JP4670826B2 - 制御パラメータの実験計画設定方法、その実験計画設定方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、およびそのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体 - Google Patents
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Description
この発明は、他の局面では、上記いずれかの制御パラメータの実験計画設定方法をコンピュータに実行させるプログラムである。
御パラメータを適合させる場合について説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る制御パラメータの実験計画設定方法が適用されるエンジン制御パラメータ適合システムの構成を示すブロック図である。
操作するための操作部60とを備える。
図2は、欠測点を簡単に説明するための図である。
図3を参照して、まず追加実験点の候補として制御パラメータの制御幅を4等分した点を追加する。制御幅とは、制御パラメータの設定可能な最大値と最小値の差である。追加実験点の候補は、制御パラメータを5値的に変化させる5水準の実験点の総数52からもとの3水準の実験点の数32を引いた数、つまり25−9=16である。
先順位の定め方について、説明しておくことにする。
図4に示すように、従来の実験計画法では、3の3乗、すなわち27の実験点が必要となる。
図5で示されるように、点火時期AOPは−1,0,1にそれぞれ対応して、15度(°BTDC)、25度、35度の3値を実験値として選ぶことができる。また可変バルブタイミングVVTは、−1,0,1にそれぞれ対応して、クランクアングル0度、20度、40度の3値を実験値として選ぶことができる。さらに吸気に対する排気の率EGRは、−1,0,1にそれぞれ対応して、0%、10%、20%の3値を実験値として選ぶことができる。これらの制御パラメータの設定値の組合せによって15の実験点が選択されている。各実験点をP(AOP,VVT,EGR)であらわすと、15の実験点は、P(-1,-1,-1)、P(1,-1,-1)、P(-1,1,-1)、P(1,1,-1)、P(-1,-1,1)、P(1,-1,1)、P(-1,1,1)、P(1,1,1)、P(-1,0,0)、P(1,0,0)、P(0,-1,0)、P(0,1,0)、P(0,0,-1)、P(0,0,1)、P(0,0,0)である。
する。この優先順位の設定についても行列式|XTX|で評価を行なうD最適化計画が用いられる。
図7において、☆印が計測不可点を示しており、X1,X2,X3は、それぞれ第1〜第3因子を示している。また、X1X2,X1X3,X2X3は交互作用、X1X1,X2X2,X3X3は2次成分を示す。X1、X2、X3,X1X2,X1X3,X2X3,X1X1,X2X2,X3X3および定数項は、モデル式の係数に相当する。図7における表は、計測不可点である実験点P(1,0,0)以外の実験点を行列で示したものである。中心点P(0,0,0)は3回実験を行なうので、表の最下段3行が同じ(0,0,0)になっている。図7の表を行列Xとして行列式|XTX|を計算すると、140902400.0であった。
図13において、☆印が計測不可点を示しており、X1、X2、X3は、それぞれ第1〜第3因子を示している。図13における表は、計測不可点である実験点P(-1,1,1)以外の実験点を行列で示したものである。中心点P(0,0,0)は3回実験を行なうので、表の最下段3行が同じ(0,0,0)になっている。図13の表を行列Xとして行列式|XTX|を計算すると、59699200.0であった。
図21においては、候補点は7水準の実験点の中から選択されている。まず、欠測点P(1,1)については、2つの探索方向が採用されているので、候補点P(2/3,1)およびP(1,2/3)が選択されている。欠測点P(−1,−1)については、1つの探索方向が採用されているので、候補点P(−1,−2/3)が選択されている。欠測点P(0,−1)については、1つの探索方向が採用されているので、候補点P(1/3,−1)が選択されている。こうして、4つの候補点が設定された。
図22、図23を参照して、D最適基準の最適化計算が行なわれた結果、候補点P(2/3,2/3)、P(0,−2/3)は不採用となり、追加実験点は、P(−2/3,−2/3)、P(2/3,1)、P(1,2/3)、P(−1,−2/3)、P(1/3,−1)の5点が採用されている。
