最適値を探索する方法及び装置
【課題】ＥＣＵ制御項目の中で、遅れ要素を持った制御項目の設定項目について最適値を迅速に求める方法及び装置を提供すること。
【解決手段】最適値探索装置１０は、設定項目の初期値において、ＥＣＵ制御を行った場合の測定項目を測定し、引き続き設定項目をスイープしながら測定項目の測定を行い、初期における測定及びスイープしながらの測定における一連の測定値の変化にフィットする二次曲線を求め、求めた二次曲線の傾きの最大値を傾きとし初期値における測定値を切片とする直線と、ＥＣＵ制御の測定項目の所定の制限値と、の交点を求め、求めた交点を限界値と予測する。
【解決手段】最適値探索装置１０は、設定項目の初期値において、ＥＣＵ制御を行った場合の測定項目を測定し、引き続き設定項目をスイープしながら測定項目の測定を行い、初期における測定及びスイープしながらの測定における一連の測定値の変化にフィットする二次曲線を求め、求めた二次曲線の傾きの最大値を傾きとし初期値における測定値を切片とする直線と、ＥＣＵ制御の測定項目の所定の制限値と、の交点を求め、求めた交点を限界値と予測する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、最適値を探索する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンの運転等において、電気的な制御を総合的に行うＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）制御が知られている。ＥＣＵ制御は、各センサからの情報を基に、エンジンの噴射量や噴射時間、アイドリングの回転数、点火タイミング等の制御項目を制御する。このようなＥＣＵ制御は、制御項目毎に設けられている設定項目の値を最適化することにより、エンジンを効率よく制御する。
【０００３】
エンジンの効率化を実現する方法として、例えば特許文献１が知られている。特許文献１には、高速且つ容易に燃料噴射率の最適化を実現することを目的として、フィードフォワード方式のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置について記載されている。すなわち、特許文献１に記載された発明は、噴射期間内に逃がし弁の開閉の試行を繰り返すことにより実測値が燃料噴射パターンに近づくよう逃がし弁の開閉タイミングを最適化しながら、ニューラルネットを用いて学習により未計測値を推定する演算装置を備えている。そして、学習機能により、圧力センサの実測値が目標とする燃料噴射パターンに近づくように、噴射期間内に逃がし弁の開閉若しくは弁開度タイミングの試行を繰り返すことにより得られた学習データにより、設計時若しくは試験時等に予め定めた弁操作タイミングを補正しながら、噴射率の最適化を実現する事を特徴とする。
【特許文献１】特開２００１−３０４０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような方法は、燃料噴射のように非常に短期間に行われる場合には有効であるが、遅れ要素を持ったもの（例えば、温度や圧力等）の最適化には、遅れ要素についての学習が困難なので、有効とはいえない。このような遅れ要素を持ったものは、設定項目の値を変化させた後に、ＥＣＵ制御の結果をしばらく監視するという、段階毎の測定をする必要がある。そして、段階毎の測定では、段階毎に温度等を監視する必要があるので、制御項目の制限値に到達するまでに膨大な時間がかかる。例えば、制限値までを５％精度で監視するためには２０段階が必要となり、段階毎の遅れ時間を３０秒とすると、６００秒（３０秒×２０段階）の時間が必要となる。そして、遅れ要素を持った制御項目の設定項目について最適値を求めるためには、設定項目を組合せた段階毎の測定が必要となり、更に時間が必要になる。
【０００５】
そこで、ＥＣＵ制御項目の中で、遅れ要素を持った制御項目の設定項目について最適値を迅速に求める方法が求められている。
【０００６】
本発明は、ＥＣＵ制御項目の中で、遅れ要素を持った制御項目の設定項目について最適値を迅速に求める方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、以下のような解決手段を提供する。
【０００８】
（１） コンピュータが、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を所定の初期値からスイープしつつ限界値までの間で探索する方法であって、前記設定項目の初期値において、前記ＥＣＵ制御を行った場合の測定項目を測定する初期測定ステップと、引き続き前記設定項目をスイープしながら前記測定項目の測定を行うスイープ測定ステップと、前記初期測定ステップ及び前記スイープ測定ステップにおける一連の測定値の変化にフィットする二次曲線を求めるステップと、前記求めた二次曲線の傾きの最大値を傾きとし前記初期測定ステップの測定値を切片とする直線と、前記ＥＣＵ制御の測定項目の所定の制限値と、の交点を求め、前記求めた交点を前記限界値と予測するステップと、を含む方法。
【０００９】
（１）の構成によれば、本発明に係る方法は、コンピュータが、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を所定の初期値からスイープしつつ限界値までの間で探索する方法であって、設定項目の初期値において、ＥＣＵ制御を行った場合の測定項目を測定し、引き続き設定項目をスイープしながら測定項目の測定を行い、一連の測定値の変化にフィットする二次曲線を求め、求めた二次曲線の傾きの最大値を傾きとし初期測定ステップの測定値を切片とする直線と、ＥＣＵ制御の測定項目の所定の制限値と、の交点を求め、求めた交点を限界値と予測する。
【００１０】
よって、本発明に係る方法によれば、コンピュータが、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を、所定の初期値からスイープしつつ予測した限界値までの間で探索する。したがって、本発明に係る方法は、ＥＣＵ制御項目の中で、遅れ要素を持った制御項目の設定項目について最適値を迅速に求めることができる。
【００１１】
（２） 前記予測した限界値において、所定の時間まで測定を行い、前記所定の制限値を超えないことを監視することによって前記予測した限界値を限界値とするステップと、前記スイープの異なる方向について、前記初期測定ステップから前記限界値とするステップを繰り返し、繰り返すことにより求めた複数の前記限界値によって範囲を求めるステップと、前記求めた範囲内で更に前記設定項目を変化させながら前記測定項目の測定を行い、前記設定項目の最適値を求めるステップと、を更に含む（１）に記載の方法。
【００１２】
（２）の構成によれば、本発明に係る方法は、（１）に加えて、予測した限界値において、所定の時間まで測定を行い、所定の制限値を超えないことを監視することによって予測した限界値を限界値とし、スイープの異なる方向について、初期測定ステップから限界値とするステップを繰り返し、繰り返すことにより求めた複数の限界値によって範囲を求め、求めた範囲内で更に設定項目を変化させながら測定項目の測定を行い、設定項目の最適値を求める。
【００１３】
よって、本発明に係る方法によれば、コンピュータが、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を、予測した限界値を限界値とし、求めた限界値の範囲内で最適値を探索する。したがって、本発明に係る方法は、ＥＣＵ制御項目の中で、遅れ要素を持った制御項目の設定項目について最適値を迅速に求めることができる。
【００１４】
（３） 前記方法は、前記ＥＣＵ制御するための設定項目を組合せ、組合せた設定項目について前記限界値を求め、求めた前記限界値の範囲内で最適値を求める（１）又は（２）に記載の方法。
【００１５】
（３）の構成によれば、本発明に係る方法は、（１）又は（２）に加えて、ＥＣＵ制御するための設定項目を組合せ、組合せた設定項目について限界値を求め、求めた限界値の範囲内で最適値を求める。
【００１６】
よって、本発明に係る方法によれば、コンピュータが、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を、設定項目を組合せて予測した限界値を限界値とし、求めた限界値の範囲内で最適値を探索する。したがって、本発明に係る方法は、ＥＣＵ制御項目の中で、遅れ要素を持った制御項目の設定項目について最適値を迅速に求めることができる。
【００１７】
（４） コンピュータが、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を、所定の初期値からスイープしつつ限界値までの間で探索する最適値探索装置であって、前記設定項目の初期値において、前記ＥＣＵ制御を行った場合の測定項目を測定する初期測定手段と、引き続き前記設定項目をスイープしながら前記測定項目の測定を行うスイープ測定手段と、前記初期測定手段及び前記スイープ測定手段における一連の測定値の変化にフィットする二次曲線を求める二次曲線算出手段と、前記求めた二次曲線の傾きの最大値を傾きとし前記初期測定手段の測定値を切片とする直線と、前記ＥＣＵ制御の測定項目の所定の制限値と、の交点を求め、前記求めた交点を前記限界値と予測する予測手段と、を備えることを特徴とする最適値探索装置。
【００１８】
