JP6693182B2 - データ取得指示生成プログラム、データ取得指示生成方法およびデータ取得指示生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、データ取得指示生成プログラム、データ取得指示生成方法およびデータ取得指示生成装置に関する。

従来から、制御設計が行われる。この制御設計では、制御設計の対象とされた対象機器の制御に用いる制御パラメータの設定値を変え、対象機器の状態が定常状態となるまで待って対象機器の状態を測定する。そして、制御設計では、測定した測定データを基に、対象機器のモデルを生成する。

しかし、測定条件ごとに、対象機器の状態が定常状態となるまで待って測定を行う場合、測定データの収集に時間がかかる。そこで、準定常計測を行う技術が提案されている。準定常計測では、制御パラメータの設定値を定常とみなせる速度で変化させ、取得できる時系列データを定常状態のデータとして使用する。

特開２００８−０７７３７６号公報 特開２０１４−００２５１９号公報

準定常計測は、制御パラメータが１つである場合に用いられる。しかし、対象機器は、デバイス等の増加に伴い、制御に複数の制御パラメータを用いる場合がある。このため、複数の制御パラメータを用いる場合、準定常計測による対象機器のモデルの生成は困難である。そこで、例えば、ヒルベルト曲線を用いて、対象機器の制御に複数の制御パラメータのうち何れか１つの制御パラメータのみを１つ前の測定点から変化させる変化を順次行って準定常計測を行うことが考えられる。

ところで、対象機器のモデルを生成する場合、特定の状態については、詳細に測定を行いたい場合がある。例えば、変化の激しい領域については計測データを細かく、変化の緩い領域については計測データを粗く取得して、モデルを生成することが考えられる。また、例えば、モデルの精度を高くしたい特定の領域については計測データを細かく、それ以外の領域については計測データを粗く取得して、モデルを生成することが考えられる。

しかしながら、ヒルベルト曲線は、均一に空間を充填するため、所要密度に対応させて準定常計測による動作指示を生成できず、所要密度で準定常計測の計測データが得られない。

一つの側面では、所要密度に対応させて準定常計測による動作指示を生成できるデータ取得指示生成プログラム、データ取得指示生成方法およびデータ取得指示生成装置を提供することを目的とする。

第１の案では、データ取得指示生成プログラムは、複数の制御パラメータを有する計測対象の機器の計測において、複数の制御パラメータの組み合わせにより特定される領域における、計測データの所要密度に関する所要密度情報を取得する処理をコンピュータに実行させる。データ取得指示生成プログラムは、所要密度情報に基づき、複数の制御パラメータそれぞれに関する複数の変化曲線を生成する処理をコンピュータに実行させる。データ取得指示生成プログラムは、計測対象の機器に対する複数の測定点における計測を、各制御パラメータの変化が複数の変化曲線に応じた変化となり、かつ、新たな計測が前回の計測より複数の制御パラメータのうち１つのみが変化する順序で行なうデータ取得指示を生成する処理をコンピュータに実行させる。

本発明の一の実施態様によれば、所要密度に対応させて準定常計測による動作指示を生成できる。

図１は、システム構成の一例を説明する説明図である。 図２は、データ取得指示生成装置の機能的な構成の一例を示す図である。 図３は、モデルによる予測結果の一例を示す図である。 図４は、所要密度情報の一例を模式的に示した図である。 図５は、正規化空間の一例を示す図である。 図６は、３次元のヒルベルト曲線の一例を示す図である。 図７は、１位から３位の２次元のヒルベルト曲線の一例を示す図である。 図８は、測定経路曲線の一例を示す図である。 図９は、測定データと測定条件の対応付けを説明する図である。 図１０は、値が変化する制御パラメータの変化を説明する図である。 図１１は、測定対象範囲の領域ごとの重み値の一例を示す図である。 図１２は、制御パラメータそれぞれの細分化した範囲ごとに重み値の求め方を説明する図である。 図１３は、測定経路曲線の一例を示す図である。 図１４は、予測精度の一例を示す図である。 図１５は、データ取得指示生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図１６は、データ取得指示生成プログラムを実行するコンピュータの構成の一例を示す説明図である。

以下に、本願の開示するデータ取得指示生成プログラム、データ取得指示生成方法およびデータ取得指示生成装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下に示す実施例は、矛盾を起こさない範囲で適宜組み合わせてもよい。

［システム構成］
制御設計では、制御設計の対象とされた対象機器を測定した測定データから生成したモデルを用いて対象機器をどのように制御するかを設計する。本実施例にかかるシステムは、対象機器のモデルを生成するシステムである。本実施例では、対象機器をエンジンとし、エンジンの制御設計を行う場合を例に説明する。エンジンの制御設計では、エンジンの制御に使用する数値を決定するため、エンジンの操作によってエンジンの状態がどのように変化するかを測定し、測定された測定データに基づき、エンジンをモデル化する。例えば、エンジンの制御設計では、バルブ開度や燃料噴射量の変化により排気ガスや燃費がどのように変化するかを測定してモデルを生成する。そして、エンジンの制御設計では、生成されたモデルを用いてエンジンをどのように制御するかを設計する。例えば、エンジンの制御設計では、生成されたモデルから、求められる出力を得つつ、排気ガスや燃費を抑えるにはどのようなバルブ開度や燃料噴射量がよいかを設計する。

図１は、システム構成の一例を説明する説明図である。図１に示すように、システム１は、データ取得指示生成装置１０と、エンジン１１とを有する。

エンジン１１は、制御設計の対象とされた対象物であり、計測対象の機器である。

データ取得指示生成装置１０は、エンジン１１のモデルを生成する装置である。データ取得指示生成装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータやサーバコンピュータなどの情報処理装置である。データ取得指示生成装置１０は、１台のコンピュータとして実装してもよく、また、複数台のコンピュータにより実装してもよい。なお、本実施例では、データ取得指示生成装置１０を１台のコンピュータとした場合を例に説明する。

データ取得指示生成装置１０は、エンジン１１を各種の測定条件で動作させる。例えば、データ取得指示生成装置１０は、エンジン１１を制御する制御パラメータに設定する測定条件を生成し、生成した測定条件での動作指示をエンジン１１へ出力する。この制御パラメータは、制御設計においてモデルへの入力情報となる。エンジン１１を制御する制御パラメータとしては、例えば、バルブ開度や燃料噴射量が挙げられる。なお、制御パラメータは、これに限定されるものではない。

また、データ取得指示生成装置１０は、各種の測定条件でのエンジン１１の状態を示す測定データを取得する。例えば、データ取得指示生成装置１０は、複数の制御パラメータのうち何れか１つの制御パラメータのみを１つ前の測定条件から変化させた各種の測定条件でエンジン１１の状態を示す測定データを取得する。この際、データ取得指示生成装置１０は、測定条件ごとに、１つ前の測定条件から何れか１つの制御パラメータの値をほぼ定常とみなせる程度のゆっくりとした速度で変化させる。データ取得指示生成装置１０は、何れか１つの制御パラメータをゆっくりとした速度で変化させている間に順次取得される測定データを定常状態のデータとみなして使用する。例えば、データ取得指示生成装置１０は、バルブ開度や燃料噴射量を１つずつ、ほぼ定常とみなせる程度のゆっくりとした速度で変化させ、エンジン１１の状態を示す測定データを取得する。測定データとしては、例えば、排気ガスに含まれるＮＯ_x（窒素酸化物）、ＰＭ（粒子状物質）、ＣＯ₂（二酸化炭素）の各濃度や、燃費のデータを取得する。

