限界点探索装置及び方法
【課題】限界点を探索する途中での結果を有効に活用し、効率のよい限界点探索を行う限界点探索装置及び方法を提供すること。
【解決手段】限界点探索装置１０は、探査した限界値に対応する限界点によって境界を作成し、作成した境界を構成する限界点のうち、第１の限界点を挟んで隣り合うＮ個の限界点を求め（Ｎ＝次元数（変化させる制御パラメータ数））、求めたＮ個の限界点によって形成される超平面と平行な超平面であって第１の限界点を含む超平面を、境界を構成する全ての限界点について求め、求めた超平面によって構成される大境界を作成する。そして、限界点探索装置１０は、作成した大境界と、作成した境界との隙間である境界ギャップのうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップを算出し、算出した最大の境界ギャップの頂点であって大境界を構成する頂点の方向に向かって、探索始点から限界点の探索を行う。
【解決手段】限界点探索装置１０は、探査した限界値に対応する限界点によって境界を作成し、作成した境界を構成する限界点のうち、第１の限界点を挟んで隣り合うＮ個の限界点を求め（Ｎ＝次元数（変化させる制御パラメータ数））、求めたＮ個の限界点によって形成される超平面と平行な超平面であって第１の限界点を含む超平面を、境界を構成する全ての限界点について求め、求めた超平面によって構成される大境界を作成する。そして、限界点探索装置１０は、作成した大境界と、作成した境界との隙間である境界ギャップのうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップを算出し、算出した最大の境界ギャップの頂点であって大境界を構成する頂点の方向に向かって、探索始点から限界点の探索を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、限界点探索装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンは、高性能化により、多くの制御パラメータによって制御されて動作する。この制御パラメータによって制御されるエンジンの特性は、実験計画法（ＤＯＥ）によって配置された所定数の計測点における計測データに基づいて、モデル化されている。例えば、排ガス（ＮＯｘ）量の少ないエンジンにするために、このような計測データに基づいたモデルを使用して、コモンレール圧や、燃料噴射時期等の制御パラメータが最適化される。
【０００３】
ただし、制御パラメータの組み合わせによっては、装置が過熱等により運転不可能になることがある。このため、運転可能な限界値を計測し、この限界値を頂点（限界点）として運転可能領域を求める。この限界点に対応する制御パラメータの限界値を探査する技術を開示する特許文献１が知られている。
【０００４】
特許文献１で開示するエンジン用試験装置は、複数の運転条件をパラメータとする座標系にてエンジンの運転可能領域Ｘを探索するときに、運転可能領域Ｘ内に第一探索開始点を配置し、第一探索開始点を起点として複数の探索点を所定方向に順次配列することにより運転可能領域Ｘの境界探索（以下、第一境界探索という。）を行う。次に、エンジン用試験装置は、第一境界探索にて取得された運転可能領域Ｘの境界点に基づいて運転可能領域Ａ１を仮算出し、この運転可能領域Ａ１の略重心Ｇに第二探索開始点を配置し、第二探索開始点を起点として複数の探索点を所定方向に配列することにより運転可能領域Ｘの境界探索（以下、第二境界探索という。）を行い、かつ、第一境界探索及び第二境界探索にて取得された運転可能領域Ｘの境界点に基づいて運転可能領域Ａ２を算出する。このようにエンジン用試験装置は、第一境界探索及び第二境界探索を含む複数の境界探索を行い、一回のみの境界探索を行って運転可能領域が取得される構成と比較して、運転可能領域Ｘの探索精度を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２０２９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、一組の探索を終えると、探索開始点を移動して再探索を行うので、限界点を探索する際に重複して探索する部分がある。また、特許文献１に開示された技術は、探索する方向が所定の方向なので、探索開始点を移動させても限界点を効率よく探索できない場合もある。
【０００７】
そこで、限界点を探索する途中での結果を有効に活用し、効率のよい限界点探索を行う装置及び方法が求められている。
【０００８】
本発明は、限界点を探索する途中での結果を有効に活用し、効率のよい限界点探索を行う限界点探索装置及び方法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】
【０００９】
本発明では、以下のような解決手段を提供する。
（１） 複数の制御パラメータによって制御されるエンジンの運転可能領域を構成する限界点を探索する限界点探索装置であって、前記エンジンの動作状態を測定するエンジン測定手段と、前記エンジン測定手段によって測定された結果が前記エンジンの所定の動作条件を超えるまで、所定の探索始点から、所定の探索方向に向かって前記制御パラメータの値を変化させて、制御パラメータの限界値を探査する限界値探査手段と、前記限界値探査手段によって探査された限界値に対応する限界点によって境界を作成する境界作成手段と、前記境界作成手段によって作成された境界を構成する限界点のうち、第１の限界点を挟んで隣り合うＮ個の限界点を求め（Ｎ＝次元数（変化させる制御パラメータ数））、求めたＮ個の限界点によって形成される超平面と平行な超平面であって第１の限界点を含む超平面を求める超平面作成手段と、前記境界作成手段によって作成された境界を構成する全ての限界点について、前記超平面作成手段によって超平面を求め、求められた超平面によって構成される大境界を作成する大境界作成手段と、前記大境界作成手段によって作成された大境界と、前記境界作成手段によって作成された境界との隙間である境界ギャップのうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップを算出する最大境界ギャップ算出手段と、前記最大境界ギャップ算出手段によって算出された最大の境界ギャップの頂点であって前記大境界を構成する頂点の方向に向かって、前記探索始点から限界点の探索を行うように前記限界値探査手段を制御する探索制御手段と、を備える限界点探索装置。
【００１０】
（１）の構成によれば、本発明に係る限界点探索装置は、探査した限界値に対応する限界点によって境界を作成し、作成した境界を構成する限界点のうち、第１の限界点を挟んで隣り合うＮ個の限界点を求め（Ｎ＝次元数（変化させる制御パラメータ数））、求めたＮ個の限界点によって形成される超平面と平行な超平面であって第１の限界点を含む超平面を、境界を構成する全ての限界点について求め、求めた超平面によって構成される大境界を作成する。そして、限界点探索装置は、作成した大境界と、作成した境界との隙間である境界ギャップのうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップを算出し、算出した最大の境界ギャップの頂点であって大境界を構成する頂点の方向に向かって、探索始点から限界点の探索を行う。
【００１１】
すなわち、本発明に係る限界点探索装置は、新たに探索した限界点を含めて、探索が不十分な可能性が高い方向に向けて限界点の探索を行う。
したがって、本発明に係る限界点探索装置は、限界点を探索する途中での結果である探索した限界点を有効に活用し、効率のよい限界点探索を行うことができる。
【００１２】
（２） 前記限界点を探索する際に、探索する方向と前記境界との交点を算出し、算出した交点と前記探索始点との間に、探索のための計測を開始する計測始点を算出する計測始点算出手段をさらに備える、（１）に記載の限界点探索装置。
【００１３】
したがって、（２）に係る限界点探索装置は、計測回数を少なくするように、探索を開始する始点を移動させるので、探索した限界点を有効に活用し、さらに効率のよい限界点探索を行うことができる。
【００１４】
（３） 前記最大境界ギャップ算出手段によって算出された最大の前記境界ギャップの大きさが、閾値以下であるか否かを判定する境界ギャップ判定手段を備え、前記探索制御手段は、前記境界ギャップ判定手段によって最大の前記境界ギャップの大きさが閾値以下であると判定されるまで、限界点の探索を行うように前記限界値探査手段を制御する（１）又は（２）に記載の限界点探索装置。
