JP2015212677A - データ記録装置およびデータ記録プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】自車両において生成されるデータを記録させるデータ記録装置において、データを記録する際の記録容量を最適化できるようにする。
【解決手段】データ記録装置においては、自車両において生成される生成データのうちの複数種別の異常検知用データを取得し（Ｓ１１０）、異常検知用データ毎に、少なくとも異常検知用データの種別に基づいて当該データが対応する異常部位の重要性を表す重要度を設定する（Ｓ１３０）。そして、異常検知用データ毎に、異常検知用データと異常検知用データの種別毎に予め準備されたモデルとを用いることによって異常の程度を表す異常度を設定する（Ｓ１４０）。また、重要度および異常度に基づいて、記録部にデータを記録させる際のデータ量に影響するパラメータである記録パラメータを設定し（Ｓ１５０）、記録パラメータに従って生成データのうちの少なくとも一部を記録部にデータを記録させる（Ｓ１５５，Ｓ１６０）。
【選択図】図２

Description

本発明は、自車両において生成されるデータを記録させるデータ記録装置およびデータ記録プログラムに関する。

上記のデータ記録装置として、データを記録する記録容量を節約するために、故障パターン（故障部位の重要性）に応じてデータを記録する際のサンプリングレートを変更するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−４１９５２号公報

しかしながら、上記データ記録装置では、故障の程度に拘わらず同様のサンプリングレートを設定するので、故障の程度が軽いときに不要なデータを収集してしまい、記録容量を無駄に消費してしまうという問題点があった。

そこで、このような問題点を鑑み、自車両において生成されるデータを記録させるデータ記録装置において、データを記録する際の記録容量を最適化できるようにすることを本発明の目的とする。

本発明のデータ記録装置において、データ取得手段は、自車両において生成される生成データのうちの複数種別の異常検知用データを取得し、重要度設定手段は、異常検知用データ毎に、少なくとも異常検知用データの種別に基づいて当該データが対応する異常部位の重要性を表す重要度を設定する。また、異常度設定手段は、異常検知用データ毎に、異常検知用データと異常検知用データの種別毎に予め準備されたモデルとを用いることによって異常の程度を表す異常度を設定する。

そして、記録パラメータ設定手段は、異常検知用データ毎に、重要度および異常度に基づいて、記録部にデータを記録させる際のデータ量に影響するパラメータである記録パラメータを設定し、記録実施手段は、記録パラメータに従って生成データのうちの少なくとも一部を記録部にデータを記録させる。

このようなデータ記録装置によれば、異常部位の重要性を表す重要度と異常の程度を表す異常度とを加味してデータ量に影響するパラメータである記録パラメータを設定するので、データを記録する際の記録容量を最適化することができる。

なお、上記目的を達成するためには、コンピュータを、データ記録装置を構成する各手段として実現するためのデータ記録プログラムとしてもよい。また、各請求項の記載は、可能な限りにおいて任意に組み合わせることができる。この際、発明の目的を達成できる範囲内において一部構成を除外してもよい。

本発明が適用されたデータ記録システム１の概略構成を示すブロック図である。 データ記録装置１０のＣＰＵ１１が実行するデータ記録処理を示すフローチャートである。 重要度の算出手法を示す説明図である。 変形例の重要度マップの一例を示す説明図である。 異常度の算出手法を示す説明図である。 データ量に影響するパラメータの設定手法を示す説明図である。 センサデータの収集タイミングの一例を示す説明図である。 データを保存する際の優先度の設定手法の一例を示す説明図である。 データ記録処理のうちのデータ保存処理を示すフローチャートである。 変形例において、優先度の設定手法の一例を示すグラフである。 変形例において、パラメータの設定手法を示す説明図である。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［本実施形態の構成］
本発明が適用されたデータ記録システム１は、例えば乗用車等の車両（自車両）に搭載されている。そして、データ記録システム１は、自車両の異常部位の重要性を表す重要度と異常の程度を表す異常度とを加味して、データを記録する際のデータ量を変更することによって、データを記録する際の記録容量を最適化することができるよう構成されている。

