專利名稱：代價(jià)函數(shù)創(chuàng)建的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于創(chuàng)建代價(jià)函數(shù)(costfunction)的方法，根據(jù)權(quán)利要求18的前序部分所述的控制單元，以及根據(jù)權(quán)利要求19的前序部分所述的機(jī)動(dòng)車輛。本發(fā)明還涉及計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序制品。
背景技術(shù)：
在機(jī)動(dòng)車輛中，例如轎車、卡車、公共汽車等，代價(jià)函數(shù)通常在各種最優(yōu)化算法中被采用以便確定用于控制車輛的函數(shù)中的各種參數(shù)。這樣的最優(yōu)化算法例如用于自動(dòng)變速系統(tǒng)中的巡航控制器、檔位選擇控制和變速控制等控制，以及發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)調(diào)節(jié)、發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇調(diào)節(jié)或燃燒排放物調(diào)節(jié)等調(diào)節(jié)。在本申請(qǐng)的說明書中，本發(fā)明被示例為用于巡航控制系統(tǒng)，例如前視巡航控制器(LACC)，即智能巡航控制器，其利用了前方路況的信息進(jìn)行控制。然而，本發(fā)明考慮的是代價(jià)函數(shù)的一般性創(chuàng)建，因此不局限于其具體應(yīng)用，例如這里具體描述 的巡航控制器。本發(fā)明因此至少可以應(yīng)用于前面所述用到最優(yōu)化算法的地方。巡航控制器的一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)均勻的預(yù)定車輛速度并且限制機(jī)動(dòng)車輛可能達(dá)到的最高速度。如果車輛超過其允許的最高速度，巡航控制器可以對(duì)車輛進(jìn)行制動(dòng)。巡航控制器的一個(gè)本分之外的目的是保持燃料消耗盡可能低，因?yàn)槿剂舷氖菢O大地車輛擁有者例如搬運(yùn)公司等等的盈利性的一個(gè)因素。有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員在駕駛沒有巡航控制器的車輛時(shí)可以通過使其駕駛適應(yīng)于前方道路特性而減少燃料消耗，從而不必要的制動(dòng)和/或耗油的加速度可以避免。目前的各種LACC試圖基于有關(guān)前方道路的知識(shí)模仿有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員的車輛駕駛適應(yīng)能力，從而燃料消耗可以保持在盡可能低的級(jí)別。為了實(shí)現(xiàn)最低可能燃料消耗，目前的LACC因此試圖基于它們有關(guān)前方道路的知識(shí)采用最佳車輛速度分布。這種知識(shí)可以例如基于與地貌和路彎相關(guān)的信息，與慣常交通狀況相關(guān)的信息，或與一段前方道路狀態(tài)相關(guān)的信息。這種信息可以從地圖、定位系統(tǒng)例如GPS (全球定位系統(tǒng))和氣象預(yù)報(bào)等獲得?；谶@樣的信息，巡航控制器可以計(jì)算車輛將跟隨的最佳速度分布。這些最優(yōu)化計(jì)算經(jīng)常用到代價(jià)函數(shù)，在這種情況下，最優(yōu)化基于最小化一個(gè)或多個(gè)這樣的代價(jià)函數(shù)。換言之，巡航控制器的最優(yōu)化問題可以表達(dá)為min f (X)(式 I)其中-f (X)為代價(jià)函數(shù),并且-X e X，其中X表示變量X的所有準(zhǔn)許狀態(tài)。代價(jià)函數(shù)還可以是多維的，即其可以基于一個(gè)以上的變量/特征，這些特征的例子有行車時(shí)間和燃料消耗重量。在先前已知的巡航控制系統(tǒng)中，行車時(shí)間特征相對(duì)于燃料消耗特征加以權(quán)重。代價(jià)函數(shù)然后被定義成使得這些特征借助于加權(quán)系數(shù)而彼此具有以線性關(guān)系表不的權(quán)重
f= a J+ α 2Μ(式 2)其中-f為代價(jià)函數(shù)，-T為行車時(shí)間，-M為燃料消耗重量,并且- ^和Ct2為加權(quán)系數(shù)。在這些參數(shù)中
Stot j T= -ds
J V
O以及
StotM= fmrcis (式 3)
J
ο其中-V為車輛速度，-mf為每單位行駛距離的燃料消耗，并且-Stot為最優(yōu)化所覆蓋的一段道路的長(zhǎng)度。各加權(quán)系數(shù)相對(duì)于彼此的量值使得式I中的最優(yōu)化問題具有不同方向的解，包括較短的行車時(shí)間伴隨著高燃料消耗，或較長(zhǎng)的行車時(shí)間伴隨著低燃料消耗。在為了獲得這些答案并且因此而獲得理想的巡航控制，選擇加權(quán)系數(shù)非常重要。它們的量值的重要性還在于，當(dāng)式I被評(píng)估時(shí)，影響計(jì)算復(fù)雜度。為先前已知的巡航控制系統(tǒng)確定這些加權(quán)系數(shù)從而獲得最優(yōu)化問題的期望答案，同時(shí)將數(shù)字計(jì)算的復(fù)雜度保持在可接受的級(jí)別，在以前會(huì)帶來繁重的評(píng)估工作。另外，根據(jù)式2的線性代價(jià)函數(shù)中非常難以添加附加特征，因?yàn)檫@樣的話所有加權(quán)系數(shù)都需要重新計(jì)算。線性代價(jià)函數(shù)還導(dǎo)致最優(yōu)化程序即根據(jù)式I尋求最小值變得低效。這一點(diǎn)將在后面詳細(xì)描述。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供解決上述問題的方案。