JP6848949B2 - 制御支援装置、車両、および制御支援システム - Google Patents
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Description
まず、第1の実施形態による制御支援システムについて説明する。図1は、この第1の実施形態による制御支援システムを示す。図1に示すように、制御支援システム1は、ネットワーク10を介して互いに通信可能な、記憶部23を備えた制御支援サーバ2と、通信部33およびセンサ群36を備えた複数の車両3と、通信部43およびセンサ群36を備えた車両4とを有する。
制御支援サーバ2は、送信部としての通信部33を有する複数の車両3から送信された種々の情報を、ネットワーク10を介して収集するデータ収集処理を実行する。制御支援サーバ2は、収集した種々の情報によって機械学習を実行可能である。制御支援サーバ2は、車両4に対して、車両4の各部を制御するための所定の学習済みモデルを送信する。図2は、制御支援サーバ2の構成を概略的に示すブロック図である。
zk=S(Σj=1〜Jβjkyj+b(2) k)と表される。
∂E(w)/∂αij、∂E(w)/∂βjk、∂E(w)/∂b(1) j、∂E(w)/∂b(2) k(ここで、i=1〜I、j=1〜J、k=1〜K)などを成分に有するベクトルである。
供給側車両としての車両3は、運転者による運転によって走行する車両や、与えられた運行指令に従って自律走行可能に構成された自律走行車両である。図5は、車両3の構成を概略的に示すブロック図である。図5に示すように、車両3は、駆動部31、電子制御部32、通信部33、記憶部34、入出力部35、センサ群36、およびGPS部37を備える。
制御が支援される車両としてのリクエスト側の車両4は、運転者による運転によって走行する車両や、与えられた運行指令に従って自律走行可能に構成された自律走行車両である。図6は、車両4の構成を概略的に示すブロック図である。図6に示すように、車両4は、駆動部41、電子制御部42、通信部43、記憶部44、入出力部45、センサ群46、およびGPS部47を備える。駆動部41、通信部43、入出力部45、センサ群46、およびGPS部47はそれぞれ、車両3における駆動部31、通信部33、入出力部35、センサ群36、およびGPS部37と同様である。
以下に、学習済みモデルを用いた制御の具体的な実施例について説明する。第1実施例においては、入力パラメータを、最大触媒内酸素吸蔵量(最大OSA)および車両の走行距離とし、出力パラメータを、エンジンを次に始動させる際の触媒暖機遅角量(以下、触媒暖機遅角量ともいう)とする。この場合、車両3のセンサ群36によって計測された最大OSAおよび車両3の総走行距離のデータと、当該最大OSAおよび当該総走行距離に基づいて車両3において検出、制御された触媒暖機遅角量のデータとを入出力データセットとして、制御支援サーバ2において学習済みモデルが生成される。車両4において予測部422は、センサ群46によって計測された最大OSAおよび総走行距離を入力パラメータとして、制御支援サーバ2から受信した学習済みモデルに入力して、触媒暖機遅角量の予測値を算出する。車両4の電子制御部42は、予測部422が算出した予測値に従って触媒暖機遅角量を制御する。この制御によって、車両4に搭載された排気ガス浄化触媒の劣化が進んでも、劣化の度合いに応じて触媒暖機の制御を行うことができるので、HCやCOがテールパイプエミッションとして大量に排出されることを抑制できる。
第2実施例においては、入力パラメータを、平均車速および平均加速度とし、出力パラメータを、出力一定運転を開始するSOC(State of Charge)値(以下、開始SOC値ともいう)とする。この場合、車両3のセンサ群36によって計測され、制御部22または電子制御部32によって導出された平均車速および平均加速度のデータと、当該平均車速および当該平均加速度に基づいて複数の車両3において検出、制御された開始SOC値のデータとを入出力データセットとして、制御支援サーバ2において学習済みモデルが生成される。車両4において予測部422は、センサ群46によって計測され、電子制御部42によって算出された平均車速および平均加速度を入力パラメータとして、制御支援サーバ2から受信した学習済みモデルに入力して、開始SOC値の予測値を算出する。車両4の電子制御部42は、予測部422が算出した予測値に従って開始SOC値を設定して、出力一定運転を制御する。