［データ取得指示生成装置１０の構成］
次に、本実施例に係るデータ取得指示生成装置１０について説明する。図２は、データ取得指示生成装置の機能的な構成の一例を示す図である。図２に示すように、データ取得指示生成装置１０は、外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）部２０と、入力部２１と、表示部２２と、記憶部２３と、制御部２４とを有する。なお、データ取得指示生成装置１０は、上記の機器以外の他の機器を有してもよい。

外部Ｉ／Ｆ部２０は、他の装置との間で情報の入出力を行うインタフェースである。外部Ｉ／Ｆ部２０としては、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの各種の入出力ポート、ＬＡＮカードなどのネットワークインタフェースカードを採用できる。

外部Ｉ／Ｆ部２０は、不図示の通信ケーブルを介して他の装置と各種情報を送受信する。例えば、外部Ｉ／Ｆ部２０は、エンジン１１を制御する不図示の制御装置に対して、測定条件を指定した動作指示を出力する。制御装置は、指定された測定条件でエンジン１１を動作させる。制御装置は、エンジン１１の状態を所定の周期で測定する。例えば、制御装置は、エンジン１１の排気ガスに含まれるＮＯ_x、ＰＭ、ＣＯ₂の各濃度や、燃費を１６ｍｓの周期で測定する。そして、制御装置は、所定の周期で、測定されたエンジン１１の状態を示すデータを測定時刻と対応付けて測定データとして出力する。すなわち、制御装置は、測定するごとに、測定データを時系列順に出力する。外部Ｉ／Ｆ部２０は、制御装置から出力された測定データを受信する。

入力部２１は、各種の情報を入力する入力デバイスである。入力部２１としては、マウスやキーボードなどの操作の入力を受け付ける入力デバイスが挙げられる。入力部２１は、制御設計に関する各種の情報の入力を受け付ける。例えば、入力部２１は、エンジン１１を制御する制御パラメータごとに、制御パラメータを変化させて測定を行う測定対象範囲の入力を受け付ける。また、入力部２１は、制御パラメータごとに、制御パラメータを変化させる変化速度の入力を受け付ける。また、入力部２１は、制御パラメータごとに、測定条件に対応する測定データが取得されるまでの期間の入力を受け付ける。以下では、測定条件に対応する測定データが取得されるまでの期間を「無駄時間」とも言う。また、入力部２１は、エンジン１１の計測データの所要密度に関する所要密度情報の入力を受け付ける。例えば、入力部２１は、所要密度情報として、測定対象範囲についてエンジン１１の状態をどの程度細かく計測するかを指定する情報の入力を受け付ける。入力部２１は、ユーザからの操作入力を受け付け、受け付けた操作内容を示す操作情報を制御部２４に入力する。

表示部２２は、各種情報を表示する表示デバイスである。表示部２２としては、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）などの表示デバイスが挙げられる。表示部２２は、各種情報を表示する。例えば、表示部２２は、操作画面など各種の画面を表示する。

記憶部２３は、各種のデータを記憶する記憶デバイスである。例えば、記憶部２３は、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）、光ディスクなどの記憶装置である。なお、記憶部２３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ、ＮＶＳＲＡＭ（Non Volatile Static Random Access Memory）などのデータを書き換え可能な半導体メモリであってもよい。

記憶部２３は、制御部２４で実行されるＯＳ（Operating System）や各種プログラムを記憶する。例えば、記憶部２３は、後述するモデル生成処理を実行するプログラムを含む各種のプログラムを記憶する。さらに、記憶部２３は、制御部２４で実行されるプログラムで用いられる各種データを記憶する。例えば、記憶部２３は、測定経路情報３０と、測定データ３１とを記憶する。

測定経路情報３０は、制御パラメータに設定する測定条件をどのように変更させるかを記憶したデータである。例えば、測定経路情報３０には、制御パラメータについての複数の測定条件が変更する順番に沿って記憶される。

測定データ３１は、エンジン１１の測定データを記憶したデータである。測定データ３１には、測定条件ごとに、測定条件に対応付けて測定データが記憶される。

制御部２４は、データ取得指示生成装置１０を制御するデバイスである。制御部２４としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路や、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路を採用できる。制御部２４は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する。制御部２４は、各種のプログラムが動作することにより各種の処理部として機能する。例えば、制御部２４は、取得部４０と、第１生成部４１と、第２生成部４２と、出力部４３と、格納部４４と、第３生成部４５とを有する。

取得部４０は、各種の取得を行う。例えば、取得部４０は、制御設計に関する各種の操作指示や各種の情報を取得する。例えば、取得部４０は、制御設計に関する操作画面を表示部２２に表示させ、操作画面に対して入力された各種の操作指示や各種の情報を取得する。例えば、取得部４０は、操作画面からモデルの生成開始の操作指示を取得する。また、取得部４０は、操作画面から制御パラメータごとに、制御パラメータの測定対象範囲を取得する。各制御パラメータの測定対象範囲は、例えば、エンジン１１をモデル化する制御パラメータの範囲に応じて、ユーザが定める。また、取得部４０は、エンジン１１を制御する制御パラメータごとに、操作画面から制御パラメータを変化させる変化速度の入力を受け付ける。各制御パラメータの変化速度は、例えば、各制御パラメータを個別に変化させてエンジン１１の状態の変化を事前にユーザが観察して、エンジン１１の状態の変化がほぼ定常とみなせる程度の変化速度に、ユーザが定める。また、取得部４０は、制御パラメータごとに、無駄時間の入力を受け付ける。各制御パラメータの無駄時間は、例えば、各制御パラメータを個別に変化させてエンジン１１の状態の変化を事前にユーザが観察して、ユーザが定める。また、取得部４０は、エンジン１１の計測データの所要密度に関する所要密度情報を取得する。例えば、取得部４０は、操作画面から、測定対象範囲についてエンジン１１の状態をどの程度細かく計測するかを指定する情報を取得する。測定対象範囲のどの範囲をどの程度細かく計測するかは、各制御パラメータを個別に変化させてエンジン１１の状態の変化を事前にユーザが観察して、ユーザが定める。なお、取得部４０は、各種の情報を記憶部２３から読み出すことにより取得してもよい。例えば、所要密度情報を予め記憶部２３に記憶させ、取得部４０は、所要密度情報を記憶部２３から取得してもよい。

ここで、測定対象範囲についてエンジン１１の状態をどの程度細かく計測するかによって生成されるモデルの予測精度が変化する場合がある。

図３は、モデルによる予測結果の一例を示す図である。図３は、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation：排気再循環）とＳＯＩ（start of injection：噴射開始時）を制御パラメータとして、ＰＭの発生量を４つのモデル１〜４により予測した結果である。ＥＧＲが大きく、ＳＯＩが―１０［deg.DTAC］以下の領域は、ＰＭの発生量の変化が大きい。このため、図３の例では、ＥＧＲが大きく、ＳＯＩが―１０［deg.DTAC］以下の領域のモデル１〜４の予測結果の差が大きい。エンジン１１のモデルを生成する場合、特定の状態については、詳細に測定を行いたい場合がある。例えば、変化の激しい領域については計測データを細かく、変化の緩い領域については計測データを粗く取得して、モデルを生成することによって生成されるモデルの予測精度が向上する。そこで、取得部４０は、所要密度情報として、測定対象範囲についてエンジン１１の状態をどの程度細かく計測するかを指定する所要密度情報を取得する。

