JP2009258068A - Apparatus for optimizing measurement point for measuring control object - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To optimize measurement points in measuring a control object. <P>SOLUTION: An apparatus is provided for optimizing measurement points for measuring performance data of the control object with respect to a predetermined control parameter. The apparatus predicts performance characteristics of the control object with respect to the control parameter using a model of the control object and computes predicted performance data (RSM_est). The predicted performance data is sampled at the set measurement points, and sampling performance data (RSM_mm) is computed based on the sampled performance data. Arrangement of the measurement points is optimized to minimize an error (Ersm_nm) between the predicted performance data and the sampling performance data. In a preferred form, the number of the measurement points is also optimized. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、制御対象を計測する計測点を最適化するための装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for optimizing measurement points for measuring a controlled object.

或る制御対象の性能特性を所定の計測点(制御パラメータの組み合わせ)で自動的に計測することが行われている。たとえば、制御対象が内燃機関(以下、エンジンと呼ぶ)である場合、車載の制御装置(ECUと呼ばれる)には、エンジン制御に必要な様々なデータやテーブルが記憶されるが、このようなデータやテーブルを生成するためには、エンジンの性能特性を的確に把握する必要があり、そのため、エンジンの自動計測が行われる。   A performance characteristic of a certain control target is automatically measured at a predetermined measurement point (a combination of control parameters). For example, when the control target is an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine), various data and tables necessary for engine control are stored in an in-vehicle control device (referred to as an ECU). In order to generate the table and the table, it is necessary to accurately grasp the performance characteristics of the engine, and therefore, automatic measurement of the engine is performed.

下記の特許文献1には、エンジンの性能特性を自動計測するためのハードウェア構成が示されている。しかしながら、この文献は、エンジン性能を自動で計測するシステム構成を示しているのみであり、人間の労力を軽減することはできても、制御パラメータ数が肥大化し、計測点数が膨大になってしまう。したがって、最近時のエンジンの性能特性をより短時間で計測したいという要求に答えることはできない。   Patent Document 1 below shows a hardware configuration for automatically measuring engine performance characteristics. However, this document only shows a system configuration that automatically measures the engine performance, and even though it can reduce human labor, the number of control parameters becomes large and the number of measurement points becomes enormous. . Therefore, it is impossible to answer the recent demand for measuring the engine performance characteristics in a shorter time.

また、AVL List GmbH社(オーストリア)の CAMEOシステムでは、実験計画法を用いてエンジン性能の自動計測を行っている。このシステムでは、実験計画法によりエンジン性能の計測点数を低減することによって、計測時間の短縮を図っている。しかしながら、制御パラメータに対して急な変化を示す最近時のエンジンの計測にこれを適用する場合、計測点を減らしすぎるとエンジン性能の凹凸変化を正確にとらえられない恐れがある。したがって、実際には十分に計測点を減らすことができない。また、自動計測を行う際、エンジン性能の変曲点の大まかな存在位置を予め入力する必要があるため、過去に計測を行ったことのないエンジンの自動計測が困難である。   The CAMEO system of AVL List GmbH (Austria) uses an experimental design method to automatically measure engine performance. In this system, the measurement time is shortened by reducing the number of measurement points of engine performance by the experimental design method. However, when this is applied to recent engine measurement that shows a sudden change in the control parameter, if the number of measurement points is reduced too much, the unevenness in engine performance may not be accurately captured. Therefore, in practice, measurement points cannot be sufficiently reduced. In addition, when performing automatic measurement, it is necessary to input in advance the approximate position of the inflection point of engine performance, so it is difficult to perform automatic measurement of an engine that has not been measured in the past.

現在のエンジンは、自在動弁系や1サイクルに数回の燃料噴射を行える直噴燃料系、可変ジオメトリ過給器など多くの可変デバイスを有するため、それらへの指令値、すなわち、制御パラメータの組み合わせの数が膨大化している。   The current engine has many variable devices such as a free-running valve system, a direct injection fuel system that can inject fuel several times in one cycle, and a variable geometry supercharger. The number of combinations is enormous.

このため、エンジンの性能特性を把握するためには、膨大な数の制御パラメータの組み合わせ条件の計測を行う必要があり、その計測に多大な時間を要している。また、ある所定の評価指標(燃費・出力・エミッション等)に対して複数の制御パラメータの組み合わせを最適化するために、多くの条件での計測を行う必要がある。   For this reason, in order to grasp the performance characteristics of the engine, it is necessary to measure the combination conditions of an enormous number of control parameters, and the measurement takes a lot of time. Moreover, in order to optimize a combination of a plurality of control parameters for a predetermined evaluation index (fuel consumption, output, emission, etc.), it is necessary to perform measurement under many conditions.

このことから、図1(a)に示すような実験計画法を用いて格子状に各制御パラメータの値の組み合わせを定め、これらの組み合わせ毎に、自動的に該制御パラメータをそれぞれの設定値に一定保持しながら、自動的に計測を行う自動計測が行われている。   From this, a combination of values of each control parameter is determined in a lattice pattern using an experimental design method as shown in FIG. 1A, and the control parameter is automatically set to each set value for each combination. Automatic measurement is performed to perform measurement automatically while maintaining a constant value.

たとえば、図1(b)に示した従来の自動計測手法では、制御パラメータAおよびBの値を、或る組み合わせから他の組み合わせに変更した後(時間t1)、性能データが安定化するまで計測を停止し、その後の所定期間において計測を行うというシーケンスを採用している。このため、一つの計測点に対する性能データの計測に数十秒から数分を要する。よって、実験計画法を用いたとしても、それによる計測点の削減効果は十分ではなく、エンジンの全条件での性能把握を行うには、数週間や数ヶ月といった膨大な時間を要する。   For example, in the conventional automatic measurement method shown in FIG. 1B, after the values of the control parameters A and B are changed from one combination to another (time t1), measurement is performed until the performance data is stabilized. A sequence is adopted in which measurement is stopped and measurement is performed in a predetermined period thereafter. For this reason, it takes several tens of seconds to several minutes to measure performance data for one measurement point. Therefore, even if the experimental design method is used, the effect of reducing the measurement points is not sufficient, and enormous time of several weeks or months is required to grasp the performance under all conditions of the engine.

また、制御対象がエンジンである場合、該制御対象の特性は、図2のように制御パラメータに対して非常に複雑な凹凸曲面特性を有しており、その変化も非常に急峻である。このため、実験計画法を使って過度に計測点の数を減らしてしまうと、実際のエンジン性能特性の凹凸特性やピーク点をとらえることができなくなってしまう。たとえば、図3には、符号101によってエンジンの実際の性能特性が示されており、実験計画法による計測点は、制御パラメータAがUa1、Ua2およびUa3を取る3点である。これら3個の計測点で計測された性能データをつなげると、符号103によって示されるような性能特性が得られる。実際の性能特性101と計測によって得られた性能特性103とを比較して明らかなように、該計測によって得られる性能特性は、実際の性能特性に追従していない。したがって、符号105によって示されるような実際の凹凸特性やピーク点を、計測によって得られる性能特性では取得することができていない。このような取得することのできなかった凹凸特性やピーク点が本来得たい性能データの最適値だった場合には、エンジン性能を最大限に使用することができないこととなり、この計測は意味を成さないことになる。これらのことから、現在の自動計測装置が用いている実験計画法を基にした手法では、実際には計測点をそれほど減らすことができず、計測時間の短縮は図れない。換言すると、計測点を減らした場合は、最適点や凹凸特性などを計測できていない可能性が高くなる。
特開2000-35379 Real-Time Optimization by Extremum Seeking Control, Kartik B. Ariyur, Miroslav Krstic, Wiley-Interscience, 2003/09
Further, when the controlled object is an engine, the characteristic of the controlled object has a very complicated uneven curved surface characteristic with respect to the control parameter as shown in FIG. 2, and the change is very steep. For this reason, if the number of measurement points is excessively reduced by using the experimental design method, it becomes impossible to capture the unevenness characteristics and peak points of the actual engine performance characteristics. For example, in FIG. 3, the actual performance characteristic of the engine is indicated by reference numeral 101, and the measurement points by the experimental design method are three points where the control parameter A takes Ua1, Ua2 and Ua3. When the performance data measured at these three measurement points are connected, a performance characteristic as indicated by reference numeral 103 is obtained. As is clear from comparison between the actual performance characteristic 101 and the performance characteristic 103 obtained by the measurement, the performance characteristic obtained by the measurement does not follow the actual performance characteristic. Therefore, actual unevenness characteristics and peak points as indicated by reference numeral 105 cannot be obtained with performance characteristics obtained by measurement. If the unevenness characteristics and peak points that could not be obtained were the optimum values of the performance data that was originally desired, the engine performance could not be used to the maximum, and this measurement made sense. Will not. For these reasons, in the method based on the experimental design used by the current automatic measuring apparatus, the measurement points cannot actually be reduced so much and the measurement time cannot be shortened. In other words, when the number of measurement points is reduced, there is a high possibility that the optimum point and the unevenness characteristic cannot be measured.
JP2000-35379 Real-Time Optimization by Extremum Seeking Control, Kartik B. Ariyur, Miroslav Krstic, Wiley-Interscience, 2003/09

したがって、エンジンのような複雑な性能特性を有する制御対象について、上記のような性能データの最適点や凹凸特性などを確実にとらえることができるように、計測点の配置を最適化することのできる装置が望まれている。また、可能な限り計測点を減らすことができるように、計測点の数についても最適化することのできる装置が望まれている。   Therefore, it is possible to optimize the arrangement of measurement points so that the optimum points and unevenness characteristics of the performance data as described above can be reliably captured for a control target having complicated performance characteristics such as an engine. An apparatus is desired. In addition, there is a demand for an apparatus that can optimize the number of measurement points so that the number of measurement points can be reduced as much as possible.

上記の課題を解決するため、この発明は、制御対象について、所定の制御パラメータに対する性能データを計測するための計測点を最適化するための装置を提供する。該装置は、該制御対象のモデルを用い、該制御対象の制御パラメータに対する性能特性を予測して予測性能データ(RSM_est)を算出する手段と、該予測性能データに対して、設定された計測点においてサンプリングし、該サンプリングされた性能データに基づいてサンプリング性能データ(RSM_nm)を算出する手段と、該予測性能データと前記サンプリング性能データの間の誤差(Ersm_nm)が最小となるように、計測点の配置を最適化する手段と、を備える。   In order to solve the above problems, the present invention provides an apparatus for optimizing a measurement point for measuring performance data for a predetermined control parameter with respect to a control target. The apparatus uses the model of the control target to predict performance characteristics for the control parameter of the control target and calculate predicted performance data (RSM_est); and a measurement point set for the predicted performance data Means for calculating sampling performance data (RSM_nm) based on the sampled performance data, and a measurement point so that an error (Ersm_nm) between the predicted performance data and the sampling performance data is minimized. Means for optimizing the arrangement of the.

この発明によれば、制御パラメータに対する性能特性が複雑な増減を示すエンジンのような制御対象についても、計測点の配置を最適化することができる。該最適化された計測点で該制御対象を計測すれば、該制御対象のより正確な性能特性を取得することができるので、該取得した性能特性に基づいて、該制御対象に対する様々な制御に要するデータおよびテーブルを作成することにより、該制御対象の性能を最大限に発揮させるような制御を実現することができる。たとえば、該制御対象がエンジンならば、該エンジンの性能として、エミッション、燃費、動力、ノイズ・振動(NV)性能等があるが、これらについて良好な性能を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to optimize the arrangement of measurement points even for a control target such as an engine whose performance characteristics with respect to control parameters show complicated increases and decreases. If the control object is measured at the optimized measurement point, a more accurate performance characteristic of the control object can be acquired. Therefore, various controls for the control object can be performed based on the acquired performance characteristic. By creating the necessary data and tables, it is possible to realize control that maximizes the performance of the control target. For example, if the object to be controlled is an engine, the engine performance includes emissions, fuel consumption, power, noise / vibration (NV) performance, and the like, and good performance can be realized.

この発明の一形態では、上記最適化は、計測点の数についても行われる。こうして、計測点の配置だけでなく計測点の数についても最適化が行われるので、制御パラメータに対する性能特性が複雑な増減を示すエンジンのような制御対象についても、該制御対象の性能特性を計測する時間を短縮しつつ、該制御対象のより正確な性能特性を取得することができる。   In one form of this invention, the said optimization is performed also about the number of measurement points. In this way, not only the arrangement of measurement points, but also the number of measurement points is optimized, so the performance characteristics of the control target are measured even for a control target such as an engine whose performance characteristics with respect to the control parameters show complex fluctuations. It is possible to acquire more accurate performance characteristics of the control target while shortening the time required for the control.

この発明の一形態では、上記最適化された計測点において実際の前記制御対象に対する計測を行い、該制御対象の実際の性能特性を取得する。こうして、前述したように、最適化された計測点で計測を行うことにより、実際の制御対象について、より正確な性能特性を取得することができる。   In one embodiment of the present invention, the actual measurement target is measured at the optimized measurement point, and the actual performance characteristic of the control target is acquired. Thus, as described above, by performing measurement at the optimized measurement points, it is possible to acquire more accurate performance characteristics for the actual control target.

