実際の気体流量と
気体中間入口付近の実際の触媒温度とに基づいて推定
し、この所定期間先の気体中間入口付近の触媒温度の推
定値が触媒の上限温度を超えるときには超えないように
気体中間入口より供給される気体流量を減量側に補正す
ることを特徴とする請求項５から１１までのいずれか一
つに記載の改質器の制御装置。
【請求項１３】気体中間入口付近の実際の触媒温度を検
出する気体中間入口触媒温度検出手段と、気体中間入口
より供給される実際の気体流量を検出する気体中間入口
流量検出手段とを備え、この気体中間入口より供給され
る実際の気体流量が変化したときの所定期間先の気体中
間入口付近の触媒温度を、気体中間入口より供給される
実際の気体流量と気体中間入口付近の実際の触媒温度と
に基づいて推定し、この所定期間先の気体中間入口付近
の触媒温度の推定値が触媒の上限温度を超えるときには
超えないように気体中間入口より供給される気体流量を
減量側に補正することを特徴とする請求項５から１１ま
でのいずれか一つに記載の改質器の制御装置。
【請求項１４】気体中間入口付近の実際の触媒温度を実
際に検出する気体中間入口触媒温度検出手段と、気体入
口より供給される実際の気体流量を検出する気体入口流
量検出手段と、気体中間入口より供給される実際の気体
流量を検出する気体中間入口流量検出手段とを備え、こ
れら気体入口より供給される実際の気体流量と気体中間
入口より供給される実際の気体流量とが変化したときの
所定期間先の気体中間入口付近の触媒温度を、気体入口
より供給される実際の気体流量と気体中間入口より供給
される実際の気体流量と気体中間入口付近の実際の触媒
温度とに基づいて推定し、この所定期間先の気体中間入
口付近の触媒温度の推定値が触媒の上限温度を超えると
きには超えないように気体中間入口より供給される気体
流量を減量側に補正することを特徴とする請求項５から
１１までのいずれか一つに記載の改質器の制御装置。
【請求項１５】所定期間先の気体中間入口付近の触媒温
度の推定値が触媒の上限温度を超えるときに、その触媒
の上限温度からの温度上昇分が大きいほど、気体中間入
口より供給される気体流量の減量側補正値を大きくする
ことを特徴とする請求項１２から１４までのいずれか一
つに記載の改質器の制御装置。
【請求項１６】気体入口より供給される実際の気体流量
が変化したときの所定期間先の気体中間入口付近の触媒
温度の推定値は、気体入口より供給される実際の気体流
量が変化したときの所定期間先の気体中間入口付近の触
媒温度変化分の時系列データを、気体中間入口付近の実
際の触媒温度に加算した値であることを特徴とする請求
項１２に記載の改質器の制御装置。
【請求項１７】気体中間入口より供給される実際の気体
流量が変化したときの所定期間先の気体中間入口付近の
触媒温度の推定値は、気体中間入口より供給される実際
の気体流量が変化したときの所定期間先の気体中間入口
付近の触媒温度変化分の時系列データを、気体中間入口
付近の実際の触媒温度に加算した値であることを特徴と
する請求項１３に記載の改質器の制御装置。
【請求項１８】時系列データの算出に伝達関数を用いる
ことを特徴とする請求項１６または１７に記載の改質器
の制御装置。
【請求項１９】伝達関数を負荷に応じて複数有すること
を特徴とする請求項１８に記載の改質器の制御装置。