図４は、所要密度情報の一例を模式的に示した図である。図４の例は、２つの制御パラメータａ、ｂの測定対象範囲による測定対象領域が示されている。例えば、制御パラメータａが小さく、かつ、制御パラメータｂが大きい領域Ｘ１と、制御パラメータａが小さく、かつ、制御パラメータｂが小さい領域Ｘ２は、測定データの変化が大きいものとする。また、制御パラメータａが大きい領域Ｙは、測定データの変化が小さいものとする。この場合、ユーザは、例えば、制御パラメータａについては測定対象範囲内で小さいほど細かく計測し、制御パラメータｂについては測定対象範囲内の中央部分で粗く計測し、両端部分で細かく計測するように所要密度を指定する。

第１生成部４１は、所要密度情報に基づき、複数の制御パラメータそれぞれに関する複数の変化曲線を生成する。例えば、制御パラメータａについて測定対象範囲内で小さいほど細かく計測することが指定される。この場合、第１生成部４１は、入力値ｘが大きくなるほど入力値ｘの変化量に対して出力値ｙの変化量が大きくなる関数を用いて、制御パラメータａの変換曲線を生成する。例えば、入力値ｘの変化範囲を−０．５〜＋０．５とし、測定対象範囲を０〜４．４とした場合、指数関数を用いて、第１生成部４１は、以下の式（１）に示す変化曲線を生成する。

ｙ＝ｅｘｐ（１．５ｘ＋０．７５） （１）

また、例えば、制御パラメータｂについて測定対象範囲内の中央部分で粗く計測し、両端部分で細かく計測することが指定される。この場合、第１生成部４１は、入力値ｘがゼロから正負に大きくなるほど入力値ｘの変化量に対して出力値ｙの変化量が小さくなる関数を用いて、制御パラメータｂの変換曲線を生成する。例えば、入力値ｘの変化範囲を−０．５〜＋０．５とし、測定対象範囲を−１．３８〜＋１．３８とした場合、第１生成部４１は、制御パラメータｂについて、ｔａｎｈ関数を用いて、以下の式（２）に示す変化曲線を生成する。

ｙ＝３×ｔａｎｈ（ｘ） （２）

第２生成部４２は、エンジン１１の計測を行う際のデータ取得指示を生成する。例えば、第２生成部４２は、各制御パラメータの変化が複数の変化曲線に応じた変化となり、かつ、新たな計測が前回の計測より複数の制御パラメータのうち１つのみが変化する順序で行われるデータ取得指示を生成する。例えば、第２生成部４２は、複数の制御パラメータそれぞれの測定対象範囲を正規化した正規化空間内に配置される空間充填曲線を用いて複数の測定条件を生成する。空間充填曲線は、複数の制御パラメータによる空間内を何れか１つの制御パラメータの値を順次変化させて空間内を網羅的に変化する曲線である。この空間充填曲線として、例えば、ヒルベルト曲線（Hilbert curve）を用いる。

ここで、具体例を用いて測定条件を生成する流れを説明する。以下では、エンジン１１を制御する制御パラメータをバルブ開度、燃料噴射量の２つとした場合を例に説明する。第２生成部４２は、エンジン１１を制御するバルブ開度、燃料噴射量それぞれの測定対象範囲をそれぞれ０〜１の範囲に正規化する。図５は、正規化空間の一例を示す図である。バルブ開度、燃料噴射量の測定対象範囲を正規化した正規化空間は、バルブ開度および燃料噴射量が０〜１の範囲の２次元空間となる。第２生成部４２は、正規化空間内にヒルベルト曲線を配置する。図５の例には、２次元のヒルベルト曲線の一例が示されている。ヒルベルト曲線は、フラクタル図形の一つで、コの字の軌跡を再帰的に繰り返すことによって得られる曲線であり、繰り返しの極限が領域と一致する空間充填曲線の一つである。ヒルベルト曲線は、１パラメータの変化の組み合わせで構成された一筆書きの曲線である。ヒルベルト曲線は、空間充填曲線であることからある程度繰り返し行ってできる曲線は領域を網羅的に埋め尽くす。また、ヒルベルト曲線は、ほとんどの部分で逆向きの変化をする部分が近くに存在する。ヒルベルト曲線は、何次元の空間でも作成できる。図６は、３次元のヒルベルト曲線の一例を示す図である。

２次元のヒルベルト曲線の構成法の一例を説明する。２次元のヒルベルト曲線は、開始条件の違いから（RUL(n);DLU(n);LDR(n);URD(n)）の４通りが存在する。nは、繰り返し回数(位数、order)である。各位数のヒルベルト曲線は、以下の式（３−１）−（３−４）に示すルールによって描かれる。

RUL(n)＝URD(n-1)→RUL(n-1)↑RUL(n-1)←DLU(n-1) （３−１）
DLU(n)＝LDR(n-1)↓DLU(n-1)←DLU(n-1)↑RUL(n-1) （３−２）
LDR(n)＝DLU(n-1)←LDR(n-1)↓LDR(n-1)→URD(n-1) （３−３）
URD(n)＝RUL(n-1)↑URD(n-1)→URD(n-1)↓LDR(n-1) （３−４）

ただし、RUL(0)＝DLU(0)＝LDR(0)＝URD(0)＝””とする。””は、操作なしを意味する。

具体的にRUL(n)を記述する。ヒルベルト曲線RUL(n)は、正方領域各辺を２ｎ等分して小正方領域に分割し、一番左下の小正方領域の中心から矢印に従って順に隣の正方領域の中心に向かって線分で結んでいくことにより構成される。図７は、１位から３位の２次元のヒルベルト曲線の一例を示す図である。

位数nが１のヒルベルト曲線RUL(1)は、式（３−１）から以下に示すようになる。

RUL(1)＝URD(0)→RUL(0)↑RUL(0)←DLU(0)
＝→↑←

このヒルベルト曲線RUL(1)は、正方領域を各辺２等分してできる４つの小正方領域の中心を左下・右下・右上・左上の順に結んだものである。

同様に、位数nが２のヒルベルト曲線RUL(2)は、以下に示すようになる。

RUL(2)＝URD(1)→RUL(1)↑RUL(1)←DLU(1)
＝（↑→↓）→（→↑←）↑（→↑←）←（↓←↑）
＝↑→↓→→↑←↑→↑←←↓←↑

ヒルベルト曲線RUL(2)は、正方領域を各辺４等分してできる１６の小正方領域の中心を一番左下から矢印の順で結んでできる曲線である。

第２生成部４２は、バルブ開度および燃料噴射量それぞれの測定対象範囲をそれぞれ０〜１の範囲に正規化する。第２生成部４２は、正規化した２次元の正規化空間の一番左下の小正方形の中心が（０;０）、一番右上の小正方形の中心が（１;１）となるように対応付けしてヒルベルト曲線を配置する。第２生成部４２は、ヒルベルト曲線を配置した領域の中心の座標が（０;０）となるよう、ヒルベルト曲線を配置した正規化空間を平行移動させる座標を変換する。例えば、第２生成部４２は、正規化空間の（０;０）が（−０．５;−０．５）となり、（０．５;−０．５）が（０;０）となり、（１;１）が（０．５;０．５）となるよう、平行移動させる座標を変換する。これにより、正規化空間でのヒルベルト曲線を配置された領域は、バルブ開度および燃料噴射量の範囲がそれぞれ−０．５〜＋０．５の範囲となる。

