JP4795920B2 - Control map optimization device - Google Patents

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Description

本発明は、制御マップ最適化装置に係り、特に、制御対象の制御に係る制御マップの最適化を行う制御マップ最適化装置に関する。   The present invention relates to a control map optimization device, and more particularly to a control map optimization device that optimizes a control map related to control of a control target.

制御対象の制御に用いられる制御パラメータは個々に決定される場合も多いが、単数または複数の引数を入力とする制御マップにより算出される場合もある。そして、制御マップを最適化することによりそれに基づいて制御パラメータの最適値を自動的に決定することが可能となる。   In many cases, the control parameters used for control of the controlled object are individually determined, but may be calculated by a control map having one or more arguments as input. Then, by optimizing the control map, it is possible to automatically determine the optimum value of the control parameter based on it.

従来、制御マップの最適化は、実験やシミュレーション等を通じて開発者や作業者が経験や勘を頼りに手動でチューニングしながら行われるのが一般的であった。しかし、手動によるチューニングでは、必ずしも最適な制御マップが得られる保証はなく、また、チューニングを行うための工数が膨大となり時間や手間がかかるという問題もあった。   Conventionally, the optimization of the control map is generally performed by a developer or a worker through manual tuning based on experience and intuition through experiments and simulations. However, manual tuning does not necessarily guarantee that an optimal control map can be obtained, and there is also a problem that man-hours for tuning are enormous and it takes time and effort.

このような問題を解消するための装置や方法として、例えば車両のエンジン制御について、エンジンの最大トルクを引き出すことができる点火時期がノッキングの発生する点火時期の近傍にあることから、エンジンの燃焼室内の燃焼に伴って変化する燃焼物理量から熱発生率の変化状況を演算し、この熱発生率の変化状況に基づいてノッキング寸前の状態を検知し、その際の運転条件を燃焼制御マップのパラメータとして用いる燃焼制御マップの作成方法が開示されている(特許文献1参照)。   As an apparatus or method for solving such a problem, for example, in the engine control of a vehicle, the ignition timing at which the maximum torque of the engine can be extracted is in the vicinity of the ignition timing at which knocking occurs. The change state of the heat release rate is calculated from the combustion physical quantity that changes with the combustion of the fuel, the state just before knocking is detected based on the change state of the heat release rate, and the operating condition at that time is used as a parameter of the combustion control map A method for creating a combustion control map to be used is disclosed (see Patent Document 1).

また、エンジンを一定回転数に保持している場合に、同じスロットル開度でも、スロットルバルブを開方向に操作する場合と閉方向に操作する場合とで出力されるトルクが異なることから、異なるエンジン回転数で開方向および閉方向のトルク曲線をそれぞれ求め、各トルク曲線に基づいて制御マップを作成する方法が提案されている(特許文献2参照)。
特開平2−221662号公報 特開2000−321175号公報
In addition, when the engine is held at a constant rotational speed, even if the throttle opening is the same, the torque output differs depending on whether the throttle valve is operated in the opening direction or the closing direction. There has been proposed a method in which torque curves in the opening direction and the closing direction are respectively determined by the number of rotations, and a control map is created based on each torque curve (see Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 2-22162 JP 2000-321175 A

しかしながら、これらの制御マップの作成装置や作成方法は、それぞれエンジンの燃焼状況やスロットルバルブ等の制御対象の特性に依拠した装置や方法であり、他の制御対象にも応用可能とは言えず、必ずしも汎用的な手法とは言えない。   However, these control map creation devices and creation methods are devices and methods that depend on the characteristics of the controlled object such as the combustion state of the engine and the throttle valve, respectively, and cannot be applied to other controlled objects. It is not necessarily a general-purpose method.

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、制御対象の特性に依拠せず制御マップの最適化を行うことが可能な汎用的な制御マップ最適化装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a general-purpose control map optimization device capable of optimizing a control map without depending on the characteristics of a control target. .

前記の問題を解決するために、第1の発明は、
制御マップ最適化装置は、
入力された引数に対して、対応する格子点に設定された制御パラメータ、または前記引数に対応する格子点がない場合には前記引数に対応するマップ位置の近傍の格子点に設定された制御パラメータから補間により算出した制御パラメータを出力する制御マップと、
制御パラメータが取るべき値に関する情報と前記制御マップから出力された制御パラメータとに基づいて前記制御マップの格子点に設定される制御パラメータの値の最適化を行う最適化手段とを備え、
前記情報は、前記最適化手段に入力されるか又は前記最適化手段により計算される制御パラメータの理想状態に関する情報であり、
前記最適化手段は、前記情報と前記出力された制御パラメータとに基づいて単峰性関数である誤差関数を作成し、最急降下法により前記誤差関数に基づいて前記制御マップにおける前記引数に対応するマップ位置の近傍の格子点に設定された制御パラメータの値を更新し、この更新処理を繰り返すことを特徴とする。
In order to solve the above problem, the first invention provides:
The control map optimization device
For the input argument, the control parameter set at the corresponding grid point, or the control parameter set at the grid point near the map position corresponding to the argument when there is no grid point corresponding to the argument A control map for outputting control parameters calculated by interpolation from
An optimization means for optimizing the value of the control parameter set at the grid point of the control map based on the information about the value to be taken by the control parameter and the control parameter output from the control map;
The information is information on an ideal state of a control parameter input to the optimization unit or calculated by the optimization unit,
The optimization unit creates an error function that is a unimodal function based on the information and the output control parameter, and corresponds to the argument in the control map based on the error function by a steepest descent method. The control parameter values set at the grid points in the vicinity of the map position are updated, and this updating process is repeated.

第2の発明は、第1の発明の制御マップ最適化装置において、前記単峰性関数である誤差関数は、前記情報に基づいて決定される数値と前記制御マップから出力された制御パラメータとの二次関数であることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the control map optimization device according to the first aspect, the error function that is the unimodal function is a numerical value determined based on the information and a control parameter output from the control map. It is a quadratic function.

第3の発明は、第1または第2の発明の制御マップ最適化装置において、前記最適化手段は、前記情報に基づいて決定される数値と前記制御マップから出力された制御パラメータとの差に応じて前記制御マップの格子点に設定された制御パラメータの値を更新することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the control map optimizing device according to the first or second aspect of the invention, the optimization means determines a difference between a numerical value determined based on the information and a control parameter output from the control map. Accordingly, the control parameter values set at the grid points of the control map are updated.

第4の発明は、第3の発明の制御マップ最適化装置において、前記最適化手段は、前記制御マップの格子点に設定された制御パラメータの更新量が前記情報に基づいて決定される数値と前記制御マップから出力された制御パラメータとの差に比例する量となるように前記制御マップの格子点に設定された制御パラメータの値を更新することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the control map optimizing device according to the third aspect, the optimization means includes a numerical value with which the update amount of the control parameter set at the lattice point of the control map is determined based on the information. The value of the control parameter set at the lattice point of the control map is updated so as to be an amount proportional to the difference from the control parameter output from the control map.

第5の発明は、第1から第4のいずれかの発明の制御マップ最適化装置において、前記情報は、前記制御マップから出力された制御パラメータに従って行われた制御の試行の結果に基づいて決定される数値であることを特徴とする。 According to a fifth invention, in the control map optimizing device according to any one of the first to fourth inventions, the information is determined based on a result of a control trial performed in accordance with a control parameter output from the control map. It is characterized by being a numerical value.

第6の発明は、第1から第4のいずれかの発明の制御マップ最適化装置において、前記情報は、前記制御マップにおける前記引数に対応するマップ位置の近傍の格子点に設定された制御パラメータを増加させるべきという指標または減少させるべきという指標であり、前記最適化手段は、前記指標に基づいて所定の数値を決定して前記誤差関数を作成することを特徴とする。   A sixth invention is the control map optimization device according to any one of the first to fourth inventions, wherein the information is a control parameter set at a lattice point in the vicinity of a map position corresponding to the argument in the control map. Is an index that should be increased or decreased, and the optimization means determines the predetermined numerical value based on the index and creates the error function.

