JP2022036594A - Noise detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両におけるノイズの発生を検出するノイズ検出装置に関するものである。 The present invention relates to a noise detection device that detects the generation of noise in a vehicle.
自動車等の車両では、その運転に伴って種々の異音(ノイズ)が発生する。
従来、そうしたノイズの発生を検出するノイズ検出装置が提案されている(例えば特許文献1)。特許文献1に記載のノイズ検出装置は、ハイブリッド車両の動力分割機構(遊星歯車)において生じるタッピングノイズの発生を検出する。この装置では、タッピングノイズの発生に関係する車両パラメータ(例えば、クランクシャフトダンパーの捻れ角度や気筒間におけるトルク差)が検出される。そして、この車両パラメータと判定値とが比較され、その比較結果をもとにタッピングノイズの発生が検出される。
In a vehicle such as an automobile, various abnormal noises are generated as the vehicle is driven.
Conventionally, a noise detection device for detecting the generation of such noise has been proposed (for example, Patent Document 1). The noise detection device described in Patent Document 1 detects the generation of tapping noise generated in the power split mechanism (planetary gear) of a hybrid vehicle. In this device, vehicle parameters related to the generation of tapping noise (for example, the twist angle of the crankshaft damper and the torque difference between cylinders) are detected. Then, the vehicle parameter and the determination value are compared, and the occurrence of tapping noise is detected based on the comparison result.
車両の運転に伴い発生するノイズは、乗員の耳に入ると車両の乗り心地を低下させるおそれがある。こうしたノイズが乗員の耳に入るか否かは、車両の走行環境(混雑状況、天候)や、車室ウィンドウの開閉状態など、種々の因子によって定まる。このことから車両の乗り心地を低下させるレベルのノイズ発生を検出するために、種々の因子の全てについて判定値を設定して、それら判定値をもとにノイズ発生の検出を行うといった検出システムを構築することが考えられる。この場合、検出システムの適合にかかる作業の工数が多大になってしまい、検出システムの構築が煩雑になるといった問題がある。 Noise generated by driving a vehicle may reduce the ride quality of the vehicle if it gets into the ears of the occupants. Whether or not such noise gets into the ears of the occupants is determined by various factors such as the driving environment (congestion status, weather) of the vehicle and the open / closed state of the passenger compartment window. From this, in order to detect the generation of noise at a level that reduces the ride quality of the vehicle, a detection system is provided in which judgment values are set for all of the various factors and noise generation is detected based on those judgment values. It is conceivable to build. In this case, there is a problem that the man-hours required for adapting the detection system become large and the construction of the detection system becomes complicated.
上記課題を解決するためのノイズ検出装置は、車両におけるノイズの発生を検出するノイズ検出装置において、前記ノイズの発生に関係する複数の車両パラメータを検出する検出部と、前記ノイズの発生の有無を乗員が判定した結果を示す結果データを取得するデータ取得部と、前記複数の車両パラメータに対して前記ノイズの発生の有無が正解ラベルとして付与された教師データを用いて機械学習したニューラルネットワークを記憶する記憶部と、を備える。ノイズ検出装置は、前記検出部によって検出された複数の車両パラメータを入力とし、前記記憶部に記憶されているニューラルネットワークを用いて、前記ノイズの発生確率を示す出力変数を出力する出力部を備える。ノイズ検出装置は、前記ノイズの発生の有無を乗員が判定したときに前記検出部によって検出された複数の車両パラメータに対して前記ノイズの発生の有無を乗員が判定した結果を正解ラベルとして付与したデータを教師データとして用いて、前記記憶部に記憶されているニューラルネットワークを学習する学習部を備える。 The noise detection device for solving the above-mentioned problems is a noise detection device for detecting the generation of noise in a vehicle, in which a detection unit for detecting a plurality of vehicle parameters related to the generation of the noise and the presence / absence of the generation of the noise are detected. Stores a neural network machine-learned using a data acquisition unit that acquires result data indicating the results determined by the occupants and teacher data that indicates the presence or absence of noise generation as correct answer labels for the plurality of vehicle parameters. It is equipped with a storage unit. The noise detection device includes an output unit that inputs a plurality of vehicle parameters detected by the detection unit and outputs an output variable indicating the noise generation probability by using a neural network stored in the storage unit. .. The noise detection device assigns the result of the occupant's determination of the presence or absence of the noise to the plurality of vehicle parameters detected by the detection unit when the occupant determines the presence or absence of the noise as a correct answer label. A learning unit for learning a neural network stored in the storage unit is provided by using the data as teacher data.
上記構成によれば、ノイズの発生に関係する複数の車両パラメータと正解ラベルとがセットになった教師データを用意するとともに、この教師データを用いてニューラルネットワークを学習させることにより、ノイズの発生にかかる種々の因子(車両パラメータ)を考慮してノイズの発生を精度良く検出できるシステムを容易に構築することができる。しかも、ノイズ発生の有無を実際に乗員が判定した結果を、ノイズ発生の検出に用いるニューラルネットワークに反映させることができる。そのため、ノイズ発生の検出基準をユーザーの基準に合わせて定めることができる。 According to the above configuration, teacher data in which a plurality of vehicle parameters related to noise generation and a correct answer label are set is prepared, and a neural network is trained using the teacher data to generate noise. It is possible to easily construct a system capable of accurately detecting the generation of noise in consideration of such various factors (vehicle parameters). Moreover, the result of the occupant actually determining the presence or absence of noise generation can be reflected in the neural network used for detecting the noise generation. Therefore, the noise generation detection standard can be set according to the user's standard.
以下、ノイズ検出装置の一実施形態について説明する。
先ず、本実施形態のノイズ検出装置が適用される車両の構造について説明する。
図1に示すように、車両10は、内燃機関11、動力分割機構12、自動変速機13、駆動輪14、第1モータジェネレータ15、および第2モータジェネレータ16を備えている。
Hereinafter, an embodiment of the noise detection device will be described.
