(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の制御条件の下で対象を制御する適合値を生成する適合値生成装置であって、
入力値と出力値との組及びパラメータを含む関数が指定されると、統計処理を実行することにより、前記入力値に対する前記関数の計算値が前記出力値に近づくように前記パラメータの値を決定して近似式を生成する統計処理手段と、
前記対象の状態を推定するための近似関数を決定し、決定した近似関数を指定する情報を前記統計処理手段に出力し、前記所定の制御条件の下で前記対象の状態を計測して得られた計測値を前記出力値とすると共に前記所定の制御条件を前記入力値として前記統計処理手段に出力し、前記統計処理手段から前記近似式を受け取ると、前記近似式の精度を前記計算値と前記計測値とに基づいて評価し、
誤差が所定の範囲内に収まる場合に、前記近似式を用いて前記適合値を生成する適合手段と
を備え、
前記統計処理手段は、指定された最適化手法に従って、前記近似式を用いて最適点を導出し、前記最適点を前記適合手段に出力し、
前記適合手段は、前記近似関数に基づいて前記最適化手法を指定する情報を生成し、その生成した最適化手法を指定する情報を前記統計処理手段に出力し、
前記統計処理手段から得た前記最適点を前記適合値とする
ことを特徴とする適合値生成装置。
【請求項２】
利用者に情報を提示して入力を促す提示手段と、
前記利用者の操作に応じた出力信号を出力する入力手段とを備え、
前記適合手段は、前記利用者が前記近似関数を指定することを補助する情報を前記提示手段に提示させ、前記出力信号に基づいて前記近似関数を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の適合値生成装置。
【請求項３】
前記適合手段は、複数の近似関数を記憶しており、前記利用者が前記近似関数を指定することを補助する情報は前記複数の近似関数を示す情報であることを特徴とする請求項２に記載の適合値生成装置。
【請求項４】
前記適合手段は、前記対象を計測した計測値に基づいて、前記統計処理手段から得た前記最適点が所定の条件を充足するか否かを判定し、前記所定の条件を充足する場合に前記最適点を前記適合値とすることを特徴とする請求項１に記載の適合値生成装置。
【請求項５】
前記対象は車両に用いられるエンジンであり、前記所定の制御条件は前記エンジンの運転条件であることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の適合値生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の制御条件の下で対象の状態を示す適合値を生成する適合値生成装置、適合手順制御プログラム、及び適合値生成プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
所定の制御条件の下で目的に適合するように所要の操作を加えて対象を制御する場合に、制御対象のモデルを用意し、モデルを用いて条件と制御量との関係を予め定めることがある。モデルは、制御条件を入力すると制御量を出力する関数として与えられ、パラメータを含む。モデルを実際の対象に近づけるようにパラメータを決定することを適合という。また、制御の目的と一致するように制御量を決定することを最適化という。
【０００３】
例えば、車両に搭載される内燃機関としてのエンジンを制御するためには、所定の運転条件の下でエンジンの挙動を知る必要がある。このため、エンジンにおける燃料の燃焼を制御する制御装置は、エンジンの状態を示すマップを各種の運転条件毎に予め記憶しており、マップを参照して制御量を定めるのが一般的である（例えば、特許文献１及び特許文献２）。従って、マップには最適化された適合値が記憶される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３２１１７４号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開昭６３−１７０５６３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最適化した適合値を得るためには、第１に基礎となるモデルを選択し、第２に実機で計測を実行し、第３に実測値に基づいてモデルのパラメータを算出し、第４にモデルを用いて最適化した適合値を算出する必要がある。
【０００７】