【００１５】
したがって、（３）に係る限界点探索装置は、探索した限界点を有効に活用して、運転可能領域のうち探索が不十分な可能性が高い方向が残っているか否かを定量的に判定するので、さらに効率のよい限界点探索を行うことができる。
【００１６】
（４） 複数の制御パラメータによって制御されるエンジンの運転可能領域を構成する限界点を探索する限界点探索装置が実行する方法であって、前記エンジンの動作状態を測定するエンジン測定ステップと、前記エンジン測定ステップによって測定された結果が前記エンジンの所定の動作条件を超えるまで、所定の探索始点から、所定の探索方向に向かって前記制御パラメータの値を変化させて、制御パラメータの限界値を探査する限界値探査ステップと、前記限界値探査ステップによって探査された限界値に対応する限界点によって境界を作成する境界作成ステップと、前記境界作成ステップによって作成された境界を構成する限界点のうち、第１の限界点を挟んで隣り合うＮ個の限界点を求め（Ｎ＝次元数（変化させる制御パラメータ数））、求めたＮの限界点によって形成される超平面と平行な超平面であって第１の限界点を含む超平面を求める超平面作成ステップと、前記境界作成ステップによって作成された境界を構成する全ての限界点について、前記超平面作成ステップによって超平面を求め、求められた超平面によって構成される大境界を作成する大境界作成ステップと、前記大境界作成ステップによって作成された大境界と、前記境界作成ステップによって作成された境界との隙間である境界ギャップのうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップを算出する最大境界ギャップ算出ステップと、前記最大境界ギャップ算出ステップによって算出された最大の境界ギャップの頂点であって前記大境界を構成する頂点の方向に向かって、前記探索始点から限界点の探索を行うように制御する探索制御ステップと、を備える方法。
【００１７】
したがって、本発明に係る方法は、（１）と同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、限界点を探索する途中での結果を有効に活用し、効率のよい限界点探索を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の特徴を説明する説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る限界点探索装置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限界点探索装置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限界点探索装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る限界点探索装置により探索した限界点の例を示す図である。
【図６】従来の限界点探索により探索した限界点の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【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、本発明の特徴を説明する説明図である。図１（１）は、最大の境界ギャップを構成する頂点の方向に向けて限界点を探索することを示し、図１（２）は、図１（１）の例に続いて新たな限界点を探索していることを示す図である。図１において、制御パラメータの数は２つ（次元数Ｎ＝２）なので、超平面は、直線で表されている。
【００２２】
図１（１）の例は、限界点探索装置１０が制御パラメータの限界値（例えば、２つの制御パラメータの組み合わせ）を探査し、最初に所定の方向（例えば、４方向）の限界点を探し出したことを示す図である。
【００２３】
次に、図１（１）の例は、２つの制御パラメータによって制御されるエンジンの運転可能領域３９０について、限界点探索装置１０が、最初の探索始点１００と最初の探索方向とを決定し、探査した限界値に対応する限界点１０１，１０２，１０３，１０４によって境界１９０を作成したことを示す例である。最初の探索始点１００は、エンジンの動作条件内であることが既知の点である。最初の探索方向は、例えば、２つの制御パラメータ（Ｐ１、Ｐ２）の場合、Ｐ１の制御パラメータのみを増減する探索方向と、Ｐ２の制御パラメータのみを増減する探索方向との４方向である。
【００２４】
次に、図１（１）の例は、作成された境界１９０を構成する限界点１０１，１０２，１０３，１０４のうち、限界点１０１を挟んで隣り合う限界点１０２及び限界点１０４を求め、求めた限界点１０２及び限界点１０４によって形成される線分２０１と平行な直線であって限界点１０１を含む直線２１１を求めたことを示している。次に、図１（１）の例は、作成された境界を構成する全ての限界点１０１，１０２，１０３，１０４について、同様の直線を求め、求めた直線２１１，２１２，２１３，２１４によって構成される大境界２９０を作成したことを示している。そして、図１（１）の例は、作成された大境界２９０と、作成された境界１９０との隙間である境界ギャップ４０１，４０２，４０３，４０４のうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップ４０１を算出し、算出した最大の境界ギャップ４０１の頂点であって大境界２９０を構成する頂点３０１の方向に向かって、探索始点１００から探索し、新たな限界点１０５を探索したことを示している。
【００２５】
さらに、図１（２）の例は、図１（１）で探索した限界点１０５を加えた境界１９１を構成する限界点１０１，１０２，１０３，１０４，１０５のうち、限界点１０１を挟んで隣り合う限界点１０５及び限界点１０４を求め、求めた限界点１０５及び限界点１０４によって形成される線分２０３と平行な直線であって限界点１０１を含む直線２２１を求めたことを示している。次に、図２（１）の例は、作成された境界１９１を構成する全ての限界点１０１，１０２，１０３，１０４，１０５について、同様に、直線２２１，２２２，２２３，２２４，２２５を求め、求めた直線２２１，２２２，２２３，２２４，２２５によって構成される大境界２９１を作成したことを示している。そして、図２（１）の例は、作成された大境界２９１と、作成された境界１９１との隙間である境界ギャップ４１１，４１２，４１３，４１４，４１５のうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップ４１５を算出し、算出した最大の境界ギャップ４１５の頂点であって大境界２９１を構成する頂点３１５の方向に向かって探索し、新たな限界点１０６を探索したことを示している。
さらに、図１（２）の例は、限界点を探索する際に、頂点３１５に向かう方向と境界１９１との交点１１２を算出し、算出した交点１１２と探索始点１００との間に計測始点１１１を算出し、計測始点１１１から探索のための計測を開始して、限界点１０６を探索したことを示している。
【００２６】
図２は、本発明の一実施形態に係る限界点探索装置１０の機能を示す機能ブロック図である。限界点探索装置１０は、エンジン測定手段としてのエンジン測定部１１と、限界値探査手段としての限界値探査部１２と、境界作成手段としての境界作成部１３と、超平面作成手段としての超平面作成部１４と、大境界作成手段としての大境界作成部１５と、最大境界ギャップ算出手段としての最大境界ギャップ算出部１６と、探索制御手段としての探索制御部１７と、計測始点算出手段としての計測始点算出部１８と、境界ギャップ判定手段としての境界ギャップ判定部１９とを備えている。
【００２７】
エンジン測定部１１は、エンジンの動作状態を測定する。例えば、エンジン測定部１１は、制御パラメータ（例えば、コモンレール圧や、燃料噴射時期等）を用いてエンジンを動作させ、動作状態（例えば、排ガス（ＮＯｘ）量等）を測定できるシステム（例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）制御システム５０）に制御パラメータの値を送信し、エンジンの動作状態を測定した測定結果を受信する。
【００２８】
限界値探査部１２は、エンジン測定部１１によって測定された結果がエンジンの所定の動作条件を超えるまで、所定の探索始点から、所定の探索方向に向かって制御パラメータの値を変化させて、制御パラメータの限界値を探査する。具体的には、限界値探査部１２は、指定された探索始点から指定された探索方向に向かって、制御パラメータを変化させながら（例えば、動作条件を超える値と現時点での値との間を２分しながら変化させる２分法や、連続的にスイープさせて変化させる方法等により）エンジンの性能を測定し、限界値を探査する。