First, the structure of the vehicle to which the noise detection device of the present embodiment is applied will be described.
As shown in FIG. 1, the
内燃機関11は4つの気筒を有している。内燃機関11の出力軸であるクランクシャフト17にはクランクシャフトダンパー18が設けられている。内燃機関11のクランクシャフト17には、動力分割機構12が連結されている。動力分割機構12は、サンギアS、リングギアR、およびキャリアCを有する遊星歯車機構である。動力分割機構12のキャリアCには、クランクシャフト17が連結されている。サンギアSには、第1モータジェネレータ15の回転軸15Aが連結されている。リングギアRの出力軸であるリングギア軸RAには、第2モータジェネレータ16の回転軸16Aが連結されている。また、リングギア軸RAには、自動変速機13の入力軸が連結されている。自動変速機13の出力軸には、ディファレンシャルギアを介して左右の駆動輪14が連結されている。
The
内燃機関11が駆動して、動力分割機構12のキャリアCにクランクシャフト17からトルクが入力されると、そのトルクがサンギアS側とリングギアR側とに分割される。第1モータジェネレータ15がモータとして動作して、動力分割機構12のサンギアSにトルクが入力されると、そのトルクはキャリアC側とリングギアR側とに分割される。第2モータジェネレータ16がモータとして動作して、リングギア軸RAにトルクが入力されると、そのトルクは自動変速機13へと伝達される。また、駆動輪14側からのトルクがリングギア軸RAを介して第2モータジェネレータ16に入力されると、第2モータジェネレータ16が発電機として機能し、車両10に回生制動力を発生させることが可能になっている。
When the
図1に示すように、車両10は、その状態を検出するための各種センサ類を有している。各種センサ類としては、例えばクランクシャフト17の回転速度(機関回転速度NE)や回転位相(クランク角CA)を検出するためのクランク角センサ21、アクセルペダル19の操作量(アクセル操作量ACC)を検出するためのアクセルポジションセンサ22が設けられている。また車両10には、第1モータジェネレータ15の回転軸15Aの回転速度(モータ回転速度NM1)を検出するための速度センサ23や、第2モータジェネレータ16の回転軸16Aの回転速度(モータ回転速度NM2)を検出するための速度センサ24が設けられている。その他、車両10には、その走行速度(車速SPD)を検出するための車速センサ25や、車室のウィンドウが開いているか否かを検出するためのウィンドウスイッチ26等も設けられている。車両10にはナビゲーションシステム27なども設けられている。ナビゲーションシステム27は通信ネットワーク50に接続されており、この通信ネットワーク50を介して、天候情報(降雨量)や道路情報(トンネル、混雑状況)などの車両情報を取得している。なお本実施形態では、各種センサ類が、ノイズの発生に関係する複数の車両パラメータを検出する検出部に相当する。
As shown in FIG. 1, the
車両10は、制御装置30を備えている。制御装置30には、各種センサ類の出力信号が入力されている。制御装置30は、CPU31、周辺回路32、ROM33、記憶部としての記憶装置34、および通信機35を備えている。CPU31、周辺回路32、ROM33、記憶装置34、および通信機35は、バス36によって通信可能に接続されている。ROM33には、CPU31が各種の制御を実行するために各種のプログラムが予め記憶されている。記憶装置34には、写像データ37が記憶されている。写像データ37によって規定される写像M1は、入力変数xが入力されることによりタッピングノイズの発生確率を示す出力変数yを出力する。なお、写像M1についての具体的な説明は後述する。周辺回路32は、内部の動作を規定するクロック信号を生成する回路、電源回路、リセット回路等を含む。通信機35は、車両10の外部の通信ネットワーク50を介して、センター40と通信するための機器である。本実施形態では、制御装置30が出力部に相当する。
The
CPU31は、ROM33に記憶された各種のプログラムを実行することにより、内燃機関11、第1モータジェネレータ15、第2モータジェネレータ16等を制御する。具体的には、CPU31は、アクセル操作量ACCおよび車速SPDに基づいて、車両10が走行するために必要な出力の要求値である車両要求出力を算出する。CPU31は、車両要求出力に基づいて、内燃機関11、第1モータジェネレータ15、および第2モータジェネレータ16のトルク配分を決定する。CPU31は、このトルク配分に基づいて、内燃機関11の出力と、第1モータジェネレータ15および第2モータジェネレータ16の力行および回生とを制御する。
The CPU 31 controls the
また、CPU31は、記憶装置34に記憶されている写像データ37を利用して、ROM33に記憶された各種のプログラムを実行することにより、車両10におけるノイズ(詳しくは、動力分割機構12において生じるタッピングノイズ)が発生するおそれがあるか否かを判定する。なお、ノイズ発生の判定にかかる処理(ノイズ判定処理)についての具体的な説明は後述する。
Further, the CPU 31 uses the
そして、CPU31は、ノイズ判定処理を通じてノイズが発生する可能性があると判定したときには、ROM33に記憶された各種のプログラムを実行することにより、車両10におけるノイズの発生を回避するための制御(ノイズ回避制御)を実行する。
Then, when the CPU 31 determines that noise may be generated through the noise determination process, the CPU 31 executes various programs stored in the
ノイズ回避制御は、具体的には、次のように実行される。ノイズ回避制御では、ノイズが発生する可能性があると判定された後の所定期間Tにわたり、機関回転速度NEが通常制御時(すなわち、ノイズ回避制御が実行されないとき)よりも高くなるように、内燃機関11の運転制御が実行される。また、所定期間Tにおいては、このときの内燃機関11の出力に合わせて、車両要求出力を満たす態様で第1モータジェネレータ15および第2モータジェネレータ16のトルク配分が定められ、それら第1モータジェネレータ15および第2モータジェネレータ16の力行および回生が制御される。こうしたノイズ回避制御を実行することにより、内燃機関11の運転状態が、ノイズが発生し易い運転状態(例えば、失火に起因してクランクシャフト17が共振する現象が発生する運転状態)と異なる運転状態にされる。これにより、ノイズの発生が抑えられるようになる。
Specifically, the noise avoidance control is executed as follows. In the noise avoidance control, the engine rotation speed NE is set to be higher than that in the normal control (that is, when the noise avoidance control is not executed) for a predetermined period T after it is determined that noise may occur. The operation control of the
