JP4529964B2

JP4529964B2 - Simulation device, simulation method, and simulation program

Info

Publication number: JP4529964B2
Application number: JP2006255604A
Authority: JP
Inventors: 純一森
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2026-09-21
Also published as: JP2008077376A

Description

本発明は、対象の状態を推定するモデルを作成するシミュレーション装置に関する。 The present invention relates to a simulation apparatus for creating a model for estimating a target state.

対象の物理的なモデルを正確に得ることができれば、ある目的に適合するように所定の操作を加えて対象を精密に制御することが可能である。しかし、実際の対象は、各種の要素が相互に複雑に関係しており、正確な物理モデルを構築することは困難であることが多い。そこで、特許文献１に記載の技術では、まず、エンジンの物理的な性質を考慮したシミュレーションモデルを設定すると共に、実機で粗く実測する。次に、シミュレーションモデルにより算出された出力データを修正関数で修正することで、出力データの最終適合値を決定している。 If the physical model of the object can be accurately obtained, it is possible to precisely control the object by applying a predetermined operation so as to meet a certain purpose. However, in actual objects, various elements are intricately related to each other, and it is often difficult to construct an accurate physical model. Therefore, in the technique described in Patent Document 1, first, a simulation model is set in consideration of the physical properties of the engine, and roughly measured with an actual machine. Next, the final fit value of the output data is determined by correcting the output data calculated by the simulation model with a correction function.

特開２００４−１７８２４７号公報JP 2004-178247 A

しかしながら、シミュレーションモデルは、所定の入力データに対するエンジンの状態を示す実測データを基に設定されるため、経時変化による誤差を含む可能性がある。即ち、所定の入力データを複数の範囲に分けて、所定時間毎に１つの範囲における入力データに対する実測データを計測すると、各範囲毎に計測された実測データ間には、経時変化による誤差が生じる。そのため、当該実測データを基に作成されたシミュレーションモデルには、経時変化による誤差が紛れ込む。この場合、シミュレーションモデルより出力される出力データの精度は悪くなる。 However, since the simulation model is set based on actual measurement data indicating the state of the engine with respect to predetermined input data, there is a possibility that an error due to a change with time is included. That is, when predetermined input data is divided into a plurality of ranges and measured data for input data in one range is measured every predetermined time, an error due to a change over time occurs between the measured data measured for each range. . Therefore, an error due to a change with time is mixed in the simulation model created based on the actual measurement data. In this case, the accuracy of the output data output from the simulation model is deteriorated.

これに対処する１つ目の方法として、経時変化による誤差を偶然誤差に紛れ込ませて、シミュレーションモデルを作成する方法があるが、これによって作成されたシミュレーションモデルであっても、偶然誤差自体が大きくなるため、出力データの精度は悪くなる。 As a first method for dealing with this, there is a method in which an error due to a change over time is included in a chance error and a simulation model is created. Even in a simulation model created by this, the chance error itself is large. Therefore, the accuracy of the output data is deteriorated.

また、２つ目の対処する方法として、入力データの値をランダムに変えて計測された実測データを基にシミュレーションモデルを作成する方法があるが、この場合には、入力データの値をランダムに変えるのに時間がかかる（例えば、入力データとしてエンジンの回転数を用いた場合には、当該エンジンの回転数をランダムに変えるのに時間がかかる）ため、実測データの計測に時間がかかる。 In addition, as a second method to cope with, there is a method of creating a simulation model based on actually measured data obtained by changing the value of the input data at random. In this case, the value of the input data is randomly selected. Since it takes time to change (for example, when the engine speed is used as input data, it takes time to change the engine speed randomly), it takes time to measure actually measured data.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、より精度の高い出力データを求めることのできるシミュレーション装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a simulation apparatus that can obtain output data with higher accuracy.

本発明の１つの観点では、対象の状態を推定するモデルを作成するシミュレーション装置は、所定の時刻で計測された実測データを基に前記対象の物理的な性質を考慮した第１のシミュレーションモデルを、複数の時刻で計測された実測データの夫々について作成する第１のシミュレーションモデル作成手段と、作成された複数の前記第１のシミュレーションモデルを基に制御変数及び時刻を入力変数とする第２のシミュレーションモデルを作成する第２のシミュレーションモデル作成手段と、を備える。 In one aspect of the present invention, a simulation apparatus that creates a model for estimating a state of an object includes a first simulation model that takes into account the physical properties of the object based on actual measurement data measured at a predetermined time. First simulation model creation means for creating each of the actually measured data measured at a plurality of times, and a second variable having a control variable and time as input variables based on the plurality of created first simulation models. Second simulation model creating means for creating a simulation model.

