過渡運転性能適合試験装置、過渡運転性能適合試験方法及び制御プログラム
【課題】加速状態において所定の基準を満たしながら、トレードオフの関係となる最適なエンジンの出力を発揮することができるエンジンの設定値を選択することを目的とする。
【解決手段】エンジン２の制御要素に係る設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力要素に係る出力値の組み合わせを、所定の時間加速させた状態で設定値を複数変更して取得するデータ取得部１２１と、出力値の組み合わせと設定値とを対応付ける対応付け部１２３と、対応付け部１２３により対応付けられた複数の出力値の組み合わせに基づいて、他の出力値の組み合わせに優越しない出力値の組み合わせである最適解を選択する最適解選択部１２６と、を備える。
【解決手段】エンジン２の制御要素に係る設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力要素に係る出力値の組み合わせを、所定の時間加速させた状態で設定値を複数変更して取得するデータ取得部１２１と、出力値の組み合わせと設定値とを対応付ける対応付け部１２３と、対応付け部１２３により対応付けられた複数の出力値の組み合わせに基づいて、他の出力値の組み合わせに優越しない出力値の組み合わせである最適解を選択する最適解選択部１２６と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速状態におけるＥＣＵの最適な設定値を決定する過渡運転性能適合試験装置、過渡運転性能適合試験方法及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車用エンジンの開発においては、エンジン本体の開発に加えて、エンジン本体の作製後に、エンジンを制御するＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、エンジンコントロールユニット）の開発（設定値の決定）が行われる。ＥＣＵの開発は、エンジン本体の開発にも増して重要であり、ＥＣＵの設定次第では、エンジン本体の性能を十分に発揮することができない。
【０００３】
ＥＣＵの開発は、製作されたエンジンを所定の設定の下で、実際に制御駆動させることにより行われる。そして、エンジンを制御駆動させた結果を計測し、この計測データに基づいて、再度、ＥＣＵの設定にフィードバックする、いわゆる、適合試験により行われる。
【０００４】
また、ＥＣＵの開発においては、パワーやトルク等の走行性能の特性の他に、燃料消費の特性やエミッション（排気ガス）の特性等において、車両を購入するユーザや環境への負荷等の様々な要求を満たすように開発を行わなければならない。
したがって、適合試験では、エンジンの特性を加味して、燃費向上や排気ガスの清浄化といったような要求を満たす性能を最大限に発揮することを目的として行われる。
【０００５】
このように多岐にわたる要求を満たさなければならない適合試験では、上述したようにＥＣＵの設定を決定するために、エンジンを実際に駆動させて設定に必要なデータの収集を行う（駆動試験）が、設定可能範囲のすべてにおいて、データの収集を行おうとすると膨大な時間や費用がってしまう。そこで、適合試験では、所定の設定でのみ駆動試験を行い、それ以外の設定に関しては、駆動試験のデータに基づいて、それ以外を想定して、設定値を決定する。最終的にＥＣＵの設定は、適合試験において、駆動試験から収集されたデータ（実測値）と、実測値から想定される値からとにより決定される。
【０００６】
上述した適合試験で計測される様々なエンジンの特性は、それぞれ関係していることも多く、例えば、ＮＯｘやオパシのように、一方の特性を向上させると他方の特性が低下するような、いわゆる、トレードオフの関係にあるものがある。このような特性の場合には、いずれか一方の特性を優先して設定値を決定するわけにはいかず、他の値との関係からそれぞれが劣ることのない最適な値を求める必要がある。
【０００７】
トレードオフの関係にある複数の特性の組み合わせについて最適な組み合わせを導き出すためには、例えば、数学的手法である組み合わせ最適化により最適解群を導き出すことにより、複数のどの値にも優越しない特性の組み合わせを導き出すことが行われる。
【０００８】
また、適合試験のエンジンの駆動状況については、どのような状態で行うかも重要であり、一般的にはエンジンの制御を一定にした状態で試験を行う定常状態下で、目的とする設定のみを変更して行う。近年、適合試験においては、ＥＣＵによるエンジンの制御がより複雑に行えるようになったこともあり、より実際の走行状態に近い状態となる過渡状態下においても適合試験を行う必要がある。例えば、排気ガス等の特性については、過渡状態においての基準が設けられ、この基準を満たさなければ、車両の登録を行わない等の措置もとられる。このため、過渡状態において、この基準に適合するように最適な特性を発揮するＥＣＵの設定を行うための適合試験の手法が求められている。
【０００９】
特許文献１には、過渡状態におけるエンジンの特性を計測し、その出力値に基づいて、エンジンの設定を変更するものが記載されている。この特許文献１に記載されるエンジンの特性の計測は、回転とトルクを変動させた過渡状態の変化に合わせてエンジンの制御も変動させることにより、より最適なエンジンの性能を発揮させた状態で適合試験を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１９５５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に記載される過渡状態におけるエンジンの制御は、例えば、制御を行う者の経験則や勘等の独自の観点で決定されて、計測試験に供される。つまり、このように決定された制御の下で計測された結果は、果たして最適なものであるか定かではない。また、エンジンの制御を行う者により結果が異なる上に、他のエンジンとの客観的な評価を行うことができないという問題があった。
【００１２】
本発明は、過渡状態のうちの加速状態において所定の基準を満たしながら、トレードオフの関係となる最適なエンジンの出力を発揮することができるエンジンの設定値を選択することができることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る過渡運転性能適合試験装置は、上記課題を解決するために、エンジンの制御要素に係る設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力要素に係る出力値の組み合わせを、所定の時間加速させた状態で設定値を複数変更して取得するデータ取得部と、出力値の組み合わせと設定値とを対応付ける対応付け部と、前記対応付け部により対応付けられた複数の出力値の組み合わせに基づいて、他の出力値の組み合わせに優越しない出力値の組み合わせである最適解を選択する最適解選択部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
上記過渡運転性能適合試験装置は、加速を行わない定常状態で前記所定の時間を所定の設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力値の組み合わせと、前記最適解に対応する設定値とに基づいて、所定範囲における設定値のマップを作成するマップ作成部を備えることを特徴とすることが好ましい。
【００１５】
上記最適解選択部は、前記データ取得部により取得された出力値を初期値として、多目的遺伝アルゴリズムを利用して算出することを特徴とすることが好ましい。
【００１６】
上記過渡運転性能適合試験装置は、所定の時間内に加速を行わない定常状態で駆動制御した結果の出力値に基づいて、前記所定の加速時間における設定値の変更箇所を決定する変更箇所決定部を備えることを特徴とすることが好ましい。
【００１７】
上記エンジンの制御要素は、ＥＧＲ及びＶＧＴに関連する制御要素であることを特徴とすることが好ましい。
【００１８】
上記エンジンの出力要素は、燃料消費といずれかのエミッション要素（一酸化炭素、二酸化炭素、ＮＯｘ、ＨＣ、又はスモーク）との組み合わせ、又は、エミッション要素（一酸化炭素、二酸化炭素、ＮＯｘ、ＨＣ、又はスモーク）の組み合わせであることを特徴とすることが好ましい。
【００１９】
本発明に係る過渡運転性能適合試験方法は、上記課題を解決するために、エンジンの制御要素に係る設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力要素に係る出力値の組み合わせを、所定の時間加速させた状態で設定値を複数変更して取得するデータ取得工程と、出力値の組み合わせと設定値とを対応付ける対応付け工程と、前記対応付け工程により対応付けられた複数の出力値の組み合わせに基づいて、他の出力値の組み合わせに優越しない出力値の組み合わせである最適解を選択する最適解選択工程と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る制御プログラムは、上記課題を解決するために、エンジンの制御要素に係る設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力要素に係る出力値の組み合わせを、所定の時間加速させた状態で設定値を複数変更して取得するデータ取得手段と、出力値の組み合わせと設定値とを対応付ける対応付け手段と、前記対応付け手段により対応付けられた複数の出力値の組み合わせに基づいて、他の出力値の組み合わせに優越しない出力値の組み合わせである最適解を選択する最適解選択手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、加速状態において所定の基準を満たしながら、トレードオフの関係となる最適なエンジンの出力を発揮することができるエンジンの設定値を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の過渡運転性能適合試験の概要を示す図である。
【図２】本発明における過渡運転性能適合試験装置の機能を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明における過渡運転性能適合試験方法を示すフロー図である。
【図４】加速時間の決定の一例を示す図で、（ａ）は走行モード（ＪＥ０５）を示す図、（ｂ）は走行モード（ＪＥ０５）の一部拡大図、（ｃ）は所定の箇所を取り出して加速時間を算出する図である。
【図５】所定の加速条件下におけるＥＧＲ開度の設定値の推移を示す図で、（ａ）は７５０ｒｐｍを示す図、（ｂ）は１０００ｒｐｍを示す図、（ｃ）は１２５０ｒｐｍを示す図である。
【図６】エンジンの駆動試験を示す図で、（ａ）は設定値を示す図であり、（ｂ）は計測機での計測結果を示す図である。
【図７】出力値の評価を行うための図で、（ａ）はあてはめに対する実測を示す散布図、（ｂ）はあてはめに対する残差を示す散布図、（ｃ）は計測順番に対する残差を示す散布図、（ｄ）は残差に対する正規確率を示す散布図である。
【図８】多目的遺伝アルゴリズムにおける多点探索を示す模式図で、（ａ）は初期化工程を示す模式図、（ｂ）は淘汰工程を示す模式図、（ｃ）は交叉及び突然変異工程を示す模式図、（ｄ）は最適解選択工程を示す模式図である。
【図９】本実施形態における最適解を示す図で、（ａ）は出力値から算出した最適解集合から１の最適解の抽出を示す図、（ｂ）は図９（ａ）で抽出された最適解に基づいて、各噴射量の値を補間により導き出した図である。
【図１０】多層グラフを示す図で、（ａ）はベースマップを３次元表示した図、（ｂ）は加速状態における最適解マップを３次元表示した図、（ｃ）は差分マップを３次元表示した図、（ｄ）はベースマップを２次元等高線グラフ表示した図、（ｅ）は加速状態における最適解マップを２次元等高線グラフ表示した図、（ｆ）は差分マップを２次元等高線グラフ表示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図１から１０を用いて説明する。
過渡運転性能適合試験装置１は、図１に示すように、駆動対象となる自動車用エンジン２（以下、エンジンという。）にＥＣＵ３（エンジンコントロールユニット）と排気ガス計測機４（以下、計測機という。）とを介して接続される。
【００２４】
エンジン２には、ＥＣＵ３（エンジンコントロールユニット）が接続される。このＥＣＵ３は、ＥＣＵ３内の記憶部（図示せず）に記憶されたエンジン２の制御要素の設定値（ＥＣＵマップ）に基づいて、エンジン２を制御駆動可能に構成される。また、ＥＣＵ３は、エンジン２を直接制御する制御要素（燃料噴射タイミング、燃料噴射量等の内燃機関に関する制御要素）に加えて、エンジン２に間接的に影響を与える制御要素（吸排気機関等に関する制御要素）を制御可能に構成される。本実施形態においてＥＣＵ３は、少なくとも、回転数、トルク、燃料噴射量、後述するＥＧＲ開度、又は、後述するＶＧＴ開度等のエンジン２の駆動に関する制御が可能に構成される。
【００２５】
また、エンジン２の吸排気管５には、ＥＧＲユニット６と、ＶＧＴユニット７とが接続される。