第２生成部４２は、制御パラメータごとに生成した変化曲線を用いて、正規化空間に配置されたヒルベルト曲線を、バルブ開度、燃料噴射量それぞれの測定対象範囲の空間に対応させる。例えば、第２生成部４２は、正規化空間に配置されたヒルベルト曲線の制御パラメータの値を、当該制御パラメータの変化曲線により変換して測定対象範囲の空間の曲線に変換する。このヒルベルト曲線を測定対象範囲の空間に対応させた曲線が、実際に測定する経路を示す測定経路曲線となる。例えば、制御パラメータａの変化曲線が式（１）である場合、第２生成部４２は、ヒルベルト曲線から求まる正規化された制御パラメータａの−０．５〜＋０．５の値を式（１）のｘに入力し、測定対象範囲である０〜４．４の値に戻す。また、制御パラメータｂの変化曲線が式（２）である場合、第２生成部４２は、ヒルベルト曲線から求まる正規化され制御パラメータｂの−０．５〜＋０．５の値を式（２）のｘに入力し、測定対象範囲である−１．３８〜＋１．３８の値に戻す。図８は、測定経路曲線の一例を示す図である。図８に示す測定経路曲線は、制御パラメータａの値が０〜４．４の範囲で小さいほど細かく（密度が高く）、大きいほど粗く（密度が低く）なっている。また、図８に示す測定経路曲線は、制御パラメータｂの値が−１．３８〜＋１．３８の範囲で中央部分が粗く（密度が低く）、両端部分で細かく（密度が高く）なっている。

第２生成部４２は、測定経路曲線に沿って測定条件を生成する。元の空間でも、測定経路曲線は、何れか１つの制御パラメータのみが変化している。第２生成部４２は、測定経路曲線に沿って、変化する制御パラメータの値を、当該制御パラメータの変化速度で変化させる測定条件を生成する。例えば、第２生成部４２は、制御パラメータの変化速度が一秒当たり１である場合、一秒当たりの制御パラメータの値を１変化させる測定条件を生成する。これにより、何れか１つの制御パラメータのみが１つ前の測定条件から変化し、制御パラメータそれぞれの測定対象範囲による空間内で各制御パラメータが網羅的に変化する測定条件が生成される。

第２生成部４２は、測定経路曲線に沿った順序で、生成した測定条件を測定経路情報３０に記憶する。すなわち、第２生成部４２は、変更する順番に対応付けて複数の測定条件を測定経路情報３０に記憶する。

出力部４３は、外部Ｉ／Ｆ部２０からエンジン１１を制御する不図示の制御装置に対して、測定条件を指定した動作指示を出力させる。例えば、出力部４３は、測定経路情報３０に記憶された測定条件の順番の順序に沿って、エンジン１１を測定条件で動作させる動作指示を出力する。エンジン１１は、制御パラメータが測定条件に変更され、測定条件で動作する。エンジン１１は、動作指示により定常とみなせる程度のゆっくりな速度で何れかの制御パラメータが変化する。外部Ｉ／Ｆ部２０では、制御パラメータが測定条件に変更されたエンジン１１の状態を示す測定データが時系列に受信される。この時系列に受信される測定データは、定常状態のデータと見なすことができる。

格納部４４は、外部Ｉ／Ｆ部２０で受信される、エンジン１１の状態を示す測定データを取得する。格納部４４は、取得した測定データに測定条件を対応付けて測定データ３１に格納する。ここで、エンジン１１は、測定条件を変更しても反応に時間がかかり、当該測定条件に対応した測定データが取得されるまでに無駄時間がある。

そこで、格納部４４は、出力部４３から出力される動作指示の測定条件で値が変化している制御パラメータを特定する。そして、格納部４４は、取得した測定データに、特定された制御パラメータの無駄時間分前の測定条件を対応付けて測定データ３１に格納する。図９は、測定データと測定条件の対応付けを説明する図である。図９の例では、時間１〜６において測定条件をＵ（１）〜Ｕ（６）と変化させている。また、時間１〜６において測定データＸ（１）〜Ｘ（６）が取得されている。図９の例では、無駄時間が３であるものとする。この場合、格納部４４は、測定データに３時間分前（３ステップ前）の測定条件を対応付けて格納する。図９の例では、Ｕ（１）〜Ｕ（６）とＸ（４）〜Ｘ（９）とがそれぞれ対応付けて測定データ３１に格納される。これにより、測定データ３１には、測定条件ごとに、定常状態とみなせる測定データが記憶される。

ところで、本実施例の測定では、無駄時間の間に測定条件で値が変化する制御パラメータが変わる場合がある。図１０は、値が変化する制御パラメータの変化を説明する図である。図１０の例では、値が変化する制御パラメータが第１の制御パラメータから第２の制御パラメータに変わったタイミングを示している。第１の制御パラメータを変化させているタイミング５０の測定データは、無駄時間後のタイミング５１で取得される。図１０の例では、タイミング５１は、第２の制御パラメータが変化している。このように無駄時間の間に値が変化する制御パラメータが変わると、測定データは、値が変化する制御パラメータが変わった影響を受けている場合がある。このため、格納部４４は、測定条件の変化する制御パラメータが変わった場合、制御パラメータが変わってから無駄時間分の測定データを破棄する。図１０の例では、格納部４４は、値が変化する制御パラメータが変わったタイミングから第１の制御パラメータの無駄時間である５測定周期分の測定データを、測定データ３１に格納せずに破棄する。これにより、複数の制御パラメータが変わった影響を受けたおそれがある測定データを除外してモデルを生成できる。このように測定データの破棄を行う場合、ヒルベルト曲線の位数ｎは、３〜５程度とすることが好ましい。これは、ヒルベルト曲線は位数が高いほど値が変化する制御パラメータが変わる変化点が多くなり、測定データが多く破棄されてしまうからである。

第３生成部４５は、エンジン１１のモデルを生成する。例えば、第３生成部４５は、測定データの種別ごとに、測定データ３１に記憶された測定条件と、測定条件に対応する測定データを用いて機械学習を行ってモデルを生成する。例えば、第３生成部４５は、ＮＯ_x、ＰＭ、ＣＯ₂の濃度や、燃費ごとに、ＬＯＬＩＭＯＴ（Local Linear Model Tree）やガウス過程(Gaussian Process)を用いた回帰分析などにより周辺のデータの重みつき平均を出力する手法を用いてモデルを生成する。これにより、生成されたモデルから様々な測定条件でのＮＯ_x、ＰＭ、ＣＯ₂の濃度や、燃費が予測できる。