第3実施例においては、入力パラメータを、最大OSAおよび車両の走行距離とし、出力パラメータを、触媒のOT(Over Temperature:過熱)を抑制するために燃料の増量制御を実行する触媒床温度(以下、触媒推定床温ともいう)とする。この場合、車両3のセンサ群36によって検出された最大OSAおよび計測された車両3の総走行距離のデータと、当該最大OSAおよび当該総走行距離に基づいて車両3において検出、制御された触媒推定床温のデータとを入出力データセットとして、制御支援サーバ2において学習済みモデルが生成される。車両4において予測部422は、センサ群46によって計測された最大OSAおよび総走行距離を入力パラメータとして、制御支援サーバ2から受信した学習済みモデルに入力して、触媒推定床温の予測値を算出する。車両4の電子制御部42は、予測部422が算出した予測値に従って触媒推定床温を設定し、触媒床温度が設定した触媒推定床温に達した場合に、エンジンに供給する燃料を増量させる制御を行う。この制御によって、車両4に搭載された排気ガス浄化触媒の劣化の状態に応じて、触媒推定床温を下げることができるので、触媒のOTの発生を抑制できる。
第4実施例においては、入力パラメータを、車両4における、最大OSA、車両の走行距離、平均速度、および平均加速度とし、出力パラメータを、触媒推定床温とする。この場合、車両3に関する、最大OSA、総走行距離、および制御部22または電子制御部32によって導出された平均車速と平均加速度とのデータと、当該4種類のデータに基づいて車両3において検出、制御された触媒推定床温のデータとを入出力データセットとして、制御支援サーバ2において学習済みモデルが生成される。車両4において予測部422は、車両4に関する最大OSA、総走行距離、平均車速、および平均加速度を入力パラメータとして、制御支援サーバ2から受信した学習済みモデルに入力し、触媒推定床温の予測値を算出する。車両4の電子制御部42は、予測部422が算出した予測値に従って触媒推定床温を設定し、触媒床温度が設定した触媒推定床温に達した場合に、燃料を増加させる制御を行う。この制御によって、第3実施例と同様の効果を得ることができる。さらに第4実施例によれば、車両4の運転者が高速での運転や急加速が多い運転を行うと、触媒床温度が急激に上昇する可能性があることから、このような場合に触媒推定床温を低下させて、触媒床温度がより低い状態でエンジンに供給する燃料の増量を実行できるようにする。これにより、高速運転や急加速の多い運転においても、触媒のOTの発生を抑制できる。
次に、第2の実施形態による制御支援方法について説明する。第2の実施形態による制御支援システム1、制御支援サーバ2、および車両3,4の構成は、第1の実施形態と同様である。ただし、第2の実施形態においては、制御支援サーバ2による処理および車両4が受信する情報が第1の実施形態とは異なる。第2の実施形態においては、制御支援サーバ2が生成した学習済みモデルを用いて車両4における制御用の予測値を算出し、車両4が当該予測値を取得する。
次に、第3の実施形態による車両および制御支援方法について説明する。第3の実施形態による制御支援システム1、制御支援サーバ2、および車両4の構成は、第1の実施形態と同様であり、車両4が受信する情報は第2の実施形態と同様である。ただし、第3の実施形態においては、制御支援サーバ2および供給側の車両3による処理が第1および第2の実施形態とは異なる。第3の実施形態においては、供給側の車両3によって学習済みモデルが生成され、制御支援サーバ2は、生成された学習済みモデルを用いてリクエスト側の車両4における制御用の予測値を算出する。
