JP2021197470A - 異常要因判定装置、車両用制御装置、および車両用制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
1.電磁アクチュエータを備えた車両に適用され、実行装置と、記憶装置と、を備え、前記記憶装置には、写像を規定するデータである写像データが記憶されており、前記写像は、前記電磁アクチュエータに実際に流れる電流を示す変数である電流変数を入力変数に含み、前記電磁アクチュエータを備えた車載装置の異常要因を示す変数である要因変数を出力変数に含み、前記実行装置は、前記車両に搭載されているセンサの検出値に基づき前記入力変数の値を取得する取得処理と、前記入力変数の値を前記写像に入力することによって前記出力変数の値を算出する算出処理と、を実行する異常要因判定装置である。
ソレノイドバルブに流れる電流の指令値が変更される場合、ソレノイドバルブに流れる電流の挙動は、電流指令値が変更されるがゆえに変更前とは異なったものとなる。これに対し、上記構成では、電流変数をずれ量を示す変数とすることにより、電流指令値が変更されることによる電流変数の値の変化を抑制できる。
上記構成では、記憶装置に算出結果が記憶されることから、報知処理を受けてユーザが車両をたとえば修理工場等に持ち込んだ際、その車両に対していかなる処置をするかを判断する主体が、記憶装置に記憶された算出結果に基づいて処置を決めることができる。
上記構成では、第2算出処理による算出結果を車両の外部に通知することにより、車両内での実際の変速制御において異常が検知される以前に、異常が生じる予兆に関する情報等を車両の外部に通知できる。
13.前記第2実行装置は、複数の前記車両の前記電流変数の値に基づき前記算出処理を実行するものであり、前記算出処理の出力変数の値が妥当でない旨の情報を取得するフィードバック処理と、前記フィードバック処理によって妥当でない旨の情報を取得する場合、前記写像データを更新する更新処理と、を実行する上記12記載の車両用制御システムである。
以下、第1の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1に示すように、内燃機関10のクランク軸12には、動力分割装置20が機械的に連結されている。動力分割装置20は、内燃機関10、第1モータジェネレータ22、および第2モータジェネレータ24の動力を分割する。動力分割装置20は、遊星歯車機構を備えており、遊星歯車機構のキャリアCにクランク軸12が機械的に連結されており、サンギアSに、第1モータジェネレータ22の回転軸22aが機械的に連結されており、リングギアRに、第2モータジェネレータ24の回転軸24aが機械的に連結されている。なお、第1モータジェネレータ22の端子には、第1インバータ23の出力電圧が印加される。また、第2モータジェネレータ24の端子には、第2インバータ25の出力電圧が印加される。
また、キャリアCには、オイルポンプ32の従動軸32aが機械的に連結されている。オイルポンプ32は、オイルパン34内のオイルを潤滑油として動力分割装置20に循環させたり、同オイルを作動油として変速装置26に吐出したりするポンプである。なお、オイルポンプ32から吐出された作動油は、変速装置26内の油圧制御回路28によってその圧力が調整されて作動油として利用される。油圧制御回路28は、複数のソレノイドバルブ28aを備えており、それら各ソレノイドバルブ28aの通電によって、作動油の流動状態や作動油の油圧を制御する回路である。
電流変換処理M18は、油圧指令値P*をソレノイドバルブ28aに流れる電流の指令値(電流指令値I*)に変換する処理である。
CPU42は、S22の処理を完了する場合や、S20の処理において否定判定する場合には、S14の処理に戻る。
図5に、制御装置40が実行する別の処理の手順を示す。図5に示す処理は、ROM44に記憶されたプログラムをCPU42がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。
なお、写像データDMのそれぞれは、車両VCの出荷前において、試作車等を運転することによって得られる電流偏差ΔIと実際の異常の有無を示すデータとを訓練データとして学習された学習済みモデルである。
CPU42は、変速比の切り替え期間における回転速度Nm2と基準となる回転速度Nm2*との差の絶対値が閾値ΔNm2th以上であることに基づき、変速制御に異常が生じたか否かを判定する。CPU42は、異常が生じたと判定する場合、フェールセーフ処理をするとともにユーザに異常が生じた旨報知する。また、CPU42は、異常が生じたと判定する場合、そのときの電流Iに基づき異常の要因を特定する。このように電流Iの挙動を参照することにより、異常の要因を特定することができる。