ここで、従来の準定常計測では、１つの制御パラメータについてしか測定データを取得できない。制御設計の対象とされた対象機器は、デバイス等の増加に伴い、制御する制御パラメータを複数有する場合がある。このため、１つの制御パラメータのみ準定常を用いただけでは、ほかの制御パラメータとの相関関係が表現しきれない。例えば、複数の制御パラメータでは、準定常の条件のゆっくりな速度が変化の向きによって異なる。このため、複数の制御パラメータを同時に変える場合、無限の速度設定が必要になり、実質不可能である。また、複数の制御パラメータを同時に変える場合、無駄時間が変化の向きによって異なるため、無駄時間分を補正した対応付けが難しい。このため、従来の準定常計測では、複数の制御パラメータについての準定常のデータの収集が難しい。制御パラメータには、非線形性の強い制御パラメータが存在する場合があり、１つの制御パラメータの測定データのみでは精度よいモデルを生成できない。

一方、本実施例に係るデータ取得指示生成装置１０は、対象機器を制御する複数の制御パラメータのうち何れか１つの制御パラメータを１つ前の測定条件から変化させる測定条件を生成する。このため、データ取得指示生成装置１０は、制御パラメータの変化速度および制御パラメータの無駄時間を容易に設定できる。また、本実施例に係るデータ取得指示生成装置１０は、対象機器を制御する複数の制御パラメータそれぞれの測定対象範囲による空間内を網羅的に変化する測定条件を生成する。このため、データ取得指示生成装置１０は、非線形性の強い制御パラメータが存在する場合でも測定データを十分に収集でき、精度よいモデルを生成できる。

また、本実施例に係るデータ取得指示生成装置１０は、測定対象範囲の特定の領域についてはエンジン１１の状態を詳細に測定した場合、特定の領域を所要密度に対応させて準定常計測による動作指示を生成できる。

次に、計測データの所要密度の指定方法の他の例を説明する。例えば、所要密度情報は、複数の制御パラメータそれぞれの測定対象範囲の領域ごとの重み値としてもよい。図１１は、測定対象範囲の領域ごとの重み値の一例を示す図である。図１１の例は、２つの制御パラメータａ、ｂの測定対象範囲について領域ごとに、所要密度として重み値を指定した場合を示している。重み値は、大きいほど細かい（密度が高い）測定を指定するものとする。取得部４０は、このように測定対象範囲の領域ごとの重み値を指定した所要密度情報を取得する。例えば、取得部４０は、操作画面に測定対象範囲の空間を表示し、空間の領域ごとに重み値の指定を受け付けてもよい。例えば、空間の領域ごとに重み値を指定した所要密度情報を予め記憶部２３に記憶させ、取得部４０は、所要密度情報を記憶部２３から取得してもよい。

第１生成部４１は、所要密度情報に基づき、複数の制御パラメータそれぞれの測定対象範囲を領域の境界となる点で細分化した範囲ごとに重み値を求める。図１２は、制御パラメータそれぞれの細分化した範囲ごとに重み値の求め方を説明する図である。第１生成部４１は、制御パラメータａ、ｂそれぞれの測定対象範囲を、重みが指定された各領域の境界となる点で細分化する。図１２の例では、制御パラメータａの測定対象範囲は、範囲ｌｘ１、ｌｘ２、ｌｘ３の３つの範囲に細分化されている。制御パラメータｂの測定対象範囲は、範囲ｌｙ１、ｌｙ２、ｌｙ３、ｌｙ４の４つの範囲に細分化されている。

第１生成部４１は、細分化した範囲ごとに、各領域の重み値をできるだけ保つように反映した重み値を求める。細分化した範囲ごとの重み値の求め方を説明する。第１生成部４１は、制御パラメータごとに、制御パラメータの各範囲の長さを測定対象範囲の長さで正規化する。図１２の場合、第１生成部４１は、範囲ｌｘ１、ｌｘ２、ｌｘ３、ｌｙ１、ｌｙ２、ｌｙ３、ｌｙ４について以下の式（４−１）−（４−７）に示すように正規化した長さｄｘ１、ｄｘ２、ｄｘ３、ｄｙ１、ｄｙ２、ｄｙ３、ｄｙ４を求める。

ｌｘ１： ｄｘ１＝ｌｘ１／（ｌｘ１＋ｌｘ２＋ｌｘ３） （４−１）
ｌｘ２： ｄｘ２＝ｌｘ２／（ｌｘ１＋ｌｘ２＋ｌｘ３） （４−２）
ｌｘ３： ｄｘ３＝ｌｘ３／（ｌｘ１＋ｌｘ２＋ｌｘ３） （４−３）
ｌｙ１： ｄｙ１＝ｌｙ１／（ｌｙ１＋ｌｙ２＋ｌｙ３＋ｌｙ４） （４−４）
ｌｙ２： ｄｙ２＝ｌｙ２／（ｌｙ１＋ｌｙ２＋ｌｙ３＋ｌｙ４） （４−５）
ｌｙ３： ｄｙ３＝ｌｙ３／（ｌｙ１＋ｌｙ２＋ｌｙ３＋ｌｙ４） （４−６）
ｌｙ４： ｄｙ４＝ｌｙ４／（ｌｙ１＋ｌｙ２＋ｌｙ３＋ｌｙ４） （４−７）

第１生成部４１は、細分化した範囲ごとに、各範囲を含む領域の指定された重み値を反映した各範囲の重み値を求める。例えば、図１２の場合、範囲ｌｘ１、ｌｘ２、ｌｘ３、ｌｙ１、ｌｙ２、ｌｙ３、ｌｙ４の重み値をｘ１、ｘ２、ｘ３、ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４とする。第１生成部４１は、次の最適問題を解くことにより、重み値ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４を求める。例えば、目的関数を式（５）に示すように定める。

ｄｘ１×ｄｙ１×（ｘ１×ｙ１−３）^２＋ｄｘ１×ｄｙ２×（ｘ１×ｙ２−３）^２
＋ｄｘ１×ｄｙ３×（ｘ１×ｙ３−１）^２＋ｄｘ１×ｄｙ４×（ｘ１×ｙ４−２）^２
＋ｄｘ２×ｄｙ１×（ｘ２×ｙ１−５）^２＋ｄｘ２×ｄｙ２×（ｘ２×ｙ２−３）^２
＋ｄｘ２×ｄｙ３×（ｘ２×ｙ３−３）^２＋ｄｘ２×ｄｙ４×（ｘ２×ｙ４−２）^２
＋ｄｘ３×ｄｙ１×（ｘ３×ｙ１−５）^２＋ｄｘ３×ｄｙ２×（ｘ３×ｙ２−４）^２
＋ｄｘ３×ｄｙ３×（ｘ３×ｙ３−４）^２＋ｄｘ３×ｄｙ４×（ｘ４×ｙ４−４）^２ （５）