上記のシミュレーション装置は、対象の状態を推定するモデルを作成するものであり、第１のシミュレーションモデル作成手段と、第２のシミュレーションモデル作成手段と、を備える。これらの手段は、例えばコンピュータのＣＰＵ（Central Processor Unit）により実現される。前記第１のシミュレーションモデル作成手段は、所定の時刻で計測された実測データを基に前記対象の物理的な性質を考慮した第１のシミュレーションモデルを、複数の時刻で計測された実測データの夫々について作成する。前記第２のシミュレーションモデル作成手段は、作成された複数の前記第１のシミュレーションモデルを基に制御変数及び時刻を入力変数とする第２のシミュレーションモデルを作成する。このようにすることで、上記のシミュレーション装置は、経時変化による誤差を考慮したシミュレーションモデルを作成することができる。 Said simulation apparatus produces the model which estimates the state of object, and is provided with the 1st simulation model creation means and the 2nd simulation model creation means. These means are realized by a CPU (Central Processor Unit) of a computer, for example. The first simulation model creating means generates a first simulation model considering physical properties of the target based on actual measurement data measured at a predetermined time, and each of the actual measurement data measured at a plurality of times. Create about. The second simulation model creating means creates a second simulation model having a control variable and time as input variables based on the plurality of created first simulation models. By doing in this way, said simulation apparatus can create the simulation model which considered the error by a time-dependent change.

上記のシミュレーション装置の他の一態様は、前記第２のシミュレーションモデルに入力された所定の制御変数の値が、前記所定の時刻で計測された実測データに対応する制御変数の値のみを含む制御変数の範囲内に存在する場合には、前記所定の時刻で計測された実測データを基に作成された前記第１のシミュレーションモデルに前記所定の制御変数の値を入力して出力変数の値を算出すると共に、算出された前記出力変数の値を前記第２のシミュレーションモデルの出力変数の適合値とする出力変数算出手段と、を備える。出力変数算出手段は、例えばコンピュータのＣＰＵにより実現される。これにより、シミュレーション装置は、同時刻に計測された実測データを基に得られたシミュレーションモデルのみを用いて、出力変数の適合値を求めることができ、経時変化による誤差の影響を少なくすることができる。 In another aspect of the simulation apparatus described above, the value of the predetermined control variable input to the second simulation model includes only the value of the control variable corresponding to the actual measurement data measured at the predetermined time. If it exists within the range of the variable, the value of the predetermined control variable is input to the first simulation model created based on the actual measurement data measured at the predetermined time, and the value of the output variable is set. Output variable calculating means for calculating and setting the calculated value of the output variable as a conforming value of the output variable of the second simulation model. The output variable calculation means is realized by a CPU of a computer, for example. As a result, the simulation apparatus can obtain the conforming value of the output variable using only the simulation model obtained based on the actual measurement data measured at the same time, thereby reducing the influence of the error due to the change over time. it can.

上記のシミュレーション装置の他の一態様は、前記第２のシミュレーションモデルに入力された所定の制御変数の値を複数の前記第１のシミュレーションモデルに夫々入力して複数の出力変数の値を算出すると共に、算出された前記複数の出力変数の値を基に前記第２のシミュレーションモデルの出力変数の適合値を算出する出力変数算出手段と、を備える。出力変数算出手段は、例えばコンピュータのＣＰＵにより実現される。これにより、シミュレーション装置は、経時変化による誤差のばらつきを考慮した精度の高い出力変数の適合値を求めることができる。 In another aspect of the simulation apparatus, the values of the predetermined control variables input to the second simulation model are respectively input to the plurality of first simulation models, and the values of the plurality of output variables are calculated. And an output variable calculating means for calculating an adaptive value of the output variable of the second simulation model based on the calculated values of the plurality of output variables. The output variable calculation means is realized by a CPU of a computer, for example. As a result, the simulation apparatus can obtain an adaptive value of the output variable with high accuracy in consideration of error variation due to a change with time.

本発明の他の観点では、対象の状態を推定するモデルを作成するシミュレーション方法は、所定の時刻で計測された実測データを基に前記対象の物理的な性質を考慮した第１のシミュレーションモデルを、複数の時刻で計測された実測データの夫々について作成する第１のシミュレーションモデル作成工程と、作成された複数の前記第１のシミュレーションモデルを基に制御変数及び時刻を入力変数とする第２のシミュレーションモデルを作成する第２のシミュレーションモデル作成工程と、を備える。この方法によっても、経時変化による誤差を考慮したシミュレーションモデルを作成することができる。 In another aspect of the present invention, a simulation method for creating a model for estimating a state of an object includes a first simulation model that takes into account the physical properties of the object based on actual measurement data measured at a predetermined time. A first simulation model creation step for creating each of the actually measured data measured at a plurality of times, and a second variable using the control variables and times as input variables based on the plurality of created first simulation models. A second simulation model creation step of creating a simulation model. Also by this method, it is possible to create a simulation model that takes into account errors due to changes over time.

