JP6809587B1 - 車両用制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1.実行装置および記憶装置を備え、前記記憶装置には、車両の状態と前記車両内の電子機器の操作に関する変数である行動変数との関係を規定する関係規定データが記憶されており、前記実行装置は、前記車両の状態を検出するセンサの検出値を取得する取得処理と、前記取得処理によって取得された前記検出値と前記関係規定データとによって定まる前記行動変数の値に基づき前記電子機器を操作する操作処理と、前記取得処理によって取得された前記検出値に基づき、前記車両の特性が基準を満たす場合に満たさない場合よりも大きい報酬を与える報酬算出処理と、前記取得処理によって取得された前記検出値に基づく前記車両の状態、前記電子機器の操作に用いられた前記行動変数の値、および該操作に対応する前記報酬を予め定められた更新写像への入力とし、前記関係規定データを更新する更新処理と、を実行し、前記更新写像は、前記関係規定データに従って前記電子機器が操作される場合の前記報酬についての期待収益を増加させるように更新された前記関係規定データを出力するものであり、前記実行装置は、前記更新処理を、当該実行装置の演算負荷が所定以下であるときに実行する車両用制御装置である。
車両の走行時には、停車時と比較して実行装置の演算負荷が大きくなる傾向がある。そこで上記構成では、車両が停車しているときに更新処理を実行することにより、車両の走行に伴って実行装置が実行する処理による演算負荷と更新処理による演算負荷とによって実行装置の演算負荷が過大となることを抑制できる。
6.上記4記載の第2実行装置を備える車両用学習装置である。
以下、車両用制御装置にかかる第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図1に、本実施形態にかかる車両VC1の駆動系および制御装置の構成を示す。
これに対し、CPU72は、過渡フラグFが「1」であると判定する場合(S18:YES)、S22の処理の実行タイミングから所定期間が経過したか否かを判定する(S24)。ここで、所定期間は、アクセル操作量PAの単位時間当たりの変化量ΔPAの絶対値が所定量ΔPAthよりも小さい規定量以下となる状態が所定時間継続するまでの期間とする。CPU72は、所定期間が経過したと判定する場合(S24:YES)、過渡フラグFに「0」を代入する(S26)。
CPU72は、ユーザによるアクセルペダル86の操作に伴って、アクセル操作量PAの時系列データを取得し、方策πに従って、スロットル開口度指令値TA*および遅角量aopからなる行動aを設定する。ここでCPU72は、基本的には、関係規定データDRに規定されている行動価値関数Qに基づき期待収益を最大とする行動aを選択する。ただし、CPU72は、所定の確率εで、期待収益を最大化する行動a以外の行動を選択することによって、期待収益を最大化する行動aの探索を行う。これにより、ユーザによる車両VC1の運転に伴って、関係規定データDRを強化学習によって更新できる。したがって、アクセル操作量PAに応じたスロットル開口度指令値TA*および遅角量aopを、熟練者による工数を過度に大きくすることなく車両VC1の走行において適切な値に設定することができる。
(1)行動価値関数Qの独立変数にアクセル操作量PAの時系列データを含めた。これにより、アクセル操作量PAに関して単一のサンプリング値のみを独立変数とする場合と比較して、アクセル操作量PAの様々な変化に対して行動aの値をきめ細かく調整できる。
以下、第2の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
このように、本実施形態においては、関係規定データDRの更新処理をデータ解析センター110において実行することにより、CPU72の演算負荷を軽減できる。
(3)CPU72は、トリップの終了時に、関係規定データDRの更新に必要なデータを送信した。これにより、トリップ中に送信する場合と比較してトリップ中に送信のために必要な演算負荷を軽減できる。
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
上記実施形態では、行動変数としてのスロットルバルブの開口度に関する変数として、スロットル開口度指令値TA*を例示したが、これに限らない。たとえば、アクセル操作量PAに対するスロットル開口度指令値TA*の応答性を、無駄時間および2次遅れフィルタにて表現し、無駄時間と、2次遅れフィルタを規定する2つの変数との合計3つの変数を、スロットルバルブの開口度に関する変数としてもよい。ただし、その場合、状態変数は、アクセル操作量PAの時系列データに代えて、アクセル操作量PAの単位時間当たりの変化量とすることが望ましい。
また、たとえば、下記「車両について」の欄に記載したように車両としてハイブリッド車や、電気自動車、燃料電池車を採用する場合、回転電機のトルクや出力を行動変数としてもよい。またたとえば、内燃機関のクランク軸の回転動力によって回転するコンプレッサを備えた車載空調装置を備える場合、コンプレッサの負荷トルクを行動変数に含めてもよい。また、電動式の車載空調装置を備える場合、空調装置の消費電力を行動変数に含めてもよい。
上記実施形態では、アクセル操作量PAの時系列データを、等間隔でサンプリングされた6個の値からなるデータとしたが、これに限らない。互いに異なるサンプリングタイミングにおける2個以上のサンプリング値からなるデータであればよく、この際、3個以上のサンプリング値からなるデータや、サンプリング間隔が等間隔であるデータであることがより望ましい。
上記実施形態では、行動価値関数Qを、テーブル形式の関数としたが、これに限らない。たとえば、関数近似器を用いてもよい。