しかしながら、これらの処理の一部に汎用の計算プログラムを用いることはあっても、処理全体を自動化したシステムは知られていない。また、汎用の計算プログラムを用いる場合には、その計算プログラムが解釈できる形式でデータをオペレータが入力する必要がある。このため、処理が何度も中断され、最適化された適合値を得るまでに長期間を要するという不都合があった。
【０００８】
さらに、基礎となるモデルの選択等、オペレータの判断を必要とする処理では、入力ために工数がかかるといった問題もあった。
【０００９】
そこで、本発明は、一連の処理を自動化又は半自動化できる適合値生成装置、適合制御プログラム及び適合値生成プログラムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る適合値生成装置は、所定の制御条件の下で対象を制御する適合値を生成する適合値生成装置であって、入力値と出力値との組及びパラメータを含む関数が指定されると、統計処理を実行することにより、前記入力値に対する前記関数の計算値が前記出力値に近づくように前記パラメータの値を決定して近似式を生成する統計処理手段と、前記対象の状態を推定するための近似関数を決定し、決定した近似関数を指定する情報を前記統計処理手段に出力し、前記所定の制御条件の下で前記対象の状態を計測して得られた計測値を前記出力値とすると共に前記所定の制御条件を前記入力値として前記統計処理手段に出力し、前記統計処理手段から前記近似式を受け取ると、前記近似式の精度を前記計算値と前記計測値とに基づいて評価し、誤差が所定の範囲内に収まる場合に、前記近似式を用いて前記適合値を生成する適合手段とを備え、前記統計処理手段は、指定された最適化手法に従って、前記近似式を用いて最適点を導出し、前記最適点を前記適合手段に出力し、前記適合手段は、前記近似関数に基づいて前記最適化手法を指定する情報を生成し、その生成した最適化手法を指定する情報を前記統計処理手段に出力し、前記統計処理手段から得た前記最適点を前記適合値とする（請求項１）。
【００１１】
この発明によれば、適合手段は、統計処理手段をパラメ−タを決定する汎用的な部品として用いて近似式を得ることができるので、近似式を得るための処理を自動化できる。また、近似式の精度が充分な場合に近似式を用いて適合値を生成するから、精度の高い適合値を生成することができ、且つ、近似式の評価処理を自動化できる。この結果、適合値を生成する時間を大幅に短縮することができる。ここで、適合値生成装置は、例えば、コンピュータによって構成することができる。また、適合手段は、例えば、対象に対応したプログラムを実行するＣＰＵが該当する一方、統計処理手段は、例えば、汎用の統計処理プログラムが該当する。
【００１２】
適合手段は、近似関数に基づいて前記最適化手法を指定する情報を生成するので、近似関数に応じて誤差が少なくなる最適化手法が定まる。また、適合手段は、統計処理手段で選択できる最適化手法と近似関数との対応を予め定めておき、この関係に従って最適化手法を指定するようにしてもよい。そして、統計処理手段は、指定された手法に従って最適化を実行できる。
【００１３】
この適合値生成装置は、利用者に情報を提示して入力を促す提示手段と、前記利用者の操作に応じた出力信号を出力する入力手段とを備え、前記適合手段は、前記利用者が前記近似関数を指定することを補助する情報を前記提示手段に提示させ、前記出力信号に基づいて前記近似関数を決定するものであってもよい（請求項２）。この場合には、利用者は提示手段によって、近似関数を指定することを補助する情報の提供を受けることができるので、簡単に近似関数を指定することができる。提示手段は視覚により情報を提供するディスプレイの他、聴覚により情報を提供するスピーカが該当する。ここで、前記適合手段は、複数の近似関数を記憶しており、前記利用者が前記近似関数を指定することを補助する情報は前記複数の近似関数を示す情報であることが好ましい（請求項３）。さらに、計測値のグラフを表示してもよい。
【００１４】
さらに、前記適合手段は、前記最適化手法を指定する情報を前記統計処理手段に出力し、前記対象を計測した計測値に基づいて、前記統計処理手段から得た前記最適点が所定の条件を充足するか否かを判定し、前記所定の条件を充足する場合に前記最適点を前記適合値とすることが好ましい（請求項４）。この場合には、最適点を評価し、所定の条件を充足する場合に最適点を適合値とするので、適合値の信頼性を向上させることができる。所定の条件は、最適点が制御の目的を予め定められた範囲内で充足するか否かを判定できるものであることが望ましい。
【００１７】