本発明の更なる他の観点では、コンピュータによって実行されるシミュレーションプログラムは、所定の時刻で計測された実測データを基に前記対象の物理的な性質を考慮した第１のシミュレーションモデルを、複数の時刻で計測された実測データの夫々について作成する第１のシミュレーションモデル作成手段、作成された複数の前記第１のシミュレーションモデルを基に制御変数及び時刻を入力変数とする第２のシミュレーションモデルを作成する第２のシミュレーションモデル作成手段、として前記コンピュータを機能させる。このプログラムによっても、経時変化による誤差を考慮したシミュレーションモデルを作成することができる。 In still another aspect of the present invention, a simulation program executed by a computer includes a plurality of first simulation models that take into account the physical properties of the target based on actually measured data measured at a predetermined time. First simulation model creation means for creating each of the actually measured data measured at the time, and a second simulation model having the control variables and the time as input variables based on the plurality of created first simulation models The computer is caused to function as second simulation model creating means. This program can also create a simulation model that takes into account errors due to changes over time.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

［全体構成］
図１は、本実施形態に係るシミュレーション装置１００を示す模式図である。シミュレーション装置１００は、コンピュータ１と、計測装置２と、エンジン３とを備える。エンジン３には、トルクセンサ等の各種のセンサが取り付けられている。各センサの出力信号は、計測装置２に取り込まれる。また、計測装置２は、エンジン３の吸気バルブ及び排気バルブの動作タイミングや、燃料噴射弁の開度等を制御できる。コンピュータ１と計測装置２とは接続されており、計測装置２は、コンピュータ１からの指令に従って、所定の制御条件の下でエンジン３を運転する。エンジン３の状態は各種センサによって計測される。計測装置２は、それらセンサの出力信号に基づいて実測データを生成し、これをコンピュータ１に送信する。 [overall structure]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a simulation apparatus 100 according to the present embodiment. The simulation device 100 includes a computer 1, a measurement device 2, and an engine 3. Various sensors such as a torque sensor are attached to the engine 3. The output signal of each sensor is taken into the measuring device 2. The measuring device 2 can control the operation timing of the intake valve and the exhaust valve of the engine 3, the opening degree of the fuel injection valve, and the like. The computer 1 and the measuring device 2 are connected, and the measuring device 2 operates the engine 3 under predetermined control conditions in accordance with a command from the computer 1. The state of the engine 3 is measured by various sensors. The measuring device 2 generates actual measurement data based on the output signals of these sensors, and transmits this to the computer 1.

コンピュータ１は、ＣＰＵ（Central Processor Unit）１１と、メモリ１２と、入力装置１３と、ハードディスク１４と、ディスプレイ１５と、インターフェース１６とを備える。これらは、システムバス１０を介して接続されている。ＣＰＵ１１は、コンピュータ１の制御中枢として機能すると共に、各種のプログラムを実行する。メモリ１２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）であり、ＣＰＵ１１の作業領域として機能し、そこには処理途中のデータ等が記憶される。ハードディスク１４には、シミュレーションモデルが記憶されている。シミュレーションモデルは、プログラムやデータより構成されており、ＣＰＵ１１によってメモリ１２にロードされる。 The computer 1 includes a CPU (Central Processor Unit) 11, a memory 12, an input device 13, a hard disk 14, a display 15, and an interface 16. These are connected via the system bus 10. The CPU 11 functions as a control center of the computer 1 and executes various programs. The memory 12 is, for example, a RAM (Random Access Memory), and functions as a work area for the CPU 11. The hard disk 14 stores a simulation model. The simulation model is composed of programs and data, and is loaded into the memory 12 by the CPU 11.

入力装置１３は、例えばキーボードやマウスであり、オペレータが指示を入力するための入力手段として機能する。インターフェース１６は、外部機器との間で通信を行う機能を有する。ＣＰＵ１１は、インターフェース１６を介して計測装置２へ指令を送信したり、計測装置２から実測データを取得したりすることができる。 The input device 13 is a keyboard or a mouse, for example, and functions as an input means for an operator to input an instruction. The interface 16 has a function of performing communication with an external device. The CPU 11 can transmit a command to the measurement device 2 via the interface 16 and can acquire actual measurement data from the measurement device 2.

以下では、本発明のシミュレーションモデルの作成方法について具体的に説明する。 Hereinafter, a method for creating a simulation model of the present invention will be specifically described.