図9は、第3の実施形態による供給側の車両3Aの構成を概略的に示すブロック図である。図9に示すように、車両3Aは、図5に示す第1の実施形態による車両3と同様に、駆動部31、電子制御部32、通信部33、記憶部34、入出力部35、センサ群36、およびGPS部37を備える。また、車両3Aは、車両3と異なり、電子制御部32が学習部322をさらに有するとともに、記憶部34が、入出力データセット記憶部344、学習済みモデル記憶部345、および学習データ記憶部346をさらに有する。学習部322、入出力データセット記憶部344、学習済みモデル記憶部345、および学習データ記憶部346はそれぞれ、制御支援サーバ2における学習部222、入出力データセット記憶部232、学習済みモデル記憶部231、および学習データ記憶部233と同様である。すなわち、第3の実施形態による車両3Aは、制御支援装置が搭載された車両である。
2 制御支援サーバ
3,3A,4 車両
21,33,43 通信部
22 制御部
23,34,44 記憶部
100 ニューラルネットワーク
101 入力層
102 中間層
103 出力層
121 第1中間層
122 第2中間層
221,321,421 データ取得部
222,322 学習部
223 選択部
224,422 予測部
225 課金処理部
231,345 学習済みモデル記憶部
232,344 入出力データセット記憶部
233,346 学習データ記憶部
Claims (11)
- ニューラルネットワークを用いた深層学習である機械学習による学習済みモデルを用いて車両の制御を支援する制御支援装置であって、
前記機械学習に用いるパラメータを供給する供給側車両の内部または外部の状態に関するセンサ情報を取得するデータ取得部と、
前記データ取得部が取得した前記センサ情報のうちの、前記学習済みモデルの入力パラメータおよび出力パラメータに対応したデータを入出力データセットとして、前記機械学習を行うことによって学習済みモデルを更新する学習部と、
前記更新した学習済みモデルと、前記制御が支援される車両のセンサ情報を入力パラメータとして前記更新した学習済みモデルに入力して算出された出力パラメータとの少なくとも一方を、前記制御が支援される車両に送信する送信部と、
前記制御が支援される車両のユーザに対する前記制御の支援に対する対価を算出する処理と、前記供給側車両のユーザに対する前記センサ情報の提供に対する報酬を算出する処理と、前記算出した結果を出力する処理とを実行する課金処理部と、を備える
制御支援装置。 - ニューラルネットワークを用いた深層学習である機械学習による学習済みモデルを用いて車両の制御を支援する制御支援装置であって、
前記機械学習に用いるパラメータを供給する供給側車両の内部または外部の状態に関するセンサ情報を取得するデータ取得部と、
前記データ取得部が複数の前記供給側車両から取得した前記センサ情報のうちの、前記学習済みモデルの入力パラメータおよび出力パラメータに対応したデータを入出力データセットとして、前記機械学習を行うことによって複数の学習済みモデルを更新する学習部と、
前記更新した複数の学習済みモデルから前記制御が支援される車両に送信する学習済みモデルを選択する選択部と、
前記選択した学習済みモデルを前記制御が支援される車両に送信する送信部と、を備え、
前記データ取得部は、前記センサ情報と関連付けされた前記供給側車両の走行履歴情報を取得し、
前記学習部は、前記更新した学習済みモデルを前記走行履歴情報と関連付けし、
前記選択部は、複数の前記更新した学習済みモデルから、前記制御が支援される車両の走行履歴情報と一致度が高い走行履歴情報に関連付けされた学習済みモデルを選択して、互いに併合して平均化する
制御支援装置。 - ニューラルネットワークを用いた深層学習である機械学習による学習済みモデルを用いて車両の制御を支援する制御支援装置であって、
前記機械学習に用いるパラメータを供給する供給側車両の内部または外部の状態に関するセンサ情報を取得するデータ取得部と、