第7の発明は、第1から第6のいずれかの発明の制御マップ最適化装置において、前記最適化手段は、前記制御マップに入力される前記引数の個数をnとした場合、前記制御マップにおける前記引数に対応するマップ位置の近傍の格子点である前記引数の周囲の2個の格子点に設定された制御パラメータを更新することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the control map optimizing device according to any one of the first to sixth aspects of the present invention, when the number of arguments input to the control map is n, the optimization means The control parameters set in 2 n lattice points around the argument, which are lattice points in the vicinity of the map position corresponding to the argument, are updated.

第8の発明は、第1から第7のいずれかの発明の制御マップ最適化装置において、前記最適化手段は、前記更新処理を、前記制御パラメータの値を更新するごとに行う代わりに、制御動作中は前記制御パラメータの値を更新せずに前記制御パラメータの値の更新量を記憶しておき制御動作終了後に一括して前記制御パラメータの値を更新することを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the control map optimization device according to any one of the first to seventh aspects, the optimization unit performs a control instead of performing the update process every time the value of the control parameter is updated. During the operation, the control parameter value is not updated, the update amount of the control parameter value is stored, and the control parameter value is updated collectively after the control operation is completed.

第9の発明は、第1から第7のいずれかの発明の制御マップ最適化装置において、前記最適化手段は、前記更新処理を、前記繰り返しの初期においては、前記制御パラメータの値を更新するごとに行い、前記繰り返しの後期においては、制御動作中は前記制御パラメータの値を更新せずに前記制御パラメータの値の更新量を記憶しておき制御動作終了後に一括して前記制御パラメータの値を更新することを特徴とする。 According to a ninth invention, in the control map optimizing device according to any one of the first to seventh inventions, the optimization unit updates the value of the control parameter at the initial stage of the iteration. In the later stage of the repetition, the control parameter value is not updated during the control operation, and the update amount of the control parameter value is stored. It is characterized by updating.

第1の発明によれば、最適化手段で、制御パラメータの理想状態に関する情報と制御マップから実際に出力された制御パラメータとに基づいて単峰性関数である誤差関数を作成し、最急降下法により誤差関数に基づいて制御マップにおける引数に対応するマップ位置の近傍の格子点に設定された制御パラメータの値を順次更新し、この更新処理を繰り返すことで制御マップを最適化する。 According to the first invention, the optimization means creates an error function that is a unimodal function based on the information about the ideal state of the control parameter and the control parameter actually output from the control map, and the steepest descent method Thus, based on the error function, the control parameter values set at the lattice points near the map position corresponding to the argument in the control map are sequentially updated, and the control map is optimized by repeating this updating process.

このように、誤差関数を単峰性関数とし、それに対して最急降下法を適用することで、局所解に陥ることなく最適解を的確に算出することが可能となり、制御マップの最適化を的確に行うことが可能となるとともに、この手法であれば、いかなる制御対象の制御内容に対してもそれを的確に制御する制御マップを獲得することが可能となり、制御マップ最適化装置を、制御対象の特性に依拠せずに制御マップの最適化を行うことが可能な汎用的な装置とすることが可能となる。   In this way, by making the error function a unimodal function and applying the steepest descent method to it, it is possible to accurately calculate the optimal solution without falling into the local solution, and to optimize the control map accurately. With this method, it is possible to obtain a control map that accurately controls the control content of any control target, and the control map optimization device can be used as a control target. Therefore, it is possible to provide a general-purpose device capable of optimizing the control map without depending on the characteristics.

第2の発明によれば、前記第1の発明の効果に加え、誤差関数として用いる単峰性関数を二次関数とすることで、誤差関数を非常に簡単に構成することが可能となるとともに、誤差関数の演算を容易に行うことが可能となり、処理速度の向上を図ることが可能となる。   According to the second invention, in addition to the effect of the first invention, the unimodal function used as the error function is a quadratic function, so that the error function can be configured very easily. The error function can be easily calculated, and the processing speed can be improved.

第3の発明によれば、前記各発明の効果に加え、前記制御マップの格子点に設定された制御パラメータの値の更新を、制御パラメータの理想状態に関する情報に基づいて決定される数値と制御マップから出力された制御パラメータとの差に応じて行うことで、制御パラメータの更新量の演算が容易となるとともに、差の正負により制御パラメータの増減の方向性を最適化手段に確実に認識させることが可能となり、制御マップの最適化をより的確に行うことが可能となる。 According to the third invention, in addition to the effects of the respective inventions, the update of the value of the control parameter set at the lattice point of the control map is controlled based on the numerical value and control determined based on the information on the ideal state of the control parameter. By performing according to the difference from the control parameter output from the map, it becomes easy to calculate the update amount of the control parameter, and the optimization means reliably recognizes the direction of increase / decrease of the control parameter based on the difference Therefore, the control map can be optimized more accurately.

第4の発明によれば、第3の発明において、制御パラメータの値の更新を、制御パラメータの理想状態に関する情報に基づいて決定される数値と制御マップから出力された制御パラメータとの差に比例して行うことで、前記第3の発明の効果がより的確に発揮される。 According to the fourth invention, in the third invention, the update of the value of the control parameter is proportional to the difference between the numerical value determined based on the information regarding the ideal state of the control parameter and the control parameter output from the control map. By doing so, the effect of the third aspect of the invention is more accurately exhibited.

第5の発明によれば、前記各発明の効果に加え、制御パラメータの理想状態に関する情報を、制御マップから出力された制御パラメータに従って行われた制御の試行の結果に基づいて決定される数値とすることで、試行の結果が確実に制御パラメータの最適化にフィードバックされ、制御マップの最適化をより的確に行うことが可能となる。 According to the fifth invention, in addition to the effects of the respective inventions, the information related to the ideal state of the control parameter is a numerical value determined based on the result of the control trial performed according to the control parameter output from the control map; By doing so, the result of the trial is reliably fed back to the optimization of the control parameter, and the optimization of the control map can be performed more accurately.

第6の発明によれば、前記各発明の効果に加え、制御パラメータの理想状態に関する情報を制御マップの制御パラメータを増加または減少させるべきという指標とすることで、最適化手段に制御パラメータの増減を的確に指示するだけで制御パラメータが確実に増減されるため、前記情報に基づいて決定される数値を精緻に決定する必要がなくなり、制御マップの最適化をより容易に行うことが可能となり、制御マップ最適化装置の構成をより簡単にすることが可能となる。 According to the sixth invention, in addition to the effects of the respective inventions, the information regarding the ideal state of the control parameter is used as an index that the control parameter of the control map should be increased or decreased, so that the optimization means can increase or decrease the control parameter. Since the control parameter is surely increased / decreased by simply instructing correctly, it is not necessary to precisely determine the numerical value determined based on the information , and the control map can be optimized more easily. The configuration of the control map optimization device can be further simplified.

第7の発明によれば、前記各発明の効果に加え、制御マップに入力されるn次元の引数に対応するマップ位置の周囲の2個の格子点に設定された制御パラメータを更新するため、マップ位置周囲の格子点に設定されたパラメータを確実に更新できるとともに、1回の更新処理でマップ位置周囲の格子点に設定された制御パラメータのみを更新するため、更新処理にかかる時間を短縮し、装置全体の処理時間の短縮を図ることが可能となる。 According to the seventh invention, in addition to the effects of the above inventions, in order to update the control parameters set in 2 n grid points around the map position corresponding to the n-dimensional argument input to the control map The parameters set for the grid points around the map position can be updated reliably, and only the control parameters set for the grid points around the map position are updated in one update process, reducing the time required for the update process. As a result, the processing time of the entire apparatus can be shortened.

第8の発明によれば、制御マップ最適化手段における更新処理を、制御パラメータの値を更新するごとに逐次行うように構成することも可能であり、制御動作中は前記制御パラメータの値を更新せずに制御パラメータの値の更新量を記憶しておき制御動作終了後に一括して制御パラメータの値を更新するように構成することも可能である。 According to the eighth aspect of the present invention, the update process in the control map optimizing means can be configured to be performed sequentially every time the control parameter value is updated, and the control parameter value is updated during the control operation. It is also possible to store the update amount of the control parameter value without updating it and update the control parameter value collectively after the completion of the control operation.

