JP7750210B2 - Learning device and learning model generation method - Google Patents
Learning device and learning model generation methodInfo
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Description
本発明は学習装置及び学習モデル生成方法に関する。 The present invention relates to a learning device and a learning model generation method.
特許文献1には、従来のハイブリッド車両の制御装置として、内燃機関と車体との間に配置されるマウント部材の硬さの変動に応じて、ドライバの駆動力要求操作に関連したエンジン始動判定閾値を変化させるように構成されたものが開示されている。引用文献1によれば、これにより、ハイブリッド車両の内燃機関を始動する際にマウント部材に加えられる荷重を、周囲温度の影響や劣化等によるマウントの硬さの変動に応じて調整することができるので、内燃機関の振動をマウント部材によって良好に吸収して当該振動が車体に伝達されるのを抑制することができるとされている。 Patent Document 1 discloses a conventional hybrid vehicle control device that is configured to change the engine start determination threshold associated with the driver's driving force request operation in response to fluctuations in the stiffness of a mount member disposed between the internal combustion engine and the vehicle body. According to Patent Document 1, this allows the load applied to the mount member when starting the hybrid vehicle's internal combustion engine to be adjusted in response to fluctuations in the mount's stiffness due to factors such as ambient temperature and deterioration, thereby enabling the mount member to effectively absorb vibrations from the internal combustion engine and prevent them from being transmitted to the vehicle body.
しかしながら、前述した特許文献1のものは、周囲温度の影響や劣化等によるマウントの硬さの変動を考慮してハイブリッド車両の駆動力要求操作に関連したエンジン始動判定閾値を変化させるものであり、ハイブリッド車両の制御装置に関するものであることから、ハイブリッド車両以外の車両への適用が難しいという問題点がある。また車体に加速度センサなどの車体振動の計測が可能な車体振動計測センサを取り付けて、車体振動計測センサの検出値に基づいて内燃機関の加振力を制御することも考えられるが、市場に提供している全ての車両に車体振動計測センサを取り付けることは現実的ではない。 However, the technology in Patent Document 1 mentioned above changes the engine start determination threshold associated with the driving force request operation of a hybrid vehicle by taking into account fluctuations in mount hardness due to factors such as the effects of ambient temperature and deterioration, and because it relates to a control device for a hybrid vehicle, it has the problem of being difficult to apply to vehicles other than hybrid vehicles. Furthermore, while it is possible to attach a body vibration measurement sensor capable of measuring body vibrations, such as an acceleration sensor, to the vehicle body and control the excitation force of the internal combustion engine based on the detection value of the body vibration measurement sensor, it is not realistic to attach body vibration measurement sensors to all vehicles available on the market.
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、車両タイプに関係なく、車体振動計測センサが取り付けられていない車両においてもマウント部材の防振特性の変化を取得して内燃機関の制御に利用できるようにすることを目的とする。 The present invention was developed in response to these problems, and aims to enable changes in the vibration isolation characteristics of mount members to be acquired and used to control the internal combustion engine, regardless of vehicle type, even in vehicles that do not have a vehicle body vibration measurement sensor installed.
上記課題を解決するために、本発明のある態様による学習装置は、内燃機関と車体との間に配置されるマウント部材の防振特性に影響を与える入力パラメータ、及びマウント部材の防振特性を示す出力パラメータを含む訓練データセットを用いて機械学習を行うことによって学習モデルを生成し、入力パラメータには、マウント部材の使用地域の温度、所定期間のマウント部材の周囲温度の変化の時系列データ、及びマウント部材の使用年数が含まれており、出力パラメータには、内燃機関が始動されたときの車体振動が含まれている。 To solve the above problem, a learning device according to one aspect of the present invention generates a learning model by performing machine learning using a training dataset that includes input parameters that affect the vibration isolation characteristics of a mount member placed between an internal combustion engine and a vehicle body, and output parameters that indicate the vibration isolation characteristics of the mount member. The input parameters include the temperature in the area where the mount member is used, time series data on changes in the ambient temperature of the mount member over a specified period, and the number of years the mount member has been in use, and the output parameters include vehicle body vibration when the internal combustion engine is started.
また、本発明のある態様による学習モデル生成方法は、内燃機関と車体との間に配置されるマウント部材の防振特性に影響を与える入力パラメータ、及び前記マウント部材の防振特性を示す出力パラメータを含む訓練データセットを用いて学習装置に機械学習を行わせることによって学習モデルを生成し、入力パラメータには、マウント部材の使用地域の温度、所定期間のマウント部材の周囲温度の変化の時系列データ、及びマウント部材の使用年数が含まれており、出力パラメータには、内燃機関が始動されたときの車体振動が含まれている。 In addition, a learning model generation method according to one aspect of the present invention generates a learning model by having a learning device perform machine learning using a training dataset that includes input parameters that affect the vibration isolation characteristics of a mount member placed between an internal combustion engine and a vehicle body, and output parameters that indicate the vibration isolation characteristics of the mount member. The input parameters include the temperature in the area where the mount member is used, time-series data on changes in the ambient temperature of the mount member over a predetermined period, and the number of years the mount member has been in use, and the output parameters include vehicle body vibration when the internal combustion engine is started.
本発明のこれらの態様によれば、マウント部材の防振特性の変化を機械学習させた学習モデルを生成するので、車両タイプに関係なく、車体振動計測センサが取り付けられていない車両においても、当該学習モデルを利用することで、マウント部材の防振特性の変化を取得して内燃機関の制御に利用することができる。 According to these aspects of the present invention, a learning model is generated using machine learning to learn about changes in the vibration isolation characteristics of the mount member. Therefore, regardless of vehicle type, even in vehicles that do not have a body vibration measurement sensor installed, the learning model can be used to obtain changes in the vibration isolation characteristics of the mount member and use them in controlling the internal combustion engine.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。 One embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. In the following description, similar components will be designated by the same reference numerals.
車両に搭載される内燃機関は、マウント部材を介して車体(車両の骨格部位)に取り付けられており、マウント部材を構成する部品の一つである防振ゴムによって、内燃機関の振動が車体に伝達されるのを抑制している。 An internal combustion engine installed in a vehicle is attached to the body (the vehicle's framework) via a mounting member, and vibration-damping rubber, one of the components that make up the mounting member, prevents the vibrations of the internal combustion engine from being transmitted to the body.
マウント部材の防振ゴムの硬さ、すなわちマウント部材の防振特性は、車両が使用される地域の気温や防振ゴムが周囲の熱源から受ける熱の履歴(防振ゴムの熱履歴)、防振ゴムの使用年数などの影響を受けて変化する。これらの影響を受けてマウント部材の防振特性が初期特性から悪化すると、それに応じて車体振動が増大して車両の乗り心地が悪化することになる。したがって、マウント部材の防振特性の変化にあわせて内燃機関を加振する加振力を制御することができれば、仮にマウント部材の防振特性が初期特性から悪化したとしても、車両の乗り心地が悪化するのを抑制することができる。 The hardness of the vibration-damping rubber of the mount member, i.e., the vibration-damping characteristics of the mount member, change depending on factors such as the temperature of the region in which the vehicle is used, the heat history of the vibration-damping rubber from surrounding heat sources (the thermal history of the vibration-damping rubber), and the number of years the vibration-damping rubber has been used. If the vibration-damping characteristics of the mount member deteriorate from their initial characteristics due to these influences, vehicle body vibration will increase accordingly, and the vehicle's ride quality will deteriorate. Therefore, if it were possible to control the excitation force that excites the internal combustion engine in accordance with changes in the vibration-damping characteristics of the mount member, it would be possible to prevent a deterioration in the vehicle's ride quality, even if the vibration-damping characteristics of the mount member deteriorate from their initial characteristics.