なお、ＥＧＲ（排気再循環、Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）とは、燃焼後の排気ガスの一部を取り出し、吸気側へ導き再度吸気させることであり、シリンダへの再度の吸気により、シリンダ内の燃焼温度を下げて、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）の排出量を抑制することを目的として行われる。吸気への再吸気の調節は、排気管５に接続され、シリンダに接続される排気流弁（ＥＧＲバルブ）の開閉の割合（以下、ＥＧＲ開度という。）を変化させて行う。本実施形態においては、エンジン２の吸排気制御をＥＧＲバルブの開閉をＥＣＵ３により制御する。
【００２６】
また、ＶＧＴ（可変容量ターボ、Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ Ｔｕｒｂｏｃｈａｒｇｅｒ）とは、排気ガスを利用して、過給機のタービンを回して、圧縮した空気をシリンダ内に送り込むことであり、自然吸気による吸気超える混合気をシリンダ内に送り込むことができるため高い出力を得る目的として行われる。シリンダへの送風の調節は、吸気側に設けられるＶＧＴバルブの開閉の割合（以下、ＶＧＴ開度という。）を変化させることをいう。本実施形態においては、エンジン２の吸排気制御をＶＧＴバルブの角度をＥＣＵ３により制御する。
【００２７】
さらに、エンジン本体２及びエンジン２の排気管５には、計測機４が接続される。
計測機４は、主に排気ガス等のエミッション要素や燃料消費等を計測可能に構成される。
また、計測機４は、本実施形態においては、エミッション要素のうち、少なくとも、スモークオパシ（以下、単にオパシという。）、一酸化炭素、二酸化炭素、ＮＯｘ又はＨＣ（炭化水素）を計測可能に構成される。なお、オパシは、計測機４により、排気ガス中の粒子状物質に対する光の透過率（スモーク透過度）として、計測される。
【００２８】
過渡運転性能適合試験装置１は、図２に示すように、記憶部１１と、処理部１２と、表示部１３と、入力操作部１４と、を備える。
記憶部１１は、実験計画データや取得されたデータ等を記憶する。入力操作部１４は、ＥＣＵ３の設定変更等をユーザにより操作可能に構成される。表示部１３は、ＥＣＵ３の設定結果や処理部１２での処理結果、初期設定等を表示する。本実施形態における過渡運転性能適合試験装置１は、入出力及び操作可能な演算処理装置であるコンピュータとして構成される。
処理部１２は、実験計画法に基づいて算定されたデータ（以下、実験計画データという。）や取得されたデータに基づいて、ＥＣＵ３の設定を行う。
【００２９】
このように構成される過渡運転性能適合試験装置１により、実験計画データに基づいて、ＥＣＵ３が設定される。そして、このＥＣＵ３の設定に基づいて、エンジン２を制御駆動させた結果を計測機４で計測する。過渡運転性能適合試験装置１は、計測機４により計測したエンジン２の駆動結果に基づいて、エンジン２の開発基準に則って再度、ＥＣＵ３の設定を行うエンジン開発における運転性能適合試験に供することができる。
【００３０】
以上のように構成される本実施形態の過渡運転性能適合試験装置１は、過渡状態のうちの加速状態において所定の基準を満たしながら、トレードオフの関係となる最適なエンジン２の出力を発揮することができるエンジン２の設定値を選択する機能を有する。
【００３１】
なお、過渡状態とは、試験時間内において、エンジン２の制御値を変化させ続けた状態（例えば、所定の時間内にスロットルを開き続けた状態）のことをいい、加速状態及び減速状態を含むものである。本実施形態においては、過渡状態の中でも、加速状態における過渡運転性能適合試験装置１に適用される。また、本実施形態において、加速状態とは、所定時間において、スロットル開度を０％から１００％まで上げた状態をいう。
これに対して定常状態とは、過渡状態に対応する用語であり、試験時間内において、エンジン２の設定値を変化させない状態のことをいう。
【００３２】
また、所定の基準とは、例えば、燃料消費基準や排気ガス基準であり、本実施形態においては、排気ガス基準のうち、排気ガス基準（走行モード（ＪＥ０５）に従った駆動試験下における排気ガスの基準）を満たすことを前提とする。
また、トレードオフの関係とは、一方を追求すれば他方を犠牲にせざるを得ないという二律背反する関係（例えば、エミッション要素のうち、ＮＯｘとオパシとの関係）をいう。
【００３３】
過渡運転性能適合試験装置１は、さらに、データ取得部１２１と、対応付け部１２３と、最適解選択部１２６とを備える。
【００３４】
データ取得部１２１は、エンジン２の制御要素（例えば、ＥＧＲとＶＧＴに関する制御要素）に係る設定値（例えば、ＥＧＲ開度とＶＧＴ開度）に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力要素（例えば、ＮＯｘとオパシ）に係る出力値（例えば、ＮＯｘ値とオパシ値）の組み合わせを、所定の時間加速させた状態で設定値を複数変更して取得する。
【００３５】
データ取得部１２１は、エンジン２を所定の加速時間（例えば、２秒）内で設定値（ＥＧＲ開度やＶＧＴ開度）を変更することより制御駆動した結果の出力値（ＮＯｘ値とオパシ値）を取得する。
【００３６】
また、データ取得部１２１は、本実施形態においては、さらに、車両諸元データｄ１、走行モードデータｄ２、定常駆動データｄ３及び過渡駆動データｄ４を取得する。
【００３７】
車両諸元データｄ１は、例えば、シリンダ径等のエンジン２の形状等の車両の情報のデータである。
走行モードデータｄ２は、排ガス規制基準の目安となる走行状態を規定したデータである。
定常駆動データｄ３は、所定の設定の下、定常状態（スロットル開度一定にした状態）でエンジン２を駆動させて実際に計測をした出力値や、計測した出力値（実測値）から予測した出力値（予測値）の設定データである（後述するベースマップデータを含む。）。
過渡駆動データｄ４は、所定の設定の下、加速状態においてエンジン２を駆動させて、実際に計測をした出力値や、計測した出力値（実測値）から予測した出力値（予測値）の設定データである。本実施形態において、過渡駆動データｄ４は、所定の回転数及び所定の加速時間において、ＥＧＲ開度及びＶＧＴ開度を変化させた駆動試験において計測されるデータである。
【００３８】
対応付け部１２３は、出力値（ＮＯｘ値とオパシ値）の組み合わせと設定値（ＥＧＲ開度とＶＧＴ開度）とを対応付ける。
本実施形態においては、対応付け部１２３は、取得した出力値の計測機４による計測誤差を調整するために、遅れ補正部１２４と出力値評価部１２５とを有する。
【００３９】
遅れ補正部１２４は、本実施形態においてはエミッション要素を測定するために、計測時間と設定制御時間とのずれが生じるために設定値と出力値との対応付けを行う。
出力値評価部１２５は、遅れ補正部１２４により対応付けられた出力値の評価を行う。出力値の評価とは、計測された出力値の計測上の誤差等の評価である。
【００４０】
最適解選択部１２６は、対応付け部１２３により対応付けられた複数の出力値の組み合わせ（ＮＯｘ値とオパシ値との組み合わせ）に基づいて、他の出力値の組み合わせに優越しない出力値の組み合わせである最適解（ＮＯｘ値とオパシ値との組み合わせ）を選択する。最適解か求められることにより、出力値と設定値とが対応付けられているために、ＮＯｘ値とオパシ値との組み合わせに対応するＥＧＲ開度とＶＧＴ開度を知ることができる。
【００４１】
なお、最適解（パレート解）とは、複数の出力値（ＮＯｘ値とオパシ値）の組み合わせの中で、所定の出力値の組み合わせにおいて、所定の組み合わせを構成する一方の出力値（ＮＯｘ値）が他の組み合わせの出力値（ＮＯｘ値）よりも優れており、他方の出力値（オパシ値）が他の組み合わせの他方の出力値（オパシ値）よりも劣っていない出力値の組み合わせのことをいう。つまり、最適解（パレート解）は、ある目的関数の値を改善するためには、少なくとも他の１の目的関数の値を改悪せざるを得ないような数学における最適化問題の解と定義される。
また、数学における最適化問題においては、本実施形態において出力値に相当する用語が目的関数であり、設定値に相当する用語が設計変数である。この際、最適化とは、上述した最適解を算出（選択）することであり、多目的最適化とは、複数のトレードオフの関係となる目的関数についての最適解の算出（選択）することをいう。
【００４２】
最適解選択部１２６は、データ取得部１２１により取得された出力値（ＮＯｘ値とオパシ値）に基づいて、最適解が選択される。本実施形態においては、最適解選択部１２６は、取得する出力値の組み合わせにより、１の最適解又は複数の最適解（最適解集合）を選択（算出）する。
【００４３】
このように構成される過渡運転性能適合試験装置１は、例えば、実際の使用頻度の高い加速時間内でエンジン２の制御要素の設定値を変更して制御駆動した場合のトレードオフの関係にある複数の出力要素の出力値の組み合わせ（ＮＯｘ値とオパシ値の組み合わせ）を外部装置等からデータ取得部１２１により取得する。
【００４４】
そして、過渡運転性能適合試験装置１は、データ取得部１２１により取得した出力値の組み合わせに基づいて、複数の出力値の組み合わせを選択（算出）することができる。
また、過渡運転性能適合試験装置１は、これら複数の出力値の組み合わせのうちで、他の出力値の組み合わせに優越されることがない出力値の組み合わせを複数選択（算出）することができる。
【００４５】
このように算出される他の出力値の組み合わせが優越しない出力値の組み合わせは、トレードオフの関係にある出力値の組み合わせの中では、最適な組み合わせであるために、ユーザは、ユーザのニーズに合った出力値の組み合わせを選択することができる。
【００４６】
また、過渡運転性能適合試験装置１は、所定の加速時間内において、設定値を変更して制御駆動した出力値を取得して、この出力値から最適な値を求めるために、自動車は実際の運転状態は非加速状態よりも加速状態の方が多いために、より実際の走行に近い状態での最適な設定値を求めることができる。したがって、ユーザは、この設定値をＥＣＵマップ等に反映させることにより、最適な測定値の組み合わせを出力するＥＣＵ３の開発をすることができる。
【００４７】
また、過渡運転性能適合試験装置１は、さらに、マップ作成部１３０を備える。
マップ作成部１３０は、加速を行わない定常状態で前記所定の時間を所定の設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力値の組み合わせと、最適解に対応する設定値とに基づいて、所定範囲における設定値のマップを作成する。
【００４８】
マップ作成部１３０は、噴射量補間部１３１と、回転数補間部１３２とを有する。噴射量補間部１３１は、後述する最適解抽出部１２９やユーザにより抽出された最適解から、設定値の状態に基づいて、所定の噴射量の範囲内の出力値（予想される出力値）を補間することにより導き出すように構成される。回転数補間部１３２は、噴射量補間部１３１により導き出された所定の噴射量の範囲内の出力値から、所定の回転数の出力値を補間により導き出すように構成される。
【００４９】
このように構成される過渡運転性能適合試験装置１は、最適解抽出部１２９により、例えば、所定の基準を満たしたエンジン２の出力を発揮し、さらに、ＮＯｘの排出量が少ない等の最適解を抽出することにより、この趣旨に沿ったエンジン２の設定（所定範囲における設定値のマップ）を算出することができるために、ＥＣＵマップを作成することができる。また、このエンジン２の設定をグラフ化（３次元の多層マップや２次元等高線状の多層マップ）して表示することにより、ユーザが視覚的に判断しやすくなる環境を提供することができる。
【００５０】
なお、最適解の抽出は、本実施形態においては、ユーザにより操作入力部を介して行われる。また、過渡運転性能適合試験装置１は、ユーザによる最適解の抽出を行わずに、さらに、最適解抽出部１２９により最適解を抽出するように構成しても良い。最適解抽出部１２９は、所定の設定（例えば、排気ガス基準をクリアした上で、最もＮＯｘ値が低い最適解を抽出する設定や、排気ガス基準をクリアした上で、バランスの良い最適解を抽出する設定等）に基づいて、最適解を抽出する。
【００５１】
このように過渡運転性能適合試験装置１を構成することにより、データ取得部１２１により、所定のデータを取得するだけで、ＥＣＵマップの作成までを自動的に行うことができる。
【００５２】
また、最適解選択部１２６は、データ取得部１２１により取得された出力値を初期値として、多目的遺伝アルゴリズムを利用して選択（算出）する。
【００５３】
また、最適解選択部１２６は、初期値抽出部１２７と、最適解探索部１２８とを有する。初期値抽出部１２７は、後述する多目的遺伝アルゴリズムの初期化工程を行うための初期値を出力値から抽出する。最適解探索部１２８は、初期値抽出部１２７により抽出された初期値から最適解を探索する。
【００５４】
多目的遺伝アルゴリズムとは、多目的最適化問題の解を導き出す手法の一種であり、多目的最適化問題を多点検索という機能を利用して解を導き出すことができる。本実施形態においては、この多目的遺伝アルゴリズムを用いて、トレードオフの関係となる目的関数の組み合わせのうち、他の目的関数の組み合わせに優越するような組み合わせとなる最適解集合を（選択）算出する。
