JP2024004934A - Deterioration diagnostic device of exhaust emission control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a deterioration diagnostic device for an exhaust emission control device capable of calculating an index value contributing to diagnosis of deterioration in the exhaust emission control device by thermal stress.
SOLUTION: A data center 200 being a deterioration diagnostic device of an exhaust emission control device includes a processing circuit 210 and a storage device 220. The storage device 220 stores a machine learned model for calculating maximum temperature difference between two points in a catalyst carrier on the basis of input data composed of time series data for a period of existing length of an explanatory variable including information of an operation state of an engine. The pressing circuit 210 executes estimation processing for inputting the input data to the machine learned model stored in the storage device 220 to calculate the maximum temperature difference, and calculation processing for calculating an index value of a damage of the catalyst carrier so as to be larger as maximum temperature difference becomes large on the basis of the calculated maximum temperature difference.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

この発明はエンジンの排気通路に設けられている排気浄化装置の劣化を診断する排気浄化装置の劣化診断装置に関するものである。 The present invention relates to a deterioration diagnosing device for an exhaust purification device that diagnoses deterioration of an exhaust purification device installed in an exhaust passage of an engine.

特許文献1には、エンジンの排気通路に設けられた排気浄化装置の異常を診断する診断装置が開示されている。この診断装置は、排気浄化装置の性能の指標値として、排気浄化装置の触媒の酸素吸蔵能力を算出している。 Patent Document 1 discloses a diagnostic device for diagnosing an abnormality in an exhaust purification device provided in an exhaust passage of an engine. This diagnostic device calculates the oxygen storage capacity of the catalyst of the exhaust gas purification device as an index value of the performance of the exhaust gas purification device.

特開2012-31761号公報Japanese Patent Application Publication No. 2012-31761

ところで、排気浄化装置は、エンジンから排出される高温の排気に晒される。そのため、触媒を担持している触媒担体には温度変化による熱応力が作用する。そして、温度変化が繰り返されることによって、触媒担体には、熱応力による歪みによるダメージが蓄積する。排気浄化装置が故障する前に交換するためには、こうした熱応力によるダメージを推定する必要がある。 By the way, the exhaust purification device is exposed to high temperature exhaust discharged from the engine. Therefore, thermal stress due to temperature changes acts on the catalyst carrier supporting the catalyst. Then, due to repeated temperature changes, damage due to distortion due to thermal stress accumulates on the catalyst carrier. In order to replace the exhaust gas purification device before it breaks down, it is necessary to estimate the damage caused by such thermal stress.

ところが、排気浄化装置を流れる排気の温度や流量は、エンジンの運転状態によって変化する。したがって、触媒担体における温度分布もエンジンの運転状態によって変化してしまう。そのため、こうした熱応力による排気浄化装置の劣化の診断は難しかった。 However, the temperature and flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust purification device change depending on the operating state of the engine. Therefore, the temperature distribution in the catalyst carrier also changes depending on the operating state of the engine. Therefore, it has been difficult to diagnose deterioration of exhaust gas purification devices due to such thermal stress.

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するための排気浄化装置の劣化診断装置は、エンジンの運転状態の情報を含む説明変数の既定の長さの期間分の時系列データからなる入力データに基づいて、前記エンジンの排気通路に設置された触媒担体における既定距離離れた2点の最大温度差を算出する機械学習済みモデルが記憶されている記憶装置と、処理回路とを備えている。この劣化診断装置では、前記処理回路が、前記入力データを前記記憶装置に記憶されている前記機械学習済みモデルに入力して前記最大温度差を算出する推定処理と、前記推定処理を通じて算出した前記最大温度差に基づいて、前記最大温度差が大きいほど、大きくなるように前記触媒担体のダメージの指標値を算出する算出処理と、を実行する。
Below, means for solving the above problems and their effects will be described.
A deterioration diagnosis device for an exhaust gas purification device for solving the above problem is based on input data consisting of time series data for a predetermined length period of an explanatory variable including information on the operating state of the engine. It includes a storage device storing a machine-learned model for calculating the maximum temperature difference between two points separated by a predetermined distance on a catalyst carrier installed in a passageway, and a processing circuit. In this deterioration diagnosis device, the processing circuit performs an estimation process of inputting the input data into the machine learned model stored in the storage device to calculate the maximum temperature difference, and a process of calculating the maximum temperature difference through the estimation process. Based on the maximum temperature difference, a calculation process of calculating a damage index value of the catalyst carrier such that the larger the maximum temperature difference is, the larger the index value of damage to the catalyst carrier is executed.

触媒担体における2点の温度差が大きいほど、その部位の熱歪みによるダメージは大きくなる。そこで、上記の劣化診断装置では、最大温度差を算出し、最大温度差に基づいて触媒担体のダメージの指標値を算出する。これにより、劣化診断装置は、触媒担体に蓄積しているダメージを指標値で表すことができる。 The greater the temperature difference between two points on the catalyst carrier, the greater the damage caused by thermal strain at that location. Therefore, in the deterioration diagnosis device described above, the maximum temperature difference is calculated, and an index value of damage to the catalyst carrier is calculated based on the maximum temperature difference. Thereby, the deterioration diagnosis device can express the damage accumulated on the catalyst carrier using an index value.

また、上記の劣化診断装置では、エンジンの運転状態の情報を含む説明変数の時系列データを用いて機械学習済みモデルによって最大温度差を算出する。そのため、この劣化診断装置は、エンジンの運転状態の推移を反映させて最大温度差を算出することができる。これにより、この劣化診断装置によれば、触媒担体に流れ込む排気の温度や流量の変化の影響も反映した最大温度差が算出される。したがって、上記の劣化診断装置によれば、エンジンの運転状態による触媒担体の温度分布の変化を反映させて触媒担体のダメージの指標値を算出することができる。すなわち、この劣化診断装置は、熱応力による排気浄化装置の劣化の診断に資する指標値を算出することができる。 Further, in the deterioration diagnosis device described above, the maximum temperature difference is calculated by a machine learned model using time series data of explanatory variables including information on the operating state of the engine. Therefore, this deterioration diagnosing device can calculate the maximum temperature difference by reflecting the transition of the operating state of the engine. As a result, the deterioration diagnosis device calculates the maximum temperature difference that also reflects the effects of changes in the temperature and flow rate of the exhaust gas flowing into the catalyst carrier. Therefore, according to the deterioration diagnosis device described above, it is possible to calculate the index value of damage to the catalyst carrier by reflecting changes in the temperature distribution of the catalyst carrier depending on the operating state of the engine. That is, this deterioration diagnosis device can calculate an index value that contributes to diagnosis of deterioration of the exhaust gas purification device due to thermal stress.

図1は、排気浄化装置の劣化診断装置の一実施形態であるデータセンタと、排気浄化装置が搭載された車両との構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a data center, which is an embodiment of a deterioration diagnosis device for an exhaust gas purification device, and a vehicle equipped with the exhaust gas purification device. 図2は、車両に搭載されたエンジンと排気浄化装置との関係を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the relationship between an engine mounted on a vehicle and an exhaust purification device. 図3は、エンジン制御装置と、エンジン制御装置に接続された機器及びセンサを示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing an engine control device and devices and sensors connected to the engine control device. 図4は、温度差を算出する部位を説明するための触媒担体の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of the catalyst carrier for explaining the parts where the temperature difference is calculated. 図5は、長期短期記憶ニューラルネットワークの模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a long-term short-term memory neural network. 図6は、訓練処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the flow of training processing. 図7は、推定処理にかかる一連の処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the flow of a series of processes related to estimation processing. 図8は、算出処理及び報知処理にかかる一連の処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing the flow of a series of processes related to calculation processing and notification processing. 図9は、劣化診断装置の変更例における算出処理及び報知処理にかかる一連の処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing the flow of a series of processes related to calculation processing and notification processing in a modified example of the deterioration diagnosis device. 図10は、別の変更例において、劣化診断装置が温度差を算出する部位を説明するための触媒担体の模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram of a catalyst carrier for explaining a portion where the deterioration diagnosis device calculates a temperature difference in another modification.

以下、排気浄化装置の劣化診断装置の一実施形態であるデータセンタ200について、図1~図8を参照して説明する。
<劣化診断システムについて>
図1は、一実施形態にかかるデータセンタ200を備えた劣化診断システムの構成を示している。図1に示すように、劣化診断システムは、データセンタ200と、車両500に搭載された車両通信装置140を含んでいる。データセンタ200は、通信ネットワーク300を介して、車両500に搭載された車両通信装置140と通信可能に接続されている。
A data center 200, which is an embodiment of a deterioration diagnosis device for an exhaust gas purification device, will be described below with reference to FIGS. 1 to 8.
<About the deterioration diagnosis system>
FIG. 1 shows the configuration of a deterioration diagnosis system including a data center 200 according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the deterioration diagnosis system includes a data center 200 and a vehicle communication device 140 mounted on a vehicle 500. Data center 200 is communicably connected to vehicle communication device 140 mounted on vehicle 500 via communication network 300 .

<データセンタ200の構成>
図1に示すように、データセンタ200は、プログラムが記憶されている記憶装置220と、記憶装置220に記憶されているプログラムを実行して各種の処理を実行する処理回路210とを備えている。また、データセンタ200は、通信装置230を備えている。通信装置230は、ネットワークアダプタなどのハードウェア、各種の通信用のソフトウェア、又はこれらの組合せとして実行されている。そして、通信装置230は、通信ネットワーク300を介した有線又は無線の通信を実現できるように構成されている。
<Configuration of data center 200>
As shown in FIG. 1, the data center 200 includes a storage device 220 in which programs are stored, and a processing circuit 210 that executes the programs stored in the storage device 220 to perform various processes. . The data center 200 also includes a communication device 230. The communication device 230 is executed as hardware such as a network adapter, various communication software, or a combination thereof. The communication device 230 is configured to implement wired or wireless communication via the communication network 300.

なお、データセンタ200は、複数のコンピュータを用いて構成され得る。例えば、データセンタ200は、複数のサーバ装置によって構成され得る。
<車両500について>
図1に示すように、車両500には、エンジン制御装置100と、車両通信装置140が搭載されている。
Note that the data center 200 may be configured using a plurality of computers. For example, data center 200 may be configured with multiple server devices.
<About vehicle 500>
As shown in FIG. 1, a vehicle 500 is equipped with an engine control device 100 and a vehicle communication device 140.

図2に、エンジン制御装置100が制御するエンジン10を示す。エンジン10の排気マニホルド11には、排気管30が接続されている。排気マニホルド11と排気管30によって排気通路が構成されている。排気通路の途中には、排気浄化装置35が取り付けられている。排気浄化装置35は、触媒装置31とフィルタ32によって構成されている。 FIG. 2 shows the engine 10 controlled by the engine control device 100. An exhaust pipe 30 is connected to the exhaust manifold 11 of the engine 10. The exhaust manifold 11 and the exhaust pipe 30 constitute an exhaust passage. An exhaust purification device 35 is installed in the middle of the exhaust passage. The exhaust purification device 35 includes a catalyst device 31 and a filter 32.