マウント部材の防振特性の変化は、例えば車体に加速度センサなどの車体振動の計測が可能なセンサ(以下「車体振動計測センサ」という。)が取り付けられている車両であれば、車体振動計測センサによって同一条件時における機関運転中の車体振動を定期的に計測してそれらを比較することで、把握することができる。しかしながら、コスト面などの観点から、市場に提供している全ての車両に車体振動計測センサを取り付けることは現実的ではない。 For vehicles equipped with a sensor capable of measuring body vibrations, such as an acceleration sensor (hereinafter referred to as a "body vibration measurement sensor"), changes in the vibration isolation characteristics of the mount member can be identified by periodically measuring body vibrations while the engine is running under the same conditions using the body vibration measurement sensor and comparing the results. However, from the perspective of cost and other factors, it is not realistic to install body vibration measurement sensors on all vehicles available on the market.
そこで本実施形態では、マウント部材の防振特性の変化を機械学習させた学習モデル(人工知能モデル)を生成し、当該学習モデルを利用することによって、車体振動計測センサが取り付けられていない車両においてもマウント部材の防振特性の変化を取得できるようにした。以下、図1などを参照して、この本発明の一実施形態による学習モデル生成利用システム100について説明する。 In this embodiment, a learning model (artificial intelligence model) is generated using machine learning to learn about changes in the vibration isolation characteristics of mount members, and by using this learning model, it is possible to obtain changes in the vibration isolation characteristics of mount members even in vehicles that do not have body vibration measurement sensors installed. Below, we will explain the learning model generation and utilization system 100 according to one embodiment of the present invention, with reference to Figure 1 and other figures.
図1は、本実施形態による学習モデル生成利用システム100の概略構成図である。 Figure 1 is a schematic diagram of a learning model generation and utilization system 100 according to this embodiment.
学習モデル生成利用システム100は、サーバ1と、一又は複数のデータ提供車両2と、一又は複数の学習モデル利用車両3と、を備える。 The learning model generation and utilization system 100 includes a server 1, one or more data providing vehicles 2, and one or more learning model utilization vehicles 3.
サーバ1は、通信部11と、記憶部12と、処理部13と、を備える。 The server 1 includes a communication unit 11, a memory unit 12, and a processing unit 13.
通信部11は、サーバ1を例えばゲートウェイ等を介してネットワーク4と接続するための通信インターフェース回路を有し、ネットワーク4を介して、データ提供車両2及び学習モデル利用車両3のそれぞれと通信することができるように構成される。 The communication unit 11 has a communication interface circuit for connecting the server 1 to the network 4, for example, via a gateway, and is configured to be able to communicate with each of the data providing vehicles 2 and the learning model using vehicles 3 via the network 4.
記憶部12は、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、光記録媒体、半導体メモリ等の記憶媒体を有し、処理部13での処理に用いられる各種のコンピュータプログラムやデータ等を記憶する。 The memory unit 12 has storage media such as a hard disk drive (HDD), solid state drive (SSD), optical recording medium, and semiconductor memory, and stores various computer programs and data used for processing by the processing unit 13.
処理部13は、一又は複数個のCPU(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有し、記憶部12に格納された各種のコンピュータプログラムを実行してサーバ1の全体的な動作を統括的に制御するものであり、例えばプロセッサである。処理部13が実施する処理の一例を挙げると、例えば処理部13は、データ提供車両2から提供された訓練データセットを用いて、学習モデル利用車両3に搭載された内燃機関を制御するために使用される学習モデルの学習(生成及び再学習)を実施する。 The processing unit 13 has one or more CPUs (Central Processing Units) and their peripheral circuits, and is, for example, a processor, which executes various computer programs stored in the memory unit 12 to comprehensively control the overall operation of the server 1. As an example of the processing performed by the processing unit 13, the processing unit 13 uses a training dataset provided by the data-providing vehicle 2 to learn (generate and re-learn) a learning model used to control the internal combustion engine installed in the learning-model-using vehicle 3.
なお本実施形態では、学習モデルとして、ディープニューラルネットワーク(DNN;Deep Neural Network)や畳み込みニューラルネットワーク(CNN;Convolutional Neural Network)などを用いたニューラルネットワークモデルに対して、機械学習手法の一つである深層学習を実施したものを使用している。したがって、本実施形態による学習モデルは、深層学習を実施した学習済みのNNモデルということもできる。 In this embodiment, the learning model is a neural network model that uses a deep neural network (DNN) or a convolutional neural network (CNN), and is subjected to deep learning, a machine learning method. Therefore, the learning model in this embodiment can also be said to be a trained NN model that has undergone deep learning.
図2は、学習モデルの一例を示す図である。 Figure 2 shows an example of a learning model.
図2における丸印は人工ニューロンを表す。人工ニューロンは、通常、ノード又はユニットと称される(本明細書では、「ノード」と称す)。図2において、L=1は入力層を示し、L=2及びL=3は隠れ層を示し、L=4は出力層を示している。隠れ層は、中間層とも称される。なお、図2には、隠れ層が2層のニューラルネットワークモデルを例示しているが、隠れ層の層数は特に限られるものではなく、また、入力層、隠れ層及び出力層の各層のノードの数も特に限られるものではない。 The circles in Figure 2 represent artificial neurons. Artificial neurons are usually called nodes or units (referred to as "nodes" in this specification). In Figure 2, L=1 indicates the input layer, L=2 and L=3 indicate hidden layers, and L=4 indicates the output layer. Hidden layers are also called intermediate layers. Note that Figure 2 illustrates a neural network model with two hidden layers, but the number of hidden layers is not particularly limited, and the number of nodes in each of the input, hidden, and output layers is also not particularly limited.
図2において、x1及びx2は入力層(L=1)の各ノード及びそのノードからの出力値を示しており、yは出力層(L=4)のノード及びその出力値を示している。同様に、z1 (L=2) 、z2 (L=2)及びz3 (L=2)は隠れ層(L=2)の各ノード及びそのノードからの出力値を示しており、z1 (L=3)及びz2 (L=3)は隠れ層(L=3)の各ノード及びそのノードからの出力値を示している。 In Figure 2, x1 and x2 indicate each node in the input layer (L = 1) and its output value, y indicates a node in the output layer (L = 4) and its output value, z1 (L = 2) , z2 (L = 2) , and z3 (L = 2) indicate each node in the hidden layer (L = 2) and its output value, and z1 (L = 3) and z2 (L = 3) indicate each node in the hidden layer (L = 3) and its output value.
入力層の各ノードでは入力がそのまま出力される。一方、隠れ層(L=2)の各ノードには、入力層の各ノードの出力値x1及びx2が入力され、隠れ層(L=2)の各ノードでは、それぞれ対応する重みw及びバイアスbを用いて総入力値uが算出される。例えば、図2において隠れ層(L=2)のzk
(L=2)(k=1、2、3)で示される各ノードにおいて算出される総入力値uk
(L=2)は、次式のようになる(Mは入力層のノードの数)。
次いで、この総入力値uk (L=2)は活性化関数fにより変換され、隠れ層(L=2)のzk (L=2)で示されるノードから、出力値zk (L=2)(=f(uk (L=2)))として出力される。一方、隠れ層(L=3)の各ノードには、隠れ層(L=2)の各ノードの出力値z1 (L=2) 、z2 (L=2)及びz3 (L=2)が入力され、隠れ層(L=3)の各ノードでは、それぞれ対応する重みw及びバイアスbを用いて総入力値u(=Σz・w+b)が算出される。この総入力値uは同様に活性化関数により変換され、隠れ層(L=3)の各ノードから、出力値z1 (L=3)、z2 (L=3)として出力される。活性化関数は例えばシグモイド関数σである。 Next, this total input value u k (L=2) is transformed by an activation function f, and is output as an output value z k (L=2) (=f(u k ( L =2))) from the node indicated by z k (L=2) in the hidden layer ( L=2 ). Meanwhile, the output values z 1 (L=2) , z 2 (L=2) , and z 3 (L=2) of each node in the hidden layer (L=2 ) are input to each node in the hidden layer ( L=3) , and each node in the hidden layer (L=3) calculates a total input value u (=Σz·w+b) using the corresponding weight w and bias b. This total input value u is similarly transformed by an activation function, and is output as output values z 1 (L=3) , z 2 (L=3) from each node in the hidden layer (L=3 ). The activation function is, for example, a sigmoid function σ.
