JP7748895B2 - Suspension Control Device - Google Patents
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Description
本開示は、車両のサスペンションを制御するサスペンション制御装置に関する。 This disclosure relates to a suspension control device that controls a vehicle suspension.
これまでのサスペンション制御は、車両状態を検出または推定し、それに応じたフィードバック制御を行っている(特許文献1参照)。フィードバック制御には、例えばスカイフック制御則やBLQ(Bi-linear Optimal Control)が用いられている。また、特許文献1には、直接最適制御の指令と車両状態をAI(artificial intelligence)に予め学習させ、学習結果の重み係数のみを用いて指令を算出することで、ステップ毎の最適化なしにリアルタイムで最適制御を実現する手段が開示されている。 Conventional suspension control involves detecting or estimating the vehicle state and performing feedback control accordingly (see Patent Document 1). Feedback control uses, for example, the Skyhook control law or BLQ (Bi-linear Optimal Control). Patent Document 1 also discloses a method for achieving optimal control in real time without step-by-step optimization by having AI (artificial intelligence) learn the direct optimal control commands and vehicle state in advance, and then calculating commands using only the weighting coefficients of the learning results.
ところで、特許文献1に開示されたサスペンション制御装置では、走行試験等で計測したデータを、机上またはリアルタイムでAIに学習させ、最適制御指令の精度を向上させている。このとき、学習において多く含まれるパターンに偏って、AIによる最適制御指令の精度が高くなる。計測データには、車両への入力が大きい路面のデータと平坦な路面のデータとが混在している。このうち平坦な路面では、ロール等の車両入力がない限りサスペンションは積極的に制御しなくてよい。しかしながら、計測データ全てを学習に用いると、サスペンションを積極的に制御すべきパターンの割合が相対的に低くなる虞れがある。その場合、制御で必要なパターンに対して、AIによる最適制御指令の精度が低下するという課題があった。 In the suspension control device disclosed in Patent Document 1, data measured during driving tests, etc., is learned by AI either theoretically or in real time, improving the accuracy of optimal control commands. In this case, the learning process is biased toward patterns that are frequently included, resulting in higher accuracy of the optimal control commands generated by the AI. The measured data includes a mixture of data on road surfaces with large inputs to the vehicle and data on flat road surfaces. On flat road surfaces, there is no need to actively control the suspension unless there is vehicle input such as roll. However, if all measured data is used for learning, there is a risk that the proportion of patterns that require active suspension control will be relatively low. In this case, there is an issue of reduced accuracy of the optimal control commands generated by the AI for patterns required for control.
本発明の一実施形態の目的は、学習用データを効果的に抽出し、AIによる出力の精度を向上させることが可能なサスペンション制御装置を提供することにある。 The objective of one embodiment of the present invention is to provide a suspension control system that can effectively extract learning data and improve the accuracy of AI output.
本発明の一実施形態は、車両の車体と車輪との間に介装して設けられ、前記車体と前記車輪との間の力を調整可能な力発生機構を制御するサスペンション制御装置であって、前記車両の状態量を検出または推定する車両状態量取得部と、前記車両状態量取得部の取得結果に基づいて前記力発生機構に対する指令値を学習するAI学習部と、を有し、前記AI学習部は、前記力発生機構の動作要否と相関が高い物理量の絶対値に基づいて、前記絶対値が閾値を超えないデータを除去する機能を有している。 One embodiment of the present invention is a suspension control device that is installed between a vehicle body and a wheel and controls a force generating mechanism that can adjust the force between the vehicle body and the wheel. The device has a vehicle state quantity acquisition unit that detects or estimates a state quantity of the vehicle, and an AI learning unit that learns a command value for the force generating mechanism based on the results acquired by the vehicle state quantity acquisition unit. The AI learning unit has a function of removing data whose absolute value does not exceed a threshold, based on the absolute value of a physical quantity that is highly correlated with whether or not the force generating mechanism needs to operate.
また、本発明の一実施形態は、車両の車体と車輪との間に介装して設けられ、前記車体と前記車輪との間の力を調整可能な力発生機構を制御するサスペンション制御装置であって、前記車両の状態量を推定する車両状態量学習部と、前記車両状態量学習部の推定結果に基づいて前記力発生機構に対する指令値を学習するAI学習部と、を有し、前記AI学習部は、前記力発生機構の動作要否と相関が高い前記状態量の絶対値に基づいて、前記絶対値が閾値を超えないデータを除去する機能を有し、前記車両状態量学習部は、前記AI学習部による除去後のデータを用いて、前記車両の動作に関する物理量に基づいて前記状態量を学習する。 Another embodiment of the present invention is a suspension control device that is installed between a vehicle body and a wheel and controls a force generating mechanism that can adjust the force between the vehicle body and the wheel, and includes a vehicle state quantity learning unit that estimates a state quantity of the vehicle, and an AI learning unit that learns a command value for the force generating mechanism based on the estimation result of the vehicle state quantity learning unit, wherein the AI learning unit has a function of removing data whose absolute value does not exceed a threshold based on the absolute value of the state quantity that is highly correlated with whether or not the force generating mechanism needs to operate, and the vehicle state quantity learning unit learns the state quantity based on physical quantities related to the operation of the vehicle using the data removed by the AI learning unit.
本発明の一実施形態によれば、学習用データを効果的に抽出し、AIによる出力の精度を向上させることができる。 According to one embodiment of the present invention, learning data can be effectively extracted, improving the accuracy of AI output.
以下、本発明の実施形態によるサスペンション制御装置を、4輪自動車に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。 The suspension control device according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings, taking as an example a case in which it is applied to a four-wheeled vehicle.
図1ないし図3は、本発明の第1の実施形態を示している。図1において、車両のボディを構成する車体1の下側には、例えば左,右の前輪と左,右の後輪(以下、総称して車輪2という)が設けられている。これらの車輪2は、タイヤ3を含んで構成されている。タイヤ3は、路面の細かい凹凸を吸収するばねとして作用する。 Figures 1 to 3 show a first embodiment of the present invention. In Figure 1, for example, left and right front wheels and left and right rear wheels (hereinafter collectively referred to as wheels 2) are provided on the underside of a vehicle body 1 that constitutes the body of a vehicle. These wheels 2 are configured to include tires 3. The tires 3 act as springs that absorb small irregularities in the road surface.
サスペンション装置4は、車体1と車輪2との間に介装して設けられている。サスペンション装置4は、懸架ばね5(以下、スプリング5という)と、スプリング5と並列関係をなして車体1と車輪2との間に介装して設けられた減衰力調整式緩衝器(以下、可変ダンパ6という)とにより構成される。なお、図1は、1組のサスペンション装置4を、車体1と車輪2との間に設けた場合を模式的に図示している。4輪自動車の場合、サスペンション装置4は、4つの車輪2と車体1との間に個別に独立して合計4組設けられる。 The suspension device 4 is installed between the vehicle body 1 and the wheels 2. The suspension device 4 is composed of a suspension spring 5 (hereinafter referred to as spring 5) and an adjustable damping shock absorber (hereinafter referred to as variable damper 6) installed in parallel with the spring 5 between the vehicle body 1 and the wheels 2. Note that Figure 1 schematically illustrates a case in which one set of suspension devices 4 is installed between the vehicle body 1 and the wheels 2. In the case of a four-wheeled vehicle, a total of four sets of suspension devices 4 are installed individually and independently between the four wheels 2 and the vehicle body 1.
ここで、サスペンション装置4の可変ダンパ6は、車体1側と車輪2側との間で調整可能な力を発生する力発生機構である。可変ダンパ6は、減衰力調整式の油圧緩衝器を用いて構成されている。可変ダンパ6には、発生減衰力の特性(即ち、減衰力特性)をハードな特性(硬特性)からソフトな特性(軟特性)に連続的に調整するため、減衰力調整バルブ等からなる減衰力可変アクチュエータ7が付設されている。なお、減衰力可変アクチュエータ7は、減衰力特性を必ずしも連続的に調整する構成でなくてもよく、例えば2段階以上の複数段階で減衰力を調整可能なものであってもよい。また、可変ダンパ6は、圧力制御タイプでもよく、流量制御タイプであってもよい。 Here, the variable damper 6 of the suspension device 4 is a force generation mechanism that generates an adjustable force between the vehicle body 1 side and the wheel 2 side. The variable damper 6 is configured using a hydraulic shock absorber with adjustable damping force. The variable damper 6 is equipped with a variable damping force actuator 7 consisting of a damping force adjustment valve or the like to continuously adjust the characteristics of the generated damping force (i.e., the damping force characteristics) from hard characteristics to soft characteristics. Note that the variable damping force actuator 7 does not necessarily have to be configured to continuously adjust the damping force characteristics; it may also be capable of adjusting the damping force in multiple stages, for example, two or more stages. The variable damper 6 may also be a pressure control type or a flow control type.
ばね上加速度センサ8は、車体1(ばね上)の上下加速度を検出する。ばね上加速度センサ8は、車体1の任意の位置に設けられている。ばね上加速度センサ8は、例えば可変ダンパ6の近傍となる位置で車体1に取り付けられている。ばね上加速度センサ8は、所謂ばね上側となる車体1側で上下方向の振動加速度を検出し、その検出信号を電子制御ユニット11(以下、ECU11という)に出力する。 The sprung acceleration sensor 8 detects the vertical acceleration of the vehicle body 1 (sprung mass). The sprung acceleration sensor 8 is provided at any position on the vehicle body 1. For example, the sprung acceleration sensor 8 is attached to the vehicle body 1 at a position near the variable damper 6. The sprung acceleration sensor 8 detects vertical vibration acceleration on the vehicle body 1 side, which is the so-called sprung mass side, and outputs the detection signal to the electronic control unit 11 (hereinafter referred to as ECU 11).