この発明の一形態では、上記計測点の配置および数の最適化は、遺伝的アルゴリズム(GA)によって行われる。   In one form of this invention, the arrangement and number of the measurement points are optimized by a genetic algorithm (GA).

計測点の最適化は、ローカルミニマム(局所最適点)の存在しやすい複雑な最適化問題を解く必要があり、一般的な線形の最適化アルゴリズムでは、計測点の数の十分な削減や、計測点の配置の最適化が困難である。たとえば、最適化を行う計測点の配置および数の初期値により、最適化された計測点の配置および数が異なるおそれがある。遺伝的アルゴリズムを適用することにより、ローカルミニマムに陥ることなく、計測点の配置および数を大域的に探索することができる可能性を高めることができる。   To optimize measurement points, it is necessary to solve complex optimization problems where local minimums (local optimum points) are likely to exist. With a general linear optimization algorithm, the number of measurement points can be sufficiently reduced or measured. It is difficult to optimize the arrangement of points. For example, the arrangement and number of optimized measurement points may differ depending on the initial value of the arrangement and number of measurement points to be optimized. By applying the genetic algorithm, it is possible to increase the possibility that the arrangement and number of measurement points can be searched globally without falling into the local minimum.

この発明の一形態では、遺伝的アルゴリズムにおける突然変異の処理の際、前記計測点の数を削減する意味を有するDNA要素をDNA個体に組み込む。これにより、計測点の数を、より効率的に削減することができる。   In one embodiment of the present invention, a DNA element having a meaning of reducing the number of measurement points is incorporated into a DNA individual when a mutation is processed in a genetic algorithm. Thereby, the number of measurement points can be reduced more efficiently.

一般的な遺伝的アルゴリズムにおいては、DANの要素数を増減するような最適化は行うことができない。そのため、これまでは、計測点の配置および数を同時に最適化する問題を遺伝的アルゴリズムで解くことが困難であった。しかしながら、この発明によれば、DNA要素の中に、計測点を無効化(塞源)することを示す値(実施例では、「99」)を組み入れることにより、計測点の配置および数の最適化を同時に行うことができる。   In a general genetic algorithm, optimization that increases or decreases the number of elements of DAN cannot be performed. For this reason, it has been difficult to solve the problem of simultaneously optimizing the arrangement and number of measurement points with a genetic algorithm. However, according to the present invention, it is possible to optimize the arrangement and number of measurement points by incorporating a value (“99” in the embodiment) indicating that the measurement points are invalidated (source) in the DNA element. Can be performed simultaneously.

この発明の一形態では、遺伝的アルゴリズムにおいて、評価関数を用いてDNA個体を評価する際、前記計測点の数の増大に応じて該評価関数による評価が低下するように、該評価関数に対する重み付けを行う。   In one form of this invention, when evaluating a DNA individual using an evaluation function in a genetic algorithm, the evaluation function is weighted so that the evaluation by the evaluation function decreases as the number of measurement points increases. I do.

一般的に、計測点の数が多いほど、より良好な精度で制御対象の性能特性を計測することができる可能性が高いので、一般的な遺伝的アルゴリズムを実行しても、計測点の数を効率的に減らすことは困難である。しかしながら、この発明によれば、評価関数への重み付け処理により、計測点数の少ない解が導出される確率を向上させることができるので、計測点の数の削減を効率的に実現することができる。   In general, the greater the number of measurement points, the more likely it is that the performance characteristics of the controlled object can be measured with better accuracy. It is difficult to reduce the amount efficiently. However, according to the present invention, since the probability that a solution with a small number of measurement points is derived can be improved by weighting the evaluation function, the number of measurement points can be efficiently reduced.

この発明の一形態では、遺伝的アルゴリズムにおける選択処理の際、各DNA個体の計測点数毎に、前記評価関数による評価が高い順にDNA個体の選択を行う。   In one form of this invention, in the selection process in the genetic algorithm, DNA individuals are selected in descending order of evaluation by the evaluation function for each number of measurement points of each DNA individual.

前述したように、一般的には、計測点の数が多いほど、より良好な精度で制御対象の性能特性を計測することができる可能性が高いので、一般的な遺伝的アルゴリズムを実行しても、計測点の数を効率的に減らすことは困難である。しかしながら、この発明によれば、DNAの進化の過程においても、計測点数を削減しているDNA個体の存続確率を増やすことができるので、計測点数の削減をより効率的に実現することができる。   As described above, in general, the greater the number of measurement points, the higher the possibility that the performance characteristics of the controlled object can be measured with better accuracy. However, it is difficult to efficiently reduce the number of measurement points. However, according to the present invention, the survival probability of a DNA individual whose number of measurement points has been reduced can be increased even in the process of DNA evolution, and therefore the number of measurement points can be reduced more efficiently.

この発明の他の実施形態によると、上記計測点の配置の最適化は、該計測点の数が所定値である場合に、上記誤差を最小にするための計測点の配置を算出する最適化アルゴリズムにより行われる。   According to another embodiment of the present invention, the optimization of the arrangement of the measurement points is an optimization for calculating the arrangement of the measurement points for minimizing the error when the number of measurement points is a predetermined value. Performed by algorithm.

最適化アルゴリズムとして、例えば最急降下法および最小二乗法等が知られているが、このような最適化アルゴリズムを用いても、計測点の配置を最適化することができる。   As an optimization algorithm, for example, the steepest descent method and the least square method are known, but the arrangement of measurement points can be optimized even using such an optimization algorithm.

この発明の他の実施形態によると、上記計測点の配置および数の最適化は、さらに、計測点の数を変更しながら、上記最適化アルゴリズムによる処理を繰り返し、該繰り返しの結果、上記誤差が最小になる計測点の配置および数を求めることにより行われる。   According to another embodiment of the present invention, the optimization of the arrangement and the number of the measurement points further repeats the processing by the optimization algorithm while changing the number of measurement points, and the error results as a result of the repetition. This is done by determining the arrangement and number of measurement points that are minimized.

一般に、最急降下法および最小二乗法等の最適化アルゴリズムでは、計測点の数および配置の両方を同時に最適化することはできない。しかしながら、計測点の数を変更しながら最適化アルゴリズムによる処理を繰り返すことにより、計測点の配置だけでなく、計測点の数を最適化することができる。よって、より少ない数の計測点で、実際の制御対象についての性能特性を取得することができる。   In general, optimization algorithms such as the steepest descent method and the least squares method cannot simultaneously optimize both the number and arrangement of measurement points. However, by repeating the process using the optimization algorithm while changing the number of measurement points, not only the arrangement of the measurement points but also the number of measurement points can be optimized. Therefore, the performance characteristics of the actual control target can be acquired with a smaller number of measurement points.

この発明の他の実施形態によると、上記誤差が最小になる計測点の配置および数を求めるために所定の評価関数が用いられ、該評価関数は、該計測点の数の増大に応じて該評価関数による評価が低下するように、重み付けがなされている。   According to another embodiment of the present invention, a predetermined evaluation function is used to obtain the arrangement and number of measurement points at which the error is minimized, and the evaluation function corresponds to an increase in the number of measurement points. Weighting is performed so that the evaluation by the evaluation function is lowered.

このような重み付けがなされた評価関数を用いることにより、計測点数の少ない解が導出される確率を向上させることができるので、計測点の数の削減を効率的に実現することができる。   By using the weighted evaluation function, it is possible to improve the probability that a solution with a small number of measurement points is derived, and thus it is possible to efficiently reduce the number of measurement points.

以下に図面を参照しながらこの発明の実施形態を説明する。図4は、この発明の一実施形態に従う、計測点を最適化するための装置のブロック図である。該装置は、任意のコンピュータに実現されることができ、該コンピュータは、CPU(中央処理装置)、記憶装置(メモリおよびハードディスク装置を含む)、キーボードおよびマウスなどの入力装置、ディスプレイなどの出力装置を備えている。図に示される各機能ブロックは、メモリに記憶されたコンピュータプログラムをCPUが実行することによって実現されることができる。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a block diagram of an apparatus for optimizing measurement points according to one embodiment of the present invention. The apparatus can be realized in any computer, and the computer includes a CPU (central processing unit), a storage device (including a memory and a hard disk device), an input device such as a keyboard and a mouse, and an output device such as a display. It has. Each functional block shown in the figure can be realized by the CPU executing a computer program stored in the memory.

以下の実施例では、内燃機関(以下、エンジンと呼ぶ)を制御対象としている。制御対象は、制御パラメータに応じた性能特性を呈する。制御対象がエンジンの場合、制御パラメータは、たとえば吸気弁のリフト量、吸気カムの位相、吸気管の負圧、空燃比、燃料噴射量等がある。性能特性は、たとえば、エンジンの出力トルク、エミッション(エンジンから送り出されるHCやNOxの量)等がある。たとえば、制御パラメータが吸気弁のリフト量および吸気カムの位相である場合、これらの制御パラメータの値に応じた出力トルクが、該エンジンの性能特性として得られる。しかしながら、この発明は、他の制御対象にも適用されることができる。   In the following embodiments, an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) is a control target. The controlled object exhibits performance characteristics corresponding to the control parameter. When the control target is an engine, the control parameters include, for example, the lift amount of the intake valve, the phase of the intake cam, the negative pressure of the intake pipe, the air-fuel ratio, the fuel injection amount, and the like. The performance characteristics include, for example, engine output torque, emissions (amount of HC and NOx delivered from the engine), and the like. For example, when the control parameters are the lift amount of the intake valve and the phase of the intake cam, output torque corresponding to the values of these control parameters is obtained as performance characteristics of the engine. However, the present invention can also be applied to other control objects.

予測性能部11は、所定のエンジンモデルを用いて、エンジンの所定の制御パラメータに対する所定の性能特性を予測し、該制御パラメータに対する性能データを表した予測性能モデルRsm_estを生成する。   The predicted performance unit 11 uses a predetermined engine model to predict a predetermined performance characteristic for a predetermined control parameter of the engine, and generates a predicted performance model Rsm_est representing performance data for the control parameter.

エンジンモデルは、実際のエンジンをモデル化したものであり、任意の適切な手法で生成されたものを用いることができる。たとえば、化学素反応モデル(ゼロ次元)のエンジンモデルを用いることができる。該化学素反応モデルは、多数の素反応の組み合わせによって、エンジンにおける化学反応を記述したものである。また、エンジンモデルは、1次元または3次元モデルでもよい。たとえば、エンジンの吸排気の流れを、1次元または3次元解析してモデル化することができる。   The engine model is a model of an actual engine, and an engine model generated by any appropriate method can be used. For example, an engine model of a chemical element reaction model (zero dimension) can be used. The chemical reaction model describes a chemical reaction in an engine by a combination of a number of elementary reactions. The engine model may be a one-dimensional or three-dimensional model. For example, the engine intake and exhaust flow can be modeled by one-dimensional or three-dimensional analysis.

このようなエンジンモデルを用いて、制御パラメータとそれに対する性能データを予測性能データとして取得し、両者の関係をモデルとして表すことができる。これを、予測性能モデルRSM_estと呼ぶ。このようなモデルは、任意の適切な手法で生成されることができる。たとえば、制御パラメータに対する性能データを応答曲面によって表し、これを予測性能モデルとすることができる。応答曲面の生成には、たとえばクリギング法、二次関数曲面、またはニューラルネットワークを用いることができる。代替的に、制御パラメータの各値(組み合わせ)に対する性能データの値を1つの格子点で表し、膨大な数の該格子点を持つ補間マップとして、予測性能モデルを表すこともできる。   Using such an engine model, a control parameter and performance data corresponding to the control parameter can be acquired as predicted performance data, and the relationship between the two can be represented as a model. This is called a predicted performance model RSM_est. Such a model can be generated in any suitable manner. For example, the performance data for the control parameter can be represented by a response surface, which can be used as a predicted performance model. For example, a Kriging method, a quadratic function surface, or a neural network can be used to generate the response surface. Alternatively, the performance data value for each value (combination) of the control parameters can be represented by one grid point, and the prediction performance model can be represented as an interpolation map having a huge number of grid points.

このような予測性能モデルの生成を、たとえば市販されているツール(ソフトウェア)を用いて実現することができる。このようなツールでは、エンジンモデルを生成し、該生成したモデルにおいて、たとえばスロットル弁の開度(制御パラメータ)に対するトルク(性能データ)を取得することにより、該制御パラメータとそれに対応する性能データとの間の関係を、たとえば応答曲面法によって求めることができる。図5には、一例として、所定のエンジンモデルにおいて制御パラメータAおよびBおよびそれに対する性能データから生成された予測性能モデルの一例が示されている。   Generation of such a predictive performance model can be realized using, for example, a commercially available tool (software). In such a tool, an engine model is generated, and in the generated model, for example, a torque (performance data) with respect to an opening degree (control parameter) of the throttle valve is acquired, and thereby the control parameter and performance data corresponding thereto are obtained. Can be obtained by, for example, response surface methodology. FIG. 5 shows an example of a predicted performance model generated from control parameters A and B and performance data corresponding thereto in a predetermined engine model as an example.