図3に示すように、エンジン制御装置100は、プログラムが記憶されている記憶装置120と、記憶装置120に記憶されているプログラムを実行して各種の制御を実行する処理回路110と、を備えている。 As shown in FIG. 3, the engine control device 100 includes a storage device 120 in which programs are stored, and a processing circuit 110 that executes the programs stored in the storage device 120 to perform various controls. ing.

エンジン制御装置100には、エンジン10の状態や車両500の状態を検出する各種のセンサが接続されている。例えば、エンジン制御装置100には、車両の速度である車速SPDを検出する車速センサ101が接続されている。エンジン制御装置100は、車速センサ101で検出した車速SPDの情報を取得する。 Various sensors that detect the state of the engine 10 and the state of the vehicle 500 are connected to the engine control device 100. For example, the engine control device 100 is connected to a vehicle speed sensor 101 that detects a vehicle speed SPD that is the speed of the vehicle. Engine control device 100 acquires information on vehicle speed SPD detected by vehicle speed sensor 101.

エンジン制御装置100には、クランクポジションセンサ102が接続されている。クランクポジションセンサ102は、エンジン10の出力軸であるクランクシャフトの回転位相の変化に応じたクランク角信号を出力する。エンジン制御装置100は、クランクポジションセンサ102から入力されるクランクシャフトの回転角の検出信号に基づいてクランクシャフトの回転速度であるエンジン回転数NEを算出する。 A crank position sensor 102 is connected to the engine control device 100 . The crank position sensor 102 outputs a crank angle signal according to a change in the rotational phase of the crankshaft, which is the output shaft of the engine 10. The engine control device 100 calculates the engine rotation speed NE, which is the rotation speed of the crankshaft, based on a detection signal of the rotation angle of the crankshaft input from the crank position sensor 102.

エンジン制御装置100には、エアフロメータ103が接続されている。エアフロメータ103は、エンジン10の吸気通路を通じて気筒内に吸入される空気の温度である吸気温THAと、吸入される空気の質量である吸入空気量Gaを検出する。エンジン制御装置100は、エアフロメータ103で検出した吸気温THAと吸入空気量Gaの情報を取得する。 An air flow meter 103 is connected to the engine control device 100 . The air flow meter 103 detects an intake air temperature THA, which is the temperature of air taken into the cylinder through the intake passage of the engine 10, and an intake air amount Ga, which is the mass of the air taken in. The engine control device 100 acquires information on the intake air temperature THA and the intake air amount Ga detected by the air flow meter 103.

エンジン制御装置100は、エンジン回転数NE及び吸入空気量Gaに基づいてエンジン負荷率KLを算出する。エンジン負荷率KLは、エンジン10の燃焼室における空気充填率の指標値である。具体的にはエンジン負荷率KLは、基準流入空気量に対する1気筒の1燃焼サイクル当たりの流入空気量の割合である。なお、基準流入空気量は、エンジン回転数NEに応じて可変設定される。 Engine control device 100 calculates engine load factor KL based on engine speed NE and intake air amount Ga. The engine load factor KL is an index value of the air filling rate in the combustion chamber of the engine 10. Specifically, the engine load factor KL is the ratio of the amount of inflowing air per one combustion cycle of one cylinder to the reference amount of inflowing air. Note that the reference inflow air amount is variably set according to the engine rotation speed NE.

エンジン制御装置100には、水温センサ104が接続されている。水温センサ104は、エンジン10の冷却水の温度である水温THWを検出する。エンジン制御装置100は、水温センサ104で検出した水温THWを取得する。 A water temperature sensor 104 is connected to the engine control device 100 . Water temperature sensor 104 detects water temperature THW, which is the temperature of the cooling water of engine 10 . The engine control device 100 acquires the water temperature THW detected by the water temperature sensor 104.

エンジン制御装置100には、空燃比センサ105が接続されている。空燃比センサ105は排気通路における排気浄化装置35よりも上流側の部分に設置されている。空燃比センサ105は、排気の空燃比を検出する。エンジン制御装置100は、空燃比センサ105で検出した空燃比を取得する。 An air-fuel ratio sensor 105 is connected to the engine control device 100. The air-fuel ratio sensor 105 is installed in the exhaust passage upstream of the exhaust purification device 35. The air-fuel ratio sensor 105 detects the air-fuel ratio of exhaust gas. Engine control device 100 acquires the air-fuel ratio detected by air-fuel ratio sensor 105.

エンジン制御装置100には、排気温度センサ106が接続されている。排気温度センサ106は、排気通路における排気浄化装置35よりも上流側の部分に設置されている。排気温度センサ106は、排気温TEXを検出する。エンジン制御装置100は、排気温度センサ106で検出した排気温TEXの情報を取得する。 An exhaust temperature sensor 106 is connected to the engine control device 100 . The exhaust gas temperature sensor 106 is installed in a portion of the exhaust passage upstream of the exhaust purification device 35. Exhaust temperature sensor 106 detects exhaust temperature TEX. The engine control device 100 acquires information on the exhaust temperature TEX detected by the exhaust temperature sensor 106.

エンジン制御装置100は、エンジン10の吸気側VVT12に接続されている。エンジン制御装置100は、吸気側VVT12を制御してエンジン10の吸気バルブの開閉タイミングを調整する。エンジン制御装置100は、吸気側VVT12から吸気バルブの開閉タイミングの情報を取得している。エンジン制御装置100は、排気側VVT13に接続されている。エンジン制御装置100は、排気側VVT13を制御してエンジン10の排気バルブの開閉タイミングを調整する。エンジン制御装置100は、排気側VVT13から排気バルブの開閉タイミングの情報を取得している。 Engine control device 100 is connected to intake side VVT 12 of engine 10 . The engine control device 100 controls the intake side VVT 12 to adjust the opening/closing timing of the intake valve of the engine 10. The engine control device 100 acquires information on the opening/closing timing of the intake valve from the intake side VVT 12. Engine control device 100 is connected to exhaust side VVT 13. The engine control device 100 controls the exhaust side VVT 13 to adjust the opening/closing timing of the exhaust valve of the engine 10. The engine control device 100 acquires information on the opening/closing timing of the exhaust valve from the exhaust side VVT 13.

エンジン10は、排気マニホルド11から排気の一部を吸気通路に還流するEGR機構を備えている。エンジン制御装置100は、吸気通路に還流させる排気の量を調整するEGRバルブ14と接続されている。エンジン制御装置100は、EGRバルブ14を制御することによって吸気通路に還流させる排気の量を調整する。エンジン制御装置100は、EGRバルブ14の制御量に基づいてEGRバルブ14の開弁量を割合で示したEGR率を算出している。 The engine 10 includes an EGR mechanism that recirculates a portion of exhaust gas from the exhaust manifold 11 to the intake passage. The engine control device 100 is connected to an EGR valve 14 that adjusts the amount of exhaust gas recirculated to the intake passage. Engine control device 100 controls the EGR valve 14 to adjust the amount of exhaust gas recirculated to the intake passage. The engine control device 100 calculates an EGR rate that indicates the opening amount of the EGR valve 14 as a percentage based on the control amount of the EGR valve 14.

また、エンジン制御装置100は、エンジン10のインジェクタ15及び点火プラグ16と接続されている。エンジン制御装置100は、インジェクタ15を操作して燃料噴射量を制御する。エンジン制御装置100は、点火プラグ16を操作して点火時期を制御する。 Further, the engine control device 100 is connected to an injector 15 and a spark plug 16 of the engine 10. Engine control device 100 operates injector 15 to control the fuel injection amount. Engine control device 100 operates spark plug 16 to control ignition timing.

図3に示すように、エンジン制御装置100には、車両通信装置140が接続されている。車両通信装置140は、ネットワークアダプタなどのハードウェア、各種の通信用ソフトウェア、又はこれらの組合せとして実装されている。そして、車両通信装置140は、通信ネットワーク300を介した有線又は無線の通信を実現できるように構成されている。 As shown in FIG. 3, a vehicle communication device 140 is connected to the engine control device 100. The vehicle communication device 140 is implemented as hardware such as a network adapter, various communication software, or a combination thereof. The vehicle communication device 140 is configured to realize wired or wireless communication via the communication network 300.

<触媒担体40について>
触媒装置31は、三元触媒を担持させた触媒担体40を備えている。図4に示すように、触媒担体40は、円柱状に成形されたセラミック担体であり、排気が通過するハニカム構造になっている。
<About the catalyst carrier 40>
The catalyst device 31 includes a catalyst carrier 40 supporting a three-way catalyst. As shown in FIG. 4, the catalyst carrier 40 is a ceramic carrier formed into a cylindrical shape, and has a honeycomb structure through which exhaust gas passes.

排気浄化装置35は、エンジン10から排出される高温の排気に晒される。そのため、触媒担体40には温度変化による熱応力が作用する。そして、温度変化が繰り返されることによって、触媒担体40には、熱応力による歪みによるダメージが蓄積する。排気浄化装置35が故障する前に触媒担体40を交換するためには、こうした熱応力によるダメージを推定する必要がある。 The exhaust purification device 35 is exposed to high-temperature exhaust gas discharged from the engine 10. Therefore, thermal stress due to temperature changes acts on the catalyst carrier 40. Then, due to repeated temperature changes, damage due to distortion due to thermal stress accumulates on the catalyst carrier 40. In order to replace the catalyst carrier 40 before the exhaust gas purification device 35 breaks down, it is necessary to estimate the damage caused by such thermal stress.

そこで、この劣化診断システムでは、車両通信装置140を通じて、エンジン10の運転状態のデータをデータセンタ200に送信する。そして、データを受信したデータセンタ200が触媒担体40のダメージの指標値を算出する。 Therefore, in this deterioration diagnosis system, data on the operating state of the engine 10 is transmitted to the data center 200 through the vehicle communication device 140. Then, the data center 200 that has received the data calculates an index value of damage to the catalyst carrier 40.

エンジン制御装置100の記憶装置120には、車両500が稼働している間の車速SPD、エンジン回転数NE、吸入空気量Ga、EGR率、エンジン負荷率KL、点火時期、水温THW、吸気温THA及び空燃比の情報が蓄積される。また、記憶装置120には、吸気側VVT12の操作量、排気側VVT13の操作量、排気温TEXの情報も蓄積される。車両通信装置140は、記憶装置120に蓄積されたこれらの情報のデータが一定の量に達する度に、これらデータを、車両500を識別する情報とともにデータセンタ200に送信する。 The storage device 120 of the engine control device 100 stores vehicle speed SPD, engine rotation speed NE, intake air amount Ga, EGR rate, engine load rate KL, ignition timing, water temperature THW, and intake temperature THA while the vehicle 500 is operating. and air-fuel ratio information is accumulated. The storage device 120 also stores information on the operation amount of the intake side VVT 12, the operation amount of the exhaust side VVT 13, and the exhaust temperature TEX. Vehicle communication device 140 transmits these data together with information identifying vehicle 500 to data center 200 each time the data of these information accumulated in storage device 120 reaches a certain amount.