車高センサ9は、車体1の高さを検出する。車高センサ9は、例えばばね上側となる車体1側に、それぞれの車輪2に対応して複数個(例えば、4個)設けられている。即ち、各車高センサ9は、各車輪2に対する車体1の相対位置(高さ位置)を検出し、その検出信号をECU11に出力する。車高センサ9およびばね上加速度センサ8は、車両の状態量を検出する車両状態量取得部を構成する。なお、車両の状態量は、車体1の上下加速度と車体1の高さに限らない。車両の状態量は、例えば、車体1の高さ(車高)を微分した相対速度、車体1の上下加速度を積分した上下速度などを含んでもよい。この場合、車両状態量取得部は、車高センサ9、ばね上加速度センサ8に加えて、車高を微分する微分器、上下加速度を積分する積分器などを有している。 The vehicle height sensor 9 detects the height of the vehicle body 1. Multiple vehicle height sensors 9 (e.g., four) are provided on the vehicle body 1, for example, on the sprung side, corresponding to each wheel 2. That is, each vehicle height sensor 9 detects the relative position (height position) of the vehicle body 1 with respect to each wheel 2 and outputs the detection signal to the ECU 11. The vehicle height sensor 9 and the sprung acceleration sensor 8 constitute a vehicle state quantity acquisition unit that detects vehicle state quantities. Note that the vehicle state quantities are not limited to the vertical acceleration of the vehicle body 1 and the height of the vehicle body 1. The vehicle state quantities may include, for example, a relative velocity obtained by differentiating the height (vehicle height) of the vehicle body 1, and a vertical velocity obtained by integrating the vertical acceleration of the vehicle body 1. In this case, in addition to the vehicle height sensor 9 and the sprung acceleration sensor 8, the vehicle state quantity acquisition unit includes a differentiator that differentiates the vehicle height, an integrator that integrates the vertical acceleration, and the like.
路面計測センサ10は、路面情報としての路面プロフィールを検出する路面プロフィール取得部を構成している。路面計測センサ10は、例えば複数のミリ波レーダによって構成されている。路面計測センサ10は、車両前方の路面状態(具体的には、検出対象の路面までの距離と角度、画面位置と距離を含む)を計測して検出する。路面計測センサ10は、路面の検出値に基づき、路面のプロフィールを出力する。 The road surface measurement sensor 10 constitutes a road surface profile acquisition unit that detects road surface profiles as road surface information. The road surface measurement sensor 10 is composed of, for example, multiple millimeter-wave radars. The road surface measurement sensor 10 measures and detects the road surface conditions ahead of the vehicle (specifically, including the distance and angle to the road surface to be detected, as well as the screen position and distance). The road surface measurement sensor 10 outputs a road surface profile based on the detected road surface values.
なお、路面計測センサ10は、例えばミリ波レーダとモノラルカメラを組み合わせたものでもよく、特開2011-138244号公報等に記載のように、左,右一対の撮像素子(デジタルカメラ等)を含むステレオカメラによって構成されてもよい。路面計測センサ10は、超音波距離センサ等によって構成されてもよい。 The road surface measurement sensor 10 may be, for example, a combination of millimeter-wave radar and a mono camera, or may be configured as a stereo camera including a pair of left and right image sensors (digital cameras, etc.), as described in JP 2011-138244 A, etc. The road surface measurement sensor 10 may also be configured as an ultrasonic distance sensor, etc.
ECU11は、車両の姿勢制御等を含む挙動制御を行う制御装置である。ECU11は、車両の車体1側に搭載されている。ECU11は、例えばマイクロコンピュータを用いて構成されている。ECU11は、データの記憶が可能なメモリ11Aを有している。ECU11は、コントローラ12を備えている。 The ECU 11 is a control device that controls vehicle behavior, including vehicle attitude control. The ECU 11 is mounted on the vehicle body 1. The ECU 11 is configured using, for example, a microcomputer. The ECU 11 has a memory 11A that can store data. The ECU 11 is equipped with a controller 12.
ECU11は、その入力側がばね上加速度センサ8、車高センサ9および路面計測センサ10に接続され、出力側が可変ダンパ6の減衰力可変アクチュエータ7に接続されている。ECU11は、ばね上加速度センサ8による上下方向の振動加速度の検出値と、車高センサ9による車高の検出値と、路面計測センサ10による路面の検出値とに基づき、路面のプロフィールと車両状態量をコントローラ12に出力する。コントローラ12は、路面のプロフィールと車両状態量とに基づいて、サスペンション装置4の可変ダンパ6(力発生機構)で発生すべき力を求め、その命令信号をサスペンション装置4の減衰力可変アクチュエータ7に出力する。 The input side of the ECU 11 is connected to the sprung acceleration sensor 8, vehicle height sensor 9, and road surface measurement sensor 10, and the output side is connected to the variable damping force actuator 7 of the variable damper 6. The ECU 11 outputs the road surface profile and vehicle state quantities to the controller 12 based on the vertical vibration acceleration detected by the sprung acceleration sensor 8, the vehicle height detected by the vehicle height sensor 9, and the road surface detected by the road surface measurement sensor 10. The controller 12 calculates the force to be generated by the variable damper 6 (force generation mechanism) of the suspension unit 4 based on the road surface profile and vehicle state quantities, and outputs a command signal to the variable damping force actuator 7 of the suspension unit 4.
ECU11は、例えば車両が10~20m程度を走行した数秒間に亘って、車両状態量と路面入力のデータをメモリ11Aに保存する。これにより、ECU11は、車両が所定の走行距離を走行したときの路面入力の時系列データ(路面プロフィール)と、車両状態量の時系列データとを生成する。コントローラ12は、路面のプロフィールと車両状態量の時系列データに基づいて、可変ダンパ6で発生すべき減衰力を調整するように制御する。 The ECU 11 stores vehicle state variables and road surface input data in memory 11A over a period of several seconds, for example, when the vehicle has traveled approximately 10 to 20 meters. This allows the ECU 11 to generate time-series data of road surface inputs (road surface profile) and time-series data of vehicle state variables when the vehicle has traveled a specified distance. The controller 12 controls the variable damper 6 to adjust the damping force to be generated based on the road surface profile and the time-series data of vehicle state variables.
コントローラ12は、AIを構成する学習済みのDNN13(ディープニューラルネットワーク)を備えている。DNN13は、AI学習部23の一部であり、例えば4層以上の多層のニューラルネットワークによって構成されている。各層は、複数のニューロンを備えており、隣り合う2つの層のニューロンは、重み係数で結合されている。重み係数は、事前の学習によって設定されている。コントローラ12は、ばね上加速度センサ8による上下方向の振動加速度の検出値と、車高センサ9による車高の検出値と、路面計測センサ10による路面の検出値とに基づいて 、路面入力の時系列データ(路面プロフィール)と、車両状態量の時系列データとを取得する。コントローラ12は、路面入力の時系列データと、車両状態量の時系列データとに基づいて、最適指令値の時系列データを出力する。このとき、最新の最適指令値が、現時点の最適な減衰力の指令値に対応する。これにより、コントローラ12は、現在の車両と路面に対して最も適切な減衰力の指令値を出力する。減衰力の指令値は、減衰力可変アクチュエータ7を駆動するための電流値に対応している。 The controller 12 includes a trained deep neural network (DNN) 13 that constitutes the AI. The DNN 13 is part of the AI learning unit 23 and is configured as a multi-layer neural network, for example, with four or more layers. Each layer includes multiple neurons, and neurons in two adjacent layers are connected by weighting coefficients. The weighting coefficients are set through prior training. The controller 12 acquires time-series data of road surface input (road surface profile) and time-series data of vehicle state quantities based on the vertical vibration acceleration detected by the sprung acceleration sensor 8, the vehicle height detected by the vehicle height sensor 9, and the road surface detected by the road surface measurement sensor 10. The controller 12 outputs time-series data of optimal command values based on the time-series data of road surface input and the time-series data of vehicle state quantities. At this time, the latest optimal command value corresponds to the current optimal damping force command value. As a result, the controller 12 outputs the most appropriate damping force command value for the current vehicle and road surface. The damping force command value corresponds to the current value used to drive the damping force variable actuator 7.
次に、コントローラ12のDNN13の学習方法について、図2に示す説明図を参照して説明する。DNN13は、(1)直接最適制御指令値探索、(2)指令値学習、(3)重み係数ダウンロードの処理を実行することによって、構築される。 Next, the learning method of the DNN 13 of the controller 12 will be explained with reference to the explanatory diagram shown in Figure 2. The DNN 13 is constructed by executing the following processes: (1) direct optimal control command value search, (2) command value learning, and (3) weighting coefficient download.
まず、直接最適制御指令値探索を実行するために、車両モデル21を含む解析モデル20を構成する。解析モデル20は、車両の状態量を推定する車両状態量取得部を構成している。図2には、車両モデル21が1輪モデルの場合を例示した。車両モデル21は、例えば左右一対の2輪モデルでもよく、4輪モデル(フルビークルモデル)でもよい。車両モデル21には、路面入力と、直接最適制御部22から最適指令値が入力される。直接最適制御部22は、以下に示す直接最適制御指令値探索の手順に従って、最適指令値を求める。 First, to perform a direct optimal control command value search, an analytical model 20 including a vehicle model 21 is constructed. The analytical model 20 constitutes a vehicle state quantity acquisition unit that estimates the vehicle state quantities. Figure 2 illustrates an example in which the vehicle model 21 is a single-wheel model. The vehicle model 21 may be, for example, a pair of two-wheel models (left and right), or a four-wheel model (full vehicle model). Road surface input and an optimal command value from the direct optimal control unit 22 are input to the vehicle model 21. The direct optimal control unit 22 finds the optimal command value according to the following procedure for direct optimal control command value search.
(1)直接最適制御指令値探索
直接最適制御部22は、事前に車両モデル21を含む解析モデル20を用いて、繰り返し演算により最適指令値を探索する。最適指令値の探索は、以下に示す最適制御問題と定式化し、最適化手法を用いて数値解析的に求める。
(1) Direct Optimal Control Command Value Search The direct optimal control unit 22 searches for an optimal command value by repeated calculations using an analytical model 20 including a vehicle model 21 in advance. The search for the optimal command value is formulated as the optimal control problem shown below, and is obtained numerically using an optimization method.
