JP6968282B2 - パワートレイン管理の因果分析 - Google Patents
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Description
パワートレインのいくつかの構成要素(例えば、センサ、電子制御ユニット)は、それらの構成要素に関連付けられた測定アナログ信号を適切に解釈して、それらの現在の動作状態を正確に表すように較正される。このような較正は、典型的には、センサ読み取り値の組み合わせを、特定の状態又は目標、例えば、良好(Good)/公正(Fair)/不良(Bad)又はスポーツ(Sport)/快適(Comfort)/エコ(Eco)を示す異なるクラスに分類することを含む。経時変化、車両間の変動、及び環境要因は全て、所与の時間における所与の車両の分類精度の低下の原因となる。精度は、典型的には、I型エラー率及びII型エラー率(すなわち、偽陽性及び偽陰性)を定量化する混同行列として評価及び報告される。構成要素較正の結果は、信号検出理論における分類(beta)の基準として知られる最適パラメータの判定であり、これは、受信された信号値に基づいて2つの別個のクラスを画定し、誤分類の割合及び/又はコストを最小限に抑える最適閾値であると考えられる。
動作中、現代の車両ECU(エンジン/電子制御ユニット)は、パワートレインの複数の構成要素及びセンサから多くの信号を受信する。これらの信号が、相反する目標又は利用可能なリソースを超える累積目標を示す情報を搬送する場合、これらの信号は、不確実であり、又は矛盾することがある。これらの状況では、ECUは、その属性及び他の外部要因に基づいて運転決定を行う際に、どの信号が他の信号よりも高い優先順位を受けるかを判定する必要がある。予め定義された一般規則を使用して、特定の入力信号を他の信号より高く優先順位付けすることができる。例えば、安全性に関する信号は、性能に関する信号よりも高い優先順位を受け取る。更なる優先順位付けは、その特定の瞬間における特定の実情に左右されるので、入力信号の大きなサブセットは、これらの一般規則の下では依然として等しい優先順位を有すると認識されることがある。異なる属性を有し、かつ、異なる目標に対処する、一見したところ等しい優先順位の信号のこれらのプールのそれぞれにおいて、本方法は、異なる信号に対して異なるレベルの優先順位をランダムに割り当てる。経時的に、本方法は、信号の属性と、様々な状況下でそのような信号を優先順位付けする効用との間の因果関係に関する知識を発展させ、したがって、それらの属性並びに他の外部要因(例えば、動作目標、負荷、気象、及び他の要因)を条件とする入力信号の優先順位付けが可能になる。この場合の効用の最大化とは、一般に、機会費用を最小限に抑えること、すなわち、利用可能なリソースを考慮した特定の信号に優先順位付けすることに関連付けられる利益の最大化(リスクの低減を含む)として定義することができる。この種の問題の一般的な例は、予知保全である。メンテナンスの実行が早すぎることは、他の場所でより良好に配置されるリソース(人間、財務、材料)を束縛する一方で、メンテナンスの実行が遅すぎると、リソースを過度に消費し、コストがかかることがある(生産性の損失)。
最適なパワートレイン管理は、今日、運転者が遭遇し得る任意の及び全ての運転条件をカバーする網羅的なルックアップテーブルを試行し、開発するために、幅広い条件下で広範囲の試験を通じて達成される。実際には、ほとんどの車両は、それらの運転条件のごくわずかなサブセットのみに遭遇し、実際にサンプリングされた条件内において、予め定義されたルックアップテーブルは、性能、信頼性、快適性、及び安全性について動作を更に最適化するために必要な(既存の寸法にわたる)粒度又は(追加の要因にわたる)次元性を欠くことがある。加えて、エンジン管理のための最適なルックアップテーブルは、構成要素の経時変化に起因して、車両の寿命の最初から最後まで展開する傾向がある。本方法は、システム制御の組み合わせ及びタイミングについて連続的に実験して、それらの効果及び効用を学習し、実際には、予め較正されたルックアップテーブルに関連付けられた応答面の局所勾配を連続的に再推定する。次いで、この知識を使用して、タスクと環境の両方において著しい変化を被るときであっても、リアルタイムでパワートレインの動作をシームレスに最適化することができる。
[1] 因果知識を自動的に生成し、車両のパワートレインシステムの管理に適用するための方法であって、
パワートレイン制御決定にランダム化制御信号を注入する工程と、
前記信号注入が正常動作範囲及び制約内で生じることを確実にする工程と、
前記信号注入に応答して、前記車両に関連付けられた複数のセンサ及び電子制御ユニットからデータを受信し、それらのデータを、前記注入された信号に関連付けられたシステム応答へと解析する工程と、
前記信号注入及び前記受信されたデータに基づいて、パワートレイン信号と測定された効用との間の因果関係に関する信頼区間を計算する工程と、
前記パワートレイン制御決定に最適な信号を、それらの効果及び期待される効用に関して、前記計算された信頼区間に基づいて選択する工程と、
を含む方法。
[2] 前記パワートレイン制御信号は、アクション、キュー順序、センサ較正、又はそれらの任意の組み合わせを含む、[1]に記載の方法。
[3] 前記正常動作範囲は、制御情報及び動作制約に基づいて生成された可能な制御状態の多次元空間を含む、[1]に記載の方法。
[4] 空間及び時間におけるセンサデータの前記解析は、信号注入間での分散が最大になるように連続的に調整される、[1]に記載の方法。
[5] 前記因果知識は、経時変化、構成要素の交換、又は環境変化などの動的効果を考慮するために、前記車両の寿命にわたって連続的に更新される、[1]に記載の方法。