よって、本発明に係る最適値探索装置によれば、コンピュータが、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を、所定の初期値からスイープしつつ予測した限界値までの間で探索する。したがって、本発明に係る最適値探索装置は、ＥＣＵ制御項目の中で、遅れ要素を持った制御項目の設定項目について最適値を迅速に求めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ＥＣＵ制御項目の中で、遅れ要素を持った制御項目の設定項目について最適値を迅速に求める方法及び装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本発明の特徴を示す図である。本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０は、本発明に係る方法を実施するために、初期測定ステップを実行する初期測定部１１と、スイープ測定ステップを実行するスイープ測定部１２と、二次曲線算出ステップを実行する二次曲線算出部１３と、予測ステップを実行する予測部１４と、を備えている。そして、最適値探索装置１０は、ＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を所定の初期値からスイープしつつ限界値までの間で探索する。例えば、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目のうちの一つであるトルクと、ＥＣＵ制御を行った場合の測定項目である排気温度とを例として示す。設定項目であるトルクを変えると測定項目である排気温度は、トルクの変化に遅れて変化する。
【００２２】
初期測定部１１は、設定項目の初期値において、ＥＣＵ制御を行った場合の測定項目を測定する。例えば、初期測定部１１は、トルクの初期値における排気温度の初期値を測定する。初期値は、例えば、実験計画法に基づいてトルクが取り得る可能な値の中で中心の値を初期値とする。トルクがこの初期値の下では、ＥＣＵ制御をしても排気温度は超えてはならない制限値を超えない。
【００２３】
スイープ測定部１２は、初期値から引き続き設定項目をスイープしながら測定項目の測定を行う。例えば、スイープ測定部１２は、トルクを連続的に変化させながら排気温度を測定する。
【００２４】
二次曲線算出部１３は、初期測定部１１及びスイープ測定部１２が測定した一連の測定値の変化にフィットする二次曲線を求める。例えば、二次曲線算出部１３は、トルクを連続的に変化させた場合に、変化する排気温度の測定値に基づいて、測定値を近似する二次曲線を求める。
【００２５】
予測部１４は、求めた二次曲線の傾きの最大値を傾きとし初期測定ステップの測定値を切片とする直線と、ＥＣＵ制御の測定項目の所定の制限値と、の交点を求め、求めた交点を限界値と予測する。例えば、予測部１４は、排気温度の測定値を近似する二次曲線を求め、求めた二次曲線上の今回の排気温度の測定値と、直前の排気温度の測定値とに基づいて、直線の傾きを求め、求めた傾きと、排気温度の初期値を切片とする直線を求める。そして、求めた直線と、排気温度の制限値との交点を算出し、算出した交点に対応するトルクの値を求める。このように、スイープしながら測定する毎に求めた直線の中で傾きが最大の場合に算出したトルクの値を限界値として予測する。すなわち、予測部１４は、スイープしながら測定する毎に算出したトルクの値を記憶し、変化させているトルクの値が、この記憶したトルクの値のいずれか（例えば、トルクを増大させる方向に変化させている場合は求めた直線の傾きが最大のときに算出する最小値）を超えると、予測した限界値を超えたと判断する。
【００２６】
最適値探索装置１０は、ＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を、所定の初期値からスイープしつつ予測した限界値までの間で探索する。
【００２７】
図２は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の機能を示す機能ブロック図である。本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０は、図１の特徴に加え、探査するステップを実行する限界点探査部１５と、範囲を求めるステップを実行する範囲決定部１６と、最適値を求めるステップを実行する最適値探索部１７とを更に備えている。
【００２８】
限界点探査部１５は、予測した限界値において、所定の時間まで測定を行い、所定の制限値を超えないことを監視することによって予測した限界値を限界値とする。例えば、限界点探査部１５は、変化させているトルクの値が予測した限界値を超えた場合に、トルクの変化を停止し、その後、トルクの変化を停止したままで、所定の時間、排気温度を監視し、排気温度の制限値を超えないことを監視し、このトルクの値を限界点の値、すなわち探査した限界値とする。
【００２９】
範囲決定部１６は、スイープの異なる方向について、初期測定ステップから限界値とするステップを繰り返し、繰り返すことにより求めた複数の限界値によって範囲を求める。例えば、２つの設定項目ＡとＢとがある場合に、範囲決定部１６は、設定項目Ａを増加する場合及び減少する場合と、設定項目Ｂを増加する場合及び減少する場合との組合せ（例えば、Ａ及びＢを増加する場合等）による異なる方向について、初期測定することから限界値とすることまでを繰り返し、複数の限界値を求め、最適値を探索するための範囲を求める。
【００３０】
最適値探索部１７は、求めた範囲内で更に設定項目を変化させながら測定項目の測定を行い、設定項目の最適値を求める。例えば、最適値探索部１７は、求めた増大方向の限界値及び減少方向の限界値の範囲内で、設定項目について段階的に変化させながら測定項目を測定し、測定項目に対する設定項目の最適値を求める。
【００３１】
図３は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０のハードウェア構成の一例を示す図である。最適値探索装置１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１０、バスライン１００５、通信Ｉ／Ｆ１０４０、メインメモリ１０５０、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）１０６０、Ｉ／Ｏコントローラ１０７０、キーボード及びマウス１１００、並びに表示装置１０２２を備える。
【００３２】
Ｉ／Ｏコントローラ１０７０には、ハードディスク１０７４、半導体メモリ１０７８、等の記憶手段を接続することができる。
【００３３】
ＢＩＯＳ１０６０は、最適値探索装置１０の起動時にＣＰＵ１０１０が実行するブートプログラムや、最適値探索装置１０のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。
【００３４】
ハードディスク１０７４は、最適値探索装置１０が本発明の機能を実行するためのプログラムを記憶しており、更に、最適値探索用テーブル、限界値記憶用テーブル等の各種データベースを構成可能である。
【００３５】
最適値探索装置１０に提供されるプログラムは、ハードディスク１０７４、又はメモリカード等の記録媒体に格納されて提供される。このプログラムは、Ｉ／Ｏコントローラ１０７０を介して、記録媒体から読み出され、又は通信Ｉ／Ｆ１０４０を介してダウンロードされることによって、最適値探索装置１０にインストールされ実行されてもよい。
【００３６】
前述のプログラムは、専用通信回線に接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又は光ディスクライブラリ等の記憶装置を記録媒体として使用し、通信回線を介して最適値探索装置１０に提供されるとしてもよい。
【００３７】
ここで、表示装置１０２２は、最適値探索装置１０による演算処理結果の画面を表示したりするものであり、ブラウン管表示装置（ＣＲＴ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）等のディスプレイ装置を含む。
【００３８】
また、通信Ｉ／Ｆ１０４０は、最適値探索装置１０を専用ネットワークを介して端末（例えば、ＥＣＵ制御部等）と接続できるようにするためのネットワーク・アダプタである。通信Ｉ／Ｆ１０４０は、モデム、ケーブル・モデム及びイーサネット（登録商標）・アダプタを含んでよい。
【００３９】
図４は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の最適値探索用テーブルを示す図である。最適値探索用テーブルは、ＥＣＵ制御項目と、設定項目と、測定項目と、初期値と、制限値と、制限値測定時間と、目標値と、段階的測定時間と、スイープ用測定時間と、変化方向とを記憶している。ＥＣＵ制御項目及び設定項目は、最適値探索のためのＥＣＵ制御項目及び設定項目であり、例えば、排気温度制御及びトルク等である。測定項目は、制御項目について測定する項目であり、例えば、排気温度等である。初期値は、設定項目の初期値である。制限値は、測定項目が超えてはならない限界の値であり、例えば、排気温度の制限値等である。制限値測定時間は、設定項目が限界値を保ちながら測定する時間であり、例えば、設定項目の予測した限界値で測定値が監視値を超えないことを監視する時間である。目標値は、目標とする測定値であり、この測定値の場合に設定項目の値を最適値と判断することができる。段階的測定時間は、段階的に測定する場合の段階毎の測定時間である。スイープ用測定時間は、スイープ測定をする時の測定時間である。変化方向は、設定項目を変化させる方向の種類数であり、例えば、４方向（設定項目Ａ増大及び設定項目Ｂ増大、設定項目Ａ増大及び設定項目Ｂ減少、設定項目Ａ減少及び設定項目Ｂ増大、設定項目Ａ減少及び設定項目Ｂ減少）等である。