対象となる車両の運動は、状態方程式によって数1の式で表されるものとする。なお、式中のドットは、時間tによる1階微分(d/dt)を意味する。 The motion of the target vehicle is expressed by the equation of state in Equation 1. Note that the dot in the equation represents the first derivative with respect to time t (d/dt).
ここで、xは状態量、uは制御入力である。状態方程式の初期条件は、数2の式のように与えられる。 Here, x is the state variable and u is the control input. The initial condition of the state equation is given by equation 2.
初期時刻t0から終端時刻tfまでの間に課せられる等式拘束条件と不等式拘束条件は、数3の式および数4の式のように表される。 The equality constraints and inequality constraints imposed from the initial time t0 to the terminal time tf are expressed as in Equation 3 and Equation 4.
最適制御問題は、数1の式に示す状態方程式と、数2の式に示す初期条件と、数3および数4の式に示す拘束条件を満足しつつ、数5の式に示す評価関数Jを最小にするような制御入力u(t)を求める問題である。 The optimal control problem is the problem of finding a control input u(t) that minimizes the evaluation function J shown in equation 5 while satisfying the state equation shown in equation 1, the initial condition shown in equation 2, and the constraints shown in equations 3 and 4.
上記のような拘束条件付きの最適制御問題を解くのは、非常に困難である。このため、最適化手法として拘束条件を簡単に扱うことができる直接法を用いる。この手法は、最適制御問題をパラメタ最適化問題に変換し、最適化手法を用いて解を得る方法である。 Solving an optimal control problem with constraints like the one above is extremely difficult. For this reason, we use a direct optimization method that can easily handle constraints. This method converts the optimal control problem into a parameter optimization problem and uses an optimization method to obtain a solution.
最適制御問題をパラメタ最適化問題に変換するため、初期時刻t0から終端時刻tfまでをN個の区間に分割する。各区間の終端時刻をt1,t2,…,tNと表すと、それらの関係は、数6に示す通りとなる。 In order to convert the optimal control problem into a parameter optimization problem, the period from the initial time t0 to the terminal time tf is divided into N intervals. If the terminal times of each interval are represented as t1 , t2 , ..., tN , the relationship between them is as shown in Equation 6.
連続的な入力u(t)は、数7に示すように、各区間の終端時刻における離散的な値uiで置き換えられる。 The continuous input u(t) is replaced by a discrete value u i at the end time of each interval, as shown in Equation 7.
入力u0,u1,…,uNに対して状態方程式を初期条件x0から数値積分し、各区間の終端時刻における状態量x1,x2,…,xNを求める。このとき、各区間内の入力は、各区間の終端時刻で与えられる入力を一次補間して求める。以上の結果、入力に対して状態量が決定され、これによって評価関数と拘束条件が表現される。よって、変換したパラメタ最適化問題は、次のように表すことができる。 The state equation is numerically integrated from the initial condition x0 for the inputs u0 , u1 , ..., uN to find the state quantities x1 , x2 , ..., xN at the end time of each interval. At this time, the input within each interval is found by linearly interpolating the input given at the end time of each interval. As a result of the above, the state quantities are determined for the inputs, and this expresses the evaluation function and constraint conditions. Therefore, the converted parameter optimization problem can be expressed as follows:
最適化すべきパラメタをまとめてXとすると、数8の式に示すようになる。 If the parameters to be optimized are collectively referred to as X, it becomes as shown in equation 8.
よって、数5の式に示す評価関数は、数9の式のように表される。 Therefore, the evaluation function shown in equation 5 can be expressed as in equation 9.
また、数3および数4の式に示す拘束条件は、数10および数11の式のように表される。 Furthermore, the constraints shown in equations 3 and 4 can be expressed as equations 10 and 11.
このようにして、前述のような最適制御問題は、数8ないし数11の式で表されるパラメタ最適化問題に変換することができる。 In this way, the optimal control problem described above can be converted into a parameter optimization problem expressed by equations 8 to 11.
路面に応じた最適制御指令を求める問題を最適制御問題として定式化するための評価関数Jは、上下加速度Azが最少となって乗り心地が良く、かつ制御指令値uを小さくするように、数12の式のように定義する。ここで、q1,q2は重み係数である。q1,q2は、例えば実験結果等により予め設定されている。 The evaluation function J for formulating the problem of finding an optimal control command according to the road surface as an optimal control problem is defined as in Equation 12 , so that the vertical acceleration Az is minimized to provide a comfortable ride and the control command value u is small. Here, q1 and q2 are weighting coefficients, which are set in advance based on, for example , experimental results.
直接最適制御部22は、このように定式化したパラメタ最適化問題を最適化手法により数値解析的に求め、様々な路面での最適指令値を導出する。 The direct optimization control unit 22 numerically analyzes the parameter optimization problem formulated in this way using an optimization method, and derives optimal command values for various road surfaces.
(2)指令値学習
AI学習部23は、DNN24を備えている。AI学習部23は、直接最適制御指令値探索により導出した最適指令値を出力とし、そのときの路面プロフィール、車両状態量を入力として、様々な路面の入出力を、人工知能となるDNN24に学習させる。DNN24は、学習用のディープニューラルネットワークであり、車載用のDNN13と同じ構成になっている。DNN24には、路面プロフィールとして路面入力の時系列データと、車両状態量の時系列データとが入力される。このとき、路面入力と車両状態量とに対応して最適指令値の時系列データを教師データとして、DNN24におけるニューロン間の重み係数が求められる。なお、DNN24の学習には、後述する学習データ抽出部25によって抽出されたデータ(路面入力の時系列データ、車両状態量の時系列データ、最適指令値の時系列データ)が使用される。
(2) Command Value Learning The AI learning unit 23 includes a DNN 24. The AI learning unit 23 outputs an optimal command value derived by direct optimal control command value search, and inputs the road surface profile and vehicle state quantities at that time, causing the DNN 24, which serves as artificial intelligence, to learn various road surface inputs and outputs. The DNN 24 is a deep neural network for learning, and has the same configuration as the on-board DNN 13. The DNN 24 receives time-series data of road surface inputs and time-series data of vehicle state quantities as road surface profiles. At this time, weighting coefficients between neurons in the DNN 24 are calculated using the time-series data of the optimal command value corresponding to the road surface input and the vehicle state quantities as training data. Note that data extracted by a learning data extraction unit 25 (described later) (time-series data of road surface inputs, time-series data of vehicle state quantities, and time-series data of the optimal command value) are used for learning the DNN 24.
(3)重み係数ダウンロード
指令値学習によって学習したDNN24の重み係数を、実際のECU11の指令値決定部となるDNN13に設定する。これにより、コントローラ12のDNN13が構成される。
(3) Weighting Coefficient Download The weighting coefficients of the DNN 24 learned by the command value learning are set in the DNN 13, which is the command value determination unit of the actual ECU 11. In this way, the DNN 13 of the controller 12 is configured.
(4)最適指令値計算
DNN13を含むコントローラ12は、車両に搭載される。コントローラ12の入力側には、ばね上加速度センサ8、車高センサ9および路面計測センサ10が接続されている。コントローラ12の出力側には、可変ダンパ6の減衰力可変アクチュエータ7に接続されている。コントローラ12は、ばね上加速度センサ8、車高センサ9および路面計測センサ10の検出信号に基づいて、路面入力と車両状態量とを取得する。コントローラ12は、路面プロフィールとして路面入力の時系列データと、車両状態量の時系列データとをDNN13に入力する。DNN13は、路面入力と車両状態量の時系列データが入力されると、学習結果に応じて最適指令となる可変ダンパ6に対する指令値を出力する。
(4) Calculation of Optimal Command Value A controller 12 including a DNN 13 is mounted on a vehicle. The input side of the controller 12 is connected to the sprung acceleration sensor 8, the vehicle height sensor 9, and the road surface measurement sensor 10. The output side of the controller 12 is connected to the variable damping force actuator 7 of the variable damper 6. The controller 12 acquires road surface inputs and vehicle state quantities based on the detection signals of the sprung acceleration sensor 8, the vehicle height sensor 9, and the road surface measurement sensor 10. The controller 12 inputs time-series data of the road surface inputs and time-series data of the vehicle state quantities as a road surface profile to the DNN 13. When the time-series data of the road surface inputs and the vehicle state quantities are input, the DNN 13 outputs a command value for the variable damper 6 that becomes an optimal command in accordance with the learning results.
このように、直接最適制御部22は、様々な条件において、直接最適制御指令をオフラインの数値最適化により導出する。その際の路面プロフィールおよび車両状態量と最適指令を人工知能(DNN24)に学習させる。この結果、ステップ毎の最適化を行うことなく、DNN13を搭載したコントローラ12(ECU11)によって、直接最適制御を実現することができる。 In this way, the direct optimization control unit 22 derives direct optimal control commands under various conditions through offline numerical optimization. The artificial intelligence (DNN 24) learns the road surface profile, vehicle state variables, and optimal commands used in this process. As a result, direct optimal control can be achieved by the controller 12 (ECU 11) equipped with the DNN 13, without performing optimization for each step.
次に、学習データ抽出部25によるデータ抽出処理について説明する。まず、学習に用いる路面入力、車両状態量、最適制御指令のデータを蓄積する。これらのデータは、例えば路面入力のデータから解析モデル20(車両モデル21)および直接最適制御部22を用いて算出したものでもよく、実際に車両を走行させてセンサ(ばね上加速度センサ8、車高センサ9、路面計測センサ10)によって取得したデータでもよい。センサによって計測したデータを用いる場合には、センサが車両の状態量を検出する車両状態量取得部を構成する。 Next, the data extraction process performed by the learning data extraction unit 25 will be described. First, data on road surface inputs, vehicle state variables, and optimal control commands to be used for learning is accumulated. This data may be calculated from road surface input data using the analysis model 20 (vehicle model 21) and the direct optimal control unit 22, for example, or may be data acquired by sensors (sprung acceleration sensor 8, vehicle height sensor 9, road surface measurement sensor 10) while the vehicle is actually running. When data measured by sensors is used, the sensors constitute a vehicle state variable acquisition unit that detects the vehicle state variables.