写像データ37によって規定される写像M1の一例は、関数近似器であり、中間層が1層の全結合順伝搬型のニューラルネットワークである。具体的には、写像データ37によって規定される写像M1では、入力変数x(1)~x(8)およびバイアスパラメータとしての入力変数x(0)が、係数wFjk(j=1~m、k=0~8)によって規定される線形写像にて変換された「m」個の値のそれぞれが活性化関数fに代入されることによって、中間層のノードの値が定まる。また、係数wSij(i=1)によって規定される線形写像によって中間層のノードの値が変換された値のそれぞれが活性化関数gに代入されることによって、出力変数y(1)が定まる。出力変数y(1)は、ノイズが発生する確率を示す変数である。
An example of the mapping M1 defined by the
上記ニューラルネットワークはソフトマックス関数を含む。これにより、本実施形態において、出力変数y(1)は、実際にノイズが発生したことのもっともらしさの大小を「0」よりも大きく「1」よりも小さい所定領域内で連続的な値として定量化したものとなる。本実施形態では、出力変数y(1)が大きいほど、ノイズの発生確率が高いことを示す。 The above neural network includes a softmax function. As a result, in the present embodiment, the output variable y (1) is set as a continuous value in a predetermined region in which the magnitude of the plausibility that noise actually occurs is larger than "0" and smaller than "1". It will be quantified. In the present embodiment, the larger the output variable y (1), the higher the probability of noise generation.
なお、写像データ37によって規定される写像M1は、例えば次のように生成されたものである。すなわち先ず、各種の実験やシミュレーションを行うなどして、タッピングノイズの発生に関係する複数の車両パラメータを検出しつつ、同タッピングノイズの発生の有無の判定を行う。そして、複数の車両パラメータの検出データ(詳しくは、入力変数x(1)~x(8))に対してノイズ発生の有無の判定結果を正解ラベルとして付与したデータを複数用意するとともに、これらデータを教師データ48として用いて機械学習させることにより、学習済みの写像M1を生成する。
The map M1 defined by the
本実施形態では、入力変数x(1)~x(8)として以下の値が用いられる。
入力変数x(1)には、クランクシャフトダンパー18の捻れ角度θが代入される。
この捻れ角度θは、次のように求められる。先ず、モータ回転速度NM1,NM2、および動力分割機構12のギア比RGに基づいて、関係式「NC=(RG×NM1+NM2)/(1+RG)」から、動力分割機構12のキャリアCの回転速度NCが算出される。そして、関係式「θ=2π×∫(NE-NC)dt」に示すように、回転速度NCを機関回転速度NEから減じて得られる値を積分した値が、クランクシャフトダンパー18の捻れ角度θとして算出される。なお車両10においては、上記捻れ角度θが大きいときほど、タッピングノイズが発生し易く、タッピングノイズが発生した場合におけるタッピングノイズの強度が大きくなり易い。
In this embodiment, the following values are used as the input variables x (1) to x (8).
The twist angle θ of the
This twist angle θ is obtained as follows. First, based on the motor rotation speeds NM1 and NM2 and the gear ratio RG of the
入力変数x(2)には、内燃機関11の気筒間における発生トルクの差(気筒間トルク差ΔTR)が代入される。
気筒間トルク差ΔTRは、次のように求められる。先ず、クランク角CA、機関回転速度NE、内燃機関11の出力軸まわりの慣性モーメント、モータ回転速度NM1、第1モータジェネレータ15の回転軸まわりの慣性モーメント、第1モータジェネレータ15の出力トルク、および動力分割機構12のギア比RGに基づいて、内燃機関11の各気筒における発生トルクTR1,TR2,TR3,TR4が算出される。そして、それら発生トルクTR1,TR2,TR3,TR4のうちの最大値MAXから最小値MINを減算した値が気筒間トルク差ΔTR(=MAX-MIN)として算出される。なお車両10においては、気筒間トルク差ΔTRが大きいときほど、タッピングノイズが発生し易く、タッピングノイズが発生した場合におけるタッピングノイズの強度が大きくなり易い。
The difference in generated torque between the cylinders of the internal combustion engine 11 (torque difference between cylinders ΔTR) is substituted into the input variable x (2).
The torque difference between cylinders ΔTR is obtained as follows. First, the crank angle CA, the engine rotation speed NE, the moment of inertia around the output shaft of the
入力変数x(3)には、車速SPDが代入される。
車両10においては、車速SPDが高いほど、暗騒音が大きくなるため、タッピングノイズが発生した場合であっても同タッピングノイズが乗員の耳に入り難い。
The vehicle speed SPD is substituted into the input variable x (3).
In the
入力変数x(4)には、ウィンドウスイッチ26の作動状態を数値化した値が代入される。
車室のウィンドウが開いているときには、ウィンドウが閉じられているときと比較して、暗騒音が大きくなるため、タッピングノイズが発生した場合であっても同タッピングノイズが乗員の耳に入り難い。
A numerical value of the operating state of the
When the window in the passenger compartment is open, the background noise is louder than when the window is closed, so even if tapping noise occurs, it is difficult for the occupant to hear the tapping noise.