くわえて、上述した適合値生成装置において、前記対象は車両に用いられるエンジンであり、前記所定の制御条件は前記エンジンの運転条件であってもよい（請求項５）。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る適合値生成装置を用いた適合値生成システムのブロック図である。この適合値生成システムは、コンピュータ１、計測装置２、及び制御対象たるエンジン３を備える。エンジン３には、温度センサ、トルクセンサ、及び吸気センサ等の各種のセンサが取り付けられている。各センサの出力信号は計測装置２に取り込まれる。また、計測装置２は、エンジン３の吸気バルブ及び排気バルブの動作タイミングやリフト量、燃料噴射弁の開度等を制御できる。計測装置２は、コンピュータ１からの指令に従って、所定の運転条件の下でエンジン３を運転する。エンジン３の状態は各種センサによって計測される。計測装置２はそれらセンサの出力信号に基づいて計測データを生成し、これをコンピュータ１に送信する。
【００２７】
コンピュータ１は、ＣＰＵ１０、ＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２、ハードディスク１３、入力装置１４、ディスプレイ１５及びインターフェース１６を備え、これらの構成はバスを介して接続されている。ＣＰＵ１０は、コンピュータ１の制御中枢として機能し、適合値生成プログラム等の各種のプログラムを実行する。ＲＯＭ１１には起動時に実行されるブートプログラムが記憶されている。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０の作業領域として機能し、そこには処理途中のデータ等が記憶される。例えば、後述する計測データや計測指示データが記憶される。ハードディスク１３には、生成された適合値の他、各種のデータが記憶されている。
【００２８】
入力装置１４は、オペレータが指示を入力するための入力手段として機能し、オペレータの操作に応じた信号を出力する。入力装置１４には、例えば、キーボードやマウスが含まれる。インターフェース１６は、外部機器との間で通信を行う機能を有する。ＣＰＵ１０は、インターフェース１６を介して計測装置２へ指令を送信したり、計測装置２から計測データを取得することができる。なお、既に計測済みの計測データを、他のコンピュータからインターフェース１６を介して取り込むことも可能である。
【００２９】
このような適合値生成システムにおいて、コンピュータ１は、適合値生成プログラムを実行する。図２に適合値生成プログラムの構造を示す。適合値生成プログラムは、適合手順制御プログラムとＤＯＥ（Design of experiment）ツールとを備える。ＤＯＥツールは、統計処理機能を有する汎用的なプログラムである。即ち、ＤＯＥツールは、エンジンの設計に限られず、実験データに基づいて各種の統計処理を実行することができる。また、ＤＯＥツールは、複数のモジュールから構成されている（図示せず）。そして、各モジュールは所定の指令によって他のプログラムが呼び出して利用できるようになっている。
【００３０】
一方、適合手順制御プログラムは、エンジン３の適合値を生成するために特化したものである。適合手順制御プログラムは、複数のツール制御モジュールＭＡ１、ＭＡ２、…、複数の処理モジュールＭＢ１、ＭＢ２、…、手順生成モジュールＭＣ、及び実行モジュールＭＤを備える。各ツール制御モジュールＭＡ１、ＭＡ２、…は、ＤＯＥツールに指令を入力すると共に処理結果を受け取る機能を有する。各処理モジュールＭＢ１、ＭＢ２、…は、所定の処理を実行する機能を有する。例えば、計測装置２を制御して計測データを取得する機能、計測データに基づいてＤＯＥツールに所定の指示を与える機能、さらには、ＤＯＥツールの処理結果を評価する機能等がある。手順生成モジュールＭＣは、入力装置１４の出力信号に基づいて、ツール制御モジュールＭＡ１、ＭＡ２、…及び処理モジュールＭＢ１、ＭＢ２、…の中からモジュールを選択し、且つ、選択したモジュールの実行手順を特定する実行手順ファイルを生成する機能を有する。実行モジュールＭＤは、実行手順ファイルに記述された手順に従って処理を実行し、適合値を生成する機能を有する。
【００３１】
換言すれば、適合手順制御プログラムは、適合値生成システムの制御中枢としての役割を担い、計測装置２とＤＯＥツールとのインターフェースとして機能する。また、手順生成モジュールＭＣによって、制御対象や要求される精度といった各種の事情に応じて適合手順をカスタマズすることができるといった利点を有する。実行手順ファイルに記述されているツール制御モジュールＭＡ１、ＭＡ２、…は、ＤＯＥツールのモジュールを適宜呼び出して処理を実行させ、さらに、処理モジュールＭＢ１、ＭＢ２、…は処理結果を次の処理に用いることができる。