また、出力層(L=4)のノードには、隠れ層(L=3)の各ノードの出力値z1 (L=3)及びz2 (L=3)が入力され、出力層のノードでは、それぞれ対応する重みw及びバイアスbを用いて総入力値u(Σz・w+b)が算出されるか、又は、それぞれ対応する重みwのみを用いて総入力値u(Σz・w)が算出される。例えば、出力層のノードでは活性化関数として恒等関数が用いられる。この場合、出力層のノードにおいて算出された総入力値uが、そのまま出力値yとして出力層のノードから出力される。 Furthermore, the output values z1 (L=3) and z2 (L=3) of each node in the hidden layer ( L=3 ) are input to the nodes in the output layer (L=4 ), and the nodes in the output layer calculate the total input value u(Σz·w+b) using the corresponding weights w and biases b, or calculate the total input value u(Σz·w) using only the corresponding weights w. For example, the nodes in the output layer use an identity function as their activation function. In this case, the total input value u calculated in the nodes in the output layer is output directly from the nodes in the output layer as the output value y.
このように本実施形態による学習モデルは、入力層と、隠れ層と、出力層と、を備え、一又は複数の入力パラメータが入力層から入力されると、入力パラメータに対応する一の出力パラメータを出力層から出力することができるように構成される。なお、一又は複数の入力パラメータが入力層から入力されると、入力パラメータに対応する複数の出力パラメータを出力層から出力するように構成することもできる。 As such, the learning model according to this embodiment comprises an input layer, a hidden layer, and an output layer, and is configured so that when one or more input parameters are input from the input layer, one output parameter corresponding to the input parameters can be output from the output layer. Note that it can also be configured so that when one or more input parameters are input from the input layer, multiple output parameters corresponding to the input parameters can be output from the output layer.
学習モデルの精度を向上させるためには、学習モデルを学習させる必要がある。学習モデルの学習には、入力パラメータの実測値と、この入力パラメータの実測値に対応した出力パラメータの実測値(正解データ)と、を含む多数の訓練データセットが用いられる。多数の訓練データセットを用いて、公知の誤差逆伝搬法によってニューラルネットワーク内の重みw及びバイアスbの値を繰り返し更新することで、重みw及びバイアスbの値が学習され、学習モデルの精度が向上する。 To improve the accuracy of a learning model, the learning model must be trained. To train a learning model, a large number of training data sets are used, including actual measured values of input parameters and actual measured values of output parameters (ground truth data) corresponding to these actual measured values of input parameters. By using a large number of training data sets and repeatedly updating the values of the weights w and bias b in the neural network using the well-known backpropagation method, the values of the weights w and bias b are learned, improving the accuracy of the learning model.
図1に戻り、データ提供車両2は、学習モデル利用車両3が利用する学習モデルの学習を実施するために必要な訓練データセットを生成し、当該訓練データセットをサーバ1に提供する車両である。データ提供車両2の詳細なハードウェア構成については、図3を参照して後述する。 Returning to Figure 1, the data providing vehicle 2 is a vehicle that generates the training dataset necessary to conduct learning of the learning model used by the learning model using vehicle 3, and provides the training dataset to the server 1. The detailed hardware configuration of the data providing vehicle 2 will be described later with reference to Figure 3.
学習モデル利用車両3は、当該車両に搭載された内燃機関を制御するにあたり、必要に応じて学習モデルを使用する車両である。学習モデル利用車両3における学習モデルの利用は、学習モデル利用車両3上で行われてもよいし、サーバ1上で行われてもよい。例えば、学習モデル利用車両3は、学習モデル自体をサーバ1から取得することによって、学習モデル利用車両3上で学習モデルを利用することができる。また例えば、学習モデル利用車両3は、学習モデル利用車両3上で取得された入力パラメータをサーバ1に送信し、サーバ1において当該入力パラメータを学習モデルに入力して得られた出力パラメータをサーバ1から受信することによって、サーバ1上で学習モデルを利用することができる。学習モデル利用車両3の詳細なハードウェア構成については、図5を参照して後述する。 The learning model-using vehicle 3 is a vehicle that uses a learning model as necessary to control the internal combustion engine installed in the vehicle. The use of the learning model in the learning model-using vehicle 3 may be performed on the learning model-using vehicle 3 or on the server 1. For example, the learning model-using vehicle 3 can use the learning model on the learning model-using vehicle 3 by acquiring the learning model itself from the server 1. Also, for example, the learning model-using vehicle 3 can use the learning model on the server 1 by sending input parameters acquired on the learning model-using vehicle 3 to the server 1 and receiving output parameters obtained by inputting the input parameters into the learning model on the server 1 from the server 1. The detailed hardware configuration of the learning model-using vehicle 3 will be described later with reference to Figure 5.
図3は、データ提供車両2のハードウェア構成を示す概略図である。 Figure 3 is a schematic diagram showing the hardware configuration of the data providing vehicle 2.
データ提供車両2は、電子制御ユニット20と、車外通信装置24と、マウント部材を介して車体に取り付けられた内燃機関を含む各種の制御部品25と、制御部品25を制御するために、またサーバ1でマウント部材の防振特性の変化を機械学習させる際に使用される訓練データセットを生成するために必要な各種のセンサ類26と、を備える。電子制御ユニット20、車外通信装置24、制御部品25及びセンサ類26は、CAN(Controller Area Network)等の規格に準拠した車内ネットワーク27を介して互いに接続される。 The data-providing vehicle 2 includes an electronic control unit 20, an external communication device 24, various control components 25 including an internal combustion engine attached to the vehicle body via a mount member, and various sensors 26 required to control the control components 25 and to generate a training dataset used by the server 1 when performing machine learning on changes in the vibration-damping characteristics of the mount member. The electronic control unit 20, external communication device 24, control components 25, and sensors 26 are connected to each other via an in-vehicle network 27 that complies with standards such as CAN (Controller Area Network).
電子制御ユニット20は、車内通信インターフェース21、記憶部22及び処理部23を備える。車内通信インターフェース21、記憶部22及び処理部23は、信号線を介して互いに接続されている。 The electronic control unit 20 includes an in-vehicle communication interface 21, a memory unit 22, and a processing unit 23. The in-vehicle communication interface 21, the memory unit 22, and the processing unit 23 are connected to each other via signal lines.
車内通信インターフェース21は、車内ネットワーク27に電子制御ユニット20を接続するための通信インターフェース回路である。 The in-vehicle communication interface 21 is a communication interface circuit for connecting the electronic control unit 20 to the in-vehicle network 27.
記憶部22は、HDDやSSD、光記録媒体、半導体メモリ等の記憶媒体を有し、処理部23での処理に用いられる各種のコンピュータプログラムやデータ等を記憶する。 The memory unit 22 has storage media such as an HDD, SSD, optical recording medium, or semiconductor memory, and stores various computer programs and data used for processing by the processing unit 23.
処理部23は、一又は複数個のCPU及びその周辺回路を有し、記憶部22に格納された各種のコンピュータプログラムを実行してデータ提供車両2を統括的に制御するものであり、例えばプロセッサである。 The processing unit 23, which is, for example, a processor, has one or more CPUs and their peripheral circuits, and executes various computer programs stored in the memory unit 22 to provide overall control of the data providing vehicle 2.