【００２９】
境界作成部１３は、限界値探査部１２によって探査された限界値に対応する限界点によって境界を作成する。具体的には、境界作成部１３は、図１（１）で示す様に、限界点同士を超平面（図１（１）では、直線）によって結び境界１９０を作成する。
【００３０】
超平面作成部１４は、境界作成部１３によって作成された境界を構成する限界点のうち、第１の限界点を挟んで隣り合うＮ個の限界点を求め（Ｎ＝次元数（変化させる制御パラメータ数））、求めたＮ個の限界点によって形成される超平面と平行な超平面であって第１の限界点を含む超平面を求める。具体的には、超平面作成部１４は、図１（１）で示す様に、例えば、作成された境界１９０を構成する限界点１０１，１０２，１０３，１０４のうち、限界点１０１を挟んで隣り合う限界点１０２及び限界点１０４を求め、求めた限界点１０２及び限界点１０４によって形成される超平面（図１（１）では、線分２０１）と平行な超平面であって限界点１０１を含む超平面（図１（１）では、直線２１１）を求める。
【００３１】
大境界作成部１５は、境界作成部１３によって作成された境界を構成する全ての限界点について、超平面作成部１４によって超平面を求め、求められた超平面によって構成される大境界を作成する。具体的には、大境界作成部１５は、図１（１）で示す様に、例えば、作成された境界１９０を構成する全ての限界点１０１，１０２，１０３，１０４について、超平面作成部１４によって超平面（図１（１）では、直線２１１、２１２、２１３、２１４）を作成し、作成した超平面（図１（１）では、直線２１１、２１２、２１３、２１４）によって構成される大境界２９０を作成する。
【００３２】
最大境界ギャップ算出部１６は、大境界作成部１５によって作成された大境界と、境界作成部１３によって作成された境界との隙間である境界ギャップのうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップを算出する。具体的には、最大境界ギャップ算出部１６は、図１（１）で示す様に、例えば、作成された境界１９０との隙間である境界ギャップ４０１，４０２，４０３，４０４のうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップ４０１を算出する。
【００３３】
探索制御部１７は、最大境界ギャップ算出部１６によって算出された最大の境界ギャップの頂点であって大境界を構成する頂点の方向に向かって、探索始点から限界点の探索を行うように限界値探査手段を制御する。具体的には、探索制御部１７は、図１（１）で示す様に、例えば、算出された最大の境界ギャップ４０１の頂点であって大境界を構成する頂点３０１の方向に向かって、探索始点１００から限界点の探索を行うように限界値探査部１２を制御する。
【００３４】
計測始点算出部１８は、限界点を探索する際に、探索する方向と境界との交点を算出し、算出した交点と探索始点との間に、探索のための計測を開始する計測始点を算出する。具体的には、計測始点算出部１８は、図１（２）で示す様に、例えば、限界点を探索する際に、頂点３１５に向かう方向と境界１９１との交点１１２を算出し、算出した交点１１２と探索始点１００との間に計測始点１１１（例えば、交点１１２と探索始点１００との中点）を算出する。
【００３５】
境界ギャップ判定部１９は、最大境界ギャップ算出部１６によって算出された最大の境界ギャップの大きさが、閾値以下であるか否かを判定する。具体的には、境界ギャップ判定部１９は、最大の境界ギャップの大きさが、大境界の大きさの一定の割合以下であるか否かを判定する。境界ギャップ判定部１９は、大境界の大きさと、境界の大きさとの差（すなわち、境界ギャップの総和）が一定の割合以下であるか否かを判定するとしてもよい。
そして、探索制御部１７は、境界ギャップ判定部１９によって最大の境界ギャップの大きさが閾値以下であると判定されるまで、限界点の探索を行うように限界値探査部１２を制御する。具体的には、探索制御部１７は、新たに探索された限界点を追加した境界と、新たに探索された限界点を追加した大境界とにより算出された最大の境界ギャップの大きさが、閾値以上であると判定されると、最大の境界ギャップの方向を探索方向とするように制御して、限界値探査部１２に限界値を探査させる。そして、探索制御部１７は、最大の境界ギャップの大きさが、閾値以下であると判定されるまで、新たな境界ギャップの算出と、新たな限界点の探索とを繰り返すように制御する。
【００３６】
図３は、本発明の一実施形態に係る限界点探索装置１０のハードウェア構成の一例を示す図である。限界点探索装置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／マウス１１００、及び表示装置１０２２を備える。
【００３７】
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。
【００３８】
ＢＩＯＳ１０６０は、限界点探索装置１０の起動時にＣＰＵ１０１０が実行するブートプログラムや、限界点探索装置１０のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。
【００３９】
ハードディスク１０７４は、限界点探索装置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、さらに、各種データベースを構成可能である。
【００４０】
限界点探索装置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、限界点探索装置１０にインストールされ実行されてもよい。
【００４１】
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、通信回線を介して限界点探索装置１０に提供されるとしてもよい。
【００４２】
ここで、表示装置１０２２は、限界点探索装置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。
【００４３】
また、通信Ｉ／Ｆ１０４０は、限界点探索装置１０を専用ネットワークを介して端末（例えば、測定対象の装置やＥＣＵ制御システム５０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。
【００４４】
図４は、本発明の一実施形態に係る限界点探索装置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。
【００４５】
ステップＳ１０１において、ＣＰＵ１０１０は、最初の探索始点及び探索方向を決定する。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、所定の制御パラメータの値（例えば、エンジンの所定の動作条件における中心の値）と、所定の方向（例えば、制御パラメータが２つの場合、平面座標におけるＸ軸方向及びＹ軸方向）とを最初の探索始点及び探索方向とする。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ１０２に移す。
【００４６】
ステップＳ１０２において、ＣＰＵ１０１０は、探索した限界点により境界を作成する。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、限界点同士を超平面によって結び境界を作成する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ１０３に移す。
【００４７】
ステップＳ１０３において、ＣＰＵ１０１０は、探索した限界点により大境界を作成する。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、作成された境界を構成する限界点のうち、第１の限界点を挟んで隣り合うＮ個の限界点を求め（Ｎ＝次元数（変化させる制御パラメータ数））、求めたＮ個の限界点によって形成される超平面と平行な超平面であって第１の限界点を含む超平面を求める。次に、ＣＰＵ１０１０は、境界を構成する全ての限界点についてこの超平面を求め、求めた超平面によって構成される大境界を作成する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ１０４に移す。