そして、データセンタ200は、エンジン10の運転状態の情報を含むこれらのデータの既定の長さの期間分の時系列データからなる入力データXに基づいて、触媒担体40のダメージの指標値を算出する。データセンタ200の記憶装置220には、入力データXに基づいて触媒担体40における既定距離離れた2点の最大温度差ΔTmaxを算出する機械学習済みモデルのデータが記憶されている。データセンタ200は、算出した最大温度差ΔTmaxを積算して触媒担体40のダメージの指標値を算出する。 Then, the data center 200 calculates an index value of damage to the catalyst carrier 40 based on input data do. The storage device 220 of the data center 200 stores data of a machine-learned model that calculates the maximum temperature difference ΔTmax between two points on the catalyst carrier 40 separated by a predetermined distance based on the input data X. The data center 200 calculates an index value of damage to the catalyst carrier 40 by integrating the calculated maximum temperature difference ΔTmax.

<機械学習済みモデルについて>
データセンタ200では、機械学習済みモデルとして、時系列データを時間軸に沿った推移の情報を保持したまま取り扱うことのできる長期短期記憶ニューラルネットワークを用いる。長期短期記憶ニューラルネットワークは、いわゆるLSTM(Long Short-Term Memory)ニューラルネットワークである。LSTMニューラルネットワークは再帰型ニューラルネットワークの一種である。
<About machine learned models>
The data center 200 uses a long-term short-term memory neural network that can handle time-series data while retaining information about changes along the time axis as a machine-learned model. The long-term short-term memory neural network is a so-called LSTM (Long Short-Term Memory) neural network. LSTM neural network is a type of recurrent neural network.

触媒担体40に流れ込む排気の温度や流量は、エンジン10の運転状態によって変化する。そこで、データセンタ200は、上述したエンジン10の運転状態の情報を含むデータを説明変数として用いる。そして、説明変数の時系列データを機械学習済みモデルに入力する。説明変数には、上述したように、車速SPD、エンジン回転数NE、吸入空気量Ga、エンジン負荷率KL、EGR率、吸気側VVT12の操作量及び排気側VVT13の操作量が含まれている。また、説明変数には、空燃比、吸気温THA、水温THW及び排気温TEXも含まれている。すなわち、説明変数にはこれら11種類の情報が含まれている。 The temperature and flow rate of the exhaust gas flowing into the catalyst carrier 40 change depending on the operating state of the engine 10. Therefore, the data center 200 uses data including information on the operating state of the engine 10 described above as an explanatory variable. Then, the time series data of the explanatory variables is input into the machine learned model. As described above, the explanatory variables include the vehicle speed SPD, the engine speed NE, the intake air amount Ga, the engine load factor KL, the EGR rate, the operation amount of the intake side VVT 12, and the operation amount of the exhaust side VVT 13. The explanatory variables also include the air-fuel ratio, intake temperature THA, water temperature THW, and exhaust temperature TEX. That is, the explanatory variables include these 11 types of information.

このように、データセンタ200では、上記の11種類の情報を、LSTMニューラルネットワークの出力yを算出するための説明変数に含めている。出力yは、最大温度差ΔTmaxである。なお、最大温度差ΔTmaxは、触媒担体40における既定距離離れた2点の温度差ΔTの最大値である。この劣化診断システムでは、図4に示すように触媒担体40に複数の温度計測点を設けて隣接する2つの温度計測点における温度差ΔTのデータを複数収集する。そして、収集した全ての温度差ΔTのうち、最大の値を最大温度差ΔTmaxとする。 In this way, in the data center 200, the above-mentioned 11 types of information are included in the explanatory variables for calculating the output y of the LSTM neural network. The output y is the maximum temperature difference ΔTmax. Note that the maximum temperature difference ΔTmax is the maximum value of the temperature difference ΔT between two points on the catalyst carrier 40 separated by a predetermined distance. In this deterioration diagnosis system, as shown in FIG. 4, a plurality of temperature measurement points are provided on the catalyst carrier 40, and a plurality of data on the temperature difference ΔT between two adjacent temperature measurement points are collected. Then, among all the collected temperature differences ΔT, the maximum value is set as the maximum temperature difference ΔTmax.

図4には、排気の流れる方向を白抜き矢印で示している。すなわち、図4に示す例の場合、図4における触媒担体40よりも左側が排気上流側である。そして、図4における触媒担体40よりも右側が排気下流側である。図4に示す例では、触媒担体40における中央よりも排気上流側の部分に、外周面に沿って周方向に等間隔に8つの温度計測点A~Hを設定している。また、触媒担体40における中央よりも排気下流側の部分にも、外周面に沿って周方向に等間隔に8つの温度計測点I~Pを設定している。 In FIG. 4, the direction in which the exhaust gas flows is indicated by a white arrow. That is, in the case of the example shown in FIG. 4, the left side of the catalyst carrier 40 in FIG. 4 is the exhaust upstream side. The right side of the catalyst carrier 40 in FIG. 4 is the downstream side of the exhaust gas. In the example shown in FIG. 4, eight temperature measurement points A to H are set at equal intervals in the circumferential direction along the outer peripheral surface in a portion of the catalyst carrier 40 upstream of the exhaust gas from the center. Furthermore, eight temperature measurement points I to P are set at equal intervals in the circumferential direction along the outer circumferential surface in a portion of the catalyst carrier 40 on the downstream side of the exhaust gas from the center.

そして、この劣化診断システムでは、温度計測点Aにおける温度Tと、温度計測点Bにおける温度Tとの温度差ΔTを2点間温度差ΔT_ABとしている。この劣化診断システムでは、温度計測点Bにおける温度Tと、温度計測点Cにおける温度Tとの温度差ΔTを2点間温度差ΔT_BCとしている。この劣化診断システムでは、温度計測点Cにおける温度Tと、温度計測点Dにおける温度Tとの温度差ΔTを2点間温度差ΔT_CDとしている。この劣化診断システムでは、温度計測点Dにおける温度Tと、温度計測点Eにおける温度Tとの温度差ΔTを2点間温度差ΔT_DEとしている。この劣化診断システムでは、温度計測点Eにおける温度Tと、温度計測点Fにおける温度Tとの温度差ΔTを2点間温度差ΔT_EFとしている。この劣化診断システムでは、温度計測点Fにおける温度Tと、温度計測点Gにおける温度Tとの温度差ΔTを2点間温度差ΔT_FGとしている。この劣化診断システムでは、温度計測点Gにおける温度Tと、温度計測点Hにおける温度Tとの温度差ΔTを2点間温度差ΔT_GHとしている。この劣化診断システムでは、温度計測点Hにおける温度Tと、温度計測点Aにおける温度Tとの温度差ΔTを2点間温度差ΔT_HAとしている。 In this deterioration diagnosis system, the temperature difference ΔT between the temperature T at the temperature measurement point A and the temperature T at the temperature measurement point B is defined as the temperature difference ΔT_AB between the two points. In this deterioration diagnosis system, the temperature difference ΔT between the temperature T at the temperature measurement point B and the temperature T at the temperature measurement point C is defined as the temperature difference ΔT_BC between the two points. In this deterioration diagnosis system, the temperature difference ΔT between the temperature T at the temperature measurement point C and the temperature T at the temperature measurement point D is defined as the temperature difference ΔT_CD between the two points. In this deterioration diagnosis system, the temperature difference ΔT between the temperature T at the temperature measurement point D and the temperature T at the temperature measurement point E is defined as the temperature difference ΔT_DE between the two points. In this deterioration diagnosis system, the temperature difference ΔT between the temperature T at the temperature measurement point E and the temperature T at the temperature measurement point F is defined as the temperature difference ΔT_EF between the two points. In this deterioration diagnosis system, the temperature difference ΔT between the temperature T at the temperature measurement point F and the temperature T at the temperature measurement point G is defined as the temperature difference ΔT_FG between the two points. In this deterioration diagnosis system, the temperature difference ΔT between the temperature T at the temperature measurement point G and the temperature T at the temperature measurement point H is defined as the temperature difference ΔT_GH between the two points. In this deterioration diagnosis system, the temperature difference ΔT between the temperature T at the temperature measurement point H and the temperature T at the temperature measurement point A is defined as the temperature difference ΔT_HA between the two points.

また、この劣化診断システムでは、温度計測点Iにおける温度Tと、温度計測点Jにおける温度Tとの温度差ΔTを2点間温度差ΔT_IJとしている。この劣化診断システムでは、温度計測点Jにおける温度Tと、温度計測点Kにおける温度Tとの温度差ΔTを2点間温度差ΔT_JKとしている。この劣化診断システムでは、温度計測点Kにおける温度Tと、温度計測点Lにおける温度Tとの温度差ΔTを2点間温度差ΔT_KLとしている。この劣化診断システムでは、温度計測点Lにおける温度Tと、温度計測点Mにおける温度Tとの温度差ΔTを2点間温度差ΔT_LMとしている。この劣化診断システムでは、温度計測点Mにおける温度Tと、温度計測点Nにおける温度Tとの温度差ΔTを2点間温度差ΔT_MNとしている。この劣化診断システムでは、温度計測点Nにおける温度Tと、温度計測点Oにおける温度Tとの温度差ΔTを2点間温度差ΔT_NOとしている。この劣化診断システムでは、温度計測点Oにおける温度Tと、温度計測点Pにおける温度Tとの温度差ΔTを2点間温度差ΔT_OPとしている。この劣化診断システムでは、温度計測点Pにおける温度Tと、温度計測点Iにおける温度Tとの温度差ΔTを2点間温度差ΔT_PIとしている。 Further, in this deterioration diagnosis system, the temperature difference ΔT between the temperature T at the temperature measurement point I and the temperature T at the temperature measurement point J is defined as the temperature difference ΔT_IJ between the two points. In this deterioration diagnosis system, the temperature difference ΔT between the temperature T at the temperature measurement point J and the temperature T at the temperature measurement point K is defined as the temperature difference ΔT_JK between the two points. In this deterioration diagnosis system, the temperature difference ΔT between the temperature T at the temperature measurement point K and the temperature T at the temperature measurement point L is defined as the temperature difference ΔT_KL between the two points. In this deterioration diagnosis system, the temperature difference ΔT between the temperature T at the temperature measurement point L and the temperature T at the temperature measurement point M is defined as the temperature difference ΔT_LM between the two points. In this deterioration diagnosis system, the temperature difference ΔT between the temperature T at the temperature measurement point M and the temperature T at the temperature measurement point N is defined as the temperature difference ΔT_MN between the two points. In this deterioration diagnosis system, the temperature difference ΔT between the temperature T at the temperature measurement point N and the temperature T at the temperature measurement point O is defined as the temperature difference ΔT_NO between the two points. In this deterioration diagnosis system, the temperature difference ΔT between the temperature T at the temperature measurement point O and the temperature T at the temperature measurement point P is defined as the temperature difference ΔT_OP between the two points. In this deterioration diagnosis system, the temperature difference ΔT between the temperature T at the temperature measurement point P and the temperature T at the temperature measurement point I is defined as the temperature difference ΔT_PI between the two points.