車外通信装置24は、無線通信機能を有する車載の端末である。車外通信装置24は、ネットワーク4と不図示のゲートウェイ等を介して接続される無線基地局5(図1参照)にアクセスすることで、無線基地局5を介してネットワーク4と接続される。これにより、データ提供車両2とサーバ1との間で相互に通信が行われる。 The external vehicle communication device 24 is an on-board terminal with wireless communication capabilities. The external vehicle communication device 24 connects to the network 4 via the wireless base station 5 (see Figure 1) by accessing the wireless base station 5, which is connected to the network 4 via a gateway (not shown). This allows mutual communication between the data-providing vehicle 2 and the server 1.
ここで前述したように、マウント部材の防振特性(マウント部材の防振ゴムの硬さ)は、車両が使用される地域の気温、防振ゴムが周囲の熱源から受ける熱の履歴(防振ゴムの熱履歴(防振ゴム周囲の温度変化の履歴))、及び防振ゴムの使用年数などの影響を受けて変化する。 As mentioned above, the vibration-damping characteristics of the mount member (the hardness of the vibration-damping rubber of the mount member) change depending on factors such as the temperature in the area where the vehicle is used, the heat history that the vibration-damping rubber receives from surrounding heat sources (the thermal history of the vibration-damping rubber (the history of temperature changes around the vibration-damping rubber)), and the number of years the vibration-damping rubber has been used.
例えば防振ゴムは、車両が使用される地域の気温が低いときには、高いときと比較して、その硬さが硬くなる傾向にある。また防振ゴムは、内燃機関等の周囲の熱源から受ける熱によって次第に劣化して硬化していく。すなわち防振ゴムの硬さは、防振ゴムの熱履歴に応じて変化する。また防振ゴムは、その使用年数の経過に伴って次第に劣化して硬化していく。 For example, anti-vibration rubber tends to be harder when the temperature in the area where the vehicle is used is low compared to when it is high. Furthermore, anti-vibration rubber gradually deteriorates and hardens due to the heat it receives from surrounding heat sources such as the internal combustion engine. In other words, the hardness of anti-vibration rubber changes depending on its thermal history. Furthermore, anti-vibration rubber gradually deteriorates and hardens over the years of use.
そこで本実施形態では、データ提供車両2によって、学習モデルの入力パラメータとして、外気温、防振ゴムの熱履歴及び防振ゴムの使用年数を取得し、これらの入力パラメータに対応する出力パラメータとして、車両停車中に内燃機関が始動されたときの車体振動を取得するようにしている。 In this embodiment, the data-providing vehicle 2 acquires the outside air temperature, the thermal history of the vibration-isolating rubber, and the number of years the vibration-isolating rubber has been in use as input parameters for the learning model, and acquires the vehicle body vibration when the internal combustion engine is started while the vehicle is stopped as an output parameter corresponding to these input parameters.
そのためにデータ提供車両2は、センサ類26(入力パラメータ取得用のセンサ)として、外気温又は外気温と相関関係にあるパラメータを取得するために必要な第1温度センサを備える。外気温と相関関係にあるパラメータとしては、例えば、冷間始動時における機関冷却水の温度、機関潤滑油の温度又はトランスミッションの潤滑油の温度などが挙げられる。本実施形態によるデータ提供車両2は、第1温度センサとして、外気温を直接的に検出する外気温センサを備える。 To this end, the data providing vehicle 2 is equipped with a first temperature sensor as one of the sensors 26 (sensors for acquiring input parameters) that is necessary for acquiring the outside air temperature or a parameter correlated with the outside air temperature. Examples of parameters correlated with the outside air temperature include the temperature of the engine coolant during cold start, the temperature of the engine lubricating oil, or the temperature of the transmission lubricating oil. The data providing vehicle 2 according to this embodiment is equipped with an outside air temperature sensor as the first temperature sensor that directly detects the outside air temperature.
またデータ提供車両2は、センサ類26(入力パラメータ取得用のセンサ)として、防振ゴムの熱履歴を取得するために必要な第2温度センサを備える。防振ゴムの熱履歴は、例えば、図4に示すように、車両運転中などの所定期間(例えば、車両のスタートスイッチがオンにされてからオフにされるまでの期間や、車両のスタートスイッチのオンからオフ後所定時間が経過するまでの期間など)の間に所定のサンプリング周期(例えば10[sec])で取得した防振ゴムの周囲温度から外気温を減算した温度の積算値(、所定期間中に防振ゴムに入力された熱量)とすることができる。すなわち防振ゴムの熱履歴は、所定期間中のマウント部材の周囲温度の変化の時系列データである。そのため、第2温度センサは、防振ゴムの周囲温度又は防振ゴムの周囲温度と相関関係にあるパラメータを取得可能なセンサとされる。防振ゴムの周囲温度と相関関係にあるパラメータとしては、防振ゴムの取り付け位置に近い部分の内燃機関の機関冷却水の温度又は機関潤滑油の温度や、防振ゴムの取り付け位置に近い部分のトランスミッションの潤滑油の温度などが挙げられる。本実施形態では、内燃機関の冷却水の温度を検出する水温センサを、第2温度センサとして使用している。 The data-providing vehicle 2 also includes a second temperature sensor, which is necessary for acquiring the thermal history of the vibration-isolating rubber, as one of the sensors 26 (sensors for acquiring input parameters). The thermal history of the vibration-isolating rubber can be, for example, as shown in FIG. 4, the integrated temperature value (the amount of heat input to the vibration-isolating rubber during a predetermined period) obtained by subtracting the outside air temperature from the ambient temperature of the vibration-isolating rubber, acquired at a predetermined sampling period (e.g., 10 seconds) during a predetermined period, such as while the vehicle is in operation (e.g., the period from when the vehicle's start switch is turned on to when it is turned off, or the period from when the vehicle's start switch is turned on to when a predetermined time has elapsed since it was turned off). In other words, the thermal history of the vibration-isolating rubber is time-series data on changes in the ambient temperature of the mount member during a predetermined period. Therefore, the second temperature sensor is a sensor capable of acquiring the ambient temperature of the vibration-isolating rubber or a parameter correlated with the ambient temperature of the vibration-isolating rubber. Parameters that are correlated with the ambient temperature of the vibration-damping rubber include the temperature of the engine coolant or engine lubricant in the internal combustion engine near the vibration-damping rubber mounting position, and the temperature of the transmission lubricant in the transmission near the vibration-damping rubber mounting position. In this embodiment, a water temperature sensor that detects the temperature of the internal combustion engine coolant is used as the second temperature sensor.
またデータ提供車両2は、センサ類26(出力パラメータ取得用のセンサ)として、車体振動計測センサを備える。車体振動計測センサは、例えば車両の座席下の車体に取り付けることができる。 The data providing vehicle 2 also includes a vehicle body vibration measuring sensor as one of the sensors 26 (sensors for acquiring output parameters). The vehicle body vibration measuring sensor can be attached to the vehicle body, for example, under the seat.
図5は、学習モデル利用車両3のハードウェア構成を示す概略図である。 Figure 5 is a schematic diagram showing the hardware configuration of the learning model-using vehicle 3.
学習モデル利用車両3は、車内通信インターフェース31、記憶部32及び処理部33を有する電子制御ユニット30と、車外通信装置34と、マウント部材を介して車体に取り付けられた内燃機関を含む各種の制御部品35と、制御部品35を制御するために、また学習モデルに入力する入力パラメータを取得するために必要な各種のセンサ類36と、を備える。電子制御ユニット30、車外通信装置34、制御部品35及びセンサ類36は、CAN等の規格に準拠した車内ネットワーク37を介して互いに接続される。 The learning model-using vehicle 3 includes an electronic control unit 30 having an in-vehicle communication interface 31, a memory unit 32, and a processing unit 33, an external communication device 34, various control components 35 including an internal combustion engine attached to the vehicle body via mounting members, and various sensors 36 required to control the control components 35 and to acquire input parameters to be input into the learning model. The electronic control unit 30, external communication device 34, control components 35, and sensors 36 are connected to each other via an in-vehicle network 37 that complies with standards such as CAN.