これらのデータのうち、車両状態量に含まれるばね上速度と、学習値となる最適制御指令の制御量との相関を求める。制御量の増加しない範囲で、ばね上速度の絶対値の閾値となる一定値を決定する。この一定値は、ばね上速度の振幅の大きさの閾値である。この閾値の設定方法は、閾値の上限側からの設定方法である。閾値の下限側からの設定としては、平坦な路面を直進している際のデータが除外可能なように、閾値を決定する。 From this data, the correlation is found between the sprung speed included in the vehicle state quantities and the control variable of the optimal control command, which is the learned value. A constant value is determined as the threshold for the absolute value of the sprung speed, within a range where the control variable does not increase. This constant value is a threshold for the amplitude of the sprung speed. This threshold is set from the upper limit side. When setting from the lower limit side, the threshold is determined so that data from when the vehicle is traveling straight on a flat road can be excluded.
次に、車両の走行試験等でばね上加速度センサ8、車高センサ9および路面計測センサ10によって計測したデータ(検出値)をAI学習部23に入力する。AI学習部23は、直接最適制御部22を用いて最適指令値(制御量)を算出する。 Next, data (detected values) measured by the sprung acceleration sensor 8, vehicle height sensor 9, and road surface measurement sensor 10 during a vehicle driving test or the like are input to the AI learning unit 23. The AI learning unit 23 then directly calculates the optimal command value (control amount) using the optimal control unit 22.
一方、学習データ抽出部25は、例えばばね上加速度センサ8からのばね上加速度に基づいて、ばね上速度を取得する。学習データ抽出部25は、センサからの検出値に対応したばね上速度を用いて、取得済みのデータをAI学習用のデータとして抽出するかを判断する。具体的には、学習データ抽出部25は、物理量としてのばね上速度に基づいて、AI学習用のデータとして抽出するか否かを判断する。 Meanwhile, the learning data extraction unit 25 acquires the sprung velocity based on, for example, the sprung acceleration from the sprung acceleration sensor 8. The learning data extraction unit 25 uses the sprung velocity corresponding to the detected value from the sensor to determine whether to extract the acquired data as data for AI learning. Specifically, the learning data extraction unit 25 determines whether to extract the data as data for AI learning based on the sprung velocity as a physical quantity.
ばね上速度は、制御量(最適指令値)と相関が大きい。このため、ばね上速度の絶対値が予め決定した一定値(閾値)以上である場合に、データを抽出して学習に用いると判断する。DNN24の学習には、ばね上速度の絶対値が一定値(閾値)以上である場合のデータが使用される。一方、DNN24の学習には、ばね上速度の絶対値が一定値よりも小さい場合のデータは使用されない。 Sprung speed has a high correlation with the control variable (optimal command value). For this reason, if the absolute value of the sprung speed is equal to or greater than a predetermined constant value (threshold), it is determined that the data should be extracted and used for learning. For learning by the DNN24, data where the absolute value of the sprung speed is equal to or greater than the constant value (threshold) is used. On the other hand, for learning by the DNN24, data where the absolute value of the sprung speed is less than the constant value is not used.
このとき、ばね上速度(物理量)の値は、ばね上加速度センサ8の検出値を用いて算出した値である。これに限らず、ばね上速度の値は、ばね上速度センサを用いて直接的に計測してもよい。また、ばね上速度の値は、路面入力から解析モデル20(車両モデル21)を用いて推定した推定値でもよい。即ち、抽出前の車両状態量のデータは、走行試験で取得したデータに限らず、路面入力に基づいて、解析モデル20によって算出したものでもよい。 In this case, the value of the sprung velocity (physical quantity) is a value calculated using the detection value of the sprung acceleration sensor 8. However, the value of the sprung velocity may also be measured directly using a sprung velocity sensor. The value of the sprung velocity may also be an estimated value estimated from road surface input using the analysis model 20 (vehicle model 21). In other words, the data of the vehicle state quantity before extraction is not limited to data acquired during a driving test, but may also be calculated by the analysis model 20 based on the road surface input.
また、学習データ抽出部25によるデータ抽出の判定結果は、DNN24の学習に用いるか否かに限らず、計測したデータに対して直接最適制御部22を用いて最適指令値(制御量)を算出するか否かの判断に用いてもよい。この場合、抽出されなかったデータに対して最適指令値を算出する必要がなくなるから、不要な最適指令値の算出を省くことでき、学習時間を短縮することができる。さらに、学習データ抽出部25によるデータ抽出の判定結果は、リアルタイムで計測中のデータを保存するか否かに用いてもよく、DNNのリアルタイム学習を行う場合にDNNに入力するか否かに用いてもよい。また、オンラインで集積されたデータを用いたオフラインでDNNを学習させる場合には、学習データ抽出部25によるデータ抽出の判定結果は、計測データをサーバに送信するか否かに用いてもよい。 Furthermore, the data extraction determination result by the learning data extraction unit 25 may be used not only to determine whether or not to use the data for learning by the DNN 24, but also to determine whether or not to calculate optimal command values (control variables) for the measured data directly using the optimal control unit 22. In this case, there is no need to calculate optimal command values for data that was not extracted, so the calculation of unnecessary optimal command values can be avoided, thereby shortening the learning time. Furthermore, the data extraction determination result by the learning data extraction unit 25 may be used to determine whether or not to save data being measured in real time, or whether or not to input it to the DNN when performing real-time learning of the DNN. Furthermore, when training a DNN offline using data collected online, the data extraction determination result by the learning data extraction unit 25 may be used to determine whether or not to send the measurement data to a server.
かくして、本実施形態によれば、車両の車体1と車輪2との間に介装して設けられ、車体1と車輪2との間の力を調整可能な可変ダンパ6(力発生機構)を制御するサスペンション制御装置であって、車両の状態量を検出する車両状態量取得部としてのばね上加速度センサ8および車高センサ9と、ばね上加速度センサ8および車高センサ9の取得結果に基づいて可変ダンパ6に対する指令値を学習するAI学習部23と、を有し、AI学習部23は、可変ダンパ6の動作要否と相関が高いばね上速度(物理量)の絶対値に基づいて、ばね上速度が閾値を超えないデータを除去する学習データ抽出部25を有している。 Thus, according to this embodiment, the suspension control device controls a variable damper 6 (force generating mechanism) that is installed between the vehicle body 1 and the wheel 2 and can adjust the force between the vehicle body 1 and the wheel 2. It includes a sprung acceleration sensor 8 and a vehicle height sensor 9 as a vehicle state quantity acquisition unit that detects vehicle state quantities, and an AI learning unit 23 that learns command values for the variable damper 6 based on the results acquired by the sprung acceleration sensor 8 and the vehicle height sensor 9. The AI learning unit 23 includes a learning data extraction unit 25 that removes data in which the sprung velocity does not exceed a threshold value, based on the absolute value of the sprung velocity (physical quantity) that is highly correlated with whether the variable damper 6 needs to operate.
これにより、AI学習部23は、走行中にセンサ等で計測が可能な物理量に着目してデータ抽出の閾値を設け、学習用のデータからサスペンション装置4を積極的に制御する必要がないパターンを除外する。この結果、最適制御指令の制御量に対して相関が低いデータを除去してDNN24を学習することができる。この結果、DNN24の学習用データを効果的に抽出し、DNN24の学習結果に基づくDNN13の推定精度を向上させることができる。 As a result, the AI learning unit 23 sets a threshold for data extraction by focusing on physical quantities that can be measured by sensors or the like while driving, and excludes patterns from the learning data that do not require active control of the suspension device 4. As a result, the DNN 24 can learn by removing data that has a low correlation with the control amount of the optimal control command. As a result, learning data for the DNN 24 can be effectively extracted, and the estimation accuracy of the DNN 13 based on the learning results of the DNN 24 can be improved.
また、ばね上速度は、制御指令を算出するときの主な入力になるため、指令値との相関は強い。しかしながら、例えばフィルタ処理等によって、ばね上速度にも感度のない範囲が存在する。これに対し、学習データ抽出部25は、ばね上速度の絶対値として、ばね上速度の振幅の大きさに基づいて、データを抽出するか否かを判断する。このため、ばね上速度の感度のない範囲のデータを除去することができる。これにより、ばね上速度の閾値を決定した後は、簡便にデータの抽出を行うことができる。この結果、走行時に取得したデータを用いてDNN13をリアルタイム学習させるときでも、容易に適用することができる。 In addition, since sprung speed is the main input when calculating control commands, it has a strong correlation with the command value. However, there is a range of insensitivity to sprung speed, for example, due to filtering. In response to this, the learning data extraction unit 25 determines whether to extract data based on the magnitude of the amplitude of the sprung speed as the absolute value of the sprung speed. This makes it possible to remove data in the range of insensitivity to sprung speed. This makes it easy to extract data after determining the threshold value for sprung speed. As a result, it can be easily applied even when performing real-time learning on the DNN 13 using data acquired during driving.
なお、第1の実施形態では、4輪全てで同じDNN13を用いる場合を例示した。本発明はこれに限らず、前輪と後輪でそれぞれ異なるDNNの重みを設定し、4輪独立して可変ダンパを制御してもよい。 In the first embodiment, the same DNN 13 is used for all four wheels. However, the present invention is not limited to this. Different DNN weights may be set for the front and rear wheels, and the variable dampers may be controlled independently for each of the four wheels.