そして、この劣化診断システムでは、既定の長さの期間におけるこれら16箇所で計測される温度差ΔTのうち、最大の値を最大温度差ΔTmaxとする。すなわち、この劣化診断システムでは、触媒担体40上に設定された既定距離離れた第1点及び第2点の複数の対のそれぞれにおける温度差ΔTのうち、最も大きい温度差ΔTを最大温度差ΔTmaxとしている。そして、劣化診断装置であるデータセンタ200は、この最大温度差ΔTmaxの値を用いて触媒担体40のダメージの指標値を算出する。 In this deterioration diagnosis system, the maximum value among the temperature differences ΔT measured at these 16 locations during a period of a predetermined length is set as the maximum temperature difference ΔTmax. That is, in this deterioration diagnosis system, the largest temperature difference ΔT among the temperature differences ΔT at each of a plurality of pairs of a first point and a second point separated by a predetermined distance set on the catalyst carrier 40 is defined as the maximum temperature difference ΔTmax. It is said that Then, the data center 200, which is a deterioration diagnosis device, calculates an index value of damage to the catalyst carrier 40 using the value of this maximum temperature difference ΔTmax.

なお、この劣化診断システムでは、エンジン10が始動してから10分間の期間を既定の長さの期間としている。すなわち、エンジン10が始動される度に、エンジン10が始動してから10分間の期間における触媒担体40における最大温度差ΔTmaxを算出する。 Note that in this deterioration diagnosis system, a period of 10 minutes after the engine 10 is started is set as a predetermined length period. That is, each time the engine 10 is started, the maximum temperature difference ΔTmax in the catalyst carrier 40 during a period of 10 minutes after the engine 10 is started is calculated.

上述したように、車両通信装置140は、エンジン制御装置100の記憶装置120に蓄積したデータをデータセンタ200に送信している。データセンタ200は、通信装置230によって通信ネットワーク300を介してこのデータを受信している。そして、データセンタ200は、記憶装置220に、受信したデータを車両500毎に整理して蓄積している。 As described above, vehicle communication device 140 transmits data accumulated in storage device 120 of engine control device 100 to data center 200. Data center 200 receives this data via communication network 300 by communication device 230 . The data center 200 organizes and stores the received data for each vehicle 500 in the storage device 220.

データセンタ200は、この蓄積したデータを、触媒担体40のダメージの指標値を算出するために用いる最大温度差ΔTmaxを算出するための説明変数として用いる。説明変数には、上述したように11種類の情報が含まれている。 The data center 200 uses this accumulated data as an explanatory variable for calculating the maximum temperature difference ΔTmax used for calculating the index value of damage to the catalyst carrier 40. The explanatory variables include 11 types of information as described above.

データセンタ200の処理回路210は、最大温度差ΔTmaxを算出するために、エンジン10が始動されてから10分間の間に取得した説明変数の時系列データから入力データXを作成する。すなわち、ここでは、エンジン10を始動してから10分間が既定の長さの期間になっている。なお、車両500において説明変数は、既定の間隔で取得されている。例えば、車両500において、説明変数が1秒毎に取得されている場合には、10分間の入力データXは時系列的に連続して収集された600回分の説明変数の集合である。具体的には、入力データXは、エンジン10を始動してからの10分間において最初に収集された説明変数からなる収集データX(1)から最後に収集された収集データX(600)までの集合である。 In order to calculate the maximum temperature difference ΔTmax, the processing circuit 210 of the data center 200 creates input data X from time series data of explanatory variables acquired during 10 minutes after the engine 10 is started. That is, here, the predetermined length of time is 10 minutes after the engine 10 is started. Note that in vehicle 500, explanatory variables are acquired at predetermined intervals. For example, in the case where explanatory variables are acquired every second in vehicle 500, input data X for 10 minutes is a set of 600 explanatory variables that are continuously collected in chronological order. Specifically, the input data It is a gathering.

なお、それぞれの説明変数は、上述したように11種類の情報を含んでいる。そのため、各収集データは、これら11個の値からなる11次元のベクトルになっている。したがって、この場合、機械学習済みモデルを構成するニューラルネットワークの入力層は11個のノードを有している。 Note that each explanatory variable includes 11 types of information as described above. Therefore, each piece of collected data is an 11-dimensional vector made up of these 11 values. Therefore, in this case, the input layer of the neural network that constitutes the machine learned model has 11 nodes.

図5は、再帰型ニューラルネットワークの構成を模式的に示している。なお、図5において縦方向に延びている矢印は説明変数が入力されるニューラルネットワークの順伝播の方向を示している。なお、図5における「n」は入力データXにおける説明変数の時系列的な順番を示している。 FIG. 5 schematically shows the configuration of a recurrent neural network. Note that the arrows extending vertically in FIG. 5 indicate the forward propagation direction of the neural network into which explanatory variables are input. Note that "n" in FIG. 5 indicates the chronological order of the explanatory variables in the input data X.

図5における右端に示した収集データX(n)が入力されるニューラルネットワークは収集データX(n)である11次元のベクトルを入力にして出力yである最大温度差ΔTmaxを出力する。この場合には、収集データX(n)は収集データX(600)が入力されるニューラルネットワークである。このニューラルネットワークは、最大温度差ΔTmaxを出力する出力層まで順伝播する全結合型ニューラルネットワークである。 The neural network shown at the right end in FIG. 5 to which the collected data X(n) is input receives the 11-dimensional vector that is the collected data X(n) and outputs the maximum temperature difference ΔTmax as the output y. In this case, collected data X(n) is a neural network into which collected data X(600) is input. This neural network is a fully connected neural network that propagates forward to the output layer that outputs the maximum temperature difference ΔTmax.

図5に示すように、10分間において最後に収集された収集データX(600)が入力されるニューラルネットワークの隠れ層には、1つ前のタイミングで収集された収集データX(599)が入力されるニューラルネットワークの隠れ層の出力が反映される。 As shown in Figure 5, the collected data X (599) collected at the previous timing is input to the hidden layer of the neural network where the collected data X (600) that was last collected in 10 minutes is input. The output of the hidden layer of the neural network is reflected.

収集データX(599)が入力されるニューラルネットワークの隠れ層には、1つ前のタイミングで収集された収集データX(598)が入力されるニューラルネットワークの隠れ層の出力が反映されるようになっている。このように各収集データが入力される各ニューラルネットワークには、1つ前のタイミングで収集された収集データが入力されるニューラルネットワークにおける隠れ層の出力が反映されるようになっている。 The hidden layer of the neural network to which collected data X (599) is input reflects the output of the hidden layer of the neural network to which collected data X (598) collected at the previous timing is input. It has become. In this way, each neural network to which each collected data is input reflects the output of the hidden layer in the neural network to which the collected data collected at the previous timing is input.

LSTMニューラルネットワークは、LSTMブロックと呼ばれる機構を、こうした再帰型ニューラルネットワークの各隠れ層に設けて時系列情報の伝播を調整することができるようにした再帰型ニューラルネットワークである。なお、LSTMブロックは、誤差を内部に留めて勾配の消失を防ぐためのセルと、セルへの入力を制御する入力ゲートと、セルからの出力を制御する出力ゲートと、誤差が過剰にセルに停留することを防ぐ忘却ゲートと、からなっている。 An LSTM neural network is a recurrent neural network in which a mechanism called an LSTM block is provided in each hidden layer of the recurrent neural network to adjust the propagation of time-series information. Note that the LSTM block has a cell for keeping errors inside to prevent the gradient from disappearing, an input gate for controlling the input to the cell, an output gate for controlling the output from the cell, and a cell for preventing the gradient from disappearing by keeping the error inside. It consists of an oblivion gate that prevents it from becoming stagnant.

記憶装置220に記憶されている機械学習済みモデルは、触媒担体40の最大温度差ΔTmaxの実測データの情報を含む訓練データX_trを用いて、予め教師有り学習されている。なお、訓練データX_trを作成するためのデータの収集には、触媒担体40の各部の温度Tを測定する複数のセンサを取り付けた実験用車両を用いる。そして、この実験用車両により様々な走行状態で走行する走行実験を繰り返しながら大量のデータを収集する。 The machine learned model stored in the storage device 220 has undergone supervised learning in advance using training data X_tr including information on actual measurement data of the maximum temperature difference ΔTmax of the catalyst carrier 40. Note that an experimental vehicle equipped with a plurality of sensors that measure the temperature T of each part of the catalyst carrier 40 is used to collect data for creating the training data X_tr. A large amount of data will then be collected while repeating driving experiments using this experimental vehicle in various driving conditions.

<訓練処理について>
次に最大温度差ΔTmaxの算出に用いる機械学習済みモデルを得るための訓練処理について図6を参照して説明する。訓練データX_trの生成は、予め行った実験の結果などから収集した大量のデータに基づいて行われる。ニューラルネットワークの訓練処理を実行するコンピュータは、収集したデータに基づいて訓練データX_trを生成して訓練データX_trに基づいてニューラルネットワークを訓練する。
<About training processing>
Next, a training process for obtaining a machine learned model used for calculating the maximum temperature difference ΔTmax will be described with reference to FIG. 6. The training data X_tr is generated based on a large amount of data collected from the results of experiments conducted in advance. A computer that executes a neural network training process generates training data X_tr based on the collected data, and trains the neural network based on the training data X_tr.

図6に示すように、コンピュータは、訓練処理において、まずステップS100の処理において、説明変数の時系列データを読み込む。そして、コンピュータは、次のステップS110の処理において、読み込んだ時系列データから複数の訓練データX_trを生成する。なお、ここでの訓練データX_trは、上述した600個の収集データの集合に、最大温度差ΔTmaxの実測データの情報を含めたデータである。具体的には、エンジン10が始動されてから10分間の間に収集された説明変数である収集データが時系列の順にX(1)~X(600)に代入される。すなわち、X(1)に代入されるデータがこの10分間分のデータのうち最も古い収集データである。そして、X(600)に代入されるデータがこの10分間分のデータのうち最新の収集データである。こうして入力データXと同様の形式の時系列データを生成する。そして、エンジン10が始動されてから10分間の説明変数の時系列データと、正解ラベルとしての実測した最大温度差ΔTmaxとを組み合わせて1つの訓練データX_trを生成する。 As shown in FIG. 6, in the training process, the computer first reads time-series data of explanatory variables in step S100. Then, in the next step S110, the computer generates a plurality of training data X_tr from the read time series data. Note that the training data X_tr here is data including information on the actual measurement data of the maximum temperature difference ΔTmax in the above-mentioned set of 600 pieces of collected data. Specifically, collected data, which is an explanatory variable, collected for 10 minutes after the engine 10 is started is substituted into X(1) to X(600) in chronological order. That is, the data substituted into X(1) is the oldest collected data among the 10 minutes' worth of data. The data substituted into X (600) is the latest collected data among the 10 minutes' worth of data. In this way, time series data in the same format as input data X is generated. Then, one training data X_tr is generated by combining the time series data of the explanatory variables for 10 minutes after the engine 10 is started and the actually measured maximum temperature difference ΔTmax as the correct answer label.

次にコンピュータは、ステップS120に処理を進める。そして、訓練データX_trのうち入力データXに相当するX(1)~X(600)のデータをLSTMニューラルネットワークに入力して最大温度差ΔTmaxを算出する。 Next, the computer advances the process to step S120. Then, among the training data X_tr, data from X(1) to X(600) corresponding to the input data X is input to the LSTM neural network to calculate the maximum temperature difference ΔTmax.