入力変数x(5)には、車両10が走行している場所における降雨量を数値化した値が代入される。
降雨量についての情報はナビゲーションシステム27および通信ネットワーク50を介して取得される。降雨量が多いときほど降雨による車内騒音が大きくなるため、タッピングノイズが発生した場合であっても同タッピングノイズが乗員の耳に入り難い。
The input variable x (5) is substituted with a numerical value of the amount of rainfall at the place where the
Information about rainfall is obtained via the
入力変数x(6)には、車両10の走行路についての情報(トンネル、未舗装路など)を数値化した値が代入される。
車両10の走行路についての情報はナビゲーションシステム27および通信ネットワーク50を介して取得される。車両10がトンネルや未舗装路を走行しているときには、ロードノイズが大きくなるため、タッピングノイズが発生した場合において同タッピングノイズが乗員の耳に入り難くなる。
The input variable x (6) is substituted with a numerical value of information (tunnel, unpaved road, etc.) about the travel path of the
Information about the travel path of the
入力変数x(7)には、車両10の走行路における混雑状況を数値化した値が代入される。
車両10の走行路における混雑状況は通信ネットワーク50を介して取得される。車両10においては、道路が混雑しているときには、そうでないときと比較して、暗騒音が大きくなるため、タッピングノイズが発生した場合であっても同タッピングノイズが乗員の耳に入り難い。
The input variable x (7) is substituted with a numerical value of the congestion status on the traveling path of the
The congestion status on the travel path of the
入力変数x(8)には、ナビゲーションシステム27(オーディオシステムを含む)の音量を示す値が代入される。
ナビゲーションシステム27の音量が大きいときほど、暗騒音が大きくなるため、タッピングノイズが発生した場合において同タッピングノイズが乗員の耳に入り難い。
A value indicating the volume of the navigation system 27 (including the audio system) is assigned to the input variable x (8).
The louder the volume of the
本実施形態のノイズ検出装置は、車両10の各種情報を取得して管理するセンター40を有している。
センター40は、CPU41、周辺回路42、ROM43、記憶部としての記憶装置44、および通信機45を備えている。CPU41、周辺回路42、ROM43、記憶装置44、および通信機45は、バス46によって通信可能に接続されている。ROM43には、CPU41が各種の制御を実行するために各種のプログラムが予め記憶されている。記憶装置44には、写像データ47や、同写像データ47の学習に用いる教師データ48が記憶されている。CPU41は、ROM43に記憶された各種のプログラムを実行することにより、教師データ48を用いた機械学習を実行して学習済みの写像(具体的には、写像データ47)を生成する。本実施形態では、センター40が学習部に相当する。
The noise detection device of the present embodiment has a
The
通信機45は、外部の通信ネットワーク50を介して、車両10と通信するための機器である。この通信機45により、センター40と車両10との間でのデータの送受信が可能になっている。センター40のCPU41は、ROM43に記憶された各種のプログラムを実行することにより、教師データ48に基づく機械学習がなされた場合に、学習された写像データ47を車両10の制御装置30に送信する。そして、車両10の制御装置30は、センター40から送信された写像データ47を受信すると、この写像データ47によって、記憶装置34に記憶されている写像データ37を更新する。
The communication device 45 is a device for communicating with the
本実施形態のノイズ検出装置は、通信ネットワーク50を介して、車両10の制御装置30やセンター40に接続可能な外部機器51を有している。この外部機器51は、販売店や整備工場に配置されている。外部機器51の一例は、パーソナルコンピュータである。この外部機器51の操作を通じて、ユーザーから聞き取り調査した情報などの任意の情報を、車両情報とともにセンター40に送信することが可能になっている。本実施形態では、外部機器51が、ノイズの発生の有無を乗員が判定した結果を示す結果データを取得するデータ取得部に相当する。
The noise detection device of the present embodiment has an
以下、ノイズ判定処理およびノイズ回避制御を含む車両制御にかかる処理(車両制御処理)について、具体的に説明する。
図2に車両制御処理の実行手順を示す。なお同図のフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、車両10の制御装置30によって実行される。
Hereinafter, processing related to vehicle control (vehicle control processing) including noise determination processing and noise avoidance control will be specifically described.
FIG. 2 shows an execution procedure of the vehicle control process. The series of processes shown in the flowchart of the figure is executed by the
図2に示すように、この処理では先ず、写像M1の入力変数x(1)~x(8)を生成するための各種の値が取得されるとともに(ステップS11)、各種の値をもとに写像M1の入力変数x(1)~x(8)が生成される(ステップS12)。 As shown in FIG. 2, in this process, first, various values for generating the input variables x (1) to x (8) of the map M1 are acquired (step S11), and various values are used. The input variables x (1) to x (8) of the map M1 are generated in (step S12).