テーブル形式のデータの次元削減手法としては、上記実施形態において例示したものに限らない。たとえばアクセル操作量PAが最大値となることはまれであることから、アクセル操作量PAが規定量以上となる状態については行動価値関数Qを定義せず、アクセル操作量PAが規定量以上となる場合のスロットル開口度指令値TA*等は、別途適合してもよい。またたとえば、行動のとりうる値からスロットル開口度指令値TA*が規定値以上となるものを除くなどして、次元削減をしてもよい。
S42〜S48の処理においては、εソフト方策オン型モンテカルロ法によるものを例示したが、これに限らない。たとえば、方策オフ型モンテカルロ法によるものであってもよい。もっとも、モンテカルロ法にも限らず、たとえば、方策オフ型TD法を用いたり、またたとえばSARSA法のように方策オン型TD法を用いたり、またたとえば、方策オン型の学習として適格度トレース法を用いたりしてもよい。
・「報酬算出処理について」
図3の処理では、条件(ア)および条件(イ)の論理積が真であるか否かに応じて報酬を与えたが、これに限らない。たとえば、条件(ア)を満たすか否かに応じて報酬を与える処理と、条件(イ)を満たすか否かに応じて報酬を与える処理とを実行してもよい。また、たとえば、条件(ア)を満たすか否かに応じて報酬を与える処理と、条件(イ)を満たすか否かに応じて報酬を与える処理との2つの処理に関しては、それらのうちのいずれか1つの処理のみを実行してもよい。
(b)変速装置の入力軸52の回転速度の変化速度の絶対値が入力側所定値以下である場合に入力側所定値を超える場合よりも大きい報酬を与える処理である。
また、たとえば「行動変数について」の欄に記載したように、回転電機のトルクや出力を行動変数とする場合、バッテリの充電率が所定範囲内にある場合にない場合よりも大きい報酬を与える処理や、バッテリの温度が所定範囲内にある場合にない場合よりも大きい報酬を与える処理を含めてもよい。また、たとえば「行動変数について」の欄に記載したように、コンプレッサの負荷トルクや空調装置の消費電力を行動変数に含める場合、車室内の温度が所定範囲内にある場合にない場合よりも大きい報酬を与える処理を加えてもよい。
車両用制御システムとしては、制御装置70およびデータ解析センター110によって構成されるものに限らない。たとえば、データ解析センター110に代えて、ユーザが所持する携帯端末を用い、制御装置70および携帯端末によって車両用制御システムを構成してもよい。また、たとえば、制御装置70、携帯端末、およびデータ解析センター110によって車両用制御システムを構成してもよい。これは、たとえばS12の処理を携帯端末によって実行することにより実現できる。
実行装置としては、CPU72(112)とROM74(114)とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理するたとえばASIC等の専用のハードウェア回路を備えてもよい。すなわち、実行装置は、以下の(a)〜(c)のいずれかの構成であればよい。(a)上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するROM等のプログラム格納装置とを備える。(b)上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。(c)上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。
上記実施形態では、関係規定データDRが記憶される記憶装置と、学習プログラム74bや制御プログラム74aが記憶される記憶装置(ROM74)とを別の記憶装置としたが、これに限らない。
内燃機関としては、燃料噴射弁として吸気通路12に燃料を噴射するポート噴射弁を備えるものに限らず、燃焼室24に燃料を直接噴射する筒内噴射弁を備えるものであってもよく、またたとえば、ポート噴射弁および筒内噴射弁の双方を備えるものであってもよい。
・「車両について」
車両としては、推力生成装置が内燃機関のみである車両に限らず、たとえば内燃機関と回転電機とを備えるいわゆるハイブリッド車両であってもよい。またたとえば、推力生成装置として、内燃機関を備えることなく、回転電機を備えるいわゆる電気自動車や燃料電池車あってもよい。
Claims (3)
- 実行装置および記憶装置を備え、
前記記憶装置には、車両の状態と前記車両内の電子機器の操作に関する変数である行動変数との関係を規定する関係規定データが記憶されており、
前記実行装置は、
前記車両の状態を検出するセンサの検出値を取得する取得処理と、
前記取得処理によって取得された前記検出値と前記関係規定データとによって定まる前記行動変数の値に基づき前記電子機器を操作する操作処理と、
前記取得処理によって取得された前記検出値に基づき、前記車両の特性が基準を満たす場合に満たさない場合よりも大きい報酬を与える報酬算出処理と、
前記取得処理によって取得された前記検出値に基づく前記車両の状態、前記電子機器の操作に用いられた前記行動変数の値、および該操作に対応する前記報酬を予め定められた更新写像への入力とし、前記関係規定データを更新する更新処理と、
を実行し、
前記更新写像は、前記関係規定データに従って前記電子機器が操作される場合の前記報酬についての期待収益を増加させるように更新された前記関係規定データを出力するものであり、
前記実行装置は、複数回の前記報酬算出処理によって算出された報酬に基づく複数回の前記更新処理を、当該実行装置の演算負荷が所定以下であるときに実行する車両用制御装置。 - 前記車両は、内燃機関を備え、
前記操作処理は、前記内燃機関の操作部を操作する処理を含み、
前記実行装置は、前記内燃機関のクランク軸の回転速度が所定速度以下であるときに前記演算負荷が所定以下であるとして、前記更新処理を実行する請求項1記載の車両用制御装置。 - 前記実行装置は、前記車両が停車しているときに前記演算負荷が所定以下であるとして、前記更新処理を実行する請求項1または2記載の車両用制御装置。
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