[シミュレーションモデルの作成方法]
本発明のシミュレーションモデル作成方法について具体的に説明する。シミュレーション装置１００は、ユーザにより設定された制御条件の下、シミュレーションモデルを作成する。具体的には、シミュレーションモデルは、計測された複数の制御変数に対する対象の状態を示す実測データを基にして作成される。このシミュレーションモデルは、対象の物理的な性質を考慮した物理モデルとして与えられる。 [How to create a simulation model]
The simulation model creation method of the present invention will be specifically described. The simulation apparatus 100 creates a simulation model under the control conditions set by the user. Specifically, the simulation model is created on the basis of actual measurement data indicating the state of the target for a plurality of measured control variables. This simulation model is given as a physical model considering the physical properties of the object.

図２は、一般的なシミュレーションモデルの例を示すグラフである。図２において、横軸は制御変数Ｖを示し、縦軸は出力変数Ｔを示す。制御変数Ｖとしては、例えば、可変バルブタイミング（ＶＶＴ：Variable Valve Timing）や点火時期などが挙げられ、出力変数Ｔとしては、例えば、トルクなどが挙げられる。なお、以下の説明において、制御変数Ｖがシミュレーションモデルの入力データであり、出力変数Ｔがシミュレーションモデルの出力データである。 FIG. 2 is a graph showing an example of a general simulation model. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the control variable V, and the vertical axis indicates the output variable T. Examples of the control variable V include variable valve timing (VVT) and ignition timing. Examples of the output variable T include torque. In the following description, the control variable V is input data of the simulation model, and the output variable T is output data of the simulation model.

図２において、丸で示す点は、時刻ｔ＝ｔ１において計測された制御変数の値Ｖ１、Ｖ２に対する実測データの値を示し、四角で示す点は、時刻ｔ＝ｔ２において計測された制御変数の値Ｖ３、Ｖ４に対する実測データの値を示し、三角で示す点は、時刻ｔ＝ｔ３において計測された制御変数の値Ｖ５、Ｖ６に対する実測データの値を示す。グラフ２１は、これらの実測データの値を最小二乗法等の統計的処理を施すことにより得られる近似曲線である。従って、グラフ２１は、制御変数Ｖに対する出力変数Ｔを示す関数のグラフであり、制御変数Ｖに対する出力変数Ｔの傾向を示すものとなっている。なお、以下の説明において、「時刻」とは、時分だけでなく日付をも含む広い概念であるとする。 In FIG. 2, the points indicated by circles indicate the values of measured data for the control variable values V1 and V2 measured at time t = t1, and the points indicated by squares indicate the control variable values measured at time t = t2. The values of the measured data for the values V3 and V4 are shown, and the points indicated by triangles indicate the values of the measured data for the control variable values V5 and V6 measured at time t = t3. The graph 21 is an approximate curve obtained by performing statistical processing such as the least square method on the values of these actually measured data. Therefore, the graph 21 is a graph of a function indicating the output variable T with respect to the control variable V, and shows a tendency of the output variable T with respect to the control variable V. In the following description, “time” is a broad concept including not only hours and minutes but also dates.

グラフ２２も、制御変数Ｖに対する出力変数Ｔを示す関数のグラフであるが、グラフ２１と異なり、制御変数Ｖに対する出力変数Ｔの真の傾向を示すものである。図２より分かるように、グラフ２１は、グラフ２２と誤差が生じている。この理由は、時刻ｔ＝ｔ１、ｔ２、ｔ３の各時刻で計測された実測データ間には、偶然誤差だけでなく経時変化による誤差も生じているからである。即ち、エンジン３の状態は、時間の経過と共に変化するため、実測データの値もそれに伴って変化し、例えば、時刻ｔ＝ｔ１において制御変数の値Ｖ５、Ｖ６に対する実測データを計測したときの当該実測データの値は、図２に示した時刻ｔ＝ｔ３において計測された制御変数の値Ｖ５、Ｖ６に対する実測データの値とは異なるものとなる。このときの誤差が経時変化による誤差である。 The graph 22 is also a graph of a function showing the output variable T with respect to the control variable V. Unlike the graph 21, the graph 22 shows a true tendency of the output variable T with respect to the control variable V. As can be seen from FIG. 2, the graph 21 has an error from the graph 22. This is because not only a coincidence error but also an error due to a change with time is generated between the actually measured data measured at each time t = t1, t2, and t3. That is, since the state of the engine 3 changes with the passage of time, the value of the actual measurement data also changes accordingly. For example, when the actual measurement data for the control variable values V5 and V6 is measured at time t = t1, The actual measurement data values are different from the actual measurement data values for the control variable values V5 and V6 measured at time t = t3 shown in FIG. The error at this time is an error due to a change with time.

そこで、本発明のシミュレーションモデルでは、図２に示した一般的なシミュレーションモデルの関数とは異なり、出力変数Ｔを示す関数は、制御変数Ｖだけでなく、時刻ｔも入力変数として含んだものとなっている。 Therefore, in the simulation model of the present invention, unlike the function of the general simulation model shown in FIG. 2, the function indicating the output variable T includes not only the control variable V but also the time t as an input variable. It has become.