詳細には、図１に示すように、データ記録システム１は、データ記録装置１０と、各種ＥＣＵ（電子制御装置）２１〜２４と、各種センサ２５と、を備えている。データ記録装置１０、各種ＥＣＵ２１〜２４、各種センサ２５は、それぞれ通信線５に接続されており、互いに通信可能に構成されている。

各種ＥＣＵ２１〜２４としては、自車両のエンジンを制御するエンジンＥＣＵ２１、車両のブレーキを制御するブレーキＥＣＵ２２、自車両の舵角を制御するステアリングＥＣＵ２３、および自車両の車高や自車両の傾きを制御するサスペンションＥＣＵ２４等を備えている。また、各種センサ２５としては、自車両の走行速度を検出する車速センサ、自車両に加わる加速度を検出する加速度センサ、自車両の回転角速度を検出するヨーレートセンサ等を備えている。

これらのＥＣＵ２１〜２４は、自身による演算結果や自身に接続されたセンサからの値を通信線５に出力する。また、各種センサ２５は、自身により検出された値を通信線５に出力する。

データ記録装置１０は、ＣＰＵ１１とＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリ１２とを備えたコンピュータとして構成されている。ＣＰＵ１１は、メモリ１２に記録されたプログラムに基づいて後述する各種処理を実行する。データ記録装置１０は、このような処理を実行しつつ、通信線５を介して受信したデータの一部をメモリ１２に記録させて保持する。なお、データ記録装置１０は、受信した全てのデータについて、一時的に（少なくとも後述する保存開始タイミングＴＳの絶対値｜ＴＳ｜の最大値分だけ）メモリ１２において保持する。

［本実施形態の処理］
このように構成されたデータ記録システム１において、データ記録装置１０のＣＰＵ１１は、図２に示すデータ記録処理を実施する。データ記録処理は、受信したデータの重要度と異常度とを加味しつつデータをメモリ１２に記録させる処理である。また、データ記録処理は、例えば車両の電源が投入されると開始される処理であり、その後、一定周期毎に繰り返し実施される処理である。

データ記録処理では、図２に示すように、まず、メモリ１２において一時的に記録されたデータを入力する（Ｓ１１０）。ここでのデータは、ＥＣＵ２１〜２４やセンサ２５による出力を示す。

続いて、変数ｋを１に設定する（Ｓ１２０）。変数ｋは、検知しようとする異常の種別（異常検知の種類）を指定するための値であり、後の処理において予め準備された異常検知の種別の数Ｋまで増加する。

続いて、重要度算出処理を実施する（Ｓ１３０）。なお、Ｓ１３０〜Ｓ１６５の処理は、メモリ１２に一時的に記録されたデータのうちの、異常判定を行うための判定用データとして予め設定されたデータ毎に実施される。

ここで、重要度とは、異常部位の重要性を表す。異常部位がどの部位かについては、判定用データに含まれる、データ種別を特定するためのＩＤによって認識される。
重要度算出処理では、図３（ａ）に示すように、まず、自車速ｖを取得する（Ｓ２１０）。自車速ｖは各種センサ２５のうちの車速センサから取得される。

続いて、重要度ｙ_kを算出する（Ｓ２２０）。ここで、重要度ｙ_kは、図３（ｂ）に示すように、異常検知の種類に応じて設定された重要度の関数Ｇ_kが設定されており、それぞれの関数Ｇ_kは、例えば図３（ｃ）に示すように、車速ｖに応じた関数とされている。

特に、車両の走行に影響を及ぼしうる、動力や操舵等に関する走行安全系（走安系）の判定用データについては、車速に拘わらず重要度が相対的に高く設定されており、車速が増加するとさらに重要度が高くなる。

また、車両の走行には影響が無いが比較的重要な、ドアロック、パワーウィンドウ、エアコン等の関するボデー系の判定用データについては、重要度が走安系の判定用データよりも低く、また、後述するエンタテイメント系の判定用データよりも高くなるよう設定される。さらに、車両の走行に影響が無く、乗員の快適性のみに影響する、オーディオや車内照明等に関するエンタテイメント系の判定用データについては、ボデー系の判定用データよりも重要度が低く設定される。