(1)写像への入力変数を、電流Iとする代わりに電流偏差ΔIとした。本実施形態の場合、補正量ΔPに基づき油圧指令値P0*が補正されることから、アクセル操作量ACCPおよび変速の種類によって区画される領域が同一であっても、電流指令値I*が補正量ΔPに応じて変化する。また、アクセル操作量ACCPおよび変速の種類によって区画される領域が同一であって且つ油温Toilが同一であっても、マップ演算によって電流指令値I*が変動する。そのため、電流Iの挙動は、電流指令値I*に応じて変動するものの、これは、異常と直接関係しない。そのため、電流Iを用いる代わりに電流偏差ΔIを用いることにより、電流指令値I*の変化によって入力変数xが変化することを抑制できる。このように、異常の要因となる情報を特徴量として加工して写像への入力とすることにより、出力変数の値をより高精度に算出することが可能となる。
以下、第2の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
図8に示すように、車両VC(1)の記憶装置46には、写像データDMに加えて、予兆検知データDPDが記憶されている。また、制御装置40は、通信機47を備えており、通信機47によって外部のネットワーク80を介してデータ解析センター90と通信可能となっている。
図9に、図8に示したシステムによって実行される上記予兆の検知結果の授受に関する処理の手順を示す。特に図9においては、第1クラッチに関連する部分の異常の予兆の検知結果の授受に関する処理の手順を示す。他のクラッチやブレーキに関連する部分の異常の予兆の検知結果の授受に関する処理については、図9の処理と同様であることから、その記載を省略する。
以下、第3の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
図11に示すように、本実施形態では、写像データDMや予兆検知データDPDをデータ解析センター90の記憶装置96に記憶する。
詳しくは、図12(a)に示す処理は、ROM44に記憶されたプログラムをCPU42がたとえば所定周期でくり返し実行することにより実現される。また、図12(b)に示す処理は、ROM94に記憶されたプログラムをCPU92がたとえば所定周期でくり返し実行することにより実現される。なお、図12に示す処理において、図5に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付与してその説明を省略する。以下では、出力変数y(1),y(2),…に基づく異常の要因の判定処理の時系列に沿って図12に示す一連の処理を説明する。
これにより、ユーザが図3のS32の報知処理に応じて車両VC(1)を修理工場に持ち込んだ際、修理工場では、記憶装置46にアクセスすることにより、異常の要因について知ることができる。ただし、たとえば一時ステックとの判定結果が記憶されているにもかかわらず、変速制御の異常が解消していない場合等においては、修理工場において異常要因を特定する。そして、判定結果が妥当でないことが判明する場合、修理工場からデータ解析センター90にその旨のフィードバックがなされる。
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。[1]異常要因判定装置は、図1および図8の制御装置40や、図11のデータ解析センター90に対応する。電磁アクチュエータは、ソレノイドバルブ28aに対応する。実行装置は、図1および図8のCPU42およびROM44や、図11のCPU92およびROM94に対応する。記憶装置は、図1および図8の記憶装置46や、図11の記憶装置96に対応する。電流変数は、電流偏差ΔIに対応する。異常要因判定装置が制御装置40に対応する場合、取得処理は、S46,S48の処理に対応し、異常要因判定装置がデータ解析センター90に対応する場合、取得処理は、S100の処理に対応する。算出処理は、S52の処理に対応する。[2]S10の処理を設けていることに対応する。[3]電流偏差ΔIに対応する。[4,5]選択処理は、S44の処理に対応する。[6]「過去において同一の切り替えがなされたときに前記ソレノイドバルブに流れた電流を示す変数」は、電流偏差ΔI(−p+1),ΔI(−p+2),…,ΔI(−p+n)に対応する。[7]図7に対応する。[8]車両用制御装置は、図1および図8に記載の制御装置40に対応する。