ステップS12の処理では、具体的には、クランクシャフトダンパー18の捻れ角度θが算出されて入力変数x(1)に代入され、気筒間トルク差ΔTRが算出されて入力変数x(2)に代入され、車速SPDが検出されて入力変数x(3)に代入される。また、ウィンドウスイッチ26の作動状態を数値化した値が算出されて入力変数x(4)に代入され、降雨量を数値化した値が算出されて入力変数x(5)に代入され、車両10の走行路についての情報(トンネル、未舗装路など)を数値化した値が算出されて入力変数x(6)に代入される。さらに、車両10の走行路における混雑状況を数値化した値が算出されて入力変数x(7)に代入され、ナビゲーションシステム27の音量を示す値が検出されて入力変数x(8)に代入される。
Specifically, in the process of step S12, the twist angle θ of the
その後、写像データ37によって規定される写像M1に、ステップS12の処理において生成された入力変数x(1)~入力変数x(8)およびバイアスパラメータとしての入力変数x(0)が入力されて、タッピングノイズが発生する確率(ノイズ発生確率)を示す変数である出力変数yが算出される(ステップS13)。本実施形態では、このようにして、写像データ37によって規定される写像M1から、ノイズ発生確率が出力される。
After that, the input variables x (1) to the input variables x (8) generated in the process of step S12 and the input variables x (0) as bias parameters are input to the mapping M1 defined by the
そして、ノイズ発生確率が50%以上である場合(ステップS14:YES)、具体的には出力変数yが「0.50」以上である場合には、タッピングノイズが発生する可能性が高いとして、前述したノイズ回避制御が所定期間Tにわたり実行される(ステップS15)。この場合には、ノイズ回避制御の実行を通じて、タッピングノイズの発生が抑えられる。また、この場合には、ノイズ回避制御が実行された履歴(実行有りの履歴)とともに、入力変数x(1)~入力変数x(8)が記憶装置34に記憶される(ステップS16)。このステップS16の処理の後、本処理は終了される。
Then, when the noise generation probability is 50% or more (step S14: YES), specifically, when the output variable y is “0.50” or more, there is a high possibility that tapping noise will occur. The noise avoidance control described above is executed for a predetermined period T (step S15). In this case, the generation of tapping noise is suppressed through the execution of noise avoidance control. Further, in this case, the input variables x (1) to the input variables x (8) are stored in the
一方、ノイズ発生確率が50%未満、且つ45%以上である場合(ステップS14:NO、且つステップS17:YES)、具体的には、出力変数yが「0.50」未満、且つ「0.45」以上である場合には、ノイズ回避制御は実行されない(ステップS15の処理がジャンプされる)。ただし、この場合には、ノイズ発生確率が、タッピングノイズの発生を招くレベルまで高くないものの、比較的高いとして、このときの入力変数x(1)~入力変数x(8)がノイズ回避制御が実行されなかった履歴(実行無しの履歴)とともに記憶装置34に記憶される(ステップS18)。このステップS18の処理の後、本処理は終了される。
On the other hand, when the noise generation probability is less than 50% and 45% or more (step S14: NO and step S17: YES), specifically, the output variable y is less than "0.50" and "0. If it is 45 ”or higher, the noise avoidance control is not executed (the process of step S15 is jumped). However, in this case, although the noise generation probability is not high to the level that causes tapping noise, it is assumed that the input variable x (1) to the input variable x (8) at this time are noise avoidance control. It is stored in the
他方、ノイズ発生確率が45%未満である場合には(ステップS14:NO、且つステップS17:NO)、ノイズ回避制御を実行する処理や入力変数x(1)~入力変数x(8)を記憶する処理を実行することなく、本処理は終了される。 On the other hand, when the noise generation probability is less than 45% (step S14: NO and step S17: NO), the process for executing the noise avoidance control and the input variables x (1) to the input variables x (8) are stored. This process is terminated without executing the process to be performed.
本実施形態では、上述のように、タッピングノイズの発生に関係する複数の車両パラメータの検出データ(詳しくは、入力変数x(1)~x(8))と正解ラベルとがセットになった教師データ48が用意される。そして、この教師データ48を用いてニューラルネットワーク(詳しくは、写像データ37によって規定される写像M1)を学習させることにより、ノイズの発生にかかる種々の因子(車両パラメータ)を考慮してノイズの発生を精度良く検出できるシステムを構築することができる。本実施形態によれば、複数の車両パラメータの全てについて判定値を設定して、それら判定値をもとにノイズ発生の検出を行う検出システムを構築する場合と比較して、検出システムの最適化にかかる手間を格段に軽くすることができるため、検出システムを容易に構築することができる。 In this embodiment, as described above, a teacher in which detection data of a plurality of vehicle parameters related to the generation of tapping noise (specifically, input variables x (1) to x (8)) and a correct label are set. Data 48 is prepared. Then, by learning a neural network (specifically, the mapping M1 defined by the mapping data 37) using the teacher data 48, noise is generated in consideration of various factors (vehicle parameters) related to the generation of noise. It is possible to construct a system that can accurately detect. According to the present embodiment, the detection system is optimized as compared with the case where judgment values are set for all of a plurality of vehicle parameters and a detection system for detecting noise generation based on the judgment values is constructed. Since the time and effort required for this can be significantly reduced, a detection system can be easily constructed.