なお、図３（ｃ）に示すように、例えば、エンタテイメント系の判定用データについては車速ｖによらず重要度が一定になるよう設定してもよい。また、図４に示すように、異常検知の種類に応じて重要度を固定値としてもよい。

このような処理が終了すると重要度算出処理を終了し、図２に戻る。そして、異常度算出処理を実施する（Ｓ１４０）。ここで、異常度とは、判定用データの異常の程度を表す。

異常度算出処理では、図５（ａ）に示すように、予め収集しておいた正常時のデータの分布に基づいて生成されたモデルと入力された判定用データとを用いることによって異常度を求める。この際、例えば１クラスＳＶＭ（サポートベクターマシン）等を用いればよい。

具体的には、正常データの分布の重心位置と判定用データとのマハラノビス距離や、正常データの重心関数である正常重心関数ｆ（ｔ）と複数の判定用データによる重心関数である観測重心関数ｇ（ｔ）を用いて、

とし、正常データの分布と判定用データとの距離ｄを求めればよい。

距離ｄが求められると、この距離ｄを予め設定された関数に当てはめることによって、異常度ｓを求める。例えば、図５（ｂ）に示すように、異常度ｓを距離ｄの一次関数や二次関数としてもよいし、距離ｄが正常距離閾値までであれば、異常度ｓを０とするようにしてもよい。なお、この際、新しいデータの重み付けを大きくするなど、時系列を加味してもよい。

続いて、データ保存情報の決定を行う（Ｓ１５０）。この処理では、重要度ｙ_kと異常度ｓとを用いて保存するデータの種別（センサデータの種類）、データの保存開始タイミング（ＴＳ_k,m）や保存終了タイミング（ＴＥ_k,m）、或いはサンプリング周期（ＳＰ_k,m）等、データ量に影響を与えうるパラメータを設定する。

例えば、図６（ａ）に示すように、故障判定の種類（ＦＤ_K）に応じて保存すべきセンサデータの種別（ＳＤ_M）が設定されており、これらに基づいて、データの保存開始タイミング（ＴＳ_k,m）、保存終了タイミング（ＴＥ_k,m）、およびサンプリング周期（ＳＰ_k,m）を設定するための関数を選択する。なお、選択される関数の一例を次式に示す。

ここで、データの保存開始タイミング（ＴＳ_k,m）やデータの保存終了タイミング（ＴＥ_k,m）は、図６（ｂ）に示すように、異常度ｓが高くなるにつれて、データ収集時間が長くなるよう設定される。なお、グラフ中の時刻０は、データを保存する旨のトリガ（異常度ｓが０でないこと）が発生した時刻を示す。

また、データの保存開始タイミングやデータの保存終了タイミングは、重要度ｙ_kにも依存し、判定用データの重要度ｙ_kが高くなるにつれてデータ収集時間がより長くなるよう設定される。例えば、異常度ｓに応じて設定されたデータの保存開始タイミングやデータの保存終了タイミングを、重要度ｙ_kに応じて補正すればよい。

また、図６（ｂ）に示す例では、異常度が０であるときには、データの収集が行われないことを示す。また、図６（ｂ）に示すグラフはある関数Ｆ_k,s（ｓ）におけるマップの一例であり、選択される関数によって異なるマップが準備されていてもよい。

また、サンプリング周期（ＳＰ_k,m）については、例えば、異常度ｓに反比例するよう設定すればよい。すなわち、異常度ｓや重要度ｙ_kが高くなるにつれて、サンプリング周期を短く設定する。

このように設定すると、図７に示すように、保存すべきセンサデータ（ＳＤ）の種類に応じてデータを収集するタイミングやサンプリング周期が個別に設定されることになる。
続いて、データの保存を行うタイミングになったか否かを判定する（Ｓ１５５）。データの保存を行うタイミングでなければ（Ｓ１５５：ＮＯ）、後述するＳ１６５の処理に移行する。また、データの保存を行うタイミングであれば（Ｓ１５５：ＹＥＳ）、データ保存処理を実施する（Ｓ１６０）。