【００３２】
この適合手順制御プログラムによって、適合値を生成する一連の手順を自動化することができ、適合に要する期間を大幅に短縮する共にオペレータの工数を削減することが可能となる。さらに、計測装置２を変更する場合や、適合手順を変更する場合には、適合値生成プログラム全体を新たに開発するのではなく、適合手順制御プログラムのみを修正すればよいので、様々な変更に柔軟に対応できるといった利点がある。
【００３３】
図３は、実行手順ファイルに従った適合値生成システムの動作を示すフローチャートである。適合値の生成処理は、エンジン３の計測データの取得、モデルの作成、及び最適点の計算・検証といった３つの処理に大別される。以下、具体的に説明する。
【００３４】
まず、適合値生成プログラムの実行モジュールＭＤが起動されると、指定された実行手順ファイルに従って処理が実行される。この例では、まず、サーベイ処理が実行される（ステップＳ１）。サーベイ処理では、適合値を生成するための各種の前提条件がオペレータによって入力される。この際、ＣＰＵ１０は、ディスプレイ１５に入力画面を表示させ、オペレータに所定の項目を入力するように促す。
【００３５】
次に、ステップＳ２では、データ計測範囲の指定がなされる。この場合、ＣＰＵ１０は、計測範囲を指定するための画面をディスプレイ１５に表示させて、オペレータの入力を促す。この際、エンジン３の運転条件、計測範囲、及び計測点数がオペレータによって入力される。
【００３６】
この後、ＣＰＵ１０が計測点指示ルーチンを実行することによって、計測点の選択手法が設定される（ステップＳ３）。図４に計測点指示ルーチンの処理内容を示す。まず、ＣＰＵ１０は、エンジン３の近似関数が既知であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。近似関数が既知である場合とは、同種のエンジンについて既に近似関数が得られており、この関数を用いることが上述したサーベイ処理において決定されている場合である。近似関数が既知である場合には、ＣＰＵ１０は関数の種類に対応した計測点を選択する指示を生成する（ステップＳ２２）。一方、近似関数が未知である場合には、ＣＰＵ１０は計測範囲内で計測点の分布を均一とするように計測点を選択する指示を生成する（ステップＳ２３）。
【００３７】
説明を図３に戻す。上述した計測点を選択する手法を示す指示がＤＯＥツールに渡されると、ＤＯＥツールは、指示に従って計測点を特定する（ステップＳ４）。この指示は、計測点数を示す情報を含む。ここで、指示が関数の種類に応じて計測点を選択することを示す場合、ＤＯＥツールは、計測範囲の両端と変曲点の付近に計測点を多く設定する。例えば、近似関数の入出力特性が図５に示すものであるならば、計測範囲の両端Ａ及びＤと各変曲点Ｂ及びＣの付近に計測点Ｐ１、Ｐ２、…、Ｐ８が設定される。近似関数は統計処理によって修正されるが、変曲点の情報が欠けると、修正の精度が落ちるからである。一方、計測範囲内で計測点の分布を均一とする指示をＤＯＥツールが受け取った場合、ＤＯＥツールは、計測範囲内に均一に分布するように各計測点を設定する。そして、ＤＯＥツールは各計測点を示す計測指示データを生成する。
【００３８】
なお、図３には、適合手順制御プログラムが計測指示データを計測装置２へ転送する処理が明示されていない。しかし、計測装置２とコンピュータ１との通信機能は適合手順制御プログラムが有するので、実際には計測指示データを適合手順制御プログラムが受け取って、計測装置２に送信する。この際、適合手順制御プログラムは、ＤＯＥツールのデータ形式と計測装置２のデータ形式とが異なる場合には、計測指示データのデータ形式を変換した後、計測装置２へ送信する。
【００３９】
次に、コンピュータ１から計測装置２へ計測指示データが転送されると、計測装置２は、実機での計測を実行する（ステップＳ５）。この処理において、計測装置２は、計測指示データの示す各計測点におけるエンジン３の状態を計測し、計測結果を示す計測データを生成する。計測が終了すると、計測装置２は、計測データをコンピュータ１へ送信する。
【００４０】
このようにデータ取得までの処理においては、データ計測範囲の指定（ステップＳ２）や計測点選択手法の設定（ステップＳ３）を適合手順制御プログラムが実行するので、オペレータは入力装置１４を操作してデータ取得に必要な最低限の項目を入力するだけでよい。従って、実機のデータ取得までの処理時間を大幅に短縮することができる。また、オペレータの操作ミスによる計測指示の誤りを未然に防止することができる。
【００４１】