【００５５】
また、多目的遺伝アルゴリズムとは、概念的には、解の候補を複数算出し、これらを生物（遺伝子）と考える。この解は、最適化に適した遺伝子は自らのコピーを作ることができ、適さない解は死滅すると捉えて消去（淘汰）される。また、この解は、コピーを作る際に突然変異及び交叉が起きて新たな解が次々と生成される。このようにして、多目的遺伝アルゴリズムは、複数の解から淘汰、交叉、又は突然変異を繰り返すことによって、最適解へ向けて複数の解が収束し、最終的に最適解の集合を導き出すことができる。
【００５６】
したがって、過渡運転性能適合試験装置１においては、多目的遺伝アルゴリズムの多点探索を利用して複数の最適解（最適解集合）を算出するために、例えば、スカラ手法等に比して、１度の探索で最適解集合を効率的に算出することができ、エンジン開発に係る時間を短縮することができる。
【００５７】
また、過渡運転性能適合試験装置１は、変更箇所決定部１２２を備える。
変更箇所決定部１２２は、所定の時間内に加速を行わない定常状態で駆動制御した結果の出力値に基づいて、所定の加速時間における設定値の変更箇所を決定する。
【００５８】
このように構成される過渡運転性能適合試験装置１は、定常状態による結果（例えば、駆動時間による出力の変化）を利用して、設定値の変更箇所を決定するために、不要な試験回数を減らすことができ、エンジン開発に係る時間を短縮できると共に、エンジン２の特性に応じた効率的な試験を行うことができる。
【００５９】
また、過渡運転性能適合試験装置１は、ＥＧＲ及びＶＧＴをエンジン２の制御要素として用いることができる。ＥＧＲとＶＧＴの個別の制御要素についても、１の駆動試験を行ってＥＣＵ３の設定を決定することができるために、ＥＣＵ開発にかかる時間と費用を削減することができる。
【００６０】
また、過渡運転性能適合試験装置１は、燃料消費といずれかのエミッション要素（一酸化炭素、二酸化炭素、ＮＯｘ、ＨＣ、又はスモーク）との組み合わせ、又は、エミッション要素（一酸化炭素、二酸化炭素、ＮＯｘ、ＨＣ、又はスモーク）の組み合わせをエンジン２の出力要素として用いることができる。
【００６１】
したがって、走行モード（ＪＥ０５）等の排ガス基準に適合した上で、さらに、最適なエンジン２の出力を発揮するエンジン２の開発を行うことができる。
【００６２】
以上のように構成される過渡運転性能適合試験装置１は、さらに、差分値算出部１３３とを備える。
差分値算出部１３３は、算出された加速状態における設定値と定常状態における設定値との差分を算出する。
【００６３】
次に、加速状態でのＥＣＵマップの作成方法について、図３を用いて説明する。
まず、ＥＣＵマップの作成方法の概要について説明する。ＥＣＵマップの作成方法は、データ取得工程ＳＴ１と、対応付け工程ＳＴ２、最適解選択工程ＳＴ３と、マップ作成工程ＳＴ４と、表示工程ＳＴ５とからなる。
【００６４】
データ取得工程ＳＴ１は、外部装置等によりエンジン２の制御要素に係る設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力要素に係る出力値の組み合わせを、所定の時間加速させた状態で設定値を複数変更して取得する。
対応付け工程ＳＴ２は、データ取得工程ＳＴ１により取得された出力値と設定値とを対応付ける。
最適解選択工程ＳＴ３は、前記対応付け工程により対応付けられた複数の出力値の組み合わせに基づいて、他の出力値の組み合わせに優越しない出力値の組み合わせである最適解を選択する。
マップ作成工程ＳＴ４は、最適解選択工程ＳＴ３で算出された最適解集合の中から１の最適解を抽出し、この最適解に基づいて、過渡状態におけるＥＣＵマップを作成する。
表示工程ＳＴ５は、マップ作成工程ＳＴ４で作成されたＥＣＵマップに基づいて、３次元の多層マップ、２次元の等高線状の多層マップ、差分マップを作成し、表示する。
【００６５】
なお、過渡運転性能適合試験方法は、データ取得工程ＳＴ１と、対応付け工程ＳＴ２と、最適解選択工程ＳＴ３により、構成しても良い。このように構成することにより過渡運転性能適合試験方法は、所定の加速時間内において、設定値を変更して制御駆動した出力値を取得して、この出力値から最適な値を求めるために、自動車は実際の運転状態は非加速状態よりも加速状態の方が多いために、より実際の走行に近い状態での最適な設定値を求めることができる。したがって、ユーザは、この設定値をＥＣＵマップ等に反映させることにより、最適な測定値の組み合わせを出力するエンジン開発を行うことができる。
【００６６】
次に、ＥＣＵマップ作成方法の詳細について、図３を用いて説明する。
本実施形態におけるエンジン２の駆動試験（以下、単に駆動試験という）は、実験計画法により決定され、所定の回転数（７５０ｒｐｍ、１０００ｒｐｍ及び１２５０ｒｐｍ）で、所定の時間（２秒、３秒、４秒、５秒、６秒、７秒、８秒及び９秒）エンジン２を加速させる。各時間においてエンジン２を加速させた状態で、所定のポイント（秒数）で設定値（ＥＧＲ開度及びＶＧＴ開度）を変更させた状態で出力（エミッションの内、本実施形態においてはＮＯｘ及びオパシ）を計測する。また、所定ポイントでの各設定値は、本実施形態においては２５パターンの組み合わせが設定される。
なお、本実施形態において、所定のポイントとは、図５（ａ）から（ｃ）に示すように、ベースマップに基づいて決定された切り替えポイントＰ（後に詳述する。）において、ＥＧＲ開度及びＶＧＴ開度の設定値を変更するポイントである。
【００６７】
したがって、駆動試験は、２５パターンの設定値を変更させたものを、回転数毎に行い、さらに、加速時間（秒数）を変更して行う。そして、実測の精度を高めるために同設定において３反復（３回）の駆動試験を行う。
【００６８】
具体的には、本実施形態において、出力値は、エンジン２装置から取得される出力値は所定の回転数においてエンジン２を駆動させ、所定の時間内でスロットル開度を０％から１００％（閉状態から全開状態）まで調整した状態（加速状態）でＥＧＲ開度とＶＧＴ開度を変更して得たエミッション（ＮＯｘ値とオパシ値）の積算値を用いる。
【００６９】
したがって、最適解の選択（算出）及びＥＣＵマップの作成は、所定加速時間及び所定の回転数の条件下で、２５パターンの設定値の設定状態でのデータに基づいて行われる。したがって、２５パターンで３反復の計７５回の駆動試験が行われる。この駆動試験が、所定の回転数（本実施形態においては、３回転数）について行われ、最終的には、これらについて、所定の加速時間（本実施形態においては、８段階の時間）で行われる。
【００７０】
なお、上述した加速時間は、図４（ａ）に示す走行データ（本実施形態においては、走行モード（ＪＥ０５）下における排気ガス基準）に基づいて決定される。
加速時間の決定方法は、まず、図４（ａ）に示す走行データでの加速時間の頻度を算出することにより行われる。図４（ｂ）に示すように、各速度の変化から加速箇所を特定する。次に、特定された加速箇所において、図４（ｃ）に示すように、速度変化をスロットル開度の移行時間に変換することにより、加速時間を割り出す。
全加速箇所において、加速時間を割り出すことにより、加速時間の頻度が分かるために、この加速時間の頻度と、駆動試験の実施回数とを考慮して、駆動試験に供する加速時間を決定する。
【００７１】
また、駆動試験を行う前に、加速状態で最適な設定を行うために、加速時間内で設定値の変更を行う。このため、加速時間内でどのタイミングで、設定値の変更回数及び変更値の決定をする。変更箇所の決定方法について図５を用いて説明する。なお、図５中において、四角はベースマップでの所定の噴射量におけるＥＧＲ開度の設定値を示し、三角及び丸は切り替えポイントＰに基づいて、任意に決定された所定の噴射量におけるＥＧＲ開度の設定値を示す。また、図５中において、Ｐ１及びＰ２は切り替えポイントであり、ＢＰ１は安定した運転ができる限界最小点（最小ベースポイント）であり、ＢＰ２は安定した運転ができる限界最大点（最大ベースポイント）である。
【００７２】
設定値の変更箇所は、変更箇所決定部１２２により、データ取得部１２１で取得された定常状態での設定値のデータ（ベースマップ）に基づいて、決定される。
ベースマップは、例えば、図５（ａ）において、四角で示すように、定常状態の運転により測定された値（本実施形態においては、オパシ値及びＮＯｘ値）を基にして決定された各噴射量での最適な設定値（ＥＧＲ開度）からなる。すなわち、ベースマップは、予め行なわれた定常適合試験の結果、作成されたＥＣＵマップである。
【００７３】
変更箇所決定部１２２は、設定値の変更回数を決定する。本実施形態においては、駆動試験の精度と時間を考慮して設定値の変更回数を２回（切り替えポイントＰ１及び切り替えポイントＰ２）とされる。なお、本実施形態において、切り替えポイントの数（設定値の変更回数）は、駆動試験の精度と駆動試験の時間を考慮して２回としたが、これに限られない。切り替えポイントの数は、例えば、さらに精度を高めたい場合には回数を多く設定し、駆動試験の試験時間を短くしたければ回数を少なくする等の指標等に基づいて、任意に決定することができる。また、切り替えポイントの設定箇所は、任意の箇所に設けても良く、本実施形態においては、例えば、ベースマップにおいてＥＧＲ開度の変化率が大きいポイント（変曲点）とする（７５０ｒｐｍの場合にあっては、図５（ａ）に示すように、噴射量３０を切り替えポイントＰ１とし、噴射量６０を切り替えポイントＰ２とする）。
【００７４】
変更箇所決定部１２２は、各切り替えポイントＰ１、Ｐ２におけるベースマップの値に基づいて、切り替えポイントＰ１、Ｐ２の設定値を決定する。本実施形態においては、ベースマップの値に対して、任意の高い値と低い値を設定値として決定する、つまり、各切り替えポイントＰ１、Ｐ２において３つの設定値のパターン（３基準）により駆動試験が行なわれる。なお、本実施形態においては、各切り替えポイントＰ１、Ｐ２でのＥＧＲ開度の値は、ベースマップの値を中心にして、３つ（３基準）設けたがこれに限られず、例えば、駆動試験の精度や駆動試験の時間等を考慮して決定される。
【００７５】
したがって、ＥＧＲ開度は、駆動試験の開始時、ベースポイントＢＰ１、切り替えポイントＰ１、切り替えポイントＰ２及びベースポイントＰ２での設定値により値が推移する。具体的には、例えば、７５０ｒｐｍの場合には、図５（ａ）に示すように、まず、駆動試験の開始からベースポイントＰ１まで、安定した運転を行なうために一定の値で推移する。次に、切り替えポイントＰ１で所望の設定値になるように調整されるため値が変動する。次に、切り替えポイントＰ１から切り替えポイントＰ２で所望の設定値となるように調節されるため値が変動する。次に、切り替えポイントＰ２からベースポイントＢＰ２で所望の設定値になるように調節されるため値が変動し、ベースポイントＰ２以降は安定した運転を行なうために一定の値で推移する。また、１０００ｒｐｍ及び１２５０ｒｐｍの場合にあっても、同様の設定（切り替えポイントＰ等）で行なわれ、ＥＧＲ開度が推移する（図５（ｂ）及び図５（ｃ）参照）。
【００７６】
以上のように、ＥＧＲ開度の設定により駆動試験が行なわれる。また、本実施形態においては、ＥＧＲ開度の設定変更と同様（切り替えポイントＰ１、Ｐ２）にＶＧＴ開度についても任意に決定した設定値での変更を行なう。なお、本実施形態においてＶＧＴ開度の設定についても、ＥＧＲ開度と同様に、ＶＧＲ開度のベースマップから変更箇所を設定して、３基準で設定値を変更して行なう。
【００７７】
したがって、駆動試験においては、所定の時間での所定の回転数（例えば、２秒加速時間での７５０ｒｐｍ）について、切り替えポイントＰ１、Ｐ２のＥＧＲ開度の設定を３基準において行ない（９パターンの組み合わせ）、さらに、ＶＧＴ開度の設定を同様に行なう（全８１パターンの組み合わせ）。本実施形態においては、実験計画法により、実際には全８１パターンの組み合わせのうち、２５パターンの組み合わせが選定される。そして、この２５パターンの組み合わせにより駆動試験を行なう。なお、本実施形態においては、試験精度を高めるために各パターンについて３反復の駆動試験を行なう。このため、駆動試験の回数は、７５回となる。
また、本実施形態における駆動試験は、各時間（２秒から９秒）における各回転数（７５０ｒｐｍ、１０００ｒｐｍ及び１２５０ｒｐｍ）について行なわれる。なお、駆動試験は、上述した時間と回転数に限られずに、任意に決定して条件の下で行なうことができる。
【００７８】
ステップＳＴ１０においては、データ取得部１２１は、計測機４から駆動試験により計測した出力値の取得を行う。駆動試験は、図６（ａ）に示すように、所定時間においてスロットル開度を０％から１００％まで変化させて行う。図６（ａ）において、スロットル開度の変化に伴って、スロットルに対応する鎖線で示す燃料噴射量も変化する。また、上述した変更箇所決定部１２２により決定された設定値の変更箇所（切り替えポイントＰ１、切り替えポイントＰ２）を起点に、図６（ａ）において実線で示したＥＧＲ開度及び図６（ａ）において二点鎖線で示したＶＧＴ開度を所定の値に変化させる。
【００７９】
