DE10356478A1

DE10356478A1 - Anpassungswerterzeugungsvorrichtung, Anpassungsprozedursteuerprogramm und Anpassungswerterzeugungsprogramm

Info

Publication number: DE10356478A1
Application number: DE10356478A
Authority: DE
Inventors: Satoru Toyota Watanabe; Akira Toyota Ohata; Masato Toyota Ehara
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2004-07-08
Also published as: US20040111168A1; GB0327751D0; JP2004185357A; GB2396440A; GB2405956B; GB2396440B; US6944508B2; GB2405956A; GB0426711D0; JP3711976B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung ist auf ein Erzeugen eines Anpassungswerts in einer kurzen Zeit gerichtet. Ein Anpassungswerterzeugungsprogramm weist ein Anpassungsprozedursteuerprogramm und ein DOE-Hilfsprogramm auf. Das DOE-Hilfsprogramm ist ein allgemeines statistisches Verarbeitungshilfsprogramm. Das Anpassungswertprozedurerzeugungsprogramm fungiert als eine Schnittstelle zwischen einer Meßvorrichtung und dem DOE-Hilfsprogramm. In einem Datenerfassungsprozeß bestimmt das Anpassungswertprozedurerzeugungsprogramm automatisch ein Verfahren zur Auswahl von Meßpunkten und übergibt das Ergebnis an das DOE-Hilfsprogramm. Eine Auswahl einer Näherungsfunktion und eine Auswahl eines Optimierungsverfahrens werden automatisiert. Zudem werden eine Bewertung eines endgültigen Näherungsausdrucks und eine Bestimmung von Bestätigungsdaten ebenfalls automatisiert.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anpassungswerterzeugungsvorrichtung, ein Anpassungsprozedursteuerprogramm und ein Anpassungswerterzeugungsprogramm zur Erzeugung eines den Zustand eines Objekts unter einer vorbestimmten Steuerbedingung angebenden Anpassungswerts.
Zu der Zeit des Steuerns eines Objekts durch ein Ausführen eines erforderlichen Betriebs derart, daß er unter einer vorbestimmten Steuerbedingung an einen Zweck angepaßt wird, wird die Beziehung zwischen der Bedingung und einem Steuerausmaß gelegentlich unter Verwendung eines Modells bestimmt, das als das Modell des zu steuernden Objekts vorbereitet wird. Das Modell ist als eine Funktion gegeben, die ein Steuerausmaß ausgibt, wenn eine Steuerbedingung eingegeben wird, und zumindest einen Parameter umfaßt. Den Parameter derart zu bestimmen, daß das Modell nahe an dem tatsächlichen Objekt ausgebildet wird, wird als Anpassung bezeichnet. Das Steuerausmaß derart zu bestimmen, daß der Zweck der Steuerung erfüllt wird, wird als Optimierung bezeichnet.
Zum Beispiel ist es zum Steuern eines Motors als einer an einem Fahrzeug angebrachten Brennkraftmaschine notwendig, das Verhalten des Motors unter vorbestimmten Betriebsbedingungen zu kennen. Folglich speichert eine Steuereinrichtung zum Steuern der Verbrennung eines Kraftstoffs in dem Motor ein den Zustand des Motors unter jeder von verschiedenen Betriebsbedingungen angebendes Kennfeld vor und bestimmt im allgemeinen ein Steuerausmaß unter Bezugnahme auf das Kennfeld (zum Beispiel japanische Offenlegungsschriften Nr. 2000-321174 und 63-170563). Daher wird ein optimierter adaptiver Wert beziehungsweise Anpassungswert in dem Kennfeld gespeichert.
Zum Erhalten des optimierten Anpassungswerts werden die folgenden Prozesse benötigt, das heißt als erstes ein Auswählen eines Modells, das eine Grundlage sein soll; als zweites ein Ausführen der Messung mit einer tatsächlichen Vorrichtung; als drittes ein Berechnen der Parameter des Modells auf der Grundlage der tatsächlichen Meßwerte; und als viertes ein Berechnen eines optimierten Anpassungswerts unter Verwendung des Modells.
Obwohl in einem Teil der Prozesse ein allgemeines Berechnungsprogramm verwendet wird, ist jedoch kein System bekannt, in dem die ganzen Prozesse automatisiert sind. In dem Fall des Verwendens eines allgemeinen Berechnungsprogramms muß die Bedienungsperson Daten in einer Form eingeben, die durch das Berechnungsprogramm interpretiert werden kann. Folglich ist eine Unbequemlichkeit derart vorhanden, daß der Prozeß viele Male unterbrochen wird und es eine lange Zeit braucht, einen optimierten Anpassungswert zu erhalten.
Zudem ist bei einem eine Bestimmung der Bedienungsperson wie beispielsweise eine Auswahl eines Modells, das eine Grundlage sein soll, erfordernden Prozeß ein Problem derart vorhanden, daß mehrere Prozesse zur Dateneingabe benötigt werden.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anpassungswerterzeugungsvorrichtung, ein Anpassungsprozedursteuerprogramm und ein Anpassungswerterzeugungsprogramm bereitzustellen, die zum automatischen oder halbautomatischen Ausführen einer Folge von Prozessen in der Lage sind.
Eine Anpassungswerterzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Anpassungswerterzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines einen Zustand eines Objekts unter einer vorbestimmten Steuerbedingung angebenden Anpassungswerts, gekennzeichnet durch: eine statistische Verarbeitungsvorrichtung zum Ausführen eines statistischen Prozesses, wenn ein Satz eines Eingangswerts und eines Ausgangswerts und eine zumindest einen Parameter umfassende Funktion bezeichnet werden, wodurch ein Wert des Parameters derart bestimmt wird, daß ein dem Eingangswert entsprechender Berechnungswert der Funktion dem Ausgangswert nahe kommt, und ein Näherungsausdruck erzeugt wird; und eine Anpassungsvorrichtung zum Bestimmen einer Näherungsfunktion zum Schätzen eines Zustands des Objekts, Ausgeben von die bestimmte Näherungsfunktion bezeichnenden Informationen zu der statistischen Verarbeitungsvorrichtung, Ausgeben eines Meßwerts, der durch ein Messen des Zustands des Objekts unter der vorbestimmten Steuerbedingung erhalten wird, als den Ausgangswert und der vorbestimmten Steuerbedingung als den Eingangswert zu der statistischen Verarbeitungsvorrichtung, Bewerten einer Genauigkeit des Näherungsausdrucks auf der Grundlage des Berechnungswerts und des Meßwerts, wenn der Näherungsausdruck von der statistischen Verarbeitungsvorrichtung empfangen wird, und Erzeugen des Anpassungswerts unter Verwendung des Näherungsausdrucks in dem Fall, in dem ein Fehler sich in einem vorbestimmten Bereich befindet.
Gemäß der Erfindung kann die Anpassungsvorrichtung einen Näherungsausdruck unter Verwendung der statistischen Verarbeitungsvorrichtung als einen allgemeinen Teil zum Bestimmen von Parametern erhalten, so daß der Prozeß zum Erhalten eines Näherungsausdrucks automatisiert werden kann. Wenn die Genauigkeit eines Näherungsausdrucks ausreichend hoch ist, wird unter Verwendung des Näherungsausdrucks ein Anpassungswert erzeugt, so daß ein sehr genauer Anpassungswert erzeugt werden kann und der Bewertungsprozeß des Näherungsausdrucks automatisiert werden kann. Folglich kann die zum Erzeugen eines Anpassungswerts erforderliche Zeit sehr verkürzt werden. Die Anpassungswerterzeugungsvorrichtung kann zum Beispiel die Form eines Computers annehmen. Die Anpassungsvorrichtung entspricht zum Beispiel einer CPU zum Ausführen eines an das Objekt angepaßten Programms. Die statistische Verarbeitungsvorrichtung entspricht zum Beispiel einem allgemeinen statistischen Verarbeitungsprogramm.
Die Anpassungswerterzeugungsvorrichtung kann zudem umfassen: eine Darstellungsvorrichtung zum Darstellen von Informationen für einen Benutzer, wodurch eine Eingabe abgefragt wird; und eine Eingabevorrichtung zum Ausgeben eines Ausgangssignals gemäß einer Bedienung des Benutzers. Die Anpassungsvorrichtung veranlaßt die Darstellungsvorrichtung zum Darstellen von Informationen, die dem Benutzer helfen, die Näherungsfunktion zu bezeichnen, und bestimmt die Näherungsfunktion auf der Grundlage des Ausgangssignals. In diesem Fall kann der Benutzer die Informationen, die dem Benutzer helfen, eine Näherungsfunktion zu bezeichnen, von der Darstellungsvorrichtung bekommen, so daß der Benutzer leicht eine Näherungsfunktion bezeichnen kann. Die Darstellungsvorrichtung entspricht einer Anzeige zum visuellen Bereitstellen von Informationen oder einem Lautsprecher zum Bereitstellen akustischer Informationen. Vorzugsweise speichert die Anpassungsvorrichtung eine Vielzahl von Näherungsfunktionen, und die Informationen, die dem Benutzer helfen, die Näherungsfunktion zu bezeichnen, sind die Vielzahl von Näherungsfunktionen angebende Informationen. Zudem kann eine grafische Darstellung des Meßwerts angezeigt werden.