【００４０】
図５は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の限界値記憶用テーブルを示す図である。限界値記憶用テーブルは、方向と、限界値と、予測と、探査結果とを記憶している。方向は、設定項目の変化する方向であり、例えば、増大方向又は減少方向等である。限界値は、求めた二次曲線と直線とから算出した限界値である。予測は、限界値として予測した場合に設定される。探査結果は、制限値を超えない場合に設定される。
【００４１】
図６は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の処理内容を示すフローチャートである。なお、本処理は、例えば、プログラム開始指令を受け付けて開始し、プログラム終了指令又は終了条件により終了する。
【００４２】
ステップＳ１０１において、ＣＰＵ１０１０は、限界範囲処理をする。この限界範囲処理により、設定項目の最適値を探索するための範囲を取得する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ１０２に移す。
【００４３】
ステップＳ１０２において、ＣＰＵ１０１０は、範囲内で段階的に測定をする。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、取得した範囲内で、設定項目の値を変化させ、変化させた設定項目の値の下で最適値探索用テーブルの段階的測定時間に基づいて測定をする。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ１０３に移す。
【００４４】
ステップＳ１０３において、ＣＰＵ１０１０は、最適値か否かを判断する。すなわち、ＣＰＵ１０１０は、測定値が最適値探索用テーブルの目標値の範囲内か否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合は、処理をステップＳ１０４に移し、ＮＯの場合は処理をステップＳ１０２に移す。
【００４５】
ステップＳ１０４において、ＣＰＵ１０１０は、最適値を記憶する。すなわち、この場合の設定項目の値を最適値として記憶する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理を終了する。
【００４６】
図７は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の限界範囲処理の内容を示すフローチャートである。
【００４７】
ステップＳ２０１において、ＣＰＵ１０１０は、中心点を測定する。すなわち、実験計画法に基づいて予め設定された最適値探索用テーブルの初期値を用いて測定する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ２０２に移す。
【００４８】
ステップＳ２０２において、ＣＰＵ１０１０は、スイープ測定をする。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、設定項目の値を、最適値探索用テーブルのスイープ用測定時間に基づいて変化させ、変化させた時の測定項目を測定し、記憶する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ２０３に移す。
【００４９】
ステップＳ２０３において、ＣＰＵ１０１０は、限界値予測処理をする。限界値予測処理は、設定項目の変化毎に限界値を算出し、限界値記憶用テーブルに記憶している。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ２０４に移す。
【００５０】
ステップＳ２０４において、ＣＰＵ１０１０は、設定項目の値が、予測した限界値を超えたか否かを判断する。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、設定項目の値と、限界値記憶用テーブルに記憶した限界値とを比較し、設定項目の値が、記憶した限界値のいずれかを超えたか否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合は、処理をステップＳ２０５に移し、ＮＯの場合は処理をステップＳ２０２に移す。
【００５１】
ステップＳ２０５において、ＣＰＵ１０１０は、最適値探索用テーブルの制限値測定時間に基づいて、限界値の下で測定し、測定値が制限値内であることを監視する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ２０６に移す。
【００５２】
ステップＳ２０６において、ＣＰＵ１０１０は、限界値として記憶する。すなわち、限界値記憶用テーブルに記憶した限界値を探査結果として記憶する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ２０７に移す。
【００５３】
ステップＳ２０７において、ＣＰＵ１０１０は、全ての方向について限界値を求めたか否かを判断する。すなわち、最適値探索用テーブルの変化方向に基づいて、設定項目の変化の方向を全て測定したか否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合は、処理を終了し、本処理に移るステップの次のステップにリターンする。この判断がＮＯの場合は処理をステップＳ２０１に移す。
【００５４】
図８は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の限界値予測処理の内容を示すフローチャートである。
【００５５】
ステップＳ３０１において、ＣＰＵ１０１０は、二次曲線を求める。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、測定毎に記憶した設定項目の値と、スイープ測定しながら測定した測定値とに基づいて、測定値を近似する二次曲線を求める。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ３０２に移す。
【００５６】
ステップＳ３０２において、ＣＰＵ１０１０は、傾きを求める。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、求めた二次曲線上における今回の値と、前回の値とに基づいて傾きを求める。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ３０３に移す。
【００５７】
ステップＳ３０３において、ＣＰＵ１０１０は、直線を求める。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、求めた傾きと、設定項目の初期値における測定値を切片とする直線を求める。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ３０４に移す。
【００５８】
ステップＳ３０４において、ＣＰＵ１０１０は、制限値との交点を求める。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、設定項目の値と測定値との関係を表す、求めた直線により、測定値が制限値となる時の設定項目の値を求める。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ３０５に移す。
【００５９】
ステップＳ３０５において、ＣＰＵ１０１０は、前回より傾きが大か否かを判断する。すなわち、ＣＰＵ１０１０は、今回求めた傾きと、前回求めた傾きとを比較し、今回求めた傾きが前回求めた傾きより大か否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合は、処理をステップＳ３０６に移し、ＮＯの場合は処理を終了し、本処理に移るステップの次のステップにリターンする。
【００６０】
ステップＳ３０６において、ＣＰＵ１０１０は、限界値として予測する。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、限界値記憶用テーブルに記憶した限界値を予測した限界値と設定する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理を終了し、本処理に移るステップの次のステップにリターンする。
【００６１】
図９は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０が限界値を予測していることを示す図である。図９の例は、トルクを変化させながら排気温度を測定し、その経過を横軸が時間（秒）、縦軸が排気温度又はモーメントとした場合のグラフを示す例である。
【００６２】
図９において、トルクの変化を示す実測トルク１０１は、初期値から増大し、排気温度の変化を示す実測排気温度１０２は、トルク値の増大と共に増大している。実測排気温度を近似した二次曲線１１１に基づいて求めた傾きと、初期値を切片とする直線が、制限値のライン１３１と交差する交点１２１、１２２とが示されている。そして、図９は、傾きが最大の直線１１２と制限値のライン１３１との交点１２２を超えた時点で、トルクの変化を停止していること、その後も実測排気温度が増大していることを示している。
【００６３】