本実施形態では、車両制御処理(図2)において記憶装置34に記憶したデータ、詳しくは入力変数x(1)~入力変数x(8)と実行有りの履歴または実行無しの履歴とがセットになったデータをもとに新たな教師データ48Aを作成するとともに、この教師データ48Aを用いて写像データ37,47を学習するようにしている。
In the present embodiment, the data stored in the
以下、写像データ37,47を学習する処理の詳細について、図3および図4を参照しつつ説明する。図3は、車両10が販売店や整備工場に持ち込まれたときに、販売店や整備工場の人員によってなされる作業の実行手順を示している。図4は、センター40に入力されるデータをもとに写像データ37を更新する処理(更新処理)の実行手順を示している。図4に示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、センター40により実行される処理である。
Hereinafter, the details of the process for learning the
先ず、車両10が販売店や整備工場に持ち込まれると、同車両10の制御装置30が、通信ネットワーク50を介して、センター40および外部機器51に接続される。
また、販売店や整備工場の人員により、車両10の乗員としてのユーザーに対して、タッピングノイズの発生の有無についての情報を含む車両10の使い心地についての聞き取り調査が行われる。
First, when the
In addition, the personnel of the dealer or the maintenance shop conduct an interview survey on the usability of the
そして、図3に示すように、車両制御処理において車両10の制御装置30に記憶されたデータが有る場合には(ステップS21:YES)、そのデータ、詳しくは入力変数x(1)~入力変数x(8)と実行有りの履歴または実行無しの履歴とがセットになったデータが、タッピングノイズの発生の有無を車両10の乗員であるユーザーが判定した結果を示す結果データに関連付けられたうえで、センター40に送信される(ステップS22)。こうしたセンター40にデータを送信する作業は、販売店や整備工場の人員による外部機器51の操作を通じて行われる。なお、車両制御処理において車両10の制御装置30に記憶されたデータ(入力変数x(1)~入力変数x(8)を含む)と上記結果データとを関連付ける作業は、入力変数x(1)~入力変数x(8)を算出した日時と聞き取り調査で取得したタッピングノイズの発生日時とを突き合わせることによって行うことができる。
Then, as shown in FIG. 3, when there is data stored in the
なお、車両制御処理において車両10の制御装置30に記憶したデータが無い場合には(ステップS21:NO)、データをセンター40に送信する処理を行うことなく(ステップS22の処理をジャンプして)、本処理は終了される。
If there is no data stored in the
センター40は、車両10の制御装置30および外部機器51から受信するデータをもとに、以下のようにして写像データ37,47を学習する。
図4に示すように、センター40によって受信されたデータが有る場合において(ステップS31:YES)、受信データが実行有りの履歴を含み(ステップS32:YES)、且つ、ユーザーがノイズ発生有りと判断したことを示す結果データを含む場合には(ステップS33:YES)、ノイズが発生したことを示す教師データ48Aが作成されてセンター40の記憶装置44に記憶される(ステップS34)。具体的には、ユーザーがノイズの発生(ノイズ発生異常)を実際に認識したときのデータであるとして、このとき受信したデータの入力変数x(1)~x(8)と正解ラベル(ノイズ発生有り)とがセットになった教師データ48Aが形成される。
The
As shown in FIG. 4, when there is data received by the center 40 (step S31: YES), the received data includes a history of execution (step S32: YES), and the user determines that noise has occurred. When the result data indicating that the noise has been generated is included (step S33: YES), the teacher data 48A indicating that noise has occurred is created and stored in the
一方、センター40によって受信されたデータが、実行有りの履歴を含み(ステップS32:YES)、且つ、ユーザーがノイズ発生有りと判断していないことを示す結果データを含む場合には(ステップS33:NO)、ノイズが発生していないことを示す教師データ48Aが作成されてセンター40の記憶装置44に記憶される(ステップS35)。具体的には、ユーザーがノイズ発生異常を認識しなかった状況におけるデータであるとして、このとき受信したデータの入力変数x(1)~x(8)と正解ラベル(ノイズ発生無し)とがセットになった教師データ48Aが形成される。
On the other hand, when the data received by the
他方、センター40によって受信されたデータが、実行無しの履歴を含み(ステップS32:NO)、且つ、ユーザーがノイズ発生有りと判断したことを示す結果データを含む場合には(ステップS36:YES)、ノイズが発生したことを示す教師データ48Aが作成されてセンター40の記憶装置44に記憶される(ステップS37)。具体的には、ユーザーがノイズ発生異常を実際に認識したときのデータであるとして、このとき受信したデータの入力変数x(1)~x(8)と正解ラベル(ノイズ発生有り)とがセットになった教師データ48Aが形成される。
On the other hand, when the data received by the
このようにして新たな教師データ48Aが作成されると(ステップS34,S35,S37)、この教師データ48Aを用いた機械学習を実行することによって、センター40の記憶装置44に記憶されているニューラルネットワーク(詳しくは、写像データ47)が更新される(ステップS38)。ステップS38の処理では、誤差逆伝播法を用いて、写像データ47が学習されて更新される。
When the new teacher data 48A is created in this way (steps S34, S35, S37), the neural network stored in the
このとき更新された写像データ47は、車両10の制御装置30に記憶されている写像データ37を更新するべく、同制御装置30に送信される(ステップS39)。これにより、センター40から送信されて車両10の制御装置30によって受信した写像データ47を、このとき車両10の制御装置30に記憶されている写像データ37に置き換えるといったように、同制御装置30に記憶されている写像データ37が更新されるようになる。そして、その後においては、更新された写像データ37によって規定される写像M1を利用して、ノイズ判定処理が実行される。なお、このときセンター40から送信されて車両10の制御装置30が受信した写像データ37には、ユーザーの車両10のデータによる学習更新分に加えて、他のユーザーの車両10のデータによる学習更新分をも含んでいる。
The map data 47 updated at this time is transmitted to the
なお、センター40によって受信されたデータが、実行無しの履歴を含み(ステップS32:NO)、且つ、ユーザーがノイズ発生有りと判断していないことを示す結果データを含む場合には(ステップS36:NO)、新たな教師データ48Aは作成されない(ステップS37の処理がジャンプされる)。そして、この場合にも、センター40の記憶装置44に記憶されている写像データ47が、車両10の制御装置30に記憶されている写像データ37の更新に用いるべく、同制御装置30に送信される(ステップS39)。また、センター40によって新たに受信されたデータが無い場合においても(ステップS31:NO)、新たな教師データ48Aは作成されず、センター40の記憶装置44に記憶されている写像データ47が、車両10の制御装置30に記憶されている写像データ37の更新に用いるべく、同制御装置30に送信される(ステップS39)。こうした処理を通じて、ユーザーの車両10の制御装置30に記憶されている写像データ37が、他のユーザーの車両10のデータによって更新された最新の写像データ47に置き換えられて更新されるようになる。