Vorzugsweise leitet die statistische Verarbeitungsvorrichtung einen optimalen Punkt unter Verwendung des Näherungsausdrucks gemäß einem bezeichneten Optimierungsverfahren ab und gibt den optimalen Punkt zu der Anpassungsvorrichtung aus, und die Anpassungsvorrichtung gibt Informationen zum Bezeichnen des Optimierungsverfahrens zu der statistischen Verarbeitungsvorrichtung aus und legt den von der statistischen Verarbeitungsvorrichtung erhaltenen optimalen Punkt als den Anpassungswert fest. In diesem Fall kann die Anpassungsvorrichtung ein Optimierungsverfahren bezeichnen, so daß die statistische Verarbeitungsvorrichtung eine Optimierung gemäß dem bezeichneten Verfahren ausführen kann.
Zudem gibt die Anpassungsvorrichtung vorzugsweise die Informationen zum Bezeichnen des Optimierungsverfahrens zu der statistischen Verarbeitungsvorrichtung aus, bestimmt es auf der Grundlage eines durch ein Messen des Objekts erhaltenen Meßwerts, ob der von der statistischen Verarbeitungsvorrichtung erhaltene optimale Punkt eine vorbestimmte Bedingung erfüllt oder nicht, und legt den optimalen Punkt als den Anpassungswert fest, wenn die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist. In diesem Fall wird ein optimaler Wert bewertet, und wenn die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, wird der optimale Punkt als ein Anpassungswert festgelegt. Folglich kann die Zuverlässigkeit des Anpassungswerts verbessert werden. Die vorbestimmte Bedingung besteht vorzugsweise darin, ob es bestimmt werden kann, daß der optimale Punkt den Zweck der Steuerung in dem vorbestimmten Bereich erfüllt, oder nicht.
Vorzugsweise erzeugt die Anpassungsvorrichtung die Informationen zum Bezeichnen des Optimierungsverfahrens auf der Grundlage der Näherungsfunktion. Dies rührt daher, daß das Optimierungsverfahren, bei dem ein Fehler gemäß einer Näherungsfunktion abnimmt, bestimmt wird. Alternativ kann die Anpassungsvorrichtung die Entsprechung zwischen einem Optimierungsverfahren, das durch die statistische Verarbeitungsvorrichtung ausgewählt werden kann, und einer Näherungsfunktion im voraus bestimmen und das Optimierungsverfahren gemäß der Beziehung bezeichnen.
Die vorstehend beschriebene Anpassungswerterzeugungsvorrichtung kann zudem umfassen: eine Darstellungsvorrichtung zum Darstellen von Informationen für einen Benutzer, wodurch eine Eingabe abgefragt wird; und eine Eingabevorrichtung zum Ausgeben eines Ausgangssignals gemäß einer Bedienung des Benutzers. Die Anpassungsvorrichtung speichert Arten von Optimierungsverfahren vor, die durch die statistische Verarbeitungsvorrichtung verwendet werden können, veranlaßt die Darstellungsvorrichtung zum Darstellen von die Arten der Optimierungsverfahren angebenden Informationen und erzeugt die Informationen zum Bezeichnen des Optimierungsverfahrens auf der Grundlage des Ausgangssignals. In diesem Fall kann der Benutzer auf die die Arten der Optimierungsverfahren, die verwendet werden können, angebenden Informationen Bezug nehmen, so daß der Benutzer leicht ein Optimierungsverfahren auswählen kann.
Darüber hinaus kann bei der Anpassungswerterzeugungsvorrichtung das Objekt ein für ein Fahrzeug verwendeter Motor sein, und die vorbestimmte Steuerbedingung kann eine Betriebsbedingung des Motors sein.
Die Erfindung stellt auch ein Anpassungsprozedursteuerprogramm zur Erzeugung eines Anpassungswerts zum Steuern eines Objekts unter einer vorbestimmten Steuerbedingung unter Verwendung eines statistischen Verarbeitungshilfsprogramms, das einen Computer zum Ausführen eines statistischen Prozesses veranlaßt, bereit, dadurch gekennzeichnet, daß wenn ein Satz eines Eingangswerts und eines Ausgangswerts und eine zumindest einen Parameter umfassende Funktion bezeichnet werden, das statistische Verarbeitungshilfsprogramm den Wert des Parameters derart bestimmt, daß ein Berechnungswert der Funktion zu dem Eingangswert dem Ausgangswert nahe kommt, und einen Näherungsausdruck in dem Computer erzeugt, und das Anpassungsprozedursteuerprogramm den Computer zum Ausführen der Schritte veranlaßt: Bestimmen einer Näherungsfunktion zum Schätzen eines Zustands des Objekts; Ausgeben von Informationen zum Bezeichnen der bestimmten Näherungsfunktion zu dem statistischen Verarbeitungshilfsprogramm; Ausgeben eines Meßwerts, der durch ein Messen des Zustands des Objekts unter der vorbestimmten Steuerbedingung erhalten wird, als den Ausgangswert und der vorbestimmten Steuerbedingung als den Eingangswert zu dem statistischen Verarbeitungshilfsprogramm; Bewerten einer Genauigkeit des Näherungsausdrucks auf der Grundlage des Berechnungswerts und des Meßwerts; und Erzeugen des Anpassungswerts unter Verwendung des Näherungsausdrucks, wenn ein Fehler sich in einem vorbestimmten Bereich befindet.
Gemäß der Erfindung kann das Anpassungsprozedursteuerprogramm einen Anpassungswert unter Verwendung des statistischen Verarbeitungshilfsprogramms berechnen. Als das statistische Verarbeitungshilfsprogramm kann ohne Rücksicht auf die Art des zu steuernden Objekts ein allgemeines Programm verwendet werden. In dem derartigen Fall, daß die Anpassungsprozedur geändert wird, genügt es, nur das Anpassungsprozedursteuerprogramm zu korrigieren. Daher kann das bereitgestellte Programm verschiedene Änderungen und Korrekturen flexibel behandeln.
Die Erfindung stellt auch ein Anpassungswerterzeugungsprogramm zur Erzeugung eines Anpassungswerts zum Steuern eines Objekts unter einer vorbestimmten Steuerbedingung bereit, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Computer zum Ausführen der Schritte veranlaßt: Bestimmen einer Näherungsfunktion, die zumindest einen Parameter umfaßt und einen Zustand des Objekts schätzt; Eingeben der vorbestimmten Steuerbedingung in die Näherungsfunktion und Erhalten eines Berechnungswerts; Bestimmen des Parameters derart, daß der Berechnungswert einem durch ein Messen des Zustands des Objekts unter der vorbestimmten Steuerbedingung erhaltenen Meßwert nahe kommt, wodurch ein Näherungsausdruck erzeugt wird; und Bewerten einer Genauigkeit des Näherungsausdrucks auf der Grundlage des Berechnungswerts und des Meßwerts, und Erzeugen des Anpassungswerts unter Verwendung des Näherungsausdrucks, wenn ein Fehler sich in einem vorbestimmten Bereich befindet.
Gemäß der Erfindung funktioniert das Anpassungswerterzeugungsprogramm als ein einzelnes Programm und erzeugt automatisch einen Anpassungswert. Daher wird der Prozeß nicht unterbrochen, bis ein Anpassungswert erzeugt ist, so daß die zum Erzeugen eines Anpassungswerts erforderliche Zeit sehr verkürzt werden kann.
Die Erfindung stellt auch ein Anpassungswerterzeugungsprogramm zur Veranlassung eines Computers mit einer Eingabevorrichtung zum Ausgeben eines Ausgangssignals gemäß einer Bedienung eines Benutzers zum Erzeugen eines Anpassungswerts zum Steuern eines Objekts unter einer vorbestimmten Steuerbedingung bereit, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpassungswerterzeugungsprogramm ein statistisches Verarbeitungshilfsprogramm und ein Anpassungsprozedursteuerprogramm zur Veranlassung des Computers zum Funktionieren als eine Vorrichtung zum Ausführen eines statistischen Prozesses gemäß einer Anweisung und Ausgeben eines Ergebnisses des Prozesses umfaßt, und das Anpassungsprozedursteuerprogramm umfaßt: eine Vielzahl von Hilfsprogrammsteuermodulen zum Veranlassen des Computers zum Funktionieren als eine Vorrichtung zum Eingeben der Anweisung in das statistische Verarbeitungshilfsprogramm und auch Empfangen des Ergebnisses des Prozesses; eine Vielzahl von Verarbeitungsmodulen zum Veranlassen des Computers zum Funktionieren als eine Vorrichtung zum Ausführen eines vorbestimmten Prozesses; ein Prozedurerzeugungsmodul zum Veranlassen des Computers zum Funktionieren als eine Vorrichtung zum Auswählen von Modulen aus den Hilfsprogrammsteuermodulen und den Verarbeitungsmodulen auf der Grundlage des Ausgangssignals und Erzeugen einer Ausführungsprozedurdatei zum Bestimmen einer Ausführungsordnung der ausgewählten Module; und ein Ausführungsmodul zum Veranlassen des Computers zum Funktionieren als eine Vorrichtung zum Erfassen einer Ausführung der Ausführungsprozedurdatei auf der Grundlage des Ausgangssignals, Ausführen eines Prozesses gemäß einer in die Ausführungsprozedurdatei geschriebenen Prozedur und Erzeugen des Anpassungswerts.