例えば、式（５）の「ｄｘ１×ｄｙ１×（ｘ１×ｙ１−３）^２」の項は、範囲ｌｘ１と範囲ｌｙ１に対応する領域Ａ１１に関する項である。「ｄｘ１×ｄｙ１×（ｘ１×ｙ１−３）^２」は、領域Ａ１１の正規化された面積「ｄｘ１×ｄｙ１」に対して、範囲ｌｘ１の重み値「ｘ１」と範囲ｌｙ１の重み値「ｙ１」を乗算値と領域Ａ１１の重み値「３」との二乗誤差を乗算したものである。式（５）の「ｄｘ１×ｄｙ２×（ｘ１×ｙ２−３）^２」の項は、範囲ｌｘ１と範囲ｌｙ２に対応する領域Ａ１２に関する項である。「ｄｘ１×ｄｙ２×（ｘ１×ｙ２−３）^２」の項は、領域Ａ１２の正規化された面積「ｄｘ１×ｄｙ２」に対して、範囲ｌｘ１の重み値「ｘ１」と範囲ｌｙ２の重み値「ｙ２」の乗算値と領域Ａ１２の重み値「３」との二乗誤差を乗算したものである。式（５）の他の項も同様である。式（５）は、細分化された範囲に分けられたそれぞれの領域の指定された重み値と、領域に対応する範囲の重み値の乗算値との誤差に、当該領域の正規化された面積を乗算した値を合計している。式（５）は、細分化された範囲に分けられたそれぞれの領域の指定された重み値が当該領域に対応する範囲の重み値に適切に反映されている場合、値が小さくなる。

第１生成部４１は、以下の式（６）に示す制約条件で、式（５）の目的関数から得られる値を最小化する最適問題を解くことにより、範囲ｌｘ１、ｌｘ２、ｌｘ３、ｌｙ１、ｌｙ２、ｌｙ３、ｌｙ４の重み値ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４を求める。

重み値ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４＞０ （６）

第１生成部４１は、制御パラメータごとに、制御パラメータの範囲ごとの重み値に応じた変化曲線を生成する。例えば、第１生成部４１は、範囲ごとの重み値の正規加重和ｓを計算する。例えば、制御パラメータは、測定対象範囲が［０，４０］であるものとする。また、制御パラメータは、［０，２０］の範囲の重み値が「１」であり、［２０，３０］の範囲の重み値が「２」であり、［３０，４０］の範囲の重み値が「３」であるものとする。この場合、第１生成部４１は、以下の式（７）に示すように正規加重和ｓを計算する。

ｓ＝［１×（２０−０）＋２×（３０−２０）＋３×（４０−３０）］／（４０−０）
＝７／４ （７）

第１生成部４１は、制御パラメータごとの測定対象範囲が［０，１］となるように正規化する。これにより、［０，２０］の範囲は、［０，０．５］に正規化される。［２０，３０］の範囲は、［０．５，０．７５］に正規化される。［３０，４０］の範囲は、［０．７５，１］に正規化される。

第１生成部４１は、範囲ごとの重み値を正規加重和ｓで除算した値を、当該範囲を正規化した範囲の傾きとする。［０，２０］の範囲を正規化した［０，０．５］の範囲は、重み値が「１」を正規加重和「７／４」で除算することで、傾きが「４／７」と求まる。［２０，３０］の範囲を正規化した［０．５，０．７５］の範囲は、重み値が「２」を正規加重和「７／４」で除算することで、傾きが「８／７」と求まる。［３０，４０］の範囲を正規化した［０．７５，１］の範囲は、重み値が「３」を正規加重和「７／４」で除算することで、傾きが「１２／７」と求まる。

第１生成部４１は、各範囲を求めた傾きの線分で連続して繋ぐ各線分の関数を求める。例えば、［０，０．５］の範囲の傾きを「４／７」とし、［０．５，０．７５］の範囲の傾きを「８／７」とし、［０．７５，１］の範囲の傾きを「１２／７」とした場合、各線分の関数は、以下の式（８−１）−（８−３）に示すように求まる。

ｙ＝（４／７）×ｘ （ｘ＝０〜０．５） （８−１）
ｙ＝（８／７）×ｘ−４／１４ （ｘ＝０．５〜０．７５） （８−２）
ｙ＝（１２／７）×ｘ−５／７ （ｘ＝０．７５〜１） （８−３）

第１生成部４１は、各線分の関数の逆関数を求める。例えば、式（８−１）−（８−３）に示す関数の逆関数は、以下の式（９−１）−（９−３）に示すように求まる。

ｙ＝（７／４）×ｘ （ｘ＝０〜２／７） （９−１）
ｙ＝（７／８）×ｘ＋１／４ （ｘ＝２／７〜４／７） （９−２）
ｙ＝（７／１２）×ｘ＋５／１２ （ｘ＝４／７〜１） （９−３）

第１生成部４１は、各逆関数をそれぞれ測定対象範囲に戻す。例えば、測定対象範囲が［ａ，ｂ］である場合、第１生成部４１は、逆関数をｂ−ａ倍し、さらに＋ａする。第１生成部４１は、各逆関数をそれぞれ測定対象範囲に戻した各関数を変化曲線とする。第１生成部４１は、制御パラメータごとに、変化曲線を求める。

第２生成部４２は、制御パラメータごとに生成した変化曲線を用いて、正規化空間に配置したヒルベルト曲線を測定対象範囲の空間に対応させる。これにより、このヒルベルト曲線を測定対象範囲の空間に対応させた曲線は、範囲ごとの重み値に応じて変形し、重み値が小さいほど細かく（密度が高く）、重み値が大きいほど粗く（密度が低く）なる。

次に、計測データの所要密度の指定方法の他の例を説明する。例えば、所要密度情報は、制御パラメータそれぞれの測定対象範囲についての制御パラメータの値に応じた重みを表す関数としてもよい。取得部４０は、制御パラメータごとに、制御パラメータの値に応じた重みを表す関数を所要密度情報として取得する。例えば、取得部４０は、制御パラメータごとに、制御パラメータの値に応じた重みを表す関数の入力を受け付けてもよい。例えば、制御パラメータごとに、制御パラメータの値に応じた重みを表す関数を記憶した所要密度情報を予め記憶部２３に記憶させ、取得部４０は、所要密度情報を記憶部２３から取得してもよい。

第１生成部４１は、所要密度情報に基づき、複数の制御パラメータそれぞれの測定対象範囲の関数の変化を正規化した変換関数を求める。そして、第１生成部４１は、変換関数の逆関数を測定対象範囲に変換した変化曲線を生成する。例えば、制御パラメータの測定対象範囲を［ａ,ｂ］とし、制御パラメータの重みを表す関数をｆとする。第１生成部４１は、関数ｆを以下の式（１０）に示すように変換して［０,１］の範囲の関数ｇに変換する。

ｆ→（ｆ−ａ）／（ｂ−ａ）＝ｇ （１０）

第１生成部４１は、関数ｇを以下の式（１１）に示すように変換して正規化し、変換関数ｈを求める。

第１生成部４１は、変換関数ｈの逆関数ｉ求める。第１生成部４１は、逆関数ｉをそれぞれ測定対象範囲に戻す。例えば、測定対象範囲が［ａ，ｂ］である場合、第１生成部４１は、逆関数を以下の式（１２）に示すように変換して測定対象範囲の関数ｊに変換する。

ｉ→（ｂ−ａ）ｉ＋ａ＝ｊ （１２）

第１生成部４１は、関数ｊを変化曲線とする。第１生成部４１は、制御パラメータごとに、変化曲線を求める。

第２生成部４２は、制御パラメータごとに生成した変化曲線を用いて、正規化空間に配置したヒルベルト曲線を測定対象範囲の空間に対応させる。これにより、このヒルベルト曲線を測定対象範囲の空間に対応させた曲線は、関数から算出される重み値に応じて変形し、重み値が小さいほど細かく（密度が高く）、重み値が大きいほど粗く（密度が低く）なる。