代替的に、計測対象となるエンジンと近い諸元を持つエンジンについて実際に計測された性能データがある場合には、これを予測性能データとして用い、該予測性能データから、応答曲面等を用いて予測性能モデルを生成してもよい。   Alternatively, if there is performance data actually measured for an engine with specifications close to the engine to be measured, use this as prediction performance data, and use the response surface etc. from the prediction performance data A predicted performance model may be generated.

こうして生成された予測性能モデルRSM_estは、コンピュータの記憶装置に格納される。   The predicted performance model RSM_est generated in this way is stored in the storage device of the computer.

指定計測点決定部12は、所定の計測点を予め指定する。指定された計測点を指定計測点と呼ぶ。指定計測点は、任意の基準で決定されることができる。この実施例では、エンジンを制御するのに必要な、または所望と考えられる計測点を、指定計測点とする。   The designated measurement point determination unit 12 designates a predetermined measurement point in advance. The designated measurement point is called a designated measurement point. The designated measurement point can be determined by an arbitrary standard. In this embodiment, a measurement point necessary or desired to control the engine is set as a designated measurement point.

一例として、指定計測点は以下のように決定されることができる。
1)予測性能データが最大化および/または最小化する点。
2)制御パラメータの値が所定の条件を満たす点。または、制御パラメータの値が最大および/または最小となる点。
3)予測性能データの値が所定の条件を満たす点。または、予測性能データが最大および/または最小となる点。
As an example, the designated measurement point can be determined as follows.
1) The point where the predicted performance data is maximized and / or minimized.
2) The point where the value of the control parameter satisfies a predetermined condition. Or the point at which the value of the control parameter is maximum and / or minimum.
3) A point where the value of the predicted performance data satisfies a predetermined condition. Or the point where the predicted performance data is maximum and / or minimum.

ここで図6を参照すると、制御パラメータAの値に対する予測性能データの値111(これは、予測性能モデルによって表される)が示されており、ここに、指定計測点の一例が示されている。指定計測点A(i)は、上記1)を満たす指定計測点であり、予測性能データが最大となる制御パラメータ値である。A(ii)は、上記2)を満たす指定計測点であり、制御パラメータ値が最小となる指定計測点である。A(iii)は、予測性能データの値が所定の条件(値X(iii)を取るという条件)を満たす指定計測点である。   Referring now to FIG. 6, a predicted performance data value 111 (represented by a predicted performance model) with respect to the value of the control parameter A is shown, where an example of a designated measurement point is shown. Yes. The designated measurement point A (i) is a designated measurement point that satisfies the above 1), and is a control parameter value that maximizes the predicted performance data. A (ii) is a designated measurement point that satisfies the above 2), and is a designated measurement point having a minimum control parameter value. A (iii) is a designated measurement point where the value of the predicted performance data satisfies a predetermined condition (a condition that the value X (iii) is taken).

指定計測点を用いることにより、予め必要な、もしくは所望の計測点を、除外することなく最適計測点に含めることができる。   By using the designated measurement points, the necessary or desired measurement points can be included in the optimum measurement points without being excluded.

初期集団決定部13は、指定計測点を、各DNA個体中の染色体(以下、DNA要素と呼ぶ)として含むように、遺伝的アルゴリズムにおける初期集団(世代ゼロ)を決定する。初期集団は、所定数のDNA個体を含む。   The initial population determination unit 13 determines an initial population (generation zero) in the genetic algorithm so as to include the designated measurement point as a chromosome (hereinafter referred to as a DNA element) in each DNA individual. The initial population includes a predetermined number of DNA individuals.

最適化部15は、遺伝的アルゴリズムを用いて、計測点の配置(どの値の制御パラメータを組み合わせるか)を最適化する。好ましい形態では、最適化部15は、遺伝的アルゴリズムを用いて、計測点の配置だけでなく数についても最適化する。   The optimization unit 15 optimizes the arrangement of the measurement points (which value of the control parameter is to be combined) using a genetic algorithm. In a preferred form, the optimization unit 15 optimizes not only the arrangement of measurement points but also the number using a genetic algorithm.

より具体的には、サンプリングモデル生成部21は、記憶装置から予測性能モデルRSM_estを読み出し、それぞれのDNA個体により規定される制御パラメータ値において該予測性能モデルRSM_estをサンプリングし、該サンプリングされた予測性能データから、サンプリング性能モデルRSM_nmを生成する。評価部22は、予測性能モデルRSM_estと該サンプリング性能モデルRSM_nmとを比較し、評価関数を用いて、該サンプリング性能モデルRSM_nmを評価する。   More specifically, the sampling model generation unit 21 reads the prediction performance model RSM_est from the storage device, samples the prediction performance model RSM_est at the control parameter value defined by each DNA individual, and the sampled prediction performance A sampling performance model RSM_nm is generated from the data. The evaluation unit 22 compares the prediction performance model RSM_est with the sampling performance model RSM_nm, and evaluates the sampling performance model RSM_nm using an evaluation function.

DNA更新部23は、より高い評価のDNA個体を残すように、遺伝的アルゴリズムにおける選択、交叉および突然変異処理を行う。収束判定部24は、現世代のDNA個体のうち最も評価の高かったDNA個体と、前世代のDNA個体のうち最も評価の高かったDNA個体との差に基づいて、最適化が収束したかどうかを判断する。収束したと判断したならば、現世代のうち最も高い評価のDNA個体により表される制御パラメータの値を、最適化された計測点とする。こうして、予測性能モデルRSM_estとサンプリング性能モデルRSM_nmとの間の誤差が最小になるように、計測点の配置および数が最適化される。   The DNA update unit 23 performs selection, crossover, and mutation processing in the genetic algorithm so as to leave a DNA individual with a higher evaluation. The convergence determination unit 24 determines whether the optimization has converged based on the difference between the DNA individual with the highest evaluation among the DNA individuals of the current generation and the DNA individual with the highest evaluation among the DNA individuals of the previous generation. Judging. If it is determined that the target has converged, the value of the control parameter represented by the highest-evaluated DNA individual in the current generation is set as an optimized measurement point. In this way, the arrangement and number of measurement points are optimized so that the error between the prediction performance model RSM_est and the sampling performance model RSM_nm is minimized.

計測部17は、最適化された計測点において、実際のエンジンを自動計測する。計測には、既知の適切な手法および装置を用いることができる。たとえば台上試験として知られているように、試験対象のエンジンを架台(ベンチ)に設置し、接続された試験装置を介して該エンジンを運転させ、エンジンの性能測定を行う装置が知られている。どのような試験を行うかは、該試験装置に接続されたコンピュータによって制御可能なようになっている。たとえば、該コンピュータは、最適計測点毎にエンジン性能データを自動的に取得するよう該試験装置を制御し、こうして取得した性能データを、該コンピュータの記憶装置に取り込んだりディスプレイ等の出力装置に表示させることができる。   The measurement unit 17 automatically measures the actual engine at the optimized measurement point. For the measurement, a known appropriate technique and apparatus can be used. For example, as is known as a bench test, there is known a device for measuring the performance of an engine by installing an engine to be tested on a gantry (bench), operating the engine via a connected test device. Yes. What kind of test is performed can be controlled by a computer connected to the test apparatus. For example, the computer controls the test apparatus to automatically acquire engine performance data for each optimum measurement point, and the acquired performance data is taken into a storage device of the computer or displayed on an output device such as a display. Can be made.

予測性能モデルはエンジンモデルに基づいているので、該予測性能モデルから得られる予測性能データは、実際のエンジン性能の凹凸特性や増減特性等の挙動を模しているが、実際の性能データの大きさに対しては誤差を有している。本願発明によれば、予測性能モデルの挙動に適合した配置および数の計測点が得られるので、該計測点において実際のエンジンを計測することにより、実際のエンジンの挙動および大きさに追従する性能データを取得することができる。   Since the predicted performance model is based on the engine model, the predicted performance data obtained from the predicted performance model simulates the behavior of the actual engine performance, such as the unevenness characteristic and the increase / decrease characteristic. This has an error. According to the present invention, an arrangement and number of measurement points suitable for the behavior of the predicted performance model can be obtained. By measuring the actual engine at the measurement point, the performance that follows the actual behavior and size of the engine. Data can be acquired.

こうして最適計測点において実際に計測されたエンジンの性能データは、たとえばECUに記憶されるべきデータおよびテーブル等の生成に用いられることができる。これらのデータおよびテーブル等を用いてエンジン制御を実行することにより、該エンジン制御を、エンジンの性能を最大限に発揮するよう実現することができる。   The engine performance data actually measured at the optimum measurement point in this way can be used for generating data and tables to be stored in the ECU, for example. By executing engine control using these data, tables, and the like, the engine control can be realized so as to maximize the performance of the engine.

次に、図7〜図15を参照して、本願発明の一実施形態に従う、コンピュータのCPUによって実行される、より具体的には図4の初期集団決定部13および最適化部15により実行される詳細なアルゴリズムを説明する。   Next, referring to FIG. 7 to FIG. 15, executed by the CPU of the computer according to one embodiment of the present invention, more specifically, executed by the initial group determination unit 13 and the optimization unit 15 of FIG. 4. A detailed algorithm will be described.

ステップS11において、遺伝的アルゴリズムにおけるDNA個体の集団の世代を示す世代パラメータmをゼロに初期化する。   In step S11, a generation parameter m indicating the generation of the population of DNA individuals in the genetic algorithm is initialized to zero.

ステップS12において、初期集団(世代m=0)を生成する。ここで図8を参照すると、初期集団の一例が示されている。この実施例では、2種類の制御パラメータすなわち制御パラメータAおよびBを用いる。したがって、前述した指定計測点決定部12により、制御パラメータBについても、指定計測点が決定されている。制御パラメータAについては、図6を参照して説明した3個の指定計測点A(i)〜A(iii)を用いる。制御パラメータBについては、たとえば前述した条件1)および2)を満たす2個の指定計測点B(i)およびB(ii)を用いる。制御パラメータAおよびBについての指定計測点の数を、それぞれoa個およびob個とする。したがって、この実施例では、oa=3およびob=2である。なお、各制御パラメータについて、指定計測点の数は任意に決定されることができる。また、制御パラメータの種類をいくつにするかも任意に決定されることができる。   In step S12, an initial group (generation m = 0) is generated. Referring now to FIG. 8, an example of the initial population is shown. In this embodiment, two types of control parameters, that is, control parameters A and B are used. Therefore, the designated measurement point is determined for the control parameter B by the designated measurement point determination unit 12 described above. For the control parameter A, the three designated measurement points A (i) to A (iii) described with reference to FIG. 6 are used. For the control parameter B, for example, two designated measurement points B (i) and B (ii) that satisfy the above-described conditions 1) and 2) are used. The number of designated measurement points for the control parameters A and B is oa and ob, respectively. Therefore, in this example, oa = 3 and ob = 2. For each control parameter, the number of designated measurement points can be arbitrarily determined. In addition, the number of types of control parameters can be arbitrarily determined.

1世代あたりのDNA個体の数は、N個とする。また、制御パラメータAについての染色体(DNA要素)の最大数はpa個であり、制御パラメータBについてのDNA要素の最大数はpb個である。paおよびpbは、それぞれ、制御パラメータAおよびBについての最大計測点数を示しており、これらの値も任意に決定されることができる。   The number of DNA individuals per generation is N. The maximum number of chromosomes (DNA elements) for the control parameter A is pa, and the maximum number of DNA elements for the control parameter B is pb. pa and pb indicate the maximum number of measurement points for the control parameters A and B, respectively, and these values can also be arbitrarily determined.

ここでは、それぞれのDNA要素の表記について、一桁目は制御パラメータの種類を示し、2桁目はDNA要素の番号を示し、3桁目はDNA個体の番号を示し、4桁目は世代番号を示す。たとえば、「A135」は、制御パラメータAの第5世代の第3のDNA個体における1番目のDNA要素、を表している。   Here, for each DNA element notation, the first digit indicates the type of control parameter, the second digit indicates the DNA element number, the third digit indicates the DNA individual number, and the fourth digit indicates the generation number. Indicates. For example, “A135” represents the first DNA element in the third DNA individual of the fifth generation of the control parameter A.

それぞれのDNA個体において、指定計測点は、固定のDNA要素として含められる。この例では、制御パラメータAについての指定計測点は、各DNA個体において、1〜3番目のDNA要素に含められており、制御パラメータBについての指定計測点は、各DNA個体において、1および2番目のDNA要素に含められる。   In each DNA individual, the designated measurement point is included as a fixed DNA element. In this example, the designated measurement points for the control parameter A are included in the first to third DNA elements in each DNA individual, and the designated measurement points for the control parameter B are 1 and 2 in each DNA individual. Included in the second DNA element.