なお、図６（ａ）において、一点鎖線は、トルクを示す。また、ＢＰ１は安定した運転ができる限界最小点（最小ベースポイント）であり、ＢＰ２は安定した運転ができる限界最大点（最大ベースポイント）である。
【００８０】
上述したようにエンジン２を制御駆動することにより、計測機４において、図６（ｂ）に示すような出力値（ＮＯｘ値及びオパシ値）が計測される。なお、図６（ｂ）において、実線はスロットル開度であり、一点鎖線はＮＯｘ値であり、二点鎖線はオパシ値である。
【００８１】
ステップＳＴ２０において、遅れ補正部１２４は、ステップＳＴ１０により取得された出力値の遅れ補正を行う。本実施形態においては、出力値は、エミッションに関する要素（ＮＯｘ、オパシ）であるため、図６（ｂ）に示すように、エンジン２の制御時からは遅れて、出力値（ＮＯｘ値、オパシ値）が取得される。したがって、本工程２０において、エンジン２の駆動制御に出力を対応付ける処理を行う。
【００８２】
なお、本実施形態で用いるエミッション要素（ＮＯｘ、オパシ）は、回転速度と加速時間に関わらず、制御に対して一定の時間経過後に制御に対応する値が計測される。遅れ時間は、実験の結果により、回転速度と加速時間に影響を受けないために、一定となる。したがって、遅れ補正部１２４は、データ取得部１２１により取得した車両諸元データｄ１のシリンダ径の大きさから予め算出した遅れ時間により、設定値と出力値との対応付けを行う。
【００８３】
ステップＳＴ３０において、出力値評価部１２５は、出力値の評価を行う。出力値評価部１２５は、ステップＳＴ２０で対応付けを行った出力値に対して、あてはめ値に対するブレ（図７（ａ）を参照）、あてはめ値の残差（図７（ｂ）を参照）、計測順番からの残差（図７（ｃ）を参照）、残差に対する正規確率（図７（ｄ）を参照）を総合的に判定して、出力値の数値の精度を評価する。本工程ＳＴ３０において、出力値が異常であると判定された場合（Ｎ）には、ステップＳＴ１０において、再度駆動試験を行い、出力値を取得する。また、本工程ＳＴ３０において、出力値が正常であると判定された場合（Ｙ）には、ステップＳＴ４０に進む。
【００８４】
ステップＳＴ４０において、初期値抽出部１２７は、初期値の抽出を行う。本工程ＳＴ４０では、多目的遺伝アルゴリズムにおける初期化工程に用いられる初期値の抽出が行われる。初期化工程を視覚的に示すと、図８（ａ）に示すように、ＮＯｘ値とオパシ値を軸とするグラフ上に出力値を点在させた状態である。Ｓ１は点在した出力値を示し、Ｓ２はＳ１との関係ではＳ１に優越した関係となる。
【００８５】
ステップＳＴ５０において、最適解探索部１２８は、淘汰、交叉及び突然変異を行う。本工程ＳＴ５０では、多目的遺伝アルゴリズムにおける淘汰工程、交叉工程及び突然変異工程が行われる。淘汰工程、交叉工程及び突然変異工程を視覚的に示す（図８（ｂ）、（ｃ）を参照）。図８（ｂ）のＳ３は淘汰した出力値を示し、図８（ｃ）のＳ４は交叉及び突然変異により生成された出力値を示す。
【００８６】
ステップＳＴ６０において、最適解選択部１２６は、最適解の選択（算出）を行う。最適解選択部１２６は、ステップＳＴ５０において、淘汰工程、交叉工程及び突然変異工程が繰り返される中で、他の解に優越しない解を算出する（図８（ｄ）を参照）。図８（ｄ）のＳ５は、他の解に優越しない解（最適解）である。
【００８７】
ステップＳＴ７０において、最適解抽出部１２９又はユーザは、最適解の抽出を行う。最適解抽出部１２９は、図９（ａ）に示すように、ステップＳＴ６０において算出された最適解集合の中から１の最適解を抽出する。１の最適解の抽出は、例えば、ＮＯｘ値を優先させる最適解を選定したり、ＮＯｘ値とオパシ値がどちらも高くならないような最適解を選定したりして、エンジン２開発の方針に基づいて、決定され、最適解が抽出される。また、１の最適解は、操作入力手段により、ユーザが直接選定しても良い。なお、図９（ａ）において、白抜きの三角は計測された出力値を示し、黒塗りの三角はベースマップの出力値を示し、白抜きの四角は選択された最適解を示し、黒塗りの四角は抽出された最適解を示す。
【００８８】
ステップＳＴ８０において、噴射量補間部１３１は、所定噴射量領域のＥＧＲ開度（ＶＧＴ開度）の算出を行う。噴射量補間部１３１は、ステップＳＴ７０において抽出された最適解から、本計測時のベースポイントＢＰ１、ＢＰ２を基にして、所定の噴射量での値を直線補間により導き出す。
【００８９】
本工程ＳＴ８０において導き出される値は、例えば、７５０ｒｐｍの場合、図１０（ｅ）に示すようなＹ軸方向の一列Ｌを構成する値である。本工程ＳＴ８０は、計測されたすべての回転数において行われる。
【００９０】
ステップＳＴ９０において、回転数補間部１３２は、所定回転数領域のＥＧＲ開度（ＶＧＴ開度）の算出を行う。回転数補間部１３２は、ステップＳＴ８０において導き出された所定噴射量での値から、所定回転数の値を線形補間により導き出す。したがって、本工程ＳＴ９０を経ることにより、図１０（ｂ）、（ｄ）に示す領域すべての値（加速状態におけるマップ）を導き出すことができる。なお、本実施形態においては、線形補間により、他の回転数の値を導き出したが、これに限られず、例えば、三角メッシュ補間、Ａｋｉｍａ補間及び格子補間等の補間手法を用いることができる。
【００９１】
つまり、ステップＳＴ８０及びステップＳＴ９０では、図９（ｂ）に示すように、まず、抽出した最適解（図９（ｂ）において、抽出した最適解はハッチング領域で示す。）から、ベースポイントＢＰ１、ＢＰ２に基づいて、各噴射量でのＥＧＲ開度（ＶＧＴ開度）を補間して求める。これにより、実測した回転数における各噴射量でのＥＧＲ開度（ＶＧＴ開度）を求められる。
そして、求められた回転数でのＥＧＲ開度（ＶＧＴ開度）から、駆動試験を行っていない回転数での各噴射量におけるＥＧＲ開度（ＶＧＴ開度）を補間して求める。
結果的に、ステップＳＴ８０及びステップＳＴ９０において、全回転数の各噴射量におけるＥＧＲ開度（ＶＧＴ開度）が求められる。
【００９２】
ステップＳＴ１００において、差分値算出部１３３は、差分値の算出を行う。差分値算出部１３３は、ＥＧＲのベースマップ（ＶＧＴのベースマップ）と、ステップＳＴ９０において作成された加速状態におけるＥＧＲマップ（ＶＧＴマップ）との差分値を算出し、最終的に差分マップを作成する。ユーザは、差分マップにより、ベースマップとの差異を知ることができ、ＥＣＵ３の設定の決定に役立てることができる。
【００９３】
ステップＳＴ１１０において、処理部１２は、多層マップを作成する。処理部１２は、ステップＳＴ９０及びステップＳＴ１００において作成された加速状態におけるマップ及び差分マップのテーブル値から、３次元の多層マップ（図１０（ｂ）、（ｃ）を参照）及び２次元の等高線状の多層マップ（図１０（ｅ）から（ｆ）を参照）を作成する。
【００９４】
ステップＳＴ１２０において、表示部１３は、多層マップを表示する。表示部１３は、ステップＳＴ１１０において作成された３次元の多層マップ及び２次元等高線状の多層マップを表示する。ユーザは、表示された多層マップ及び２次元等高線状のマップを視覚的に判断して、ＥＣＵ３の開発に供することができる。
【００９５】
したがって、過渡運転性能適合試験装置１は、過渡状態のうちの加速状態において所定の基準を満たしながら、トレードオフの関係となる最適なエンジン２の出力を発揮することができるエンジン２の設定値を選択することができる。
【００９６】
以上、本発明に係る過渡運転性能適合試験装置１の好適な実施形態について説明したが、本発明に係る過渡運転性能適合試験装置１は、上述した実施形態に限定されることなく種々の形態で実施することができる。
【００９７】
なお、本実施形態においては、ＥＧＲ開度及びＶＧＴ開度を設計変数としたが、これに限られない。設計変数は、例えば、ブースト圧や噴射タイミング等の過渡中に運転性能（主にエミッション、燃費、又は燃焼音）に影響を与えるエンジン２の制御要素であれば良い。
【００９８】
また、本実施形態においては、ＥＧＲ開度及びＶＧＴ開度を設計変数とし、この設計変数に対応する目的変数をＮＯｘ及びオパシとしたが、これに限られない。目的変数は、例えば、燃費やエミッション（ＣＯ（一酸化炭素、）、ＣＯ２（二酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素））等においてトレードオフの関係にあるものであれば良い。
【００９９】
また、本実施形態において、加速状態とは、所定時間において、スロットル開度を０％から１００％まで上げた状態としているが、スロットル開度の制御は、スロットルの直接制御（定開度制御（ＡθＲ））により行っても良いが、スロットルの間接制御（例えば、定速度制御（ＡＳＲ）、定トルク制御（ＡＴＲ）、定吸気圧制御（ＡＢＲ）等）により行っても良い。
【０１００】
また、本実施形態において、加速時間は、走行モード（ＪＥ０５）の走行データに基づいて決定したがこれに限られない。加速時間は、例えば、ユーザにより任意の時間に決定しても良く、走行モード（ＪＥ０５）以外の走行モード（例えば、１０・１５モード、ＪＣ０８等）の走行データに基づいて決定しても良い。
【０１０１】
また、本実施形態においては、多目的遺伝アルゴリズムの多点探索機能を利用して、出力値から最適解を算出したが、これに限られない。最適化問題の解として最適な目的変数の値を導き出すことが可能なものであれば良く、例えば、スカラ手法により導き出しても良い。
【０１０２】
また、本実施形態においては、出力値から選択（算出）された最適解集合に基づいて、加速状態におけるＥＣＵマップ（ＥＧＲマップ及びＶＧＴマップ）を作成する過渡運転性能適合試験装置１を説明したが、これに限られない。出力値から最適解集合を算出する過渡運転性能最適化装置として構成しても良い。
【０１０３】
また、本実施形態においては、ハードウエアとなる過渡運転性能適合試験装置１として構成したが、これに限られず、コンピュータにより実行されるソフトウエアとなる制御プログラムとして構成しても良い。
【符号の説明】
【０１０４】
１ 過渡運転性能適合試験装置
１２２ 変更箇所決定部
１２１ データ取得部
１２３ 対応付け部
１２６ 最適解選択部
１３０ マップ作成部
ＳＴ１ データ取得工程
ＳＴ２ 対応付け工程
ＳＴ３ 最適解選択工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速状態におけるＥＣＵの最適な設定値を決定する過渡運転性能適合試験装置、過渡運転性能適合試験方法及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車用エンジンの開発においては、エンジン本体の開発に加えて、エンジン本体の作製後に、エンジンを制御するＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、エンジンコントロールユニット）の開発（設定値の決定）が行われる。ＥＣＵの開発は、エンジン本体の開発にも増して重要であり、ＥＣＵの設定次第では、エンジン本体の性能を十分に発揮することができない。
【０００３】
ＥＣＵの開発は、製作されたエンジンを所定の設定の下で、実際に制御駆動させることにより行われる。そして、エンジンを制御駆動させた結果を計測し、この計測データに基づいて、再度、ＥＣＵの設定にフィードバックする、いわゆる、適合試験により行われる。
【０００４】
また、ＥＣＵの開発においては、パワーやトルク等の走行性能の特性の他に、燃料消費の特性やエミッション（排気ガス）の特性等において、車両を購入するユーザや環境への負荷等の様々な要求を満たすように開発を行わなければならない。
したがって、適合試験では、エンジンの特性を加味して、燃費向上や排気ガスの清浄化といったような要求を満たす性能を最大限に発揮することを目的として行われる。
【０００５】
このように多岐にわたる要求を満たさなければならない適合試験では、上述したようにＥＣＵの設定を決定するために、エンジンを実際に駆動させて設定に必要なデータの収集を行う（駆動試験）が、設定可能範囲のすべてにおいて、データの収集を行おうとすると膨大な時間や費用がってしまう。そこで、適合試験では、所定の設定でのみ駆動試験を行い、それ以外の設定に関しては、駆動試験のデータに基づいて、それ以外を想定して、設定値を決定する。最終的にＥＣＵの設定は、適合試験において、駆動試験から収集されたデータ（実測値）と、実測値から想定される値からとにより決定される。
【０００６】
上述した適合試験で計測される様々なエンジンの特性は、それぞれ関係していることも多く、例えば、ＮＯｘやオパシのように、一方の特性を向上させると他方の特性が低下するような、いわゆる、トレードオフの関係にあるものがある。このような特性の場合には、いずれか一方の特性を優先して設定値を決定するわけにはいかず、他の値との関係からそれぞれが劣ることのない最適な値を求める必要がある。
【０００７】
トレードオフの関係にある複数の特性の組み合わせについて最適な組み合わせを導き出すためには、例えば、数学的手法である組み合わせ最適化により最適解群を導き出すことにより、複数のどの値にも優越しない特性の組み合わせを導き出すことが行われる。
【０００８】