前記各発明の効果に加え、制御パラメータの値を逐次更新する場合には最適化における最適解への収束性をより向上させることが可能となり、制御パラメータの値を一括して更新する場合には引数等にいわゆるノイズが含まれる場合にもそのノイズによる影響を受け難くなり制御マップ最適化装置における最適化の対ノイズ性を向上させることが可能となる。   In addition to the effects of the above inventions, it is possible to further improve the convergence to the optimal solution in the optimization when the control parameter values are updated sequentially, and when updating the control parameter values all at once. Even in the case where a so-called noise is included in an argument or the like, it is difficult to be influenced by the noise, and it is possible to improve the noise resistance of the optimization in the control map optimizing device.

第9の発明によれば、更新処理の繰り返しの初期段階においては制御パラメータの値を逐次更新し、繰り返しの後期段階においては一連の制御動作終了後に一括して更新するように構成することで、前記各発明の効果に加え、繰り返しの初期における逐次更新で最適化における最適解への収束性を高めつつ、繰り返しの後期における一括更新で最適化の対ノイズ性を向上させることが可能となる。   According to the ninth aspect of the invention, the control parameter value is sequentially updated in the initial stage of the update process repetition, and is configured to be updated collectively after the end of the series of control operations in the later stage of the repetition. In addition to the effects of the inventions described above, it is possible to improve the anti-noise property of optimization by batch updating at the later stage of iteration while improving convergence to the optimal solution in optimization by successive updating at the initial stage of iteration.

以下、本発明に係る制御マップ最適化装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。   Embodiments of a control map optimization apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る制御マップ最適化装置の構成を説明するブロック図である。制御マップ最適化装置1は、図示しないCPUやROM、RAM、入出力インターフェース等がバスに接続された汎用コンピュータで構成されている。制御マップ最適化装置1は、最適化が行われる制御マップMが記憶されるメモリ2と、制御マップMの最適化を行う最適化手段3とを備えている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of a control map optimization apparatus according to the first embodiment of the present invention. The control map optimizing device 1 is composed of a general-purpose computer in which a CPU, ROM, RAM, input / output interface and the like (not shown) are connected to a bus. The control map optimization apparatus 1 includes a memory 2 in which a control map M to be optimized is stored, and an optimization unit 3 that optimizes the control map M.

制御マップは、通常、制御対象S側の図示しない制御コンピュータのメモリ等に記憶されている。図1の制御マップ最適化装置1では、制御対象Sの制御マップと同一の制御マップMをメモリ2に記憶し、その制御マップMを最適化した後に制御対象Sの制御コンピュータのメモリ等に記憶されている制御マップに上書きして移行させる場合が想定されているが、制御対象Sの制御コンピュータのメモリ等に記憶されている制御マップ自体を最適化の対象としてもよい。   The control map is normally stored in a memory or the like of a control computer (not shown) on the controlled object S side. In the control map optimizing device 1 of FIG. 1, the same control map M as the control map of the control target S is stored in the memory 2, and after the control map M is optimized, it is stored in the memory or the like of the control computer of the control target S. However, the control map itself stored in the memory of the control computer of the control target S may be the optimization target.

制御マップには、単数または複数の引数が入力され、単数または複数の制御パラメータが出力される。本実施形態では、制御マップMが2個の引数x、yを入力して1個の制御パラメータPEを出力するいわゆる3次元の制御マップである場合について説明する。なお、引数の個数や出力される制御パラメータの個数、制御マップの次元数はこれに限定されない。 One or more arguments are input to the control map, and one or more control parameters are output. In the present embodiment, the case control map M is two arguments x, so-called three-dimensional control map for outputting an input to one of the control parameters P E and y. The number of arguments, the number of output control parameters, and the number of dimensions of the control map are not limited to this.

本実施形態では、上記のように引数が2個であるから、例えば引数xを縦軸にとり、引数yを横軸にとると、制御マップMは図2に示すように平面状に表される。また、制御マップM上の引数x、yがそれぞれ離散的な特定値xi、yjをとる位置にはそれぞれ1つの制御パラメータがそれぞれ設定されている。 In the present embodiment, since there are two arguments as described above, for example, when the argument x is taken on the vertical axis and the argument y is taken on the horizontal axis, the control map M is expressed in a plane as shown in FIG. . Further, one control parameter is set at each position where the arguments x and y on the control map M take discrete specific values x i and y j , respectively.

以下、制御マップM上のこれらの位置を格子点といい、格子点(xi,yj)のように表す。なお、図2および後述する図3では、引数x、yの特定値xi、yjがそれぞれ等間隔に設定され、格子点(xi,yj)が碁盤状に並ぶ場合が示されているが、引数の特定値の設定すなわち格子点の設定のしかたはこれに限定されない。 Hereinafter, these positions on the control map M are referred to as lattice points, and are represented as lattice points (x i , y j ). 2 and FIG. 3 to be described later, the specific values x i and y j of the arguments x and y are set at equal intervals, and the lattice points (x i , y j ) are arranged in a grid pattern. However, the setting of the specific value of the argument, that is, the setting of the grid point is not limited to this.

制御マップMを、各格子点(xi,yj)に設定された制御パラメータPi,jを含めて表現すると、図3に示すように3次元的に表すことができる。 If the control map M is expressed including the control parameters P i, j set at the respective lattice points (x i , y j ), it can be expressed three-dimensionally as shown in FIG.

制御マップMは、引数が入力されると、入力された引数x、yに対応する格子点(xE,yE)がマップ上に存在する場合には、対応する格子点(xE,yE)に設定された制御パラメータPEを出力する。 When an argument is input to the control map M, if a lattice point (x E , y E ) corresponding to the input argument x, y exists on the map, the corresponding lattice point (x E , y E ) The control parameter P E set in (1) is output.

また、制御マップMは、入力された引数xE、yEに対応する格子点がマップ上に存在しない場合には、図4に示すように引数x、yに対応するマップ位置(xE,yE)の周囲の4つの格子点(xA,yA)、(xB,yB)、(xC,yC)、(xD,yD)に設定された各制御パラメータPA、PB、PC、PDから線形補間により制御パラメータPEを算出して出力するようになっている。 Further, when there are no grid points corresponding to the input arguments x E and y E on the map, the control map M has map positions (x E , four lattice points surrounding the y E) (x a, y a), (x B, y B), (x C, y C), (x D, each control set to y D) parameters P a , P B , P C , and P D , the control parameter PE is calculated and output by linear interpolation.

なお、本実施形態では引数の個数が2であるため、入力された引数に対応する格子点がマップ上に存在しない場合には引数に対応するマップ位置の周囲の4つ(=2個)の格子点に設定された各制御パラメータから線形補間により制御パラメータPEを算出するが、引数の個数がnの場合には、引数に対応するマップ位置の周囲の2個の格子点に設定された各制御パラメータから線形補間により制御パラメータが算出される。 Since in this embodiment a number of arguments 2, when the grid points corresponding to the input argument does not exist on the map are four surrounding map position corresponding to the argument (= 2 2) The control parameter PE is calculated by linear interpolation from the control parameters set at the grid points. If the number of arguments is n, the control parameters P E are set to 2 n grid points around the map position corresponding to the arguments. A control parameter is calculated by linear interpolation from each control parameter.

最適化手段3には、図1に示すように、制御マップMから出力された制御パラメータPEとともに、制御パラメータが取るべき値に関する情報Qが入力されるようになっている。 As shown in FIG. 1, the optimization unit 3 is supplied with information Q relating to a value to be taken by the control parameter together with the control parameter PE output from the control map M.

最適化手段3は、出力された制御パラメータPEと情報Qが入力されると、それらに基づいて単峰性関数である誤差関数を作成し、最急降下法により前記誤差関数に基づいて前記制御マップMにおける引数x、yに対応するマップ位置(xE,yE)の近傍の格子点に設定される制御パラメータの値を更新する。そして、この更新処理を繰り返すことで制御マップMの各格子点の制御パラメータを最適化するようになっている。 When the output control parameter PE and information Q are input, the optimization unit 3 creates an error function that is a unimodal function based on the control parameter PE and the information Q, and performs the control based on the error function by a steepest descent method. The value of the control parameter set at the lattice point near the map position (x E , y E ) corresponding to the arguments x and y in the map M is updated. Then, by repeating this update process, the control parameters of each grid point of the control map M are optimized.