コンピュータ１が計測データを取得すると（ステップＳ６）、ＣＰＵ１０は適合手順制御プログラムに従って、近似関数の選択を実行する（ステップＳ７）。この際、ＣＰＵ１０は、図６に示す近似関数選択ルーチンを実行する。まず、ＣＰＵ１０は近似関数が既知であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。近似関数が既知であれば、予め指示された近似関数を使用する（ステップＳ３２）。一方、近似関数が未知であれば、２次式、三角関数、指数関数等を用いて近似式を順次算出し、近似精度が最も良い関数を選択することができる（ステップＳ３３）。このようにして近次関数が定まると、適合手順制御プログラムは、ＤＯＥツールに対して近似関数を指定する。
【００４２】
なお、近似関数が未知である場合に、適合手順制御プログラムは、近似関数の種類をディスプレイ１５に表示させ、オペレータに近似関数を選択するように促してもよい。さらに、適合手順制御プログラムは、計測データのグラフをディスプレイ１５に表示させてもよい。これらの表示によって、オペレータは近似関数を容易に選択することが可能となる。換言すれば、近似関数の種類や計測データのグラフは、オペレータが近似関数を指定することを補助する情報として機能する。
【００４３】
近似関数の指定と計測データをＤＯＥツールが受け取ると、ＤＯＥツールは近似関数に基づいて暫定近似式を作成する（ステップＳ８）。この場合、適合手順制御プログラムはＤＯＥツールが解釈できるデータ形式で近似関数を指定すると共に計測データを渡す。近似関数はパラメータを含む。ＤＯＥツールは、計測データに統計処理を施してこのパラメータを決定する。統計処理の手法としては、例えば、最小二乗法を採用することができる。この後、ＤＯＥツールは、暫定近似式を用いて算出されたデータと計測データとを比較して異常データを検出し、これを除外する（ステップＳ９）。例えば、暫定近似式によって図７に実線で示す曲線が得られ、計測データの示す計測結果が白丸である場合を想定する。この場合は、計測点Ｐ３が暫定近似式から大きく外れている。従って、計測点Ｐ３の計測データは異常データとして検出される。異常データの検出方法としては、暫定近似式による計算値と計測データの示す計測値の差が最も大きい計測点を異常データとして検出する方法がある。あるいは、暫定近似式の計算値に対して許容される数値範囲（例えば、±３％）を設定し、計測データの計測値が数値範囲外の場合に当該計測値を異常データとしてもよい。
【００４４】
次に、適合手順制御プログラムが異常データをＤＯＥツールから受け取ると、適合手順制御プログラムは、異常データの再計測を計測装置２に対して指示する（ステップＳ１０）。この後、計測装置２は異常データの再計測を実行し（ステップＳ１１）、再計測の結果を示す計測データをコンピュータ１に送信する。例えば、図７に示す例では計測点Ｐ３について、再計測が実行される。
【００４５】
適合制御プログラムは計測データを取得すると（ステップＳ１２）、これをＤＯＥツールに手渡す。すると、ＤＯＥツールは、異常データの替わりに再計測された計測データを用いて最終近似式を生成する（ステップＳ１３）。即ち、計測データの中から異常データを除いたデータと再計測された計測データとに基づいて、最終近似式が生成される。この際、近似関数に統計的処理を施してパラメータを決定する点は、ステップＳ８の処理と同様である。この最終近似式は、暫定近似式と比較して、エンジン３の挙動をより正確に表すものである。
【００４６】
ＤＯＥツールは、最終近似式を生成すると、これを適合手順制御プログラムに渡す。適合手順制御プログラムは、評価結果判断ルーチンを実行することにより、最終近似式の精度を評価する（ステップＳ１４）。この処理では、実機の計測値に対する最終近似式の計算値の誤差が評価値として算出され、評価値が所定範囲内にあるかが判定される。図８に評価結果判断ルーチンの処理内容を示す。まず、ＣＰＵ１０は二乗平均誤差ＥＲＲＯＲａｖｅを以下に示す式１に従って算出する（ステップＳ４１）。但し、Ｙｄ（Ｘｉ）は運転条件Ｘｉにおける計測値である。Ｙｍ（Ｘｉ）は運転条件Ｘｉにおける最終近似式の計算値である。
【００４７】
【数１】
0003711976.tif 000002
【００４８】
次に、ＣＰＵ１０は、二乗平均誤差ＥＲＲＯＲａｖｅが所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。ここで、所定値は、許容できる誤差の限界として予め定められている。二乗平均誤差ＥＲＲＯＲａｖｅが所定値以下である場合には、ＣＰＵ１０は、最終近似式の精度が許容範囲内であると判断して、処理をステップＳ１５に進める（ステップＳ４３）。