図１０は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０が限界値を求める場合の内容を示す図である。
【００６４】
図１０（１）は、最適値探索装置１０が限界値を求める場合に、設定項目を変化させる方向を示している。例えば、設定項目がコモンレール圧及びインジェクションである場合に、実験計画法に基づいた中心の値から８方向に、予測した限界値まで設定項目の値を変化させて限界値を求めていることを示している。求めた限界値までが、設定項目の最適値を探索する範囲である。例えば８方向は、コモンレール圧のみを増大させる方向２０１と、コモンレール圧を増大及びインジェクションを増大する方向２０２と、インジェクションのみを増大する方向２０３と、コモンレール圧を減少及びインジェクションを増大する方向２０４、コモンレール圧のみを減少する方向２０５、コモンレール圧を減少及びインジェクションを減少する方向２０６、インジェクションのみを減少する方向２０７、コモンレール圧を増大及びインジェクションを減少する方向２０８と、である。
【００６５】
図１０（２）は、最適値探索装置１０が限界値を求める場合に、設定項目を変化させる過程を示している。最適値探索装置１０は、実験計画法に基づいた中心の値で初期測定をする中心点から測定を始め、予測した限界値まで設定項目を変化させ（ライン２１０）、限界値で設定項目の変化を停止して測定値が制限値を超えないことを監視し（ライン２１１）、その後、設定項目の値を中心点の値へ戻している（ライン２１２）ことを示している。
【００６６】
図１１は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０が限界値を予測していることを示す別の図である。図１１の例は、コモンレール圧と、インジェクションとを変化させながらＮＯｘを測定し、コモンレール圧及びインジェクションの限界値を予測していることを示す例である。
【００６７】
図１１（１）において、中心点を示すライン３１１から設定項目の変化を開始していることを示している。なお、図１１（１）において、斜線部分は、この開始後に測定をした部分であることを表している。図１１（２）は、コモンレール圧を示すライン３０１と、インジェクションを示すライン３０２とが増大する変化に応じて、ＮＯｘを示すライン３０３が増大する変化をしていることを示している。そして、予測した限界点を示すライン３１２において、コモンレール圧の変化と、インジェクションの変化とを停止していることを示している。なお、図１１（２）において、斜線部分は、この停止後に測定をした部分であることを表している。図１１（３）は、コモンレール圧の変化と、インジェクションの変化とを停止した後に、最適値探索用テーブルの制限値測定時間（ライン３１３）までＮＯｘの測定値が制限値を超えないことを監視していることを示している。なお、図１１（３）において、斜線部分は、この制限値測定時間以降に測定をした部分であることを表している。
【００６８】
図１２は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０が探査した限界値を示している図である。図１２の例は、コモンレール圧と、インジェクションとを変化させながら測定したＮＯｘの測定値を、等高線として表している。
【００６９】
図１２（１）は、コモンレール圧及びインジェクションに対するＮＯｘの等高線を示す２次元図である。最適値探索装置１０が予測し、探査した限界点４０１〜４０８が示されている。図１２（２）は、コモンレール圧及びインジェクションに対するＮＯｘの等高線を示す図１２（１）の３次元図である。最適値探索装置１０が予測し、探査した限界点４０１〜４０８が示されている。
【００７０】
本実施例によれば、最適値探索装置１０は、設定項目の初期値において、ＥＣＵ制御を行った場合の測定項目を測定し、引き続き設定項目をスイープしながら測定項目の測定を行い、初期における測定及びスイープしながらの測定における一連の測定値の変化にフィットする二次曲線を求め、求めた二次曲線の傾きの最大値を傾きとし初期値における測定値を切片とする直線と、ＥＣＵ制御の測定項目の所定の制限値と、の交点を求め、求めた交点を限界値と予測する。
【００７１】
そして、最適値探索装置１０は、予測した限界値において、所定の時間まで測定を行い、所定の制限値を超えないことを監視することによって予測した限界値を限界値とし、スイープの異なる方向について、初期測定ステップから限界値とするステップを繰り返し、繰り返すことにより求めた複数の限界値によって範囲を求め、求めた範囲内で更に設定項目を変化させながら測定項目の測定を行い、設定項目の最適値を求める。
【００７２】
更に、ＥＣＵ制御するための設定項目を組合せ、組合せた設定項目について限界値を求め、求めた限界値の範囲内で最適値を求める。したがって、最適値探索装置１０は、ＥＣＵ制御項目の中で、遅れ要素を持った制御項目の設定項目について最適値を迅速に求めることができる。
【００７３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施例に記載されたものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の特徴を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の機能を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の最適値探索用テーブルを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の限界値記憶用テーブルを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の処理内容を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の限界範囲処理の内容を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の限界値予測処理の内容を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０が限界値を予測していることを示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０が限界値を求める場合の内容を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０が限界値を予測していることを示す別の図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０が探査した限界値を示している図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０ 最適値探索装置
１１ 初期測定部
１２ スイープ測定部
１３ 二次曲線算出部
１４ 予測部
１５ 限界点探査部
１６ 範囲決定部
１７ 最適値探索部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、最適値を探索する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンの運転等において、電気的な制御を総合的に行うＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）制御が知られている。ＥＣＵ制御は、各センサからの情報を基に、エンジンの噴射量や噴射時間、アイドリングの回転数、点火タイミング等の制御項目を制御する。このようなＥＣＵ制御は、制御項目毎に設けられている設定項目の値を最適化することにより、エンジンを効率よく制御する。
【０００３】
エンジンの効率化を実現する方法として、例えば特許文献１が知られている。特許文献１には、高速且つ容易に燃料噴射率の最適化を実現することを目的として、フィードフォワード方式のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置について記載されている。すなわち、特許文献１に記載された発明は、噴射期間内に逃がし弁の開閉の試行を繰り返すことにより実測値が燃料噴射パターンに近づくよう逃がし弁の開閉タイミングを最適化しながら、ニューラルネットを用いて学習により未計測値を推定する演算装置を備えている。そして、学習機能により、圧力センサの実測値が目標とする燃料噴射パターンに近づくように、噴射期間内に逃がし弁の開閉若しくは弁開度タイミングの試行を繰り返すことにより得られた学習データにより、設計時若しくは試験時等に予め定めた弁操作タイミングを補正しながら、噴射率の最適化を実現する事を特徴とする。
【特許文献１】特開２００１−３０４０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような方法は、燃料噴射のように非常に短期間に行われる場合には有効であるが、遅れ要素を持ったもの（例えば、温度や圧力等）の最適化には、遅れ要素についての学習が困難なので、有効とはいえない。このような遅れ要素を持ったものは、設定項目の値を変化させた後に、ＥＣＵ制御の結果をしばらく監視するという、段階毎の測定をする必要がある。そして、段階毎の測定では、段階毎に温度等を監視する必要があるので、制御項目の制限値に到達するまでに膨大な時間がかかる。例えば、制限値までを５％精度で監視するためには２０段階が必要となり、段階毎の遅れ時間を３０秒とすると、６００秒（３０秒×２０段階）の時間が必要となる。そして、遅れ要素を持った制御項目の設定項目について最適値を求めるためには、設定項目を組合せた段階毎の測定が必要となり、更に時間が必要になる。