データ保存処理では、図８（ａ）に示すように、判定用データの重要度ｙ_kと異常度ｓとに応じて優先度を設定し、メモリ１２（ＤＢ）の記録容量が不足する際に、優先度が低いものに対して上書きを行う。例えば、図８（ｂ）に示すように、メモリ１２にデータを記録する際に、優先度が高いものほど番号が小さなアドレスに記録し、優先度が低いものがメモリ１２から溢れる際に削除する。

データ保存処理の詳細は、図９に示すように、まず、データ情報を取得する（Ｓ３１０）。この処理では、この処理では、判定用データの重要度や異常度、データの保存開始タイミング（取得開始時刻）、データの保存終了タイミング（取得終了時刻）の情報を取得する。

続いて、データ情報を記録するデータとして認識し（Ｓ３２０）、このデータを含めたメモリ１２内のデータ総数ＤＢＳを計算する（Ｓ３３０）。続いて、メモリ１２の容量ＤＢｍａｘとデータ総量ＤＢＳとを比較する（Ｓ３４０）。

メモリ１２の容量ＤＢｍａｘがデータ総量ＤＢＳ以上であれば（Ｓ３４０：ＮＯ）、データ保存処理を終了する。また、メモリ１２の容量ＤＢｍａｘがデータ総量ＤＢＳ未満であれば（Ｓ３４０：ＹＥＳ）、重要度に関するデータの並び替え、異常度に関するデータの並び替え、取得開始時刻に関するデータの並び替え（Ｓ３５０〜Ｓ３７０）を実施する。つまり、前述の優先度に従って並び替えを行い、同じ優先度のものについては新しいものをより高い優先度とする。

続いて、優先度の高い順にメモリ１２への書き込みを行い（Ｓ３８０）、データ保存処理を終了する。このような処理が終了すると、図２に戻り、取得したデータについての保存が完了したか否か（つまり、データの保存終了タイミングが経過したか否か）を判定する（Ｓ１６５）。

データの保存が完了していなければ（Ｓ１６５：ＮＯ）、Ｓ１５５の処理に戻る。また、データの保存が完了していれば（Ｓ１６５：ＹＥＳ）、変数ｋと異常検知の種別の数Ｋとを比較する（Ｓ１７０）。変数ｋが異常検知の種別の数Ｋ未満であれば（Ｓ１７０：ＮＯ）、変数ｋをインクリメントし、Ｓ１３０の処理に戻る。

また、変数ｋが異常検知の種別の数Ｋと一致していれば（またはそれ以上であれば）（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、データ記録処理を終了する。
［本実施形態による効果］
以上のように詳述したデータ記録装置１０（ＣＰＵ１１）においては、自車両において生成される生成データのうちの複数種別の異常検知用データを取得し（Ｓ１１０）、異常検知用データ毎に、少なくとも異常検知用データの種別に基づいて当該データが対応する異常部位の重要性を表す重要度を設定する（Ｓ１３０）。また、データ記録装置１０は異常検知用データ毎に、異常検知用データと異常検知用データの種別毎に予め準備されたモデルとを用いることによって異常の程度を表す異常度を設定する（Ｓ１４０）。

そして、データ記録装置１０は、異常検知用データ毎に、重要度および異常度に基づいて、記録部にデータを記録させる際のデータ量に影響するパラメータである記録パラメータを設定し（Ｓ１５０）、記録パラメータに従って生成データのうちの少なくとも一部を記録部にデータを記録させる（Ｓ１５５，Ｓ１６０）。

このようなデータ記録装置１０によれば、異常部位の重要性を表す重要度と異常の程度を表す異常度とを加味してデータ量に影響するパラメータである記録パラメータを設定するので、データを記録する際の記録容量を最適化することができる。