【００４９】
一方、二乗平均誤差ＥＲＲＯＲａｖｅが所定値を超える場合には、ＣＰＵ１０は、最終近似式の精度が許容範囲外あると判断する。この場合、ＣＰＵ１０は処理をステップＳ４に戻し、計測点の特定をやり直す。具体的には、既に計測されている計測点の他に、新たな計測点を設定する。例えば、図５に示す例では、白三角で示す点を新たな計測点として設定する。これにより、新たな計測点について実機の計測が実行され、新たな計測データが得られる（ステップＳ５）。そして、新たな計測データと既に計測されている計測データとに基づいて、ステップＳ６からステップＳ１４までの処理が実行される。このように評価を経て生成された最終近似式は、所定の運転条件の下でエンジン３の状態を精度良く推定するモデルとして利用することができる。
【００５０】
モデル作成処理では、適合制御プログラムが近似関数の選択を実行し、ＤＯＥツールが解釈できるデータ形式で近似関数を指定し、そのようなデータ形式で計測データがＤＯＥツールに渡される。これにより、汎用のＤＯＥツールが有する統計処理機能を利用して近似式のパラメータを決定することができる。しかも、オペレータが近似関数そのものを入力したり、あるいは、計測データを入力するといった作業を省略することができるので、モデル作成に要する時間を大幅に短縮することができる。さらに、異常データについては、オペレータが判断することなく、再計測が実行されるので精度の良い最終近似式を短時間で得ることができる。くわえて、最終近似式について誤差の評価を自動的に実行し、誤差が許容されない場合には、新たな計測点を補充して処理を行う。従って、既に得られている計測結果を無駄にすることなく、最終近似式の精度を自動的に向上させることができる。
【００５１】
次に、ステップＳ１５では最適化手法の選択が行われる。この処理では、ＤＯＥツールが有する各種のアルゴリズムの選択が実行される。最適化手法としては各種のものがあるが、この例のＤＯＥツールは、最急降下法、ニュートン法、及び逐次二次計画法に各々対応した３種類のアルゴリズムを備える。アルゴリズムの選択は、近似関数の種類に従って自動的に実行される。近似関数の種類に応じて、最も精度良く最適化できるアルゴリズムが異なるからである。具体的には、適合手順制御プログラムは、近似関数の種類とアルゴリズムとの対応付けたデータを有しており、このデータを参照して、アルゴリズムが選択される。なお、適合手順制御プログラムは、アルゴリズムを特定する情報をディスプレイ１５に表示させて、オペレータにアルゴリズムを選択するように促してもよい。また、アルゴリズムを特定する情報と共に最終近似式を表示させてもよい。この場合には、オペレータは、最終近似式を参照しながら、アルゴリズムを選択することができるので、精度や演算時間といった事情を考慮した選択を行うことができる。
【００５２】
この後、ＤＯＥツールは、選択された最適化手法に従って最適点の導出を実行する（ステップＳ１６）。この例では、最急降下法、ニュートン法、及び逐次二次計画法の中から選択されたアルゴリズムに従って、最適点が導出される。
【００５３】
適合手順制御プログラムが導出された最適点をＤＯＥツールから取得すると、適合手順制御プラグラムは、最適点及び最適点の前後について計測点を特定する（ステップＳ１７）。例えば、ある運転条件の下で燃料噴射量を最小にすることを制御の目的とする場合を想定する。ここで、運転条件をＸ、実測した燃料噴射量の計測値をＹｄ、最終近似式を用いて計算した燃料噴射量の計算値をＹｍとする。この場合、最適点は燃料噴射量を最小にする運転条件Ｘｏｐｔとなり、最終近似式による最小燃料噴射量はＹｍ（Ｘｏｐｔ）で与えられる。そして、予め設定された所定値をεとしたとき、ステップＳ１７で指定される計測点は、Ｘｏｐｔ−ε、Ｘｏｐｔ、及びＸｏｐｔ＋εとなる。
【００５４】
この後、コンピュータ１から計測装置２に計測指示が送信される。この計測指示には、上述した計測点を示す情報が含まれる。計測指示を計測装置２が受信すると、計測装置２は、各計測点についてエンジン３を計測して確認データを生成する（ステップＳ１８）。
【００５５】
確認データが計測装置２からコンピュータ１へ送信されると、適合手順制御プログラムは確認データを取得する（ステップＳ１９）。次に、確認データに基づいて最適点が適切か否かを判断する（ステップＳ２０）。この処理では、確認データ判断ルーチンが実行される。図９に確認データ判断ルーチンの処理内容を示す。まず、３つの確認データ、Ｙｄ（Ｘｏｐｔ−ε）、Ｙｄ（Ｘｏｐｔ）、及びＹｄ（Ｘｏｐｔ＋ε）が特定される（ステップＳ５１）。次に、Ｙｄ（Ｘｏｐｔ）≦Ｙｄ（Ｘｏｐｔ−ε）且つＹｄ（Ｘｏｐｔ）≦Ｙｄ（Ｘｏｐｔ＋ε）であるか否かが判定される（ステップＳ５２）。即ち、最終近似式によって算出した最適点が、実機の計測において最適となっているかが確認される。例えば、実測値の特性が図１０に示す実線である場合には、最終近似式による最適化が適切になされている。一方、実測値の特性が図１０に示す点線である場合には、Ｙｄ（Ｘｏｐｔ）＞Ｙｄ（Ｘｏｐｔ＋ε）となるから、最終近似式による最適化が不適切である。