Gemäß der Erfindung kann die Bedienungsperson des Computers durch ein Eingeben einer Anweisung des passenden Kombinierens der Hilfsprogrammsteuermodule und der Verarbeitungsmodule die Ausführungsprozedurdatei zum Erzeugen eines Anpassungswerts zum Steuern eines Objekts erzeugen. Daher kann die Anpassungsprozedur gemäß verschiedenen Umständen wie beispielsweise dem zu steuernden Objekt und der erforderlichen Genauigkeit anwendungsbezogen eingerichtet werden.
Vorzugsweise weist der Computer eine Anzeigevorrichtung auf, und als den vorbestimmten Prozeß veranlaßt zumindest eines der Vielzahl von Verarbeitungsmodulen die Anzeigevorrichtung zum Anzeigen eines Eingabebildschirms zum Auffordern des Benutzers zum Eingeben einer vorbestimmten Anweisung, empfängt die vorbestimmte Anweisung auf der Grundlage des Ausgangssignals und erzeugt die zumindest einem der Hilfsprogrammsteuermodule zuzuweisende Anweisung auf der Grundlage der vorbestimmten Anweisung. In diesem Fall kann mit Bezug auf einen Prozeß, der nicht zur Automatisierung geeignet ist, der Eingabeprozeß dem Benutzer überlassen werden. Somit kann eine flexible anwendungsbezogene Einrichtung bereitgestellt werden.
Vorzugsweise kann der Computer eine Meßanweisung zu einer Meßvorrichtung zum Messen eines Zustands des Objekts senden und ein Meßergebnis empfangen, und als den vorbestimmten Prozeß erzeugt zumindest eines der Vielzahl von Verarbeitungsmodulen die Meßanweisung, sendet die Meßanweisung zu der Meßvorrichtung und empfängt das Meßergebnis von der Meßvorrichtung. In diesem Fall kann mit einem automatischen Ausführen eines Sendens/Empfangens zu/von der Meßvorrichtung ein Anpassungswert erzeugt werden.
1 zeigt ein Blockschaltbild eines Anpassungswerterzeugungssystems, das eine Anpassungswerterzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
2 zeigt ein Konzeptdiagramm, das die Struktur eines Anpassungswerterzeugungsprogramms darstellt.
3 zeigt ein Flußdiagramm, das die Operationen des Anpassungswerterzeugungssystems darstellt.
4 zeigt ein Flußdiagramm, das die Prozesse einer Meßpunktanweisungsroutine darstellt.
5 zeigt eine grafische Darstellung, die die Beziehung zwischen einer Eingangs-/Ausgangskennlinie einer Näherungsfunktion und Meßpunkten darstellt.
6 zeigt ein Flußdiagramm, das die Prozesse einer Näherungsfunktionsauswahlroutine darstellt.
7 zeigt eine grafische Darstellung, die die Beziehung zwischen anormalen Daten und einem vorübergehenden Näherungsausdruck darstellt.
8 zeigt ein Flußdiagramm, das die Prozesse einer Bewertungsergebnisbestimmungsroutine darstellt.
9 zeigt ein Flußdiagramm, das die Prozesse einer Bestätigungsdatenbestimmungsroutine darstellt.
10 zeigt eine grafische Darstellung, die die Beziehung zwischen einem optimalen Punkt und der Kennlinie eines tatsächlichen Meßwerts darstellt.
11 zeigt ein Flußdiagramm, das die Prozesse eines Prozedurerzeugungsmoduls darstellt.
12 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel für einen Auswahlbildschirm veranschaulicht.
13 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel für einen Eingabebildschirm veranschaulicht.
1 zeigt ein Blockschaltbild, das ein Anpassungswerterzeugungssystem darstellt, das eine Anpassungswerterzeugungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet. Das Anpassungswerterzeugungssystem weist einen Computer 1, eine Meßvorrichtung 2 und einen Motor 3, der das zu steuernde Objekt ist, auf. An dem Motor 3 sind verschiedene Sensoren wie beispielsweise ein Temperatursensor, ein Drehmomentsensor und ein Einlaßsensor angebracht. Ausgangssignale der Sensoren werden in die Meßvorrichtung 2 eingegeben. Die Meßvorrichtung 2 kann Betriebszeitverläufe eines Einlaßventils und eines Auslaßventils des Motors 3, ein Hubausmaß jedes der Werte, eine Öffnung eines Kraftstoffeinspritzventils und dergleichen steuern. Die Meßvorrichtung 2 betreibt den Motor 3 unter vorbestimmten Betriebsbedingungen gemäß einer Anweisung von dem Computer 1. Der Zustand des Motors 3 wird durch die verschiedenen Sensoren gemessen. Die Meßvorrichtung 2 erzeugt Meßdaten auf der Grundlage von Ausgangssignalen der Sensoren und sendet die erzeugten Meßdaten zu dem Computer 1.
Der Computer 1 weist eine CPU 10, ein ROM 11, ein RAM 12, eine Festplatte 13, eine Eingabevorrichtung 14, eine Anzeige 15 und eine Schnittstelle 16 auf, die über einen Bus miteinander verbunden sind. Die CPU 10 fungiert als ein Steuerzentrum des Computers 1 und führt verschiedene Programme wie beispielsweise ein Anpassungswerterzeugungsprogramm aus. In dem ROM 11 ist ein zu der Zeit des Startens ausgeführtes Startprogramm gespeichert. Das RAM 12 fungiert als ein Arbeitsbereich der CPU 10 und speichert Daten im Prozeß und dergleichen. Zum Beispiel werden Meßdaten und Meßanweisungsdaten, die nachstehend beschrieben sind, gespeichert. Auf der Festplatte 13 werden ein erzeugter Anpassungswert und verschiedene Daten gespeichert.
Die Eingabevorrichtung 14 fungiert als eine Eingabeeinrichtung für eine Bedienungsperson zum Eingeben einer Anweisung und gibt ein Signal gemäß der Bedienung der Bedienungsperson aus. Die Eingabevorrichtung 14 umfaßt zum Beispiel eine Tastatur und eine Maus. Die Schnittstelle 16 weist eine Funktion zum Ausführen einer Kommunikation mit einer externen Vorrichtung auf. Die CPU 10 kann über die Schnittstelle 16 eine Anweisung zu der Meßvorrichtung 2 senden und Meßdaten von der Meßvorrichtung 2 erhalten. Es können auch Meßdaten von einem weiteren Computer über die Schnittstelle 16 angenommen werden.
Bei einem derartigen Anpassungswerterzeugungssystem führt der Computer 1 ein Anpassungswerterzeugungsprogramm aus. 2 zeigt die Struktur des Anpassungswerterzeugungsprogramms. Das Anpassungswerterzeugungsprogramm weist ein Anpassungsprozedursteuerprogramm und ein DOE-Hilfsprogramm (Entwurf-des-Experiments-Hilfsprogramm) auf. Das DOE-Hilfsprogramm ist ein allgemeines Programm mit einer Funktion eines statistischen Prozesses. Entsprechend ist das DOE-Hilfsprogramm nicht auf die Verwendung bei einem Entwerfen eines Motors beschränkt, sondern kann verschiedene statistische Prozesse auf der Grundlage von Experimentaldaten ausführen. Das DOE-Hilfsprogramm ist durch eine Vielzahl von Modulen aufgebaut (nicht gezeigt). Jedes der Module kann verwendet werden, indem es von einem weiteren Programm gemäß einer vorbestimmten Anweisung aufgerufen wird.
Demgegenüber ist das Anpassungsprozedursteuerprogramm zum Erzeugen eines Anpassungswerts des Motors 3 spezialisiert. Das Anpassungsprozedursteuerprogramm weist eine Vielzahl von Hilfsprogrammsteuermodulen MA1, MA2,..., eine Vielzahl von Verarbeitungsmodulen MB1, MB2,..., ein Prozedurerzeugungsmodul MC und ein Ausführungsmodul MD auf. Jedes der Hilfsprogrammsteuermodule MA1, MA2,... weist die Funktion zum Eingeben einer Anweisung in das DOE-Hilfsprogramm und Empfangen des Ergebnisses der Verarbeitung des DOE-Hilfsprogramms auf. Jedes der Verarbeitungsmodule MB1, MB2,... weist die Funktionen zum Ausführen vorbestimmter Prozesse wie beispielsweise eine Funktion zum Erhalten von Meßdaten durch ein Steuern der Meßvorrichtung 2, eine Funktion zum Zuweisen einer vorbestimmten Anweisung zu dem DOE-Hilfsprogramm auf der Grundlage der Meßdaten, eine Funktion zum Bewerten eines Ergebnisses der Verarbeitung des DOE-Hilfsprogramms und dergleichen auf. Das Prozedurerzeugungsmodul MC weist eine Funktion zum Auswählen eines Moduls aus den Hilfsprogrammsteuermodulen MA1, MA2,... und den Verarbeitungsmodulen MB1, MB2,... auf der Grundlage eines Ausgangssignals der Eingabevorrichtung 14 und Erzeugen einer Ausführungsprozedurdatei, die eine Ausführungsprozedur des ausgewählten Moduls bestimmt, auf. Das Ausführungsmodul MD weist eine Funktion zum Ausführen eines Prozesses gemäß einer in der Ausführungsprozedurdatei beschriebenen Prozedur und Erzeugen eines Anpassungswerts auf.