【００４８】
ステップＳ１０４において、ＣＰＵ１０１０は、大きさが最大の境界ギャップを算出する。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、ステップＳ１０３で作成した大境界と、ステップＳ１０２で作成した境界との隙間である境界ギャップのうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップを算出する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ１０５に移す。
【００４９】
ステップＳ１０５において、ＣＰＵ１０１０は、最大の境界ギャップの大きさが閾値以下か否かを判断する。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、最大の境界ギャップの大きさが大境界の大きさの一定の割合以下であり、かつ、境界ギャップの総和が大境界の大きさの一定の割合以下であるか否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、ＣＰＵ１０１０は、処理を終了し、ＮＯの場合、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ１０６に移す。
【００５０】
ステップＳ１０６において、ＣＰＵ１０１０は、境界ギャップの方向に向かって限界点を探索する。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、探索する方向と境界との交点を算出し、算出した交点と探索始点との中点を、探索のための計測を開始する計測始点とする。次に、ＣＰＵ１０１０は、計測始点から、ステップＳ１０４において算出した最大の境界ギャップの頂点であって大境界を構成する頂点の方向に向かって、エンジン測定部１１によって測定された結果がエンジンの所定の動作条件を超えるまで、制御パラメータの値を変化させて、制御パラメータの限界値を探査する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ１０２に移す。
【００５１】
図５は、本発明の一実施形態に係る限界点探索装置１０により探索した限界点の例を示す図である。図６は、従来の限界点探索により探索した限界点の例を示す図である。
【００５２】
図５は、限界点探索装置１０により、境界ギャップの大きさが最大の方向に向かって限界点を探索した結果、限界点１３１から限界点１３７の７点で運転可能領域３９０を概ね構成することができていることを示している。図６は、従来の、例えば、８方向探索により限界点を探索した結果、限界点１４１から限界点１４８の８点を探索したが、図６の例のような運転可能領域３９０の場合には、探索した８点でも運転可能領域３９０を構成するには不十分であることを示している。
【００５３】
本実施形態によれば、限界点探索装置１０は、探査した限界値に対応する限界点によって境界を作成し、作成した境界を構成する限界点のうち、第１の限界点を挟んで隣り合うＮ個の限界点を求め（Ｎ＝次元数（変化させる制御パラメータ数））、求めたＮ個の限界点によって形成される超平面と平行な超平面であって第１の限界点を含む超平面を、境界を構成する全ての限界点について求め、求めた超平面によって構成される大境界を作成する。そして、限界点探索装置１０は、作成した大境界と、作成した境界との隙間である境界ギャップのうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップを算出し、算出した最大の境界ギャップの頂点であって大境界を構成する頂点の方向に向かって、探索始点から限界点の探索を行う。さらに、限界点探索装置１０は、探索する方向と境界との交点を算出し、算出した交点と探索始点との間に、探索のための計測を開始する計測始点を算出する。さらに、限界点探索装置１０は、算出された最大の境界ギャップの大きさが、閾値以下であるか否かを判定し、閾値以下であると判定されるまで、限界点の探索を行うように限界値の探査を制御する。
したがって、限界点探索装置１０は、限界点を探索する途中での結果である探索した限界点を有効に活用し、効率のよい限界点探索を行うことができる。
【００５４】
本実施形態では、制御パラメータが２つの場合の２次元における例について述べたが、本発明は、制御パラメータが３つ以上の場合の３次元以上についても適宜対応付けて成立する。
【００５５】
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、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 限界点探索装置
１１ エンジン測定部
１２ 限界値探査部
１３ 境界作成部
１４ 超平面作成部
１５ 大境界作成部
１６ 最大境界ギャップ算出部
１７ 探索制御部
１８ 計測始点算出部
１９ 境界ギャップ判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、限界点探索装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンは、高性能化により、多くの制御パラメータによって制御されて動作する。この制御パラメータによって制御されるエンジンの特性は、実験計画法（ＤＯＥ）によって配置された所定数の計測点における計測データに基づいて、モデル化されている。例えば、排ガス（ＮＯｘ）量の少ないエンジンにするために、このような計測データに基づいたモデルを使用して、コモンレール圧や、燃料噴射時期等の制御パラメータが最適化される。
【０００３】
ただし、制御パラメータの組み合わせによっては、装置が過熱等により運転不可能になることがある。このため、運転可能な限界値を計測し、この限界値を頂点（限界点）として運転可能領域を求める。この限界点に対応する制御パラメータの限界値を探査する技術を開示する特許文献１が知られている。
【０００４】
特許文献１で開示するエンジン用試験装置は、複数の運転条件をパラメータとする座標系にてエンジンの運転可能領域Ｘを探索するときに、運転可能領域Ｘ内に第一探索開始点を配置し、第一探索開始点を起点として複数の探索点を所定方向に順次配列することにより運転可能領域Ｘの境界探索（以下、第一境界探索という。）を行う。次に、エンジン用試験装置は、第一境界探索にて取得された運転可能領域Ｘの境界点に基づいて運転可能領域Ａ１を仮算出し、この運転可能領域Ａ１の略重心Ｇに第二探索開始点を配置し、第二探索開始点を起点として複数の探索点を所定方向に配列することにより運転可能領域Ｘの境界探索（以下、第二境界探索という。）を行い、かつ、第一境界探索及び第二境界探索にて取得された運転可能領域Ｘの境界点に基づいて運転可能領域Ａ２を算出する。このようにエンジン用試験装置は、第一境界探索及び第二境界探索を含む複数の境界探索を行い、一回のみの境界探索を行って運転可能領域が取得される構成と比較して、運転可能領域Ｘの探索精度を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２０２９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、一組の探索を終えると、探索開始点を移動して再探索を行うので、限界点を探索する際に重複して探索する部分がある。また、特許文献１に開示された技術は、探索する方向が所定の方向なので、探索開始点を移動させても限界点を効率よく探索できない場合もある。
【０００７】
そこで、限界点を探索する途中での結果を有効に活用し、効率のよい限界点探索を行う装置及び方法が求められている。
【０００８】
本発明は、限界点を探索する途中での結果を有効に活用し、効率のよい限界点探索を行う限界点探索装置及び方法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】
【０００９】
本発明では、以下のような解決手段を提供する。