【０００５】
そこで、ＥＣＵ制御項目の中で、遅れ要素を持った制御項目の設定項目について最適値を迅速に求める方法が求められている。
【０００６】
本発明は、ＥＣＵ制御項目の中で、遅れ要素を持った制御項目の設定項目について最適値を迅速に求める方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、以下のような解決手段を提供する。
【０００８】
（１） コンピュータが、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を所定の初期値からスイープしつつ限界値までの間で探索する方法であって、前記設定項目の初期値において、前記ＥＣＵ制御を行った場合の測定項目を測定する初期測定ステップと、引き続き前記設定項目をスイープしながら前記測定項目の測定を行うスイープ測定ステップと、前記初期測定ステップ及び前記スイープ測定ステップにおける一連の測定値の変化にフィットする二次曲線を求めるステップと、前記求めた二次曲線の傾きの最大値を傾きとし前記初期測定ステップの測定値を切片とする直線と、前記ＥＣＵ制御の測定項目の所定の制限値と、の交点を求め、前記求めた交点を前記限界値と予測するステップと、を含む方法。
【０００９】
（１）の構成によれば、本発明に係る方法は、コンピュータが、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を所定の初期値からスイープしつつ限界値までの間で探索する方法であって、設定項目の初期値において、ＥＣＵ制御を行った場合の測定項目を測定し、引き続き設定項目をスイープしながら測定項目の測定を行い、一連の測定値の変化にフィットする二次曲線を求め、求めた二次曲線の傾きの最大値を傾きとし初期測定ステップの測定値を切片とする直線と、ＥＣＵ制御の測定項目の所定の制限値と、の交点を求め、求めた交点を限界値と予測する。
【００１０】
よって、本発明に係る方法によれば、コンピュータが、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を、所定の初期値からスイープしつつ予測した限界値までの間で探索する。したがって、本発明に係る方法は、ＥＣＵ制御項目の中で、遅れ要素を持った制御項目の設定項目について最適値を迅速に求めることができる。
【００１１】
（２） 前記予測した限界値において、所定の時間まで測定を行い、前記所定の制限値を超えないことを監視することによって前記予測した限界値を限界値とするステップと、前記スイープの異なる方向について、前記初期測定ステップから前記限界値とするステップを繰り返し、繰り返すことにより求めた複数の前記限界値によって範囲を求めるステップと、前記求めた範囲内で更に前記設定項目を変化させながら前記測定項目の測定を行い、前記設定項目の最適値を求めるステップと、を更に含む（１）に記載の方法。
【００１２】
（２）の構成によれば、本発明に係る方法は、（１）に加えて、予測した限界値において、所定の時間まで測定を行い、所定の制限値を超えないことを監視することによって予測した限界値を限界値とし、スイープの異なる方向について、初期測定ステップから限界値とするステップを繰り返し、繰り返すことにより求めた複数の限界値によって範囲を求め、求めた範囲内で更に設定項目を変化させながら測定項目の測定を行い、設定項目の最適値を求める。
【００１３】
よって、本発明に係る方法によれば、コンピュータが、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を、予測した限界値を限界値とし、求めた限界値の範囲内で最適値を探索する。したがって、本発明に係る方法は、ＥＣＵ制御項目の中で、遅れ要素を持った制御項目の設定項目について最適値を迅速に求めることができる。
【００１４】
（３） 前記方法は、前記ＥＣＵ制御するための設定項目を組合せ、組合せた設定項目について前記限界値を求め、求めた前記限界値の範囲内で最適値を求める（１）又は（２）に記載の方法。
【００１５】
（３）の構成によれば、本発明に係る方法は、（１）又は（２）に加えて、ＥＣＵ制御するための設定項目を組合せ、組合せた設定項目について限界値を求め、求めた限界値の範囲内で最適値を求める。
【００１６】
よって、本発明に係る方法によれば、コンピュータが、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を、設定項目を組合せて予測した限界値を限界値とし、求めた限界値の範囲内で最適値を探索する。したがって、本発明に係る方法は、ＥＣＵ制御項目の中で、遅れ要素を持った制御項目の設定項目について最適値を迅速に求めることができる。
【００１７】
（４） コンピュータが、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を、所定の初期値からスイープしつつ限界値までの間で探索する最適値探索装置であって、前記設定項目の初期値において、前記ＥＣＵ制御を行った場合の測定項目を測定する初期測定手段と、引き続き前記設定項目をスイープしながら前記測定項目の測定を行うスイープ測定手段と、前記初期測定手段及び前記スイープ測定手段における一連の測定値の変化にフィットする二次曲線を求める二次曲線算出手段と、前記求めた二次曲線の傾きの最大値を傾きとし前記初期測定手段の測定値を切片とする直線と、前記ＥＣＵ制御の測定項目の所定の制限値と、の交点を求め、前記求めた交点を前記限界値と予測する予測手段と、を備えることを特徴とする最適値探索装置。
【００１８】
よって、本発明に係る最適値探索装置によれば、コンピュータが、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を、所定の初期値からスイープしつつ予測した限界値までの間で探索する。したがって、本発明に係る最適値探索装置は、ＥＣＵ制御項目の中で、遅れ要素を持った制御項目の設定項目について最適値を迅速に求めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ＥＣＵ制御項目の中で、遅れ要素を持った制御項目の設定項目について最適値を迅速に求める方法及び装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本発明の特徴を示す図である。本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０は、本発明に係る方法を実施するために、初期測定ステップを実行する初期測定部１１と、スイープ測定ステップを実行するスイープ測定部１２と、二次曲線算出ステップを実行する二次曲線算出部１３と、予測ステップを実行する予測部１４と、を備えている。そして、最適値探索装置１０は、ＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を所定の初期値からスイープしつつ限界値までの間で探索する。例えば、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目のうちの一つであるトルクと、ＥＣＵ制御を行った場合の測定項目である排気温度とを例として示す。設定項目であるトルクを変えると測定項目である排気温度は、トルクの変化に遅れて変化する。
【００２２】
初期測定部１１は、設定項目の初期値において、ＥＣＵ制御を行った場合の測定項目を測定する。例えば、初期測定部１１は、トルクの初期値における排気温度の初期値を測定する。初期値は、例えば、実験計画法に基づいてトルクが取り得る可能な値の中で中心の値を初期値とする。トルクがこの初期値の下では、ＥＣＵ制御をしても排気温度は超えてはならない制限値を超えない。
【００２３】
スイープ測定部１２は、初期値から引き続き設定項目をスイープしながら測定項目の測定を行う。例えば、スイープ測定部１２は、トルクを連続的に変化させながら排気温度を測定する。
【００２４】
二次曲線算出部１３は、初期測定部１１及びスイープ測定部１２が測定した一連の測定値の変化にフィットする二次曲線を求める。例えば、二次曲線算出部１３は、トルクを連続的に変化させた場合に、変化する排気温度の測定値に基づいて、測定値を近似する二次曲線を求める。
【００２５】
予測部１４は、求めた二次曲線の傾きの最大値を傾きとし初期測定ステップの測定値を切片とする直線と、ＥＣＵ制御の測定項目の所定の制限値と、の交点を求め、求めた交点を限界値と予測する。例えば、予測部１４は、排気温度の測定値を近似する二次曲線を求め、求めた二次曲線上の今回の排気温度の測定値と、直前の排気温度の測定値とに基づいて、直線の傾きを求め、求めた傾きと、排気温度の初期値を切片とする直線を求める。そして、求めた直線と、排気温度の制限値との交点を算出し、算出した交点に対応するトルクの値を求める。このように、スイープしながら測定する毎に求めた直線の中で傾きが最大の場合に算出したトルクの値を限界値として予測する。すなわち、予測部１４は、スイープしながら測定する毎に算出したトルクの値を記憶し、変化させているトルクの値が、この記憶したトルクの値のいずれか（例えば、トルクを増大させる方向に変化させている場合は求めた直線の傾きが最大のときに算出する最小値）を超えると、予測した限界値を超えたと判断する。
【００２６】
