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公開番号2024155337
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-31
出願番号2023069985
出願日2023-04-21
発明の名称組成予測方法
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類B01J 35/57 20240101AFI20241024BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】XRDスペクトルから組成を容易に一義的に決定できる方法を提供することにある。
【解決手段】本発明の組成予測方法は、対象材料のXRDスペクトルの各回折角での回折強度を目的変数とし、複数種類の候補成分のXRDスペクトルの対応する各回折角での回折強度を説明変数として、LASSO回帰を用いて回帰分析を行うことで、目的変数と説明変数との関係を表す予測モデルを生成する工程と、複数種類の候補成分の中から予測モデルにおける偏回帰係数が0より大きい説明変数に係る1種類以上の候補成分を選択する工程と、選択された1種類以上の候補成分の各成分に係る説明変数の偏回帰係数を当該各成分の重量比として取得する工程と、選択された1種類以上の候補成分及び取得された1種類以上の候補成分の重量比を、対象材料の1種類以上の予測成分及び1種類以上の予測成分の予測重量比としてそれぞれ設定する工程と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ＸＲＤスペクトルから対象材料の組成を予測する組成予測方法であって、
前記対象材料の前記ＸＲＤスペクトルの各回折角での回折強度を目的変数とし、複数種類の候補成分のＸＲＤスペクトルの対応する各回折角での回折強度を説明変数として、ＬＡＳＳＯ回帰を用いて回帰分析を行うことで、前記目的変数と前記説明変数との関係を表す予測モデルを生成する回帰分析工程と、
前記複数種類の候補成分の中から前記予測モデルにおける偏回帰係数が０より大きい説明変数に係る１種類以上の候補成分を選択する選択工程と、
選択された前記１種類以上の候補成分の各成分に係る説明変数の偏回帰係数を当該各成分の重量比として取得する取得工程と、
選択された前記１種類以上の候補成分及び取得された前記１種類以上の候補成分の前記重量比を、前記対象材料の１種類以上の予測成分及び前記１種類以上の予測成分の予測重量比としてそれぞれ設定する組成予測工程と、を備えることを特徴とする組成予測方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象材料の組成を予測する組成予測方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、材料の特性により性能が左右される製造物の性能を予測する性能予測装置として、機械学習により構築された学習モデルを用いることにより、材料の特性を表現する情報（説明変数）から製造物の性能を表現する情報（目的変数）を取得することで製造物の性能を予測する装置が用いられている。このような装置として、例えば、特許文献１に記載された触媒状態推定装置が知られている。この触媒状態推定装置は、排気が流通する流路に設けられた触媒であって、排気中の有害物質を吸蔵することにより浄化する触媒の情報を取得し、触媒の情報（説明変数）を機械学習により構築された触媒状態推定モデルに適用することで触媒の浄化性能（目的変数）を推定する。
【０００３】
一方、このような性能予測装置を使用して、逆解析を行うことによって、製造物の所望の性能を表現する情報から材料の特性を表現する情報を取得することにより、製造物の所望の性能を実現する材料の特性を推定することもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－７６１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、逆解析を行うことで製造物の所望の性能を実現する材料の所定の特性を推定できたとしても、所定の特性が得られる材料の試作等のための実用的な構成を一義的に決定することは容易ではなかった。具体的には、例えば、排ガス浄化触媒（製造物）の触媒層に用いられる粉末（材料）であって、排ガス浄化触媒の所望の性能を実現する粉末所定のＸＲＤスペクトル（特性）を推定できたとしても、粉末の成分及びその成分の重量比には無限に組み合わせがあるために、所定のＸＲＤスペクトルから粉末の実用的な組成（構成）を一義的に決定することは困難であった。
【０００６】
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＸＲＤスペクトルから対象材料の実用的な組成を容易に一義的に決定できる組成予測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく、本発明の組成予測方法は、ＸＲＤスペクトルから対象材料の組成を予測する組成予測方法であって、対象材料のＸＲＤスペクトルの各回折角での回折強度を目的変数とし、複数種類の候補成分のＸＲＤスペクトルの対応する各回折角での回折強度を説明変数として、ＬＡＳＳＯ回帰を用いて回帰分析を行うことで、目的変数と説明変数との関係を表す予測モデルを生成する回帰分析工程と、複数種類の候補成分の中から予測モデルにおける偏回帰係数が０より大きい説明変数に係る１種類以上の候補成分を選択する選択工程と、選択された１種類以上の候補成分の各成分に係る説明変数の偏回帰係数を当該各成分の重量比として取得する取得工程と、選択された１種類以上の候補成分及び取得された１種類以上の候補成分の重量比を、対象材料の１種類以上の予測成分及び１種類以上の予測成分の予測重量比としてそれぞれ設定する組成予測工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＸＲＤスペクトルから対象材料の実用的な組成を容易に一義的に決定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
（ａ）～（ｃ）は、排ガス浄化触媒の所望の性能を実現する混合粉末の組成を予測する方法を示す概略工程図である。
（ａ）は、一実施形態に係る組成予測方法に使用される一実施形態に係る組成予測装置を概略的に説明する図であり、（ｂ）は、一実施形態に係る組成予測装置を実現するコンピュータの構成を概略的に示す図である。
（ａ）は、実施例のＬＡＳＳＯ回帰での予測モデルにおける成分粉末Ａ～Ｑに係る説明変数の偏回帰係数の値を示すグラフである。（ｂ）は、混合粉末の実際のＸＲＤスペクトル及び実施例の予測組成のＸＲＤスペクトルを合わせて示すグラフである。
（ａ）は、比較例１のＲＩＤＧＥ回帰での予測モデルにおける成分粉末Ａ～Ｑに係る説明変数の偏回帰係数の値を示すグラフである。（ｂ）は、混合粉末の実際のＸＲＤスペクトル及び比較例１の予測組成のＸＲＤスペクトルを合わせて示すグラフである。
（ａ）は、比較例２の重回帰での予測モデルにおける成分粉末Ａ～Ｑに係る説明変数の偏回帰係数の値を示すグラフである。（ｂ）は、混合粉末の実際のＸＲＤスペクトル及び比較例２の予測組成のＸＲＤスペクトルを合わせて示すグラフである。
（ａ）は、実施例による粉末選択正解率の頻度を示すグラフである。（ｂ）は、実際のＸＲＤスペクトルの各成分粉末のピークの回折強度に対する実施例の予測組成のＸＲＤスペクトルの当該各成分粉末のピークの回折強度の誤差を示すグラフである。
（ａ）は、実際のＸＲＤスペクトルの各成分粉末のピークの回折強度に対する比較例１の予測組成のＸＲＤスペクトルの当該各成分粉末のピークの回折強度の誤差を示すグラフである。（ｂ）は、実際のＸＲＤスペクトルの各成分粉末のピークの回折強度に対する比較例２の予測組成のＸＲＤスペクトルの当該各成分粉末のピークの回折強度の誤差を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の組成予測方法に係る実施形態について説明する。
最初に、一実施形態に係る組成予測方法を説明する。図１（ａ）～（ｃ）は、排ガス浄化触媒（製造物）の触媒層に用いられる混合粉末であって、排ガス浄化触媒の所望の性能を実現する混合粉末の推定ＸＲＤスペクトルを取得した上で、一実施形態に係る組成予測方法を使用することにより、推定ＸＲＤスペクトルから排ガス浄化触媒の所望の性能を実現する混合粉末（対象材料）の組成を予測する方法を示す概略工程図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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