（１） 複数の制御パラメータによって制御されるエンジンの運転可能領域を構成する限界点を探索する限界点探索装置であって、前記エンジンの動作状態を測定するエンジン測定手段と、前記エンジン測定手段によって測定された結果が前記エンジンの所定の動作条件を超えるまで、所定の探索始点から、所定の探索方向に向かって前記制御パラメータの値を変化させて、制御パラメータの限界値を探査する限界値探査手段と、前記限界値探査手段によって探査された限界値に対応する限界点によって境界を作成する境界作成手段と、前記境界作成手段によって作成された境界を構成する限界点のうち、第１の限界点を挟んで隣り合うＮ個の限界点を求め（Ｎ＝次元数（変化させる制御パラメータ数））、求めたＮ個の限界点によって形成される超平面と平行な超平面であって第１の限界点を含む超平面を求める超平面作成手段と、前記境界作成手段によって作成された境界を構成する全ての限界点について、前記超平面作成手段によって超平面を求め、求められた超平面によって構成される大境界を作成する大境界作成手段と、前記大境界作成手段によって作成された大境界と、前記境界作成手段によって作成された境界との隙間である境界ギャップのうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップを算出する最大境界ギャップ算出手段と、前記最大境界ギャップ算出手段によって算出された最大の境界ギャップの頂点であって前記大境界を構成する頂点の方向に向かって、前記探索始点から限界点の探索を行うように前記限界値探査手段を制御する探索制御手段と、を備える限界点探索装置。
【００１０】
（１）の構成によれば、本発明に係る限界点探索装置は、探査した限界値に対応する限界点によって境界を作成し、作成した境界を構成する限界点のうち、第１の限界点を挟んで隣り合うＮ個の限界点を求め（Ｎ＝次元数（変化させる制御パラメータ数））、求めたＮ個の限界点によって形成される超平面と平行な超平面であって第１の限界点を含む超平面を、境界を構成する全ての限界点について求め、求めた超平面によって構成される大境界を作成する。そして、限界点探索装置は、作成した大境界と、作成した境界との隙間である境界ギャップのうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップを算出し、算出した最大の境界ギャップの頂点であって大境界を構成する頂点の方向に向かって、探索始点から限界点の探索を行う。
【００１１】
すなわち、本発明に係る限界点探索装置は、新たに探索した限界点を含めて、探索が不十分な可能性が高い方向に向けて限界点の探索を行う。
したがって、本発明に係る限界点探索装置は、限界点を探索する途中での結果である探索した限界点を有効に活用し、効率のよい限界点探索を行うことができる。
【００１２】
（２） 前記限界点を探索する際に、探索する方向と前記境界との交点を算出し、算出した交点と前記探索始点との間に、探索のための計測を開始する計測始点を算出する計測始点算出手段をさらに備える、（１）に記載の限界点探索装置。
【００１３】
したがって、（２）に係る限界点探索装置は、計測回数を少なくするように、探索を開始する始点を移動させるので、探索した限界点を有効に活用し、さらに効率のよい限界点探索を行うことができる。
【００１４】
（３） 前記最大境界ギャップ算出手段によって算出された最大の前記境界ギャップの大きさが、閾値以下であるか否かを判定する境界ギャップ判定手段を備え、前記探索制御手段は、前記境界ギャップ判定手段によって最大の前記境界ギャップの大きさが閾値以下であると判定されるまで、限界点の探索を行うように前記限界値探査手段を制御する（１）又は（２）に記載の限界点探索装置。
【００１５】
したがって、（３）に係る限界点探索装置は、探索した限界点を有効に活用して、運転可能領域のうち探索が不十分な可能性が高い方向が残っているか否かを定量的に判定するので、さらに効率のよい限界点探索を行うことができる。
【００１６】
（４） 複数の制御パラメータによって制御されるエンジンの運転可能領域を構成する限界点を探索する限界点探索装置が実行する方法であって、前記エンジンの動作状態を測定するエンジン測定ステップと、前記エンジン測定ステップによって測定された結果が前記エンジンの所定の動作条件を超えるまで、所定の探索始点から、所定の探索方向に向かって前記制御パラメータの値を変化させて、制御パラメータの限界値を探査する限界値探査ステップと、前記限界値探査ステップによって探査された限界値に対応する限界点によって境界を作成する境界作成ステップと、前記境界作成ステップによって作成された境界を構成する限界点のうち、第１の限界点を挟んで隣り合うＮ個の限界点を求め（Ｎ＝次元数（変化させる制御パラメータ数））、求めたＮの限界点によって形成される超平面と平行な超平面であって第１の限界点を含む超平面を求める超平面作成ステップと、前記境界作成ステップによって作成された境界を構成する全ての限界点について、前記超平面作成ステップによって超平面を求め、求められた超平面によって構成される大境界を作成する大境界作成ステップと、前記大境界作成ステップによって作成された大境界と、前記境界作成ステップによって作成された境界との隙間である境界ギャップのうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップを算出する最大境界ギャップ算出ステップと、前記最大境界ギャップ算出ステップによって算出された最大の境界ギャップの頂点であって前記大境界を構成する頂点の方向に向かって、前記探索始点から限界点の探索を行うように制御する探索制御ステップと、を備える方法。
【００１７】
したがって、本発明に係る方法は、（１）と同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、限界点を探索する途中での結果を有効に活用し、効率のよい限界点探索を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の特徴を説明する説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る限界点探索装置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限界点探索装置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限界点探索装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る限界点探索装置により探索した限界点の例を示す図である。
【図６】従来の限界点探索により探索した限界点の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【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、本発明の特徴を説明する説明図である。図１（１）は、最大の境界ギャップを構成する頂点の方向に向けて限界点を探索することを示し、図１（２）は、図１（１）の例に続いて新たな限界点を探索していることを示す図である。図１において、制御パラメータの数は２つ（次元数Ｎ＝２）なので、超平面は、直線で表されている。
【００２２】
図１（１）の例は、限界点探索装置１０が制御パラメータの限界値（例えば、２つの制御パラメータの組み合わせ）を探査し、最初に所定の方向（例えば、４方向）の限界点を探し出したことを示す図である。
【００２３】
次に、図１（１）の例は、２つの制御パラメータによって制御されるエンジンの運転可能領域３９０について、限界点探索装置１０が、最初の探索始点１００と最初の探索方向とを決定し、探査した限界値に対応する限界点１０１，１０２，１０３，１０４によって境界１９０を作成したことを示す例である。最初の探索始点１００は、エンジンの動作条件内であることが既知の点である。最初の探索方向は、例えば、２つの制御パラメータ（Ｐ１、Ｐ２）の場合、Ｐ１の制御パラメータのみを増減する探索方向と、Ｐ２の制御パラメータのみを増減する探索方向との４方向である。
【００２４】
次に、図１（１）の例は、作成された境界１９０を構成する限界点１０１，１０２，１０３，１０４のうち、限界点１０１を挟んで隣り合う限界点１０２及び限界点１０４を求め、求めた限界点１０２及び限界点１０４によって形成される線分２０１と平行な直線であって限界点１０１を含む直線２１１を求めたことを示している。次に、図１（１）の例は、作成された境界を構成する全ての限界点１０１，１０２，１０３，１０４について、同様の直線を求め、求めた直線２１１，２１２，２１３，２１４によって構成される大境界２９０を作成したことを示している。そして、図１（１）の例は、作成された大境界２９０と、作成された境界１９０との隙間である境界ギャップ４０１，４０２，４０３，４０４のうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップ４０１を算出し、算出した最大の境界ギャップ４０１の頂点であって大境界２９０を構成する頂点３０１の方向に向かって、探索始点１００から探索し、新たな限界点１０５を探索したことを示している。