Mit anderen Worten spielt das Anpassungsprozedursteuerprogramm die Rolle eines Steuerzentrums in dem Anpassungswerterzeugungssystem und fungiert als eine Schnittstelle zwischen der Meßvorrichtung 2 und dem DOE-Hilfsprogramm. Das Anpassungsprozedursteuerprogramm weist einen Vorteil derart auf, daß eine Anpassungsprozedur durch das Prozedurerzeugungsmodul MC gemäß verschiedenen Umständen wie beispielsweise einem zu steuernden Objekt und einer erforderlichen Genauigkeit anwendungsbezogen eingerichtet werden kann. Die in der Ausführungsprozedurdatei beschriebenen Hilfsprogrammsteuermodule MA1, MA2,... rufen das Modul in dem DOE-Hilfsprogramm passend auf und ermöglichen es dem aufgerufenen Modul, den Prozeß auszuführen. Zudem können die Verarbeitungsmodule MB1, MB2, ... das Ergebnis des Prozesses für den nächsten Prozeß verwenden.
Durch das Anpassungsprozedursteuerprogramm kann eine Folge von Prozeduren zum Erzeugen eines Anpassungswerts automatisiert werden. Die zur Anpassung erforderliche Zeit kann sehr verkürzt werden, und die Anzahl von durch die Bedienungsperson ausgeführten Prozessen kann verringert werden. Zudem wird in dem Fall des Änderns der Meßvorrichtung 2 und dem Fall des Änderns der Anpassungsprozedur nicht ein ganzes Anpassungswerterzeugungsprogramm neu entwickelt, sondern es genügt, nur das Anpassungsprozedursteuerprogramm zu korrigieren. Es ist folglich ein Vorteil dahingehend vorhanden, daß verschiedene Änderungen flexibel behandelt werden können.
3 zeigt ein Flußdiagramm, das den Betrieb des Anpassungswerterzeugungssystems gemäß der Ausführungsprozedurdatei darstellt. Ein Anpassungswerterzeugungsprozeß ist grob in die folgenden drei Prozesse aufgeteilt: Erfassung von Meßdaten des Motors 3, Erzeugung eines Modells sowie Berechnung und Verifikation eines optimalen Punkts. Er ist nachstehend konkret beschrieben.
Als erstes werden Prozesse gemäß einer bezeichneten Ausführungsprozedurdatei ausgeführt, wenn das Ausführungsmodul MD des Anpassungswerterzeugungsprogramms gestartet wird. Bei diesem Beispiel wird als erstes ein Erhebungsprozeß ausgeführt (Schritt S1). In dem Erhebungsprozeß werden verschiedene Vorbedingungen zum Erzeugen eines Anpassungswerts durch die Bedienungsperson eingegeben. Die CPU 10 zeigt einen Eingabebildschirm auf der Anzeige 15 an und fordert die Bedienungsperson zum Ausfüllen vorbestimmter Elemente auf.
In einem Schritt S2 wird ein Datenmeßbereich bezeichnet. In diesem Fall zeigt die CPU 10 einen Bildschirm zum Bezeichnen des Meßbereichs auf der Anzeige 15 an und fragt die Eingabe der Bedienungsperson ab. In diesem Fall werden die Betriebsbedingungen des Motors 3, der Meßbereich und die Anzahl von Meßpunkten durch die Bedienungsperson eingegeben.
Danach führt die CPU 10 eine Meßpunktanweisungsroutine aus, wodurch ein Verfahren zur Auswahl eines Meßpunkts eingestellt wird (Schritt S3). 4 zeigt Prozesse der Meßpunktanweisungsroutine. Als erstes bestimmt es die CPU 10, ob eine Näherungsfunktion des Motors 3 bekannt ist oder nicht (Schritt S21). Der Fall, in dem die Näherungsfunktion bekannt ist, bedeutet es, daß die Näherungsfunktion eines Motors des gleichen Typs bereits erhalten worden ist und es in dem Erhebungsprozeß bestimmt worden ist, daß die Funktion zu verwenden ist. Der Fall, in dem die Näherungsfunktion bekannt ist, bedeutet es, daß die CPU 10 eine Anweisung zum Auswählen von Meßpunkten entsprechend der Art der Funktion erzeugt (Schritt S22). Wenn die Näherungsfunktion unbekannt ist, erzeugt die CPU 10 demgegenüber eine Anweisung zum Auswählen von Meßpunkten derart, daß die Meßpunkte gleichmäßig in dem Meßbereich verteilt sind (Schritt S23).
Wieder mit Bezug auf 3 bestimmt das DOE-Hilfsprogramm dann, wenn die das Verfahren zur Auswahl der Meßpunkte angebende Anweisung dem DOE-Hilfsprogramm zugewiesen wird, die Meßpunkte gemäß der Anweisung (Schritt S4). Die Anweisung umfaßt die Anzahl von Meßpunkten angebende Informationen. In dem Fall der Anweisung zum Auswählen der Meßpunkte gemäß der Art der Funktion stellt das DOE-Hilfsprogramm viele Meßpunkte an beiden Enden des Meßbereichs und um Wendepunkte herum ein. Falls sich zum Beispiel die Eingangs-/Ausgangskennlinie der Näherungsfunktion darstellt wie in 5 gezeigt, werden Meßpunkte P1, P2, ... und P8 an beiden Enden A und D des Meßbereichs und um Wendepunkte B und C herum eingestellt. Der Grund dafür besteht darin, daß die Näherungsfunktion durch einen statistischen Prozeß korrigiert wird und die Genauigkeit der Korrektur sich verschlechtert, falls Informationen an den Wendepunkten fehlen. Wenn das DOE-Hilfsprogramm eine Anweisung zum gleichmäßigen Verteilen der Meßpunkte in dem Meßbereich empfängt, stellt das DOE-Hilfsprogramm demgegenüber die Meßpunkte derart ein, daß sie gleichmäßig in dem Meßbereich verteilt sind. Danach erzeugt das DOE-Hilfsprogramm jeden Meßpunkt angebende Meßanweisungsdaten.
In 3 ist ein Prozeß des Übertragens der Meßanweisungsdaten zu der Meßvorrichtung 2 durch das Anpassungsprozedursteuerprogramm nicht klar gezeigt. Das Anpassungsprozedursteuerprogramm weist jedoch die Funktion zur Kommunikation zwischen der Meßvorrichtung 2 und dem Computer 1 auf, so daß das Anpassungsprozedursteuerprogramm in der Realität die Meßanweisungsdaten empfängt und die empfangenen Daten zu der Meßvorrichtung 2 sendet. Wenn das Datenformat des DOE-Hilfsprogramms und das der Meßvorrichtung 2 verschieden voneinander sind, wandelt das Anpassungsprozedursteuerprogramm das Datenformat der Meßanweisungsdaten und sendet das Ergebnis zu der Meßvorrichtung 2.
Nachdem die Meßanweisungsdaten von dem Computer 1 zu der Meßvorrichtung 2 übertragen sind, führt die Meßvorrichtung 2 die Messung als eine tatsächliche Vorrichtung aus (Schritt S5). In diesem Prozeß mißt die Meßvorrichtung 2 den Zustand des Motors 3 an jedem von durch die Meßanweisungsdaten angegebenen Meßpunkten und erzeugt ein Meßergebnis angebende Meßdaten. Nach dem Abschluß der Messung sendet die Meßvorrichtung 2 die Meßdaten zu dem Computer 1.
In dem Prozeß bis zu der Datenerfassung werden die Bezeichnung des Datenmeßbereichs (Schritt S2) und die Einstellung des Meßpunktauswahlverfahrens (Schritt S3) durch das Anpassungsprozedursteuerprogramm ausgeführt. Es genügt daher für die Bedienungsperson, die zur Datenerfassung notwendigen minimalen Elemente durch eine Bedienung der Eingabevorrichtung 14 auszufüllen. Somit kann die Verarbeitungszeit bis zu der Datenerfassung mit der tatsächlichen Vorrichtung sehr verkürzt werden. Ein Fehlbedienungen der Bedienungsperson zuzuschreibender Fehler bei der Meßanweisung kann vermieden werden.