When the data received by the
ここで、車両10においてタッピングノイズが発生した場合に、これを不快に感じるか否かについては、個人差がある。そのため、タッピングノイズの発生を判定する基準を、誰もが納得する標準的なレベルに定めることは困難であると云える。
Here, when tapping noise occurs in the
本実施形態では、複数の車両パラメータの検出データに対して車両10におけるノイズの発生の有無を乗員が判定した結果を正解ラベルとして付与したデータが教師データ48として作成される。そして、この教師データ48を用いて、センター40(および車両10の制御装置30)に記憶されている写像データ37,47が学習および更新される。
In the present embodiment, the teacher data 48 is created with the result of the occupant determining whether or not noise is generated in the
これにより、車両10におけるノイズの発生の有無を実際に乗員が判定した結果を、ノイズの発生の検出に用いる写像データ37に反映させることができる。そのため、車両10におけるノイズ発生の検出基準をユーザーの基準に合わせて定めることができる。
As a result, the result of the occupant actually determining whether or not noise is generated in the
したがって本実施形態によれば、車両10におけるノイズが発生する可能性が高いことを写像データ37を利用して的確に判定することができ、その判定結果をもとにノイズ回避制御を実行することができる。これにより、タッピングノイズの発生を的確に抑えることができ、タッピングノイズの発生に起因する車両10の乗り心地の低下を好適に抑えることができる。しかも、ノイズ回避制御が不要に実行されることを抑えることができるため、ノイズ回避制御の実行に伴う燃費性能の低下を抑えることもできる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to accurately determine that the
本実施形態では、車両10の制御装置30から送信されてセンター40に入力されるデータをもとに、同センター40の記憶装置44に記憶されている写像データ47が学習および更新される。そして、この更新された写像データ47を、車両10の制御装置30に記憶されている写像データ37に上書きして置き換えるといったように、同制御装置30に記憶されている写像データ37が更新される。これにより、個々の車両10の制御装置30に記憶されている写像M1を、市場の多数の車両10から収集される実際のデータをもとに学習することができるようになる。そのため、車両10におけるノイズ発生の検出基準を、標準的なユーザーの基準に合わせて好適に定めることができる。
In the present embodiment, the mapping data 47 stored in the
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
(1)ノイズの発生に関係する複数の車両パラメータと正解ラベルとがセットになった教師データ48を用意するとともに、この教師データ48を用いてニューラルネットワーク(写像データ37)を学習させるようにした。そのため、ノイズの発生にかかる種々の因子を考慮して、ノイズの発生を精度良く検出できるシステムを容易に構築することができる。
As described above, according to the present embodiment, the effects described below can be obtained.
(1) A teacher data 48 in which a plurality of vehicle parameters related to the generation of noise and a correct label are set is prepared, and a neural network (mapping data 37) is trained using the teacher data 48. .. Therefore, it is possible to easily construct a system capable of accurately detecting the generation of noise in consideration of various factors related to the generation of noise.
(2)複数の車両パラメータの検出データに対してノイズの発生の有無を乗員が判定した結果を正解ラベルとして付与したデータが新たな教師データ48Aとして作成される。そして、この教師データ48Aを用いて、センター40(および車両10の制御装置30)に記憶されている写像データ37,47が学習および更新される。これにより、ノイズの発生の有無を実際に乗員が判定した結果を、ノイズの発生の検出に用いる写像データ37,47に反映させることができるため、ノイズ発生の検出基準をユーザーの基準に合わせて定めることができる。
(2) New teacher data 48A is created by assigning the result of the occupant's determination as to whether or not noise is generated to the detection data of a plurality of vehicle parameters as a correct answer label. Then, using the teacher data 48A, the
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記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。 The above embodiment can be modified and implemented as follows. The above embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
・写像M1の入力変数xとして用いる車両パラメータとしては、タッピングノイズの発生に関係する車両パラメータであれば、任意の値を採用することができる。
・ノイズ回避制御としては、車両10におけるノイズの発生を抑えることができるのであれば、任意の車両制御を採用することができる。ノイズ回避制御としては、例えば、シフトレバーの操作位置がパーキング位置であるときにおいて、第2モータジェネレータ16にトルクを発生させるように同第2モータジェネレータ16の作動制御を実行するようにしてもよい。こうした制御によれば、動力分割機構12の内部において噛み合い状態のギア歯を押し付けられた状態にすることができるため、タッピングノイズの発生を抑えることができる。その他、ノイズ回避制御としては、内燃機関11の出力トルクが通常制御時よりも小さくなるように同内燃機関11の運転制御を実行すること等も可能である。こうした制御によれば、内燃機関11の各気筒において間欠的に発生するトルクを小さく抑えることができるため、同トルクに起因するタッピングノイズの発生を抑えることができる。
As the vehicle parameter used as the input variable x of the mapping M1, any value can be adopted as long as it is a vehicle parameter related to the generation of tapping noise.
-As the noise avoidance control, any vehicle control can be adopted as long as the generation of noise in the
・車両制御処理(図2)におけるステップS17の処理とステップS18の処理とを省略してもよい。また、更新処理(図4)のステップS36の処理とステップS37の処理を省略することができる。 The process of step S17 and the process of step S18 in the vehicle control process (FIG. 2) may be omitted. Further, the process of step S36 and the process of step S37 of the update process (FIG. 4) can be omitted.