また、上記のデータ記録装置１０においては、異常検知用データが正常である場合の分布に基づいて設定されたモデルを利用して異常度を設定する。
このようなデータ記録装置１０によれば、異常度の求める際に分布を用いるので、異常検知用データが正常である際の分布に応じて異常度を適切に求めることができる。また、異常度の演算を簡素化することができる。

また、上記のデータ記録装置１０においては、モデルと異常検知用データから算出される乖離度を用いて異常度を設定する。
このようなデータ記録装置１０によれば、乖離度を用いて異常度を設定するので、異常度を設定する際の処理を簡素化することができる。

また、上記のデータ記録装置１０においては、乖離度が予め設定された下限値未満である場合、異常度を０とする。
このようなデータ記録装置１０によれば、乖離度が下限値未満であるときの乖離度を無視するので、この際の演算を簡素化することができる。また、保存データ量を削減することができる。

また、上記のデータ記録装置１０においては、記録パラメータとして、データの種別、データ量、サンプリングレート、データの取得範囲のうちの少なくとも１つを設定する。
このようなデータ記録装置１０によれば、重要度および異常度に応じて記録させるデータのデータ量を確実に変更することができる。

また、上記のデータ記録装置１０においては、記録部における記録可能領域の有無を判定し、記録可能領域がない場合、記録部に記録されたデータのうちの重要度が予め設定された閾値よりも低いデータを上書き対象として選択する。そして、記録パラメータに従って記録対象のデータを上書き対象として選択されたデータに対して上書きして記録させる。

このようなデータ記録装置１０によれば、記録可能領域がなくなった場合に、重要なデータが上書きされにくくすることができる。
また、上記のデータ記録装置１０においては、車両の走行が困難になるような異常について、車両の走行には無関係な異常よりも高順位に設定する。

このようなデータ記録装置１０によれば、車両の走行が困難になるような異常についてのデータをより多く記録させることができる。
また、上記のデータ記録装置１０においては、自車両の走行速度が大きくなるにつれて重要度を高く設定する。

すなわち、自車両の走行速度が大きくなるにつれて自車両に対する危険性が高まるため重要度を高く設定する。このようなデータ記録装置１０によれば、適切に重要度を設定することができる。

［その他の実施形態］
本発明は、上記の実施形態によって何ら限定して解釈されない。また、上記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記の複数の実施形態を適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。また、上記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。

例えば、上記実施形態においては、重要度を速度の関数として定義したが、図１０（ａ）に示すように、異常検知の種類に応じた定数としてもよい。また、上記実施形態においては、重要度が高いものの優先度を高く設定したが、図１０（ｂ）に示すように、重要度と異常度との総合的なバランスによって優先度を設定してもよい。ただし、走安系のデータだけは、優先して記録されるようにするとよい。

また、上記実施形態においては、保存開始タイミングＴＳおよび保存終了タイミングＴＥを異常度ｓに応じて可変に設定したが、図１１（ａ）に示すように、これらのタイミングを一定に設定してもよい。また、サンプリングレートｆについては、異常度ｓが大きくなるとサンプリングレートが高くなる（つまりサンプリング周期が短くなる）ような関数を用いて設定されてもよい。

上記実施形態においては古いデータを優先的に上書きするよう設定したが、異常検知の種類に応じて上書き領域を決めてもよい。具体的には、予め異常度ｓとデータ取得時間ｔに対して、重要度ｙを出力する関数Ｈを準備しておく。

これによりデータベース（メモリ１２）内での重要度が時間方向で求まり、重要度の低いところから上書きすることができる。このようにすれば、有限容量において優先度の高い重要データを確実に保存することができる。また、比較的優先度の低いデータも効率的に保存することができる。

［実施形態の構成と本発明の手段との対応関係］
上記実施形態におけるデータ記録装置１０は本発明でいうデータ記録装置に相当する。また、上記実施形態においてデータ記録装置１０が実行する処理のうちのＳ１１０の処理は本発明でいうデータ取得手段に相当する。