制御パラメータが取るべき値に関する情報Qは、種々の形態とすることが可能であるが、本実施形態では、引数が制御マップMに入力された際に制御マップMから出力される制御パラメータPEがとるべき理想値が情報Qとして入力されるようになっている。 The information Q regarding the value to be taken by the control parameter can take various forms, but in the present embodiment, the control parameter P E output from the control map M when an argument is input to the control map M. An ideal value to be taken is input as information Q.

また、本実施形態では、最適化手段3は、制御マップMの制御パラメータの更新処理を引数x、yが入力されるごとに行うようになっており、また、一連の制御動作が終了しても制御マップMが最適化されていなければ制御動作およびその間の制御パラメータの更新を繰り返して制御マップMを最適化するようになっている。なお、制御対象Sの実際の制御は必ずしも行われる必要はなく、制御マップ最適化装置1の内部でのシミュレーションだけで制御マップMの最適化を行うように構成することも可能である。   Further, in the present embodiment, the optimization unit 3 performs the update process of the control parameter of the control map M every time the arguments x and y are input, and the series of control operations is completed. However, if the control map M is not optimized, the control map M is optimized by repeating the control operation and the update of the control parameters in the meantime. The actual control of the controlled object S is not necessarily performed, and the control map M can be optimized only by simulation inside the control map optimizing apparatus 1.

以下、図5に示す更新処理のフローチャートに基づいて、具体的に最適化手段3における制御パラメータの更新処理について説明する。   Hereinafter, based on the flowchart of the update process shown in FIG. 5, the update process of the control parameter in the optimization means 3 is demonstrated concretely.

まず、制御マップ最適化装置1に引数x、yが入力されると、メモリ2中の制御マップMが参照され、前記の算出法に従って制御パラメータPEが算出されて制御マップMから出力されるようになっている(ステップS1)。本実施形態では、出力された制御パラメータPEは制御対象Sに入力され、制御パラメータPEに従って制御が行われる。 First, when arguments x and y are input to the control map optimization device 1, the control map M in the memory 2 is referred to, and the control parameter PE is calculated and output from the control map M according to the above calculation method. (Step S1). In the present embodiment, the output control parameter P E is input to the control object S, and control is performed according to the control parameter P E.

また、制御マップMから出力された制御パラメータPEは、同時に最適化手段3に送信される。最適化手段3では、制御マップMから送信されてきた制御パラメータPEと、前述した制御パラメータが取るべき値に関する情報Qすなわち本実施形態では制御マップMから出力されるべき制御パラメータPEの理想値Qに基づいて、制御マップMの各格子点に設定された制御パラメータの更新量を算出するようになっている(ステップS2)。 Moreover, the control parameter P E output from the control map M is transmitted to the optimization unit 3 at the same time. In the optimization means 3, the control parameter P E transmitted from the control map M and the information Q regarding the value to be taken by the control parameter, that is, the ideal of the control parameter P E to be output from the control map M in this embodiment. Based on the value Q, the update amount of the control parameter set at each grid point of the control map M is calculated (step S2).

最適化手段3は、制御マップMに入力される引数の個数をnとした場合に制御マップMにおける引数に対応するマップ位置の近傍の格子点である引数の周囲の2個の格子点に設定された制御パラメータを更新するようになっており、本実施形態では、引数の個数nが2であることから、図4に示したように、入力された引数x、yに対応するマップ位置(xE,yE)の周囲の4つの格子点(xA,yA)、(xB,yB)、(xC,yC)、(xD,yD)に設定された各制御パラメータPA、PB、PC、PDが更新されるようになっている。 Optimization means 3, the 2 n pieces of grid points surrounding a grid point near the map location corresponding to the argument in the control map M when the number of arguments to be input to the control map M is n arguments The set control parameter is updated. In this embodiment, since the number n of arguments is 2, as shown in FIG. 4, the map position corresponding to the input arguments x and y is shown. Each of the four grid points (x A , y A ), (x B , y B ), (x C , y C ), (x D , y D ) around (x E , y E ) The control parameters P A , P B , P C and P D are updated.

最適化手段3は、制御パラメータの更新量算出においては、まず、情報Qとしての制御パラメータPEの理想値Qと制御マップMから出力された制御パラメータPEとに基づいて単峰性関数である誤差関数Errorを作成する。本実施形態では、単峰性関数として二次関数を用い、誤差関数Errorを下記(1)式のように作成するようになっている。
Error=(Q−PE/2 …(1)
Optimization means 3, in the update amount calculation of the control parameters, first, a single-peak function on the basis of the output control parameters P E from the ideal value Q and the control map M of the control parameter P E as information Q Create an error function Error. In this embodiment, a quadratic function is used as a unimodal function, and an error function Error is created as shown in the following equation (1).
Error = (Q-P E) 2/2 ... (1)

ここで、誤差関数を単峰性関数とする理由は、誤差関数を多数の極大値や極小値をとる多峰性関数として最急降下法を適用すると必ずしも最適解ではない局所解に収束してしまう可能性が残るが、誤差関数を単峰性関数とすればこのような問題が生じないからである。   Here, the reason why the error function is a unimodal function is that when the steepest descent method is applied to the error function as a multimodal function having a number of local maxima and minima, it converges to a local solution that is not necessarily the optimal solution. Although the possibility remains, such a problem does not occur if the error function is a unimodal function.

続いて、最適化手段3は、前記(1)式で表される誤差関数に最急降下法を適用して、図6に示すように、各格子点(xA,yA)、(xB,yB)、(xC,yC)、(xD,yD)に設定された各制御パラメータPA、PB、PC、PDの更新量ΔPA、ΔPB、ΔPC、ΔPDを下記(2)〜(5)式に従って算出するようになっている。 Subsequently, the optimization means 3 applies the steepest descent method to the error function expressed by the above equation (1), and, as shown in FIG. 6, each grid point (x A , y A ), (x B , Y B ), (x C , y C ), (x D , y D ), the update amounts ΔP A , ΔP B , ΔP C of the control parameters P A , P B , P C , P D set in (X D , y D ), ΔP D is calculated according to the following equations (2) to (5).

Figure 0004795920
Figure 0004795920

前記(2)〜(5)式に示されるように、本実施形態では、最適化手段3は、前記情報Qを表す数値である制御パラメータPEの理想値Qと制御マップMから出力された制御パラメータPEとの差に応じて制御マップMの格子点(xA,yA)、(xB,yB)、(xC,yC)、(xD,yD)に設定された制御パラメータの値PA、PB、PC、PDが更新され、特に、更新量ΔPA、ΔPB、ΔPC、ΔPDが理想値Qと制御パラメータPEとの差に比例する量となるように更新される。 Wherein (2) - (5) as indicated in formula, in the present embodiment, the optimization means 3, output from the ideal value Q and the control map M of numerical and which control parameter P E representing the information Q The grid points (x A , y A ), (x B , y B ), (x C , y C ), (x D , y D ) of the control map M are set according to the difference from the control parameter P E. The control parameter values P A , P B , P C , and P D are updated. In particular, the update amounts ΔP A , ΔP B , ΔP C , and ΔP D are proportional to the difference between the ideal value Q and the control parameter P E. Updated to be a quantity.

最適化手段3は、続いて、算出した更新量ΔPA、ΔPB、ΔPC、ΔPDを用いて、メモリ2に記憶された制御マップMの各格子点(xA,yA)、(xB,yB)、(xC,yC)、(xD,yD)に設定された制御パラメータの値PA、PB、PC、PDを、それぞれPA+ΔPA、PB+ΔPB、PC+ΔPC、PD+ΔPDに更新し、それらの値を新たに制御パラメータの値PA、PB、PC、PDとして上書き保存して設定するようになっている。 Subsequently, the optimization unit 3 uses the calculated update amounts ΔP A , ΔP B , ΔP C , ΔP D to use the lattice points (x A , y A ), ( x B , y B ), (x C , y C ), and control parameter values P A , P B , P C , and P D set in (x D , y D ) are set to P A + ΔP A , P B + ΔP B , P C + ΔP C , P D + ΔP D are updated, and these values are newly overwritten and set as control parameter values P A , P B , P C , P D. .