最適値探索装置１０は、ＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を、所定の初期値からスイープしつつ予測した限界値までの間で探索する。
【００２７】
図２は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の機能を示す機能ブロック図である。本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０は、図１の特徴に加え、探査するステップを実行する限界点探査部１５と、範囲を求めるステップを実行する範囲決定部１６と、最適値を求めるステップを実行する最適値探索部１７とを更に備えている。
【００２８】
限界点探査部１５は、予測した限界値において、所定の時間まで測定を行い、所定の制限値を超えないことを監視することによって予測した限界値を限界値とする。例えば、限界点探査部１５は、変化させているトルクの値が予測した限界値を超えた場合に、トルクの変化を停止し、その後、トルクの変化を停止したままで、所定の時間、排気温度を監視し、排気温度の制限値を超えないことを監視し、このトルクの値を限界点の値、すなわち探査した限界値とする。
【００２９】
範囲決定部１６は、スイープの異なる方向について、初期測定ステップから限界値とするステップを繰り返し、繰り返すことにより求めた複数の限界値によって範囲を求める。例えば、２つの設定項目ＡとＢとがある場合に、範囲決定部１６は、設定項目Ａを増加する場合及び減少する場合と、設定項目Ｂを増加する場合及び減少する場合との組合せ（例えば、Ａ及びＢを増加する場合等）による異なる方向について、初期測定することから限界値とすることまでを繰り返し、複数の限界値を求め、最適値を探索するための範囲を求める。
【００３０】
最適値探索部１７は、求めた範囲内で更に設定項目を変化させながら測定項目の測定を行い、設定項目の最適値を求める。例えば、最適値探索部１７は、求めた増大方向の限界値及び減少方向の限界値の範囲内で、設定項目について段階的に変化させながら測定項目を測定し、測定項目に対する設定項目の最適値を求める。
【００３１】
図３は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０のハードウェア構成の一例を示す図である。最適値探索装置１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１０、バスライン１００５、通信Ｉ／Ｆ１０４０、メインメモリ１０５０、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）１０６０、Ｉ／Ｏコントローラ１０７０、キーボード及びマウス１１００、並びに表示装置１０２２を備える。
【００３２】
Ｉ／Ｏコントローラ１０７０には、ハードディスク１０７４、半導体メモリ１０７８、等の記憶手段を接続することができる。
【００３３】
ＢＩＯＳ１０６０は、最適値探索装置１０の起動時にＣＰＵ１０１０が実行するブートプログラムや、最適値探索装置１０のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。
【００３４】
ハードディスク１０７４は、最適値探索装置１０が本発明の機能を実行するためのプログラムを記憶しており、更に、最適値探索用テーブル、限界値記憶用テーブル等の各種データベースを構成可能である。
【００３５】
最適値探索装置１０に提供されるプログラムは、ハードディスク１０７４、又はメモリカード等の記録媒体に格納されて提供される。このプログラムは、Ｉ／Ｏコントローラ１０７０を介して、記録媒体から読み出され、又は通信Ｉ／Ｆ１０４０を介してダウンロードされることによって、最適値探索装置１０にインストールされ実行されてもよい。
【００３６】
前述のプログラムは、専用通信回線に接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又は光ディスクライブラリ等の記憶装置を記録媒体として使用し、通信回線を介して最適値探索装置１０に提供されるとしてもよい。
【００３７】
ここで、表示装置１０２２は、最適値探索装置１０による演算処理結果の画面を表示したりするものであり、ブラウン管表示装置（ＣＲＴ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）等のディスプレイ装置を含む。
【００３８】
また、通信Ｉ／Ｆ１０４０は、最適値探索装置１０を専用ネットワークを介して端末（例えば、ＥＣＵ制御部等）と接続できるようにするためのネットワーク・アダプタである。通信Ｉ／Ｆ１０４０は、モデム、ケーブル・モデム及びイーサネット（登録商標）・アダプタを含んでよい。
【００３９】
図４は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の最適値探索用テーブルを示す図である。最適値探索用テーブルは、ＥＣＵ制御項目と、設定項目と、測定項目と、初期値と、制限値と、制限値測定時間と、目標値と、段階的測定時間と、スイープ用測定時間と、変化方向とを記憶している。ＥＣＵ制御項目及び設定項目は、最適値探索のためのＥＣＵ制御項目及び設定項目であり、例えば、排気温度制御及びトルク等である。測定項目は、制御項目について測定する項目であり、例えば、排気温度等である。初期値は、設定項目の初期値である。制限値は、測定項目が超えてはならない限界の値であり、例えば、排気温度の制限値等である。制限値測定時間は、設定項目が限界値を保ちながら測定する時間であり、例えば、設定項目の予測した限界値で測定値が監視値を超えないことを監視する時間である。目標値は、目標とする測定値であり、この測定値の場合に設定項目の値を最適値と判断することができる。段階的測定時間は、段階的に測定する場合の段階毎の測定時間である。スイープ用測定時間は、スイープ測定をする時の測定時間である。変化方向は、設定項目を変化させる方向の種類数であり、例えば、４方向（設定項目Ａ増大及び設定項目Ｂ増大、設定項目Ａ増大及び設定項目Ｂ減少、設定項目Ａ減少及び設定項目Ｂ増大、設定項目Ａ減少及び設定項目Ｂ減少）等である。
【００４０】
図５は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の限界値記憶用テーブルを示す図である。限界値記憶用テーブルは、方向と、限界値と、予測と、探査結果とを記憶している。方向は、設定項目の変化する方向であり、例えば、増大方向又は減少方向等である。限界値は、求めた二次曲線と直線とから算出した限界値である。予測は、限界値として予測した場合に設定される。探査結果は、制限値を超えない場合に設定される。
【００４１】
図６は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の処理内容を示すフローチャートである。なお、本処理は、例えば、プログラム開始指令を受け付けて開始し、プログラム終了指令又は終了条件により終了する。
【００４２】
ステップＳ１０１において、ＣＰＵ１０１０は、限界範囲処理をする。この限界範囲処理により、設定項目の最適値を探索するための範囲を取得する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ１０２に移す。
【００４３】
ステップＳ１０２において、ＣＰＵ１０１０は、範囲内で段階的に測定をする。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、取得した範囲内で、設定項目の値を変化させ、変化させた設定項目の値の下で最適値探索用テーブルの段階的測定時間に基づいて測定をする。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ１０３に移す。
【００４４】
ステップＳ１０３において、ＣＰＵ１０１０は、最適値か否かを判断する。すなわち、ＣＰＵ１０１０は、測定値が最適値探索用テーブルの目標値の範囲内か否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合は、処理をステップＳ１０４に移し、ＮＯの場合は処理をステップＳ１０２に移す。
【００４５】
ステップＳ１０４において、ＣＰＵ１０１０は、最適値を記憶する。すなわち、この場合の設定項目の値を最適値として記憶する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理を終了する。
【００４６】
図７は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の限界範囲処理の内容を示すフローチャートである。
【００４７】
ステップＳ２０１において、ＣＰＵ１０１０は、中心点を測定する。すなわち、実験計画法に基づいて予め設定された最適値探索用テーブルの初期値を用いて測定する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ２０２に移す。
【００４８】
ステップＳ２０２において、ＣＰＵ１０１０は、スイープ測定をする。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、設定項目の値を、最適値探索用テーブルのスイープ用測定時間に基づいて変化させ、変化させた時の測定項目を測定し、記憶する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ２０３に移す。
【００４９】