異常判定処理は、S24の処理に対応する。報知処理は、S32の処理に対応する。[9]記憶処理は、S56の処理に対応する。[10]第1写像データは、写像データDMに対応する。第2写像データは、予兆検知データDPDに対応する。第2取得処理は、S66の処理に対応する。第2算出処理は、S72の処理に対応する。[11]通知処理は、S78の処理に対応する。[12]第1実行装置は、図11のCPU42およびROM44に対応し、第2実行装置は、CPU92およびROM94に対応する。データ送信処理は、S90の処理に対応する。データ受信処理は、S100の処理に対応する。[13]フィードバック処理は、S104の処理に対応する。更新処理は、S106の処理に対応する。[14]結果送信処理は、S102の処理に対応し、結果受信処理は、S92の処理に対応する。[15]車両用制御装置は、図11の制御装置40に対応する。
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、駆動輪30に加わるトルクを示す変数であるトルク変数を、アクセル操作量ACCPとしたが、これに限らない。たとえば、アクセル操作量ACCPから定まる駆動トルクの指令値を算出することとし、駆動トルクの指令値によってトルク変数を構成してもよい。
「指令値について」
・上記実施形態では、油圧指令値をアクセル操作量ACCPと変速の種類と油温Toilとに応じて定めたが、これに限らない。たとえば、それら3つの変数に関しては、それらのうちの2つのみに基づき分割される領域毎に油圧指令値を定めてもよい。またとえば、それら3つの変数に関しては、それらのうちの1つのみに基づき分割される領域毎に油圧指令値を定めてもよい。
「写像への入力変数について」
・上記実施形態では、写像データDMによって規定される写像への入力変数としての電流変数として電流偏差ΔIを例示したが、これに限らない。たとえば、電流I自体であってもよい。その場合であっても、たとえば「指令値について」の欄に記載したように学習処理によって油圧指令値が補正されず且つ、「選択処理について」の欄に記載したように、アクセル操作量ACCP、変速の種類および油温Toilに応じた互いに異なる複数の写像データを備えるなら、電流I自体によって出力変数の値を高精度に算出できる。もっとも、電流I自体を用いる場合に、任意の写像データが利用される領域で油圧指令値が変化する量が小さいことは必須ではない。
・写像データDMによって規定される写像への入力変数に、補正量ΔPを含めてもよい。
・写像データDMによって規定される写像への入力変数に、油温Toilを含めてもよい。
「写像データDMについて」
・写像データDMによって規定されるニューラルネットワークとしては、全結合順伝播型のニューラルネットワークに限らず、たとえば回帰結合型ニューラルネットワーク(Recurrent Neural Network)等であってもよい。もっとも、ニューラルネットワークに限らず、たとえば線形回帰モデルを用いてもよい。
・予兆検知データDPDによって規定されるニューラルネットワークとしては、全結合順伝播型のニューラルネットワークに限らず、たとえば回帰結合型ニューラルネットワーク(Recurrent Neural Network)等であってもよい。もっとも、ニューラルネットワークに限らず、たとえば線形回帰モデルを用いてもよい。
・上記実施形態では、表示器70を報知装置として、異常が生じた旨の視覚情報を表示する処理を例示したが、これに限らない。たとえば、スピーカを報知装置として、異常が生じた旨の聴覚情報を出力する処理としてもよい。
・上記実施形態では、出力変数の算出結果を記憶する記憶装置を、写像データDMが記憶されている記憶装置と同一としたが、これに限らない。
・上記実施形態では、異常の予兆を検知する場合、複数の車両VC(1),VC(2),…からのデータであるビッグデータDBを記憶したデータ解析センター90に、その旨を通知したが、これに限らない。たとえば、データ解析センター90と車両VC(1),VC(2),…の製造メーカとが異なる場合において、製造メーカに通知してもよい。またたとえば、車両VC(1)の販売店に通知してもよい。
(a)出力変数y(1),y(2),…の用途について
・上記実施形態では、修理工場に車両VCが持ち込まれた際の部品交換の有無の判定等に出力変数y(1),y(2),…の値を用いたが、これに限らない。たとえば車両VCの製造メーカにおいて、製品の改良を行う際のフィードバック情報として利用してもよい。