続いて、本実施形態では、最適化手段3は、制御対象Sからの情報に基づき一連の制御動作が終了したか否かを判断し(図5のステップS4)、制御動作が終了していなければ(ステップS4:NO)、その制御動作中に前記制御マップMの制御パラメータの更新処理を繰り返す(ステップS1〜S3)。   Subsequently, in the present embodiment, the optimization unit 3 determines whether or not a series of control operations has been completed based on the information from the control target S (step S4 in FIG. 5), and the control operations must be completed. If so (step S4: NO), the control parameter updating process of the control map M is repeated during the control operation (steps S1 to S3).

また、最適化手段3は、一連の制御動作が終了したと判断すると(ステップS4:YES)、終了条件を満たすか否かを判断するようになっている(ステップS5)。   Further, when the optimization unit 3 determines that a series of control operations has been completed (step S4: YES), the optimization unit 3 determines whether or not an end condition is satisfied (step S5).

終了条件は、制御マップMに求められる各制御パラメータの精度や最適化に要する時間等の観点から適宜決定される。例えば、
1)制御マップMの各格子点(xi,yj)に設定された制御パラメータPi,jの更新量ΔPi,jの絶対値が予め設定された所定の閾値を超えることがなくなった
2)制御マップMに基づく制御対象Sの制御の結果と理想的な制御の結果との誤差が所定の範囲以内となった
3)制御マップMの制御パラメータPi,jの更新回数が予め設定された回数に達した
4)制御マップMの制御パラメータPi,jの更新に要した時間が予め設定された時間に達した
等の終了条件が設定され得る。
The termination condition is appropriately determined from the viewpoint of the accuracy of each control parameter required for the control map M, the time required for optimization, and the like. For example,
1) The absolute value of the update amount ΔP i, j of the control parameter P i, j set at each grid point (x i , y j ) of the control map M does not exceed a predetermined threshold value set in advance. 2) The error between the control result of the control object S based on the control map M and the ideal control result is within a predetermined range. 3) The number of updates of the control parameter P i, j of the control map M is set in advance. 4) An end condition can be set such that the time required for updating the control parameter P i, j of the control map M has reached a preset time.

最適化手段3は、終了条件が満たされていないと判断すると(ステップS5:NO)、新たな一連の制御動作を要求し、前記終了条件が満たされるまで制御マップMの制御パラメータの更新処理を繰り返す(ステップS1〜S4)。   When the optimization unit 3 determines that the end condition is not satisfied (step S5: NO), the optimization unit 3 requests a new series of control operations, and performs a process of updating the control parameter of the control map M until the end condition is satisfied. Repeat (Steps S1 to S4).

また、最適化手段3は、終了条件が満たされたと判断すると(ステップS5:YES)、制御パラメータPi,jの値が更新され最適化された制御マップMを出力し、制御対象Sの制御コンピュータのメモリ等に記憶されている制御マップに上書きして移行させるようになっている。 When the optimization unit 3 determines that the termination condition is satisfied (step S5: YES), the optimization unit 3 outputs a control map M in which the value of the control parameter P i, j is updated and optimized, and controls the control target S. The control map stored in the memory or the like of the computer is overwritten and transferred.

本実施形態に係る制御マップ最適化装置1の作用については、前記構成で述べたとおりであり、説明を省略する。   The operation of the control map optimizing apparatus 1 according to the present embodiment is as described in the above configuration, and a description thereof is omitted.

以上のように、本実施形態に係る制御マップ最適化装置1によれば、最適化手段3で、制御パラメータが取るべき値に関する情報Q(本実施形態においては制御パラメータPEがとるべき理想値Q)と、制御マップMから実際に出力された制御パラメータPEとに基づいて単峰性関数である誤差関数Errorを作成し、最急降下法により誤差関数Errorに基づいて制御マップMにおける引数x、yに対応するマップ位置(xE,yE)の近傍の格子点(xA,yA)、(xB,yB)、(xC,yC)、(xD,yD)に設定された制御パラメータの値PA、PB、PC、PDを順次更新し、この更新処理を繰り返すことで制御マップMを最適化する。 As described above, according to the control map optimization apparatus 1 according to the present embodiment, optimization means 3, the information Q (the embodiment for the value to be taken by the control parameter control parameter P E is the ideal value should take and Q), to create an error function error unimodal function based on the control parameter P E that is actually output from the control map M, the argument x in the control map M based on the error function error by the steepest descent method , map location corresponding to y (x E, y E) grid point near the (x a, y a), (x B, y B), (x C, y C), (x D, y D) The control map values P A , P B , P C , and P D set in the above are sequentially updated, and the control map M is optimized by repeating this update process.

このように、誤差関数を単峰性関数とし、それに対して最急降下法を適用することで、局所解に陥ることなく最適解を的確に算出することが可能となり、制御マップMの最適化を的確に行うことが可能となるとともに、この手法であれば、いかなる制御対象Sの制御内容に対してもそれを的確に制御する制御マップMを獲得することが可能となり、制御マップ最適化装置1を、制御対象Sの特性に依拠せずに制御マップMの最適化を行うことが可能な汎用的な装置とすることが可能となる。   In this way, by making the error function a unimodal function and applying the steepest descent method to it, it becomes possible to accurately calculate an optimal solution without falling into a local solution, and to optimize the control map M With this method, it is possible to obtain the control map M that accurately controls the control content of any control object S, and the control map optimization device 1 Can be a general-purpose device capable of optimizing the control map M without depending on the characteristics of the controlled object S.

なお、本実施形態では、制御パラメータが取るべき値に関する情報Qを、引数が制御マップMに入力された際に制御マップMから出力される制御パラメータPEがとるべき理想値Qとする場合について説明したが、これに限定されない。前記情報Qは、例えば、制御マップMにおける引数に対応するマップ位置の近傍の格子点に設定された制御パラメータを増加させるべき、或いは減少させるべきという指標であってもよい。 In the present embodiment, the information Q about the values should take control parameter for the case of the ideal value Q to be taken by the control parameter P E argument is output from the control map M in input to the control map M Although described, it is not limited to this. The information Q may be, for example, an indicator that the control parameter set at the grid point near the map position corresponding to the argument in the control map M should be increased or decreased.

具体的には、引数x、yが制御マップMに入力され制御パラメータPEが出力された場合、最適化手段3に対して、前記情報Qとして、例えば制御パラメータPEをより増減させるべきと判断される場合には指標「+」または「−」が入力されるように構成し、最適化手段3では、前記指標に基づいて例えば所定値を制御パラメータPEに加算または減算して前記(1)〜(5)式における理想値Qとするように構成することが可能である。指標「+」、「−」に応じて制御パラメータPEを所定倍するように構成してもよい。 Specifically, when the arguments x and y are input to the control map M and the control parameter P E is output, the control unit P E should be increased or decreased as the information Q with respect to the optimization unit 3. indicators "+" or when it is determined "-" configured to is input, the optimization means 3, adding or subtracting to a predetermined value, for example, based on the index to the control parameter P E wherein ( It can be configured to have the ideal value Q in the equations (1) to (5). Index "+", "-" may be configured such that predetermined multiple of the control parameter P E according to.

このように構成しても、制御マップMの制御パラメータPi,jを適切に最適化することが可能であり、本実施形態に係る制御マップ最適化装置1と同様の効果を得ることができる。 Even with this configuration, it is possible to appropriately optimize the control parameter P i, j of the control map M, and the same effect as the control map optimization apparatus 1 according to the present embodiment can be obtained. .

また、本実施形態では、最適化手段3において、制御マップMの制御パラメータPi,jの更新処理を引数x、yが入力されるごとに逐次行う場合について説明したが、この他にも、例えば一連の制御動作中は制御パラメータの値Pi,jを更新せずに制御パラメータの値の更新量ΔPi,jを蓄積しておき、制御動作終了後に一括して制御パラメータの値Pi,jを更新するように構成することも可能である。 Further, in the present embodiment, the case where the optimization unit 3 sequentially performs the update process of the control parameter P i, j of the control map M every time the arguments x and y are input has been described. For example, during a series of control operations, the control parameter value update amount ΔP i, j is accumulated without updating the control parameter value P i, j , and the control parameter value P i is collectively obtained after the control operation is completed. , j can be configured to be updated.