【００２５】
さらに、図１（２）の例は、図１（１）で探索した限界点１０５を加えた境界１９１を構成する限界点１０１，１０２，１０３，１０４，１０５のうち、限界点１０１を挟んで隣り合う限界点１０５及び限界点１０４を求め、求めた限界点１０５及び限界点１０４によって形成される線分２０３と平行な直線であって限界点１０１を含む直線２２１を求めたことを示している。次に、図２（１）の例は、作成された境界１９１を構成する全ての限界点１０１，１０２，１０３，１０４，１０５について、同様に、直線２２１，２２２，２２３，２２４，２２５を求め、求めた直線２２１，２２２，２２３，２２４，２２５によって構成される大境界２９１を作成したことを示している。そして、図２（１）の例は、作成された大境界２９１と、作成された境界１９１との隙間である境界ギャップ４１１，４１２，４１３，４１４，４１５のうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップ４１５を算出し、算出した最大の境界ギャップ４１５の頂点であって大境界２９１を構成する頂点３１５の方向に向かって探索し、新たな限界点１０６を探索したことを示している。
さらに、図１（２）の例は、限界点を探索する際に、頂点３１５に向かう方向と境界１９１との交点１１２を算出し、算出した交点１１２と探索始点１００との間に計測始点１１１を算出し、計測始点１１１から探索のための計測を開始して、限界点１０６を探索したことを示している。
【００２６】
図２は、本発明の一実施形態に係る限界点探索装置１０の機能を示す機能ブロック図である。限界点探索装置１０は、エンジン測定手段としてのエンジン測定部１１と、限界値探査手段としての限界値探査部１２と、境界作成手段としての境界作成部１３と、超平面作成手段としての超平面作成部１４と、大境界作成手段としての大境界作成部１５と、最大境界ギャップ算出手段としての最大境界ギャップ算出部１６と、探索制御手段としての探索制御部１７と、計測始点算出手段としての計測始点算出部１８と、境界ギャップ判定手段としての境界ギャップ判定部１９とを備えている。
【００２７】
エンジン測定部１１は、エンジンの動作状態を測定する。例えば、エンジン測定部１１は、制御パラメータ（例えば、コモンレール圧や、燃料噴射時期等）を用いてエンジンを動作させ、動作状態（例えば、排ガス（ＮＯｘ）量等）を測定できるシステム（例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）制御システム５０）に制御パラメータの値を送信し、エンジンの動作状態を測定した測定結果を受信する。
【００２８】
限界値探査部１２は、エンジン測定部１１によって測定された結果がエンジンの所定の動作条件を超えるまで、所定の探索始点から、所定の探索方向に向かって制御パラメータの値を変化させて、制御パラメータの限界値を探査する。具体的には、限界値探査部１２は、指定された探索始点から指定された探索方向に向かって、制御パラメータを変化させながら（例えば、動作条件を超える値と現時点での値との間を２分しながら変化させる２分法や、連続的にスイープさせて変化させる方法等により）エンジンの性能を測定し、限界値を探査する。
【００２９】
境界作成部１３は、限界値探査部１２によって探査された限界値に対応する限界点によって境界を作成する。具体的には、境界作成部１３は、図１（１）で示す様に、限界点同士を超平面（図１（１）では、直線）によって結び境界１９０を作成する。
【００３０】
超平面作成部１４は、境界作成部１３によって作成された境界を構成する限界点のうち、第１の限界点を挟んで隣り合うＮ個の限界点を求め（Ｎ＝次元数（変化させる制御パラメータ数））、求めたＮ個の限界点によって形成される超平面と平行な超平面であって第１の限界点を含む超平面を求める。具体的には、超平面作成部１４は、図１（１）で示す様に、例えば、作成された境界１９０を構成する限界点１０１，１０２，１０３，１０４のうち、限界点１０１を挟んで隣り合う限界点１０２及び限界点１０４を求め、求めた限界点１０２及び限界点１０４によって形成される超平面（図１（１）では、線分２０１）と平行な超平面であって限界点１０１を含む超平面（図１（１）では、直線２１１）を求める。
【００３１】
大境界作成部１５は、境界作成部１３によって作成された境界を構成する全ての限界点について、超平面作成部１４によって超平面を求め、求められた超平面によって構成される大境界を作成する。具体的には、大境界作成部１５は、図１（１）で示す様に、例えば、作成された境界１９０を構成する全ての限界点１０１，１０２，１０３，１０４について、超平面作成部１４によって超平面（図１（１）では、直線２１１、２１２、２１３、２１４）を作成し、作成した超平面（図１（１）では、直線２１１、２１２、２１３、２１４）によって構成される大境界２９０を作成する。
【００３２】
最大境界ギャップ算出部１６は、大境界作成部１５によって作成された大境界と、境界作成部１３によって作成された境界との隙間である境界ギャップのうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップを算出する。具体的には、最大境界ギャップ算出部１６は、図１（１）で示す様に、例えば、作成された境界１９０との隙間である境界ギャップ４０１，４０２，４０３，４０４のうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップ４０１を算出する。
【００３３】
探索制御部１７は、最大境界ギャップ算出部１６によって算出された最大の境界ギャップの頂点であって大境界を構成する頂点の方向に向かって、探索始点から限界点の探索を行うように限界値探査手段を制御する。具体的には、探索制御部１７は、図１（１）で示す様に、例えば、算出された最大の境界ギャップ４０１の頂点であって大境界を構成する頂点３０１の方向に向かって、探索始点１００から限界点の探索を行うように限界値探査部１２を制御する。
【００３４】
計測始点算出部１８は、限界点を探索する際に、探索する方向と境界との交点を算出し、算出した交点と探索始点との間に、探索のための計測を開始する計測始点を算出する。具体的には、計測始点算出部１８は、図１（２）で示す様に、例えば、限界点を探索する際に、頂点３１５に向かう方向と境界１９１との交点１１２を算出し、算出した交点１１２と探索始点１００との間に計測始点１１１（例えば、交点１１２と探索始点１００との中点）を算出する。
【００３５】
境界ギャップ判定部１９は、最大境界ギャップ算出部１６によって算出された最大の境界ギャップの大きさが、閾値以下であるか否かを判定する。具体的には、境界ギャップ判定部１９は、最大の境界ギャップの大きさが、大境界の大きさの一定の割合以下であるか否かを判定する。境界ギャップ判定部１９は、大境界の大きさと、境界の大きさとの差（すなわち、境界ギャップの総和）が一定の割合以下であるか否かを判定するとしてもよい。
そして、探索制御部１７は、境界ギャップ判定部１９によって最大の境界ギャップの大きさが閾値以下であると判定されるまで、限界点の探索を行うように限界値探査部１２を制御する。具体的には、探索制御部１７は、新たに探索された限界点を追加した境界と、新たに探索された限界点を追加した大境界とにより算出された最大の境界ギャップの大きさが、閾値以上であると判定されると、最大の境界ギャップの方向を探索方向とするように制御して、限界値探査部１２に限界値を探査させる。そして、探索制御部１７は、最大の境界ギャップの大きさが、閾値以下であると判定されるまで、新たな境界ギャップの算出と、新たな限界点の探索とを繰り返すように制御する。
【００３６】
図３は、本発明の一実施形態に係る限界点探索装置１０のハードウェア構成の一例を示す図である。限界点探索装置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／マウス１１００、及び表示装置１０２２を備える。
【００３７】
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。
【００３８】