さらに、上記実施形態におけるＳ１３０の処理は本発明でいう重要度設定手段に相当し、上記実施形態におけるＳ１４０の処理は本発明でいう異常度設定手段に相当する。また、上記実施形態におけるＳ１５０の処理は本発明でいう記録パラメータ設定手段に相当し、上記実施形態におけるＳ１５５，Ｓ１６０の処理は本発明でいう記録実施手段に相当する。

さらに、上記実施形態におけるＳ３４０の処理は本発明でいう記録可能領域判定手段に相当し、上記実施形態におけるＳ３５０〜Ｓ３８０の処理は本発明でいう上書き対象選択手段に相当する。

１…データ記録システム、５…通信線、１０…データ記録装置、１１…ＣＰＵ、１２…メモリ、２１…エンジンＥＣＵ、２２…ブレーキＥＣＵ、２３…ステアリングＥＣＵ、２４…サスペンションＥＣＵ、２５…各種センサ。

Claims (9)

1. 自車両に搭載され、自車両において生成されるデータを記録部（１２）に記録させるデータ記録装置（１０）であって、
   自車両において生成される生成データのうちの複数種別の異常検知用データを取得するデータ取得手段（Ｓ１１０）と、
   前記異常検知用データ毎に、少なくとも前記異常検知用データの種別に基づいて当該データが対応する異常部位の重要性を表す重要度を設定する重要度設定手段（Ｓ１３０）と、
   前記異常検知用データ毎に、前記異常検知用データと前記異常検知用データの種別毎に予め準備されたモデルとを用いることによって異常の程度を表す異常度を設定する異常度設定手段（Ｓ１４０）と、
   前記異常検知用データ毎に、前記重要度および前記異常度に基づいて、前記記録部にデータを記録させる際のデータ量に影響するパラメータである記録パラメータを設定する記録パラメータ設定手段（Ｓ１５０）と、
   前記記録パラメータに従って前記生成データのうちの少なくとも一部を前記記録部にデータを記録させる記録実施手段（Ｓ１５５，Ｓ１６０）と、
   を備えたことを特徴とするデータ記録装置。
2. 請求項１に記載のデータ記録装置において、
   前記異常度設定手段は、前記異常検知用データが正常である場合の分布に基づいて設定されたモデルを利用して前記異常度を設定すること
   を特徴とするデータ記録装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のデータ記録装置において、
   前記異常度設定手段は、前記モデルと前記異常検知用データから算出される乖離度を用いて前記異常度を設定すること
   を特徴とするデータ記録装置。
4. 請求項３に記載のデータ記録装置において、
   前記異常度設定手段は、前記乖離度が予め設定された下限値未満である場合、前記異常度を０とすること
   を特徴とするデータ記録装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のデータ記録装置において、
   前記記録パラメータ設定手段は、前記記録パラメータとして、データの種別、データ量、サンプリングレート、データの取得範囲のうちの少なくとも１つを設定すること
   を特徴とするデータ記録装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のデータ記録装置において、
   前記記録部における記録可能領域の有無を判定する記録可能領域判定手段（Ｓ３４０）と、
   前記記録可能領域がない場合、前記記録部に記録されたデータのうちの前記重要度が予め設定された閾値よりも低いデータを上書き対象として選択する上書き対象選択手段（Ｓ３５０〜Ｓ３８０）と、
   を備え、
   前記記録実施手段は、前記記録パラメータに従って記録対象のデータを前記上書き対象として選択されたデータに対して上書きして記録させること
   を特徴とするデータ記録装置。
7. 請求項１〜請求項６の何れか１項に記載のデータ記録装置において、
   前記重要度設定手段は、車両の走行が困難になるような異常について、車両の走行には無関係な異常よりも高順位に設定すること
   を特徴とするデータ記録装置。
8. 請求項１〜請求項７の何れか１項に記載のデータ記録装置において、
   前記重要度設定手段は、自車両の走行速度が大きくなるにつれて前記重要度を高く設定すること
   を特徴とするデータ記録装置。
9. コンピュータを請求項１〜請求項８の何れか１項に記載のデータ記録装置を構成する各手段として機能させるためのデータ記録プログラム。

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