[6] 前記因果知識は、協働的に収集され、車両間で共有される、[1]に記載の方法。
[7] 生成される因果学習の質を前記プラセボ信号の前記因果効果の周囲の信頼区間が0とオーバーラップするか否かを監視することにより制御する手段として、少なくとも1つのプラセボ信号が前記パワートレイン制御決定に注入される、[1]に記載の方法。
[8] 効用関数は、運転者の好み、道路条件、大気条件、交通条件、車両条件、又はそれらの任意の組み合わせに応じて経時的に変化する、[1]に記載の方法。
[9] 車両のパワートレインシステムを管理するための方法であって、
前記車両に関連付けられた複数のセンサからデータを受信する工程と、
前記パワートレインシステムに信号注入を提供し、前記信号注入に対応する応答信号を受信する工程と、
センサデータの分類にアクセスする工程と、
前記応答信号に基づいて、前記分類の最適閾値を変更する工程と、
を含む方法。
[10] 前記信号注入は空間的到達範囲を有する、[9]に記載の方法。
[11] 前記信号注入は時間的到達範囲を有する、[9]に記載の方法。
[12] 前記信号注入は、前記パワートレインサブシステムの状態の前記分類における変化である、[9]に記載の方法。
[13] 前記パワートレインの管理は、前記パワートレインサブシステムの推測された状態に基づく制御決定が最適になるように、エンジン制御ユニット内のルックアップテーブルに依拠する、[12]に記載の方法。
[14] 車両のパワートレインシステムを管理するための方法であって、
前記車両に関連付けられた複数のセンサから信号を受信する工程と、
前記パワートレインシステムの制御に使用する前記信号に、期待される優先順位を割り当てる工程と、
測定された効用に基づいて、前記信号の実際の優先順位を確認する工程と、
前記信号の属性及び前記確認する工程に基づいて、前記信号の前記期待される優先順位を変更する工程と、
を含む方法。
[15] センサデータは、不確実であり、相反し及び/又は矛盾する、[14]に記載の方法。
[16] 前記信号注入は、安全性、性能、又は快適性などの所定の優先順位プールに関連付けられたセンサデータの優先順位レベルにおける変化である、[14]に記載の方法。
[17] 車両のパワートレインシステムを管理するための方法であって、
前記パワートレインシステムに信号注入を提供し、前記信号注入に対応する応答信号を受信する工程と、
前記応答信号の効用を測定する工程と、
前記パワートレインシステム内のエンジン管理に関するデータにアクセスする工程と、
前記応答信号の前記効用に基づいて、前記データを修正する工程と、
を含む方法。
[18] 前記アクセスする工程は、ルックアップテーブルにアクセスすることを含む、[17]に記載の方法。
[19] 前記信号注入は、空間的到達範囲を有する、[17]に記載の方法。
[20] 前記信号注入は、時間的到達範囲を有する、[17]に記載の方法。
[21] 前記信号注入は、パワートレイン管理値における変化である、[17]に記載の方法。
[22] 前記パワートレイン管理値は、エンジン制御ユニット内のルックアップテーブルである、[21]に記載の方法。
Claims (10)
- 因果知識を自動的に生成し、車両のパワートレインシステムの管理に適用するための方法であって、
パワートレイン制御決定に、制御信号毎にランダムに割り当てられた優先順位のレベルに従って制御信号を注入する工程と、
前記信号注入が正常動作範囲及び制約内で生じることを確実にする工程と、
前記信号注入に応答して、前記車両に関連付けられた複数のセンサ及び電子制御ユニットからデータを受信し、それらのデータを、前記注入された信号に関連付けられたシステム応答へと解析する工程と、
前記信号注入及び前記受信されたデータに基づいて、パワートレイン信号と測定された効用との間の因果関係に関する信頼区間を計算する工程と、
前記パワートレイン制御決定に最適な信号を、それらの効果及び期待される効用に関して、前記計算された信頼区間に基づいて選択する工程と、
を含む方法。 - 前記制御信号は、前記パワートレインシステムのアクション、前記制御信号の注入順序、センサ較正、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記正常動作範囲は、制御情報及び動作制約に基づいて生成された可能な制御状態の多次元空間を含む、請求項1に記載の方法。
- 空間及び時間におけるセンサデータの前記解析は、信号注入の時間的到達範囲及び空間的到達範囲が最大になるように連続的に調整される、請求項1に記載の方法。
- 前記因果知識は、経時変化、構成要素の交換、又は環境変化などの動的効果を考慮するために、前記車両の寿命にわたって連続的に更新される、請求項1に記載の方法。
- 前記因果知識は、協働的に収集され、車両間で共有される、請求項1に記載の方法。
- 生成される因果知識の質をプラセボ信号の因果効果について計算される信頼区間が0とオーバーラップするか否かを監視することにより制御する手段として、少なくとも1つのプラセボ信号が前記パワートレイン制御決定に注入される、請求項1に記載の方法。
- 信号注入の変数は、運転者の好み、道路条件、大気条件、交通条件、車両条件、又はそれらの任意の組み合わせに応じて経時的に変化する、請求項1に記載の方法。
- 前記信号注入は、前記パワートレインシステムの状態の分類における変化である、請求項1に記載の方法。
- 前記パワートレインの管理は、前記パワートレインシステムの平均最適設定に基づく制御決定が最適になるように、エンジン制御ユニット内のルックアップテーブルに依拠する、請求項9に記載の方法。
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