Wenn der Computer 1 die Meßdaten erhält (Schritt S6), führt die CPU 10 eine Auswahl einer Näherungsfunktion gemäß dem Anpassungsprozedursteuerprogramm aus (Schritt S7). Zu dieser Zeit führt die CPU 10 eine in 6 gezeigte Näherungsfunktionsauswahlroutine aus. Als erstes bestimmt es die CPU 10, ob eine Näherungsfunktion bekannt ist oder nicht (Schritt S31). Falls die Näherungsfunktion bekannt ist, wird eine vorbereitend angewiesene Näherungsfunktion verwendet (Schritt S32). Falls die Näherungsfunktion unbekannt ist, wird demgegenüber ein Näherungsausdruck unter Verwendung eines Ausdrucks der quadratischen Gleichung, einer trigonometrischen Funktion, einer Exponentialfunktion und dergleichen sequentiell berechnet, und eine Funktion der höchsten Näherungsgenauigkeit kann ausgewählt werden (Schritt S33). Nachdem die Näherungsfunktion bestimmt ist, nennt das Anpassungsprozedursteuerprogramm dem DOE-Hilfsprogramm die Näherungsfunktion.
In dem Fall, in dem die Näherungsfunktion unbekannt ist, kann das Anpassungsprozedursteuerprogramm die Arten von Näherungsfunktionen auf der Anzeige 15 anzeigen und fordert die Bedienungsperson zum Auswählen einer der Arten von Näherungsfunktionen auf. Zudem kann das Anpassungsprozedursteuerprogramm eine grafische Darstellung von Meßdaten auf der Anzeige 15 anzeigen. Durch die Anzeige kann die Bedienungsperson leicht eine Näherungsfunktion auswählen. Mit anderen Worten fungieren die Arten von Näherungsfunktionen und die grafische Darstellung von Meßdaten als Informationen zum Helfen der Bedienungsperson, die Näherungsfunktion zu bezeichnen.
Wenn das DOE-Hilfsprogramm die Bezeichnung der Näherungsfunktion und die Meßdaten empfängt, erzeugt das DOE-Hilfsprogramm einen vorübergehenden Näherungsausdruck auf der Grundlage der Näherungsfunktion (Schritt S8). In diesem Fall bezeichnet das Anpassungsprozedursteuerprogramm die Näherungsfunktion in einem Datenformat, das durch das DOE-Hilfsprogramm interpretiert werden kann, und übergibt auch die Meßdaten. Die Näherungsfunktion umfaßt zumindest einen Parameter. Das DOE-Hilfsprogramm führt einen statistischen Prozeß bei den Meßdaten aus und bestimmt die Parameter. Als ein Verfahren des statistischen Prozesses kann zum Beispiel das Verfahren der kleinsten Quadrate angewendet werden. Danach vergleicht das DOE-Hilfsprogramm die unter Verwendung des vorübergehenden Näherungsausdrucks berechneten Daten mit Meßdaten, erfaßt anormale Daten und schließt die anormalen Daten aus (Schritt S9). Es wird zum Beispiel ein Fall angenommen, in dem durch den vorübergehenden Näherungsausdruck eine durch die durchgezogene Linie in 7 gezeigte Kurve erhalten wird und weiße Kreise als die Meßdaten angegebene Ergebnisse der Messung zeigen. In diesem Fall weicht ein Meßpunkt P3 in hohem Maße von dem vorübergehenden Näherungsausdruck ab. Daher werden Meßdaten an dem Meßpunkt P3 als anormale Daten erfaßt. Eines von Verfahren zur Erfassung anormaler Daten ist ein Verfahren zur Erfassung eines Meßpunkts, an dem die Differenz zwischen einem durch einen vorübergehenden Näherungsausdruck erhaltenen Berechnungswert und einem durch Meßdaten angegebenen Meßwert am größten ist, als anormale Daten. Alternativ ist es auch möglich, einen zulässigen numerischen Wertebereich (zum Beispiel ± 3%) eines durch die vorübergehende Näherung erhaltenen Berechnungswerts einzustellen und den Meßwert als anormale Daten zu erkennen, wenn ein Meßwert von Meßdaten sich außerhalb des numerischen Wertebereichs befindet.
Wenn das Anpassungsprozedursteuerprogramm die anormalen Daten von dem DOE-Hilfsprogramm empfängt, weist das Anpassungsprozedursteuerprogramm die Meßvorrichtung 2 zum neuen Messen der anormalen Daten an (Schritt S10). Danach mißt die Meßvorrichtung 2 die anormalen Daten neu (Schritt S11) und sendet ein Ergebnis der Neumessung angebende Meßdaten zu dem Computer 1. Bei dem in 7 gezeigten Beispiel wird die Neumessung mit Bezug auf den Meßpunkt P3 ausgeführt.
Das Anpassungssteuerprogramm erhält die Meßdaten (Schritt S12) und sendet sie zu dem DOE-Hilfsprogramm. Das DOE-Hilfsprogramm erzeugt einen endgültigen Näherungsausdruck mit den neu gemessenen Daten anstelle der anormalen Daten (Schritt S13). Das heißt, auf der Grundlage von durch ein Ausschließen der anormalen Daten aus den Meßdaten erhaltenen Daten und den neu gemessenen Daten wird der endgültige Näherungsausdruck erzeugt. In diesem Fall wird der Prozeß des Bestimmens der Parameter durch ein Ausführen des statistischen Prozesses bei der Näherungsfunktion auf die gleiche Weise wie bei dem Schritt S8 ausgeführt. Der endgültige Näherungsausdruck drückt das Verhalten des Motors 3 genauer aus als der vorübergehende Näherungsausdruck.
Das DOE-Hilfsprogramm erzeugt den endgültigen Näherungsausdruck und sendet ihn zu dem Anpassungsprozedursteuerprogramm. Das Anpassungsprozedursteuerprogramm führt eine Bewertungsergebnisbestimmungsroutine aus, wodurch eine Genauigkeit des endgültigen Näherungsausdrucks bewertet wird (Schritt S14). In diesem Prozeß wird ein Fehler zwischen einem Berechnungswert des endgültigen Näherungsausdrucks und dem Meßwert der tatsächlichen Vorrichtung als ein Bewertungswert berechnet, und es wird bestimmt, ob der Bewertungswert sich in einem vorbestimmten Bereich befindet oder nicht. 8 zeigt Prozesse der Bewertungsergebnisbestimmungsroutine. Als erstes berechnet die CPU 10 einen mittleren quadratischen Fehler ERRORave gemäß der folgenden Gleichung 1 (Schritt S41). Yd(Xi) bezeichnet einen Meßwert unter einer Betriebsbedingung Xi.
Ym(Xi) bezeichnet einen Berechnungswert des endgültigen Näherungsausdrucks unter der Betriebsbedingung Xi.
Als nächstes bestimmt es die CPU 10, ob der mittlere quadratische Fehler ERRORave gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist oder nicht (Schritt S42). In diesem Fall wird der vorbestimmte Wert vorbereitend als eine zulässige Fehlergrenze bestimmt. Falls der mittlere quadratische Fehler ERRORave gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist, bestimmt es die CPU 10, daß die Genauigkeit des endgültigen Näherungsausdrucks sich in dem zulässigen Bereich befindet, und rückt zu einem Schritt S15 vor (Schritt S43).
Wenn der mittlere quadratische Fehler ERRORave über den vorbestimmten Wert hinausgeht, bestimmt es die CPU 10 demgegenüber, daß die Genauigkeit der endgültigen Näherung sich außerhalb des zulässigen Bereichs befindet. In diesem Fall springt die CPU 10 zu dem Schritt S4 zurück und bestimmt Meßpunkte neu. Im einzelnen stellt die CPU 10 zusätzlich zu bereits gemessenen Meßpunkten neue Meßpunkte ein. Bei dem in 5 gezeigten Beispiel werden durch weiße Dreiecke angegebene Punkte als die neuen Meßpunkte eingestellt. Folglich wird die Messung durch die tatsächliche Vorrichtung mit Bezug auf die neuen Meßpunkte ausgeführt, und neue Meßdaten werden erhalten (Schritt S5). Auf der Grundlage der neuen Meßdaten und der bereits gemessenen Daten werden die Prozesse von Schritt S6 bis S14 ausgeführt. Der nach der Bewertung erzeugte endgültige Näherungsausdruck kann als ein Modell zum Schätzen des Zustands des Motors 3 unter einer vorbestimmten Bedingung mit hoher Genauigkeit verwendet werden.
In dem Modellerzeugungsprozeß führt das Anpassungssteuerprogramm eine Auswahl einer Näherungsfunktion aus und bezeichnet eine Näherungsfunktion in einem Datenformat, das durch das DOE-Hilfsprogramm interpretiert werden kann, und Meßdaten werden in einem derartigen Datenformat dem DOE-Hilfsprogramm zugewiesen. Unter Verwendung einer Funktion eines statistischen Prozesses des allgemeinen DOE-Hilfsprogramms können Parameter des Näherungsausdrucks bestimmt werden. Außerdem kann die Arbeit der Bedienungsperson des Eingebens der Näherungsfunktion selbst oder von Meßdaten weggelassen werden, so daß die zum Erzeugen eines Modells erforderliche Zeit sehr verkürzt werden kann. Zudem wird mit Bezug auf anormale Daten eine Neumessung ohne eine Bestimmung der Bedienungsperson ausgeführt, so daß ein endgültiger Näherungsausdruck von hoher Genauigkeit in einer kurzen Zeit erhalten werden kann. Darüber hinaus wird die Bewertung eines Fehlers mit Bezug auf einen endgültigen Näherungsausdruck automatisch ausgeführt, und wenn der Fehler nicht zulässig ist, werden neue Meßpunkte hinzugefügt, und der Prozeß wird ausgeführt. Daher kann ohne ein Verschwenden von bereits erhaltenen Meßergebnissen die Genauigkeit des endgültigen Näherungsausdrucks automatisch verbessert werden.