各DNA個体において、指定計測点をDNA要素として定義した後、残りのDNA要素(pa−oa個、pb−ob個)のそれぞれを、制御パラメータAおよびBがそれぞれ取りうる範囲内に制限された乱数によって生成する。こうして、N個のDNA個体が生成される。   In each DNA individual, the designated measurement point is defined as a DNA element, and then the remaining DNA elements (pa-oa, pb-ob) are limited within the range that the control parameters A and B can take. Generate by random numbers. In this way, N DNA individuals are generated.

さらに、乱数的に任意のDNA要素を抽出し、該抽出した要素を、該要素で表される計測点を無効化する(すなわち、計測点として使用しない)ことを意味する値(この実施例では、制御パラメータAおよびBがとりうる範囲外の値である「99」を用いる)に置換する。しかし、無効化するDNA要素は、指定計測点が定義されたDNA要素以外のDNA要素から抽出される。この例では、A420、B420、A5n0のDNA要素が無効化されている。各DNA個体において、無効化するDNA要素の数は、任意に決定されることができ、制御パラメータAとBとの間で無効化するDNA要素の数を等しくする必要もない。こうして、各DNA個体において、「99」に置換されたDNA要素がゼロの場合には、最大計測点数はpa個およびpb個となり、置換されたDNA要素が1個である場合には、最大計測点数は(pa−1)個および(pb−1)個となり、置換されたDNA要素が2個である場合には、最大計測点数は(pa−2)個および(pb−2)個となる。ここで、m世代におけるn番目のDNA個体において置換されなかった計測点数の総数を、それぞれ、pa_ef_nmおよびpb_ef_nmで表す。   Furthermore, a random value is used to extract an arbitrary DNA element, and the extracted element is a value (in this embodiment, meaning that the measurement point represented by the element is invalidated (that is, not used as a measurement point). , “99”, which is a value outside the possible range of the control parameters A and B, is used. However, the DNA element to be invalidated is extracted from DNA elements other than the DNA element for which the designated measurement point is defined. In this example, the DNA elements A420, B420, and A5n0 are invalidated. In each DNA individual, the number of DNA elements to be invalidated can be arbitrarily determined, and it is not necessary to equalize the number of DNA elements to be invalidated between the control parameters A and B. Thus, in each DNA individual, when the number of DNA elements replaced with “99” is zero, the maximum number of measurement points is pa and pb, and when the number of replaced DNA elements is 1, The number of points is (pa-1) and (pb-1). When the number of substituted DNA elements is 2, the maximum number of points is (pa-2) and (pb-2) . Here, the total number of measurement points not replaced in the nth DNA individual in the m generation is represented by pa_ef_nm and pb_ef_nm, respectively.

次に、ステップS13において、記憶装置に格納されている予測性能モデルRSM_estを読み出し、該予測性能モデルRSM_estに対し、制御パラメータAについての値Av_r(r=1〜va)および制御パラメータBについての値Bv_s(s=1〜vb)においてサンプリングを行い、予測性能データVest_rsを取得する。これは、後述する評価に用いられる。   Next, in step S13, the predicted performance model RSM_est stored in the storage device is read out, and the value Av_r (r = 1 to va) for the control parameter A and the value for the control parameter B with respect to the predicted performance model RSM_est. Sampling is performed in Bv_s (s = 1 to vb) to obtain predicted performance data Vest_rs. This is used for evaluation described later.

vaおよびvbは、va>>paおよびvb>>pbを満たすよう十分大きな値(たとえば、paおよびpbのそれぞれ10倍以上)が望ましく、vaおよびvbは、一般的な実験計画法や乱数によって生成してよい。   va and vb are preferably large enough to satisfy va >> pa and vb >> pb (for example, 10 times or more of pa and pb, respectively). va and vb are generated by general experimental design or random numbers. You can do it.

ステップS14において、DNA個体の評価プロセスを実行する。該評価プロセスは、図9に示されている。   In step S14, a DNA individual evaluation process is executed. The evaluation process is shown in FIG.

ステップS21において、繰り返しパラメータi(DNA個体の番号nを識別する)をゼロに設定する。   In step S21, the repetition parameter i (identifying the DNA individual number n) is set to zero.

ステップS22において、前述したように、「99」によって無効化されなかった計測点の総数pa_ef_nmおよびpb_ef_nmをそれぞれ算出し、総計測点数Ns_nm(制御パラメータAの値と制御パラメータBの値の組み合わせ数)を、次のように計算する。
Ns_nm=pa_ef_nm×pb_ef_nm
In step S22, as described above, the total number of measurement points pa_ef_nm and pb_ef_nm that have not been invalidated by “99” is calculated, and the total number of measurement points Ns_nm (the number of combinations of the value of control parameter A and the value of control parameter B). Is calculated as follows.
Ns_nm = pa_ef_nm × pb_ef_nm

ステップS23において、m世代のn番目のDNA個体中の各DNA要素によって定義される制御パラメータを、Apnm(p=1〜pa)およびBqnm(q=1〜pb)で表す。ApnmおよびBqnmにおいて予測性能モデルRsm_estをサンプリングすることにより、予測性能データYapn_bqn_m(p=1〜pa、q=1〜pb)を取得する。   In step S23, control parameters defined by each DNA element in the m-th generation n-th DNA individual are represented by Apnm (p = 1 to pa) and Bqnm (q = 1 to pb). Prediction performance data Yapn_bqn_m (p = 1 to pa, q = 1 to pb) is obtained by sampling the prediction performance model Rsm_est at Apnm and Bqnm.

ここで、図10を参照すると、Yapn_bqn_mの一例が示されている。なお、ApnmおよびBqnmのいずれかが無効化されている(すなわち、「99」で置換されている)場合には、予測性能データのサンプリングは行われない。したがって、総計測点数がNs_nm個であるので、Ns_nm個のYapn_bqn_mが取得される。   Here, referring to FIG. 10, an example of Yapn_bqn_m is shown. Note that when any of Apnm and Bqnm is invalidated (that is, replaced with “99”), the prediction performance data is not sampled. Therefore, since the total number of measurement points is Ns_nm, Ns_nm Yapn_bqn_m is acquired.

ステップS24において、サンプリングされた予測性能データYapn_bqn_mに基づいて、サンプリング性能モデルRSM_nmを生成する。前述したように、予測性能モデルRSM_estは、制御パラメータと、それに対する性能データとの間の関係をコンピュータにより算出したものである。したがって、該予測性能モデルの生成手法と同様の手法で、制御パラメータApnmおよびBqnmとそれに対応する性能データYapb_bqn_mとから、サンプリング性能モデルRSM_nmを生成することができる。サンプリング性能モデルRSM_nmは、現在のDNA個体によって表される計測点において実現されうるエンジンの性能特性を表しているといえる。   In step S24, a sampling performance model RSM_nm is generated based on the sampled predicted performance data Yapn_bqn_m. As described above, the predicted performance model RSM_est is obtained by calculating a relationship between a control parameter and performance data corresponding thereto by a computer. Therefore, the sampling performance model RSM_nm can be generated from the control parameters Apnm and Bqnm and the performance data Yapb_bqn_m corresponding to the method similar to the method for generating the predicted performance model. The sampling performance model RSM_nm can be said to represent the performance characteristics of the engine that can be realized at the measurement point represented by the current DNA individual.

ステップS25において、前述したステップS13と同じ制御パラメータ値Av_rおよびBv_sにおいてサンプリング性能モデルRSM_nmをサンプリングし、サンプリング性能データVnm_rsを取得する。前述したステップS13と同じ制御パラメータ値Av_rおよびBv_sを用いるのは、予測性能モデルRSM_estとサンプリング性能モデルRSM_nmとを同じ条件下で比較するためである。   In step S25, the sampling performance model RSM_nm is sampled with the same control parameter values Av_r and Bv_s as in step S13 described above, and sampling performance data Vnm_rs is obtained. The reason why the same control parameter values Av_r and Bv_s as in step S13 are used is to compare the predicted performance model RSM_est and the sampling performance model RSM_nm under the same conditions.

一般的に、計測点数を多くするほうが、より良好な精度でサンプリング性能モデルRSM_nmを取得することができるが、この発明では、より少ない計測点数においてより高い精度のサンプリング性能モデルRSM_nmを得られるような計測点配置を探索するため、評価関数に、以下のような計測点数に応じた重み関数(ペナルティ)Wを乗算する。

Figure 2009258068
In general, the sampling performance model RSM_nm can be obtained with better accuracy by increasing the number of measurement points. However, in the present invention, the sampling performance model RSM_nm with higher accuracy can be obtained with a smaller number of measurement points. In order to search for the measurement point arrangement, the evaluation function is multiplied by a weight function (penalty) W corresponding to the number of measurement points as follows.
Figure 2009258068

代替的に、W=(Ns_nm)/Nmaxでもよい。ここで、Nmax=pa×pbである。したがって、無効化されたDNA要素を持たないDNA個体については、W=1となり、重み付けは行われない。 Alternatively, W = (Ns_nm) 2 / Nmax 2 may be used. Here, Nmax = pa × pb. Therefore, for a DNA individual having no invalidated DNA element, W = 1 and no weighting is performed.

ステップS26では、重み関数Wを算出する。重み関数Wは、上記式に従って算出してもよいし、重み関数Wのテーブルを参照することにより求めてもよい。図11に、該テーブルの一例を示す。計測点数Ns_nmが大きくなるほど、重み付けWの値を大きくし、評価を低くするようにする。該テーブルをメモリに記憶しておき、該テーブルを、ステップS22で算出したNs_nmに基づいて参照することにより、対応するWを求めることができる。   In step S26, a weight function W is calculated. The weighting function W may be calculated according to the above formula or may be obtained by referring to a table of the weighting function W. FIG. 11 shows an example of the table. As the number of measurement points Ns_nm is increased, the value of the weight W is increased and the evaluation is decreased. The corresponding W can be obtained by storing the table in the memory and referring to the table based on Ns_nm calculated in step S22.

ステップS27において、サンプリング性能モデルRSM_nmを評価するため、以下のように、重み関数Wを含む評価関数の値Ersm_nmを算出する。

Figure 2009258068
In step S27, in order to evaluate the sampling performance model RSM_nm, the value Ersm_nm of the evaluation function including the weighting function W is calculated as follows.
Figure 2009258068

評価関数値Ersm_nmは、サンプリング性能モデルRSM_nmの予測性能モデルRSM_estに対する誤差を反映するので、該評価関数値Ersm_nmが小さいほど、該サンプリング性能モデルRSM_nmの基になったDNA個体の評価は高いことを示す。こうして、該DNA個体により実現される計測点が、予測性能モデル上の性能データを、どれほど良好な精度で再現することができるかが評価される。   Since the evaluation function value Ersm_nm reflects an error of the sampling performance model RSM_nm with respect to the prediction performance model RSM_est, the smaller the evaluation function value Ersm_nm, the higher the evaluation of the DNA individual that is the basis of the sampling performance model RSM_nm. . Thus, it is evaluated how accurately the measurement point realized by the DNA individual can reproduce the performance data on the prediction performance model.

ステップS28において、繰り返しパラメータiを1だけインクリメントする。ステップS29において、iの値が、DNAの個体数を示すNを超えるまで、ステップS22〜28が各DNA個体に対して実行される。ステップS29の判断がNoになったならば、図7のステップS15に進み、DNAの更新プロセスを実行する。該更新プロセスは、図12に示されている。   In step S28, the repetition parameter i is incremented by one. In step S29, steps S22 to S28 are executed for each DNA individual until the value of i exceeds N indicating the number of DNA individuals. If the determination in step S29 is No, the process proceeds to step S15 in FIG. 7 to execute a DNA update process. The update process is shown in FIG.

ステップS31において、評価関数の値Ersm_nmの値の小さい順に、N個のDNA個体を並べる。並べた結果の一例が、図13に示されている。   In step S31, N DNA individuals are arranged in ascending order of the evaluation function value Ersm_nm. An example of the arranged results is shown in FIG.

ステップS32において、N個のDNA個体のうち、最も小さい評価関数の値を、Ersm_bestとする。これは、後述する最適化の収束判定に用いられる。   In step S32, the smallest evaluation function value among the N DNA individuals is defined as Ersm_best. This is used for the optimization convergence determination described later.

ステップS33において、計測点数毎に、評価関数値Ersm_nmが小さい順にDNA個体を選択する。総計測点数の最大値Nmaxは、前述したようにpa×pbである。また、前述したように、指定計測点のDNA要素は無効化されず、その数は、oaおよびob個である。したがって、総計測点数の起こりうる最小値Nminは、oa×ob個である。   In step S33, DNA individuals are selected in ascending order of evaluation function value Ersm_nm for each number of measurement points. The maximum value Nmax of the total number of measurement points is pa × pb as described above. Further, as described above, the DNA elements at the designated measurement points are not invalidated, and the number thereof is oa and ob. Therefore, the minimum possible value Nmin of the total number of measurement points is oa × ob.

