JP7264408B2 - ニューラルネットワークモデルの生成方法、及びニューラルネットワークモデルを用いた制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、時系列データの例を示す図である。この例は、エンジンの過渡運転状態を推定するニューラルネットワークモデル(以下NNモデル(NNはNeural Network)と称する。)の入力である、例えば操作量、または、出力である、制御量、の時系列データである。図1には、3つの時系列データdata01~data03が示される。
図3は、本実施の形態におけるNNモデルの生成を行うNNモデル生成装置の構成を示す図である。NNモデル生成装置1は、高性能コンピュータ、サーバ、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置である。NNモデル生成装置1は、プロセッサであるCPU10、プロセッサがアクセスするメインメモリ12と、大容量の補助記憶装置20を有する。補助記憶装置20は、例えば、ハードディスクドライブはソリッドステートドライブである。
図8は、操作量の時系列データの一例を示す図である。操作量、例えばエンジン回転数、燃料噴射量、EGR開度、噴射時期は、図8に示すような時間と共に周波数成分が変化するチャープ信号である。例えば、回転数は、正弦波のように増減し、且つその正弦波の周波数が時間と共に変化する。他の操作量も同様である。
本発明者らが行った実験では、NNモデルの訓練データとして、運輸省の通常の運転パターンと過渡運転データを用いた。過渡運転データは、各操作量について上下限を設定したチャープ信号に基づいて、連続的に運転条件を変化させて、過渡運転データを取得した。チャープ信号の一例は図8で示した。
22:NN学習プログラム
24:NNプログラム
26:教師データ
28:時系列データ
data01:短周期の時系列データ
data01_1~data01_3:拡張された時系列データ
Claims (9)
- ニューラルネットワークモデルの動作周期より短い第1の周期の第1の時系列データを取得する取得工程と、
前記第1の時系列データから、異なる位相で、前記第1の周期より長い第2の周期の第2の時系列データを複数抽出する抽出工程と、
前記複数の第2の時系列データを有する訓練データを使用して、前記ニューラルネットワークモデルの学習を実行する学習工程を有する、ニューラルネットワークモデルの生成方法。 - ニューラルネットワークモデルの動作周期の第3の時系列データを取得し、前記第3の時系列データの時間軸上の隣接するデータ間を補間して前記隣接するデータ間に複数の時系列データを追加することで、前記ニューラルネットワークモデルの動作周期より短い第1の周期の第1の時系列データを取得する取得工程と、
前記第1の時系列データから、前記第1の周期より長い第2の周期の第2の時系列データを複数抽出する抽出工程と、
前記複数の第2の時系列データを有する訓練データを使用して、前記ニューラルネットワークモデルの学習を実行する学習工程を有する、ニューラルネットワークモデルの生成方法。 - 前記抽出工程は、
前記第1の時系列データから、前記第2の周期に対応する時刻を前または後ろにずらした時刻のデータを抽出し、前記第2の周期が一部で短いまたは長い前記第2の時系列データを抽出する、請求項1または2に記載のニューラルネットワークモデルの生成方法。 - 更に、
前記学習工程後に、学習後の前記ニューラルネットワークモデルを評価する評価工程と、
前記評価工程の評価が基準レベルに達していない場合、前記抽出工程を実行して、前記第2の時系列データの数を増やす工程を有し、
前記学習工程は、前記増やした第2の時系列データを有する訓練データを使用して、前記ニューラルネットワークモデルの学習を実行する、請求項1または2に記載のニューラルネットワークモデルの生成方法。 - 前記第1の時系列データは、前記ニューラルネットワークモデルの入力または出力の時系列データである、請求項1または2に記載のニューラルネットワークモデルの生成方法。
- 前記入力の時系列データは、周波数が変化するチャープ信号である、請求項5に記載のニューラルネットワークモデルの生成方法。
- 前記ニューラルネットワークモデルは、リカレントニューラルネットワークである、請求項1または2に記載のニューラルネットワークモデルの生成方法。
- 請求項1または2に記載のニューラルネットワークモデルの生成方法により生成されたニューラルネットワークモデルを有する、ニューラルネットワークモデルを用いた制御装置。
- 前記ニューラルネットワークモデルは、エンジンの状態を推定するモデルであり、
更に、
前記ニューラルネットワークモデルの出力に基づいて、前記エンジンへの操作量を算出する操作量算出生成部を有する、請求項8に記載のニューラルネットワークモデルを用いた制御装置。
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