図３は、本発明のシミュレーションモデルの例を示すグラフである。図３において、横軸は制御変数Ｖを示し、縦軸は出力変数Ｔを示し、横軸と縦軸との両方に垂直な方向の軸は時刻ｔを示す。 FIG. 3 is a graph showing an example of the simulation model of the present invention. In FIG. 3, the horizontal axis represents the control variable V, the vertical axis represents the output variable T, and the axis in the direction perpendicular to both the horizontal axis and the vertical axis represents time t.

図３に示すように、本発明のシミュレーション装置１００は、時刻ｔ＝ｔ１において計測された制御変数の値Ｖ１、Ｖ２に対する実測データを基にして、近似曲線のグラフ３１を作成し、時刻ｔ＝ｔ２において計測された制御変数の値Ｖ３、Ｖ４に対する実測データを基にして、近似曲線のグラフ３２を作成し、時刻ｔ＝ｔ３において計測された制御変数の値Ｖ５、Ｖ６に対する実測データを基にして、近似曲線のグラフ３３を作成する。これらのグラフ３１〜３３が、本発明における第１のシミュレーションモデルとなる。 As shown in FIG. 3, the simulation apparatus 100 of the present invention creates an approximate curve graph 31 based on the measured data for the control variable values V1 and V2 measured at time t = t1, and the time t = An approximate curve graph 32 is created based on the measured data for the control variable values V3 and V4 measured at t2, and based on the measured data for the control variable values V5 and V6 measured at time t = t3. Thus, the approximate curve graph 33 is created. These graphs 31 to 33 are the first simulation model in the present invention.

シミュレーション装置１００は、グラフ３１〜３３を基にして、図３に示すグラフ３５を作成する。グラフ３５は、図３におけるハッチングされた曲面のグラフを示し、制御変数Ｖと時刻ｔに対する出力変数Ｔを示す関数のグラフとなっている。つまり、グラフ３５を示す関数をＦとすると、入力変数としては、制御変数Ｖの他に時刻ｔが規定され、出力変数Ｔの値は関数Ｆ（Ｖ、ｔ）で算出される。従って、関数Ｆ（Ｖ、ｔ１）はグラフ３１の関数を示し、関数Ｆ（Ｖ、ｔ２）はグラフ３２の関数を示し、関数Ｆ（Ｖ、ｔ３）はグラフ３３の関数を示すこととなる。このグラフ３５が、本発明における第２のシミュレーションモデルとなる。なお、関数Ｆの入力変数としては、１つの制御変数Ｖに限られるものではなく、代わりに、複数の制御変数が規定されるとしてもよいのは言うまでもない。 The simulation apparatus 100 creates a graph 35 shown in FIG. 3 based on the graphs 31 to 33. The graph 35 is a hatched curved surface graph in FIG. 3, and is a function graph indicating the control variable V and the output variable T with respect to time t. That is, assuming that the function indicating the graph 35 is F, time t is defined as an input variable in addition to the control variable V, and the value of the output variable T is calculated by the function F (V, t). Therefore, the function F (V, t1) indicates the function of the graph 31, the function F (V, t2) indicates the function of the graph 32, and the function F (V, t3) indicates the function of the graph 33. This graph 35 is the second simulation model in the present invention. Note that the input variable of the function F is not limited to one control variable V, and it goes without saying that a plurality of control variables may be defined instead.

図４は、制御変数Ｖの値を一定とした場合（このときの制御変数Ｖの値をＶｃとする）における時刻ｔと出力変数Ｔとの関係を示すグラフである。図４に示すグラフ３６は、その傾向が複雑となる可能性が高い。そのため、グラフ３６の傾向が複雑となる場合には、時刻ｔに対する出力変数Ｔを示す関数Ｆ（Ｖｃ、ｔ）は、非線形関数で表される。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the time t and the output variable T when the value of the control variable V is constant (the value of the control variable V at this time is Vc). The graph 36 shown in FIG. 4 is highly likely to have a complicated tendency. Therefore, when the tendency of the graph 36 is complicated, the function F (Vc, t) indicating the output variable T with respect to the time t is represented by a nonlinear function.

以上で述べたように、本発明のシミュレーション装置１００は、時刻ｔ＝ｔ１で計測された実測データを基にグラフ３１を作成し、時刻ｔ＝ｔ２で計測された実測データを基にグラフ３２を作成し、時刻ｔ＝ｔ３で計測された実測データを基にグラフ３３を作成する。そして、シミュレーション装置１００は、グラフ３１〜３３を基に、制御変数及び時刻を入力変数として含む関数であるグラフ３５を作成する。このようにすることで、シミュレーション装置１００は、経時変化による誤差を考慮したシミュレーションモデルを作成することができる。 As described above, the simulation apparatus 100 of the present invention creates the graph 31 based on the actual measurement data measured at time t = t1, and generates the graph 32 based on the actual measurement data measured at time t = t2. The graph 33 is created based on the actual measurement data created and measured at time t = t3. And the simulation apparatus 100 produces the graph 35 which is a function which contains a control variable and time as an input variable based on the graphs 31-33. In this way, the simulation apparatus 100 can create a simulation model that takes into account errors due to changes over time.