次に、図4は第2の実施形態を示している。第2の実施形態の特徴は、AI学習部は、ばね上とばね下の相対速度の変化速度が所定条件を満たすときに、相対速度の絶対値が閾値を超えたデータを用いて学習を行い、それ以外のデータを除去することにある。なお、第2の実施形態では、上述した第1の実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, Figure 4 shows a second embodiment. A feature of the second embodiment is that when the rate of change in the relative velocity between the sprung and unsprung masses meets a predetermined condition, the AI learning unit performs learning using data in which the absolute value of the relative velocity exceeds a threshold, and removes other data. Note that in the second embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are assigned the same reference numerals, and their description will be omitted.
AI学習部31は、第2の実施形態による学習データ抽出部32によって抽出されたデータ(路面入力の時系列データ、車両状態量の時系列データ、最適指令値の時系列データ)を用いて、DNN24を学習させる。そこで、学習データ抽出部32によるデータ抽出処理について説明する。 The AI learning unit 31 trains the DNN 24 using data extracted by the learning data extraction unit 32 according to the second embodiment (time series data of road surface input, time series data of vehicle state quantities, and time series data of optimal command values). Therefore, the data extraction process performed by the learning data extraction unit 32 will be described below.
まず、学習に用いる路面入力、車両状態量、最適制御指令のデータを蓄積する。学習データ抽出部32は、バンドパスフィルタ33(BPF)を備えている。バンドパスフィルタ33は、これらのデータのうち、車両状態量に含まれるばね上とばね下の相対速度に対して、制御を適用すべき周波数帯域の信号を通過させ、他の周波数帯域の信号を減衰させる。このとき、バンドパスフィルタ33の通過帯域は、例えば1Hz付近のように制御が増加する周波数帯域に設定されている。バンドパスフィルタ33の通過帯域は、事前に走行データを解析し、制御量が増加する周波数帯域を調べることによって、決定されている。 First, data on road surface inputs, vehicle state variables, and optimal control commands to be used for learning is accumulated. The learning data extraction unit 32 is equipped with a bandpass filter 33 (BPF). Of this data, the bandpass filter 33 passes signals in the frequency band to which control should be applied for the relative speed between sprung and unsprung parts, which is included in the vehicle state variables, and attenuates signals in other frequency bands. In this case, the passband of the bandpass filter 33 is set to a frequency band where control increases, such as around 1 Hz. The passband of the bandpass filter 33 is determined in advance by analyzing driving data and examining frequency bands where control variables increase.
また、バンドパスフィルタ33を通過した相対速度の信号と、学習値となる最適制御指令の制御量との相関を求める。制御量の増加しない範囲で、相対速度の閾値となる一定値を決定する。この一定値は、相対速度の振幅の大きさの閾値である。一定値(閾値)は、平坦な路面を直進している際のデータが除外可能な値に決定してもよい。 The correlation between the relative speed signal that has passed through the band-pass filter 33 and the control variable of the optimal control command, which is the learning value, is calculated. A fixed value that serves as the threshold for the relative speed is determined within a range that does not increase the control variable. This fixed value is the threshold for the amplitude of the relative speed. The fixed value (threshold) may be determined to a value that allows data from when the vehicle is traveling straight on a flat road to be excluded.
次に、車両の走行試験等でばね上加速度センサ8、車高センサ9および路面計測センサ10によって計測したデータ(検出値)をAI学習部31に入力する。AI学習部31は、直接最適制御部22を用いて最適指令値(制御量)を算出する。 Next, data (detected values) measured by the sprung acceleration sensor 8, vehicle height sensor 9, and road surface measurement sensor 10 during a vehicle driving test or the like are input to the AI learning unit 31. The AI learning unit 31 then directly calculates the optimal command value (control amount) using the optimal control unit 22.
一方、学習データ抽出部32は、例えばばね上加速度センサ8と車高センサ9の検出値に基づいて、相対速度を取得する。学習データ抽出部32は、センサからの検出値に対応した相対速度を用いて、取得済みのデータをAI学習用のデータとして抽出するかを判断する。具体的には、学習データ抽出部32は、物理量としての相対速度のうちバンドパスフィルタ33の通過帯域の信号を抽出する。その上で、学習データ抽出部32は、バンドパスフィルタ33を通過した相対速度の振幅の大きさが予め決められた一定値(閾値)以上である場合に、データを抽出して学習に用いると判断する。DNN24の学習には、相対速度の通過帯域成分の絶対値(振幅の大きさ)が一定値(閾値)以上である場合に、そのときのデータが使用される。一方、それ以外のデータは、DNN24の学習には使用されない。 Meanwhile, the learning data extraction unit 32 acquires the relative velocity based on, for example, the detection values of the sprung acceleration sensor 8 and the vehicle height sensor 9. The learning data extraction unit 32 uses the relative velocity corresponding to the detection value from the sensor to determine whether to extract the acquired data as data for AI learning. Specifically, the learning data extraction unit 32 extracts the signal in the passband of the bandpass filter 33 from the relative velocity as a physical quantity. Then, if the magnitude of the amplitude of the relative velocity that has passed through the bandpass filter 33 is equal to or greater than a predetermined constant value (threshold), the learning data extraction unit 32 determines to extract the data and use it for learning. For learning by the DNN 24, if the absolute value (magnitude) of the passband component of the relative velocity is equal to or greater than a predetermined value (threshold), the data at that time is used. On the other hand, other data is not used for learning by the DNN 24.
このとき、相対速度(物理量)の値は、ばね上加速度センサ8、車高センサ9の検出値を用いて算出した値である。これに限らず、相対速度の値は、例えば可変ダンパが取付けられたストロークセンサを用いて直接的に計測してもよい。また、相対速度の値は、路面入力から解析モデル20(車両モデル21)を用いて推定した推定値でもよい。即ち、抽出前の車両状態量のデータは、走行試験で取得したデータに限らず、路面入力に基づいて、解析モデル20によって算出したものでもよい。また、学習データ抽出部32によるデータ抽出の判定結果は、DNN24の学習に用いるか否かに限らず、計測したデータに対して直接最適制御部22を用いて最適指令値(制御量)を算出するか否かの判断に用いてもよい。 In this case, the value of the relative velocity (physical quantity) is calculated using the detection values of the sprung acceleration sensor 8 and the vehicle height sensor 9. Alternatively, the value of the relative velocity may be measured directly, for example, using a stroke sensor equipped with a variable damper. The value of the relative velocity may also be an estimated value estimated from road surface input using the analysis model 20 (vehicle model 21). In other words, the data of the vehicle state quantity before extraction is not limited to data acquired in a driving test, but may also be calculated by the analysis model 20 based on the road surface input. Furthermore, the determination result of data extraction by the learning data extraction unit 32 is not limited to whether or not to use the data for learning by the DNN 24, but may also be used to determine whether or not to calculate an optimal command value (control quantity) directly using the optimization control unit 22 for the measured data.
かくして、第2の実施形態でも、第1の実施形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。相対速度の場合、相対速度の変化速度としての周波数に応じて指令値(制御量)が増減する。これに対し、第2の実施形態では、AI学習部31は、相対速度の周波数(変化速度)が所定条件を満たすときに、相対速度の振幅(絶対値)が閾値を超えたデータを用いて学習を行う。このため、相対速度の感度が高い範囲のデータを用いて、DNN24を学習させることができる。 Thus, the second embodiment can achieve substantially the same effects as the first embodiment. In the case of relative velocity, the command value (control amount) increases or decreases depending on the frequency, which is the rate of change of the relative velocity. In contrast, in the second embodiment, the AI learning unit 31 performs learning using data in which the amplitude (absolute value) of the relative velocity exceeds a threshold when the frequency (rate of change) of the relative velocity satisfies a predetermined condition. Therefore, the DNN 24 can be trained using data in a range where the sensitivity of the relative velocity is high.
次に、図5は第3の実施形態を示している。第3の実施形態の特徴は、AI学習部は、ばね上加速度の変化速度が所定条件を満たすときに、ばね上加速度の絶対値が閾値を超えたデータを用いて学習を行い、それ以外のデータを除去することにある。なお、第3の実施形態では、上述した第1の実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, Figure 5 shows a third embodiment. A feature of the third embodiment is that when the rate of change of sprung acceleration satisfies a predetermined condition, the AI learning unit performs learning using data in which the absolute value of sprung acceleration exceeds a threshold value, and removes other data. Note that in the third embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are assigned the same reference numerals, and their description will be omitted.
AI学習部41は、第3の実施形態による学習データ抽出部42によって抽出されたデータ(路面入力の時系列データ、車両状態量の時系列データ、最適指令値の時系列データ)を用いて、DNN24を学習させる。そこで、学習データ抽出部42によるデータ抽出処理について説明する。 The AI learning unit 41 trains the DNN 24 using data extracted by the learning data extraction unit 42 according to the third embodiment (time series data of road surface input, time series data of vehicle state quantities, and time series data of optimal command values). Therefore, the data extraction process performed by the learning data extraction unit 42 will be described below.
まず、学習に用いる路面入力、車両状態量、最適制御指令のデータを蓄積する。学習データ抽出部42は、バンドパスフィルタ43(BPF)を備えている。バンドパスフィルタ43は、これらのデータのうち、車両状態量に含まれるばね上加速度に対して、制御を適用すべき周波数帯域の信号を通過させ、他の周波数帯域の信号を減衰させる。このとき、バンドパスフィルタ43の通過帯域は、例えば1Hz付近のように制御が増加する周波数帯域に設定されている。バンドパスフィルタ43の通過帯域は、事前に走行データを解析し、制御量が増加する周波数帯域を調べることによって、決定されている。 First, data on road surface inputs, vehicle state variables, and optimal control commands to be used for learning is accumulated. The learning data extraction unit 42 is equipped with a bandpass filter 43 (BPF). Of this data, the bandpass filter 43 passes signals in the frequency band to which control should be applied for the sprung acceleration included in the vehicle state variables, and attenuates signals in other frequency bands. At this time, the passband of the bandpass filter 43 is set to a frequency band where control increases, such as around 1 Hz. The passband of the bandpass filter 43 is determined in advance by analyzing driving data and examining frequency bands where control variables increase.