このように学習モデル利用車両3のハードウェア構成は、学習モデル利用車両3が車体振動計測センサを備えていない点以外は、基本的にデータ提供車両2のハードウェア構成と同様なので、ここでは説明を省略する。 As such, the hardware configuration of the learning model-using vehicle 3 is basically the same as that of the data-providing vehicle 2, except that the learning model-using vehicle 3 does not have a vehicle body vibration measurement sensor, so a detailed explanation will be omitted here.
以下、サーバ1、データ提供車両2、及び学習モデル利用車両3において実行される処理の一例について説明する。 Below, an example of the processing performed by the server 1, data providing vehicle 2, and learning model using vehicle 3 is described.
図6は、データ提供車両2とサーバ1との間で実行される訓練データセット提供処理の一例を示すフローチャートである。 Figure 6 is a flowchart showing an example of the training dataset provision process executed between the data providing vehicle 2 and the server 1.
ステップS1において、データ提供車両2の電子制御ユニット20は、学習モデル利用車両3が利用する学習モデルの入力パラメータの実測値及び出力パラメータの実測値を取得して当該学習モデルを学習させるために必要な訓練データセットを生成し、生成した訓練データセットを記憶部22に記憶する。 In step S1, the electronic control unit 20 of the data-providing vehicle 2 acquires the actual measured values of the input parameters and output parameters of the learning model used by the learning-model-using vehicle 3, generates a training dataset necessary to train the learning model, and stores the generated training dataset in the memory unit 22.
本実施形態では、データ提供車両2の電子制御ユニット20は、入力パラメータの実測値として、車両始動時の外気温、車両始動時の防振ゴムの熱履歴(すなわち、前回の車両走行終了時点、又は車両走行終了後から所定時間経過した時点における防振ゴムの熱履歴)、及び車両始動時の防振ゴムの使用年数を取得する。車両始動時の防振ゴムの使用年数は、例えば、データ提供車両2のラインオフからの経過時間とすることができる。そしてデータ提供車両2の電子制御ユニット20は、出力パラメータの実測値として、車両始動後、停車状態で最初に内燃機関が始動されたときの車体振動を取得する。車体振動を取得するタイミングを停車状態のときに限定することで、足回りから車体に伝達される振動などの外乱の影響を排除することできる。なお、当然のことながら、入力パラメータの実測値及び出力パラメータの実測値の取得タイミングは、このようなタイミングに限られるものではない。 In this embodiment, the electronic control unit 20 of the data-providing vehicle 2 acquires, as actual measured values of input parameters, the outside air temperature at vehicle start, the thermal history of the vibration-isolating rubber at vehicle start (i.e., the thermal history of the vibration-isolating rubber at the end of the previous vehicle run or a predetermined time after the end of the vehicle run), and the age of the vibration-isolating rubber at vehicle start. The age of the vibration-isolating rubber at vehicle start can be, for example, the elapsed time since the data-providing vehicle 2 was lined off. The electronic control unit 20 of the data-providing vehicle 2 then acquires, as actual measured values of output parameters, the vehicle body vibration when the internal combustion engine is started for the first time while the vehicle is stopped after start-up. By limiting the timing of acquiring vehicle body vibration to when the vehicle is stopped, it is possible to eliminate the effects of external disturbances such as vibrations transmitted from the suspension to the vehicle body. Naturally, the timing of acquiring the actual measured values of input parameters and output parameters is not limited to these timings.
ステップS2において、データ提供車両2の電子制御ユニット20は、記憶部22に記憶された訓練データセットのデータ量が所定の送信規定量以上になっているか否かを判定する。電子制御ユニット20は、訓練データセットのデータ量が送信規定量以上になっていれば、ステップS12の処理に進む。一方で電子制御ユニット20は、訓練データセットのデータ量が送信規定量未満であれば、今回の処理を終了する。 In step S2, the electronic control unit 20 of the data-providing vehicle 2 determines whether the amount of data in the training data set stored in the memory unit 22 is equal to or greater than the specified transmission amount. If the amount of data in the training data set is equal to or greater than the transmission amount, the electronic control unit 20 proceeds to processing in step S12. On the other hand, if the amount of data in the training data set is less than the transmission amount, the electronic control unit 20 ends this processing.
ステップS3において、データ提供車両2の電子制御ユニット20は、訓練データセットを、データ提供車両2の車両タイプ情報と併せてサーバ1に送信し、送信後、記憶部22に記憶していた訓練データセットのデータを消去する。 In step S3, the electronic control unit 20 of the data-providing vehicle 2 transmits the training dataset together with the vehicle type information of the data-providing vehicle 2 to the server 1, and after transmission, erases the data of the training dataset stored in the memory unit 22.
車両タイプ情報は、車両のボディ形状(セダン、ミニバン、SUVなど)や駆動方式(FF,FR,MR,RR,AWDなど)、ハイブリッド車両であるか否かなどの車両タイプに関する情報である。訓練データセットをこのような車両タイプ情報と併せて送信するのは、車両タイプに応じてマウント部材の取り付け位置などが異なる場合があり、その結果、例えば第2温度センサとして使用するセンサが車両タイプに応じて異なる場合があり、車両タイプごとに学習モデルを生成したほうが学習モデルの精度を向上させることができるためである。 Vehicle type information is information about the vehicle type, such as the vehicle's body shape (sedan, minivan, SUV, etc.), drive system (FF, FR, MR, RR, AWD, etc.), and whether it is a hybrid vehicle. The training dataset is sent along with this vehicle type information because the installation position of the mounting member may differ depending on the vehicle type, and as a result, the sensor used as the second temperature sensor, for example, may differ depending on the vehicle type. Therefore, generating a learning model for each vehicle type can improve the accuracy of the learning model.
ステップS4において、サーバ1は、データ提供車両2から訓練データセット及び車両タイプ情報を受信すると、車両タイプ情報を参照して車両タイプ毎に用意された複数のデータベースの中から訓練データセットの送信元となるデータ提供車両2の車両タイプと一致するデータベースを選択し、選択したデータベースに受信した訓練データセットを格納する。各データベースは、記憶部12に形成されている。車両タイプ毎に用意された複数のデータセットの例としては、例えば、FR系セダン用のデータベースやFR系SUV用のデータベース、FF系セダン用のデータベース、FF系SUV用のデータベース、FF系ミニバン用のデータベース、AWD系セダン用のデータベースなどが挙げられるが、これらに限られるものではない。 In step S4, when the server 1 receives the training dataset and vehicle type information from the data-providing vehicle 2, it references the vehicle type information, selects a database that matches the vehicle type of the data-providing vehicle 2 that is the source of the training dataset from among multiple databases prepared for each vehicle type, and stores the received training dataset in the selected database. Each database is formed in the memory unit 12. Examples of multiple datasets prepared for each vehicle type include, but are not limited to, a database for FR sedans, a database for FR SUVs, a database for FF sedans, a database for FF SUVs, a database for FF minivans, and a database for AWD sedans.
図7は、サーバ1で実行される学習モデルの学習処理の一例を示すフローチャートである。 Figure 7 is a flowchart showing an example of the learning process for the learning model executed on server 1.
ステップS21において、サーバ1は、各データベースの中で、所定時期からの訓練データセットのデータ量の増加量が所定の学習開始量以上となっているデータベースがあるか否かを判定する。所定時期は、例えば、訓練データセットを用いて最後に学習モデルの学習を実施した時期とすることができる。サーバ1は、各データベースの中で、所定時期からの訓練データセットのデータ量の増加量が学習開始量以上となっているデータベースがあれば、ステップS22の処理に進む。一方でサーバ1は、各データベースの中で、所定時期からの訓練データセットのデータ量の増加量が学習開始量以上となっているデータベースがなければ、今回の処理を終了する。 In step S21, server 1 determines whether there is any database in which the increase in the amount of data in the training dataset since a predetermined time is equal to or greater than a predetermined learning start amount. The predetermined time can be, for example, the time when the learning model was last trained using the training dataset. If there is any database in which the increase in the amount of data in the training dataset since the predetermined time is equal to or greater than the learning start amount, server 1 proceeds to processing in step S22. On the other hand, if there is no database in which the increase in the amount of data in the training dataset since the predetermined time is equal to or greater than the learning start amount, server 1 terminates this processing.