[出力変数の算出方法]
次に、図３に示すグラフ３５を用いて、出力変数Ｔを算出する方法について具体的に述べる。まず、出力変数Ｔを算出する方法の第１の実施例について述べる。図５は、第１の実施例に係る出力変数Ｔの算出方法を示すフローチャートである。図６は、第１の実施例に係る出力変数Ｔの算出方法の例を示す模式図である。 [Calculation method of output variable]
Next, a method for calculating the output variable T will be specifically described using the graph 35 shown in FIG. First, a first embodiment of a method for calculating the output variable T will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a method for calculating the output variable T according to the first embodiment. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a method for calculating the output variable T according to the first embodiment.

ユーザにより所定の制御変数の値Ｖｅがグラフ３５を示す関数Ｆ（Ｖ、ｔ）に入力されると（ステップＳ１０１）、コンピュータ１は、当該所定の制御変数の値Ｖｅが、時刻ｔ＝ｔ１、ｔ２、ｔ３に計測された各実測データに対応する制御変数の範囲のうち、どの制御変数の範囲内に存在しているかを算出する（ステップＳ１０２）。ここで、所定の時刻に計測された実測データに対応する制御変数の範囲とは、当該所定の時刻に計測された実測データに対応する制御変数の値のみを含む制御変数の範囲を示す。図６に示す例では、
時刻ｔ＝ｔ１に計測された実測データに対応する制御変数の範囲Ｖｒは、時刻ｔ＝ｔ１に計測された実測データに対応する制御変数の値Ｖ１、Ｖ２のみを含んでおり、時刻ｔ＝ｔ２に計測された実測データに対応する制御変数の範囲Ｖｓは、時刻ｔ＝ｔ２に計測された実測データに対応する制御変数の値Ｖ３、Ｖ４のみを含んでおり、時刻ｔ＝ｔ３に計測された実測データに対応する制御変数の範囲Ｖｑは、時刻ｔ＝ｔ３に計測された実測データに対応する制御変数の値Ｖ５、Ｖ６のみを含んでいる。この例では、所定の制御変数の値Ｖｅは、制御変数の範囲Ｖｒ間に存在している。 When the user inputs the value Ve of the predetermined control variable to the function F (V, t) indicating the graph 35 (step S101), the computer 1 determines that the value Ve of the predetermined control variable is the time t = t1, Of the control variable ranges corresponding to the actual measurement data measured at t2 and t3, which control variable range exists is calculated (step S102). Here, the range of the control variable corresponding to the actual measurement data measured at the predetermined time indicates the range of the control variable including only the value of the control variable corresponding to the actual measurement data measured at the predetermined time. In the example shown in FIG.
The control variable range Vr corresponding to the actual measurement data measured at time t = t1 includes only the control variable values V1 and V2 corresponding to the actual measurement data measured at time t = t1, and the time t = t2. The range Vs of the control variable corresponding to the actually measured data measured at the time point includes only the values V3 and V4 of the control variable corresponding to the actually measured data measured at the time t = t2, and was measured at the time t = t3. The control variable range Vq corresponding to the actual measurement data includes only the control variable values V5 and V6 corresponding to the actual measurement data measured at time t = t3. In this example, the value Ve of the predetermined control variable exists between the control variable range Vr.

次に、コンピュータ１は、当該所定の制御変数の値を、当該所定の制御変数の範囲の実測データに対応するグラフに入力して出力変数の値を算出し、当該出力変数の値を出力変数Ｔの最適値として出力する（ステップＳ１０３）。例えば、図６に示す例では、コンピュータ１は、制御変数の範囲Ｖｒの実測データに対応する、即ち、時刻ｔ＝ｔ１に計測された実測データに対応するグラフ３１の関数Ｆ（Ｖ、ｔ１）に、所定の制御変数の値Ｖｅを入力することで、出力変数の値Ｔｅ（＝Ｆ（Ｖｅ、ｔ１））を算出する。コンピュータ１は、この出力変数の値Ｔｅをグラフ３５より算出された出力変数Ｔの適合値として出力する。 Next, the computer 1 inputs the value of the predetermined control variable into a graph corresponding to the measured data in the range of the predetermined control variable, calculates the value of the output variable, and sets the value of the output variable as the output variable The optimum value of T is output (step S103). For example, in the example shown in FIG. 6, the computer 1 corresponds to the actual measurement data of the control variable range Vr, that is, the function F (V, t1) of the graph 31 corresponding to the actual measurement data measured at time t = t1. Then, by inputting a value Ve of a predetermined control variable, a value Te (= F (Ve, t1)) of the output variable is calculated. The computer 1 outputs the value Te of the output variable as a conforming value of the output variable T calculated from the graph 35.