コンピュータは、次のステップS130の処理において、学習を行う。具体的には、ステップS120の処理を通じて算出した最大温度差ΔTmaxと推定に用いた訓練データX_trにおける正解ラベルである実測した最大温度差ΔTmaxとの間の誤差が小さくなるように、ニューラルネットワークにおける重みを調整する。 The computer performs learning in the next step S130. Specifically, the weights in the neural network are set so that the error between the maximum temperature difference ΔTmax calculated through the process of step S120 and the actually measured maximum temperature difference ΔTmax, which is the correct label in the training data X_tr used for estimation, is small. Adjust.

コンピュータは、ステップS120の処理における最大温度差ΔTmaxの算出と、ステップS130の処理における重みの調整とを繰り返す。コンピュータは、LSTMニューラルネットワークを用いて算出した最大温度差ΔTmaxの誤差が十分に小さくなると、学習が完了したと判定する。そして、学習済みのLSTMニューラルネットワークのデータを記憶装置220に記憶して訓練処理を終了させる。 The computer repeats the calculation of the maximum temperature difference ΔTmax in the process of step S120 and the adjustment of the weight in the process of step S130. The computer determines that learning is complete when the error in the maximum temperature difference ΔTmax calculated using the LSTM neural network becomes sufficiently small. Then, the trained LSTM neural network data is stored in the storage device 220, and the training process is ended.

記憶装置220には、こうして訓練処理を通じて重みが調整された学習済みのLSTMニューラルネットワークのデータが記憶されている。すなわち、記憶装置220には、機械学習済みモデルが記憶されている。 The storage device 220 stores trained LSTM neural network data whose weights have been adjusted through the training process. That is, the storage device 220 stores a machine learned model.

<推定処理について>
次に、処理回路210が実行する最大温度差ΔTmaxの推定処理について説明する。処理回路210は、図7に示されているルーチンを繰り返し実行することによって最大温度差ΔTmaxを算出する。そして、算出した最大温度差ΔTmaxを記憶装置220に記録する。
<About estimation processing>
Next, a process for estimating the maximum temperature difference ΔTmax executed by the processing circuit 210 will be described. The processing circuit 210 calculates the maximum temperature difference ΔTmax by repeatedly executing the routine shown in FIG. Then, the calculated maximum temperature difference ΔTmax is recorded in the storage device 220.

図7に示すルーチンを開始すると、処理回路210は、まずステップS200の処理において、記憶装置220に記憶されている説明変数の時系列データを読み込む。そして、次に処理回路210は、ステップS210の処理において、読み込んだデータから入力データXを整形する。具体的には、処理回路210は、読み込んだ10分間分の600個の収集データを時系列の順にX(1)~X(600)に代入する。処理回路210は、こうして600個の収集データが時系列の順に並んだ入力データXを整形する。 When the routine shown in FIG. 7 is started, the processing circuit 210 first reads time-series data of explanatory variables stored in the storage device 220 in step S200. Then, in the process of step S210, the processing circuit 210 formats the input data X from the read data. Specifically, the processing circuit 210 assigns the read 600 pieces of collected data for 10 minutes to X(1) to X(600) in chronological order. The processing circuit 210 formats the input data X in which 600 pieces of collected data are arranged in chronological order.

次に、処理回路210は、ステップS220の処理において、記憶装置220に記憶されている機械学習済みモデルに入力データXを入力して、最大温度差ΔTmaxを算出する。このステップS220の処理は、入力データXを記憶装置220に記憶されている機械学習済みモデルに入力して最大温度差ΔTmaxを算出する推定処理である。こうして最大温度差ΔTmaxを算出すると、処理回路210は、算出した最大温度差ΔTmaxの値を、ステップS230の処理において、記憶装置220に記憶させる。 Next, in the process of step S220, the processing circuit 210 inputs the input data X to the machine learned model stored in the storage device 220, and calculates the maximum temperature difference ΔTmax. The process in step S220 is an estimation process that inputs the input data X into the machine learned model stored in the storage device 220 and calculates the maximum temperature difference ΔTmax. After calculating the maximum temperature difference ΔTmax in this way, the processing circuit 210 stores the calculated value of the maximum temperature difference ΔTmax in the storage device 220 in the process of step S230.

データセンタ200では、このルーチンを繰り返し実行して所定の時間間隔で入力データXを整形して最大温度差ΔTmaxを算出する。そして、算出した最大温度差ΔTmaxを記憶装置220に記憶させる。例えば、データセンタ200は、車両500のエンジン10の稼働が終了する度に、このルーチンを繰り返し、実行する。 The data center 200 repeatedly executes this routine, shapes the input data X at predetermined time intervals, and calculates the maximum temperature difference ΔTmax. Then, the calculated maximum temperature difference ΔTmax is stored in the storage device 220. For example, the data center 200 repeatedly executes this routine every time the engine 10 of the vehicle 500 finishes operating.

<算出処理及び報知処理について>
次に、処理回路210が実行する算出処理及び報知処理について図8を参照して説明する。データセンタ200の処理回路210は、図7を参照して説明したルーチンにおけるステップS230の処理を通じて記憶装置220に最大温度差ΔTmaxを記憶させる度に、図8に示すルーチンを実行する。
<About calculation processing and notification processing>
Next, calculation processing and notification processing executed by the processing circuit 210 will be described with reference to FIG. 8. The processing circuit 210 of the data center 200 executes the routine shown in FIG. 8 every time the maximum temperature difference ΔTmax is stored in the storage device 220 through the process of step S230 in the routine described with reference to FIG.

図8に示すルーチンを開始すると、処理回路210は、まずステップS300の処理において、最大温度差ΔTmaxの積算値ΣΔTmaxを更新する。積算値ΣΔTmaxの初期値は「0」である。ステップS300の処理では、処理回路210は、記憶装置220に記憶されている積算値ΣΔTmaxに、新たに算出された最大温度差ΔTmaxを加算する。そして、その和を新たな積算値ΣΔTmaxとして記憶装置220に記憶する。これにより、処理回路210は、ステップS300の処理を通じて積算値ΣΔTmaxを更新する。すなわち、処理回路210は、最大温度差ΔTmaxが新たに算出される度に、最大温度差ΔTmaxを積算して積算値ΣΔTmaxを算出する。この劣化診断システムでは、データセンタ200が、触媒担体40のダメージの指標値として積算値ΣΔTmaxを算出している。最大温度差ΔTmaxが大きいということは、触媒担体40において熱応力による大きな歪みが生じたということを示している。すなわち、最大温度差ΔTmaxが大きいほど、触媒担体40には大きなダメージが蓄積することになる。そして、積算値ΣΔTmaxは、最大温度差ΔTmaxが大きくなる。したがって、積算値ΣΔTmaxは、触媒担体40に蓄積したダメージの大きさを示す指標値になっている。 When the routine shown in FIG. 8 is started, the processing circuit 210 first updates the integrated value ΣΔTmax of the maximum temperature difference ΔTmax in the process of step S300. The initial value of the integrated value ΣΔTmax is "0". In the process of step S300, the processing circuit 210 adds the newly calculated maximum temperature difference ΔTmax to the integrated value ΣΔTmax stored in the storage device 220. Then, the sum is stored in the storage device 220 as a new integrated value ΣΔTmax. Thereby, the processing circuit 210 updates the integrated value ΣΔTmax through the process of step S300. That is, each time the maximum temperature difference ΔTmax is newly calculated, the processing circuit 210 calculates the integrated value ΣΔTmax by integrating the maximum temperature difference ΔTmax. In this deterioration diagnosis system, the data center 200 calculates an integrated value ΣΔTmax as an index value of damage to the catalyst carrier 40. A large maximum temperature difference ΔTmax indicates that large distortion has occurred in the catalyst carrier 40 due to thermal stress. That is, the larger the maximum temperature difference ΔTmax, the more damage will accumulate on the catalyst carrier 40. Then, the maximum temperature difference ΔTmax becomes larger in the integrated value ΣΔTmax. Therefore, the integrated value ΣΔTmax is an index value indicating the magnitude of damage accumulated on the catalyst carrier 40.

このように、ステップS300の処理は、推定処理を通じて算出した最大温度差ΔTmaxに基づいて、最大温度差ΔTmaxが大きいほど、大きくなるように触媒担体40のダメージの指標値を算出する算出処理になっている。 In this way, the process of step S300 is a calculation process that calculates the damage index value of the catalyst carrier 40 such that it increases as the maximum temperature difference ΔTmax increases, based on the maximum temperature difference ΔTmax calculated through the estimation process. ing.

こうして積算値ΣΔTmaxを算出すると、処理回路210は、ステップS310へと処理を進める。ステップS310の処理において、処理回路210は、積算値ΣΔTmaxが閾値Xth以上であるか否かを判定する。閾値Xthは積算値ΣΔTmaxが閾値Xth以上である事に基づいて触媒担体40の交換が必要なほど触媒担体40にダメージが蓄積していることを判定するための閾値である。閾値Xthの大きさは、予め行う実験などの結果に基づいて設定されている。 After calculating the integrated value ΣΔTmax in this way, the processing circuit 210 advances the process to step S310. In the process of step S310, the processing circuit 210 determines whether the integrated value ΣΔTmax is greater than or equal to the threshold value Xth. The threshold value Xth is a threshold value for determining that damage has accumulated to the catalyst carrier 40 to the extent that the catalyst carrier 40 needs to be replaced based on the fact that the integrated value ΣΔTmax is greater than or equal to the threshold value Xth. The magnitude of the threshold value Xth is set based on the results of experiments conducted in advance.

処理回路210は、ステップS310の処理において、積算値ΣΔTmaxが閾値Xth以上であると判定した場合(ステップS310:YES)には、処理をステップS320へと進める。そして、処理回路210は、ステップS320の処理において、報知処理を実行する。具体的には、この報知処理において、処理回路210は、積算値ΣΔTmaxが閾値Xth以上になっていると判定された車両500に対して、車両500のユーザに触媒担体40の交換を促す処理を実行させる指令を出力する。この指令は通信装置230によって送信される。そして、通信ネットワーク300を介してこの指令を受信した車両500において、ディスプレイに触媒担体40の交換を促す表示を行うなどの処理が実行されて、車両500のユーザにメンテナンスが促される。 If the processing circuit 210 determines in the process of step S310 that the integrated value ΣΔTmax is equal to or greater than the threshold value Xth (step S310: YES), the process proceeds to step S320. Then, the processing circuit 210 executes the notification process in the process of step S320. Specifically, in this notification process, the processing circuit 210 performs a process of prompting the user of the vehicle 500 to replace the catalyst carrier 40 for the vehicle 500 for which the integrated value ΣΔTmax is determined to be equal to or greater than the threshold value Xth. Outputs the command to be executed. This command is sent by communication device 230. Then, in the vehicle 500 that receives this command via the communication network 300, a process such as displaying a message prompting the replacement of the catalyst carrier 40 on the display is executed, thereby prompting the user of the vehicle 500 to perform maintenance.