図１３は、測定経路曲線の一例を示す図である。図１３の（１）〜（４）は、ＥＧＲとＳＯＩを制御パラメータとして、ＰＭの発生量を計測する場合の変化曲線の一例を示している。図１３の（１）は、ＥＧＲとＳＯＩの測定対象範囲の重要度を均一に指定して、ＥＧＲとＳＯＩの測定対象範囲を均等な密度で計測する場合を示している。図１３の（２）は、ＥＧＲの測定対象範囲を大きいほど重要度を高く、ＳＯＩの測定対象範囲の両端部分について重要度を高く指定して、ＥＧＲが大きいほど高く、ＳＯＩについては測定対象範囲の両端部分に近いほど高い密度で計測する場合を示している。図１３の（３）は、ＥＧＲの測定対象範囲を大きいほど重要度を高く、ＳＯＩの測定対象範囲の重要度を均一に指定して、ＥＧＲが大きいほど高い密度で計測する場合を示している。図１３の（４）は、ＥＧＲとＳＯＩの測定対象範囲を大きいほど重要度を高く指定して、ＥＧＲとＳＯＩが大きいほど高い密度で計測する場合を示している。

図１４は、予測精度の一例を示す図である。図１４は、ＥＧＲとＳＯＩを制御パラメータとして、ＰＭの発生量を４つのモデル１〜４により予測した予測精度を示している。図１４のモデル１は、図１３の（１）に示した測定経路曲線により測定した測定データから生成したモデルの予測精度を示している。モデル２は、図１３の（２）に示した測定経路曲線により測定した測定データから生成したモデルの予測精度を示している。モデル３は、図１３の（３）に示した測定経路曲線により測定した測定データから生成したモデルの予測精度を示している。モデル４は、図１３の（４）に示した測定経路曲線により測定した測定データから生成したモデルの予測精度を示している。エンジン１１は、ＥＧＲとＳＯＩが大きいほど、ＰＭの発生量の変化が激しいものとする。このため、予測精度は、ＥＧＲとＳＯＩが大きいほど細かく計測したモデル４の寄与率が最も高く、モデル４の予測精度が最も高くなっている。このように変化が大きい領域を細かく計測させることにより、モデルの予測精度を高くすることができる。

［処理の流れ］
次に、本実施例に係るデータ取得指示生成装置１０がエンジン１１の計測を行う際のデータ取得指示を生成するデータ取得指示生成処理の流れについて説明する。図１５は、データ取得指示生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。このデータ取得指示生成処理は、所定のタイミング、例えば、操作画面からモデルの生成開始を指示する操作指示の入力を受け付けたタイミングで実行される。

図１５に示すように、取得部４０は、制御設計に関する操作画面を表示部２２に表示させ、操作画面からエンジン１１を制御する制御パラメータごとに、制御パラメータの測定対象範囲、変化速度および無駄時間を取得する（Ｓ１０）。また、取得部４０は、操作画面から、計測データの所要密度に関する所要密度情報を取得する（Ｓ１１）。

第１生成部４１は、所要密度情報に基づき、複数の制御パラメータそれぞれに関する複数の変化曲線を生成する（Ｓ１２）。

第２生成部４２は、各制御パラメータの変化が複数の変化曲線に応じた変化となり、かつ、新たな計測が前回の計測より複数の制御パラメータのうち１つのみが変化する順序で行われるデータ取得指示を生成する（Ｓ１３）。例えば、第２生成部４２は、各制御パラメータそれぞれの測定対象範囲を正規化し、正規化空間にヒルベルト曲線を配置する。第２生成部４２は、制御パラメータごとに生成した変化曲線を用いて、正規化空間に配置されたヒルベルト曲線を変換して測定対象範囲の空間の測定経路曲線に変換する。第２生成部４２は、測定経路曲線に沿って測定条件を生成する。第２生成部４２は、測定経路曲線に沿って生成した測定条件に、測定経路曲線に沿って順番を対応付けて測定経路情報３０に記憶する（Ｓ１４）。

出力部４３は、測定経路情報３０に記憶された測定条件の順番の順序に沿って、エンジン１１を測定条件で動作させる動作指示を出力する（Ｓ１５）。格納部４４は、測定データを取得する（Ｓ１６）。格納部４４は、取得された測定データに測定条件を対応付けて測定データ３１に格納する（Ｓ１７）。例えば、格納部４４は、取得された測定データに、変化している制御パラメータの無駄時間分前の測定条件を対応付けて測定データ３１に格納する。また、格納部４４は、測定条件で変化する制御パラメータが変わった場合、制御パラメータが変わってから無駄時間分の測定データを破棄する。

第３生成部４５は、測定データの種別ごとに、測定データ３１に記憶された測定条件と、測定条件に対応する測定データを用いて機械学習を行ってモデルを生成し（Ｓ１８）、処理を終了する。

［効果］
上述してきたように、本実施例に係るデータ取得指示生成装置１０は、複数の制御パラメータを有するエンジン１１の計測において、複数の制御パラメータの組み合わせにより特定される領域における、計測データの所要密度に関する所要密度情報を取得する。データ取得指示生成装置１０は、所要密度情報に基づき、複数の制御パラメータそれぞれに関する複数の変化曲線を生成する。データ取得指示生成装置１０は、各制御パラメータの変化が複数の変化曲線に応じた変化となり、かつ、新たな計測が前回の計測より複数の制御パラメータのうち１つのみが変化する順序で行なうデータ取得指示を生成する。これにより、データ取得指示生成装置１０は、所要密度に対応させて準定常計測による動作指示を生成できる。

また、本実施例に係るデータ取得指示生成装置１０は、所要密度情報を、複数の制御パラメータそれぞれの測定対象範囲の領域ごとの重み値とする。データ取得指示生成装置１０は、所要密度情報に基づき、複数の制御パラメータそれぞれの測定対象範囲を領域の境界となる点で細分化した範囲ごとに重み値を求める。データ取得指示生成装置１０は、細分化した各範囲を当該範囲の重み値が大きいほど小さい傾きの線分でつないだ変化曲線を生成する。これにより、データ取得指示生成装置１０は、所要密度情報として、複数の制御パラメータそれぞれの測定対象範囲の領域ごとの重み値が指定された場合でも、測定対象範囲の領域ごとの重み値に対応した密度で準定常計測による動作指示を生成できる。

また、本実施例に係るデータ取得指示生成装置１０は、所要密度情報を、複数の制御パラメータそれぞれの測定対象範囲についての制御パラメータの値に応じた重みを表す関数とする。データ取得指示生成装置１０は、所要密度情報に基づき、複数の制御パラメータそれぞれの測定対象範囲の関数の変化を正規化した変換関数を求め、当該変換関数の逆関数を測定対象範囲に変換した変化曲線を生成する。これにより、データ取得指示生成装置１０は、所要密度情報として、測定対象範囲についての制御パラメータの値に応じた重みを表す関数が指定された場合でも、関数が表す重み値に対応した密度で準定常計測による動作指示を生成できる。