前記データ取得部が複数の前記供給側車両から取得した前記センサ情報のうちの、前記学習済みモデルの入力パラメータおよび出力パラメータに対応したデータを入出力データセットとして、前記機械学習を行うことによって複数の学習済みモデルを更新する学習部と、
前記更新した複数の学習済みモデルから学習済みモデルを選択する選択部と、
前記制御が支援される車両のセンサ情報を入力パラメータとして前記選択した学習済みモデルに入力して得られた出力パラメータを算出する予測部と、
前記算出した出力パラメータを前記制御が支援される車両に送信する送信部と、を備え、
前記データ取得部は、前記センサ情報と関連付けされた前記供給側車両の走行履歴情報を取得し、
前記学習部は、前記更新した学習済みモデルを前記走行履歴情報と関連付けし、
前記選択部は、複数の前記更新した学習済みモデルから、前記制御が支援される車両の走行履歴情報と一致度が高い走行履歴情報に関連付けされた学習済みモデルを選択して、互いに併合して平均化する
制御支援装置。 - ニューラルネットワークを用いた深層学習である機械学習による学習済みモデルを記憶可能なサーバと通信可能であり、前記学習済みモデルを用いて車両の制御を支援する制御支援装置であって、
前記機械学習に用いるパラメータを取得する供給側車両に搭載され、
前記供給側車両の内部または外部の状態に関するセンサ情報を取得するデータ取得部と、
前記データ取得部が取得したセンサ情報のうちの、前記学習済みモデルの入力パラメータおよび出力パラメータに対応したデータを入出力データセットとして、前記機械学習を行うことによって学習済みモデルを更新する学習部と、
前記更新した学習済みモデルを前記サーバに送信する送信部と、を備え、
前記サーバは、
複数の前記制御支援装置からそれぞれ受信した複数の学習済みモデルを蓄積、併合、または更新することにより得た複数の学習済みモデルから学習済みモデルを選択するサーバ選択部と、
前記制御が支援される車両のセンサ情報を入力パラメータとして前記選択した学習済みモデルに入力して得られた出力パラメータを算出するサーバ予測部と、
前記出力パラメータを前記制御が支援される車両に送信するサーバ通信部と、を備え、
前記サーバは、さらに、前記供給側車両における前記学習済みモデルと関連付けされた走行履歴情報と、前記制御が支援される車両における走行履歴情報とを受信し、
前記サーバ選択部は、前記蓄積、併合、または更新することにより得た複数の学習済みモデルから、前記制御が支援される車両の走行履歴情報と一致度が高い走行履歴情報に関連付けされた学習済みモデルを選択して、互いに併合して平均化する
制御支援装置。 - 前記サーバは、
複数の前記制御支援装置からそれぞれ受信した複数の学習済みモデルから索出または更新された学習済みモデルに、前記制御が支援される車両のセンサ情報を入力パラメータとして入力して得られた出力パラメータを、前記制御が支援される車両に送信する
請求項4に記載の制御支援装置。 - 前記制御が支援される車両のユーザに対する前記制御の支援に対する対価を算出する処理と、前記供給側車両のユーザに対する前記センサ情報の提供に対する報酬を算出する処理と、前記算出した結果を出力する処理とを実行する課金処理部をさらに備える
請求項2〜5のいずれか1項に記載の制御支援装置。 - 前記センサ情報は、前記制御が支援される車両における、最大触媒内酸素吸蔵量の情報、走行距離の情報、平均速度の情報、および平均加速度の情報から選ばれた少なくとも1種類の情報であり、
前記出力パラメータは、触媒暖機遅角量、出力一定運転を開始するSOC値、または燃料の増量制御を実行する触媒床温度である
請求項1〜6のいずれか1項に記載の制御支援装置。 - ニューラルネットワークを用いた深層学習である機械学習による学習済みモデルを記憶可能なサーバと通信可能な車両制御装置を備えた車両であって、
前記サーバは、
前記機械学習に用いるパラメータを供給する供給側車両の内部または外部の状態に関するセンサ情報のうちの、前記学習済みモデルの入力パラメータおよび出力パラメータに対応したデータを入出力データセットとして、機械学習を行うことによって更新された学習済みモデルを記憶するサーバ記憶部と、