この場合、更新処理のフローは図7に示すフローチャートに従って行われる。具体的には、前記実施形態と同様に、引数x、yの入力に応じて制御マップMから制御パラメータPEが出力され(ステップS6)、制御マップMの各格子点(xA,yA)、(xB,yB)、(xC,yC)、(xD,yD)に設定された制御パラメータPA、PB、PC、PDの更新量ΔPA、ΔPB、ΔPC、ΔPDが前記(1)〜(5)式に従って算出される(ステップS7)。その際、一連の制御動作が終了するまで制御パラメータの更新は行われず(ステップS8:NO)、更新量が繰り返し算出され、その都度メモリ2に記憶されて蓄積される(ステップS7)。 In this case, the flow of the update process is performed according to the flowchart shown in FIG. Specifically, as in the above embodiment, the control parameter P E is output from the control map M in response to the input of the arguments x and y (step S6), and each grid point (x A , y A of the control map M is output. ), (x B, y B ), (x C, y C), (x D, the control parameter is set to y D) P a, P B , P C, P D of the update amount ΔP a, ΔP B , ΔP C , ΔP D are calculated according to the equations (1) to (5) (step S7). At this time, the control parameter is not updated until a series of control operations is completed (step S8: NO), and the update amount is repeatedly calculated and stored and stored in the memory 2 each time (step S7).

最適化手段3は、制御対象Sからの情報に基づき一連の制御動作が終了したと判断すると(ステップS8:YES)、制御マップMの各制御パラメータPi,jにつきメモリ2に蓄積されたその制御パラメータPi,jの全更新量ΔPi,jを加算して更新処理の回数で除することで更新量ΔPi,jを平均化し(ステップS9)、元の制御パラメータの値Pi,jに更新量ΔPi,jの平均値を加算して制御パラメータPi,jを一括して更新する(ステップS10)。そして、最適化手段3は、終了条件が満たされるまで新たな一連の制御動作を要求し(ステップS11:NO)、前記終了条件が満たされるまで制御マップMの制御パラメータの更新処理を繰り返す(ステップS6〜S10)。 When the optimization means 3 determines that a series of control operations has been completed based on the information from the control object S (step S8: YES), the optimization means 3 stored in the memory 2 for each control parameter P i, j of the control map M The total update amount ΔP i, j of the control parameter P i, j is added and divided by the number of update processes to average the update amount ΔP i, j (step S9), and the original control parameter value P i, j The control parameter P i, j is updated at once by adding the average value of the update amounts ΔP i, j to j (step S10). Then, the optimization unit 3 requests a new series of control operations until the end condition is satisfied (step S11: NO), and repeats the update process of the control parameter of the control map M until the end condition is satisfied (step S11). S6-S10).

また、最適化手段3は、終了条件が満たされたと判断すると(ステップS11:YES)、制御パラメータPi,jの値が更新され最適化された制御マップMを出力し、制御対象Sの制御コンピュータのメモリ等に記憶されている制御マップに上書きして移行させる。 If the optimization unit 3 determines that the termination condition is satisfied (step S11: YES), the optimization unit 3 outputs a control map M in which the value of the control parameter P i, j is updated and optimized, and controls the control target S. The control map stored in the computer memory or the like is overwritten and migrated.

このように構成しても、制御マップMの制御パラメータPi,jを適切に最適化することが可能であり、本実施形態に係る制御マップ最適化装置1と同様の効果を得ることができる。また、更新量を平均化することで、引数等にいわゆるノイズが含まれる場合にもそのノイズによる影響を受け難くなり、制御マップ最適化装置における最適化の対ノイズ性を向上させることが可能となる。 Even with this configuration, it is possible to appropriately optimize the control parameter P i, j of the control map M, and the same effect as the control map optimization apparatus 1 according to the present embodiment can be obtained. . In addition, by averaging the update amount, even if so-called noise is included in the argument etc., it becomes difficult to be affected by the noise, and it is possible to improve the noise resistance of the optimization in the control map optimization device Become.

さらに、前記更新処理の繰り返しの初期段階においては、制御パラメータの値を逐次更新し、繰り返しの後期段階においては、一連の制御動作終了後に一括して更新するように構成することも可能である。この場合、繰り返しの初期における逐次更新で最適化における最適解への収束性を高めつつ、繰り返しの後期における一括更新で最適化の対ノイズ性を向上させることが可能となる。   Furthermore, it is possible to sequentially update the control parameter values in the initial stage of the update process, and to update the values in a batch after the end of a series of control operations in the latter stage of the repetition. In this case, it is possible to improve the anti-noise property of the optimization by batch updating at the later stage of the iteration while improving the convergence to the optimal solution in the optimization by the successive updating at the initial stage of the iteration.

[第2の実施の形態]
本発明に係る第2の実施形態では、前記第1の実施形態の制御マップ最適化装置を用いて、制御対象Sを自動車等の車両Sとし、目標加速度と現在の速度とを引数としてブレーキ・アクセルの操作量に関する制御パラメータを出力する制御マップの最適化を行う制御マップ最適化装置について説明する。試行は、例えばドラム式テスターに実車両を載置して行われる。
[Second Embodiment]
In the second embodiment according to the present invention, using the control map optimization device of the first embodiment, the control object S is a vehicle S such as an automobile, and the target acceleration and the current speed are used as arguments. A control map optimizing device that optimizes a control map that outputs a control parameter related to an accelerator operation amount will be described. The trial is performed by placing an actual vehicle on a drum type tester, for example.

なお、本実施形態に係る制御マップ最適化装置の各部材や手段のうち、前記第1の実施形態に係る制御マップ最適化装置1の部材や手段と同一の機能を有する部材や手段については同一の符号を付して説明する。   Of the members and means of the control map optimizing apparatus according to the present embodiment, the members and means having the same functions as those of the control map optimizing apparatus 1 according to the first embodiment are the same. This will be described with reference numerals.

本実施形態に係る制御マップ最適化装置10は、図8に示すように、第1の実施形態と同様に、制御マップMが記憶されるメモリ2と、制御マップMの最適化を行う最適化手段3とを備えるほか、目標加速度算出手段11、推定速度算出手段12、理想出力算出手段13を備えている。また、制御対象Sである車両Sは車速センサSvを備えている。   As shown in FIG. 8, the control map optimizing apparatus 10 according to the present embodiment, as in the first embodiment, optimizes the memory 2 in which the control map M is stored and the control map M. In addition to the means 3, a target acceleration calculating means 11, an estimated speed calculating means 12, and an ideal output calculating means 13 are provided. In addition, the vehicle S that is the control target S includes a vehicle speed sensor Sv.

制御マップ最適化装置10には、目標速度Vgが入力されるようになっている。目標速度Vgは、制御マップMの最適化のために人為的に作成されるものである。なお、制御マップ最適化装置10により最適化された制御マップMが制御対象Sである車両Sに移行されて実装された後は、目標速度Vgはアクセルペダルの開度情報やブレーキペダルのON/OFF情報等に基づいて車両SのECU(Electric Control Unit)で作成され、ECU内に形成された目標加速度算出手段11を介して目標加速度agに変換されて制御マップMに入力されるようになるものである。   The target speed Vg is input to the control map optimization device 10. The target speed Vg is artificially created for optimizing the control map M. After the control map M optimized by the control map optimizing device 10 is transferred to and mounted on the vehicle S that is the control target S, the target speed Vg is determined by the accelerator pedal opening information and the brake pedal ON / OFF. An ECU (Electric Control Unit) of the vehicle S is created based on the OFF information and the like, converted into a target acceleration ag through a target acceleration calculation means 11 formed in the ECU, and input to the control map M. Is.

また、制御マップ最適化装置10には、車両Sに実装されている車速センサSvから車両Sの車速Vが入力されるようになっている。   In addition, the vehicle speed V of the vehicle S is input to the control map optimizing device 10 from a vehicle speed sensor Sv mounted on the vehicle S.

目標加速度算出手段11には、目標速度Vgと車速Vとが入力されるようになっており、目標加速度算出手段11は、目標速度Vgと車速Vとから車両Sがとるべき目標加速度agを算出して出力するようになっている。   A target speed Vg and a vehicle speed V are input to the target acceleration calculation means 11, and the target acceleration calculation means 11 calculates a target acceleration ag that the vehicle S should take from the target speed Vg and the vehicle speed V. And output it.