・上記実施形態では、出力変数z(1),z(2),…を異常が生じる予兆をとらえる目的で利用したが、これに限らない。たとえば、出力変数z(1),z(2),…の中に完全ステックを含めるなどして、最大値zmaxが完全ステックに対応する出力変数の値と等しい場合、S30の処理やS32の処理を実行してもよい。もっとも、それらの処理に限らず、たとえばS34の処理を実行してもよい。
・上記第3の実施形態では、出力変数y(1),y(2),…の値と出力変数z(1),z(2),…の値との双方を、データ解析センター90によって算出したが、これに限らない。たとえば、出力変数y(1),y(2),…の値についてはデータ解析センター90によって算出し、出力変数z(1),z(2),…の値については車両VC内で算出してもよい。
・実行装置としては、CPU42(92)とROM44(94)とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理するたとえばASIC等の専用のハードウェア回路を備えてもよい。すなわち、実行装置は、以下の(a)〜(c)のいずれかの構成であればよい。(a)上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するROM等のプログラム格納装置とを備える。(b)上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。(c)上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。
・電磁アクチュエータとしては、変速装置26のソレノイドバルブに限らない。変速装置26以外の車載電磁アクチュエータであっても、その異常箇所の詳細を特定するうえでは上記写像を利用することが有効である。
・車両としては、シリーズ・パラレルハイブリッド車に限らない。たとえばシリーズハイブリッド車や、パラレルハイブリッド車であってもよい。なお、車載回転機として、内燃機関とモータジェネレータとを備えるものにも限らない。たとえば内燃機関を備えるもののモータジェネレータを備えない車両であってもよく、またたとえばモータジェネレータを備えるものの内燃機関を備えない車両であってもよい。
20…動力分割装置
22…第1モータジェネレータ
24…第2モータジェネレータ
26…変速装置
28…油圧制御回路
28a…ソレノイドバルブ
40…制御装置
80…ネットワーク
90…データ解析センター
Claims (15)
- 電磁アクチュエータを備えた車両に適用され、
実行装置と、記憶装置と、を備え、
前記記憶装置には、写像を規定するデータである写像データが記憶されており、
前記写像は、前記電磁アクチュエータに実際に流れる電流を示す変数である電流変数を入力変数に含み、前記電磁アクチュエータを備えた車載装置の異常要因を示す変数である要因変数を出力変数に含み、
前記実行装置は、
前記車両に搭載されているセンサの検出値に基づき前記入力変数の値を取得する取得処理と、
前記入力変数の値を前記写像に入力することによって前記出力変数の値を算出する算出処理と、を実行する異常要因判定装置。 - 前記車載装置は、前記車両に搭載される回転機の回転軸の回転速度と駆動輪の回転速度との変速比を可変とする変速装置であり、
前記電磁アクチュエータは、前記変速装置のソレノイドバルブを含み、
前記入力変数としての電流変数は、前記変速装置による変速比の切り替え期間において前記ソレノイドバルブに流れる電流を示す変数を含む請求項1記載の異常要因判定装置。 - 前記電流変数は、前記切り替え期間において前記ソレノイドバルブに流れる電流の検出値と電流指令値とのずれ量を示す変数を含む請求項2記載の異常要因判定装置。
- 前記記憶装置には、前記変速比の切り替えの種類に応じた互いに異なる複数の写像データが記憶されており、
前記算出処理は、前記出力変数の値を算出するための前記写像を規定する前記写像データとして、前記複数の写像データのうちの前記入力変数とされる前記電流変数のサンプリング期間における前記変速比の切り替えに対応する前記写像データを選択する選択処理を含む請求項2または3記載の異常要因判定装置。 - 前記記憶装置には、前記駆動輪に加わるトルクを示す変数であるトルク変数毎に互いに異なる複数の写像データが記憶されており、
前記取得処理は、前記トルク変数の値を取得する処理を含み、