ＢＩＯＳ１０６０は、限界点探索装置１０の起動時にＣＰＵ１０１０が実行するブートプログラムや、限界点探索装置１０のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。
【００３９】
ハードディスク１０７４は、限界点探索装置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、さらに、各種データベースを構成可能である。
【００４０】
限界点探索装置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、限界点探索装置１０にインストールされ実行されてもよい。
【００４１】
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、通信回線を介して限界点探索装置１０に提供されるとしてもよい。
【００４２】
ここで、表示装置１０２２は、限界点探索装置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。
【００４３】
また、通信Ｉ／Ｆ１０４０は、限界点探索装置１０を専用ネットワークを介して端末（例えば、測定対象の装置やＥＣＵ制御システム５０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。
【００４４】
図４は、本発明の一実施形態に係る限界点探索装置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。
【００４５】
ステップＳ１０１において、ＣＰＵ１０１０は、最初の探索始点及び探索方向を決定する。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、所定の制御パラメータの値（例えば、エンジンの所定の動作条件における中心の値）と、所定の方向（例えば、制御パラメータが２つの場合、平面座標におけるＸ軸方向及びＹ軸方向）とを最初の探索始点及び探索方向とする。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ１０２に移す。
【００４６】
ステップＳ１０２において、ＣＰＵ１０１０は、探索した限界点により境界を作成する。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、限界点同士を超平面によって結び境界を作成する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ１０３に移す。
【００４７】
ステップＳ１０３において、ＣＰＵ１０１０は、探索した限界点により大境界を作成する。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、作成された境界を構成する限界点のうち、第１の限界点を挟んで隣り合うＮ個の限界点を求め（Ｎ＝次元数（変化させる制御パラメータ数））、求めたＮ個の限界点によって形成される超平面と平行な超平面であって第１の限界点を含む超平面を求める。次に、ＣＰＵ１０１０は、境界を構成する全ての限界点についてこの超平面を求め、求めた超平面によって構成される大境界を作成する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ１０４に移す。
【００４８】
ステップＳ１０４において、ＣＰＵ１０１０は、大きさが最大の境界ギャップを算出する。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、ステップＳ１０３で作成した大境界と、ステップＳ１０２で作成した境界との隙間である境界ギャップのうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップを算出する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ１０５に移す。
【００４９】
ステップＳ１０５において、ＣＰＵ１０１０は、最大の境界ギャップの大きさが閾値以下か否かを判断する。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、最大の境界ギャップの大きさが大境界の大きさの一定の割合以下であり、かつ、境界ギャップの総和が大境界の大きさの一定の割合以下であるか否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、ＣＰＵ１０１０は、処理を終了し、ＮＯの場合、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ１０６に移す。
【００５０】
ステップＳ１０６において、ＣＰＵ１０１０は、境界ギャップの方向に向かって限界点を探索する。より具体的には、ＣＰＵ１０１０は、探索する方向と境界との交点を算出し、算出した交点と探索始点との中点を、探索のための計測を開始する計測始点とする。次に、ＣＰＵ１０１０は、計測始点から、ステップＳ１０４において算出した最大の境界ギャップの頂点であって大境界を構成する頂点の方向に向かって、エンジン測定部１１によって測定された結果がエンジンの所定の動作条件を超えるまで、制御パラメータの値を変化させて、制御パラメータの限界値を探査する。その後、ＣＰＵ１０１０は、処理をステップＳ１０２に移す。
【００５１】
図５は、本発明の一実施形態に係る限界点探索装置１０により探索した限界点の例を示す図である。図６は、従来の限界点探索により探索した限界点の例を示す図である。
【００５２】
図５は、限界点探索装置１０により、境界ギャップの大きさが最大の方向に向かって限界点を探索した結果、限界点１３１から限界点１３７の７点で運転可能領域３９０を概ね構成することができていることを示している。図６は、従来の、例えば、８方向探索により限界点を探索した結果、限界点１４１から限界点１４８の８点を探索したが、図６の例のような運転可能領域３９０の場合には、探索した８点でも運転可能領域３９０を構成するには不十分であることを示している。
【００５３】
本実施形態によれば、限界点探索装置１０は、探査した限界値に対応する限界点によって境界を作成し、作成した境界を構成する限界点のうち、第１の限界点を挟んで隣り合うＮ個の限界点を求め（Ｎ＝次元数（変化させる制御パラメータ数））、求めたＮ個の限界点によって形成される超平面と平行な超平面であって第１の限界点を含む超平面を、境界を構成する全ての限界点について求め、求めた超平面によって構成される大境界を作成する。そして、限界点探索装置１０は、作成した大境界と、作成した境界との隙間である境界ギャップのうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップを算出し、算出した最大の境界ギャップの頂点であって大境界を構成する頂点の方向に向かって、探索始点から限界点の探索を行う。さらに、限界点探索装置１０は、探索する方向と境界との交点を算出し、算出した交点と探索始点との間に、探索のための計測を開始する計測始点を算出する。さらに、限界点探索装置１０は、算出された最大の境界ギャップの大きさが、閾値以下であるか否かを判定し、閾値以下であると判定されるまで、限界点の探索を行うように限界値の探査を制御する。
したがって、限界点探索装置１０は、限界点を探索する途中での結果である探索した限界点を有効に活用し、効率のよい限界点探索を行うことができる。
【００５４】
本実施形態では、制御パラメータが２つの場合の２次元における例について述べたが、本発明は、制御パラメータが３つ以上の場合の３次元以上についても適宜対応付けて成立する。
【００５５】
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、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 限界点探索装置
１１ エンジン測定部
１２ 限界値探査部
１３ 境界作成部
１４ 超平面作成部
１５ 大境界作成部
１６ 最大境界ギャップ算出部
１７ 探索制御部
１８ 計測始点算出部
１９ 境界ギャップ判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の制御パラメータによって制御されるエンジンの運転可能領域を構成する限界点を探索する限界点探索装置であって、
前記エンジンの動作状態を測定するエンジン測定手段と、
前記エンジン測定手段によって測定された結果が前記エンジンの所定の動作条件を超えるまで、所定の探索始点から、所定の探索方向に向かって前記制御パラメータの値を変化させて、制御パラメータの限界値を探査する限界値探査手段と、