こうして報知処理を実行すると、処理回路210は、このルーチンを一旦終了させる。
また、ステップS310の処理において、積算値ΣΔTmaxが閾値Xth未満であると判定した場合(ステップS310:NO)には、処理回路210は、ステップS320の処理を実行せずにそのままこのルーチンを終了させる。すなわち、処理回路210は、積算値ΣΔTmaxが閾値Xth以上になったときに報知処理を実行する。その一方で、積算値ΣΔTmaxが閾値Xth以上になっていないときには、報知処理を実行しない。
After executing the notification process in this way, the processing circuit 210 temporarily ends this routine.
Further, in the process of step S310, if it is determined that the integrated value ΣΔTmax is less than the threshold value Xth (step S310: NO), the processing circuit 210 ends this routine without executing the process of step S320. . That is, the processing circuit 210 executes the notification process when the integrated value ΣΔTmax becomes equal to or greater than the threshold value Xth. On the other hand, when the integrated value ΣΔTmax is not equal to or greater than the threshold value Xth, the notification process is not executed.

<本実施形態の作用>
データセンタ200では、車両500から送信された運転状態のデータに基づいて、エンジン10が始動されてから10分間の説明変数の時系列データである入力データXに基づいて最大温度差ΔTmaxが算出される。すなわち、データセンタ200は、エンジン10の稼働が終了する度に、始動から10分間の間における触媒担体40における最大温度差ΔTmaxを算出する。このとき、データセンタ200は、入力データXを機械学習済みモデルに入力して最大温度差ΔTmaxを算出する。
<Action of this embodiment>
In the data center 200, based on the driving state data transmitted from the vehicle 500, the maximum temperature difference ΔTmax is calculated based on input data X, which is time series data of explanatory variables for 10 minutes after the engine 10 is started. Ru. That is, every time the engine 10 finishes operating, the data center 200 calculates the maximum temperature difference ΔTmax in the catalyst carrier 40 for 10 minutes from startup. At this time, the data center 200 inputs the input data X into the machine learned model and calculates the maximum temperature difference ΔTmax.

そして、最大温度差ΔTmaxを算出すると、データセンタ200は、触媒担体40のダメージの指標値として最大温度差ΔTmaxの積算値ΣΔTmaxを算出する。最大温度差ΔTmaxは、触媒担体40における既定距離離れた2点の温度差ΔTのうち、最大の値である。そして、データセンタ200は、最大温度差ΔTmaxを積算して触媒担体40のダメージの指標値として積算値ΣΔTmaxを算出する。 After calculating the maximum temperature difference ΔTmax, the data center 200 calculates an integrated value ΣΔTmax of the maximum temperature difference ΔTmax as an index value of damage to the catalyst carrier 40. The maximum temperature difference ΔTmax is the maximum value among the temperature differences ΔT at two points separated by a predetermined distance on the catalyst carrier 40. Then, the data center 200 integrates the maximum temperature difference ΔTmax and calculates an integrated value ΣΔTmax as an index value of damage to the catalyst carrier 40.

これにより、データセンタ200によれば、触媒担体40のダメージを推定することができる。
<本実施形態の効果>
(1)触媒担体40における2点の温度差ΔTが大きいほど、その部位の熱歪みによるダメージは大きくなる。そこで、データセンタ200では、最大温度差ΔTmaxを算出して最大温度差ΔTmaxに基づいて触媒担体40のダメージの指標値である積算値ΣΔTmaxを算出する。これにより、劣化診断装置であるデータセンタ200は、触媒担体40に蓄積しているダメージを指標値で表すことができる。
Thereby, according to the data center 200, damage to the catalyst carrier 40 can be estimated.
<Effects of this embodiment>
(1) The greater the temperature difference ΔT between two points on the catalyst carrier 40, the greater the damage caused by thermal strain at that location. Therefore, in the data center 200, the maximum temperature difference ΔTmax is calculated, and based on the maximum temperature difference ΔTmax, an integrated value ΣΔTmax, which is an index value of damage to the catalyst carrier 40, is calculated. Thereby, the data center 200, which is a deterioration diagnosis device, can express the damage accumulated in the catalyst carrier 40 using an index value.

(2)データセンタ200は、エンジン10の運転状態の情報を含む説明変数の時系列データと、機械学習済みモデルとを用いて最大温度差ΔTmaxを算出する。そのため、データセンタ200は、エンジン10の運転状態の推移を反映させて最大温度差ΔTmaxを算出することができる。これにより、データセンタ200によれば、触媒担体40に流れ込む排気の温度や流量の変化の影響も反映された最大温度差ΔTmaxが算出される。 (2) The data center 200 calculates the maximum temperature difference ΔTmax using time series data of explanatory variables including information on the operating state of the engine 10 and the machine learned model. Therefore, the data center 200 can calculate the maximum temperature difference ΔTmax by reflecting the change in the operating state of the engine 10. As a result, the data center 200 calculates the maximum temperature difference ΔTmax that also reflects the effects of changes in the temperature and flow rate of the exhaust gas flowing into the catalyst carrier 40.

したがって、データセンタ200によれば、エンジン10の運転状態による触媒担体40の温度分布の変化を反映させて触媒担体40のダメージの指標値を算出することができる。すなわち、データセンタ200は、熱応力による排気浄化装置35の劣化の診断に資する指標値を算出することができる。 Therefore, according to the data center 200, it is possible to calculate the index value of damage to the catalyst carrier 40 by reflecting changes in the temperature distribution of the catalyst carrier 40 depending on the operating state of the engine 10. That is, the data center 200 can calculate an index value that contributes to diagnosis of deterioration of the exhaust gas purification device 35 due to thermal stress.

(3)機械学習済みモデルは、触媒担体40上に設定された既定距離離れた第1点及び第2点の複数の対のそれぞれにおける温度差ΔTのうち、最も大きい温度差ΔTを最大温度差ΔTmaxとして算出するモデルである。データセンタ200は、第1点と第2点の対が設定された複数の部位の温度差ΔTのうち、最も大きい温度差ΔTを用いて指標値を算出する。そのため、運転状態に応じて最大温度差ΔTmaxが生じる位置が変化する場合であっても適切に指標値を算出することができる。 (3) The machine learned model calculates the maximum temperature difference ΔT among the temperature differences ΔT at each of the plurality of pairs of the first point and the second point set on the catalyst carrier 40 separated by a predetermined distance. This is a model that calculates ΔTmax. The data center 200 calculates the index value using the largest temperature difference ΔT among the temperature differences ΔT between the plurality of locations where the pair of the first point and the second point is set. Therefore, even if the position where the maximum temperature difference ΔTmax occurs changes depending on the operating state, the index value can be calculated appropriately.

(4)処理回路210は、エンジン10の始動から10分間の入力データXに基づいて最大温度差ΔTmaxを算出する。そして、最大温度差ΔTmaxを積算することによってダメージの指標値である積算値ΣΔTmaxを算出する。エンジン10の始動後は冷えていた触媒担体40が排気によって温められる。そのため、触媒担体40内に温度勾配が生じる。したがって、触媒担体40における最大温度差ΔTmaxが大きくなりやすい。すなわち、データセンタ200によれば、最大温度差ΔTmaxが大きくなって熱応力によるダメージが発生しやすいときの情報に基づいて指標値を算出することができる。 (4) The processing circuit 210 calculates the maximum temperature difference ΔTmax based on the input data X for 10 minutes from the start of the engine 10. Then, by integrating the maximum temperature difference ΔTmax, an integrated value ΣΔTmax, which is an index value of damage, is calculated. After the engine 10 is started, the catalyst carrier 40, which has been cold, is warmed by the exhaust gas. Therefore, a temperature gradient occurs within the catalyst carrier 40. Therefore, the maximum temperature difference ΔTmax in the catalyst carrier 40 tends to become large. That is, according to the data center 200, the index value can be calculated based on information when the maximum temperature difference ΔTmax becomes large and damage due to thermal stress is likely to occur.

(5)処理回路210は、ダメージの指標値である積算値ΣΔTmaxが閾値Xth以上になると、メンテナンスを促すための報知処理を実行する。そのため、触媒担体40のダメージの蓄積度合いの情報に基づいて、メンテナンスの実施を促すことができる。 (5) When the integrated value ΣΔTmax, which is a damage index value, exceeds the threshold value Xth, the processing circuit 210 executes a notification process to prompt maintenance. Therefore, maintenance can be prompted based on information on the degree of damage accumulation on the catalyst carrier 40.

<変更例>
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。本実施形態及び以下の変更例は、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。
<Example of change>
This embodiment can be implemented with the following modifications. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.

・上記の実施形態では説明変数として11種類のデータを用いることを示した。これに対して説明変数はこれら11種類のデータに限らない。例えば、上記の実施形態において例示した11種類の情報のうち、いくつかを省略してもよい。また、例示した11種類のデータとは別の他のデータを説明変数に加えてもよい。例えば、例示したデータの変化率の値を算出してその値を説明変数に加えるようにしてもよい。 - In the above embodiment, 11 types of data are used as explanatory variables. On the other hand, the explanatory variables are not limited to these 11 types of data. For example, some of the 11 types of information illustrated in the above embodiment may be omitted. Further, data other than the 11 types of data illustrated may be added to the explanatory variables. For example, the value of the rate of change of the illustrated data may be calculated and the calculated value may be added to the explanatory variables.

・上記の実施形態では、1つの機械学習済みモデルを用いて1つの最大温度差ΔTmaxを算出する例を示した。機械学習済みモデルは上記の実施形態で例示したものには限らない。例えば、触媒担体40上に設定された既定距離離れた第1点及び第2点の複数の対における最大温度差ΔTmaxを各々算出するように、複数の対毎に用意した機械学習済みモデルを記憶装置220に記憶させておく。すなわち温度差ΔTを算出する部位毎に機械学習済みモデルを用意しておく。それぞれの機械学習済みモデルを用いて各部位における最大温度差ΔTmaxを算出する。そして、算出した複数の最大温度差ΔTmaxのうち、最も大きい値を選択することによってΣΔTmaxの算出に用いる最大温度差ΔTmaxを算出するようにしてもよい。 - In the above embodiment, an example was shown in which one maximum temperature difference ΔTmax is calculated using one machine learning model. The machine learned model is not limited to the one exemplified in the above embodiment. For example, a machine learned model prepared for each of a plurality of pairs is stored to calculate the maximum temperature difference ΔTmax between a plurality of pairs of a first point and a second point separated by a predetermined distance set on the catalyst carrier 40. It is stored in the device 220. That is, a machine-learned model is prepared for each part for which the temperature difference ΔT is to be calculated. The maximum temperature difference ΔTmax at each site is calculated using each machine learned model. Then, the maximum temperature difference ΔTmax used for calculating ΣΔTmax may be calculated by selecting the largest value among the plurality of calculated maximum temperature differences ΔTmax.

この場合には、図7を参照してルーチンに替えて、図9に示すルーチンを実行すればよい。この場合には、図9に示すように、処理回路210は、ステップS300の処理に先立ってステップS400の処理を実行する。処理回路210は、ステップS400の処理において、複数の機械学習モデルによって算出された複数の最大温度差ΔTmaxの中から、最大の最大温度差ΔTmaxを選択する。そして、処理回路210は、図7のルーチンにおけるステップS300~S320の処理と同様の処理を実行する。 In this case, referring to FIG. 7, the routine shown in FIG. 9 may be executed instead of the routine. In this case, as shown in FIG. 9, the processing circuit 210 executes the process of step S400 prior to the process of step S300. In the process of step S400, the processing circuit 210 selects the largest maximum temperature difference ΔTmax from among the plurality of maximum temperature differences ΔTmax calculated by the plurality of machine learning models. The processing circuit 210 then executes the same processing as steps S300 to S320 in the routine of FIG.