前記更新された学習済みモデルと、前記車両のセンサ情報を受信した場合に前記車両のセンサ情報を入力パラメータとして前記更新された学習済みモデルに入力して算出された出力パラメータとの少なくとも一方を送信するサーバ通信部と、
前記制御が支援される車両のユーザに対する前記制御の支援に対する対価を算出する処理と、前記供給側車両のユーザに対する前記センサ情報の提供に対する報酬を算出する処理と、前記算出した結果を出力する処理とを実行する課金処理部と、を備え、
前記車両制御装置は、
前記車両の内部または外部の状態に関するセンサ情報を取得するデータ取得部と、
前記学習済みモデルの送信を要求するモデル要求信号、または前記データ取得部が取得した前記センサ情報に対応して算出された出力パラメータの送信を要求するパラメータ要求信号と前記センサ情報とを前記サーバに送信し、前記モデル要求信号または前記パラメータ要求信号に対応して、前記更新された学習済みモデルまたは前記算出された出力パラメータを受信する通信部と、を備える
車両。 - 機械学習による学習済みモデルを用いて車両の制御を支援する制御支援装置であって、
前記機械学習に用いるパラメータを供給する供給側車両の内部または外部の状態に関するセンサ情報を取得するデータ取得部と、
前記データ取得部が取得した前記センサ情報のうちの、前記学習済みモデルの入力パラメータおよび出力パラメータに対応したデータを入出力データセットとして、前記機械学習を行うことによって学習済みモデルを更新する学習部と、
前記制御が支援される車両のセンサ情報を入力パラメータとして前記更新した学習済みモデルに入力して算出された出力パラメータを、前記制御が支援される車両に送信する送信部と、
前記車両のユーザに対する前記制御の支援に対する対価を算出する処理と、前記供給側車両のユーザに対する前記センサ情報の提供に対する報酬を算出する処理と、前記算出した結果を出力する処理とを実行する課金処理部と、を備える
制御支援装置。 - 前記学習部が複数の学習済みモデルを生成し、
前記複数の学習済みモデルから前記制御が支援される車両に送信する学習済みモデルを選択する選択部をさらに備え、
前記データ取得部は、前記センサ情報と関連付けされた前記供給側車両の走行履歴情報を取得し、
前記学習部は、前記生成した学習済みモデルを前記走行履歴情報と関連付けし、
前記選択部は、前記複数の学習済みモデルから、前記制御が支援される車両の走行履歴情報と一致度が高い走行履歴情報に関連付けされた学習済みモデルを選択し、
前記送信部は、前記制御が支援される車両のセンサ情報を入力パラメータとして前記選択された学習済みモデルに入力して算出された出力パラメータを、前記制御が支援される車両に送信する
請求項9に記載の制御支援装置。 - 機械学習による学習済みモデルを記憶可能なサーバと、
前記学習済みモデルを用いて車両の制御を支援する制御支援装置であって、前記機械学習に用いるパラメータを取得する供給側車両に搭載され、前記供給側車両の内部または外部の状態に関するセンサ情報を取得するデータ取得部と、前記データ取得部が取得したセンサ情報のうちの、前記学習済みモデルの入力パラメータおよび出力パラメータに対応したデータを入出力データセットとして、前記機械学習を行うことによって学習済みモデルを更新する学習部と、前記更新した学習済みモデルを前記サーバに送信する送信部と、前記車両のユーザに対する前記制御の支援に対する対価を算出する処理と、前記供給側車両のユーザに対する前記センサ情報の提供に対する報酬を算出する処理と、前記算出した結果を出力する処理とを実行する課金処理部と、を備えた制御支援装置と、
が互いに通信可能に構成され、
前記制御支援装置は、前記制御が支援される車両のセンサ情報を入力パラメータとして前記更新した学習済みモデルに入力して算出された出力パラメータを、前記制御が支援される車両に送信する
制御支援システム。
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