また、適合試験のエンジンの駆動状況については、どのような状態で行うかも重要であり、一般的にはエンジンの制御を一定にした状態で試験を行う定常状態下で、目的とする設定のみを変更して行う。近年、適合試験においては、ＥＣＵによるエンジンの制御がより複雑に行えるようになったこともあり、より実際の走行状態に近い状態となる過渡状態下においても適合試験を行う必要がある。例えば、排気ガス等の特性については、過渡状態においての基準が設けられ、この基準を満たさなければ、車両の登録を行わない等の措置もとられる。このため、過渡状態において、この基準に適合するように最適な特性を発揮するＥＣＵの設定を行うための適合試験の手法が求められている。
【０００９】
特許文献１には、過渡状態におけるエンジンの特性を計測し、その出力値に基づいて、エンジンの設定を変更するものが記載されている。この特許文献１に記載されるエンジンの特性の計測は、回転とトルクを変動させた過渡状態の変化に合わせてエンジンの制御も変動させることにより、より最適なエンジンの性能を発揮させた状態で適合試験を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１９５５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に記載される過渡状態におけるエンジンの制御は、例えば、制御を行う者の経験則や勘等の独自の観点で決定されて、計測試験に供される。つまり、このように決定された制御の下で計測された結果は、果たして最適なものであるか定かではない。また、エンジンの制御を行う者により結果が異なる上に、他のエンジンとの客観的な評価を行うことができないという問題があった。
【００１２】
本発明は、過渡状態のうちの加速状態において所定の基準を満たしながら、トレードオフの関係となる最適なエンジンの出力を発揮することができるエンジンの設定値を選択することができることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る過渡運転性能適合試験装置は、上記課題を解決するために、エンジンの制御要素に係る設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力要素に係る出力値の組み合わせを、所定の時間加速させた状態で設定値を複数変更して取得するデータ取得部と、出力値の組み合わせと設定値とを対応付ける対応付け部と、前記対応付け部により対応付けられた複数の出力値の組み合わせに基づいて、他の出力値の組み合わせに優越しない出力値の組み合わせである最適解を選択する最適解選択部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
上記過渡運転性能適合試験装置は、加速を行わない定常状態で前記所定の時間を所定の設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力値の組み合わせと、前記最適解に対応する設定値とに基づいて、所定範囲における設定値のマップを作成するマップ作成部を備えることを特徴とすることが好ましい。
【００１５】
上記最適解選択部は、前記データ取得部により取得された出力値を初期値として、多目的遺伝アルゴリズムを利用して算出することを特徴とすることが好ましい。
【００１６】
上記過渡運転性能適合試験装置は、所定の時間内に加速を行わない定常状態で駆動制御した結果の出力値に基づいて、前記所定の加速時間における設定値の変更箇所を決定する変更箇所決定部を備えることを特徴とすることが好ましい。
【００１７】
上記エンジンの制御要素は、ＥＧＲ及びＶＧＴに関連する制御要素であることを特徴とすることが好ましい。
【００１８】
上記エンジンの出力要素は、燃料消費といずれかのエミッション要素（一酸化炭素、二酸化炭素、ＮＯｘ、ＨＣ、又はスモーク）との組み合わせ、又は、エミッション要素（一酸化炭素、二酸化炭素、ＮＯｘ、ＨＣ、又はスモーク）の組み合わせであることを特徴とすることが好ましい。
【００１９】
本発明に係る過渡運転性能適合試験方法は、上記課題を解決するために、エンジンの制御要素に係る設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力要素に係る出力値の組み合わせを、所定の時間加速させた状態で設定値を複数変更して取得するデータ取得工程と、出力値の組み合わせと設定値とを対応付ける対応付け工程と、前記対応付け工程により対応付けられた複数の出力値の組み合わせに基づいて、他の出力値の組み合わせに優越しない出力値の組み合わせである最適解を選択する最適解選択工程と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る制御プログラムは、上記課題を解決するために、エンジンの制御要素に係る設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力要素に係る出力値の組み合わせを、所定の時間加速させた状態で設定値を複数変更して取得するデータ取得手段と、出力値の組み合わせと設定値とを対応付ける対応付け手段と、前記対応付け手段により対応付けられた複数の出力値の組み合わせに基づいて、他の出力値の組み合わせに優越しない出力値の組み合わせである最適解を選択する最適解選択手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、加速状態において所定の基準を満たしながら、トレードオフの関係となる最適なエンジンの出力を発揮することができるエンジンの設定値を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の過渡運転性能適合試験の概要を示す図である。
【図２】本発明における過渡運転性能適合試験装置の機能を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明における過渡運転性能適合試験方法を示すフロー図である。
【図４】加速時間の決定の一例を示す図で、（ａ）は走行モード（ＪＥ０５）を示す図、（ｂ）は走行モード（ＪＥ０５）の一部拡大図、（ｃ）は所定の箇所を取り出して加速時間を算出する図である。
【図５】所定の加速条件下におけるＥＧＲ開度の設定値の推移を示す図で、（ａ）は７５０ｒｐｍを示す図、（ｂ）は１０００ｒｐｍを示す図、（ｃ）は１２５０ｒｐｍを示す図である。
【図６】エンジンの駆動試験を示す図で、（ａ）は設定値を示す図であり、（ｂ）は計測機での計測結果を示す図である。
【図７】出力値の評価を行うための図で、（ａ）はあてはめに対する実測を示す散布図、（ｂ）はあてはめに対する残差を示す散布図、（ｃ）は計測順番に対する残差を示す散布図、（ｄ）は残差に対する正規確率を示す散布図である。
【図８】多目的遺伝アルゴリズムにおける多点探索を示す模式図で、（ａ）は初期化工程を示す模式図、（ｂ）は淘汰工程を示す模式図、（ｃ）は交叉及び突然変異工程を示す模式図、（ｄ）は最適解選択工程を示す模式図である。
【図９】本実施形態における最適解を示す図で、（ａ）は出力値から算出した最適解集合から１の最適解の抽出を示す図、（ｂ）は図９（ａ）で抽出された最適解に基づいて、各噴射量の値を補間により導き出した図である。
【図１０】多層グラフを示す図で、（ａ）はベースマップを３次元表示した図、（ｂ）は加速状態における最適解マップを３次元表示した図、（ｃ）は差分マップを３次元表示した図、（ｄ）はベースマップを２次元等高線グラフ表示した図、（ｅ）は加速状態における最適解マップを２次元等高線グラフ表示した図、（ｆ）は差分マップを２次元等高線グラフ表示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図１から１０を用いて説明する。
過渡運転性能適合試験装置１は、図１に示すように、駆動対象となる自動車用エンジン２（以下、エンジンという。）にＥＣＵ３（エンジンコントロールユニット）と排気ガス計測機４（以下、計測機という。）とを介して接続される。
【００２４】
エンジン２には、ＥＣＵ３（エンジンコントロールユニット）が接続される。このＥＣＵ３は、ＥＣＵ３内の記憶部（図示せず）に記憶されたエンジン２の制御要素の設定値（ＥＣＵマップ）に基づいて、エンジン２を制御駆動可能に構成される。また、ＥＣＵ３は、エンジン２を直接制御する制御要素（燃料噴射タイミング、燃料噴射量等の内燃機関に関する制御要素）に加えて、エンジン２に間接的に影響を与える制御要素（吸排気機関等に関する制御要素）を制御可能に構成される。本実施形態においてＥＣＵ３は、少なくとも、回転数、トルク、燃料噴射量、後述するＥＧＲ開度、又は、後述するＶＧＴ開度等のエンジン２の駆動に関する制御が可能に構成される。
【００２５】
また、エンジン２の吸排気管５には、ＥＧＲユニット６と、ＶＧＴユニット７とが接続される。
なお、ＥＧＲ（排気再循環、Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）とは、燃焼後の排気ガスの一部を取り出し、吸気側へ導き再度吸気させることであり、シリンダへの再度の吸気により、シリンダ内の燃焼温度を下げて、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）の排出量を抑制することを目的として行われる。吸気への再吸気の調節は、排気管５に接続され、シリンダに接続される排気流弁（ＥＧＲバルブ）の開閉の割合（以下、ＥＧＲ開度という。）を変化させて行う。本実施形態においては、エンジン２の吸排気制御をＥＧＲバルブの開閉をＥＣＵ３により制御する。
【００２６】
また、ＶＧＴ（可変容量ターボ、Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ Ｔｕｒｂｏｃｈａｒｇｅｒ）とは、排気ガスを利用して、過給機のタービンを回して、圧縮した空気をシリンダ内に送り込むことであり、自然吸気による吸気超える混合気をシリンダ内に送り込むことができるため高い出力を得る目的として行われる。シリンダへの送風の調節は、吸気側に設けられるＶＧＴバルブの開閉の割合（以下、ＶＧＴ開度という。）を変化させることをいう。本実施形態においては、エンジン２の吸排気制御をＶＧＴバルブの角度をＥＣＵ３により制御する。
【００２７】
さらに、エンジン本体２及びエンジン２の排気管５には、計測機４が接続される。
計測機４は、主に排気ガス等のエミッション要素や燃料消費等を計測可能に構成される。
また、計測機４は、本実施形態においては、エミッション要素のうち、少なくとも、スモークオパシ（以下、単にオパシという。）、一酸化炭素、二酸化炭素、ＮＯｘ又はＨＣ（炭化水素）を計測可能に構成される。なお、オパシは、計測機４により、排気ガス中の粒子状物質に対する光の透過率（スモーク透過度）として、計測される。
【００２８】
過渡運転性能適合試験装置１は、図２に示すように、記憶部１１と、処理部１２と、表示部１３と、入力操作部１４と、を備える。
記憶部１１は、実験計画データや取得されたデータ等を記憶する。入力操作部１４は、ＥＣＵ３の設定変更等をユーザにより操作可能に構成される。表示部１３は、ＥＣＵ３の設定結果や処理部１２での処理結果、初期設定等を表示する。本実施形態における過渡運転性能適合試験装置１は、入出力及び操作可能な演算処理装置であるコンピュータとして構成される。
処理部１２は、実験計画法に基づいて算定されたデータ（以下、実験計画データという。）や取得されたデータに基づいて、ＥＣＵ３の設定を行う。
【００２９】
このように構成される過渡運転性能適合試験装置１により、実験計画データに基づいて、ＥＣＵ３が設定される。そして、このＥＣＵ３の設定に基づいて、エンジン２を制御駆動させた結果を計測機４で計測する。過渡運転性能適合試験装置１は、計測機４により計測したエンジン２の駆動結果に基づいて、エンジン２の開発基準に則って再度、ＥＣＵ３の設定を行うエンジン開発における運転性能適合試験に供することができる。
【００３０】
以上のように構成される本実施形態の過渡運転性能適合試験装置１は、過渡状態のうちの加速状態において所定の基準を満たしながら、トレードオフの関係となる最適なエンジン２の出力を発揮することができるエンジン２の設定値を選択する機能を有する。
【００３１】
なお、過渡状態とは、試験時間内において、エンジン２の制御値を変化させ続けた状態（例えば、所定の時間内にスロットルを開き続けた状態）のことをいい、加速状態及び減速状態を含むものである。本実施形態においては、過渡状態の中でも、加速状態における過渡運転性能適合試験装置１に適用される。また、本実施形態において、加速状態とは、所定時間において、スロットル開度を０％から１００％まで上げた状態をいう。
これに対して定常状態とは、過渡状態に対応する用語であり、試験時間内において、エンジン２の設定値を変化させない状態のことをいう。
【００３２】
また、所定の基準とは、例えば、燃料消費基準や排気ガス基準であり、本実施形態においては、排気ガス基準のうち、排気ガス基準（走行モード（ＪＥ０５）に従った駆動試験下における排気ガスの基準）を満たすことを前提とする。
また、トレードオフの関係とは、一方を追求すれば他方を犠牲にせざるを得ないという二律背反する関係（例えば、エミッション要素のうち、ＮＯｘとオパシとの関係）をいう。