制御マップMは、引数x、yとしてこの目標加速度agと車速センサSvから送信されてくる車速Vとをとるようになっており、引数ag、Vが入力されると、車両Sの図示しないアクセルペダルの開度調整およびブレーキペダルのON/OFF制御を自動的に行うためのブレーキ・アクセル制御パラメータPEを出力するようになっている。 The control map M takes the target acceleration ag and the vehicle speed V transmitted from the vehicle speed sensor Sv as arguments x and y. When the arguments ag and V are input, an accelerator (not shown) of the vehicle S is displayed. and it outputs a brake accelerator control parameter P E for performing opening control and oN / OFF control of the brake pedal of the pedal automatically.

ブレーキ・アクセル制御パラメータPEは、制御対象Sである車両Sと最適化手段3に入力されるようになっている。 The brake / accelerator control parameter PE is input to the vehicle S that is the control target S and the optimization means 3.

また、車速センサSvから送信されてくる車両Sの車速Vは、推定速度算出手段12に入力されるようになっている。推定速度算出手段12は、現在から一定期間前までに車速センサSvから送信されてきた車速Vのデータを時系列的に記憶しており、それらのデータの推移から次の処理タイミング等の現在から一定期間後における車両Sの車速Vを推定し、その推定値である推定速度Vestを算出して理想出力算出手段13に送信するようになっている。   In addition, the vehicle speed V of the vehicle S transmitted from the vehicle speed sensor Sv is input to the estimated speed calculation means 12. The estimated speed calculation means 12 stores the vehicle speed V data transmitted from the vehicle speed sensor Sv in a time series from the present to a certain period before, and from the transition of these data to the next processing timing and the like from the present. The vehicle speed V of the vehicle S after a certain period is estimated, an estimated speed Vest, which is an estimated value, is calculated and transmitted to the ideal output calculating means 13.

理想出力算出手段13には、この推定速度Vestと前述した目標速度Vgとが入力されるようになっており、理想出力算出手段13は、目標速度Vgと推定速度Vestとの差分から第1の実施形態で述べた制御パラメータが取るべき値に関する情報Qを決定するようになっている。   The ideal output calculation means 13 receives the estimated speed Vest and the target speed Vg described above. The ideal output calculation means 13 determines the first output based on the difference between the target speed Vg and the estimated speed Vest. Information Q regarding the value to be taken by the control parameter described in the embodiment is determined.

本実施形態では、理想出力算出手段13は、目標速度Vgと推定速度Vestとの差分を定数倍した数値を情報Qaとして出力するようになっている。すなわち、目標速度Vgが推定速度Vestより大きければ差分は正の値となり情報Qaも正の値となる。また、目標速度Vgが推定速度Vestよりも小さければ差分は負の値となり情報Qaも負の値となる。   In the present embodiment, the ideal output calculation means 13 outputs a numerical value obtained by multiplying the difference between the target speed Vg and the estimated speed Vest by a constant as information Qa. That is, if the target speed Vg is greater than the estimated speed Vest, the difference is a positive value and the information Qa is also a positive value. If the target speed Vg is smaller than the estimated speed Vest, the difference is a negative value and the information Qa is also a negative value.

そして、最適化手段3では、この情報Qaと前述したブレーキ・アクセル制御パラメータPEとを加算した値が第1の実施形態で述べた制御パラメータが取るべき値に関する情報Qとされるようになっている。最適化手段3の構成や作用は第1の実施形態と同様であり説明を省略するが、このように情報Qは
Q=PE+Qa …(6)
であるから、前記(2)〜(5)式の右辺の(Q−PE)にそのままQaが代入されて演算が行われるようになっている。
Then, the optimization unit 3, so that a value obtained by adding the this information Qa and brake acceleration control parameter P E described above is the information Q relating to the value to control parameter takes described in the first embodiment ing. Although the configuration and operation of the optimization means 3 are the same as those in the first embodiment and the description thereof is omitted, the information Q is thus Q = P E + Qa (6)
Therefore, Qa is directly substituted for (Q−P E ) on the right side of the expressions (2) to (5), and the calculation is performed.

以上のように、本実施形態に係る制御マップ最適化装置10によっても、前記第1の実施形態に係る制御マップ最適化装置1とまったく同様の効果を得ることができる。すなわち、誤差関数を単峰性関数とし、それに対して最急降下法を適用することで、局所解に陥ることなく最適解を的確に算出することが可能となり、制御マップMの最適化を的確に行うことが可能となるとともに、この手法であれば、いかなる制御対象Sの制御内容に対してもそれを的確に制御する制御マップMを獲得することが可能となり、制御マップ最適化装置10を、制御対象Sの特性に依拠せずに制御マップMの最適化を行うことが可能な汎用的な装置とすることが可能となる。   As described above, the control map optimizing apparatus 10 according to the present embodiment can achieve the same effects as those of the control map optimizing apparatus 1 according to the first embodiment. That is, by making the error function a unimodal function and applying the steepest descent method thereto, it is possible to accurately calculate an optimal solution without falling into a local solution, and to optimize the control map M accurately. With this method, it is possible to acquire a control map M that accurately controls the control content of any control target S, and the control map optimization apparatus 10 A general-purpose device capable of optimizing the control map M without depending on the characteristics of the controlled object S can be obtained.

ここで、本実施形態に係る制御マップ最適化装置10を用い、例えば図9に示すような時間に応じて変化する目標速度Vgを入力して制御マップMの最適化を行った結果、図10のグラフに実線で示すように、車両Sの車速Vを目標速度Vgにほぼ一致するように制御することが可能となった。   Here, as a result of optimizing the control map M by using the control map optimizing apparatus 10 according to the present embodiment and inputting a target speed Vg that varies with time as shown in FIG. 9, for example, FIG. As indicated by the solid line in the graph, the vehicle speed V of the vehicle S can be controlled so as to substantially match the target speed Vg.

この場合、制御マップMの最適化は前述した一括方式(図7参照)で行った。すなわち、図9に示した20秒間の試行の間に蓄積された制御パラメータPi,jの更新量ΔPi,jを用いて試行が終わるごとに一括して制御パラメータPi,jを更新する方法で例えば試行を所定回数繰り返して行って最適化を行った。 In this case, the optimization of the control map M was performed by the above-described batch method (see FIG. 7). That is, attempts collectively every time the end to update the control parameter P i, j using the stored control parameters P i, j of the update amount [Delta] P i, j during the 20 seconds of trial shown in FIG. 9 For example, optimization was performed by repeating trials a predetermined number of times.

図10に破線で示す結果は、制御マップ最適化装置10による最適化と同じ時間、すなわち20秒の所定回数倍の時間をかけて手動で制御マップMの調整を行った場合の結果である。このように手動で調整した場合、達成される車速Vは目標速度Vgに近い形にはなるが、全体的に加速や減速のタイミングが時間的に前寄りにずれている。それに比べて本実施形態に係る制御マップ最適化装置10による最適化では、同じ時間でより良好な結果が得られていることが分かる。   The result shown by the broken line in FIG. 10 is the result when the control map M is manually adjusted over the same time as the optimization by the control map optimizing device 10, that is, a predetermined number of times times 20 seconds. When the vehicle speed V is adjusted manually in this way, the achieved vehicle speed V is close to the target speed Vg, but the timing of acceleration and deceleration is deviated forward in time as a whole. On the other hand, it can be seen that the optimization by the control map optimizing device 10 according to the present embodiment provides better results at the same time.

また、図11は、この制御マップ最適化装置10による最適化において、20秒の試行の間に前記(1)式に従って算出された誤差関数Errorの和を各試行ごとに時系列的にプロットしたものである。このように、本実施形態に係る制御マップ最適化装置10によれば、試行回数を重ねるごとに誤差関数Errorの和が急速に減少し、最適解に向けて急速に収束することが分かる。   FIG. 11 is a time-series plot of the sum of the error function Error calculated according to the equation (1) during the 20-second trial in the optimization by the control map optimizing device 10 for each trial. Is. As described above, according to the control map optimizing apparatus 10 according to the present embodiment, it can be seen that the sum of the error functions Error rapidly decreases and converges rapidly toward the optimal solution as the number of trials is repeated.