【００５６】
ステップＳ５２の判定結果がＹＥＳの場合には、最適化が適切であると判断し、最適点が、制御の目的に合致する適合値として採用される（ステップＳ５３）。一方、ステップＳ５２の判定結果がＮＯの場合には、近似関数を変更して、処理を図３に示すステップＳ３に戻す（ステップＳ５４）。これにより、新たな近似関数に基づいて、データ取得、モデル作成、及び最適点の計算検証が自動的に実行される。この場合、ステップＳ４での計測点を特定する処理では、計測済みの計測データをステップＳ８で使用することを前提に、新たな計測点のみを特定するようにしてもよい。
【００５７】
このように最適点の計算・検証処理では、適合手順制御プログラムが自動的に最適化を実行して最適点を算出し、最適点の検証を自動化できるので、オペレータの作業を削減することができる。この結果、最適点の計算・検証に要する時間を大幅に短縮することが可能となる。また、最適点が許容されない場合には、近似関数を変更して、再度、一連の処理を自動的に実行することが可能である。さらに、汎用のＤＯＥツールを用いて最適点の導出を実行するので、特定の対象に特化したプログラムを開発する必要がなく、適合値生成プログラムを安価で提供することができる。
【００５８】
次に、図１１に手順生成モジュールの処理内容を示す。手順生成モジュールは、適合値生成プログラムのメニュー画面において、適合手順作成を選択すると起動されるようになっている。
【００５９】
まず、ＣＰＵ１０は、新規作成か修正かを選択するための選択画面をディスプレイ１５に表示させ、オペレータに選択を促す（ステップＳ６１）。図１２に選択画面の一例を示す。次に、ＣＰＵ１０は入力装置１４の出力信号に基づいてオペレータが新規作成を選択したか否かを判定する（ステップＳ６２）。オペレータがマウスを操作して、選択画面のボタンＢ１をクリックした場合には、ＣＰＵ１０は、処理をステップＳ６３に進め、入力画面をディスプレイ１５に表示させる。
【００６０】
図１３に入力画面の一例を示す。入力画面は、作業領域Ｘと表示領域Ｙに分かれている。表示領域Ｙには、登録されているツール制御モジュールＭＡ１、ＭＡ２、…、処理モジュールＭＢ１、ＭＢ２、…のモジュール名を示すアイコンが表示される。これらのアイコンは、マウスによってドラッグ＆ドロップすることにより、作業領域Ｘにコピーすることができるようになっている。そして、オペレータは、作業領域Ｘに適合手順を示すフローチャートを作成することにより、選択した各モジュールの実行順序を指定できるようになっている。
【００６１】
例えば、処理モジュールＭＢ１、ＭＢ２、…において、ＭＢ１がサーベイ処理、ＭＢ２がデータ計測範囲の指定処理、ＭＢ３が計測点選択手法の設定処理、ＭＢ４が実測処理を各々実行するものであるとする。また、ツール制御モジュールＭＡ１がＤＯＥツールを用いて計測点を特定するものであるとする。この場合、図２に示すデータ取得の処理は、図１３の作業領域Ｘに示されるフローチャートを作成することによって特定される。このようにツール制御モジュールや処理モジュールを用いると、オペレータは、ＤＯＥツールのデータ形式や計測装置２との間の通信プロトコルについて知識がなくても、適合手順を制御するプログラムを簡単に作成することが可能である。
【００６２】
そして、オペレータが保存ボタンＢ３をクリックすると、実行手順ファイル名を入力するための入力ボックスＢ４が入力画面に表示される。オペレータが、そこにファイル名を入力してリターンキーを操作すると、実行手順ファイル名と実行手順ファイルが対応付けられて記億される（ステップＳ６４）。
【００６３】
一方、図１２に示す入力画面において、オペレータが修正を選択すると、ステップＳ６２の判定結果はＮＯとなり、ＣＰＵ１０は、既に作成されている実行手順ファイル名を読み出して、これを修正候補としてディスプレイ１５に表示させる（ステップＳ６５）。そして、オペレータが修正候補の中から１つを選択すると、ＣＰＵ１０はこれを検知して、修正画面を表示する（ステップＳ６６）。この修正画面は、作業領域Ｘに選択された実行手順ファイル名に対応するフローチャートが表示される点を除いて、図１３に示す入力画面と同一である。そして、オペレータは、フローチャートに必要な修正を加える。この後、保存ボタンＢ３がクリックされると、実行手順ファイル名を入力するための入力ボックスが入力画面に表示される。このとき、新たなファイル名を入力すれば、別ファイルとして記憶され、同一ファイル名を入力すれば実行手順ファイルが更新される（ステップＳ６４）。