Ns_nm=NminであるDNA個体のうち、最も小さい評価関数値Ersm_nmのDNA個体を1つ選択する。次に、Ns_nm=Nmin+1であるDNA個体のうち、最も小さい評価関数値Ersm_nmのDNA個体を1つ選択する。Ns_nm=Nmin+2、Nmin+3、...Nmaxについてこのような選択操作を繰り返す。Ns_nm=Nmaxに達したならば、再び、Ns_nm=Nminに戻り、Ns_nm=Nmin、Nmin+1、...Nmaxのそれぞれについて、まだ選択されていないDNA固体のうち、最も小さい評価関数値Ersm_nmのDNA個体を1つ選択する。選択したDNA個数が所定値Nsel(<N)に達した時点で、選択操作を終了する。   One DNA individual with the smallest evaluation function value Ersm_nm is selected from the DNA individuals with Ns_nm = Nmin. Next, one DNA individual with the smallest evaluation function value Ersm_nm is selected from the DNA individuals with Ns_nm = Nmin + 1. Ns_nm = Nmin + 2, Nmin + 3,. . . Such a selection operation is repeated for Nmax. When Ns_nm = Nmax is reached, the process returns again to Ns_nm = Nmin, and Ns_nm = Nmin, Nmin + 1,. . . For each of Nmax, one DNA individual having the smallest evaluation function value Ersm_nm is selected from among the DNA solids not yet selected. When the number of selected DNAs reaches a predetermined value Nsel (<N), the selection operation is terminated.

一般的な遺伝的アルゴリズムでは、このような計測点数毎の選択操作は行われず、評価関数値Ersm_nmの小さい順にNsel個選択する。本願発明では、計測点数の少ないDNA個体の残存率を高めるため、このような計測点数毎の選択操作を行うのが好ましい。   In a general genetic algorithm, such selection operation for each number of measurement points is not performed, and Nsel items are selected in ascending order of the evaluation function value Ersm_nm. In the present invention, in order to increase the survival rate of DNA individuals with a small number of measurement points, it is preferable to perform such a selection operation for each number of measurement points.

ステップS34において、選択されたNsel個のDNA個体から、ランダムに2つのDNA個体を選び、乱数によって交叉位置を決定する。ここで、図14を参照すると、選択された2つのDNA個体および決定された交叉位置の一例が示されている。この例では、制御パラメータAに関するDNA要素と制御パラメータBに関するDNA要素の間に交叉位置が決定されているが、このような交叉位置には限定されない。   In step S34, two DNA individuals are randomly selected from the selected Nsel DNA individuals, and the crossover position is determined by random numbers. Referring now to FIG. 14, an example of two selected DNA individuals and determined crossover positions is shown. In this example, the crossover position is determined between the DNA element related to the control parameter A and the DNA element related to the control parameter B, but is not limited to such a crossover position.

該2つのDNA個体間で、交叉位置よりも右側に存在するDNA要素を交換し、新たな2つのDNA個体を生成する。こうして、所定数Ncros(<N)のDNA交叉個体が生成される。   Between the two DNA individuals, DNA elements existing on the right side of the crossover position are exchanged to generate two new DNA individuals. Thus, a predetermined number of Ncross (<N) DNA crossover individuals are generated.

ステップS35において、選択されたNsel個のDNA個体からランダムに1つのDNA個体を選び、乱数により突然変異位置を決定する。突然変異位置は、指定計測点のDNA要素は除外するよう決定される。該突然変異位置におけるDNA要素の値を、乱数により求めた値または無効化することを示す値「99」で置換する。ここで、乱数により求めた値は、制御パラメータAおよびBのそれぞれについて、取り得る範囲内の値である。なお、乱数により求めた値と無効化を示す値のどちらを採用して置換するかも、乱数を用いて決定するのが好ましい。こうして、所定数Nmut(<N)の新たなDNA個体が生成される。   In step S35, one DNA individual is randomly selected from the selected Nsel DNA individuals, and the mutation position is determined by a random number. Mutation positions are determined so as to exclude DNA elements at designated measurement points. The value of the DNA element at the mutation position is replaced with a value obtained by random numbers or a value “99” indicating invalidation. Here, the value obtained by the random number is a value within a possible range for each of the control parameters A and B. Note that it is preferable to use a random number to determine which of the value obtained by random number and the value indicating invalidation is used for replacement. In this way, a predetermined number Nmut (<N) of new DNA individuals are generated.

ステップS36において、選択、交叉および突然変異によって決定されたN個のDNA個体に対し、1〜Nの番号を再度割り振る。ここで、N=Nsel+Ncros+Nmutであり、このような関係になるよう、Nsel、NcrosおよびNmutは決定されている。番号を割り振る順番は、任意でよい。   In step S36, numbers 1 to N are reassigned to N DNA individuals determined by selection, crossover, and mutation. Here, N = Nsel + Ncros + Nmut, and Nsel, Ncros, and Nmut are determined so as to have such a relationship. The order of assigning the numbers may be arbitrary.

ステップS37において、世代パラメータmを1だけインクリメントし、図7のステップS16に進む。   In step S37, the generation parameter m is incremented by 1, and the process proceeds to step S16 in FIG.

ステップS16において、以下の式に示すように、ステップS32で算出された今回の世代における最良の評価関数値Ersm_bestと、前回の世代における最良の評価関数値Ersm_bestとの差の絶対値D_ersm_bestを算出する。なお、該式において、(m−1)が今回の世代を示し、(m−2)が前回の世代を示しているが、これは、ステップS15の更新プロセス中において、世代パラメータmを1だけインクリメントしているからである(図12のS37)。なお、最良の評価関数値Ersm_best(m−1)が初代についてのものである場合には、前回の世代が存在しないので、Ersm_best(m−2)には、所定の初期値が設定される。
D_ersm_best=|Ersm_best(m-1)-Ersm_best(m-2)|
In step S16, as shown in the following formula, the absolute value D_ersm_best of the difference between the best evaluation function value Ersm_best in the current generation calculated in step S32 and the best evaluation function value Ersm_best in the previous generation is calculated. . In this equation, (m-1) indicates the current generation and (m-2) indicates the previous generation. This is because the generation parameter m is set to 1 only during the update process in step S15. This is because it is incremented (S37 in FIG. 12). When the best evaluation function value Ersm_best (m−1) is for the first generation, there is no previous generation, so a predetermined initial value is set in Ersm_best (m−2).
D_ersm_best = | Ersm_best (m-1) -Ersm_best (m-2) |

ステップS17において、差D_ersm_bestが、所定値D_ersm_conv以下であれば、最適化が収束したと判断し、ステップS19に進む。そうでなければ、最適化を続行するため、ステップ18に進む。   If the difference D_ersm_best is equal to or smaller than the predetermined value D_ersm_conv in step S17, it is determined that the optimization has converged, and the process proceeds to step S19. Otherwise, go to step 18 to continue the optimization.

ステップS18において、世代数mが、所定の最大世代数Mmax以下ならば、最適化を続行するためステップS14に進む。世代数mがMmaxより大きければ、最適化を終了するため、ステップS19に進む。   If the number of generations m is equal to or less than the predetermined maximum number of generations Mmax in step S18, the process proceeds to step S14 to continue the optimization. If the generation number m is larger than Mmax, the process proceeds to step S19 in order to end the optimization.

ステップS19において、今回の世代において最良の評価関数値Ersm_best(m−1)を実現するDNA個体によって定義される制御パラメータAおよびBの値を、最適計測点とする。こうして、最適化は終了する。なお、(m−1)が今回の世代を示しているのは、前述したように、ステップS15の更新プロセス中において世代パラメータmを1だけインクリメントしているからである。   In step S19, the values of the control parameters A and B defined by the DNA individual that realizes the best evaluation function value Ersm_best (m-1) in the current generation are set as the optimum measurement points. Thus, the optimization ends. The reason why (m−1) indicates the current generation is that, as described above, the generation parameter m is incremented by 1 during the update process in step S15.

前述したように、最適計測点において、実際のエンジンの計測を行う。最適計測点は、実際のエンジンをモデル化したエンジンモデルから得られたエンジン性能の凹凸やピーク値(最適値)等の挙動を最も良好な精度で追従可能なよう決定された計測点である。したがって、最適計測点において実際のエンジンを計測することにより、該実際のエンジンの性能特性を、より良好な精度で取得することができる。   As described above, actual engine measurement is performed at the optimum measurement point. The optimum measurement point is a measurement point determined so as to be able to follow the behavior such as unevenness and peak value (optimum value) of the engine performance obtained from an engine model obtained by modeling an actual engine with the best accuracy. Therefore, by measuring the actual engine at the optimum measurement point, the performance characteristics of the actual engine can be acquired with better accuracy.

図16および図17を参照して、本願発明に従って最適化された計測点の効果について説明する。この例では、制御パラメータA(たとえば、スロットル弁の開度、吸気バルブのリフト量等)に対し、比較的滑らかな凸特性を示す性能データ(たとえば、吸気量、トルク、燃焼効率等)について、(a)従来の実験計画法に従って計測点の配置が決定された場合、および(b)本願発明の手法に従って計測点の配置および数が決定された場合、を示している。   With reference to FIG. 16 and FIG. 17, the effect of the measurement point optimized according to the present invention will be described. In this example, performance data (for example, intake air amount, torque, combustion efficiency, etc.) indicating a relatively smooth convex characteristic with respect to the control parameter A (for example, throttle valve opening, intake valve lift amount, etc.) (A) shows the case where the arrangement of measurement points is determined according to the conventional experimental design, and (b) the case where the arrangement and number of measurement points are determined according to the technique of the present invention.

図16の(a)において、符号131は、実際のエンジンの性能特性を示し、符号133は、従来の実験計画法によって均等配置された計測点A1〜A6において計測された性能データを示す。   In FIG. 16A, reference numeral 131 indicates the actual performance characteristic of the engine, and reference numeral 133 indicates the performance data measured at the measurement points A1 to A6 that are evenly arranged by the conventional experimental design method.

図16の(b)において、符号131は、(a)と同じ実際のエンジンの性能特性を示し、符号135は、予測性能モデルRSM_estに基づく性能データを示し、符号137は、本願発明に従って最適化された計測点における計測によって得られた性能データを示す。ここで、最大の計測点数pa=6とし、本願発明の手法により、最適計測点の数は5個に減らされ、最適計測点の配置は不均等となっている。前述したように、予測性能モデルは、実際のエンジンの凸特性の挙動を模したものとなっているが、性能データの大きさについては乖離が生じている。   In FIG. 16B, reference numeral 131 indicates the same actual engine performance characteristics as in FIG. 16A, reference numeral 135 indicates performance data based on the predicted performance model RSM_est, and reference numeral 137 indicates optimization according to the present invention. The performance data obtained by the measurement at the measured measurement points are shown. Here, the maximum number of measurement points pa = 6, and the number of optimum measurement points is reduced to five by the method of the present invention, and the arrangement of optimum measurement points is uneven. As described above, the predicted performance model simulates the behavior of the actual convex characteristics of the engine, but there is a difference in the size of the performance data.

(a)では、実際のエンジン性能特性131と、計測点A1〜A6において計測されたエンジン性能特性133とが重なって示されている。したがって、該6個の計測点により、実際のエンジン性能における凸特性を、計測点A1〜A6において良好な精度で計測することができている。すなわち、計測点A1〜A6に基づいて算出されるエンジンの性能特性は、実際のエンジンの性能特性を精度良く表現できるものとなっている。   In (a), the actual engine performance characteristic 131 overlaps with the engine performance characteristic 133 measured at the measurement points A1 to A6. Therefore, the convex characteristics in the actual engine performance can be measured at the measurement points A1 to A6 with good accuracy by the six measurement points. That is, the engine performance characteristics calculated based on the measurement points A1 to A6 can accurately represent the actual engine performance characteristics.

(b)では、実際のエンジン性能特性131と、計測点A1〜A6において計測されたエンジン性能特性137とが重なって示されている。このように、本願発明によれば、計測点の数が減らされているにもかかわらず、(a)と同等の精度でエンジンの性能特性を計測することができる。   In (b), the actual engine performance characteristic 131 overlaps with the engine performance characteristic 137 measured at the measurement points A1 to A6. Thus, according to the present invention, it is possible to measure the performance characteristics of the engine with the same accuracy as (a), although the number of measurement points is reduced.

図17を参照すると他の例が示されており、図16と異なる点は、エンジンの性能特性が、比較的増減の多いもの(たとえば、ガソリンエンジンの点火時期、NoxおよびHCなどのエミッション等である場合)に基づいている点である。   FIG. 17 shows another example. The difference from FIG. 16 is that the performance characteristics of the engine have a relatively large increase / decrease (for example, the ignition timing of a gasoline engine, emissions such as Nox and HC, etc.). It is based on (if any).