In dem Schritt S15 wird ein Optimierungsverfahren ausgewählt. In dem Prozeß wird eine Auswahl aus verschiedenen Algorithmen des DOE-Hilfsprogramms ausgeführt. Es sind verschiedene Optimierungsverfahren vorhanden. Das DOE-Hilfsprogramm dieses Beispiels weist drei Arten von Algorithmen entsprechend dem Verfahren des steilsten Abstiegs, dem Newton-Verfahren und der sequentiellen quadratischen Programmierung auf. Die Auswahl des Algorithmus wird gemäß der Art der Näherungsfunktion automatisch ausgeführt, da ein Algorithmus zum Optimieren mit hoher Genauigkeit gemäß der Art der Näherungsfunktion variiert. Im einzelnen weist das Anpassungsprozedursteuerprogramm die Entsprechung zwischen der Art von Näherungsfunktion und einem Algorithmus angebende Daten auf, und ein Algorithmus wird unter Bezugnahme auf die Daten ausgewählt. Das Anpassungsprozedursteuerprogramm kann Informationen zum Bestimmen von Algorithmen auf der Anzeige 15 anzeigen, um die Bedienungsperson zum Auswählen eines Algorithmus aufzufordern. Ein endgültiger Näherungsausdruck kann zusammen mit den Informationen zum Bestimmen von Algorithmen angezeigt werden. In diesem Fall kann die Bedienungsperson einen Algorithmus auswählen, während sie auf den endgültigen Näherungsausdruck Bezug nimmt, so daß die Auswahl in Anbetracht von Umständen wie beispielsweise der Genauigkeit und der Berechnungszeit ausgeführt werden kann.
Danach leitet das DOE-Hilfsprogramm einen optimalen Punkt gemäß dem ausgewählten Optimierungsverfahren ab (Schritt S16). Bei diesem Beispiel wird ein optimaler Punkt gemäß dem aus dem Verfahren des steilsten Abstiegs, dem Newton-Verfahren und der sequentiellen quadratischen Programmierung ausgewählten Algorithmus abgeleitet.
Nachdem das Anpassungsprozedursteuerprogramm den abgeleiteten optimalen Punkt von dem DOE-Hilfsprogramm erhalten hat, bestimmt das Anpassungsprozedursteuerprogramm Meßpunkte an dem/um den optimalen Punkt (Schritt S17). Nachstehend ist angenommen, daß ein Ziel der Steuerung darin besteht, eine Kraftstoffeinspritzmenge unter einer bestimmten Betriebsbedingung zu minimieren, die Betriebsbedingung X ist, ein tatsächlicher Meßwert einer Kraftstoffeinspritzmenge Yd ist und ein unter Verwendung des endgültigen Näherungsausdrucks berechneter Berechnungswert der Kraftstoffeinspritzmenge Ym ist. In diesem Fall ist der optimale Punkt unter einer Betriebsbedingung Xopt des Minimierens der Kraftstoffeinspritzmenge gegeben, und die minimale Kraftstoffeinspritzmenge durch den endgültigen Näherungsausdruck ist durch Ym(Xopt) gegeben. Wenn ein vorbestimmter Wert ε ist, sind in dem Schritt S17 bezeichnete Meßpunkte Xopt–ε, Xopt und Xopt+ε.
Danach wird eine Meßanweisung von dem Computer 1 zu der Meßvorrichtung 2 gesendet. Die Meßanweisung umfaßt die Meßpunkte angebende Informationen. Wenn die Meßanweisung durch die Meßvorrichtung 2 empfangen wird, mißt die Meßvorrichtung 2 den Motor 3 an jedem der Meßpunkte und erzeugt Bestätigungsdaten (Schritt S18).
Wenn die Bestätigungsdaten von der Meßvorrichtung 2 zu dem Computer 1 gesendet werden, erhält das Anpassungsprozedursteuerprogramm die Bestätigungsdaten (Schritt S19). Als nächstes wird es auf der Grundlage der Bestätigungsdaten bestimmt, ob der optimale Punkt geeignet ist oder nicht (Schritt S20). In diesem Prozeß wird eine Bestätigungsdatenbestimmungsroutine ausgeführt. 9 zeigt Prozesse der Bestätigungsdatenbestimmungsroutine. Als erstes werden drei Stücke der Bestätigungsdaten Yd(Xopt–ε), Yd(Xopt) und Yd(Xopt+ε) bestimmt (Schritt 551). Danach wird es bestimmt, ob die Beziehungen von Yd(Xopt)≤Yd(Xopt–ε) und Yd(Xopt)≤Yd(Xopt+ε) erfüllt sind oder nicht (Schritt S52). Mit anderen Worten wird es bestätigt, ob der durch den endgültigen Näherungsausdruck berechnete optimale Punkt bei der Messung der tatsächlichen Vorrichtung optimal ist oder nicht. Zum Beispiel ist in dem Fall, in dem die Kennlinie des tatsächlichen Meßwerts sich darstellt wie durch die in 10 gezeigte durchgezogene Linie gezeigt, die Optimierung durch den endgültigen Näherungsausdruck geeignet. Wenn die Kennlinie des tatsächlichen Meßwerts sich darstellt wie durch eine in 10 gezeigte gestrichelte Linie gezeigt, ist demgegenüber die Beziehung Yd(Xopt)>Yd(Xopt+ε), so daß die Optimierung durch den endgültigen Näherungsausdruck ungeeignet ist.
Falls ein Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S52 JA ist, wird es bestimmt, daß die Optimierung geeignet ist, und der optimale Punkt wird als ein den Zweck der Steuerung erfüllender Anpassungswert angewendet (Schritt S53). Falls ein Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S52 NEIN ist, wird demgegenüber die Näherungsfunktion geändert, und das Programm springt zu dem in 3 gezeigten Schritt S3 zurück (Schritt S54). Folglich werden auf der Grundlage einer neuen Näherungsfunktion die Datenerfassung, die Modellerzeugung sowie die Berechnung und Verifikation des optimalen Punkts automatisch ausgeführt. In diesem Fall können unter der Vorbedingung, daß die gemessenen Daten, die bereits gemessen worden sind, in dem Schritt S8 verwendet werden, in dem Prozeß des Bestimmens der Meßpunkte in dem Schritt S4 nur neue Meßpunkte bestimmt werden.
In dem Prozeß des Berechnens und Verifizierens des optimalen Punkts kann das Anpassungsprozedursteuerprogramm die Optimierung, die Berechnung eines optimalen Punkts und die Verifikation des optimalen Punkts automatisch ausführen, so daß die Last des Betriebs verringert werden kann. Folglich kann die zur Berechnung und Verifikation des optimalen Punkts erforderliche Zeit sehr verkürzt werden. In dem Fall, in dem der optimale Punkt nicht zugelassen wird, wird die Näherungsfunktion geändert, und die Folge von Prozessen kann wieder automatisch ausgeführt werden. Da der optimale Punkt unter Verwendung eines allgemeinen DOE- Hilfsprogramms abgeleitet wird, ist es zudem unnötig, ein für ein spezifisches Objekt spezialisiertes Programm zu entwickeln, und das Anpassungswerterzeugungsprogramm kann zu einem niedrigen Preis bereitgestellt werden.
11 zeigt Prozesse des Prozedurerzeugungsmoduls MC. Das Prozedurerzeugungsmodul MC wird gestartet, wenn auf dem Menübildschirm des Anpassungswerterzeugungsprogramms die Anpassungsprozedurerzeugung ausgewählt wird.
Als erstes zeigt die CPU 10 einen Auswahlbildschirm zum Auswählen einer Neuerzeugung oder einer Korrektur auf der Anzeige 15 an und fordert die Bedienungsperson zur Auswahl auf (Schritt S61). 12 zeigt ein Beispiel für den Auswahlbildschirm. Die CPU 10 bestimmt es auf der Grundlage eines Ausgangssignals der Eingabevorrichtung 14, ob die Bedienungsperson die Neuerzeugung ausgewählt hat oder nicht (Schritt S62). Wenn die Bedienungsperson eine Maus betätigt, um eine Schaltfläche B1 auf dem Auswahlbildschirm anzuklicken, rückt die CPU 10 zu einem Schritt S63 vor und zeigt einen Eingabebildschirm auf der Anzeige 15 an.
13 zeigt ein Beispiel für den Eingabebildschirm. Der Eingabebildschirm ist in einen Arbeitsbereich X und einen Anzeigebereich Y aufgeteilt. In dem Anzeigebereich Y werden die Modulnamen der registrierten Hilfsprogrammsteuermodule MA1, MA2,... und Verarbeitungsmodule MB1, MB2,... angebende Symbole angezeigt. Die Symbole können durch ein Ziehen und Ablegen mit der Maus in den Arbeitsbereich X kopiert werden. Die Bedienungsperson kann die Ausführungsordnung ausgewählter Module durch ein Erzeugen eines die Anpassungsprozedur zeigenden Flußdiagramms in dem Arbeitsbereich X bezeichnen.