また、バンドパスフィルタ43を通過したばね上加速度の信号と、学習値となる最適制御指令の制御量との相関を求める。制御量の増加しない範囲で、ばね上加速度の閾値となる一定値を決定する。この一定値は、ばね上加速度の振幅の大きさの閾値である。一定値(閾値)は、平坦な路面を直進している際のデータが除外可能な値に決定してもよい。 The correlation between the sprung acceleration signal that has passed through the band-pass filter 43 and the control variable of the optimal control command, which is the learning value, is calculated. A fixed value that serves as the threshold for sprung acceleration is determined within a range that does not increase the control variable. This fixed value is the threshold for the amplitude of the sprung acceleration. The fixed value (threshold) may be determined to a value that allows data from when the vehicle is traveling straight on a flat road to be excluded.
次に、車両の走行試験等でばね上加速度センサ8、車高センサ9および路面計測センサ10によって計測したデータ(検出値)をAI学習部41に入力する。AI学習部41は、直接最適制御部22を用いて最適指令値(制御量)を算出する。 Next, data (detected values) measured by the sprung acceleration sensor 8, vehicle height sensor 9, and road surface measurement sensor 10 during a vehicle driving test or the like are input to the AI learning unit 41. The AI learning unit 41 directly calculates the optimal command value (control amount) using the optimal control unit 22.
一方、学習データ抽出部42は、例えばばね上加速度センサ8の検出値としてばね上加速度を取得する。学習データ抽出部42は、センサからの検出値に対応したばね上加速度を用いて、取得済みのデータをAI学習用のデータとして抽出するかを判断する。具体的には、学習データ抽出部42は、物理量としてのばね上加速度のうちバンドパスフィルタ43の通過帯域の信号を抽出する。その上で、学習データ抽出部42は、バンドパスフィルタ43を通過したばね上加速度の振幅の大きさが予め決められた一定値(閾値)以上である場合に、データを抽出して学習に用いると判断する。DNN24の学習には、ばね上加速度の通過帯域成分の絶対値(振幅の大きさ)が一定値(閾値)以上である場合に、そのときのデータが使用される。一方、それ以外のデータは、DNN24の学習には使用されない。 Meanwhile, the learning data extraction unit 42 acquires the sprung acceleration, for example, as a detection value from the sprung acceleration sensor 8. The learning data extraction unit 42 uses the sprung acceleration corresponding to the detection value from the sensor to determine whether to extract the acquired data as data for AI learning. Specifically, the learning data extraction unit 42 extracts the signal in the passband of the bandpass filter 43 from the sprung acceleration as a physical quantity. Then, if the magnitude of the amplitude of the sprung acceleration that has passed through the bandpass filter 43 is equal to or greater than a predetermined constant value (threshold), the learning data extraction unit 42 determines to extract the data and use it for learning. For learning by the DNN 24, if the absolute value (magnitude) of the passband component of the sprung acceleration is equal to or greater than a predetermined value (threshold), the data at that time is used. On the other hand, other data is not used for learning by the DNN 24.
このとき、ばね上加速度(物理量)の値は、ばね上加速度センサ8の検出値である。これに限らず、ばね上加速度の値は、路面入力から解析モデル20(車両モデル21)を用いて推定した推定値でもよい。即ち、抽出前の車両状態量のデータは、走行試験で取得したデータに限らず、路面入力に基づいて、解析モデル20によって算出したものでもよい。また、学習データ抽出部42によるデータ抽出の判定結果は、DNN24の学習に用いるか否かに限らず、計測したデータに対して直接最適制御部22を用いて最適指令値(制御量)を算出するか否かの判断に用いてもよい。 In this case, the value of the sprung acceleration (physical quantity) is the detected value of the sprung acceleration sensor 8. However, the value of the sprung acceleration may also be an estimated value estimated from road surface input using the analysis model 20 (vehicle model 21). In other words, the data on the vehicle state quantity before extraction is not limited to data acquired in a driving test, but may also be data calculated by the analysis model 20 based on the road surface input. Furthermore, the result of the data extraction determination by the learning data extraction unit 42 is not limited to whether or not to use the data for learning by the DNN 24, but may also be used to determine whether or not to calculate an optimal command value (control quantity) directly using the optimal control unit 22 for the measured data.
かくして、第3の実施形態でも、第1の実施形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。ばね上加速度の場合、ばね上加速度の周波数に応じて指令値(制御量)が増減する。これに対し、第3の実施形態では、AI学習部41は、ばね上加速度の周波数(変化速度)が所定条件を満たすときに、ばね上加速度の振幅(絶対値)が閾値を超えたデータを用いて学習を行う。このため、ばね上加速度の感度が高い範囲のデータを用いて、DNN24を学習させることができる。 Thus, the third embodiment can achieve substantially the same effects as the first embodiment. In the case of sprung acceleration, the command value (control amount) increases or decreases depending on the frequency of the sprung acceleration. In contrast, in the third embodiment, the AI learning unit 41 performs learning using data in which the amplitude (absolute value) of the sprung acceleration exceeds a threshold when the frequency (rate of change) of the sprung acceleration satisfies a predetermined condition. Therefore, the DNN 24 can be trained using data in a range where the sensitivity of the sprung acceleration is high.
次に、図6および図7は第4の実施形態を示している。第4の実施形態の特徴は、AI学習部は、力発生機構の動作要否と相関が高い車両の状態量の絶対値に基づいて、前記絶対値が閾値を超えないデータを除去する機能を有し、車両状態量学習部は、前記AI学習部による除去後のデータを用いて、前記車両の動作に関する物理量に基づいて前記車両の状態量を学習することにある。なお、第4の実施形態では、上述した第1の実施形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, Figures 6 and 7 show a fourth embodiment. The fourth embodiment is characterized in that the AI learning unit has a function of removing data whose absolute values do not exceed a threshold value based on the absolute values of vehicle state quantities that are highly correlated with whether or not the force generation mechanism needs to operate, and the vehicle state quantity learning unit uses the data removed by the AI learning unit to learn the vehicle state quantities based on physical quantities related to the operation of the vehicle. Note that in the fourth embodiment, the same components as in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and their description will be omitted.
第4の実施形態では、ECU51は、車両の姿勢制御等を含む挙動制御を行う制御装置である。ECU51は、車両の車体1側に搭載されている。ECU51は、第1の実施形態によるECU11と同様に構成されている。ECU51は、例えばマイクロコンピュータを用いて構成され、データの記憶が可能なメモリ51Aを有している。ECU51は、コントローラ52を備えている。 In the fourth embodiment, the ECU 51 is a control device that controls vehicle behavior, including vehicle attitude control. The ECU 51 is mounted on the vehicle body 1. The ECU 51 is configured in the same manner as the ECU 11 of the first embodiment. The ECU 51 is configured using, for example, a microcomputer, and has a memory 51A that can store data. The ECU 51 is equipped with a controller 52.
ECU51は、その入力側がCAN53および路面計測センサ10に接続され、出力側が可変ダンパ6の減衰力可変アクチュエータ7に接続されている。ECU51は、CAN53(Controller Area Network)から車両の動作に関する物理量を取得する。車両の動作に関する物理量には、例えば車輪速、操舵角等が含まれている。コントローラ52は、車両の動作に関する物理量に基づいて、車両の状態量を推定する。コントローラ52は、この車両の状態量と、路面計測センサ10による路面の検出値とに基づいて、サスペンション装置4の可変ダンパ6(力発生機構)で発生すべき力を求め、その命令信号をサスペンション装置4の減衰力可変アクチュエータ7に出力する。 The input side of the ECU 51 is connected to the CAN 53 and the road surface measurement sensor 10, and the output side is connected to the variable damping force actuator 7 of the variable damper 6. The ECU 51 acquires physical quantities related to the vehicle's operation from the CAN 53 (Controller Area Network). Physical quantities related to the vehicle's operation include, for example, wheel speed and steering angle. The controller 52 estimates the vehicle's state quantities based on the physical quantities related to the vehicle's operation. The controller 52 calculates the force to be generated by the variable damper 6 (force generation mechanism) of the suspension unit 4 based on the vehicle's state quantities and the road surface detection values obtained by the road surface measurement sensor 10, and outputs a command signal to the variable damping force actuator 7 of the suspension unit 4.
ECU51は、例えば車両が10~20m程度を走行した数秒間に亘って、車両状態量と路面入力のデータをメモリ51Aに保存する。これにより、ECU51は、車両が所定の走行距離を走行したときの路面入力の時系列データ(路面プロフィール)と、車両状態量の時系列データとを生成する。コントローラ52は、路面のプロフィールと車両状態量の時系列データに基づいて、可変ダンパ6で発生すべき減衰力を調整するように制御する。 The ECU 51 stores vehicle state variables and road surface input data in memory 51A over a period of several seconds, for example, when the vehicle has traveled approximately 10 to 20 meters. This allows the ECU 51 to generate time-series data of road surface inputs (road surface profile) and time-series data of vehicle state variables when the vehicle has traveled a specified distance. The controller 52 controls the variable damper 6 to adjust the damping force to be generated based on the road surface profile and the time-series data of vehicle state variables.
コントローラ52は、学習済みのDNN13(ディープニューラルネットワーク)を備えている。これに加えて、コントローラ52は、車両の動作に関する物理量に基づいて車両の状態量を推定する車両状態量学習部54を備えている。車両状態量学習部54は、DNNを備えており、車両の動作に関する物理量と車両の状態量との相関関係を学習している。これにより、車両状態量学習部54は、CAN53から取得した車両の動作に関する物理量から車両の状態量を推定する。 The controller 52 is equipped with a trained DNN 13 (deep neural network). In addition, the controller 52 is equipped with a vehicle state quantity learning unit 54 that estimates vehicle state quantities based on physical quantities related to the vehicle's operation. The vehicle state quantity learning unit 54 is equipped with a DNN and has learned the correlation between physical quantities related to the vehicle's operation and the vehicle's state quantities. As a result, the vehicle state quantity learning unit 54 estimates the vehicle's state quantities from the physical quantities related to the vehicle's operation obtained from the CAN 53.