(a)では、従来の実験計画法により6点の計測点が均等に配置されているため、制御パラメータAの値が小さい領域での性能データの増減特性を正確に計測することができていない。このため、計測点に基づいて求めたエンジン性能特性133は、制御パラメータAの値が小さい領域において、実際のエンジン性能特性131に対して大きな誤差を生じている。この誤差を無くすには、さらに多くの計測点を配置する必要が生じる。   In (a), since the six measurement points are evenly arranged by the conventional experimental design method, the increase / decrease characteristic of the performance data in the region where the value of the control parameter A is small cannot be measured accurately. . For this reason, the engine performance characteristic 133 obtained based on the measurement point has a large error with respect to the actual engine performance characteristic 131 in the region where the value of the control parameter A is small. In order to eliminate this error, it is necessary to arrange more measurement points.

(b)では、本願発明の手法に従って、計測点が6個から5個に減らされているが、これらの計測点は、適切な位置に不均等に配置されている。したがって、計測点数が減らされているにもかかわらず、制御パラメータAの値が小さい領域において、計測されたエンジン性能特性137と実際のエンジン性能特性131との間に大きな誤差を生じさせることなく、良好な精度でエンジン性能特性を計測することができている。   In (b), the number of measurement points is reduced from six to five according to the method of the present invention, but these measurement points are unevenly arranged at appropriate positions. Therefore, in spite of the fact that the number of measurement points is reduced, in the region where the value of the control parameter A is small, without causing a large error between the measured engine performance characteristic 137 and the actual engine performance characteristic 131, The engine performance characteristics can be measured with good accuracy.

以上の実施例では、遺伝的アルゴリズムを用いて、計測点の配置だけでなく数も最適化する形態について説明した。代替的に、計測点の配置のみを最適化するようにしてもよい。この場合には、図7のステップS12の初期集団を生成する際に、計測点の無効化を示す値をDNA要素に挿入する処理は必要とされない。DNA個体のすべてに、制御パラメータ値を入れればよい。図9のステップS26の重み関数Wについては、無効化されたDNA要素を各DNA個体が持たないのでW=1となり、評価関数への重み付けは行われない。したがって、重み関数の算出を省略してよい。さらに、図12のステップS33における選択処理は、すべてのDNA個体の計測点数が同じであるので、計測点数毎に選択する必要はなく、評価関数値Ersm_nmが小さい順にすべてのDNA個体を並べて、その中からNsel個のDNA個体を選択すればよい。ステップS35の突然変異処理では、無効化を示す値への置換は行われない。このような代替形態の場合にも、遺伝的アルゴリズムを介して、予測性能モデルの挙動に適合した配置の計測点が得られるので、該計測点において実際のエンジンを計測することにより、実際のエンジンの挙動および大きさに追従する性能データを取得することができる。   In the above-described embodiments, a mode has been described in which not only the arrangement of measurement points but also the number is optimized using a genetic algorithm. Alternatively, only the arrangement of measurement points may be optimized. In this case, when the initial population in step S12 of FIG. 7 is generated, a process for inserting a value indicating the invalidation of the measurement point into the DNA element is not required. Control parameter values may be entered for all DNA individuals. As for the weighting function W in step S26 of FIG. 9, since each DNA individual does not have an invalidated DNA element, W = 1, and the evaluation function is not weighted. Therefore, the calculation of the weight function may be omitted. Furthermore, since the number of measurement points of all the DNA individuals is the same in the selection process in step S33 of FIG. 12, it is not necessary to select every number of measurement points, and all the DNA individuals are arranged in ascending order of the evaluation function value Ersm_nm. Nsel DNA individuals may be selected from among them. In the mutation process in step S35, replacement with a value indicating invalidation is not performed. Even in the case of such an alternative form, measurement points having an arrangement suitable for the behavior of the prediction performance model can be obtained through the genetic algorithm. Therefore, by measuring the actual engine at the measurement points, the actual engine It is possible to obtain performance data that follows the behavior and size of the.

上記の実施形態では、遺伝的アルゴリズムを用いて最適化を行った。遺伝的アルゴリズムによれば、計測点の配置および数を同時に最適化することができる。しかしながら、代替の形態では、遺伝的アルゴリズムを用いなくてもよい。この形態について、以下説明する。   In the above embodiment, optimization is performed using a genetic algorithm. According to the genetic algorithm, the arrangement and number of measurement points can be optimized simultaneously. However, in an alternative form, a genetic algorithm may not be used. This form will be described below.

図18は、この発明の他の実施形態に従う、計測点を最適化するための装置のブロック図である。この装置は、遺伝的アルゴリズムとは異なる他の最適化アルゴリズムを用いて計測点の配置および数を最適化する。   FIG. 18 is a block diagram of an apparatus for optimizing measurement points according to another embodiment of the present invention. This apparatus optimizes the arrangement and number of measurement points using another optimization algorithm different from the genetic algorithm.

該他の実施形態に従う装置は、図1のものと類似した構成を有している。図1と同じ構成要素には同じ符号が割り振られており、これについての説明は省略される。   The device according to the other embodiment has a configuration similar to that of FIG. The same components as those in FIG. 1 are assigned the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

最適化部115は、遺伝的アルゴリズムとは異なる最適化アルゴリズムを用いて、計測点の配置を最適化する。好ましい形態では、最適化部115は、計測点の配置だけでなく数についても最適化する。   The optimization unit 115 optimizes the arrangement of the measurement points using an optimization algorithm different from the genetic algorithm. In a preferred embodiment, the optimization unit 115 optimizes not only the arrangement of measurement points but also the number.

より具体的には、計測点集合初期化部113は、それぞれの制御パラメータの一組の計測点(以下、計測点集合と呼ぶ)について、初期値を設定する。サンプリング性能モデル生成部121は、記憶装置から予測性能モデルRSM_estを読み出し、計測点集合初期化部113によって設定された計測点集合により規定される制御パラメータ値において該予測性能モデルRSM_estをサンプリングし、該サンプリングされた予測性能データから、サンプリング性能モデルRSM_nmを生成する。評価部122は、予測性能モデルRSM_estと該サンプリング性能モデルRSM_nmの誤差を算出することにより、サンプリング性能モデルRSM_nmを評価する。計測点集合更新部123は、最適化アルゴリズムを用いて、上記誤差を最小にするよう計測点集合を算出する最適化アルゴリズムを実行することにより、該計測点集合を更新する。遺伝的アルゴリズムを用いた前述の実施形態とは異なり、計測点集合の更新では、計測点数は変更されない。最適化アルゴリズムとして、既知の最急降下法、最小二乗法、シンプレックス法およびカーマーカー法等を用いることができる。   More specifically, the measurement point set initialization unit 113 sets initial values for a set of measurement points of each control parameter (hereinafter referred to as measurement point set). The sampling performance model generation unit 121 reads the prediction performance model RSM_est from the storage device, samples the prediction performance model RSM_est at the control parameter value defined by the measurement point set set by the measurement point set initialization unit 113, and A sampling performance model RSM_nm is generated from the sampled predicted performance data. The evaluation unit 122 evaluates the sampling performance model RSM_nm by calculating an error between the prediction performance model RSM_est and the sampling performance model RSM_nm. The measurement point set updating unit 123 uses an optimization algorithm to update the measurement point set by executing an optimization algorithm that calculates the measurement point set so as to minimize the error. Unlike the above-described embodiment using the genetic algorithm, the number of measurement points is not changed by updating the measurement point set. As the optimization algorithm, a known steepest descent method, least square method, simplex method, car marker method, or the like can be used.

収束判定部124は、該誤差が収束したかどうかを判定する。収束していなければ、該更新された計測点集合について、再び、サンプリング性能モデルが生成されて該計測点集合が評価される。収束したならば、計測点数更新部125が、計測点集合に含める計測点の数を更新する。該更新された数の計測点を含む計測点集合について、初期計測点集合設定部113、サンプリング性能モデル生成部121、評価部122、計測点集合更新部123および収束判定部124による処理が繰り返される。   The convergence determination unit 124 determines whether or not the error has converged. If not converged, a sampling performance model is again generated for the updated measurement point set, and the measurement point set is evaluated. If it has converged, the measurement point number updating unit 125 updates the number of measurement points included in the measurement point set. For the measurement point set including the updated number of measurement points, the processing by the initial measurement point set setting unit 113, the sampling performance model generation unit 121, the evaluation unit 122, the measurement point set update unit 123, and the convergence determination unit 124 is repeated. .

計測点数更新部125において、計測点集合に含まれる計測点の数が所定値に達したならば、最適計測点選択部126により、評価された計測点集合のうち、上記誤差について最小の値を有する計測点集合が選択され、該選択された計測点集合により規定される制御パラメータの値を、最適化された計測点とする。   When the number of measurement points included in the measurement point set reaches a predetermined value in the measurement point number update unit 125, the optimum measurement point selection unit 126 sets a minimum value for the error in the measured measurement point set. A measurement point set is selected, and the value of the control parameter defined by the selected measurement point set is set as an optimized measurement point.

遺伝的アルゴリズムを用いた前述の実施形態では、計測点の無効化を示すDNA要素をDNA個体に組み込むことにより、計測点の配置および数を同時に最適化することができる。したがって、所定数の世代のDNA個体の評価を終えると同時に、または最適化が収束したと判断されると同時に、最適計測点を決定することができる。それに対し、図18に示す実施形態で用いる最適化アルゴリズムでは、計測点の配置および数を同時に最適化することはできない。最適化アルゴリズムは、所定数の計測点について、誤差を最小にするような計測点の配置を求めるものである。しかしながら、このような最適化アルゴリズムを、計測点の数を変化させながら繰り返すことにより、計測点の配置だけでなく数についても、最適化することが可能となる。   In the above-described embodiment using the genetic algorithm, the arrangement and number of measurement points can be optimized simultaneously by incorporating a DNA element indicating invalidation of measurement points into a DNA individual. Accordingly, the optimum measurement point can be determined at the same time as the evaluation of the DNA individuals of a predetermined number of generations is completed or the optimization is judged to have converged. On the other hand, with the optimization algorithm used in the embodiment shown in FIG. 18, the arrangement and number of measurement points cannot be optimized simultaneously. The optimization algorithm obtains the arrangement of measurement points that minimizes the error for a predetermined number of measurement points. However, by repeating such an optimization algorithm while changing the number of measurement points, not only the arrangement of measurement points but also the number can be optimized.

図19および図20を参照して、図18に示す実施形態に従う、コンピュータのCPUによって実行される、より具体的には図18の最適化部115により実行される詳細なアルゴリズムを説明する。   A detailed algorithm executed by the CPU of the computer, more specifically, executed by the optimization unit 115 of FIG. 18 according to the embodiment shown in FIG. 18 will be described with reference to FIGS. 19 and 20.

ステップS111は、図7のステップS13と同様である。前述した予測性能モデルRSM_estを記憶装置から読み出し、該予測性能モデルRSM_estに対し、制御パラメータAについての値Av_r(r=1〜va)および制御パラメータBについての値Bv_s(s=1〜vb)においてサンプリングを行い、予測性能データVest_rsを取得する。これは、後述する評価に用いられる。   Step S111 is the same as step S13 of FIG. The aforementioned predicted performance model RSM_est is read from the storage device, and the value Av_r (r = 1 to va) for the control parameter A and the value Bv_s (s = 1 to vb) for the control parameter B with respect to the predicted performance model RSM_est. Sampling is performed to obtain predicted performance data Vest_rs. This is used for evaluation described later.

ステップS112において、制御パラメータAについての計測点数を示すiaに初期値pa_sを設定し、ステップS113において、制御パラメータBについての計測点数を示すibに初期値pb_sを設定する。該初期値は、任意の値(たとえば、3)に設定されることができる。 ステップS114において、制御パラメータAについてはia個の計測点Aia_ib_n(n=1〜ia)および制御パラメータBについてはib個の計測点Bia_ib_m(m=1〜ib)を、乱数によって初期化する。Aia_ib_nおよびBia_ib_mは、前述したように、制御パラメータAおよびBについての一組の計測点(計測点集合)をそれぞれ表している。Aia_ib_n(0)およびBia_ib_m(0)が図21に示されており、この例では、制御パラメータAについての計測点集合Aia_ib_n(0)には、Aia_ib_1〜Aia_ib_3の3個(ia=3)の計測点を表す値が設定されており、これらが乱数で初期化される。制御パラメータBについても同様である。   In step S112, an initial value pa_s is set to ia indicating the number of measurement points for the control parameter A, and in step S113, an initial value pb_s is set to ib indicating the number of measurement points for the control parameter B. The initial value can be set to an arbitrary value (for example, 3). In step S114, ia measurement points Aia_ib_n (n = 1 to ia) for the control parameter A and ib measurement points Bia_ib_m (m = 1 to ib) for the control parameter B are initialized with random numbers. As described above, Aia_ib_n and Bia_ib_m represent a set of measurement points (measurement point set) for the control parameters A and B, respectively. Aia_ib_n (0) and Bia_ib_m (0) are shown in FIG. 21. In this example, three measurement points Aia_ib_1 to Aia_ib_3 (ia = 3) are included in the measurement point set Aia_ib_n (0) for the control parameter A. Values representing points are set, and these are initialized with random numbers. The same applies to the control parameter B.