こうした構成によっても、上記の実施形態と同様に、運転状態に応じて最大温度差ΔTmaxが生じる位置が変化する場合であっても適切に指標値を算出することができる。
・上記の実施形態では、16箇所の温度差ΔTから最大温度差ΔTmaxを算出する例を示した。これに対して、最大温度差ΔTmaxを算出するために温度差ΔTを算出する部位の数や位置は適宜変更することができる。例えば、最大温度差ΔTmaxが生じる部位は排気管30の形状や排気系のレイアウト、エンジン10の排気量、気筒数などによって異なる。例えば、排気系のレイアウト、エンジン10の構成などの影響により、最大温度差ΔTmaxが生じる部位が絞り込めるなら、温度差ΔTを算出する箇所をその部位に絞り込んで温度差ΔTを算出する箇所の数を少なくしてもよい。また、最もダメージに弱い部位が予め分かっているなら、例えば、その部分の最大温度差ΔTmaxのみを算出するようにしてもよい。また、温度差ΔTを算出する箇所をもっと増やしてもよい。
With this configuration, as in the above embodiment, even if the position where the maximum temperature difference ΔTmax occurs changes depending on the operating state, the index value can be appropriately calculated.
- In the above embodiment, an example was shown in which the maximum temperature difference ΔTmax is calculated from the temperature differences ΔT at 16 locations. On the other hand, in order to calculate the maximum temperature difference ΔTmax, the number and positions of the parts for calculating the temperature difference ΔT can be changed as appropriate. For example, the location where the maximum temperature difference ΔTmax occurs varies depending on the shape of the exhaust pipe 30, the layout of the exhaust system, the displacement of the engine 10, the number of cylinders, etc. For example, if the location where the maximum temperature difference ΔTmax occurs can be narrowed down due to the influence of the layout of the exhaust system, the configuration of the engine 10, etc., then the number of locations for calculating the temperature difference ΔT is narrowed down to that location. may be decreased. Furthermore, if the part most susceptible to damage is known in advance, only the maximum temperature difference ΔTmax of that part may be calculated, for example. Further, the number of locations where the temperature difference ΔT is calculated may be increased.

また、上記の実施形態では、触媒担体40の中央よりも排気上流側の部分と、排気下流側の部分の温度差ΔTを算出する例を示した。触媒担体40には排気上流側から排気が流れ込むため、触媒担体40の温度変化は触媒担体40の中央よりも排気上流側の部分とで起こりやすい。そのため、触媒担体40の中央よりも排気下流側では最大温度差ΔTmaxとなり得る温度差ΔTが発生しないこともある。こうした場合には、触媒担体40の中央よりも排気上流側の部分の温度差ΔTのみを算出するようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, an example was shown in which the temperature difference ΔT between a portion of the catalyst carrier 40 on the upstream side of the exhaust gas and a portion on the downstream side of the exhaust gas from the center of the catalyst carrier 40 is calculated. Since exhaust gas flows into the catalyst carrier 40 from the upstream side of the exhaust gas, temperature changes in the catalyst carrier 40 are more likely to occur in the upstream part of the exhaust gas than in the center of the catalyst carrier 40. Therefore, the temperature difference ΔT that can reach the maximum temperature difference ΔTmax may not occur on the downstream side of the exhaust gas from the center of the catalyst carrier 40. In such a case, only the temperature difference ΔT at a portion upstream of the exhaust gas from the center of the catalyst carrier 40 may be calculated.

・最大温度差ΔTmaxが大きくなりやすい期間であるとしてエンジン10が始動されてから10分間の説明変数の時系列データに基づいて最大温度差ΔTmaxを算出する例を示した。最大温度差ΔTmaxを算出する対象とする期間は例示したものに限らない。例えば、最大温度差ΔTmaxが大きくなりやすい条件が成立したときに、既定の長さの説明変数に基づいて最大温度差ΔTmaxを算出する推定処理を実行するようにしてもよい。例えば、最大温度差ΔTmaxが大きくなりやすい条件としては、高速道路の本線への合流地点付近において加速が開始されたこと、などが挙げられる。こうした条件が成立したときから既定の長さの期間の説明変数の時系列データに基づいてその期間における最大温度差ΔTmaxを算出するようにしてもよい。また、既定の長さは、上記実施形態で例示した10分間に限らない。もっと長い期間でもよいし、短い期間であってもよい。 - An example is shown in which the maximum temperature difference ΔTmax is calculated based on time series data of explanatory variables for 10 minutes after the engine 10 is started, assuming that this is a period in which the maximum temperature difference ΔTmax is likely to become large. The period for which the maximum temperature difference ΔTmax is calculated is not limited to the illustrated one. For example, when a condition in which the maximum temperature difference ΔTmax is likely to become large is satisfied, an estimation process for calculating the maximum temperature difference ΔTmax based on an explanatory variable of a predetermined length may be executed. For example, an example of a condition where the maximum temperature difference ΔTmax is likely to be large is that acceleration is started near a junction with a main road on an expressway. The maximum temperature difference ΔTmax for a predetermined period of time may be calculated based on time-series data of explanatory variables for a predetermined period from when such conditions are satisfied. Further, the predetermined length is not limited to 10 minutes as exemplified in the above embodiment. It may be a longer period or a shorter period.

・上記の実施形態は、温度差ΔTとして、触媒担体40の周方向において隣り合う第1点の温度Tと第2点の温度Tとの差を用いていた。これに対して温度差ΔTは、既定距離離れた2点における温度差であればよい。例えば、周方向ではなく、径方向において既定距離離れた2点における温度差ΔTを用いるようにしてもよい。 - In the above embodiment, the difference between the temperature T at the first point and the temperature T at the second point adjacent to each other in the circumferential direction of the catalyst carrier 40 is used as the temperature difference ΔT. On the other hand, the temperature difference ΔT may be any temperature difference between two points separated by a predetermined distance. For example, the temperature difference ΔT at two points separated by a predetermined distance in the radial direction may be used instead of in the circumferential direction.

例えば、図10に示すように、温度計測点Aから触媒担体40の中心軸側に既定距離離れた温度計測点aを設定して温度計測点Aにおける温度Tと温度計測点aにおける温度Tとの温度差ΔTを2点間温度差ΔT_Aaとする。同様に、温度計測点B~Pについても触媒担体40の中心軸側に既定距離離れた温度計測点を設定して2点間温度差とする。なお、図10では、第1点の温度計測点から中心軸側に既定距離の範囲にドットを付して第2点が位置する箇所の深さを示している。こうした態様によって、2点間温度差ΔT_Aa,ΔT_Bb,ΔT_Cc,ΔT_Dd,ΔT_Ee,ΔT_Ff,ΔT_Gg,ΔT_Hhとすることができる。また、同様に、2点間温度差ΔT_Ii,ΔT_Jj,ΔT_Kk,ΔT_Ll,ΔT_Mm,ΔT_Nn,ΔT_Oo,ΔT_Ppとすることができる。 For example, as shown in FIG. 10, a temperature measurement point a is set a predetermined distance away from the temperature measurement point A on the central axis side of the catalyst carrier 40, and the temperature T at the temperature measurement point A and the temperature T at the temperature measurement point a are set. Let the temperature difference ΔT between the two points be the temperature difference ΔT_Aa between the two points. Similarly, regarding the temperature measurement points B to P, the temperature measurement points are set at a predetermined distance apart from each other on the central axis side of the catalyst carrier 40, and the temperature difference between the two points is determined. In addition, in FIG. 10, dots are attached within a predetermined distance range from the first temperature measurement point to the central axis side to indicate the depth of the location where the second point is located. In this manner, the temperature differences between the two points can be ΔT_Aa, ΔT_Bb, ΔT_Cc, ΔT_Dd, ΔT_Ee, ΔT_Ff, ΔT_Gg, and ΔT_Hh. Similarly, the temperature differences between two points can be ΔT_Ii, ΔT_Jj, ΔT_Kk, ΔT_Ll, ΔT_Mm, ΔT_Nn, ΔT_Oo, and ΔT_Pp.

このように2点間の温度差ΔTを設定した場合にも、上記の実施形態と同様に機械学習済みモデルを訓練して、最大温度差ΔTmaxを算出するための機械学習済みモデルを得ることができる。そしてデータセンタ200は、機械学習済みモデルを用いて触媒担体40のダメージの指標値である積算値ΣΔTmaxの算出を行うことができる。 Even when the temperature difference ΔT between two points is set in this way, the machine learned model can be trained in the same way as in the above embodiment to obtain the machine learned model for calculating the maximum temperature difference ΔTmax. can. The data center 200 can then use the machine learned model to calculate the integrated value ΣΔTmax, which is an index value of damage to the catalyst carrier 40.

・上記の実施形態では、最大温度差ΔTmaxを積算した積算値ΣΔTmaxを触媒担体40のダメージの指標値とする例を示した。これに対して、ダメージの指標値は積算値ΣΔTmaxに限らない。指標値は、最大温度差ΔTmaxが大きいほど、大きくなるように算出された値であればよい。 - In the above embodiment, an example is shown in which the integrated value ΣΔTmax obtained by integrating the maximum temperature difference ΔTmax is used as an index value of damage to the catalyst carrier 40. On the other hand, the damage index value is not limited to the integrated value ΣΔTmax. The index value may be a value calculated such that it increases as the maximum temperature difference ΔTmax increases.

・データセンタ200は、報知処理に替えて、エンジン制御装置100に吸入空気量Gaの単位時間当たりの変化率を制限させる指令を出力する制限処理を実行するものであってもよい。こうした制限処理を実行することにより、排気の流量や温度の変化を抑制することができる。その結果、触媒担体40における温度差ΔTを抑制してダメージの蓄積を抑制することができる。なお、車両500がハイブリッド車両であれば、こうした制限処理によって吸入空気量Gaの変化率を制限しているときには、モータの出力を変更して加速度の変化を抑制するようにしてもよい。また、データセンタ200は、報知処理に加えて、こうした制限処理を実行するようにしてもよい。 - Instead of the notification process, the data center 200 may execute a restriction process that outputs a command to the engine control device 100 to limit the rate of change of the intake air amount Ga per unit time. By executing such restriction processing, changes in the flow rate and temperature of exhaust gas can be suppressed. As a result, the temperature difference ΔT in the catalyst carrier 40 can be suppressed and damage accumulation can be suppressed. Note that if vehicle 500 is a hybrid vehicle, when the rate of change in intake air amount Ga is limited by such a limiting process, the output of the motor may be changed to suppress changes in acceleration. Further, the data center 200 may execute such a restriction process in addition to the notification process.

・上記の実施形態では、劣化診断装置として、データセンタ200を例示した。劣化診断装置は、車両500に搭載されていてもよい。この場合には、例えば、車両500に搭載されたエンジン制御装置100の記憶装置120に機械学習済みモデルのデータが記憶されている。そして、エンジン制御装置100の処理回路110が推定処理、算出処理、報知処理を実行する。 - In the above embodiment, the data center 200 is illustrated as the deterioration diagnosis device. The deterioration diagnosis device may be mounted on vehicle 500. In this case, for example, the data of the machine learned model is stored in the storage device 120 of the engine control device 100 mounted on the vehicle 500. Then, the processing circuit 110 of the engine control device 100 executes estimation processing, calculation processing, and notification processing.