Zum Beispiel wird es mit Bezug auf die Verarbeitungsmodule MB1, MB2,... angenommen, daß die Verarbeitungsmodule MB1, MB2, MB3 und MB4 jeweils einen Erhebungsprozeß, einen Prozeß des Bezeichnens eines Datenmeßbereichs, einen Prozeß des Einstellens eines Meßpunktauswahlverfahrens und einen tatsächlichen Meßprozeß ausführen. Es wird auch angenommen, daß das Hilfsprogrammsteuermodul MA1 unter Verwendung des DOE-Hilfsprogramms Meßpunkte bestimmt. In diesem Fall werden die in 3 gezeigten Prozesse zur Datenerfassung durch ein Erzeugen eines in dem Arbeitsbereich X gemäß 13 gezeigten Flußdiagramms bestimmt. Wenn die Hilfsprogrammsteuermodule und die Verarbeitungsmodule verwendet werden, kann die Bedienungsperson ohne Kenntnis von einem Datenformat des DOE-Hilfsprogramms und einem Kommunikationsprotokoll mit der Meßvorrichtung 2 leicht ein Programm zum Steuern der Anpassungsprozedur erzeugen.
Wenn die Bedienungsperson eine Speicherschaltfläche B3 anklickt, wird ein Eingabekasten B4 zum Eingeben eines Ausführungsprozedurdateinamens in dem Eingabebildschirm angezeigt. Wenn die Bedienungsperson einen Dateinamen in den Eingabekasten B4 eingibt und die Eingabetaste betätigt, werden der Ausführungsprozedurdateiname und die Ausführungsprozedurdatei miteinander verknüpft und gespeichert (Schritt S64).
Wenn die Bedienungsperson in dem in 12 gezeigten Eingabebildschirm die Korrektur auswählt, wird demgegenüber ein Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S62 NEIN. Die CPU 10 liest bereits erzeugte Ausführungsprozedurdateinamen aus und zeigt sie als Korrekturkandidaten auf der Anzeige 15 an (Schritt S65). Wenn die Bedienungsperson einen der Korrekturkandidaten auswählt, erfaßt die CPU 10 es und zeigt einen Korrekturbildschirm an (Schritt S66). Der Korrekturbildschirm ist der gleiche wie der in 13 gezeigte Eingabebildschirm, abgesehen von dem Punkt, daß ein dem ausgewählten Ausführungsprozedurdateinamen entsprechendes Flußdiagramm in dem Arbeitsbereich X angezeigt wird. Die Bedienungsperson führt eine notwendige Korrektur bei dem Flußdiagramm aus. Danach wird der Eingabekasten zum Eingeben eines Ausführungsprozedurdateinamens auf dem Eingabebildschirm angezeigt, wenn die Speicherschaltfläche B3 angeklickt wird. Falls ein neuer Dateiname eingegeben wird, wird die Datei als eine weitere Datei gespeichert. Falls der gleiche Dateiname eingegeben wird, wird die Ausführungsprozedurdatei aktualisiert (Schritt S64).
Durch ein Ausführen des Prozedurerzeugungsmoduls MC durch die CPU 10 werden die Hilfsprogrammsteuermodule MA1, MA2, ... und die Verarbeitungsmodule MB1, MB2,... passend kombiniert, und die Anpassungsprozedur kann gemäß verschiedenen Umständen wie beispielsweise einem zu steuernden Objekt und einer erforderlichen Genauigkeit anwendungsbezogen eingerichtet werden. Ein Hilfsprogrammsteuermodul und ein Verarbeitungsmodul können neu hinzugefügt werden. In einem derartigen Fall kann ein Teil des vorhandenen Hilfsprogrammsteuermoduls oder Verarbeitungsmoduls korrigiert werden.
Wie vorstehend beschrieben kann bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel das Anpassungsprozedursteuerprogramm ein Modul eines allgemeinen DOE-Hilfsprogramms passend aufrufen und die Anpassungsprozedur automatisch ausführen, so daß der optimierte Anpassungswert in einer kurzen Zeit erhalten werden kann. Darüber hinaus kann die Anpassungsprozedur durch ein einfaches Verfahren anwendungsbezogen eingerichtet werden.
Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel fungiert die CPU 10 als eine Anpassungsvorrichtung der Erfindung, wenn das Anpassungsprozedursteuerprogramm ausgeführt wird, und fungiert als eine statistische Verarbeitungsvorrichtung der Erfindung, wenn das DOE-Hilfsprogramm ausgeführt wird.
Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist das Anpassungswerterzeugungssystem, bei dem das zu steuernde Objekt ein Motor eines Fahrzeugs ist, beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das System beschränkt, und das zu steuernde Objekt kann etwas Beliebiges sein. Die Erfindung kann auf die Erzeugung eines Modells zum Schätzen des Zustands eines Objekts und Ableiten eines optimierten Anpassungswerts unter Verwendung des Modells angewendet werden.
Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird ein Modul des DOE-Hilfsprogramms (statistischen Verarbeitungshilfsprogramms) passend aufgerufen und ausgeführt. Offensichtlich kann das Modul in einem Quellcode des Anpassungsprozedursteuerprogramms beschrieben sein und als ein Programm funktionieren. Da der Prozeß des Sendens/Empfangens von Daten zwischen Programmen weggelassen werden kann, kann die Ausführungszeit verkürzt werden.
Wie vorstehend beschrieben kann gemäß der Anpassungswerterzeugungsvorrichtung der Erfindung die Anpassungsvorrichtung unter Verwendung der statistischen Verarbeitungsvorrichtung als einem allgemeinem Teil zum Bestimmen von Parametern einen Näherungsausdruck erhalten, so daß der Prozeß zum Erhalten eines Näherungsausdrucks automatisiert werden kann. Da der Anpassungswert unter Verwendung eines Näherungsausdrucks erzeugt wird, wenn die Genauigkeit des Näherungsausdrucks ausreichend hoch ist, kann ein sehr genauer Anpassungswert erzeugt werden, und der Näherungsausdrucksbewertungsprozeß kann automatisiert werden. Folglich kann die zum Erzeugen eines Anpassungswerts erforderliche Zeit sehr verkürzt werden.
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Erzeugen eines Anpassungswerts in einer kurzen Zeit gerichtet. Ein Anpassungswerterzeugungsprogramm weist ein Anpassungsprozedursteuerprogramm und ein DOE-Hilfsprogramm auf. Das DOE-Hilfsprogramm ist ein allgemeines statistisches Verarbeitungshilfsprogramm. Das Anpassungswertprozedurerzeugungsprogramm fungiert als eine Schnittstelle zwischen einer Meßvorrichtung und dem DOE-Hilfsprogramm. In einem Datenerfassungsprozeß bestimmt das Anpassungswertprozedurerzeugungsprogramm automatisch ein Verfahren zur Auswahl von Meßpunkten und übergibt das Ergebnis an das DOE-Hilfsprogramm. Eine Auswahl einer Näherungsfunktion und eine Auswahl eines Optimierungsverfahrens werden automatisiert. Zudem werden eine Bewertung eines endgültigen Näherungsausdrucks und eine Bestimmung von Bestätigungsdaten ebenfalls automatisiert.

Claims

Anpassungswerterzeugungsvorrichtung (1) zur Erzeugung eines Anpassungswerts zum Steuern eines Objekts (3) unter einer vorbestimmten Steuerbedingung, gekennzeichnet durch: eine statistische Verarbeitungsvorrichtung (10) zum Ausführen eines statistischen Prozesses, wenn ein Satz eines Eingangswerts und eines Ausgangswerts und eine zumindest einen Parameter umfassende Funktion bezeichnet werden, wodurch ein Wert des Parameters derart bestimmt wird, daß ein dem Eingangswert entsprechender Berechnungswert der Funktion dem Ausgangswert nahe kommt, und ein Näherungsausdruck erzeugt wird; und eine Anpassungsvorrichtung (1) zum Bestimmen einer Näherungsfunktion zum Schätzen eines Zustands des Objekts (3), Ausgeben von die bestimmte Näherungsfunktion bezeichnenden Informationen zu der statistischen Verarbeitungsvorrichtung (10), Ausgeben eines Meßwerts, der durch ein Messen des Zustands des Objekts (3) unter der vorbestimmten Steuerbedingung erhalten wird, als den Ausgangswert und der vorbestimmten Steuerbedingung als den Eingangswert zu der statistischen Verarbeitungsvorrichtung (10), Bewerten einer Genauigkeit des Näherungsausdrucks auf der Grundlage des Berechnungswerts und des Meßwerts, wenn der Näherungsausdruck von der statistischen Verarbeitungsvorrichtung (10) empfangen wird, und Erzeugen des Anpassungswerts unter Verwendung des Näherungsausdrucks in dem Fall, in dem ein Fehler sich in einem vorbestimmten Bereich befindet.
Anpassungswerterzeugungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, zudem mit: einer Darstellungsvorrichtung (15) zum Darstellen von Informationen für einen Benutzer, wodurch eine Eingabe abgefragt wird; und einer Eingabevorrichtung (14) zum Ausgeben eines Ausgangssignals gemäß einer Bedienung des Benutzers, wobei die Anpassungsvorrichtung (10) die Darstellungsvorrichtung (15) zum Darstellen von Informationen, die dem Benutzer helfen, die Näherungsfunktion zu bezeichnen, veranlaßt und die Näherungsfunktion auf der Grundlage des Ausgangssignals bestimmt.
Anpassungswerterzeugungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die Anpassungsvorrichtung (10) eine Vielzahl von Näherungsfunktionen speichert und die Informationen, die dem Benutzer helfen, die Näherungsfunktion zu bezeichnen, die Vielzahl von Näherungsfunktionen angebende Informationen sind.
Anpassungswerterzeugungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die statistische Verarbeitungsvorrichtung einen optimalen Punkt unter Verwendung des Näherungsausdrucks gemäß einem bezeichneten Optimierungsverfahren ableitet und den optimalen Punkt zu der Anpassungsvorrichtung (10) ausgibt, und die Anpassungsvorrichtung (10) Informationen zum Bezeichnen des Optimierungsverfahrens zu der statistischen Verarbeitungsvorrichtung (10) ausgibt und den von der statistischen Verarbeitungsvorrichtung (10) erhaltenen optimalen Punkt als den Anpassungswert festlegt.
Anpassungswerterzeugungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei die Anpassungsvorrichtung (10) die Informationen zum Bezeichnen des Optimierungsverfahrens zu der statistischen Verarbeitungsvorrichtung (10) ausgibt, es auf der Grundlage eines durch ein Messen des Objekts (3) erhaltenen Meßwerts bestimmt, ob der von der statistischen Verarbeitungsvorrichtung (10) erhaltene optimale Punkt eine vorbestimmte Bedingung erfüllt oder nicht, und den optimalen Punkt als den Anpassungswert festlegt, wenn die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist.
Anpassungswerterzeugungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Anpassungsvorrichtung (10) die Informationen zum Bezeichnen des Optimierungsverfahrens gemäß der Näherungsfunktion erzeugt.
Anpassungswerterzeugungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, zudem mit: einer Darstellungsvorrichtung (15) zum Darstellen von Informationen für einen Benutzer, wodurch eine Eingabe abgefragt wird; und einer Eingabevorrichtung (14) zum Ausgeben eines Ausgangssignals gemäß einer Bedienung des Benutzers, wobei die Anpassungsvorrichtung (10) Arten von Optimierungsverfahren vorspeichert, die durch die statistische Verarbeitungsvorrichtung (10) verwendet werden können, die Darstellungsvorrichtung (15) zum Darstellen von die Arten der Optimierungsverfahren angebenden Informationen veranlaßt und die Informationen zum Bezeichnen des Optimierungsverfahrens auf der Grundlage des Ausgangssignals erzeugt.
Anpassungswerterzeugungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Objekt (3) ein für ein Fahrzeug verwendeter Motor (3) ist und die vorbestimmte Steuerbedingung eine Betriebsbedingung des Motors (3) ist.
Anpassungsprozedursteuerprogramm zur Erzeugung eines Anpassungswerts zum Steuern eines Objekts (3) unter einer vorbestimmten Steuerbedingung unter Verwendung eines statistischen Verarbeitungshilfsprogramms, das einen Computer (1) zum Ausführen eines statistischen Prozesses veranlaßt, dadurch gekennzeichnet, daß wenn ein Satz eines Eingangswerts und eines Ausgangswerts und eine zumindest einen Parameter umfassende Funktion bezeichnet werden, das statistische Verarbeitungshilfsprogramm den Wert des Parameters derart bestimmt, daß ein Berechnungswert der Funktion zu dem Eingangswert dem Ausgangswert nahe kommt, und einen Näherungsausdruck in dem Computer (1) erzeugt, und das Anpassungsprozedursteuerprogramm den Computer (1) zum Ausführen der Schritte veranlaßt: Bestimmen einer Näherungsfunktion zum Schätzen eines Zustands des Objekts (3); Ausgeben von Informationen zum Bezeichnen der bestimmten Näherungsfunktion zu dem statistischen Verarbeitungshilfsprogramm; Ausgeben eines Meßwerts, der durch ein Messen des Zustands des Objekts (3) unter der vorbestimmten Steuerbedingung erhalten wird, als den Ausgangswert und der vorbestimmten Steuerbedingung als den Eingangswert zu dem statistischen Verarbeitungshilfsprogramm; Bewerten einer Genauigkeit des Näherungsausdrucks auf der Grundlage des Berechnungswerts und des Meßwerts; und Erzeugen des Anpassungswerts unter Verwendung des Näherungsausdrucks, wenn ein Fehler sich in einem vorbestimmten Bereich befindet.
Anpassungswerterzeugungsprogramm zur Erzeugung eines Anpassungswerts zum Steuern eines Objekts (3) unter einer vorbestimmten Steuerbedingung, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Computer (1) zum Ausführen der Schritte veranlaßt: Bestimmen einer Näherungsfunktion, die zumindest einen Parameter umfaßt und einen Zustand des Objekts (3) schätzt; Eingeben der vorbestimmten Steuerbedingung in die Näherungsfunktion und Erhalten eines Berechnungswerts; Bestimmen des Parameters derart, daß der Berechnungswert einem durch ein Messen des Zustands des Objekts (3) unter der vorbestimmten Steuerbedingung erhaltenen Meßwert nahe kommt, wodurch ein Näherungsausdruck erzeugt wird; und Bewerten einer Genauigkeit des Näherungsausdrucks auf der Grundlage des Berechnungswerts und des Meßwerts, und Erzeugen des Anpassungswerts unter Verwendung des Näherungsausdrucks, wenn ein Fehler sich in einem vorbestimmten Bereich befindet.
Anpassungswerterzeugungsprogramm zur Veranlassung eines Computers (1) mit einer Eingabevorrichtung (14) zum Ausgeben eines Ausgangssignals gemäß einer Bedienung eines Benutzers zum Erzeugen eines Anpassungswerts zum Steuern eines Objekts (3) unter einer vorbestimmten Steuerbedingung, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpassungswerterzeugungsprogramm ein statistisches Verarbeitungshilfsprogramm (10) und ein Anpassungsprozedursteuerprogramm zur Veranlassung des Computers (1) zum Funktionieren als eine Vorrichtung zum Ausführen eines statistischen Prozesses gemäß einer Anweisung und Ausgeben eines Ergebnisses des Prozesses umfaßt, und das Anpassungsprozedursteuerprogramm umfaßt: eine Vielzahl von Hilfsprogrammsteuermodulen (MA1, MA2, MA3) zum Veranlassen des Computers zum Funktionieren als eine Vorrichtung zum Eingeben der Anweisung in das statistische Verarbeitungshilfsprogramm und auch Empfangen des Ergebnisses des Prozesses; eine Vielzahl von Verarbeitungsmodulen (MB1, MB2, MB3) zum Veranlassen des Computers (1) zum Funktionieren als eine Vorrichtung zum Ausführen eines vorbestimmten Prozesses; ein Prozedurerzeugungsmodul (MC) zum Veranlassen des Computers (1) zum Funktionieren als eine Vorrichtung zum Auswählen von Modulen aus den Hilfsprogrammsteuermodulen (MA1, MA2, MA3) und den Verarbeitungsmodulen (MB1, MB2, MB3) auf der Grundlage des Ausgangssignals und Erzeugen einer Ausführungsprozedurdatei zum Bestimmen einer Ausführungsordnung der ausgewählten Module; und ein Ausführungsmodul (MD) zum Veranlassen des Computers (1) zum Funktionieren als eine Vorrichtung zum Erfassen einer Ausführung der Ausführungsprozedurdatei auf der Grundlage des Ausgangssignals, Ausführen eines Prozesses gemäß einer in die Ausführungsprozedurdatei geschriebenen Prozedur und Erzeugen des Anpassungswerts.
Anpassungswerterzeugungsprogramm nach Anspruch 11, wobei der Computer (1) eine Anzeigevorrichtung (15) aufweist, und zumindest eines der Vielzahl von Verarbeitungsmodulen (MB1, MB2, MB3) als den vorbestimmten Prozeß die Anzeigevorrichtung (15) zum Anzeigen eines Eingabebildschirms (X, Y) zum Auffordern des Benutzers zum Eingeben einer vorbestimmten Anweisung veranlaßt, die vorbestimmte Anweisung auf der Grundlage des Ausgangssignals empfängt und die zumindest einem der Hilfsprogrammsteuermodule (MA1, MA2, MA3) zuzuweisende Anweisung auf der Grundlage der vorbestimmten Anweisung erzeugt.
Anpassungswerterzeugungsprogramm nach Anspruch 11, wobei der Computer (1) eine Meßanweisung zu einer Meßvorrichtung (2) zum Messen eines Zustands des Objekts (3) senden und ein Meßergebnis empfangen kann, und zumindest eines der Vielzahl von Verarbeitungsmodulen (MB1, MB2, MB3) als den vorbestimmten Prozeß die Meßanweisung erzeugt, die Meßanweisung zu der Meßvorrichtung (2) sendet und das Meßergebnis von der Meßvorrichtung (2) empfängt.