なお、本実施形態では、制御パラメータが取るべき値に関する情報Qを、試行の結果である車速Vに基づいて、数値として決定する場合について説明したが、第1の実施形態と同様にこれに限定されない。例えば、制御マップMにおける引数に対応するマップ位置の近傍の格子点に設定された制御パラメータを増加させるべき、或いは減少させるべきという指標を試行の結果に基づいて決定し、この指標を前記情報Qとしてもよい。   In the present embodiment, the case has been described in which the information Q related to the value to be taken by the control parameter is determined as a numerical value based on the vehicle speed V as the result of the trial. Not. For example, an index that the control parameter set at the lattice point in the vicinity of the map position corresponding to the argument in the control map M should be increased or decreased is determined based on the result of the trial, and this index is determined based on the information Q. It is good.

第1の実施形態に係る制御マップ最適化装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control map optimization apparatus which concerns on 1st Embodiment. 2次元的に表された制御マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control map expressed two-dimensionally. 3次元的に表された図2の制御マップを示す図である。It is a figure which shows the control map of FIG. 2 expressed three-dimensionally. 引数に対応するマップ位置の周囲の格子点に設定された制御パラメータによる線形補間を説明する図である。It is a figure explaining the linear interpolation by the control parameter set to the grid point around the map position corresponding to an argument. 最適化手段における制御パラメータの更新処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the update process of the control parameter in an optimization means. 格子点に設定された制御パラメータの更新量を説明する図である。It is a figure explaining the update amount of the control parameter set to the lattice point. 最適化手段において一括して制御パラメータを更新する場合の更新処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the update process in the case of updating a control parameter collectively in the optimization means. 第2の実施形態に係る制御マップ最適化装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control map optimization apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 図8の制御マップ最適化装置に入力される目標速度の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the target speed input into the control map optimization apparatus of FIG. 図9の目標速度に基づいて最適化された制御マップによる制御の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of control by the control map optimized based on the target speed of FIG. 図10の最適化の際の誤差関数の和を試行ごとにプロットしたグラフである。It is the graph which plotted the sum of the error function in the case of optimization of Drawing 10 for every trial.

符号の説明Explanation of symbols

1、10 制御マップ最適化装置
3 最適化手段
Error 誤差関数
M 制御マップ
n 引数の個数
E 出力される制御パラメータ
i,j 制御パラメータ
ΔPi,j 更新量
Q 制御パラメータが取るべき値に関する情報(理想値)
x、y 引数
(xi,yj) 格子点
(xE,yE) マップ位置
1, 10 Control map optimization device 3 Optimization means
Error Error function M Control map n Number of arguments P E Output control parameter P i, j Control parameter ΔP i, j Update amount Q Information on the value that the control parameter should take (ideal value)
x, y Argument (x i , y j ) Grid point (x E , y E ) Map position

Claims (9)

入力された引数に対して、対応する格子点に設定された制御パラメータ、または前記引数に対応する格子点がない場合には前記引数に対応するマップ位置の近傍の格子点に設定された制御パラメータから補間により算出した制御パラメータを出力する制御マップと、
制御パラメータが取るべき値に関する情報と前記制御マップから出力された制御パラメータとに基づいて前記制御マップの格子点に設定される制御パラメータの値の最適化を行う最適化手段とを備え、
前記情報は、前記最適化手段に入力されるか又は前記最適化手段により計算される制御パラメータの理想状態に関する情報であり、
前記最適化手段は、前記情報と前記出力された制御パラメータとに基づいて単峰性関数である誤差関数を作成し、最急降下法により前記誤差関数に基づいて前記制御マップにおける前記引数に対応するマップ位置の近傍の格子点に設定された制御パラメータの値を更新し、この更新処理を繰り返すことを特徴とする制御マップ最適化装置。
For the input argument, the control parameter set at the corresponding grid point, or the control parameter set at the grid point near the map position corresponding to the argument when there is no grid point corresponding to the argument A control map for outputting control parameters calculated by interpolation from
An optimization means for optimizing the value of the control parameter set at the grid point of the control map based on the information about the value to be taken by the control parameter and the control parameter output from the control map;
The information is information on an ideal state of a control parameter input to the optimization unit or calculated by the optimization unit,
The optimization unit creates an error function that is a unimodal function based on the information and the output control parameter, and corresponds to the argument in the control map based on the error function by a steepest descent method. An apparatus for optimizing a control map, comprising updating control parameter values set at lattice points in the vicinity of a map position and repeating the updating process.
前記単峰性関数である誤差関数は、前記情報に基づいて決定される数値と前記制御マップから出力された制御パラメータとの二次関数であることを特徴とする請求項1に記載の制御マップ最適化装置。   The control map according to claim 1, wherein the error function that is a unimodal function is a quadratic function of a numerical value determined based on the information and a control parameter output from the control map. Optimization device. 前記最適化手段は、前記情報に基づいて決定される数値と前記制御マップから出力された制御パラメータとの差に応じて前記制御マップの格子点に設定された制御パラメータの値を更新することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の制御マップ最適化装置。 The optimization means updates the value of the control parameter set at the grid point of the control map according to the difference between the numerical value determined based on the information and the control parameter output from the control map. The control map optimizing device according to claim 1 or 2, characterized in that 前記最適化手段は、前記制御マップの格子点に設定された制御パラメータの更新量が前記情報に基づいて決定される数値と前記制御マップから出力された制御パラメータとの差に比例する量となるように前記制御マップの格子点に設定された制御パラメータの値を更新することを特徴とする請求項3に記載の制御マップ最適化装置。 In the optimization means, the update amount of the control parameter set at the grid point of the control map is an amount proportional to the difference between the numerical value determined based on the information and the control parameter output from the control map. The control map optimization apparatus according to claim 3, wherein the control parameter values set at the grid points of the control map are updated as described above. 前記情報は、前記制御マップから出力された制御パラメータに従って行われた制御の試行の結果に基づいて決定される数値であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の制御マップ最適化装置。 The said information is a numerical value determined based on the result of the trial of the control performed according to the control parameter output from the said control map, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Control map optimization device. 前記情報は、前記制御マップにおける前記引数に対応するマップ位置の近傍の格子点に設定された制御パラメータを増加させるべきという指標または減少させるべきという指標であり、
前記最適化手段は、前記指標に基づいて所定の数値を決定して前記誤差関数を作成することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の制御マップ最適化装置。
The information is an index to increase or decrease a control parameter set in a grid point near the map position corresponding to the argument in the control map,
The control map optimizing device according to any one of claims 1 to 4, wherein the optimization unit determines a predetermined numerical value based on the index and creates the error function.
前記最適化手段は、前記制御マップに入力される前記引数の個数をnとした場合、前記制御マップにおける前記引数に対応するマップ位置の近傍の格子点である前記引数の周囲の2n個の格子点に設定された制御パラメータを更新することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の制御マップ最適化装置。 When the number of the arguments input to the control map is n, the optimization means has 2 n pieces around the argument that are lattice points in the vicinity of the map position corresponding to the argument in the control map. The control map optimization apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the control parameter set to the lattice point is updated. 前記最適化手段は、前記更新処理を、前記制御パラメータの値を更新するごとに行う代わりに、制御動作中は前記制御パラメータの値を更新せずに前記制御パラメータの値の更新量を記憶しておき制御動作終了後に一括して前記制御パラメータの値を更新することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の制御マップ最適化装置。 The optimization means stores the update amount of the control parameter value without updating the control parameter value during the control operation, instead of performing the update process every time the control parameter value is updated. control map optimization apparatus according to any one of claims 1 to 7, characterized in that updating the value of said control parameter collectively leave after control operation ends. 前記最適化手段は、前記更新処理を、前記繰り返しの初期においては、前記制御パラメータの値を更新するごとに行い、前記繰り返しの後期においては、制御動作中は前記制御パラメータの値を更新せずに前記制御パラメータの値の更新量を記憶しておき制御動作終了後に一括して前記制御パラメータの値を更新することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の制御マップ最適化装置。 The optimization means performs the update process every time the control parameter value is updated in the initial stage of the iteration, and does not update the control parameter value during the control operation in the later stage of the iteration. 8. The control according to claim 1, wherein an update amount of the value of the control parameter is stored in the control parameter, and the value of the control parameter is updated in a lump after completion of the control operation. Map optimization device.
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