コントローラ52は、車両状態量学習部54によって推定した車両の状態量の推定値と、路面計測センサ10による路面の検出値とに基づいて 、路面入力の時系列データ(路面プロフィール)と、車両状態量の時系列データとを取得する。コントローラ52のDNN13は、路面入力の時系列データと、車両状態量の時系列データとに基づいて、最適指令値の時系列データを出力する。これにより、コントローラ52は、現在の車両と路面に対して最も適切な減衰力の指令値を出力する。減衰力の指令値は、減衰力可変アクチュエータ7を駆動するための電流値に対応している。 The controller 52 acquires time-series data of road surface inputs (road surface profile) and time-series data of vehicle state quantities based on the estimated values of vehicle state quantities estimated by the vehicle state quantity learning unit 54 and the road surface detection values by the road surface measurement sensor 10. The DNN 13 of the controller 52 outputs time-series data of optimal command values based on the time-series data of road surface inputs and the time-series data of vehicle state quantities. This allows the controller 52 to output a damping force command value that is most appropriate for the current vehicle and road surface. The damping force command value corresponds to the current value for driving the damping force variable actuator 7.
AI学習部55は、第4の実施形態による学習データ抽出部56によって抽出されたデータ(路面入力の時系列データ、車両状態量の時系列データ、最適指令値の時系列データ)を用いて、DNN24を学習させる。これに加え、車両状態量学習部54は、第4の実施形態による学習データ抽出部56によって抽出されたデータ(路面入力の時系列データ、車両状態量の時系列データ)を用いて、車両状態量学習部54のDNNを学習させる。そこで、学習データ抽出部56によるデータ抽出処理について説明する。 The AI learning unit 55 trains the DNN 24 using data extracted by the learning data extraction unit 56 according to the fourth embodiment (time series data of road surface input, time series data of vehicle state quantities, and time series data of optimal command values). In addition, the vehicle state quantity learning unit 54 trains the DNN of the vehicle state quantity learning unit 54 using data extracted by the learning data extraction unit 56 according to the fourth embodiment (time series data of road surface input, time series data of vehicle state quantities). Here, the data extraction process performed by the learning data extraction unit 56 will be described.
まず、学習に用いる路面入力、車両状態量、最適制御指令のデータを蓄積する。これらのデータは、例えば路面入力のデータから解析モデル20(車両モデル21)および直接最適制御部22を用いて算出したものでもよく、実際に車両を走行させてセンサ(ばね上加速度センサ8、車高センサ9、路面計測センサ10)によって取得したデータでもよい。これらのデータのうち、車両状態量に含まれるばね上速度と、最適制御指令の制御量との相関を求める。制御量の増加しない範囲で、ばね上速度の絶対値の閾値となる一定値を決定する。この一定値は、ばね上速度の振幅の大きさの閾値である。この閾値の設定方法は、閾値の上限側からの設定方法である。閾値の下限側からの設定としては、平坦な路面を直進している際のデータが除外可能なように、閾値を決定する。 First, data on road surface inputs, vehicle state variables, and optimal control commands to be used for learning are accumulated. This data may be calculated from road surface input data using the analytical model 20 (vehicle model 21) and direct optimal control unit 22, or it may be data acquired by actually driving the vehicle and using sensors (sprung acceleration sensor 8, vehicle height sensor 9, road surface measurement sensor 10). From this data, the correlation between the sprung velocity included in the vehicle state variables and the control variable of the optimal control command is determined. A constant value is determined as a threshold for the absolute value of the sprung velocity within a range that does not increase the control variable. This constant value is a threshold for the amplitude of the sprung velocity. This threshold is set from the upper limit of the threshold. When setting from the lower limit of the threshold, the threshold is determined so that data from driving straight on a flat road can be excluded.
次に、CAN53から取得した車輪速および操舵角のデータと、車両の走行試験等でばね上加速度センサ8、車高センサ9および路面計測センサ10によって計測したデータ(検出値)とをAI学習部55に入力する。AI学習部55の学習データ抽出部56は、例えばばね上加速度センサ8からのばね上加速度からばね上速度を取得する。学習データ抽出部56は、センサからの検出値に対応したばね上速度を用いて、取得済みのデータをAI学習用のデータとして抽出するかを判断する。具体的には、物理量としてのばね上速度に基づいて、AI学習用のデータとして抽出するか否かを判断する。 Next, the wheel speed and steering angle data acquired from CAN 53, along with data (detected values) measured by sprung acceleration sensor 8, vehicle height sensor 9, and road surface measurement sensor 10 during vehicle driving tests, etc., are input to AI learning unit 55. Learning data extraction unit 56 of AI learning unit 55 acquires sprung velocity from, for example, the sprung acceleration from sprung acceleration sensor 8. Using the sprung velocity corresponding to the detected value from the sensor, learning data extraction unit 56 determines whether to extract the acquired data as data for AI learning. Specifically, the determination is made based on the sprung velocity as a physical quantity, whether to extract the data as data for AI learning.
学習データ抽出部56は、第1の実施形態による学習データ抽出部25と同様に、ばね上速度の絶対値として、ばね上速度の振幅の大きさが予め決定した一定値(閾値)以上である場合に、データを抽出して学習に用いると判断する。DNN24と車両状態量学習部54の学習には、ばね上速度の絶対値が一定値(閾値)以上である場合のデータが使用される。一方、DNN24と車両状態量学習部54の学習には、ばね上速度の絶対値が一定値よりも小さい場合のデータは使用されない。 Like the learning data extraction unit 25 in the first embodiment, the learning data extraction unit 56 determines to extract data and use it for learning when the magnitude of the amplitude of the sprung velocity, as the absolute value of the sprung velocity, is equal to or greater than a predetermined constant value (threshold value). The learning of the DNN 24 and the vehicle state quantity learning unit 54 uses data when the absolute value of the sprung velocity is equal to or greater than the constant value (threshold value). On the other hand, the learning of the DNN 24 and the vehicle state quantity learning unit 54 does not use data when the absolute value of the sprung velocity is less than the constant value.
DNN24は、学習データ抽出部56によって抽出されたデータ(路面入力の時系列データ、車両状態量の時系列データ、最適指令値の時系列データ)を用いて、路面入力、車両状態量と制御量との相関関係を学習する。また、車両状態量学習部54は、学習データ抽出部56によって抽出されたデータ(車輪速および操舵角の時系列データ、路面入力の時系列データ、車両状態量の時系列データ)を用いて、車輪速および操舵角、路面入力と車両状態量との相関関係を学習する。 The DNN 24 uses the data extracted by the learning data extraction unit 56 (time series data of road surface input, time series data of vehicle state quantities, and time series data of optimal command values) to learn the correlations between road surface inputs, vehicle state quantities, and control quantities. The vehicle state quantity learning unit 54 also uses the data extracted by the learning data extraction unit 56 (time series data of wheel speed and steering angle, time series data of road surface input, and time series data of vehicle state quantities) to learn the correlations between wheel speed and steering angle, road surface input, and vehicle state quantities.
かくして、第4の実施形態でも、第1の実施形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。第4の実施形態では、AI学習部55は、可変ダンパ6(力発生機構)の動作要否と相関が高い状態量(ばね上速度)の絶対値に基づいて、この絶対値が閾値を超えないデータを除去する学習データ抽出部56を有している。これに加えて、車両状態量学習部54は、AI学習部55の学習データ抽出部56による除去後のデータを用いて、車両の動作に関する物理量(車輪速、操舵角等)に基づいて車両の状態量(ばね上加速度、車体の高さ、相対速度、ばね上速度等)を学習する。 Thus, the fourth embodiment can achieve substantially the same effects as the first embodiment. In the fourth embodiment, the AI learning unit 55 has a learning data extraction unit 56 that removes data whose absolute value does not exceed a threshold, based on the absolute value of a state quantity (sprung velocity) that is highly correlated with whether or not the variable damper 6 (force generation mechanism) needs to operate. In addition, the vehicle state quantity learning unit 54 uses the data removed by the learning data extraction unit 56 of the AI learning unit 55 to learn vehicle state quantities (sprung acceleration, vehicle body height, relative velocity, sprung velocity, etc.) based on physical quantities related to vehicle operation (wheel speed, steering angle, etc.).
学習データ抽出部56は、走行中にセンサ等で計測が可能な物理量に着目して抽出の閾値を設け、学習用のデータからサスペンション装置4を積極的に制御する必要がないパターンを除外する。この結果、最適制御指令の制御量に対して相関が低いデータを除去して車両状態量学習部54のDNNを学習することができる。この結果、車両状態量学習部54の学習用データを効果的に抽出し、車両状態量学習部54の学習結果に基づく車両状態量の推定精度を向上させることができる。 The learning data extraction unit 56 sets an extraction threshold based on physical quantities that can be measured by sensors or the like while driving, and excludes patterns from the learning data that do not require active control of the suspension device 4. As a result, data that has a low correlation with the control quantity of the optimal control command can be removed, allowing the DNN of the vehicle state quantity learning unit 54 to be trained. As a result, learning data for the vehicle state quantity learning unit 54 can be effectively extracted, and the estimation accuracy of the vehicle state quantities based on the learning results of the vehicle state quantity learning unit 54 can be improved.
なお、第4の実施形態では、車両の動作に関する物理量(車輪速、操舵角等)はCAN53から取得するものとした。本発明はこれに限らず、例えば車両の動作に関する物理量は、センサ等によって検出してもよい。 In the fourth embodiment, physical quantities related to vehicle operation (wheel speed, steering angle, etc.) are acquired from CAN 53. However, the present invention is not limited to this, and for example, physical quantities related to vehicle operation may be detected by a sensor or the like.