前記限界値探査手段によって探査された限界値に対応する限界点によって境界を作成する境界作成手段と、
前記境界作成手段によって作成された境界を構成する限界点のうち、第１の限界点を挟んで隣り合うＮ個の限界点を求め（Ｎ＝次元数）、求めたＮ個の限界点によって形成される超平面線分と平行な超平面であって第１の限界点を含む超平面を求める超平面作成手段と、
前記境界作成手段によって作成された境界を構成する全ての限界点について、前記超平面作成手段によって超平面を求め、求められた超平面によって構成される大境界を作成する大境界作成手段と、
前記大境界作成手段によって作成された大境界と、前記境界作成手段によって作成された境界との隙間である境界ギャップのうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップを算出する最大境界ギャップ算出手段と、
前記最大境界ギャップ算出手段によって算出された最大の境界ギャップの頂点であって前記大境界を構成する頂点の方向に向かって、前記探索始点から限界点の探索を行うように前記限界値探査手段を制御する探索制御手段と、
を備える限界点探索装置。
【請求項２】
前記限界点を探索する際に、探索する方向と前記境界との交点を算出し、算出した交点と前記探索始点との間に、探索のための計測を開始する計測始点を算出する計測始点算出手段をさらに備える、
請求項１に記載の限界点探索装置。
【請求項３】
前記最大境界ギャップ算出手段によって算出された最大の前記境界ギャップの大きさが、閾値以下であるか否かを判定する境界ギャップ判定手段を備え、
前記探索制御手段は、前記境界ギャップ判定手段によって最大の前記境界ギャップの大きさが閾値以下であると判定されるまで、限界点の探索を行うように前記限界値探査手段を制御する請求項１又は２に記載の限界点探索装置。
【請求項４】
複数の制御パラメータによって制御されるエンジンの運転可能領域を構成する限界点を探索する限界点探索装置が実行する方法であって、
前記エンジンの動作状態を測定するエンジン測定ステップと、
前記エンジン測定ステップによって測定された結果が前記エンジンの所定の動作条件を超えるまで、所定の探索始点から、所定の探索方向に向かって前記制御パラメータの値を変化させて、制御パラメータの限界値を探査する限界値探査ステップと、
前記限界値探査ステップによって探査された限界値に対応する限界点によって境界を作成する境界作成ステップと、
前記境界作成ステップによって作成された境界を構成する限界点のうち、第１の限界点を挟んで隣り合うＮ個の限界点を求め（Ｎ＝次元数）、求めたＮ個の限界点によって形成される超平面と平行な超平面であって第１の限界点を含む超平面を求める超平面作成ステップと、
前記境界作成ステップによって作成された境界を構成する全ての限界点について、前記超平面作成ステップによって超平面を求め、求められた超平面によって構成される大境界を作成する大境界作成ステップと、
前記大境界作成ステップによって作成された大境界と、前記境界作成ステップによって作成された境界との隙間である境界ギャップのうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップを算出する最大境界ギャップ算出ステップと、
前記最大境界ギャップ算出ステップによって算出された最大の境界ギャップの頂点であって前記大境界を構成する頂点の方向に向かって、前記探索始点から限界点の探索を行うように制御する探索制御ステップと、
を備える方法。
【請求項１】
複数の制御パラメータによって制御されるエンジンの運転可能領域を構成する限界点を探索する限界点探索装置であって、
前記エンジンの動作状態を測定するエンジン測定手段と、
前記エンジン測定手段によって測定された結果が前記エンジンの所定の動作条件を超えるまで、所定の探索始点から、所定の探索方向に向かって前記制御パラメータの値を変化させて、制御パラメータの限界値を探査する限界値探査手段と、
前記限界値探査手段によって探査された限界値に対応する限界点によって境界を作成する境界作成手段と、
前記境界作成手段によって作成された境界を構成する限界点のうち、第１の限界点を挟んで隣り合うＮ個の限界点を求め（Ｎ＝次元数）、求めたＮ個の限界点によって形成される超平面線分と平行な超平面であって第１の限界点を含む超平面を求める超平面作成手段と、
前記境界作成手段によって作成された境界を構成する全ての限界点について、前記超平面作成手段によって超平面を求め、求められた超平面によって構成される大境界を作成する大境界作成手段と、
前記大境界作成手段によって作成された大境界と、前記境界作成手段によって作成された境界との隙間である境界ギャップのうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップを算出する最大境界ギャップ算出手段と、
前記最大境界ギャップ算出手段によって算出された最大の境界ギャップの頂点であって前記大境界を構成する頂点の方向に向かって、前記探索始点から限界点の探索を行うように前記限界値探査手段を制御する探索制御手段と、
を備える限界点探索装置。
【請求項２】
前記限界点を探索する際に、探索する方向と前記境界との交点を算出し、算出した交点と前記探索始点との間に、探索のための計測を開始する計測始点を算出する計測始点算出手段をさらに備える、
請求項１に記載の限界点探索装置。
【請求項３】
前記最大境界ギャップ算出手段によって算出された最大の前記境界ギャップの大きさが、閾値以下であるか否かを判定する境界ギャップ判定手段を備え、
前記探索制御手段は、前記境界ギャップ判定手段によって最大の前記境界ギャップの大きさが閾値以下であると判定されるまで、限界点の探索を行うように前記限界値探査手段を制御する請求項１又は２に記載の限界点探索装置。
【請求項４】
複数の制御パラメータによって制御されるエンジンの運転可能領域を構成する限界点を探索する限界点探索装置が実行する方法であって、
前記エンジンの動作状態を測定するエンジン測定ステップと、
前記エンジン測定ステップによって測定された結果が前記エンジンの所定の動作条件を超えるまで、所定の探索始点から、所定の探索方向に向かって前記制御パラメータの値を変化させて、制御パラメータの限界値を探査する限界値探査ステップと、
前記限界値探査ステップによって探査された限界値に対応する限界点によって境界を作成する境界作成ステップと、
前記境界作成ステップによって作成された境界を構成する限界点のうち、第１の限界点を挟んで隣り合うＮ個の限界点を求め（Ｎ＝次元数）、求めたＮ個の限界点によって形成される超平面と平行な超平面であって第１の限界点を含む超平面を求める超平面作成ステップと、
前記境界作成ステップによって作成された境界を構成する全ての限界点について、前記超平面作成ステップによって超平面を求め、求められた超平面によって構成される大境界を作成する大境界作成ステップと、
前記大境界作成ステップによって作成された大境界と、前記境界作成ステップによって作成された境界との隙間である境界ギャップのうち、当該境界ギャップの大きさが最大の境界ギャップを算出する最大境界ギャップ算出ステップと、
前記最大境界ギャップ算出ステップによって算出された最大の境界ギャップの頂点であって前記大境界を構成する頂点の方向に向かって、前記探索始点から限界点の探索を行うように制御する探索制御ステップと、
を備える方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−６４６３８（Ｐ２０１３−６４６３８Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３２７０（Ｐ２０１１−２０３２７０）
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００１４５８０６）株式会社小野測器 (230)
【出願人】（５０４２０２４７２）大学共同利用機関法人情報・システム研究機構 (119)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００１４５８０６）株式会社小野測器 (230)
【出願人】（５０４２０２４７２）大学共同利用機関法人情報・システム研究機構 (119)
【Ｆターム（参考）】
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