ステップS115において、最適化アルゴリズムを実行する。最適化アルゴリズムは図20に示されており、ステップS121において、繰り返しパラメータi(計測点集合を識別する値を示す)をゼロに初期化する。   In step S115, an optimization algorithm is executed. The optimization algorithm is shown in FIG. 20. In step S121, the iteration parameter i (indicating a value for identifying the measurement point set) is initialized to zero.

ステップS122〜S126は、図9のステップS23〜S27と類似した処理である。ステップS122において、Aia_ib_n(n=1〜ia)およびBia_ib_m(m=1〜ib)において予測性能モデルRsm_estをサンプリングすることにより、予測性能データYan_bmを取得する。ここで、総計測点数はia×ib個であり、これを、Ns_nmで表す。したがって、Ns_nm個の予測性能データYan_bmが得られる。   Steps S122 to S126 are processes similar to steps S23 to S27 of FIG. In step S122, the predicted performance data Yan_bm is obtained by sampling the predicted performance model Rsm_est in Aia_ib_n (n = 1 to ia) and Bia_ib_m (m = 1 to ib). Here, the total number of measurement points is ia × ib, and this is represented by Ns_nm. Therefore, Ns_nm pieces of predicted performance data Yan_bm are obtained.

ステップS123において、サンプリングされた予測性能データYan_bmに基づいて、サンプリング性能モデルRSM_nmを生成する。前述したように、予測性能モデルRSM_estは、制御パラメータと、それに対する性能データとの間の関係をコンピュータにより算出したものである。したがって、該予測性能モデルの生成手法と同様の手法で、制御パラメータAia_ib_nおよびBia_ib_mとそれに対応する性能データYan_bmとから、サンプリング性能モデルRSM_nmを生成することができる。サンプリング性能モデルRSM_mnは、現在の(i番目の)計測点集合の制御パラメータAおよびBの値によって表される計測点において実現されうるエンジンの性能特性を表しているといえる。   In step S123, a sampling performance model RSM_nm is generated based on the sampled predicted performance data Yan_bm. As described above, the predicted performance model RSM_est is obtained by calculating a relationship between a control parameter and performance data corresponding thereto by a computer. Therefore, the sampling performance model RSM_nm can be generated from the control parameters Aia_ib_n and Bia_ib_m and the corresponding performance data Yan_bm by a method similar to the method for generating the predicted performance model. Sampling performance model RSM_mn can be said to represent engine performance characteristics that can be realized at measurement points represented by the values of control parameters A and B of the current (i-th) measurement point set.

ステップS124において、前述したステップS111と同じ制御パラメータ値Av_rおよびBv_sにおいてサンプリング性能モデルRSM_nmをサンプリングし、サンプリング性能データVnm_rsを取得する。前述したステップS111と同じ制御パラメータ値Av_rおよびBv_sを用いるのは、予測性能モデルRSM_estとサンプリング性能モデルRSM_nmとを同じ条件下で比較するためである。   In step S124, the sampling performance model RSM_nm is sampled using the same control parameter values Av_r and Bv_s as in step S111 described above, and sampling performance data Vnm_rs is obtained. The reason why the same control parameter values Av_r and Bv_s as in step S111 described above are used is to compare the predicted performance model RSM_est and the sampling performance model RSM_nm under the same conditions.

ステップS125において、重み関数(ペナルティ)Wを算出する。これは、前述した式W=Ns_nm/Nmaxに従って行うことができ、代替的に、W=(Ns_nm)/Nmaxでもよい。ここで、制御パラメータAについての最大計測点数はpaであり、制御パラメータBについての最大計測点数はpbであるので(これらは、予め決められている)、Nmax=pa×pbである。 In step S125, a weight function (penalty) W is calculated. This can be done according to the previously mentioned equation W = Ns_nm / Nmax, alternatively W = (Ns_nm) 2 / Nmax 2 may be used. Here, since the maximum number of measurement points for the control parameter A is pa and the maximum number of measurement points for the control parameter B is pb (these are predetermined), Nmax = pa × pb.

重み関数Wを上記式に従って算出することに代えて、図11のような重み関数Wのテーブルを記憶装置に記憶し、Ns_nmに基づいて該テーブルを参照することにより、該重み関数Wを求めてもよい。こうして、計測点数Ns_nmが大きくなるほど重み付けWの値を大きくし、評価が低くなるようにする。   Instead of calculating the weight function W according to the above formula, a table of the weight function W as shown in FIG. 11 is stored in the storage device, and the weight function W is obtained by referring to the table based on Ns_nm. Also good. Thus, as the number of measurement points Ns_nm increases, the value of the weight W is increased so that the evaluation is lowered.

ステップS126において、算出された重み関数Wを用い、サンプリング性能モデルの評価関数値Ersm_nmを、以下の式に従って算出する。

Figure 2009258068
In step S126, using the calculated weight function W, the evaluation function value Ersm_nm of the sampling performance model is calculated according to the following equation.
Figure 2009258068

この式は、前述した評価関数の式と同様であり、評価関数値Ersm_nm(i)は、今回の計測点集合の制御パラメータAおよびBの値Aia_ib_n(i)およびBia_ib_m(i)から求めたサンプリング性能モデルRSM_nmの予測性能モデルRSM_estに対する誤差を反映している。該誤差の値が小さいほど、サンプリング性能モデルRsm_nmの基となった計測点Aia_ib_n(i)およびBia_ib_m(i)の評価が高いことを示す。こうして算出された評価関数値Ersm_nm(i)は、対応する計測点集合Aia_ib_n(i)およびBia_ib_m(i)と関連づけられて、メモリなどの記憶装置に記憶される。   This equation is the same as the equation for the evaluation function described above, and the evaluation function value Ersm_nm (i) is a sampling obtained from the values Aia_ib_n (i) and Bia_ib_m (i) of the control parameters A and B of the current measurement point set. The error of the performance model RSM_nm with respect to the predicted performance model RSM_est is reflected. The smaller the error value, the higher the evaluation of the measurement points Aia_ib_n (i) and Bia_ib_m (i) that are the basis of the sampling performance model Rsm_nm. The evaluation function value Ersm_nm (i) calculated in this way is stored in a storage device such as a memory in association with the corresponding measurement point sets Aia_ib_n (i) and Bia_ib_m (i).

ステップS127において、所定の最適化アルゴリズムを用いて、Aia_ib_n(i+1)およびBia_ib_m(i+1)を算出し、これらが、次回の評価プロセスにおいてAia_ib_n(i)およびBia_ib_m(i)として用いられる(すなわち、Aia_ib_(i)およびBia_ib_m(i)が更新される)。   In step S127, Aia_ib_n (i + 1) and Bia_ib_m (i + 1) are calculated using a predetermined optimization algorithm, and these are used as Aia_ib_n (i) and Bia_ib_m (i) in the next evaluation process (ie, Aia_ib_ (I) and Bia_ib_m (i) are updated).

最適化アルゴリズムとして、上記評価関数値(誤差)Ersm_nmが最小になるようなAia_ib_n(i+1)およびBia_ib_m(i+1)を算出することのできる任意の既知のアルゴリズムを用いることができ、たとえば、最急降下法、最小二乗法、シンプレックス(simplex)法、カーマーカー(Karmarkar)法等に基づくアルゴリズムを用いることができる。制御パラメータAについて、Aia_ib_n(i+1)は、一般に、Aia_ib_n(i)+K×Ersm_nm(i)により求められるが、これらのアルゴリズム間の違いは、係数Kを算出するやり方である。しかしながら、いずれのアルゴリズムも、誤差Ersm_nmが最小になるよう係数Kを算出し、該係数Kを用いてAia_ib_n(i+1)を算出する点では同じである。したがって、いずれのアルゴリズムを用いてもよい。   As the optimization algorithm, any known algorithm capable of calculating Aia_ib_n (i + 1) and Bia_ib_m (i + 1) that minimize the evaluation function value (error) Ersm_nm can be used, for example, the steepest descent method Algorithms based on least square method, simplex method, Karmarkar method, and the like can be used. For control parameter A, Aia_ib_n (i + 1) is generally determined by Aia_ib_n (i) + K × Ersm_nm (i), but the difference between these algorithms is how the coefficient K is calculated. However, both algorithms are the same in that the coefficient K is calculated so as to minimize the error Ersm_nm, and Aia_ib_n (i + 1) is calculated using the coefficient K. Therefore, any algorithm may be used.

ここでは、最急降下法および最小二乗法を用いた場合について説明する。以下は、最急降下法を用いた場合の演算式を示す。式(1−1)は、制御パラメータAについてAia_ib_n(i+1)を算出する式を示し、式(1−2)は、制御パラメータBについてBia_ib_m(i+1)を算出する式を示す。ここで、KPおよびKPは、前述した係数Kに対応する。μおよびμは更新ゲインを示し、予め設定されることができる。

Figure 2009258068
Here, the case where the steepest descent method and the least square method are used will be described. The following shows an arithmetic expression when the steepest descent method is used. Expression (1-1) represents an expression for calculating Aia_ib_n (i + 1) for the control parameter A, and Expression (1-2) represents an expression for calculating Bia_ib_m (i + 1) for the control parameter B. Here, KP A and KP B correspond to the coefficient K described above. μ A and μ B indicate update gains and can be set in advance.
Figure 2009258068

次に、逐次型の最小二乗法を用いた場合の演算式を示す。ここで、KPn(i)およびKPm(i)は、前述した係数に対応Kし、逐次的に算出される。Pは更新ゲインを示し、予め設定されることができる。また、λは重みパラメータを示す(0<λ<1)。

Figure 2009258068
Next, an arithmetic expression in the case of using the sequential least square method is shown. Here, KPn (i) and KPm (i) correspond to the coefficients described above and are calculated sequentially. P represents an update gain and can be set in advance. Λ represents a weight parameter (0 <λ <1).
Figure 2009258068

ステップS128において、収束判定を行う。すなわち、誤差の今回値Ersm_nm(i)と前回値Ersm_nm(i−1)の差が所定値Drsm_conv以上ならば、最適化が収束していないと判断し、ステップS129において繰り返しパラメータiを1だけインクリメントし、ステップS127で算出されたAia_ib_n(i+1)およびBia_ib_m(i+1)(すなわち、更新されたAia_ib_n(i)およびBia_ib_m(i))についてステップS122〜S128を繰り返す。この繰り返しは、ステップS130において、繰り返しパラメータiが所定値Nに達するまで行われる。こうして、計測点数を所定数に維持したまま、N個の計測点集合のそれぞれについて評価が行われる。   In step S128, convergence determination is performed. That is, if the difference between the current value Ersm_nm (i) of the error and the previous value Ersm_nm (i−1) is equal to or greater than the predetermined value Drsm_conv, it is determined that the optimization has not converged, and the parameter i is repeatedly incremented by 1 in step S129. Then, steps S122 to S128 are repeated for Aia_ib_n (i + 1) and Bia_ib_m (i + 1) (that is, updated Aia_ib_n (i) and Bia_ib_m (i)) calculated in step S127. This repetition is performed until the repetition parameter i reaches a predetermined value N in step S130. In this way, evaluation is performed for each of the N measurement point sets while maintaining the predetermined number of measurement points.

しかしながら、iがNに達する前でも、ステップS128において、誤差の今回値Ersm_nm(i)と前回値Ersm_nm(i−1)の差が所定値Drsm_convより小さければ、最適化が収束したと判断し、図19のプロセスのステップS116に戻る。   However, even before i reaches N, if the difference between the current value Ersm_nm (i) and the previous value Ersm_nm (i−1) of the error is smaller than the predetermined value Drsm_conv in step S128, it is determined that the optimization has converged, Returning to step S116 of the process of FIG.

ステップS116において、制御パラメータBの計測点の数ibを1だけインクリメントする。ステップS117において、計測点数ibがpb(前述したように、制御パラメータBについての最大計測点数)に達していなければ、制御パラメータAの計測点数を維持したまま、再び、ステップS114およびS115の計測点集合の初期化および最適化が行われる。すなわち、制御パラメータBについてのみ、計測点数が1個だけ増やされ、該増やされた数の計測点の値が乱数によって初期化されて(S114)、その後最適化される(S115)。制御パラメータAについては、計測点数は同じのまま、再び初期化されて(S114)、その後最適化される(S115)。   In step S116, the number of measurement points ib of the control parameter B is incremented by one. If the number of measurement points ib has not reached pb (the maximum number of measurement points for the control parameter B as described above) in step S117, the measurement points of steps S114 and S115 are again maintained while maintaining the number of measurement points of the control parameter A. Set initialization and optimization takes place. That is, only for the control parameter B, the number of measurement points is increased by one, the value of the increased number of measurement points is initialized with a random number (S114), and then optimized (S115). The control parameter A is initialized again with the same number of measurement points (S114) and then optimized (S115).