・上記実施形態では、劣化診断装置であるデータセンタ200は、処理回路210と記憶装置220とを備えて、ソフトウェア処理を実行する。しかしながら、これは例示に過ぎない。例えば、劣化診断装置は、上記実施形態において実行されるソフトウェア処理の少なくとも一部を処理する専用のハードウェア回路(例えばASICなど)を備えてもよい。すなわち、劣化診断装置は、以下の(a)~(c)のいずれかの構成であればよい。(a)劣化診断装置は、プログラムに従って全ての処理を実行する実行装置と、プログラムを記憶する記憶装置とを備える。すなわち、劣化診断装置は、ソフトウェア実行装置を備える。(b)劣化診断装置は、プログラムに従って処理の一部を実行する実行装置と、記憶装置とを備える。さらに、劣化診断装置は、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路を備える。(c)劣化診断装置は、全ての処理を実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、ソフトウェア実行装置、及び/又は、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、1つ又は複数のソフトウェア実行装置および1つ又は複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路(processing circuitry)によって実行され得る。プログラムを格納する記憶装置すなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。 - In the above embodiment, the data center 200, which is a deterioration diagnosis device, includes a processing circuit 210 and a storage device 220, and executes software processing. However, this is only an example. For example, the deterioration diagnosis device may include a dedicated hardware circuit (for example, an ASIC) that processes at least a portion of the software processing executed in the above embodiments. That is, the deterioration diagnosis device may have any of the following configurations (a) to (c). (a) The deterioration diagnosis device includes an execution device that executes all processes according to a program, and a storage device that stores the program. That is, the deterioration diagnosis device includes a software execution device. (b) The deterioration diagnosis device includes an execution device that executes a part of processing according to a program, and a storage device. Furthermore, the deterioration diagnosis device includes a dedicated hardware circuit that performs the remaining processing. (c) The deterioration diagnosis device includes a dedicated hardware circuit that executes all processing. Here, there may be a plurality of software execution devices and/or dedicated hardware circuits. That is, the processing may be performed by processing circuitry comprising one or more software execution devices and/or one or more dedicated hardware circuitry. The storage device or computer readable medium for storing the program includes any available medium that can be accessed by a general purpose or special purpose computer.

上記実施形態及び変更例は、以下の付記に記載する構成を含む。
[付記1]エンジンの運転状態の情報を含む説明変数の既定の長さの期間分の時系列データからなる入力データに基づいて、前記エンジンの排気通路に設置された触媒担体における既定距離離れた2点の最大温度差を算出する機械学習済みモデルが記憶されている記憶装置と、処理回路とを備えており、前記処理回路が、前記入力データを前記記憶装置に記憶されている前記機械学習済みモデルに入力して前記最大温度差を算出する推定処理と、前記推定処理を通じて算出した前記最大温度差に基づいて、前記最大温度差が大きいほど、大きくなるように前記触媒担体のダメージの指標値を算出する算出処理と、を実行する排気浄化装置の劣化診断装置。
The above-described embodiments and modified examples include configurations described in the following supplementary notes.
[Additional note 1] Based on input data consisting of time-series data for a period of a predetermined length of an explanatory variable that includes information on the operating state of the engine, The apparatus includes a storage device storing a machine learned model for calculating a maximum temperature difference between two points, and a processing circuit, the processing circuit converting the input data into the machine learning model stored in the storage device. an estimation process that calculates the maximum temperature difference by inputting the data into a completed model, and an index of damage to the catalyst carrier that increases as the maximum temperature difference increases. A deterioration diagnosis device for an exhaust purification device that performs a calculation process for calculating a value.

[付記2]前記機械学習済みモデルが、前記触媒担体上に設定された前記既定距離離れた第1点及び第2点の複数の対のそれぞれにおける温度差のうち、最も大きい温度差を前記最大温度差として算出するモデルである[付記1]に記載の排気浄化装置の劣化診断装置。 [Additional Note 2] The machine-learned model determines the largest temperature difference among the temperature differences at each of the plurality of pairs of the first point and the second point set on the catalyst carrier and separated by the predetermined distance, as the maximum temperature difference. The deterioration diagnosis device for an exhaust gas purification device according to [Appendix 1], which is a model that calculates as a temperature difference.

[付記3]前記記憶装置には、前記触媒担体上に設定された前記既定距離離れた第1点及び第2点の複数の対における前記最大温度差を各々算出するように、複数の前記対毎の前記機械学習済みモデルが記憶されており、前記算出処理は、前記推定処理を通じて複数の前記機械学習済みモデルによって算出された複数の前記対毎の前記最大温度差のうち、最も大きい値を選択して前記指標値の算出に用いる[付記1]に記載の排気浄化装置の劣化診断装置。 [Additional note 3] The storage device stores a plurality of pairs of points set on the catalyst carrier to calculate the maximum temperature difference between the plurality of pairs of the first point and the second point separated by the predetermined distance. The machine learned model for each pair is stored, and the calculation process calculates the largest value among the maximum temperature differences for each pair calculated by the machine learned models through the estimation process. The deterioration diagnosis device for an exhaust gas purification device according to [Appendix 1] which is selected and used for calculating the index value.

[付記4]前記処理回路が、前記エンジンの始動から前記既定の長さの期間分の前記入力データに基づいて前記最大温度差を算出する前記推定処理と、前記最大温度差を積算することによって前記指標値を算出する前記算出処理と、を実行する[付記1]~[付記3]の何れか一つに記載の排気浄化装置の劣化診断装置。 [Additional note 4] The processing circuit performs the estimation process of calculating the maximum temperature difference based on the input data for the predetermined length period from the start of the engine, and integrates the maximum temperature difference. The deterioration diagnosis device for an exhaust gas purification device according to any one of [Appendix 1] to [Appendix 3], which executes the calculation process of calculating the index value.

[付記5]前記処理回路は、前記指標値が閾値以上になると、メンテナンスを促すための報知処理を実行する[付記1]~[付記4]の何れか一つに記載の排気浄化装置の劣化診断装置。 [Additional Note 5] When the index value becomes equal to or greater than a threshold value, the processing circuit executes a notification process to prompt maintenance. Diagnostic equipment.

10…エンジン
11…排気マニホルド
12…吸気側VVT
13…排気側VVT
14…EGRバルブ
15…インジェクタ
16…点火プラグ
30…排気管
31…触媒装置
32…フィルタ
35…排気浄化装置
40…触媒担体
100…エンジン制御装置
101…車速センサ
102…クランクポジションセンサ
103…エアフロメータ
104…水温センサ
105…空燃比センサ
106…排気温度センサ
110…処理回路
120…記憶装置
140…車両通信装置
200…データセンタ
210…処理回路
220…記憶装置
230…通信装置
300…通信ネットワーク
500…車両
10...Engine 11...Exhaust manifold 12...Intake side VVT
13...Exhaust side VVT
14... EGR valve 15... Injector 16... Spark plug 30... Exhaust pipe 31... Catalyst device 32... Filter 35... Exhaust purification device 40... Catalyst carrier 100... Engine control device 101... Vehicle speed sensor 102... Crank position sensor 103... Air flow meter 104 ...Water temperature sensor 105...Air-fuel ratio sensor 106...Exhaust temperature sensor 110...Processing circuit 120...Storage device 140...Vehicle communication device 200...Data center 210...Processing circuit 220...Storage device 230...Communication device 300...Communication network 500...Vehicle

Claims (5)

エンジンの運転状態の情報を含む説明変数の既定の長さの期間分の時系列データからなる入力データに基づいて、前記エンジンの排気通路に設置された触媒担体における既定距離離れた2点の最大温度差を算出する機械学習済みモデルが記憶されている記憶装置と、処理回路とを備えており、
前記処理回路が、前記入力データを前記記憶装置に記憶されている前記機械学習済みモデルに入力して前記最大温度差を算出する推定処理と、前記推定処理を通じて算出した前記最大温度差に基づいて、前記最大温度差が大きいほど、大きくなるように前記触媒担体のダメージの指標値を算出する算出処理と、を実行する
排気浄化装置の劣化診断装置。
Based on input data consisting of time series data for a period of a predetermined length of an explanatory variable that includes information on the operating state of the engine, the maximum of two points separated by a predetermined distance on the catalyst carrier installed in the exhaust passage of the engine is determined. It is equipped with a storage device that stores a machine-learned model for calculating temperature differences, and a processing circuit.
The processing circuit calculates the maximum temperature difference by inputting the input data into the machine learned model stored in the storage device, and the processing circuit calculates the maximum temperature difference based on the maximum temperature difference calculated through the estimation process. A deterioration diagnosing device for an exhaust gas purification device, wherein the larger the maximum temperature difference, the larger the index value of damage to the catalyst carrier.
前記機械学習済みモデルが、前記触媒担体上に設定された前記既定距離離れた第1点及び第2点の複数の対のそれぞれにおける温度差のうち、最も大きい温度差を前記最大温度差として算出するモデルである
請求項1に記載の排気浄化装置の劣化診断装置。
The machine learned model calculates, as the maximum temperature difference, the largest temperature difference among the temperature differences at each of the plurality of pairs of the first point and the second point set on the catalyst carrier and separated by the predetermined distance. The deterioration diagnosis device for an exhaust gas purification device according to claim 1, which is a model that performs the following.
前記記憶装置には、前記触媒担体上に設定された前記既定距離離れた第1点及び第2点の複数の対における前記最大温度差を各々算出するように、複数の前記対毎の前記機械学習済みモデルが記憶されており、
前記算出処理は、前記推定処理を通じて複数の前記機械学習済みモデルによって算出された複数の前記対毎の前記最大温度差のうち、最も大きい値を選択して前記指標値の算出に用いる
請求項1に記載の排気浄化装置の劣化診断装置。
The storage device stores the machine for each of a plurality of pairs of points set on the catalyst carrier to calculate the maximum temperature difference at each of the plurality of pairs of the first point and the second point separated by the predetermined distance. The trained model is memorized,
The calculation process selects the largest value among the maximum temperature differences for each of the plurality of pairs calculated by the plurality of machine-learned models through the estimation process and uses the largest value to calculate the index value. A deterioration diagnosis device for an exhaust purification device as described in .
前記処理回路が、
前記エンジンの始動から前記既定の長さの期間分の前記入力データに基づいて前記最大温度差を算出する前記推定処理と、
前記最大温度差を積算することによって前記指標値を算出する前記算出処理と、を実行する
請求項1に記載の排気浄化装置の劣化診断装置。
The processing circuit,
the estimation process of calculating the maximum temperature difference based on the input data for a period of the predetermined length from the start of the engine;
The deterioration diagnosis device for an exhaust gas purification device according to claim 1, wherein the calculation process calculates the index value by integrating the maximum temperature difference.
前記処理回路は、前記指標値が閾値以上になると、メンテナンスを促すための報知処理を実行する
請求項1に記載の排気浄化装置の劣化診断装置。
The deterioration diagnosis device for an exhaust gas purification device according to claim 1, wherein the processing circuit executes a notification process for prompting maintenance when the index value becomes equal to or greater than a threshold value.
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