また、学習データ抽出部56は、第1の実施形態による学習データ抽出部25と同様に構成されるものとしたが、第2,第3の実施形態による学習データ抽出部32,42と同様に構成されるものとしてもよい。 Furthermore, the learning data extraction unit 56 is configured similarly to the learning data extraction unit 25 in the first embodiment, but may also be configured similarly to the learning data extraction units 32 and 42 in the second and third embodiments.
前記各実施形態では、路面プロフィール取得部は、路面計測センサ10によって路面のプロフィールを検出した。本発明はこれに限らず、路面プロフィール取得部は、例えばGPSデータを基にしてサーバから情報を取得するものでもよく、車車間通信により他車から情報を取得するものでもよい。また、路面プロフィール取得部は、ばね上加速度センサ8による上下方向の振動加速度の検出値と、車高センサ9による車高の検出値とに基づき、路面のプロフィールを推定してもよい。この場合、路面プロフィール取得部は、各種のセンサに加えて、ECU11内の演算部分によって構成される。 In each of the above embodiments, the road surface profile acquisition unit detected the road surface profile using the road surface measurement sensor 10. However, the present invention is not limited to this. The road surface profile acquisition unit may acquire information from a server based on GPS data, for example, or may acquire information from other vehicles via vehicle-to-vehicle communication. The road surface profile acquisition unit may also estimate the road surface profile based on the vertical vibration acceleration detected by the sprung acceleration sensor 8 and the vehicle height detected by the vehicle height sensor 9. In this case, the road surface profile acquisition unit is composed of a calculation section within the ECU 11 in addition to various sensors.
前記各実施形態では、サスペンション制御装置は、車両状態量取得部または車両状態量学習部を有するのに加えて、路面プロフィール取得部を有するものとした。本発明はこれに限らず、サスペンション制御装置は、路面プロフィール取得部を有さなくてもよい。この場合、サスペンション制御装置のコントローラは、車両状態量取得部または車両状態量学習部のみの取得結果に基づいて力発生機構の発生力を調整する。コントローラは、車両状態量取得部または車両状態量学習部の取得結果に基づいて力発生機構に対する指令値を学習するAI学習部を有する。コントローラのAI学習部は、事前にある評価関数を最小となるように最適化手法によって求められた指令値と車両状態量取得部または車両状態量学習部の取得結果を学習している。 In each of the above embodiments, the suspension control device has a road surface profile acquisition unit in addition to having a vehicle state quantity acquisition unit or a vehicle state quantity learning unit. The present invention is not limited to this, and the suspension control device does not need to have a road surface profile acquisition unit. In this case, the controller of the suspension control device adjusts the force generated by the force generation mechanism based on the results acquired only by the vehicle state quantity acquisition unit or the vehicle state quantity learning unit. The controller has an AI learning unit that learns a command value for the force generation mechanism based on the results acquired by the vehicle state quantity acquisition unit or the vehicle state quantity learning unit. The AI learning unit of the controller learns the command value obtained in advance using an optimization method to minimize a certain evaluation function and the results acquired by the vehicle state quantity acquisition unit or the vehicle state quantity learning unit.
前記各実施形態では、力発生機構としてセミアクティブダンパからなる可変ダンパ6である場合を例に説明した。本発明はこれに限らず、力発生機構としてアクティブダンパ(電気アクチュエータ、油圧アクチュエータのいずれか)を用いるようにしてもよい。前記各実施形態では、車体1側と車輪2側との間で調整可能な力を発生する力発生機構を、減衰力調整式の油圧緩衝器からなる可変ダンパ6により構成する場合を例に挙げて説明した。本発明はこれに限らず、例えば力発生機構を液圧緩衝器の他に、エアサスペンション、スタビライザ(キネサス)、電磁サスペンション等により構成してもよい。 In the above embodiments, the force generation mechanism is a variable damper 6 made of a semi-active damper. The present invention is not limited to this, and an active damper (either an electric actuator or a hydraulic actuator) may be used as the force generation mechanism. In the above embodiments, the force generation mechanism that generates an adjustable force between the vehicle body 1 side and the wheel 2 side is configured as a variable damper 6 made of a damping force adjustable hydraulic shock absorber. The present invention is not limited to this, and the force generation mechanism may be configured, for example, with air suspension, stabilizer (kinesus), electromagnetic suspension, etc. in addition to a hydraulic shock absorber.
前記各実施形態では、4輪自動車に用いる車両挙動装置を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば2輪、3輪自動車、または作業車両、運搬車両であるトラック、バス等にも適用できるものである。 In the above embodiments, a vehicle behavior device for use in a four-wheeled vehicle has been described as an example. However, the present invention is not limited to this and can also be applied to, for example, two-wheeled and three-wheeled vehicles, or work vehicles and transport vehicles such as trucks and buses.
前記各実施形態は例示であり、異なる実施の形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。 The above embodiments are merely examples, and it goes without saying that partial substitution or combination of the configurations shown in different embodiments is possible.
1:車体、2:車輪、3:タイヤ、4:サスペンション装置、5:懸架ばね(スプリング)、6:可変ダンパ(力発生機構)、7:減衰力可変アクチュエータ、8:ばね上加速度センサ(車両状態量取得部)、9:車高センサ(車両状態量取得部)、10:路面計測センサ、11,51:ECU、12,52:コントローラ、13,24:DNN、20:解析モデル(車両状態量取得部)、21:車両モデル、22:直接最適制御部、23,31,41,55:AI学習部、25,32,42,56:学習データ抽出部、33,43:バンドパスフィルタ、54:車両状態量学習部 1: Vehicle body, 2: Wheel, 3: Tire, 4: Suspension device, 5: Suspension spring, 6: Variable damper (force generation mechanism), 7: Variable damping force actuator, 8: Sprung acceleration sensor (vehicle state quantity acquisition unit), 9: Vehicle height sensor (vehicle state quantity acquisition unit), 10: Road surface measurement sensor, 11, 51: ECU, 12, 52: Controller, 13, 24: DNN, 20: Analysis model (vehicle state quantity acquisition unit), 21: Vehicle model, 22: Direct optimization control unit, 23, 31, 41, 55: AI learning unit, 25, 32, 42, 56: Learning data extraction unit, 33, 43: Bandpass filter, 54: Vehicle state quantity learning unit
Claims (5)
前記車両の状態量を検出または推定する車両状態量取得部と、
前記車両状態量取得部の取得結果に基づいて前記力発生機構に対する指令値を学習するAI学習部と、を有し、
前記AI学習部は、前記力発生機構の動作要否と相関が高い物理量の絶対値に基づいて、前記絶対値が閾値を超えないデータを除去する機能を有するサスペンション制御装置。 1. A suspension control device that controls a force generating mechanism that is interposed between a body and a wheel of a vehicle and is capable of adjusting a force between the body and the wheel,
a vehicle state quantity acquisition unit that detects or estimates a state quantity of the vehicle;
an AI learning unit that learns a command value for the force generating mechanism based on the acquisition result of the vehicle state quantity acquisition unit,
The AI learning unit is a suspension control device having a function of removing data whose absolute value does not exceed a threshold value based on the absolute value of a physical quantity that is highly correlated with whether or not the force generation mechanism needs to operate.
前記物理量はばね上とばね下の相対速度であり、
前記AI学習部は、前記変化速度である前記相対速度の周波数が所定範囲内であり、かつ前記絶対値である前記相対速度の振幅の大きさが前記閾値である所定値を超えたデータを抽出する請求項1に記載のサスペンション制御装置。 the AI learning unit performs learning using data in which the absolute value of the physical quantity exceeds the threshold when the rate of change of the physical quantity satisfies a predetermined condition, and removes other data;
the physical quantity is the relative velocity between the sprung and unsprung masses,
2. The suspension control device according to claim 1, wherein the AI learning unit extracts data in which the frequency of the relative velocity, which is the rate of change, is within a predetermined range and the magnitude of the amplitude of the relative velocity, which is the absolute value, exceeds a predetermined value, which is the threshold value.
前記物理量はばね上加速度であり、
前記AI学習部は、前記変化速度である前記ばね上加速度の周波数が所定範囲内であり、かつ前記絶対値である前記ばね上加速度の振幅の大きさが前記閾値である所定値を超えたデータを抽出する請求項1に記載のサスペンション制御装置。 the AI learning unit extracts data in which the absolute value of the physical quantity exceeds the threshold when the rate of change of the physical quantity satisfies a predetermined condition, and performs learning, and removes other data,
the physical quantity is a sprung acceleration,
The AI learning unit extracts data in which the frequency of the sprung acceleration, which is the rate of change, is within a predetermined range and the magnitude of the amplitude of the sprung acceleration, which is the absolute value, exceeds a predetermined value, which is the threshold value. A suspension control device as described in claim 1.
前記車両の状態量を推定する車両状態量学習部と、
前記車両状態量学習部の推定結果に基づいて前記力発生機構に対する指令値を学習するAI学習部と、を有し、
前記AI学習部は、前記力発生機構の動作要否と相関が高い前記状態量の絶対値に基づいて、前記絶対値が閾値を超えないデータを除去する機能を有し、
前記車両状態量学習部は、前記AI学習部による除去後のデータを用いて、前記車両の動作に関する物理量に基づいて前記状態量を学習するサスペンション制御装置。 1. A suspension control device that controls a force generating mechanism that is interposed between a body and a wheel of a vehicle and is capable of adjusting a force between the body and the wheel,
a vehicle state quantity learning unit that estimates a state quantity of the vehicle;
an AI learning unit that learns a command value for the force generating mechanism based on an estimation result of the vehicle state quantity learning unit,
the AI learning unit has a function of removing data whose absolute value does not exceed a threshold value based on an absolute value of the state quantity that has a high correlation with whether or not the force generation mechanism needs to operate,
The vehicle state quantity learning unit is a suspension control device that learns the state quantity based on physical quantities related to the operation of the vehicle using the data removed by the AI learning unit.
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