前記算出処理は、前記出力変数の値を算出するための前記写像を規定する前記写像データとして、前記複数の写像データのうちの前記取得処理によって取得された前記トルク変数の値に対応する前記写像データを選択する選択処理を含む請求項2〜4のいずれか1項に記載の異常要因判定装置。 - 前記写像に一度に入力される前記入力変数としての前記電流変数には、前記変速装置による変速比の今回の切り替え期間における前記ソレノイドバルブに流れる電流を示す変数に加えて、過去において同一の切り替えがなされたときに前記ソレノイドバルブに流れた電流を示す変数が含まれる請求項2〜5のいずれか1項に記載の異常要因判定装置。
- 前記要因変数は、前記変速装置の作動油に気泡が含まれることによる前記ソレノイドバルブの制御性の低下、前記ソレノイドバルブに一時的に異物が混入して当該ソレノイドバルブの動作に一時的に生じる異常である一時ステック異常、および前記ソレノイドバルブに異物が混入して当該ソレノイドバルブの動作が定常的に異常となる定常ステック異常が含まれる請求項2〜6のいずれか1項に記載の異常要因判定装置。
- 請求項2〜7のいずれか1項に記載の異常要因判定装置における前記実行装置および前記記憶装置を備え、
前記実行装置は、
前記変速比の切り替えがなされる期間における前記変速装置の入力軸の回転速度と基準となる回転速度との乖離度合いが所定以上となること条件に、前記変速装置に異常が生じたと判定する異常判定処理と、
報知装置を操作して前記異常が生じた旨を報知する報知処理と、を実行し、
前記取得処理は、前記異常判定処理によって異常が生じたと判定されたときの前記切り替えがなされる期間における前記入力変数の値を取得する処理を含む車両用制御装置。 - 前記実行装置は、前記算出処理の算出結果を前記記憶装置に記憶する記憶処理を実行する請求項8記載の車両用制御装置。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の異常要因判定装置における前記実行装置および前記記憶装置を備え、
前記車載装置は、前記車両に搭載される回転機の回転軸の回転速度と駆動輪の回転速度との変速比を可変とする変速装置であり、
前記電磁アクチュエータは、ソレノイドバルブを含み、
前記写像は、第1写像であり、
前記写像データは、第1写像データであり、
前記取得処理は、第1取得処理であり、
前記算出処理は、第1算出処理であり、
前記実行装置は、前記変速比の切り替えがなされていないときに解放状態となっている摩擦係合要素の解放および締結を切り替えるための前記ソレノイドバルブに当該摩擦係合要素が締結状態とならない範囲で前記ソレノイドバルブを振動させるべく当該ソレノイドバルブに電流を流すディザ制御処理を実行し、
前記記憶装置には、前記ディザ制御処理がなされているときの前記電流変数を入力変数に含み、前記ソレノイドバルブの異常の有無を示す変数である異常変数を出力変数に含む第2写像を規定する第2写像データが記憶されており、
前記実行装置は、
前記ディザ制御処理の実行時における前記電流変数の値を取得する第2取得処理と、
前記第2取得処理によって取得された前記電流変数の値を前記第2写像に入力して前記出力変数の値を算出する第2算出処理と、を実行する車両用制御装置。 - 前記実行装置は、前記第2算出処理による算出結果を前記車両の外部に通知する通知処理を実行する請求項10記載の車両用制御装置。
- 請求項8〜11のいずれか1項に記載の車両用制御装置における前記実行装置および前記記憶装置を備え、
前記実行装置は、前記車両に備えられている第1実行装置と、前記車両に備えられていない第2実行装置とを含み、
前記第1実行装置は、前記電磁アクチュエータに実際に流れる電流に関する前記センサの検出値に基づくデータを送信するデータ送信処理を実行し、
前記第2実行装置は、前記データ送信処理によって送信されたデータを受信するデータ受信処理および前記算出処理を実行する車両用制御システム。 - 前記第2実行装置は、複数の前記車両の前記電流変数の値に基づき前記算出処理を実行するものであり、
前記算出処理の出力変数の値が妥当でない旨の情報を取得するフィードバック処理と、
前記フィードバック処理によって妥当でない旨の情報を取得する場合、前記写像データを更新する更新処理と、を実行する請求項12記載の車両用制御システム。 - 前記第2実行装置は、前記算出処理による算出結果を送信する結果送信処理を実行し、
前記第1実行装置は、前記結果送信処理によって送信された前記算出結果を受信する結果受信処理を実行する請求項12または13記載の車両用制御システム。 - 請求項12〜14記載のいずれか1項に記載の車両用制御システムにおける前記第1実行装置を備える車両用制御装置。
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