【００６４】
このようにＣＰＵ１０が手順作成モジュールＭＣを実行することによって、ツール制御モジュールＭＡ１、ＭＡ２、…及び処理モジュールＭＢ１、ＭＢ２、…を適宜組合せて、制御対象や要求される精度といった各種の事情に応じて適合手順をカスタマズすることができる。なお、ツール制御モジュールや処理モジュールを新たに追加することも可能であり、そのような場合には、既存のツール制御モジュールや処理モジュールの一部を修正するようにしてもよい。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態においては、汎用のＤＯＥツールのモジュールを適合手順制御プログラムが適宜呼び出して、適合手順を自動化したので、最適化した適合値を短時間で得ることができる。また、適合手順を簡易な方法によってカスタマイズできる。
【００６６】
上述した実施形態において、ＣＰＵ１０は、適合手順制御プログラムを実行することにより本発明の適合手段として機能し、ＤＯＥツールを実行することにより、本発明の統計処理手段として機能する。
【００６７】
上述した実施形態では、車両のエンジンを制御対象とする適合値生成システムを説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、制御の対象はどのようなものであってもよく、対象の状態を推定するモデルの作成や、そのモデルを用いた最適化された適合値の導出に適用することができる。
【００６８】
また、上述した実施形態では、ＤＯＥツール（統計処理ツール）のモジュールを適宜呼び出して実行したが、このモジュールを適合手順制御プログラムのソースコードに記述して、一つのプログラムとして機能させてもよいことは勿論である。これにより、プログラム間でのデータの受け渡しに係る処理を省略することができるから、実行時間を短縮することが可能となる。
【００６９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の適合値生成装置によれば、適合手段は、統計処理手段をパラメ−タを決定する汎用的な部品として用いて近似式を得ることができるので、近似式を得るための処理を自動化できる。また、近似式の精度が充分な場合に近似式を用いて適合値を生成するから、精度の高い適合値を生成することができ、且つ、近似式の評価処理を自動化できる。この結果、適合値を生成する時間を大幅に短縮すること可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る適合値生成装置を用いた適合値生成システムのブロック図である。
【図２】適合値生成プログラムの構造を示す概念図である。
【図３】適合値生成システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】計測点指示ルーチンの処理内容を示すフローチャートである。
【図５】近似関数の入出力特性と計測点との関係を示すグラフである。
【図６】近似関数選択ルーチンの処理内容を示すフローチャートである。
【図７】異常データと暫定近似式の関係を示すグラフである。
【図８】評価結果判断ルーチンの処理内容を示すフローチャートである。
【図９】確認データ判断ルーチンの処理内容を示すフローチャートである。
【図１０】最適点と実測値の特性との関係を示すグラフである。
【図１１】手順生成モジュールの処理内容を示すフローチャートである。
【図１２】選択画面の一例を示す説明図である。
【図１３】入力画面の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  コンピュータ
２  計測装置
３  エンジン
１０  ＣＰＵ
【図１】
0003711976.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003711976.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003711976.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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