ステップS117において計測点数ibがpbに達したならば、ステップS118に進み、制御パラメータAの計測点の数iaを1だけインクリメントする。ステップS119において、計測点数iaがpa(前述したように、制御パラメータAについての最大計測点数)に達していなければ、制御パラメータAについては該インクリメントされた計測点数iaを維持したまま、制御パラメータBの計測点数を初期値pb_sからpbまで変化させながら(S113、S116)、ステップS114およびS115の計測点集合の初期化および最適化が行われる。   If the number of measurement points ib reaches pb in step S117, the process proceeds to step S118, and the number of measurement points ia of the control parameter A is incremented by one. In step S119, if the number of measurement points ia has not reached pa (the maximum number of measurement points for the control parameter A as described above), the control parameter B is maintained for the control parameter A while maintaining the incremented number of measurement points ia. While the number of measurement points is changed from the initial value pb_s to pb (S113, S116), the measurement point set in steps S114 and S115 is initialized and optimized.

ステップS119において計測点数iaがpaに達したならば、ステップS120において、最適計測点を決定する。ステップS120においては、図20のステップS126で算出されて記憶装置に記憶された評価関数値Ersm_nm(i)の値のうち、最も小さい値を有する評価関数値Ersm_nm(i)に対応するAia_ib_n(i)およびBia_ib_m(i)を、最適計測点とする。こうして、最適化を終了する。   If the number of measurement points ia reaches pa in step S119, the optimum measurement point is determined in step S120. In step S120, Aia_ib_n (i) corresponding to the evaluation function value Ersm_nm (i) having the smallest value among the evaluation function values Ersm_nm (i) calculated in step S126 of FIG. 20 and stored in the storage device. ) And Bia_ib_m (i) are the optimum measurement points. Thus, the optimization is finished.

上記の実施形態では、最急降下法および最小二乗法等の既知の最適化アルゴリズムを用いて、計測点の配置だけでなく数も最適化する形態について説明した。代替的に、計測点の配置のみを最適化するようにしてもよく、この場合には、図19のプロセスにおいて、ステップS116およびS118に示されるような計測点数の更新は必要とされない。所定数の計測点について、ステップS114およびS115の計測点集合の初期化およびそれに対する最適化アルゴリズムを実行すればよい。   In the above-described embodiment, a mode has been described in which not only the arrangement of measurement points but also the number is optimized using known optimization algorithms such as the steepest descent method and the least square method. Alternatively, only the arrangement of measurement points may be optimized. In this case, the number of measurement points as shown in steps S116 and S118 is not required in the process of FIG. For a predetermined number of measurement points, initialization of the measurement point set in steps S114 and S115 and an optimization algorithm therefor may be executed.

なお、図18に示す実施形態でも、図4と同様に、予測性能部11と計測点集合初期化部113の間に指定計測点決定部12を設けてもよい。この場合、図6を参照して説明したように指定計測点が決定され、該指定計測点を含めるように、計測点集合初期化部113により計測点集合の値が設定される。より具体的には、図19のステップS112およびS113のpa_sおよびpb_sは、指定計測点の数以上の値に設定され、ステップS114において、該指定計測点以外の計測点の値が乱数により初期化される。たとえば、図21において、Aia_ib_1〜Aia_ib_3およびBia_ib_1〜Bia_ib_2を指定計測点を表す値として用い、それ以外のBia_ib_3は、乱数によって初期化される。また、計測点集合更新部123は、指定計測点を含むように、計測点集合を更新する。より具体的には、図20のステップS127で用いられる最適化アルゴリズムは、指定計測点以外の計測点について、Aia_ib_n(i+1)およびBia_ib_m(i+1)を算出すればよい。   In the embodiment shown in FIG. 18, the designated measurement point determination unit 12 may be provided between the prediction performance unit 11 and the measurement point set initialization unit 113 as in FIG. 4. In this case, as described with reference to FIG. 6, the designated measurement point is determined, and the measurement point set initialization unit 113 sets the value of the measurement point set so as to include the designated measurement point. More specifically, pa_s and pb_s in steps S112 and S113 in FIG. 19 are set to values greater than or equal to the number of designated measurement points, and in step S114, the values of measurement points other than the designated measurement points are initialized with random numbers. Is done. For example, in FIG. 21, Aia_ib_1 to Aia_ib_3 and Bia_ib_1 to Bia_ib_2 are used as values representing designated measurement points, and other Bia_ib_3 is initialized with random numbers. In addition, the measurement point set updating unit 123 updates the measurement point set so as to include the designated measurement point. More specifically, the optimization algorithm used in step S127 of FIG. 20 may calculate Aia_ib_n (i + 1) and Bia_ib_m (i + 1) for measurement points other than the designated measurement point.

以上にこの発明を具体的な実施例について説明したが、この発明は、このような実施例に限定されるものではない。   Although the present invention has been described with respect to specific embodiments, the present invention is not limited to such embodiments.

(a)実験計画法による制御パラメータ条件組み合わせを示す図、および(b)従来の自動計測手法を示す図。(A) The figure which shows the control parameter condition combination by an experiment design method, (b) The figure which shows the conventional automatic measurement method. エンジン性能の特性を示す図。The figure which shows the characteristic of engine performance. 実験計画法を用いた計測点削減の悪影響を示す図。The figure which shows the bad influence of the measurement point reduction using an experiment design method. 本願発明の一実施例に従う、最適計測点を算出するための装置のブロック図。The block diagram of the apparatus for calculating the optimal measurement point according to one Example of this invention. 本願発明の一実施例に従う、予測性能モデルの一例を示す図。The figure which shows an example of the prediction performance model according to one Example of this invention. 本願発明の一実施例に従う、指定計測点の一例を示す図。The figure which shows an example of the designated measurement point according to one Example of this invention. 本願発明の一実施例に従う、最適化プロセスのフロー。Figure 5 is an optimization process flow according to one embodiment of the present invention. 本願発明の一実施例に従う、遺伝的アルゴリズムにおける初期集団の一例を示す図。The figure which shows an example of the initial population in a genetic algorithm according to one Example of this invention. 本願発明の一実施例に従う、遺伝的アルゴリズムにおける評価プロセスのフロー。Fig. 5 is a flow of an evaluation process in a genetic algorithm according to an embodiment of the present invention. 本願発明の一実施例に従う、各DNA固体における制御パラメータAの値および制御パラメータBの値の組み合わせを示す図。The figure which shows the combination of the value of the control parameter A and the value of the control parameter B in each DNA solid according to one Example of this invention. 本願発明の一実施例に従う、評価関数についての重み付けを決定するためのテーブルの一例を示す図。The figure which shows an example of the table for determining the weighting about an evaluation function according to one Example of this invention. 本願発明の一実施例に従う、遺伝的アルゴリズムにおけるDNA更新プロセスのフロー。Fig. 4 is a flow of a DNA update process in a genetic algorithm according to an embodiment of the present invention. 本願発明の一実施例に従う、遺伝的アルゴリズムにおける、評価関数値に従うDNA固体の並び替えを示す図。The figure which shows the rearrangement of the DNA solid according to an evaluation function value in the genetic algorithm according to one Example of this invention. 本願発明の一実施例に従う、遺伝的アルゴリズムにおける交差処理を示す図。The figure which shows the cross process in a genetic algorithm according to one Example of this invention. 本願発明の一実施例に従う、遺伝的アルゴリズムにおける突然変異処理を示す図。The figure which shows the mutation process in a genetic algorithm according to one Example of this invention. 本願発明の手法に従って決定される最適計測点の効果を説明するための図。The figure for demonstrating the effect of the optimal measurement point determined according to the method of this invention. 本願発明の手法に従って決定される最適計測点の効果を説明するための図。The figure for demonstrating the effect of the optimal measurement point determined according to the method of this invention. 本願発明の他の実施例に従う、最適計測点を算出するための装置のブロック図。The block diagram of the apparatus for calculating the optimal measurement point according to the other Example of this invention. 本願発明の他の実施例に従う、最適化プロセスのフロー。Fig. 5 is a flow of an optimization process according to another embodiment of the present invention. 本願発明の他の実施例に従う、最適化プロセスの最適化アルゴリズムを示すフロー。6 is a flow diagram illustrating an optimization algorithm of an optimization process according to another embodiment of the present invention. 本願発明の他の実施例に従う、計測的集合の構成を概略的に示す図。The figure which shows schematically the structure of the measurement group | group according to the other Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 予測性能部
15、115 最適部
11 Prediction performance unit 15, 115 Optimum unit

Claims (12)

制御対象について、所定の制御パラメータに対する性能データを計測するための計測点を最適化するための装置であって、
前記制御対象のモデルを用い、該制御対象の前記制御パラメータに対する性能特性を予測して予測性能データを算出する手段と、
前記予測性能データに対して、設定された計測点においてサンプリングし、該サンプリングされた性能データに基づいてサンプリング性能データを算出する手段と、
前記予測性能データと前記サンプリング性能データの間の誤差が最小となるように、前記計測点の配置を最適化する最適化手段と、
を備える装置。
A device for optimizing measurement points for measuring performance data for a predetermined control parameter for a control target,
Means for predicting performance characteristics of the control object with respect to the control parameter and calculating predicted performance data using the model of the control object;
Sampling the predicted performance data at a set measurement point, and calculating sampling performance data based on the sampled performance data;
Optimization means for optimizing the arrangement of the measurement points such that an error between the predicted performance data and the sampling performance data is minimized;
A device comprising:
前記最適化手段は、さらに、前記計測点の数を最適化する、
請求項1に記載の装置。
The optimization means further optimizes the number of measurement points;
The apparatus of claim 1.
さらに、
前記最適化された計測点において実際の前記制御対象に対する計測を行い、該制御対象の実際の性能特性を取得する手段を備える、
請求項1または2に記載の装置。
further,
A means for performing measurement on the actual control target at the optimized measurement point and obtaining an actual performance characteristic of the control target;
The apparatus according to claim 1 or 2.
前記計測点の配置の最適化は、遺伝的アルゴリズムによって行われる、
請求項1から3のいずれかに記載の装置。
The optimization of the arrangement of the measurement points is performed by a genetic algorithm.
The apparatus according to claim 1.
前記計測点の数の最適化は、遺伝的アルゴリズムによって行われる、
請求項2から4のいずれかに記載の装置。
The optimization of the number of measurement points is performed by a genetic algorithm.
The apparatus according to claim 2.
前記遺伝的アルゴリズムにおける突然変異の処理の際、前記計測点の数を削減する意味を有するDNA要素をDNA個体に組み込む、
請求項5に記載の装置。
In the process of mutation in the genetic algorithm, a DNA element having a meaning of reducing the number of measurement points is incorporated into a DNA individual.
The apparatus according to claim 5.
前記遺伝的アルゴリズムにおいて、評価関数を用いてDNA個体を評価する際、前記計測点の数の増大に応じて該評価関数による評価が低下するように、該評価関数に対する重み付けを行う、
請求項5または6に記載の装置。
In the genetic algorithm, when evaluating a DNA individual using an evaluation function, weighting is performed on the evaluation function so that evaluation by the evaluation function decreases as the number of measurement points increases.
Apparatus according to claim 5 or 6.
前記遺伝的アルゴリズムにおける選択処理の際、各DNA個体の計測点数毎に、前記評価関数による評価が高い順にDNA個体の選択を行う、
請求項7に記載の装置。
During the selection process in the genetic algorithm, DNA individuals are selected in descending order of evaluation by the evaluation function for each number of measurement points of each DNA individual.
The apparatus according to claim 7.
前記制御対象は、内燃機関である、
請求項1から8のいずれかに記載の装置。
The control object is an internal combustion engine.
The device according to claim 1.
前記計測点の配置の最適化は、該計測点の数が所定値である場合に、前記誤差を最小にするための計測点の配置を算出する最適化アルゴリズムにより行われる、
請求項1または2に記載の装置。
Optimization of the arrangement of the measurement points is performed by an optimization algorithm that calculates the arrangement of measurement points for minimizing the error when the number of measurement points is a predetermined value.
The apparatus according to claim 1 or 2.
前記計測点の配置および数の最適化は、さらに、前記計測点の数を変更しながら、前記最適化アルゴリズムによる処理を繰り返し、該繰り返しの結果、前記誤差が最小になる計測点の配置および数を求めることにより行われる、
請求項10に記載の装置。
The optimization of the arrangement and the number of the measurement points is performed by further repeating the process according to the optimization algorithm while changing the number of the measurement points, and the arrangement and the number of measurement points that minimize the error as a result of the repetition. Done by asking for
The apparatus according to claim 10.
前記誤差が最小になる計測点の配置および数を求めるために所定の評価関数が用いられ、該評価関数は、前記計測点の数の増大に応じて該評価関数による評価が低下するように、重み付けがなされている、
請求項11に記載の装置。
A predetermined evaluation function is used to obtain the arrangement and number of measurement points that minimize the error, and the evaluation function is such that the evaluation by the evaluation function decreases as the number of measurement points increases. Weighted,
The apparatus of claim 11.
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