また、本実施例に係るデータ取得指示生成装置１０は、正規化空間内に配置されるヒルベルト曲線を、複数の変化曲線に基づいて測定対象範囲に変換した測定経路曲線に沿った順序で行なうデータ取得指示を生成する。これにより、データ取得指示生成装置１０は、複数の制御パラメータそれぞれの測定対象範囲による空間内を網羅的に変化する測定条件を生成できる。

さて、これまで開示の装置に関する実施例について説明したが、開示の技術は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、本発明に含まれる他の実施例を説明する。

例えば、上記実施例では、計測対象の対象機器をエンジン１１とした場合を例示した。しかしながら、これらに限定されるものではない。例えば、計測対象の対象機器は、測定条件を変更してから状態が定常状態に安定するまで時間がかかるものであれば何れでもよい。例えば、計測対象の対象機器は、アクチュエータや、各種の生産を行うプラント、大型機械などであってもよい。

また、上記実施例では、測定データの種別ごとのモデルを生成する場合を例示した。しかしながら、これらに限定されるものではない。例えば、測定データ３１に記憶された測定条件と、測定条件に対応する定常状態の測定データを用いて、機械学習を行って複数の種別の測定データを予測するモデルを生成してもよい。例えば、第３生成部４５は、全ての種別の測定データを予測する１つのモデルを生成してもよい。

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的状態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、取得部４０、第１生成部４１、第２生成部４２、出力部４３、格納部４４および第３生成部４５の各処理部が適宜統合されてもよい。さらに、各処理部にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

［データ取得指示生成プログラム］
また、上記の実施例で説明した各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータシステムで実行することによって実現することもできる。そこで、以下では、上記の実施例と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータシステムの一例を説明する。最初に、ドライバに対する注意喚起の制御を行うデータ取得指示生成プログラムについて説明する。図１６は、データ取得指示生成プログラムを実行するコンピュータの構成の一例を示す説明図である。

図１６に示すように、コンピュータ４００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１０、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）４２０、ＲＡＭ（Random Access Memory）４４０を有する。これら４００〜４４０の各部は、バス５００を介して接続される。

ＨＤＤ４２０には上記の取得部４０、第１生成部４１、第２生成部４２、出力部４３、格納部４４および第３生成部４５と同様の機能を発揮するデータ取得指示生成プログラム４２０ａが予め記憶される。なお、データ取得指示生成プログラム４２０ａについては、適宜分離してもよい。

また、ＨＤＤ４２０は、各種情報を記憶する。例えば、ＨＤＤ４２０は、ＯＳや発注量の決定に用いる各種データを記憶する。

そして、ＣＰＵ４１０が、データ取得指示生成プログラム４２０ａをＨＤＤ４２０から読み出して実行することで、実施例の各処理部と同様の動作を実行する。すなわち、データ取得指示生成プログラム４２０ａは、取得部４０、第１生成部４１、第２生成部４２、出力部４３、格納部４４および第３生成部４５と同様の動作を実行する。

なお、上記したデータ取得指示生成プログラム４２０ａについては、必ずしも最初からＨＤＤ４２０に記憶させることを要しない。

また、例えば、データ取得指示生成プログラム４２０ａは、コンピュータ４００に挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」に記憶させてもよい。そして、コンピュータ４００がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。

さらには、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介してコンピュータ４００に接続される「他のコンピュータ（又はサーバ）」などにプログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ４００がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。

１ システム
１０ データ取得指示生成装置
１１ エンジン
２３ 記憶部
２４ 制御部
３０ 測定経路情報
３１ 測定データ
４０ 取得部
４１ 第１生成部
４２ 第２生成部
４３ 出力部
４４ 格納部
４５ 第３生成部

Claims (6)

1. 複数の制御パラメータを有する計測対象の機器の計測において、前記複数の制御パラメータの組み合わせにより特定される領域における、計測データの所要密度に関する所要密度情報を取得し、
   前記所要密度情報に基づき、前記複数の制御パラメータそれぞれに関する複数の変化曲線を生成し、
   前記複数の制御パラメータをそれぞれの測定対象範囲にそれぞれ変化させて前記計測対象の機器に対する複数の測定点における計測を行なうデータ取得指示であって、各制御パラメータの変化が前記複数の変化曲線に応じた変化となり、かつ、新たな計測が前回の計測より前記複数の制御パラメータのうち１つのみが変化する順序で行なうデータ取得指示を生成する
   処理をコンピュータに実行させることを特徴とするデータ取得指示生成プログラム。
2. 前記所要密度情報は、前記複数の制御パラメータそれぞれの測定対象範囲の領域ごとの重み値とし、
   前記変化曲線を生成する処理は、前記所要密度情報に基づき、前記複数の制御パラメータそれぞれの測定対象範囲を前記領域の境界となる点で細分化した範囲ごとに重み値を求め、細分化した各範囲を当該範囲の重み値が大きいほど小さい傾きの線分でつないだ変化曲線を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載のデータ取得指示生成プログラム。
3. 前記所要密度情報は、前記複数の制御パラメータそれぞれの測定対象範囲についての制御パラメータの値に応じた重みを表す関数とし、
   前記変化曲線を生成する処理は、前記所要密度情報に基づき、前記複数の制御パラメータそれぞれの測定対象範囲の前記関数の変化を正規化した変換関数を求め、当該変換関数の逆関数を測定対象範囲に変換した変化曲線を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載のデータ取得指示生成プログラム。
4. 前記データ取得指示を生成する処理は、前記複数の制御パラメータそれぞれの測定対象範囲を正規化した正規化空間内に配置されるヒルベルト曲線を変換した測定経路曲線であって、前記ヒルベルト曲線を、前記複数の変化曲線に基づいて前記測定対象範囲に変換した測定経路曲線に沿った順序で行なうデータ取得指示を生成する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載のデータ取得指示生成プログラム。
5. 複数の制御パラメータを有する計測対象の機器の計測において、前記複数の制御パラメータの組み合わせにより特定される領域における、計測データの所要密度に関する所要密度情報を取得し、
   前記所要密度情報に基づき、前記複数の制御パラメータそれぞれに関する複数の変化曲線を生成し、
   前記複数の制御パラメータをそれぞれの測定対象範囲にそれぞれ変化させて前記計測対象の機器に対する複数の測定点における計測を行なうデータ取得指示であって、各制御パラメータの変化が前記複数の変化曲線に応じた変化となり、かつ、新たな計測が前回の計測より前記複数の制御パラメータのうち１つのみが変化する順序で行なうデータ取得指示を生成する
   処理をコンピュータが実行することを特徴とするデータ取得指示生成方法。
6. 複数の制御パラメータを有する計測対象の機器の計測において、前記複数の制御パラメータの組み合わせにより特定される領域における、計測データの所要密度に関する所要密度情報を取得する取得部と、
   前記取得部により取得された前記所要密度情報に基づき、前記複数の制御パラメータそれぞれに関する複数の変化曲線を生成する第１生成部と、
   前記複数の制御パラメータをそれぞれの測定対象範囲にそれぞれ変化させて前記計測対象の機器に対する複数の測定点における計測を行なうデータ取得指示であって、各制御パラメータの変化が前記第１生成部により生成した前記複数の変化曲線に応じた変化となり、かつ、新たな計測が前回の計測より前記複数の制御パラメータのうち１つのみが変化する順序で行われるデータ取得指示を生成する第２生成部と、
   を有することを特徴とするデータ取得指示生成装置。