なお、図６に示す例において、所定の制御変数の値Ｖｅが制御変数の範囲Ｖｓに存在している場合には、コンピュータ１は、制御変数の範囲Ｖｓの実測データに対応する、即ち、時刻ｔ＝ｔ２で計測された実測データに対応するグラフ３２の関数Ｆ（Ｖ、ｔ２）に、所定の制御変数の値Ｖｅを入力することで、出力変数の値を算出して、出力変数Ｔの適合値として出力する。また、所定の制御変数の値Ｖｅが制御変数の範囲Ｖｑに存在している場合には、コンピュータ１は、制御変数の範囲Ｖｑの実測データに対応する、即ち、時刻ｔ＝ｔ３で計測された実測データに対応するグラフ３３の関数Ｆ（Ｖ、ｔ３）に、所定の制御変数の値Ｖｅを入力することで、出力変数の値を算出して、出力変数Ｔの適合値として出力する。 In the example shown in FIG. 6, when the value Ve of the predetermined control variable exists in the control variable range Vs, the computer 1 corresponds to the measured data of the control variable range Vs. By inputting the value Ve of a predetermined control variable into the function F (V, t2) of the graph 32 corresponding to the actual measurement data measured at t = t2, the value of the output variable is calculated, and the output variable T Output as a conforming value. When the value Ve of the predetermined control variable exists in the control variable range Vq, the computer 1 corresponds to the measured data of the control variable range Vq, that is, measured at time t = t3. By inputting the value Ve of a predetermined control variable to the function F (V, t3) of the graph 33 corresponding to the actually measured data, the value of the output variable is calculated and output as a conforming value of the output variable T.

このようにすることで、シミュレーション装置１００は、同時刻に計測された実測データを基に作成されたグラフのみを用いて、出力変数Ｔの適合値を求めることができるので、経時変化による誤差の影響を少なくすることができる。 By doing in this way, the simulation apparatus 100 can obtain the conforming value of the output variable T using only the graph created based on the actual measurement data measured at the same time. The influence can be reduced.

次に、出力変数Ｔを算出する方法の第２の実施例について述べる。図７は、第２の実施例に係る出力変数Ｔの算出方法を示すフローチャートである。図８は、第２の実施例に係る出力変数Ｔの算出方法の例を示す模式図である。 Next, a second embodiment of the method for calculating the output variable T will be described. FIG. 7 is a flowchart illustrating a method for calculating the output variable T according to the second embodiment. FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a method for calculating the output variable T according to the second embodiment.

ユーザにより所定の制御変数の値Ｖａがグラフ３５の関数Ｆ（Ｖ、ｔ）に入力されると（ステップＳ２０１）、コンピュータ１は、当該所定の制御変数を各時刻に計測された実測データに対応するグラフ３１〜３３に夫々入力して、グラフ３１〜３３の夫々について出力変数の値を算出する（ステップＳ２０２）。図７に示す例では、コンピュータ１は、時刻ｔ＝ｔ１に対応するグラフ３１を示す関数Ｆ（Ｖ、ｔ１）に制御変数Ｖａを入力することで、出力変数の値Ｔ１ａ（＝Ｆ（Ｖａ、ｔ１））を算出し、時刻ｔ＝ｔ２に対応するグラフ３２を示す関数Ｆ（Ｖ、ｔ２）に制御変数Ｖａを入力することで、出力変数の値Ｔ２ａ（＝Ｆ（Ｖａ、ｔ２））を算出し、時刻ｔ＝ｔ３に対応するグラフ３３を示す関数Ｆ（Ｖ、ｔ３）に制御変数Ｖａを入力することで、Ｔ３ａ（＝Ｆ（Ｖａ、ｔ３））を算出する。 When the value Va of the predetermined control variable is input to the function F (V, t) of the graph 35 by the user (step S201), the computer 1 corresponds to the actual measurement data measured at each time for the predetermined control variable. Are input to the graphs 31 to 33 to be calculated, and the value of the output variable is calculated for each of the graphs 31 to 33 (step S202). In the example shown in FIG. 7, the computer 1 inputs the control variable Va to the function F (V, t1) indicating the graph 31 corresponding to the time t = t1, and thereby the value T1a (= F (Va, t1)) is calculated, and the control variable Va is input to the function F (V, t2) indicating the graph 32 corresponding to the time t = t2, whereby the value T2a (= F (Va, t2)) of the output variable is obtained. T3a (= F (Va, t3)) is calculated by inputting the control variable Va to the function F (V, t3) indicating the graph 33 corresponding to the time t = t3.