【００３３】
過渡運転性能適合試験装置１は、さらに、データ取得部１２１と、対応付け部１２３と、最適解選択部１２６とを備える。
【００３４】
データ取得部１２１は、エンジン２の制御要素（例えば、ＥＧＲとＶＧＴに関する制御要素）に係る設定値（例えば、ＥＧＲ開度とＶＧＴ開度）に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力要素（例えば、ＮＯｘとオパシ）に係る出力値（例えば、ＮＯｘ値とオパシ値）の組み合わせを、所定の時間加速させた状態で設定値を複数変更して取得する。
【００３５】
データ取得部１２１は、エンジン２を所定の加速時間（例えば、２秒）内で設定値（ＥＧＲ開度やＶＧＴ開度）を変更することより制御駆動した結果の出力値（ＮＯｘ値とオパシ値）を取得する。
【００３６】
また、データ取得部１２１は、本実施形態においては、さらに、車両諸元データｄ１、走行モードデータｄ２、定常駆動データｄ３及び過渡駆動データｄ４を取得する。
【００３７】
車両諸元データｄ１は、例えば、シリンダ径等のエンジン２の形状等の車両の情報のデータである。
走行モードデータｄ２は、排ガス規制基準の目安となる走行状態を規定したデータである。
定常駆動データｄ３は、所定の設定の下、定常状態（スロットル開度一定にした状態）でエンジン２を駆動させて実際に計測をした出力値や、計測した出力値（実測値）から予測した出力値（予測値）の設定データである（後述するベースマップデータを含む。）。
過渡駆動データｄ４は、所定の設定の下、加速状態においてエンジン２を駆動させて、実際に計測をした出力値や、計測した出力値（実測値）から予測した出力値（予測値）の設定データである。本実施形態において、過渡駆動データｄ４は、所定の回転数及び所定の加速時間において、ＥＧＲ開度及びＶＧＴ開度を変化させた駆動試験において計測されるデータである。
【００３８】
対応付け部１２３は、出力値（ＮＯｘ値とオパシ値）の組み合わせと設定値（ＥＧＲ開度とＶＧＴ開度）とを対応付ける。
本実施形態においては、対応付け部１２３は、取得した出力値の計測機４による計測誤差を調整するために、遅れ補正部１２４と出力値評価部１２５とを有する。
【００３９】
遅れ補正部１２４は、本実施形態においてはエミッション要素を測定するために、計測時間と設定制御時間とのずれが生じるために設定値と出力値との対応付けを行う。
出力値評価部１２５は、遅れ補正部１２４により対応付けられた出力値の評価を行う。出力値の評価とは、計測された出力値の計測上の誤差等の評価である。
【００４０】
最適解選択部１２６は、対応付け部１２３により対応付けられた複数の出力値の組み合わせ（ＮＯｘ値とオパシ値との組み合わせ）に基づいて、他の出力値の組み合わせに優越しない出力値の組み合わせである最適解（ＮＯｘ値とオパシ値との組み合わせ）を選択する。最適解か求められることにより、出力値と設定値とが対応付けられているために、ＮＯｘ値とオパシ値との組み合わせに対応するＥＧＲ開度とＶＧＴ開度を知ることができる。
【００４１】
なお、最適解（パレート解）とは、複数の出力値（ＮＯｘ値とオパシ値）の組み合わせの中で、所定の出力値の組み合わせにおいて、所定の組み合わせを構成する一方の出力値（ＮＯｘ値）が他の組み合わせの出力値（ＮＯｘ値）よりも優れており、他方の出力値（オパシ値）が他の組み合わせの他方の出力値（オパシ値）よりも劣っていない出力値の組み合わせのことをいう。つまり、最適解（パレート解）は、ある目的関数の値を改善するためには、少なくとも他の１の目的関数の値を改悪せざるを得ないような数学における最適化問題の解と定義される。
また、数学における最適化問題においては、本実施形態において出力値に相当する用語が目的関数であり、設定値に相当する用語が設計変数である。この際、最適化とは、上述した最適解を算出（選択）することであり、多目的最適化とは、複数のトレードオフの関係となる目的関数についての最適解の算出（選択）することをいう。
【００４２】
最適解選択部１２６は、データ取得部１２１により取得された出力値（ＮＯｘ値とオパシ値）に基づいて、最適解が選択される。本実施形態においては、最適解選択部１２６は、取得する出力値の組み合わせにより、１の最適解又は複数の最適解（最適解集合）を選択（算出）する。
【００４３】
このように構成される過渡運転性能適合試験装置１は、例えば、実際の使用頻度の高い加速時間内でエンジン２の制御要素の設定値を変更して制御駆動した場合のトレードオフの関係にある複数の出力要素の出力値の組み合わせ（ＮＯｘ値とオパシ値の組み合わせ）を外部装置等からデータ取得部１２１により取得する。
【００４４】
そして、過渡運転性能適合試験装置１は、データ取得部１２１により取得した出力値の組み合わせに基づいて、複数の出力値の組み合わせを選択（算出）することができる。
また、過渡運転性能適合試験装置１は、これら複数の出力値の組み合わせのうちで、他の出力値の組み合わせに優越されることがない出力値の組み合わせを複数選択（算出）することができる。
【００４５】
このように算出される他の出力値の組み合わせが優越しない出力値の組み合わせは、トレードオフの関係にある出力値の組み合わせの中では、最適な組み合わせであるために、ユーザは、ユーザのニーズに合った出力値の組み合わせを選択することができる。
【００４６】
また、過渡運転性能適合試験装置１は、所定の加速時間内において、設定値を変更して制御駆動した出力値を取得して、この出力値から最適な値を求めるために、自動車は実際の運転状態は非加速状態よりも加速状態の方が多いために、より実際の走行に近い状態での最適な設定値を求めることができる。したがって、ユーザは、この設定値をＥＣＵマップ等に反映させることにより、最適な測定値の組み合わせを出力するＥＣＵ３の開発をすることができる。
【００４７】
また、過渡運転性能適合試験装置１は、さらに、マップ作成部１３０を備える。
マップ作成部１３０は、加速を行わない定常状態で前記所定の時間を所定の設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力値の組み合わせと、最適解に対応する設定値とに基づいて、所定範囲における設定値のマップを作成する。
【００４８】
マップ作成部１３０は、噴射量補間部１３１と、回転数補間部１３２とを有する。噴射量補間部１３１は、後述する最適解抽出部１２９やユーザにより抽出された最適解から、設定値の状態に基づいて、所定の噴射量の範囲内の出力値（予想される出力値）を補間することにより導き出すように構成される。回転数補間部１３２は、噴射量補間部１３１により導き出された所定の噴射量の範囲内の出力値から、所定の回転数の出力値を補間により導き出すように構成される。
【００４９】
このように構成される過渡運転性能適合試験装置１は、最適解抽出部１２９により、例えば、所定の基準を満たしたエンジン２の出力を発揮し、さらに、ＮＯｘの排出量が少ない等の最適解を抽出することにより、この趣旨に沿ったエンジン２の設定（所定範囲における設定値のマップ）を算出することができるために、ＥＣＵマップを作成することができる。また、このエンジン２の設定をグラフ化（３次元の多層マップや２次元等高線状の多層マップ）して表示することにより、ユーザが視覚的に判断しやすくなる環境を提供することができる。
【００５０】
なお、最適解の抽出は、本実施形態においては、ユーザにより操作入力部を介して行われる。また、過渡運転性能適合試験装置１は、ユーザによる最適解の抽出を行わずに、さらに、最適解抽出部１２９により最適解を抽出するように構成しても良い。最適解抽出部１２９は、所定の設定（例えば、排気ガス基準をクリアした上で、最もＮＯｘ値が低い最適解を抽出する設定や、排気ガス基準をクリアした上で、バランスの良い最適解を抽出する設定等）に基づいて、最適解を抽出する。
【００５１】
このように過渡運転性能適合試験装置１を構成することにより、データ取得部１２１により、所定のデータを取得するだけで、ＥＣＵマップの作成までを自動的に行うことができる。
【００５２】
また、最適解選択部１２６は、データ取得部１２１により取得された出力値を初期値として、多目的遺伝アルゴリズムを利用して選択（算出）する。
【００５３】
また、最適解選択部１２６は、初期値抽出部１２７と、最適解探索部１２８とを有する。初期値抽出部１２７は、後述する多目的遺伝アルゴリズムの初期化工程を行うための初期値を出力値から抽出する。最適解探索部１２８は、初期値抽出部１２７により抽出された初期値から最適解を探索する。
【００５４】
多目的遺伝アルゴリズムとは、多目的最適化問題の解を導き出す手法の一種であり、多目的最適化問題を多点検索という機能を利用して解を導き出すことができる。本実施形態においては、この多目的遺伝アルゴリズムを用いて、トレードオフの関係となる目的関数の組み合わせのうち、他の目的関数の組み合わせに優越するような組み合わせとなる最適解集合を（選択）算出する。
【００５５】
また、多目的遺伝アルゴリズムとは、概念的には、解の候補を複数算出し、これらを生物（遺伝子）と考える。この解は、最適化に適した遺伝子は自らのコピーを作ることができ、適さない解は死滅すると捉えて消去（淘汰）される。また、この解は、コピーを作る際に突然変異及び交叉が起きて新たな解が次々と生成される。このようにして、多目的遺伝アルゴリズムは、複数の解から淘汰、交叉、又は突然変異を繰り返すことによって、最適解へ向けて複数の解が収束し、最終的に最適解の集合を導き出すことができる。
【００５６】
したがって、過渡運転性能適合試験装置１においては、多目的遺伝アルゴリズムの多点探索を利用して複数の最適解（最適解集合）を算出するために、例えば、スカラ手法等に比して、１度の探索で最適解集合を効率的に算出することができ、エンジン開発に係る時間を短縮することができる。
【００５７】
また、過渡運転性能適合試験装置１は、変更箇所決定部１２２を備える。
変更箇所決定部１２２は、所定の時間内に加速を行わない定常状態で駆動制御した結果の出力値に基づいて、所定の加速時間における設定値の変更箇所を決定する。
【００５８】
このように構成される過渡運転性能適合試験装置１は、定常状態による結果（例えば、駆動時間による出力の変化）を利用して、設定値の変更箇所を決定するために、不要な試験回数を減らすことができ、エンジン開発に係る時間を短縮できると共に、エンジン２の特性に応じた効率的な試験を行うことができる。
【００５９】
また、過渡運転性能適合試験装置１は、ＥＧＲ及びＶＧＴをエンジン２の制御要素として用いることができる。ＥＧＲとＶＧＴの個別の制御要素についても、１の駆動試験を行ってＥＣＵ３の設定を決定することができるために、ＥＣＵ開発にかかる時間と費用を削減することができる。
【００６０】
また、過渡運転性能適合試験装置１は、燃料消費といずれかのエミッション要素（一酸化炭素、二酸化炭素、ＮＯｘ、ＨＣ、又はスモーク）との組み合わせ、又は、エミッション要素（一酸化炭素、二酸化炭素、ＮＯｘ、ＨＣ、又はスモーク）の組み合わせをエンジン２の出力要素として用いることができる。
【００６１】
したがって、走行モード（ＪＥ０５）等の排ガス基準に適合した上で、さらに、最適なエンジン２の出力を発揮するエンジン２の開発を行うことができる。
【００６２】
以上のように構成される過渡運転性能適合試験装置１は、さらに、差分値算出部１３３とを備える。
差分値算出部１３３は、算出された加速状態における設定値と定常状態における設定値との差分を算出する。
【００６３】
次に、加速状態でのＥＣＵマップの作成方法について、図３を用いて説明する。
まず、ＥＣＵマップの作成方法の概要について説明する。ＥＣＵマップの作成方法は、データ取得工程ＳＴ１と、対応付け工程ＳＴ２、最適解選択工程ＳＴ３と、マップ作成工程ＳＴ４と、表示工程ＳＴ５とからなる。
【００６４】
データ取得工程ＳＴ１は、外部装置等によりエンジン２の制御要素に係る設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力要素に係る出力値の組み合わせを、所定の時間加速させた状態で設定値を複数変更して取得する。
対応付け工程ＳＴ２は、データ取得工程ＳＴ１により取得された出力値と設定値とを対応付ける。
最適解選択工程ＳＴ３は、前記対応付け工程により対応付けられた複数の出力値の組み合わせに基づいて、他の出力値の組み合わせに優越しない出力値の組み合わせである最適解を選択する。
マップ作成工程ＳＴ４は、最適解選択工程ＳＴ３で算出された最適解集合の中から１の最適解を抽出し、この最適解に基づいて、過渡状態におけるＥＣＵマップを作成する。
表示工程ＳＴ５は、マップ作成工程ＳＴ４で作成されたＥＣＵマップに基づいて、３次元の多層マップ、２次元の等高線状の多層マップ、差分マップを作成し、表示する。
【００６５】
なお、過渡運転性能適合試験方法は、データ取得工程ＳＴ１と、対応付け工程ＳＴ２と、最適解選択工程ＳＴ３により、構成しても良い。このように構成することにより過渡運転性能適合試験方法は、所定の加速時間内において、設定値を変更して制御駆動した出力値を取得して、この出力値から最適な値を求めるために、自動車は実際の運転状態は非加速状態よりも加速状態の方が多いために、より実際の走行に近い状態での最適な設定値を求めることができる。したがって、ユーザは、この設定値をＥＣＵマップ等に反映させることにより、最適な測定値の組み合わせを出力するエンジン開発を行うことができる。