ステップS22において、サーバ1は、所定時期からの訓練データセットのデータ量の増加量が学習開始量以上となっているデータベースに格納されている訓練データセットを用いて、当該データベースに対応する車両タイプの学習モデルの学習(再学習)を実施し、当該車両タイプの学習モデルを更新する。 In step S22, server 1 uses a training dataset stored in a database where the increase in the data volume of the training dataset since a predetermined time is equal to or greater than the learning start volume to train (re-train) the learning model of the vehicle type corresponding to that database, and updates the learning model of that vehicle type.
ステップS23において、サーバ1は、学習モデルの学習に使用したデータベース内の訓練データセットのデータを消去する。 In step S23, server 1 deletes the data in the training dataset in the database used to train the learning model.
図8は、学習モデル利用車両3とサーバ1との間で実行される学習モデル利用処理の一例を示すフローチャートである。 Figure 8 is a flowchart showing an example of the learning model usage process executed between the learning model usage vehicle 3 and the server 1.
ステップS31において、学習モデル利用車両3の電子制御ユニット30は、学習モデルに入力するための入力パラメータを取得する。本実施形態では、学習モデル利用車両3の電子制御ユニット30は、車両始動時の外気温、車両始動時の防振ゴムの熱履歴(すなわち、前回の車両走行終了時点における防振ゴムの熱履歴)、及び車両始動時の防振ゴムの使用年数を入力パラメータとして取得する。 In step S31, the electronic control unit 30 of the learning model-using vehicle 3 acquires input parameters to be input into the learning model. In this embodiment, the electronic control unit 30 of the learning model-using vehicle 3 acquires as input parameters the outside air temperature at vehicle start, the thermal history of the vibration-isolating rubber at vehicle start (i.e., the thermal history of the vibration-isolating rubber at the end of the previous vehicle run), and the number of years of use of the vibration-isolating rubber at vehicle start.
ステップS32において、学習モデル利用車両3の電子制御ユニット30は、取得した入力パラメータと、自車両の車両タイプ情報と、をサーバ1に送信する。 In step S32, the electronic control unit 30 of the learning model-using vehicle 3 transmits the acquired input parameters and vehicle type information of the vehicle to the server 1.
ステップS33において、サーバ1は、学習モデル利用車両3から入力パラメータ及び車両タイプ情報を受信すると、学習モデル利用車両3の車両タイプに対応する学習モデルに入力パラメータ入力し、出力パラメータを取得する。本実施形態において、このステップS33で取得される出力パラメータは、入力パラメータの送信元となる学習モデル利用車両3の内燃機関が始動されたときの車体振動予測値である。 In step S33, when the server 1 receives input parameters and vehicle type information from the learning model-using vehicle 3, it inputs the input parameters into the learning model corresponding to the vehicle type of the learning model-using vehicle 3 and obtains output parameters. In this embodiment, the output parameters obtained in step S33 are predicted vehicle body vibration values when the internal combustion engine of the learning model-using vehicle 3, which is the source of the input parameters, is started.
ステップS34において、サーバ1は、取得した出力パラメータを、入力パラメータの送信元となる学習モデル利用車両3に送信する。 In step S34, the server 1 transmits the acquired output parameters to the learning model-using vehicle 3, which is the source of the input parameters.
ステップS35において、学習モデル利用車両3の電子制御ユニットは、サーバ1から出力パラメータ(内燃機関を始動したときの車体振動予測値)を受信すると、出力パラメータに基づいて、内燃機関を運転したときの車体振動が所望の車体振動値の範囲(マウント部材の防振ゴムが初期特性のときの車体振動値の許容範囲)に収まるように、内燃機関を制御する。 In step S35, the electronic control unit of the learning model-using vehicle 3 receives the output parameters (predicted vehicle body vibration values when the internal combustion engine is started) from the server 1, and controls the internal combustion engine based on the output parameters so that the vehicle body vibration when the internal combustion engine is running falls within the desired vehicle body vibration value range (the allowable range of vehicle body vibration values when the vibration-damping rubber of the mounting member has its initial characteristics).
ここで内燃機関は、上死点近傍及び下死点近傍でのピストンの急激な速度変化に伴うピストンの慣性力により、ピストンの往復動が繰り返されることによって加振される。ピストンの慣性力は、機関回転速度の2乗に比例するため、ピストンの慣性力に起因する加振力は、基本的に機関回転速度が高くなるほど大きくなる。また、ピストンに燃焼圧が加わるとクランクシャフトに対して回転方向のトルクが急激に加わるため、内燃機関には、この反力として回転方向とは逆向きのクランクシャフト回りの反動トルクが作用する。そのため内燃機関は、この反動トルクによっても加振され、反動トルクに起因する加振力は、基本的に燃焼圧が高くなるほど大きくなる。 Here, internal combustion engines are vibrated by the repeated reciprocating motion of the piston due to the inertial force of the piston caused by sudden changes in piston speed near top dead center and bottom dead center. Because the inertial force of the piston is proportional to the square of the engine rotational speed, the vibrating force caused by the inertial force of the piston generally increases as the engine rotational speed increases. Furthermore, when combustion pressure is applied to the piston, a torque is suddenly applied to the crankshaft in the rotational direction, and a reaction torque acts on the internal combustion engine in the opposite direction to the rotational direction as a reaction force. Therefore, internal combustion engines are also vibrated by this reaction torque, and the vibrating force caused by the reaction torque generally increases as the combustion pressure increases.
したがって、例えば図9に示すように、内燃機関の動作点を、基準動作線上の動作点Aから等出力線上に沿って低回転速度側の動作点Bに変更することで、防振ゴムの防振特性が悪化したことに起因する車体振動の増加を抑制することができる。この際、通常動作点Aの熱効率よりも動作点Bの熱効率のほうが悪ければ、燃焼圧が低下していることになるので、車体振動の増加を一層抑制することができる。 Therefore, for example, as shown in Figure 9, by changing the operating point of the internal combustion engine from operating point A on the reference operating line to operating point B on the low rotational speed side along the equal power line, it is possible to suppress an increase in vehicle body vibration caused by a deterioration in the vibration-damping characteristics of the vibration-damping rubber. In this case, if the thermal efficiency at operating point B is worse than the thermal efficiency at normal operating point A, this means that the combustion pressure has decreased, and the increase in vehicle body vibration can be further suppressed.
このように本実施形態では、内燃機関の動作点を変更することによって、マウント部材の防振ゴムの防振特性が悪化したことに起因する車体振動の増加を抑制しているが、これ以外にも、点火時期を遅角して燃焼圧を下げることによって、加振力を低減するようにしてもよい。また学習モデル利用車両3がハイブリッド車両である場合には、内燃機関の出力を減らし、減らした分を電動機の出力によって補うようにしてもよい。 In this embodiment, the operating point of the internal combustion engine is changed to suppress an increase in vehicle body vibration caused by a deterioration in the vibration-damping characteristics of the vibration-damping rubber of the mount member. However, other methods may also be used to reduce the excitation force by retarding the ignition timing to reduce the combustion pressure. Furthermore, if the learning model-using vehicle 3 is a hybrid vehicle, the output of the internal combustion engine may be reduced and the reduced amount compensated for by the output of the electric motor.