ステップＳ２０３において、ＣＰＵ１０１０は、限界値予測処理をする。限界値予測処理は、設定項目の変化毎に限界値を算出し、限界値記憶用テーブルに記憶している。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ２０４に移す。
【００５０】
ステップＳ２０４において、ＣＰＵ１０１０は、設定項目の値が、予測した限界値を超えたか否かを判断する。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、設定項目の値と、限界値記憶用テーブルに記憶した限界値とを比較し、設定項目の値が、記憶した限界値のいずれかを超えたか否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合は、処理をステップＳ２０５に移し、ＮＯの場合は処理をステップＳ２０２に移す。
【００５１】
ステップＳ２０５において、ＣＰＵ１０１０は、最適値探索用テーブルの制限値測定時間に基づいて、限界値の下で測定し、測定値が制限値内であることを監視する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ２０６に移す。
【００５２】
ステップＳ２０６において、ＣＰＵ１０１０は、限界値として記憶する。すなわち、限界値記憶用テーブルに記憶した限界値を探査結果として記憶する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ２０７に移す。
【００５３】
ステップＳ２０７において、ＣＰＵ１０１０は、全ての方向について限界値を求めたか否かを判断する。すなわち、最適値探索用テーブルの変化方向に基づいて、設定項目の変化の方向を全て測定したか否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合は、処理を終了し、本処理に移るステップの次のステップにリターンする。この判断がＮＯの場合は処理をステップＳ２０１に移す。
【００５４】
図８は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の限界値予測処理の内容を示すフローチャートである。
【００５５】
ステップＳ３０１において、ＣＰＵ１０１０は、二次曲線を求める。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、測定毎に記憶した設定項目の値と、スイープ測定しながら測定した測定値とに基づいて、測定値を近似する二次曲線を求める。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ３０２に移す。
【００５６】
ステップＳ３０２において、ＣＰＵ１０１０は、傾きを求める。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、求めた二次曲線上における今回の値と、前回の値とに基づいて傾きを求める。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ３０３に移す。
【００５７】
ステップＳ３０３において、ＣＰＵ１０１０は、直線を求める。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、求めた傾きと、設定項目の初期値における測定値を切片とする直線を求める。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ３０４に移す。
【００５８】
ステップＳ３０４において、ＣＰＵ１０１０は、制限値との交点を求める。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、設定項目の値と測定値との関係を表す、求めた直線により、測定値が制限値となる時の設定項目の値を求める。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ３０５に移す。
【００５９】
ステップＳ３０５において、ＣＰＵ１０１０は、前回より傾きが大か否かを判断する。すなわち、ＣＰＵ１０１０は、今回求めた傾きと、前回求めた傾きとを比較し、今回求めた傾きが前回求めた傾きより大か否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合は、処理をステップＳ３０６に移し、ＮＯの場合は処理を終了し、本処理に移るステップの次のステップにリターンする。
【００６０】
ステップＳ３０６において、ＣＰＵ１０１０は、限界値として予測する。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、限界値記憶用テーブルに記憶した限界値を予測した限界値と設定する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理を終了し、本処理に移るステップの次のステップにリターンする。
【００６１】
図９は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０が限界値を予測していることを示す図である。図９の例は、トルクを変化させながら排気温度を測定し、その経過を横軸が時間（秒）、縦軸が排気温度又はモーメントとした場合のグラフを示す例である。
【００６２】
図９において、トルクの変化を示す実測トルク１０１は、初期値から増大し、排気温度の変化を示す実測排気温度１０２は、トルク値の増大と共に増大している。実測排気温度を近似した二次曲線１１１に基づいて求めた傾きと、初期値を切片とする直線が、制限値のライン１３１と交差する交点１２１、１２２とが示されている。そして、図９は、傾きが最大の直線１１２と制限値のライン１３１との交点１２２を超えた時点で、トルクの変化を停止していること、その後も実測排気温度が増大していることを示している。
【００６３】
図１０は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０が限界値を求める場合の内容を示す図である。
【００６４】
図１０（１）は、最適値探索装置１０が限界値を求める場合に、設定項目を変化させる方向を示している。例えば、設定項目がコモンレール圧及びインジェクションである場合に、実験計画法に基づいた中心の値から８方向に、予測した限界値まで設定項目の値を変化させて限界値を求めていることを示している。求めた限界値までが、設定項目の最適値を探索する範囲である。例えば８方向は、コモンレール圧のみを増大させる方向２０１と、コモンレール圧を増大及びインジェクションを増大する方向２０２と、インジェクションのみを増大する方向２０３と、コモンレール圧を減少及びインジェクションを増大する方向２０４、コモンレール圧のみを減少する方向２０５、コモンレール圧を減少及びインジェクションを減少する方向２０６、インジェクションのみを減少する方向２０７、コモンレール圧を増大及びインジェクションを減少する方向２０８と、である。
【００６５】
図１０（２）は、最適値探索装置１０が限界値を求める場合に、設定項目を変化させる過程を示している。最適値探索装置１０は、実験計画法に基づいた中心の値で初期測定をする中心点から測定を始め、予測した限界値まで設定項目を変化させ（ライン２１０）、限界値で設定項目の変化を停止して測定値が制限値を超えないことを監視し（ライン２１１）、その後、設定項目の値を中心点の値へ戻している（ライン２１２）ことを示している。
【００６６】
図１１は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０が限界値を予測していることを示す別の図である。図１１の例は、コモンレール圧と、インジェクションとを変化させながらＮＯｘを測定し、コモンレール圧及びインジェクションの限界値を予測していることを示す例である。
【００６７】
図１１（１）において、中心点を示すライン３１１から設定項目の変化を開始していることを示している。なお、図１１（１）において、斜線部分は、この開始後に測定をした部分であることを表している。図１１（２）は、コモンレール圧を示すライン３０１と、インジェクションを示すライン３０２とが増大する変化に応じて、ＮＯｘを示すライン３０３が増大する変化をしていることを示している。そして、予測した限界点を示すライン３１２において、コモンレール圧の変化と、インジェクションの変化とを停止していることを示している。なお、図１１（２）において、斜線部分は、この停止後に測定をした部分であることを表している。図１１（３）は、コモンレール圧の変化と、インジェクションの変化とを停止した後に、最適値探索用テーブルの制限値測定時間（ライン３１３）までＮＯｘの測定値が制限値を超えないことを監視していることを示している。なお、図１１（３）において、斜線部分は、この制限値測定時間以降に測定をした部分であることを表している。
【００６８】
図１２は、本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０が探査した限界値を示している図である。図１２の例は、コモンレール圧と、インジェクションとを変化させながら測定したＮＯｘの測定値を、等高線として表している。
【００６９】
図１２（１）は、コモンレール圧及びインジェクションに対するＮＯｘの等高線を示す２次元図である。最適値探索装置１０が予測し、探査した限界点４０１〜４０８が示されている。図１２（２）は、コモンレール圧及びインジェクションに対するＮＯｘの等高線を示す図１２（１）の３次元図である。最適値探索装置１０が予測し、探査した限界点４０１〜４０８が示されている。