・ノイズ判定処理(図2のステップS11~ステップS13の処理)を、センター40によって実行するようにしてもよい。この場合、車両10の制御装置30とセンター40との間での複数の車両パラメータの送受信や出力変数yの送受信は、通信ネットワーク50を通じて行うようにすればよい。この場合には、センター40のCPU41は、記憶装置44に記憶されている写像データ47を利用して、ROM43に記憶された各種のプログラムを実行することにより、ノイズの発生確率を示す出力変数yを出力することができる。なお、こうした構成においては、車両10の制御装置30の記憶装置34に記憶されている写像データ37を省略したり、同制御装置30のROM33に記憶されているノイズ判定処理の実行プログラムを省略したりすることができる。
The noise determination process (processes of steps S11 to S13 in FIG. 2) may be executed by the
・タッチパネル式の表示装置にスイッチを表示するとともに、ノイズが発生したと乗員が判断したときに同スイッチを乗員によって操作してもらうようにしてもよい。同構成によれば、スイッチの操作情報を、ノイズの発生の有無を乗員が判定した結果を示す結果データとして用いることができる。上記構成においては、入力変数x(1)~入力変数x(8)と、実行有りの履歴(あるいは実行無しの履歴)と、ノイズの発生の有無を乗員が判定した結果を示す結果データ(スイッチの操作情報)とを組み合わせたデータを、通信ネットワーク50を通じてセンター40に送信することができる。
-The switch may be displayed on the touch panel type display device, and the occupant may operate the switch when the occupant determines that noise has occurred. According to the same configuration, the operation information of the switch can be used as the result data showing the result of the occupant determining whether or not the noise is generated. In the above configuration, the input variable x (1) to the input variable x (8), the history with execution (or the history without execution), and the result data (switch) showing the result of the occupant determining whether or not noise is generated. The data combined with the operation information) can be transmitted to the
・複数の車両パラメータの検出データ(上記実施形態では、入力変数x(1)~x(8))を、車両10の制御装置30に記憶させておくことに限らず、車両10の制御装置30からセンター40に送信して同センター40の記憶装置44に記憶させておくようにしてもよい。同構成において、センター40に送信して記憶させるデータは、複数の車両パラメータの検出データに車両10を特定する情報(車体番号やユーザー情報など)や検出日時を示す情報が関連付けられたデータにすることが好ましい。同構成によれば、センター40の記憶装置44に記憶されている複数の車両パラメータの検出データをもとに、教師データ48Aを作成する処理(図4のステップS32~ステップS36)を実行することができる。
The detection data of a plurality of vehicle parameters (in the above embodiment, the input variables x (1) to x (8)) are not limited to being stored in the
・車両制御処理(図2)において車両10の記憶装置34に記憶したデータをもとに教師データ48Aを作成する処理や、教師データ48Aを用いて写像データ37を学習する処理を、車両10の制御装置30によって実行するようにしてもよい。同構成においては、センター40を省略することができる。
In the vehicle control process (FIG. 2), the process of creating the teacher data 48A based on the data stored in the
・上記実施形態において、ニューラルネットワークとして、中間層の数が1層のニューラルネットワークを例示したが、中間層の数が2層以上であってもよい。
・上記実施形態において、ニューラルネットワークとして、全結合順伝搬型のニューラルネットワークを例示したが、これに限らない。例えば、ニューラルネットワークとしては、回帰結合型ニューラルネットワークを採用してもよい。
-In the above embodiment, as the neural network, a neural network having one intermediate layer is exemplified, but the number of intermediate layers may be two or more.
-In the above embodiment, the fully connected forward propagation type neural network is exemplified as the neural network, but the neural network is not limited to this. For example, as the neural network, a regression coupling type neural network may be adopted.
・車載インバータが発生するノイズや内燃機関11が発生するノイズなど、タッピングノイズ以外のノイズを検出する装置や、同ノイズの発生を回避するためのノイズ回避制御を実行する装置にも、上記実施形態にかかるノイズ検出装置は適用することができる。
-The above embodiment is also used for a device that detects noise other than tapping noise, such as noise generated by an in-vehicle inverter and noise generated by an
10…車両
21…クランク角センサ
22…アクセルポジションセンサ
23…速度センサ
24…速度センサ
25…車速センサ
26…ウィンドウスイッチ
27…ナビゲーションシステム
30…制御装置
34…記憶装置
37…写像データ
40…センター
44…記憶装置
47…写像データ
48,48A…教師データ
50…通信ネットワーク
51…外部機器
10 ...
Claims (1)
前記ノイズの発生に関係する複数の車両パラメータを検出する検出部と、
前記ノイズの発生の有無を乗員が判定した結果を示す結果データを取得するデータ取得部と、
前記複数の車両パラメータに対して前記ノイズの発生の有無が正解ラベルとして付与された教師データを用いて機械学習したニューラルネットワークを記憶する記憶部と、
前記検出部によって検出された複数の車両パラメータを入力とし、前記記憶部に記憶されているニューラルネットワークを用いて、前記ノイズの発生確率を示す出力変数を出力する出力部と、
前記ノイズの発生の有無を乗員が判定したときに前記検出部によって検出された複数の車両パラメータに対して前記ノイズの発生の有無を乗員が判定した結果を正解ラベルとして付与したデータを教師データとして用いて、前記記憶部に記憶されているニューラルネットワークを学習する学習部と、
を備えることを特徴とするノイズ検出装置。 In a noise detection device that detects the generation of noise in a vehicle
A detector that detects a plurality of vehicle parameters related to the generation of noise,
A data acquisition unit that acquires result data indicating the result of the occupant's determination of the presence or absence of noise.
A storage unit that stores a neural network machine-learned using teacher data in which the presence or absence of noise is given as a correct label for the plurality of vehicle parameters.
An output unit that inputs a plurality of vehicle parameters detected by the detection unit and outputs an output variable indicating the noise generation probability by using a neural network stored in the storage unit.
When the occupant determines whether or not the noise is generated, the data obtained by assigning the result of the occupant's determination as the correct answer label to the plurality of vehicle parameters detected by the detection unit as the teacher data is used as the teacher data. Using the learning unit to learn the neural network stored in the storage unit,
A noise detection device characterized by being equipped with.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020140888A JP2022036594A (en) | 2020-08-24 | 2020-08-24 | Noise detection device |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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JP2020140888A Pending JP2022036594A (en) | 2020-08-24 | 2020-08-24 | Noise detection device |
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-
2020
- 2020-08-24 JP JP2020140888A patent/JP2022036594A/en active Pending
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