なお図8に示すフローチャートでは、学習モデル利用車両3における学習モデルの利用をサーバ1上で行う例について説明しているが、前述した通り、学習モデル自体をサーバ1から取得することによって、学習モデル利用車両3上で学習モデルを利用するようにしてもよい。 Note that the flowchart shown in Figure 8 explains an example in which the learning model in the learning model-using vehicle 3 is used on the server 1, but as mentioned above, the learning model itself may be obtained from the server 1 so that the learning model can be used on the learning model-using vehicle 3.
以上説明した本実施形態によるサーバ1(学習装置)は、内燃機関と車体との間に配置されるマウント部材の防振特性に影響を与える入力パラメータ、及びマウント部材の防振特性を示す出力パラメータを含む訓練データセットを用いて機械学習を行うことによって、学習モデルを生成するように構成される。入力パラメータには、マウント部材の使用地域の温度、所定期間のマウント部材の周囲温度の変化の時系列データ、及びマウント部材の使用年数が含まれており、出力パラメータには、内燃機関が始動されたときの車体振動が含まれている。 The server 1 (learning device) according to the present embodiment described above is configured to generate a learning model by performing machine learning using a training dataset that includes input parameters that affect the vibration isolation characteristics of the mount member placed between the internal combustion engine and the vehicle body, and output parameters that indicate the vibration isolation characteristics of the mount member. The input parameters include the temperature in the area where the mount member is used, time-series data on changes in the ambient temperature of the mount member over a specified period, and the number of years the mount member has been in use, and the output parameters include vehicle body vibration when the internal combustion engine is started.
このように、マウント部材の防振特性の変化を機械学習させた学習モデルを生成することで、車両タイプに関係なく、車体振動計測センサが取り付けられていない車両であっても、当該学習モデルを利用することで、マウント部材の防振特性の変化を取得することができる。そのため、マウント部材の防振特性の変化にあわせて内燃機関を加振する加振力を制御することができるので、マウント部材の防振特性が初期特性から悪化したとしても、車両の乗り心地が悪化するのを抑制することができる。 In this way, by generating a learning model that uses machine learning to learn about changes in the vibration-damping characteristics of the mount member, it is possible to obtain changes in the vibration-damping characteristics of the mount member by using this learning model, regardless of vehicle type, even in vehicles that do not have body vibration measurement sensors installed.As a result, the excitation force that excites the internal combustion engine can be controlled in accordance with changes in the vibration-damping characteristics of the mount member, and deterioration in vehicle ride comfort can be suppressed even if the vibration-damping characteristics of the mount member deteriorate from their initial characteristics.
例えば本実施形態による学習モデル生成利用システム100は、サーバ1(学習装置)と、サーバ1と通信可能に構成された学習モデル利用車両3と、を備え、学習モデル利用車両3の電子制御ユニット30(制御装置)は、自車両に関する入力パラメータを取得し、入力パラメータを学習モデルに入力して得られた出力パラメータに基づいて、マウント部材の防振特性の悪化に起因する自車両の車体振動の増加が抑制されるように、内燃機関を制御している。 For example, the learning model generation and utilization system 100 according to this embodiment includes a server 1 (learning device) and a learning model utilization vehicle 3 configured to be able to communicate with the server 1. The electronic control unit 30 (control device) of the learning model utilization vehicle 3 acquires input parameters related to the vehicle itself, and controls the internal combustion engine based on output parameters obtained by inputting the input parameters into the learning model, so as to suppress an increase in vehicle body vibration of the vehicle itself caused by a deterioration in the vibration-damping characteristics of the mount member.
より詳細には、学習モデル利用車両3の電子制御ユニット30は、内燃機関の動作点を、等出力で機関回転速度が低下する側の動作点又は熱効率が低下する側の動作点に変更することで、マウント部材の防振特性の悪化に起因する自車両の車体振動の増加を抑制するように構成されている。 More specifically, the electronic control unit 30 of the learning model-using vehicle 3 is configured to suppress an increase in vehicle body vibration caused by a deterioration in the vibration-damping characteristics of the mount member by changing the operating point of the internal combustion engine to an operating point on the side where the engine rotation speed decreases at equal output or an operating point on the side where thermal efficiency decreases.
また本実施形態による学習モデル生成利用システム100は、サーバ1(学習装置)と通信可能に構成されたデータ提供車両2をさらに備え、データ提供車両2の電子制御ユニット20(制御装置)は、自車両に関する入力パラメータ及び出力パラメータを取得して訓練データセットを生成し、生成した訓練データセットを自車両の車両タイプと併せてサーバ1に送信するように構成され、サーバ1は、受信した訓練データセットを車両タイプ毎に分別して保存し、車両タイプ毎に分別された訓練データセットに基づいて、車両タイプ毎の学習モデルを生成するように構成されている。 The learning model generation and utilization system 100 according to this embodiment further includes a data-providing vehicle 2 configured to be able to communicate with a server 1 (learning device), and the electronic control unit 20 (control device) of the data-providing vehicle 2 is configured to acquire input parameters and output parameters related to the vehicle to generate a training dataset and transmit the generated training dataset together with the vehicle type of the vehicle to the server 1, and the server 1 is configured to separate and store the received training dataset by vehicle type, and generate a learning model for each vehicle type based on the training dataset separated by vehicle type.
車両タイプに応じてマウント部材の取り付け位置が異なる場合があり、また車両タイプに応じて入力パラメータや出力パラメータを取得するセンサ類の種類や取り付け位置なども異なる場合があるため、このように車両タイプ毎に分別された訓練データセットに基づいて車両タイプ毎に学習モデルを生成することで、学習モデルの精度を向上させることができる。 The installation position of the mounting components may differ depending on the vehicle type, and the types and installation positions of sensors that acquire input and output parameters may also differ depending on the vehicle type. Therefore, by generating a learning model for each vehicle type based on training datasets separated by vehicle type in this way, the accuracy of the learning model can be improved.
学習モデルを利用して自車両の内燃機関を制御するにあたって、学習モデル利用車両3の電子制御ユニット30(制御装置)は、自車両で取得した入力パラメータと、自車両の車両タイプと、をサーバ1(学習装置)に送信し、サーバ1において入力パラメータを自車両の車両タイプに応じた学習モデルに入力することで得られた出力パラメータをサーバ1から受信し、受信した出力パラメータに基づいて内燃機関を制御するように構成することができる。 When using a learning model to control the internal combustion engine of the vehicle, the electronic control unit 30 (control device) of the learning model-using vehicle 3 can be configured to send input parameters acquired by the vehicle and the vehicle type of the vehicle to the server 1 (learning device), receive output parameters from the server 1 obtained by inputting the input parameters into a learning model corresponding to the vehicle type of the vehicle, and control the internal combustion engine based on the received output parameters.
また例えば、学習モデル利用車両3の電子制御ユニット30(制御装置)は、自車両の車両タイプに応じた学習モデルをサーバ1(学習装置)から受信し、取得した入力パラメータを、受信した学習モデルに入力することで得られた出力パラメータに基づいて内燃機関を制御するように構成することもできる。 For example, the electronic control unit 30 (control device) of the learning model-using vehicle 3 can be configured to receive a learning model corresponding to the vehicle type of the vehicle from the server 1 (learning device), and control the internal combustion engine based on the output parameters obtained by inputting the acquired input parameters into the received learning model.
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 The above describes embodiments of the present invention, but these embodiments merely illustrate some of the application examples of the present invention, and are not intended to limit the technical scope of the present invention to the specific configurations of the above embodiments.
例えば上記の実施形態では、内燃機関を始動したときの車体振動を出力パラメータとして取得していたが、出力パラメータとして学習モデルから取得するのはこのような直接的な車体振動値に限られるものではなく、例えば、初期振動値に対する補正係数(実際の車体振動値/初期振動値)などであってもよい。 For example, in the above embodiment, the vehicle body vibration when the internal combustion engine is started is obtained as an output parameter, but the output parameter obtained from the learning model is not limited to such direct vehicle body vibration values, and may be, for example, a correction coefficient for the initial vibration value (actual vehicle body vibration value/initial vibration value).