【００６６】
次に、ＥＣＵマップ作成方法の詳細について、図３を用いて説明する。
本実施形態におけるエンジン２の駆動試験（以下、単に駆動試験という）は、実験計画法により決定され、所定の回転数（７５０ｒｐｍ、１０００ｒｐｍ及び１２５０ｒｐｍ）で、所定の時間（２秒、３秒、４秒、５秒、６秒、７秒、８秒及び９秒）エンジン２を加速させる。各時間においてエンジン２を加速させた状態で、所定のポイント（秒数）で設定値（ＥＧＲ開度及びＶＧＴ開度）を変更させた状態で出力（エミッションの内、本実施形態においてはＮＯｘ及びオパシ）を計測する。また、所定ポイントでの各設定値は、本実施形態においては２５パターンの組み合わせが設定される。
なお、本実施形態において、所定のポイントとは、図５（ａ）から（ｃ）に示すように、ベースマップに基づいて決定された切り替えポイントＰ（後に詳述する。）において、ＥＧＲ開度及びＶＧＴ開度の設定値を変更するポイントである。
【００６７】
したがって、駆動試験は、２５パターンの設定値を変更させたものを、回転数毎に行い、さらに、加速時間（秒数）を変更して行う。そして、実測の精度を高めるために同設定において３反復（３回）の駆動試験を行う。
【００６８】
具体的には、本実施形態において、出力値は、エンジン２装置から取得される出力値は所定の回転数においてエンジン２を駆動させ、所定の時間内でスロットル開度を０％から１００％（閉状態から全開状態）まで調整した状態（加速状態）でＥＧＲ開度とＶＧＴ開度を変更して得たエミッション（ＮＯｘ値とオパシ値）の積算値を用いる。
【００６９】
したがって、最適解の選択（算出）及びＥＣＵマップの作成は、所定加速時間及び所定の回転数の条件下で、２５パターンの設定値の設定状態でのデータに基づいて行われる。したがって、２５パターンで３反復の計７５回の駆動試験が行われる。この駆動試験が、所定の回転数（本実施形態においては、３回転数）について行われ、最終的には、これらについて、所定の加速時間（本実施形態においては、８段階の時間）で行われる。
【００７０】
なお、上述した加速時間は、図４（ａ）に示す走行データ（本実施形態においては、走行モード（ＪＥ０５）下における排気ガス基準）に基づいて決定される。
加速時間の決定方法は、まず、図４（ａ）に示す走行データでの加速時間の頻度を算出することにより行われる。図４（ｂ）に示すように、各速度の変化から加速箇所を特定する。次に、特定された加速箇所において、図４（ｃ）に示すように、速度変化をスロットル開度の移行時間に変換することにより、加速時間を割り出す。
全加速箇所において、加速時間を割り出すことにより、加速時間の頻度が分かるために、この加速時間の頻度と、駆動試験の実施回数とを考慮して、駆動試験に供する加速時間を決定する。
【００７１】
また、駆動試験を行う前に、加速状態で最適な設定を行うために、加速時間内で設定値の変更を行う。このため、加速時間内でどのタイミングで、設定値の変更回数及び変更値の決定をする。変更箇所の決定方法について図５を用いて説明する。なお、図５中において、四角はベースマップでの所定の噴射量におけるＥＧＲ開度の設定値を示し、三角及び丸は切り替えポイントＰに基づいて、任意に決定された所定の噴射量におけるＥＧＲ開度の設定値を示す。また、図５中において、Ｐ１及びＰ２は切り替えポイントであり、ＢＰ１は安定した運転ができる限界最小点（最小ベースポイント）であり、ＢＰ２は安定した運転ができる限界最大点（最大ベースポイント）である。
【００７２】
設定値の変更箇所は、変更箇所決定部１２２により、データ取得部１２１で取得された定常状態での設定値のデータ（ベースマップ）に基づいて、決定される。
ベースマップは、例えば、図５（ａ）において、四角で示すように、定常状態の運転により測定された値（本実施形態においては、オパシ値及びＮＯｘ値）を基にして決定された各噴射量での最適な設定値（ＥＧＲ開度）からなる。すなわち、ベースマップは、予め行なわれた定常適合試験の結果、作成されたＥＣＵマップである。
【００７３】
変更箇所決定部１２２は、設定値の変更回数を決定する。本実施形態においては、駆動試験の精度と時間を考慮して設定値の変更回数を２回（切り替えポイントＰ１及び切り替えポイントＰ２）とされる。なお、本実施形態において、切り替えポイントの数（設定値の変更回数）は、駆動試験の精度と駆動試験の時間を考慮して２回としたが、これに限られない。切り替えポイントの数は、例えば、さらに精度を高めたい場合には回数を多く設定し、駆動試験の試験時間を短くしたければ回数を少なくする等の指標等に基づいて、任意に決定することができる。また、切り替えポイントの設定箇所は、任意の箇所に設けても良く、本実施形態においては、例えば、ベースマップにおいてＥＧＲ開度の変化率が大きいポイント（変曲点）とする（７５０ｒｐｍの場合にあっては、図５（ａ）に示すように、噴射量３０を切り替えポイントＰ１とし、噴射量６０を切り替えポイントＰ２とする）。
【００７４】
変更箇所決定部１２２は、各切り替えポイントＰ１、Ｐ２におけるベースマップの値に基づいて、切り替えポイントＰ１、Ｐ２の設定値を決定する。本実施形態においては、ベースマップの値に対して、任意の高い値と低い値を設定値として決定する、つまり、各切り替えポイントＰ１、Ｐ２において３つの設定値のパターン（３基準）により駆動試験が行なわれる。なお、本実施形態においては、各切り替えポイントＰ１、Ｐ２でのＥＧＲ開度の値は、ベースマップの値を中心にして、３つ（３基準）設けたがこれに限られず、例えば、駆動試験の精度や駆動試験の時間等を考慮して決定される。
【００７５】
したがって、ＥＧＲ開度は、駆動試験の開始時、ベースポイントＢＰ１、切り替えポイントＰ１、切り替えポイントＰ２及びベースポイントＰ２での設定値により値が推移する。具体的には、例えば、７５０ｒｐｍの場合には、図５（ａ）に示すように、まず、駆動試験の開始からベースポイントＰ１まで、安定した運転を行なうために一定の値で推移する。次に、切り替えポイントＰ１で所望の設定値になるように調整されるため値が変動する。次に、切り替えポイントＰ１から切り替えポイントＰ２で所望の設定値となるように調節されるため値が変動する。次に、切り替えポイントＰ２からベースポイントＢＰ２で所望の設定値になるように調節されるため値が変動し、ベースポイントＰ２以降は安定した運転を行なうために一定の値で推移する。また、１０００ｒｐｍ及び１２５０ｒｐｍの場合にあっても、同様の設定（切り替えポイントＰ等）で行なわれ、ＥＧＲ開度が推移する（図５（ｂ）及び図５（ｃ）参照）。
【００７６】
以上のように、ＥＧＲ開度の設定により駆動試験が行なわれる。また、本実施形態においては、ＥＧＲ開度の設定変更と同様（切り替えポイントＰ１、Ｐ２）にＶＧＴ開度についても任意に決定した設定値での変更を行なう。なお、本実施形態においてＶＧＴ開度の設定についても、ＥＧＲ開度と同様に、ＶＧＲ開度のベースマップから変更箇所を設定して、３基準で設定値を変更して行なう。
【００７７】
したがって、駆動試験においては、所定の時間での所定の回転数（例えば、２秒加速時間での７５０ｒｐｍ）について、切り替えポイントＰ１、Ｐ２のＥＧＲ開度の設定を３基準において行ない（９パターンの組み合わせ）、さらに、ＶＧＴ開度の設定を同様に行なう（全８１パターンの組み合わせ）。本実施形態においては、実験計画法により、実際には全８１パターンの組み合わせのうち、２５パターンの組み合わせが選定される。そして、この２５パターンの組み合わせにより駆動試験を行なう。なお、本実施形態においては、試験精度を高めるために各パターンについて３反復の駆動試験を行なう。このため、駆動試験の回数は、７５回となる。
また、本実施形態における駆動試験は、各時間（２秒から９秒）における各回転数（７５０ｒｐｍ、１０００ｒｐｍ及び１２５０ｒｐｍ）について行なわれる。なお、駆動試験は、上述した時間と回転数に限られずに、任意に決定して条件の下で行なうことができる。
【００７８】
ステップＳＴ１０においては、データ取得部１２１は、計測機４から駆動試験により計測した出力値の取得を行う。駆動試験は、図６（ａ）に示すように、所定時間においてスロットル開度を０％から１００％まで変化させて行う。図６（ａ）において、スロットル開度の変化に伴って、スロットルに対応する鎖線で示す燃料噴射量も変化する。また、上述した変更箇所決定部１２２により決定された設定値の変更箇所（切り替えポイントＰ１、切り替えポイントＰ２）を起点に、図６（ａ）において実線で示したＥＧＲ開度及び図６（ａ）において二点鎖線で示したＶＧＴ開度を所定の値に変化させる。
【００７９】
なお、図６（ａ）において、一点鎖線は、トルクを示す。また、ＢＰ１は安定した運転ができる限界最小点（最小ベースポイント）であり、ＢＰ２は安定した運転ができる限界最大点（最大ベースポイント）である。
【００８０】
上述したようにエンジン２を制御駆動することにより、計測機４において、図６（ｂ）に示すような出力値（ＮＯｘ値及びオパシ値）が計測される。なお、図６（ｂ）において、実線はスロットル開度であり、一点鎖線はＮＯｘ値であり、二点鎖線はオパシ値である。
【００８１】
ステップＳＴ２０において、遅れ補正部１２４は、ステップＳＴ１０により取得された出力値の遅れ補正を行う。本実施形態においては、出力値は、エミッションに関する要素（ＮＯｘ、オパシ）であるため、図６（ｂ）に示すように、エンジン２の制御時からは遅れて、出力値（ＮＯｘ値、オパシ値）が取得される。したがって、本工程２０において、エンジン２の駆動制御に出力を対応付ける処理を行う。
【００８２】
なお、本実施形態で用いるエミッション要素（ＮＯｘ、オパシ）は、回転速度と加速時間に関わらず、制御に対して一定の時間経過後に制御に対応する値が計測される。遅れ時間は、実験の結果により、回転速度と加速時間に影響を受けないために、一定となる。したがって、遅れ補正部１２４は、データ取得部１２１により取得した車両諸元データｄ１のシリンダ径の大きさから予め算出した遅れ時間により、設定値と出力値との対応付けを行う。
【００８３】
ステップＳＴ３０において、出力値評価部１２５は、出力値の評価を行う。出力値評価部１２５は、ステップＳＴ２０で対応付けを行った出力値に対して、あてはめ値に対するブレ（図７（ａ）を参照）、あてはめ値の残差（図７（ｂ）を参照）、計測順番からの残差（図７（ｃ）を参照）、残差に対する正規確率（図７（ｄ）を参照）を総合的に判定して、出力値の数値の精度を評価する。本工程ＳＴ３０において、出力値が異常であると判定された場合（Ｎ）には、ステップＳＴ１０において、再度駆動試験を行い、出力値を取得する。また、本工程ＳＴ３０において、出力値が正常であると判定された場合（Ｙ）には、ステップＳＴ４０に進む。
【００８４】
ステップＳＴ４０において、初期値抽出部１２７は、初期値の抽出を行う。本工程ＳＴ４０では、多目的遺伝アルゴリズムにおける初期化工程に用いられる初期値の抽出が行われる。初期化工程を視覚的に示すと、図８（ａ）に示すように、ＮＯｘ値とオパシ値を軸とするグラフ上に出力値を点在させた状態である。Ｓ１は点在した出力値を示し、Ｓ２はＳ１との関係ではＳ１に優越した関係となる。
【００８５】
ステップＳＴ５０において、最適解探索部１２８は、淘汰、交叉及び突然変異を行う。本工程ＳＴ５０では、多目的遺伝アルゴリズムにおける淘汰工程、交叉工程及び突然変異工程が行われる。淘汰工程、交叉工程及び突然変異工程を視覚的に示す（図８（ｂ）、（ｃ）を参照）。図８（ｂ）のＳ３は淘汰した出力値を示し、図８（ｃ）のＳ４は交叉及び突然変異により生成された出力値を示す。
【００８６】
ステップＳＴ６０において、最適解選択部１２６は、最適解の選択（算出）を行う。最適解選択部１２６は、ステップＳＴ５０において、淘汰工程、交叉工程及び突然変異工程が繰り返される中で、他の解に優越しない解を算出する（図８（ｄ）を参照）。図８（ｄ）のＳ５は、他の解に優越しない解（最適解）である。
【００８７】
ステップＳＴ７０において、最適解抽出部１２９又はユーザは、最適解の抽出を行う。最適解抽出部１２９は、図９（ａ）に示すように、ステップＳＴ６０において算出された最適解集合の中から１の最適解を抽出する。１の最適解の抽出は、例えば、ＮＯｘ値を優先させる最適解を選定したり、ＮＯｘ値とオパシ値がどちらも高くならないような最適解を選定したりして、エンジン２開発の方針に基づいて、決定され、最適解が抽出される。また、１の最適解は、操作入力手段により、ユーザが直接選定しても良い。なお、図９（ａ）において、白抜きの三角は計測された出力値を示し、黒塗りの三角はベースマップの出力値を示し、白抜きの四角は選択された最適解を示し、黒塗りの四角は抽出された最適解を示す。
【００８８】
ステップＳＴ８０において、噴射量補間部１３１は、所定噴射量領域のＥＧＲ開度（ＶＧＴ開度）の算出を行う。噴射量補間部１３１は、ステップＳＴ７０において抽出された最適解から、本計測時のベースポイントＢＰ１、ＢＰ２を基にして、所定の噴射量での値を直線補間により導き出す。