コンピュータ１は、算出された複数の出力変数の値Ｔ１ａ、Ｔ２ａ、Ｔ３ａに対し統計的処理を行うことにより、グラフ３５の出力変数Ｔの適合値を算出して出力する（ステップＳ２０３）。具体的には、コンピュータ１は、出力変数の値Ｔ１ａ、Ｔ２ａ、Ｔ３ａの平均値や標準偏差を算出するといった統計的処理を行うことにより、グラフ３５の出力変数Ｔの適合値を求める。例えば、出力変数の値Ｔ１ａ、Ｔ２ａ、Ｔ３ａの平均値を算出したものをグラフ３５の出力変数Ｔの適合値とする場合には、グラフ３５の出力変数Ｔの適合値は（Ｔ１ａ＋Ｔ２ａ＋Ｔ３ａ）／３で求められる。 The computer 1 performs statistical processing on the calculated values T1a, T2a, and T3a of the plurality of output variables, thereby calculating and outputting an adaptation value of the output variable T of the graph 35 (step S203). Specifically, the computer 1 obtains a conforming value of the output variable T of the graph 35 by performing a statistical process such as calculating an average value or standard deviation of the output variable values T1a, T2a, and T3a. For example, when the average value of the output variable values T1a, T2a, and T3a is calculated as the adaptive value of the output variable T of the graph 35, the adaptive value of the output variable T of the graph 35 is (T1a + T2a + T3a) / 3. Desired.

このようにすることで、シミュレーション装置１００は、経時変化による誤差のばらつきを考慮した精度の高い出力変数の適合値を求めることができる。 In this way, the simulation apparatus 100 can obtain a highly accurate output variable adaptation value that takes into account variations in errors due to changes over time.

本発明の各実施形態に係るシミュレーション装置の模式図である。It is a mimetic diagram of a simulation device concerning each embodiment of the present invention. 制御変数に対する出力変数の値を示すグラフである。It is a graph which shows the value of the output variable with respect to a control variable. 制御変数及び時刻に対する出力変数の値を示すグラフである。It is a graph which shows the value of the output variable with respect to a control variable and time. 時刻に対する出力変数の値を示すグラフである。It is a graph which shows the value of the output variable with respect to time. 第１の実施例に係る出力変数の算出方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation method of the output variable which concerns on a 1st Example. 第１の実施例に係る出力変数の算出方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the calculation method of the output variable which concerns on a 1st Example. 第２の実施例に係る出力変数の算出方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation method of the output variable which concerns on a 2nd Example. 第２の実施例に係る出力変数の算出方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the calculation method of the output variable which concerns on a 2nd Example.

Explanation of symbols

１コンピュータ
２計測装置
３エンジン 1 Computer 2 Measuring device 3 Engine

Claims

A simulation device for creating a model for estimating a state of an object,
First simulation model creation means for creating, for each of the measured data measured at a plurality of times, a first simulation model that considers the physical properties of the object based on the measured data measured at a predetermined time When,
A simulation apparatus comprising: a second simulation model creating means for creating a second simulation model having a control variable and time as input variables based on the plurality of created first simulation models.

When the value of the predetermined control variable input to the second simulation model is within the range of the control variable including only the value of the control variable corresponding to the actual measurement data measured at the predetermined time, The value of the predetermined control variable is input to the first simulation model created based on the actual measurement data measured at the predetermined time, and the value of the output variable is calculated. The simulation apparatus according to claim 1, further comprising: an output variable calculation unit that sets a value as a matching value of an output variable of the second simulation model.

The values of the predetermined control variables input to the second simulation model are respectively input to the plurality of first simulation models to calculate the values of the plurality of output variables, and the plurality of output variables calculated The simulation apparatus according to claim 1, further comprising: an output variable calculation unit that calculates an adaptive value of the output variable of the second simulation model based on the value.

A simulation method for creating a model for estimating a state of an object,
A first simulation model creation step of creating a first simulation model that takes into account the physical properties of the target based on actual measurement data measured at a predetermined time for each of the actual measurement data measured at a plurality of times When,
A simulation method comprising: a second simulation model creation step of creating a second simulation model having a control variable and time as input variables based on the plurality of created first simulation models.

A simulation program executed by a computer,
First simulation model creation means for creating, for each of the measured data measured at a plurality of times, a first simulation model that considers the physical properties of the object based on the measured data measured at a predetermined time ,
The computer is caused to function as second simulation model creation means for creating a second simulation model having a control variable and time as input variables based on the plurality of created first simulation models. Simulation program.