1 サーバ
2 データ提供車両
3 学習モデル利用車両
100 学習モデル生成利用システム
1 Server 2 Data providing vehicle 3 Learning model using vehicle 100 Learning model generation and use system
Claims (5)
前記学習装置は、
内燃機関と車体との間に配置されるマウント部材の防振特性に影響を与える入力パラメータ、及び前記マウント部材の防振特性を示す出力パラメータを含む訓練データセットを用いて機械学習を行うことによって、学習モデルを生成し、
前記入力パラメータには、前記マウント部材の使用地域の温度、所定期間の前記マウント部材の周囲温度の変化の時系列データ、及び前記マウント部材の使用年数が含まれており、
前記出力パラメータには、前記内燃機関が始動されたときの車体振動が含まれており、
前記学習モデル利用車両は、
前記マウント部材を介して車体に取り付けられた前記内燃機関と、
制御装置と、
を備え、
前記学習モデル利用車両の前記制御装置は、
自車両に関する前記入力パラメータを取得し、
前記入力パラメータを前記学習モデルに入力して得られた前記出力パラメータに基づいて、前記マウント部材の防振特性の悪化に起因する自車両の車体振動の増加が抑制されるように、前記内燃機関を制御するように構成され、
前記内燃機関の動作点を、等出力で機関回転速度が低下する側の動作点又は熱効率が低下する側の動作点に変更することで、前記マウント部材の防振特性の悪化に起因する自車両の車体振動の増加を抑制するように構成される、
学習モデル生成利用システム。 A learning model generation and utilization system including a learning device and a learning model utilization vehicle configured to be able to communicate with the learning device,
The learning device
generating a learning model by performing machine learning using a training dataset including input parameters that affect the vibration isolation characteristics of a mount member disposed between an internal combustion engine and a vehicle body, and output parameters that indicate the vibration isolation characteristics of the mount member;
The input parameters include the temperature of the area where the mounting member is used, time series data of changes in the ambient temperature of the mounting member over a predetermined period of time, and the number of years the mounting member has been in use;
the output parameters include vehicle body vibration when the internal combustion engine is started ;
The learning model-using vehicle is
the internal combustion engine attached to a vehicle body via the mount member;
a control device;
Equipped with
The control device of the learning model-using vehicle
acquiring the input parameters relating to the host vehicle;
the internal combustion engine is controlled based on the output parameters obtained by inputting the input parameters into the learning model so as to suppress an increase in body vibration of the vehicle caused by a deterioration in the vibration-damping characteristics of the mount member;
The operating point of the internal combustion engine is changed to an operating point on the side where the engine rotation speed decreases at the same output or an operating point on the side where the thermal efficiency decreases, thereby suppressing an increase in body vibration of the vehicle caused by a deterioration in the vibration isolation characteristics of the mount member.
Learning model generation and utilization system .
前記データ提供車両は、
前記マウント部材を介して車体に取り付けられた前記内燃機関と、
制御装置と、
を備え、
前記データ提供車両の前記制御装置は、
自車両に関する前記入力パラメータ及び前記出力パラメータを取得して前記訓練データセットを生成し、
前記訓練データセットを自車両の車両タイプと併せて前記学習装置に送信するように構成され、
前記学習装置は、
前記訓練データセットを車両タイプ毎に分別して保存し、
車両タイプ毎に分別された前記訓練データセットに基づいて、車両タイプ毎の前記学習モデルを生成するように構成される、
請求項1に記載の学習モデル生成利用システム。 a data providing vehicle configured to be able to communicate with the learning device;
The data providing vehicle is
the internal combustion engine attached to a vehicle body via the mount member;
a control device;
Equipped with
The control device of the data providing vehicle
obtaining the input parameters and the output parameters related to an ego-vehicle to generate the training data set;
configured to transmit the training data set to the learning device together with a vehicle type of the ego-vehicle;
The learning device
storing the training data set separately for each vehicle type;
and generating the learning model for each vehicle type based on the training data set separated for each vehicle type.
The learning model generation and utilization system according to claim 1 .
取得した前記入力パラメータと、自車両の車両タイプと、を前記学習装置に送信し、 前記学習装置において前記入力パラメータを自車両の車両タイプに応じた前記学習モデルに入力することで得られた前記出力パラメータを前記学習装置から受信し、
受信した前記出力パラメータに基づいて前記内燃機関を制御するように構成される、請求項2に記載の学習モデル生成利用システム。 The control device of the learning model-using vehicle
transmitting the acquired input parameters and the vehicle type of the host vehicle to the learning device; receiving the output parameters from the learning device, which are obtained by inputting the input parameters into the learning model corresponding to the vehicle type of the host vehicle;
The learning model generation and utilization system according to claim 2 , configured to control the internal combustion engine based on the received output parameters.
車両の車両タイプに応じた前記学習モデルを前記学習装置から受信し、
取得した前記入力パラメータを、受信した前記学習モデルに入力することで得られた前記出力パラメータに基づいて前記内燃機関を制御するように構成される、
請求項2に記載の学習モデル生成利用システム。 The control device of the learning model-using vehicle
receiving the learning model according to the vehicle type from the learning device;
The internal combustion engine is controlled based on the output parameters obtained by inputting the acquired input parameters into the received learning model.
The learning model generation and utilization system according to claim 2 .
当該学習モデル生成利用方法は、前記学習装置が、内燃機関と車体との間に配置されるマウント部材の防振特性に影響を与える入力パラメータ、及び前記マウント部材の防振特性を示す出力パラメータを含む訓練データセットを用いて学習装置に機械学習を行わせることによって、学習モデルを生成することを含み、
前記入力パラメータには、前記マウント部材の使用地域の温度、所定期間の前記マウント部材の周囲温度の変化の時系列データ、及び前記マウント部材の使用年数が含まれており、
前記出力パラメータには、前記内燃機関が始動されたときの車体振動が含まれており、
当該学習モデル生成利用方法は、前記マウント部材を介して車体に取り付けられた前記内燃機関を備える前記学習モデル利用車両が、
自車両に関する前記入力パラメータを取得することと、
前記入力パラメータを前記学習モデルに入力して得られた前記出力パラメータに基づいて、前記マウント部材の防振特性の悪化に起因する自車両の車体振動の増加が抑制されるように、前記内燃機関を制御することと、
前記内燃機関の動作点を、等出力で機関回転速度が低下する側の動作点又は熱効率が低下する側の動作点に変更することで、前記マウント部材の防振特性の悪化に起因する自車両の車体振動の増加を抑制することと、を更に含む、学習モデル生成利用方法。 A learning model generation and utilization method used in a learning model generation and utilization system including a learning device and a learning model utilization vehicle configured to be able to communicate with the learning device,
The learning model generation and utilization method includes causing the learning device to perform machine learning using a training data set including input parameters that affect the vibration isolation characteristics of a mount member disposed between an internal combustion engine and a vehicle body, and output parameters that indicate the vibration isolation characteristics of the mount member, thereby generating a learning model ;
The input parameters include the temperature of the area where the mounting member is used, time series data of changes in the ambient temperature of the mounting member over a predetermined period of time, and the number of years the mounting member has been in use;
the output parameters include vehicle body vibration when the internal combustion engine is started;
The learning model generation and utilization method includes the step of:
acquiring the input parameters related to the host vehicle;
controlling the internal combustion engine based on the output parameters obtained by inputting the input parameters into the learning model so as to suppress an increase in body vibration of the vehicle caused by a deterioration in the vibration isolation characteristics of the mount member;
A learning model generation and utilization method further including: suppressing an increase in body vibration of the vehicle caused by a deterioration in the vibration-damping characteristics of the mount member by changing the operating point of the internal combustion engine to an operating point on the side where the engine rotation speed decreases at equal output or an operating point on the side where thermal efficiency decreases.
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