【００８９】
本工程ＳＴ８０において導き出される値は、例えば、７５０ｒｐｍの場合、図１０（ｅ）に示すようなＹ軸方向の一列Ｌを構成する値である。本工程ＳＴ８０は、計測されたすべての回転数において行われる。
【００９０】
ステップＳＴ９０において、回転数補間部１３２は、所定回転数領域のＥＧＲ開度（ＶＧＴ開度）の算出を行う。回転数補間部１３２は、ステップＳＴ８０において導き出された所定噴射量での値から、所定回転数の値を線形補間により導き出す。したがって、本工程ＳＴ９０を経ることにより、図１０（ｂ）、（ｄ）に示す領域すべての値（加速状態におけるマップ）を導き出すことができる。なお、本実施形態においては、線形補間により、他の回転数の値を導き出したが、これに限られず、例えば、三角メッシュ補間、Ａｋｉｍａ補間及び格子補間等の補間手法を用いることができる。
【００９１】
つまり、ステップＳＴ８０及びステップＳＴ９０では、図９（ｂ）に示すように、まず、抽出した最適解（図９（ｂ）において、抽出した最適解はハッチング領域で示す。）から、ベースポイントＢＰ１、ＢＰ２に基づいて、各噴射量でのＥＧＲ開度（ＶＧＴ開度）を補間して求める。これにより、実測した回転数における各噴射量でのＥＧＲ開度（ＶＧＴ開度）を求められる。
そして、求められた回転数でのＥＧＲ開度（ＶＧＴ開度）から、駆動試験を行っていない回転数での各噴射量におけるＥＧＲ開度（ＶＧＴ開度）を補間して求める。
結果的に、ステップＳＴ８０及びステップＳＴ９０において、全回転数の各噴射量におけるＥＧＲ開度（ＶＧＴ開度）が求められる。
【００９２】
ステップＳＴ１００において、差分値算出部１３３は、差分値の算出を行う。差分値算出部１３３は、ＥＧＲのベースマップ（ＶＧＴのベースマップ）と、ステップＳＴ９０において作成された加速状態におけるＥＧＲマップ（ＶＧＴマップ）との差分値を算出し、最終的に差分マップを作成する。ユーザは、差分マップにより、ベースマップとの差異を知ることができ、ＥＣＵ３の設定の決定に役立てることができる。
【００９３】
ステップＳＴ１１０において、処理部１２は、多層マップを作成する。処理部１２は、ステップＳＴ９０及びステップＳＴ１００において作成された加速状態におけるマップ及び差分マップのテーブル値から、３次元の多層マップ（図１０（ｂ）、（ｃ）を参照）及び２次元の等高線状の多層マップ（図１０（ｅ）から（ｆ）を参照）を作成する。
【００９４】
ステップＳＴ１２０において、表示部１３は、多層マップを表示する。表示部１３は、ステップＳＴ１１０において作成された３次元の多層マップ及び２次元等高線状の多層マップを表示する。ユーザは、表示された多層マップ及び２次元等高線状のマップを視覚的に判断して、ＥＣＵ３の開発に供することができる。
【００９５】
したがって、過渡運転性能適合試験装置１は、過渡状態のうちの加速状態において所定の基準を満たしながら、トレードオフの関係となる最適なエンジン２の出力を発揮することができるエンジン２の設定値を選択することができる。
【００９６】
以上、本発明に係る過渡運転性能適合試験装置１の好適な実施形態について説明したが、本発明に係る過渡運転性能適合試験装置１は、上述した実施形態に限定されることなく種々の形態で実施することができる。
【００９７】
なお、本実施形態においては、ＥＧＲ開度及びＶＧＴ開度を設計変数としたが、これに限られない。設計変数は、例えば、ブースト圧や噴射タイミング等の過渡中に運転性能（主にエミッション、燃費、又は燃焼音）に影響を与えるエンジン２の制御要素であれば良い。
【００９８】
また、本実施形態においては、ＥＧＲ開度及びＶＧＴ開度を設計変数とし、この設計変数に対応する目的変数をＮＯｘ及びオパシとしたが、これに限られない。目的変数は、例えば、燃費やエミッション（ＣＯ（一酸化炭素、）、ＣＯ２（二酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素））等においてトレードオフの関係にあるものであれば良い。
【００９９】
また、本実施形態において、加速状態とは、所定時間において、スロットル開度を０％から１００％まで上げた状態としているが、スロットル開度の制御は、スロットルの直接制御（定開度制御（ＡθＲ））により行っても良いが、スロットルの間接制御（例えば、定速度制御（ＡＳＲ）、定トルク制御（ＡＴＲ）、定吸気圧制御（ＡＢＲ）等）により行っても良い。
【０１００】
また、本実施形態において、加速時間は、走行モード（ＪＥ０５）の走行データに基づいて決定したがこれに限られない。加速時間は、例えば、ユーザにより任意の時間に決定しても良く、走行モード（ＪＥ０５）以外の走行モード（例えば、１０・１５モード、ＪＣ０８等）の走行データに基づいて決定しても良い。
【０１０１】
また、本実施形態においては、多目的遺伝アルゴリズムの多点探索機能を利用して、出力値から最適解を算出したが、これに限られない。最適化問題の解として最適な目的変数の値を導き出すことが可能なものであれば良く、例えば、スカラ手法により導き出しても良い。
【０１０２】
また、本実施形態においては、出力値から選択（算出）された最適解集合に基づいて、加速状態におけるＥＣＵマップ（ＥＧＲマップ及びＶＧＴマップ）を作成する過渡運転性能適合試験装置１を説明したが、これに限られない。出力値から最適解集合を算出する過渡運転性能最適化装置として構成しても良い。
【０１０３】
また、本実施形態においては、ハードウエアとなる過渡運転性能適合試験装置１として構成したが、これに限られず、コンピュータにより実行されるソフトウエアとなる制御プログラムとして構成しても良い。
【符号の説明】
【０１０４】
１ 過渡運転性能適合試験装置
１２２ 変更箇所決定部
１２１ データ取得部
１２３ 対応付け部
１２６ 最適解選択部
１３０ マップ作成部
ＳＴ１ データ取得工程
ＳＴ２ 対応付け工程
ＳＴ３ 最適解選択工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの制御要素に係る設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力要素に係る出力値の組み合わせを、所定の時間加速させた状態で設定値を複数変更して取得するデータ取得部と、
出力値の組み合わせと設定値とを対応付ける対応付け部と、
前記対応付け部により対応付けられた複数の出力値の組み合わせに基づいて、他の出力値の組み合わせに優越しない出力値の組み合わせである最適解を選択する最適解選択部と、を備えることを特徴とする過渡運転性能適合試験装置。
【請求項２】
加速を行わない定常状態で前記所定の時間を所定の設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力値の組み合わせと、前記最適解に対応する設定値とに基づいて、所定範囲における設定値のマップを作成するマップ作成部を備えることを特徴とする請求項１記載の過渡運転性能適合試験装置。
【請求項３】
前記最適解選択部は、前記データ取得部により取得された設定値を初期値として、多目的遺伝アルゴリズムを利用して算出することを特徴とする請求項１又は２記載の過渡運転性能適合試験装置。
【請求項４】
所定の時間内に加速を行わない定常状態で駆動制御した結果の出力値に基づいて、前記所定の加速時間における設定値の変更箇所を決定する変更箇所決定部を備えることを特徴とする請求項１から３記載の過渡運転性能適合試験装置。
【請求項５】
前記エンジンの制御要素は、ＥＧＲ及びＶＧＴに関する制御要素であることを特徴とする請求項１から４記載の過渡運転性能適合試験装置。
【請求項６】
前記エンジンの出力要素は、燃料消費といずれかのエミッション要素（一酸化炭素、二酸化炭素、ＮＯｘ、ＨＣ、又はスモーク等）との組み合わせ、又は、エミッション要素（一酸化炭素、二酸化炭素、ＮＯｘ、ＨＣ、又はスモーク等）の組み合わせであることを特徴とする請求項５記載の過渡運転性能適合試験装置。
【請求項７】
エンジンの制御要素に係る設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力要素に係る出力値の組み合わせを、所定の時間加速させた状態で設定値を複数変更して取得するデータ取得工程と、
出力値の組み合わせと設定値とを対応付ける対応付け工程と、
前記対応付け工程により対応付けられた複数の出力値の組み合わせに基づいて、他の出力値の組み合わせに優越しない出力値の組み合わせである最適解を選択する最適解選択工程と、を備えることを特徴とする過渡運転性能適合試験方法。
【請求項８】
エンジンの制御要素に係る設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力要素に係る出力値の組み合わせを、所定の時間加速させた状態で設定値を複数変更して取得するデータ取得手段と、
出力値の組み合わせと設定値とを対応付ける対応付け手段と、
前記対応付け手段により対応付けられた複数の出力値の組み合わせに基づいて、他の出力値の組み合わせに優越しない出力値の組み合わせである最適解を選択する最適解選択手段と、を備えることを特徴とする過渡運転性能適合試験装置に実行させる制御プログラム。
【請求項１】
エンジンの制御要素に係る設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力要素に係る出力値の組み合わせを、所定の時間加速させた状態で設定値を複数変更して取得するデータ取得部と、
出力値の組み合わせと設定値とを対応付ける対応付け部と、
前記対応付け部により対応付けられた複数の出力値の組み合わせに基づいて、他の出力値の組み合わせに優越しない出力値の組み合わせである最適解を選択する最適解選択部と、を備えることを特徴とする過渡運転性能適合試験装置。
【請求項２】
加速を行わない定常状態で前記所定の時間を所定の設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力値の組み合わせと、前記最適解に対応する設定値とに基づいて、所定範囲における設定値のマップを作成するマップ作成部を備えることを特徴とする請求項１記載の過渡運転性能適合試験装置。
【請求項３】
前記最適解選択部は、前記データ取得部により取得された設定値を初期値として、多目的遺伝アルゴリズムを利用して算出することを特徴とする請求項１又は２記載の過渡運転性能適合試験装置。
【請求項４】
所定の時間内に加速を行わない定常状態で駆動制御した結果の出力値に基づいて、前記所定の加速時間における設定値の変更箇所を決定する変更箇所決定部を備えることを特徴とする請求項１から３記載の過渡運転性能適合試験装置。
【請求項５】
前記エンジンの制御要素は、ＥＧＲ及びＶＧＴに関する制御要素であることを特徴とする請求項１から４記載の過渡運転性能適合試験装置。
【請求項６】
前記エンジンの出力要素は、燃料消費といずれかのエミッション要素（一酸化炭素、二酸化炭素、ＮＯｘ、ＨＣ、又はスモーク等）との組み合わせ、又は、エミッション要素（一酸化炭素、二酸化炭素、ＮＯｘ、ＨＣ、又はスモーク等）の組み合わせであることを特徴とする請求項５記載の過渡運転性能適合試験装置。
【請求項７】
エンジンの制御要素に係る設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力要素に係る出力値の組み合わせを、所定の時間加速させた状態で設定値を複数変更して取得するデータ取得工程と、
出力値の組み合わせと設定値とを対応付ける対応付け工程と、
前記対応付け工程により対応付けられた複数の出力値の組み合わせに基づいて、他の出力値の組み合わせに優越しない出力値の組み合わせである最適解を選択する最適解選択工程と、を備えることを特徴とする過渡運転性能適合試験方法。
【請求項８】
エンジンの制御要素に係る設定値に従って制御駆動されたことにより出力され、互いにトレードオフの関係となる複数種の出力要素に係る出力値の組み合わせを、所定の時間加速させた状態で設定値を複数変更して取得するデータ取得手段と、
出力値の組み合わせと設定値とを対応付ける対応付け手段と、
前記対応付け手段により対応付けられた複数の出力値の組み合わせに基づいて、他の出力値の組み合わせに優越しない出力値の組み合わせである最適解を選択する最適解選択手段と、を備えることを特徴とする過渡運転性能適合試験装置に実行させる制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１５３９０２（Ｐ２０１１−１５３９０２Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５３５１（Ｐ２０１０−１５３５１）
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【出願人】（０００１４５８０６）株式会社小野測器 (230)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【出願人】（０００１４５８０６）株式会社小野測器 (230)
【Ｆターム（参考）】
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