【００７０】
本実施例によれば、最適値探索装置１０は、設定項目の初期値において、ＥＣＵ制御を行った場合の測定項目を測定し、引き続き設定項目をスイープしながら測定項目の測定を行い、初期における測定及びスイープしながらの測定における一連の測定値の変化にフィットする二次曲線を求め、求めた二次曲線の傾きの最大値を傾きとし初期値における測定値を切片とする直線と、ＥＣＵ制御の測定項目の所定の制限値と、の交点を求め、求めた交点を限界値と予測する。
【００７１】
そして、最適値探索装置１０は、予測した限界値において、所定の時間まで測定を行い、所定の制限値を超えないことを監視することによって予測した限界値を限界値とし、スイープの異なる方向について、初期測定ステップから限界値とするステップを繰り返し、繰り返すことにより求めた複数の限界値によって範囲を求め、求めた範囲内で更に設定項目を変化させながら測定項目の測定を行い、設定項目の最適値を求める。
【００７２】
更に、ＥＣＵ制御するための設定項目を組合せ、組合せた設定項目について限界値を求め、求めた限界値の範囲内で最適値を求める。したがって、最適値探索装置１０は、ＥＣＵ制御項目の中で、遅れ要素を持った制御項目の設定項目について最適値を迅速に求めることができる。
【００７３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施例に記載されたものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の特徴を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の機能を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の最適値探索用テーブルを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の限界値記憶用テーブルを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の処理内容を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の限界範囲処理の内容を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０の限界値予測処理の内容を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０が限界値を予測していることを示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０が限界値を求める場合の内容を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０が限界値を予測していることを示す別の図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る最適値探索装置１０が探査した限界値を示している図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０ 最適値探索装置
１１ 初期測定部
１２ スイープ測定部
１３ 二次曲線算出部
１４ 予測部
１５ 限界点探査部
１６ 範囲決定部
１７ 最適値探索部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータが、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を、所定の初期値からスイープしつつ限界値までの間で探索する方法であって、
前記設定項目の初期値において、前記ＥＣＵ制御を行った場合の測定項目を測定する初期測定ステップと、
引き続き前記設定項目をスイープしながら前記測定項目の測定を行うスイープ測定ステップと、
前記初期測定ステップ及び前記スイープ測定ステップにおける一連の測定値の変化にフィットする二次曲線を求めるステップと、
前記求めた二次曲線の傾きの最大値を傾きとし前記初期測定ステップの測定値を切片とする直線と、前記ＥＣＵ制御の測定項目の所定の制限値と、の交点を求め、前記求めた交点を前記限界値と予測するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記予測した限界値において、所定の時間まで測定を行い、前記所定の制限値を超えないことを監視することによって前記予測した限界値を限界値とするステップと、
前記スイープの異なる方向について、前記初期測定ステップから前記限界値とするステップを繰り返し、繰り返すことにより求めた複数の前記限界値によって範囲を求めるステップと、
前記求めた範囲内で更に前記設定項目を変化させながら前記測定項目の測定を行い、前記設定項目の最適値を求めるステップと、を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法は、前記ＥＣＵ制御するための設定項目を組合せ、組合せた設定項目について前記限界値を求め、求めた前記限界値の範囲内で最適値を求める請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
コンピュータが、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を、所定の初期値からスイープしつつ限界値までの間で探索する最適値探索装置であって、
前記設定項目の初期値において、前記ＥＣＵ制御を行った場合の測定項目を測定する初期測定手段と、
引き続き前記設定項目をスイープしながら前記測定項目の測定を行うスイープ測定手段と、
前記初期測定手段及び前記スイープ測定手段における一連の測定値の変化にフィットする二次曲線を求める二次曲線算出手段と、
前記求めた二次曲線の傾きの最大値を傾きとし前記初期測定手段の測定値を切片とする直線と、前記ＥＣＵ制御の測定項目の所定の制限値と、の交点を求め、前記求めた交点を前記限界値と予測する予測手段と、を備えることを特徴とする最適値探索装置。
【請求項１】
コンピュータが、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を、所定の初期値からスイープしつつ限界値までの間で探索する方法であって、
前記設定項目の初期値において、前記ＥＣＵ制御を行った場合の測定項目を測定する初期測定ステップと、
引き続き前記設定項目をスイープしながら前記測定項目の測定を行うスイープ測定ステップと、
前記初期測定ステップ及び前記スイープ測定ステップにおける一連の測定値の変化にフィットする二次曲線を求めるステップと、
前記求めた二次曲線の傾きの最大値を傾きとし前記初期測定ステップの測定値を切片とする直線と、前記ＥＣＵ制御の測定項目の所定の制限値と、の交点を求め、前記求めた交点を前記限界値と予測するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記予測した限界値において、所定の時間まで測定を行い、前記所定の制限値を超えないことを監視することによって前記予測した限界値を限界値とするステップと、
前記スイープの異なる方向について、前記初期測定ステップから前記限界値とするステップを繰り返し、繰り返すことにより求めた複数の前記限界値によって範囲を求めるステップと、
前記求めた範囲内で更に前記設定項目を変化させながら前記測定項目の測定を行い、前記設定項目の最適値を求めるステップと、を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法は、前記ＥＣＵ制御するための設定項目を組合せ、組合せた設定項目について前記限界値を求め、求めた前記限界値の範囲内で最適値を求める請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
コンピュータが、エンジンをＥＣＵ制御するための設定項目の最適値を、所定の初期値からスイープしつつ限界値までの間で探索する最適値探索装置であって、
前記設定項目の初期値において、前記ＥＣＵ制御を行った場合の測定項目を測定する初期測定手段と、
引き続き前記設定項目をスイープしながら前記測定項目の測定を行うスイープ測定手段と、
前記初期測定手段及び前記スイープ測定手段における一連の測定値の変化にフィットする二次曲線を求める二次曲線算出手段と、
前記求めた二次曲線の傾きの最大値を傾きとし前記初期測定手段の測定値を切片とする直線と、前記ＥＣＵ制御の測定項目の所定の制限値と、の交点を求め、前記求めた交点を前記限界値と予測する予測手段と、を備えることを特徴とする最適値探索装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１２７２２７（Ｐ２０１０−１２７２２７Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０４４１８（Ｐ２００８−３０４４１８）
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００１４５８０６）株式会社小野測器 (230)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００１４５８０６）株式会社小野測器 (230)
【Ｆターム（参考）】
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