図23、図24を参照して、追加実験点P(2/3,1)、P(1,2/3)、P(1/3,−1)は計測可能であり、追加実験点P(−1,−2/3)、P(−2/3,−2/3)は計測不可であった。したがって、計測不可が発生しているので、ステップS3からステップS4に処理が進む。再計測後は探索方向の優先順位は再び優先順位1からとなる。そしてステップS4では、優先順位1の追加点探索方向が設定される。
図28には、候補点P(−1,−1/3)、P(0,−2/3)が追加実験点として採用されたことが示されている。そして、ステップS2に処理が進み、この2点の追加実験点に対して計測が行なわれる。
図29では、追加実験点P(−1,−1/3)、P(0,−2/3)は、両方とも計測可能であったことが示されている。したがって、ステップS3で計測不可が発生しなかったので、ステップS10において、このフローチャートの処理が終了する。
(1)計測済みの初期計画を再利用することにより、計測時間を低減できる。
(3)D最適基準を考慮した優先順位に基づく候補点の絞込みにより、最適化計算時間を低減し、かつ応答曲面の精度を確保できる。
Claims (7)
- 各々が複数の制御パラメータの組合せで示される実験点を、応答曲面を得るために必要な第1の数だけ設定するステップと、
設定された前記第1の数の実験点において計測された実験結果データを入力するステップと、
前記実験結果データに基づいて、前記第1の数の実験点のうちに、前記応答曲面を得るのに有効なデータが得られられなかった欠測点が存在するか否かを判断するステップと、
前記欠測点の数よりも多い第2の数の追加実験点を設定するステップとを備え、
前記第2の数の追加実験点は、前記応答曲面を得るために、前記第1の数の実験点から前記欠測点を排除した有効実験点と組合せて使用するものであり、
前記欠測点を基準として前記複数の制御パラメータをどのように変更するかについて、予め定められた複数の探索方向が予め定められた複数の優先順位に割り当てられており、
前記追加実験点を設定するステップは、
前記複数の探索方向のうち前記優先順位の高いものから順に適用して、前記欠測点の制御パラメータを変更して前記第2の数以上の第3の数となるまで前記追加実験点の候補点を設定するステップと、
前記第3の数の候補点のうちから前記第2の数の前記追加実験点を選択する組合せを各々評価して、評価結果に基づいて前記第2の数の前記追加実験点を選択するステップとを含む、制御パラメータの実験計画設定方法。 - 前記候補点を設定するステップは、適用した探索方向に前記有効実験点が存在するか否かを判断し、前記有効実験点が存在する場合に、前記適用した探索方向に基づいて制御パラメータを変更した候補点を設定する、請求項1に記載の制御パラメータの実験計画設定方法。
- 各々の実験点の間を内挿するためのモデル式の係数を列方向に並べた行を複数の実験点について行方向に順に並べた行列をXとするとき、
前記優先順位は、前記行列Xにおいて、前記欠測点に代えて前記欠測点の制御パラメータを探索方向に沿って変化させた点を加えた場合の行列式|XTX|の大きさが大きいほど高く設定される、請求項1に記載の制御パラメータの実験計画設定方法。 - 各々の実験点の間を内挿するためのモデル式の係数を列方向に並べた行を複数の実験点について行方向に順に並べた行列をXとするとき、
前記追加実験点を選択するステップは、前記複数の実験点として前記有効実験点に選択した前記第2の数の前記候補点を加えた実験点群の行列Xの行列式|XTX|の大きさが最大となるような前記候補点の組合せを追加実験点として選択する、請求項1に記載の制御パラメータの実験計画設定方法。 - 前記第1の数の実験点は、中心複合計画に基づいて定められる、請求項1に記載の制御パラメータの実験計画設定方法。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の制御パラメータの実験計画設定方法をコンピュータに実行させるプログラム。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の制御パラメータの実験計画設定方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
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