本發(fā)明涉及前面描述且根據(jù)權(quán)利要求1特征部分的用于創(chuàng)建代價(jià)函數(shù)的方法，前面描述且根據(jù)權(quán)利要求18特征部分的控制單元，以及前面描述且根據(jù)權(quán)利要求19特征部分的機(jī)動(dòng)車輛。本發(fā)明還涉及前面描述的計(jì)算機(jī)程序和前面描述的計(jì)算機(jī)程序制品。前面提到的問題可以通過本發(fā)明得以解決，其中根據(jù)本發(fā)明創(chuàng)建的代價(jià)函數(shù)非常容易擴(kuò)展到包括基本上任何期望的項(xiàng)數(shù)。這一點(diǎn)是如此實(shí)現(xiàn)的，即代價(jià)函數(shù)被構(gòu)造成使得在引入了對(duì)至少一個(gè)附加項(xiàng)的依賴關(guān)系后，它維持原始至少第一和第二項(xiàng)之間的相互關(guān)系，并且還規(guī)定了所述至少一個(gè)附加項(xiàng)與原始至少第一和第二項(xiàng)之間的相互關(guān)系。這些項(xiàng)中的每個(gè)基于與最優(yōu)化問題相關(guān)的一個(gè)特征。因此，利用根據(jù)本發(fā)明的代價(jià)函數(shù)，提供了適應(yīng)于適宜數(shù)量的特征的依賴關(guān)系的可能性。這使得代價(jià)函數(shù)容易被配制成適合于基于不同特征和/或不同數(shù)量的特征的不同應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，構(gòu)成代價(jià)函數(shù)一部分的特征值被標(biāo)準(zhǔn)化。特征值的這種標(biāo)準(zhǔn)化導(dǎo)致代價(jià)函數(shù)尺度修正變得適合于數(shù)字計(jì)算，因?yàn)楹瘮?shù)值可以保持在適宜量值。特征值的標(biāo)準(zhǔn)化可以借助于例如從傳統(tǒng)巡航控制器獲得的基準(zhǔn)值進(jìn)行，例如利用行車時(shí)間特征基準(zhǔn)值和燃料消耗重量特征基準(zhǔn)值。這樣的標(biāo)準(zhǔn)化意味著根據(jù)本發(fā)明的代價(jià)函數(shù)及其最優(yōu)化被置于與用于傳統(tǒng)巡航控制器的對(duì)應(yīng)代價(jià)函數(shù)和最優(yōu)化直接相關(guān)。因此，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的代價(jià)函數(shù)的最優(yōu)化和傳統(tǒng)巡航控制器的代價(jià)函數(shù)的最優(yōu)化之間的直接比較。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，相應(yīng)的至少第一和第二項(xiàng)分別基于標(biāo)準(zhǔn)化特征值，該標(biāo)準(zhǔn)化是利用每個(gè)特征的基準(zhǔn)值實(shí)現(xiàn)的。如果每個(gè)相應(yīng)特征值分別確定出與這些基準(zhǔn)值接近的值，則代價(jià)函數(shù)可獲得基本上等于一(I)的函數(shù)值。這樣的函數(shù)值顯然很好地適合于數(shù)
字計(jì)算。如果所述至少一個(gè)附加項(xiàng)的特征值保持為該特征常規(guī)呈現(xiàn)的值，即與傳統(tǒng)巡航控制器中的那些非常相近的值，則代價(jià)函數(shù)基本上維持引入所述至少一個(gè)附加依賴關(guān)系之前的函數(shù)值。在車輛正常駕駛中，所述至少一個(gè)附加項(xiàng)的特征值將達(dá)到與傳統(tǒng)巡航控制中的那些值接近的值。函數(shù)值因此可以保持在適宜量值，即使是在引入了對(duì)至少一個(gè)附加項(xiàng)的依賴關(guān)系之后。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，構(gòu)成代價(jià)函數(shù)一部分的特征值被平方。對(duì)特征值進(jìn)行平方導(dǎo)致代價(jià)函數(shù)具有這樣的斜度，即能夠使得答案轉(zhuǎn)向適宜的點(diǎn)，從而簡(jiǎn)化數(shù)字計(jì)算，并且還使得計(jì)算更有效。本發(fā)明的各種實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中限定，并且將在后面詳細(xì)描述。


下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，在附圖中圖1為標(biāo)準(zhǔn)化圓代價(jià)函數(shù)的曲線圖，圖2為標(biāo)準(zhǔn)化圓代價(jià)函數(shù)和傳統(tǒng)線性代價(jià)函數(shù)的曲線圖，圖3為標(biāo)準(zhǔn)化圓代價(jià)函數(shù)和傳統(tǒng)線性代價(jià)函數(shù)的曲線圖，以及圖4示意性描繪了一種控制單元。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明，代價(jià)函數(shù)被創(chuàng)建，以使其依賴于彼此之間具有相互關(guān)系的至少第一項(xiàng)和第二項(xiàng)。代價(jià)函數(shù)還被構(gòu)造成使得其可以擴(kuò)展而涵蓋一個(gè)或多個(gè)附加項(xiàng)。根據(jù)本發(fā)明，代價(jià)函數(shù)被創(chuàng)建成使得當(dāng)其擴(kuò)展到依賴于第一項(xiàng)、第二項(xiàng)和至少一個(gè)附加項(xiàng)后，其仍然維持相同的第一項(xiàng)和第二項(xiàng)之間相互關(guān)系。代價(jià)函數(shù)還規(guī)定了所述至少一個(gè)附加項(xiàng)與第一和第二項(xiàng)之間的相互關(guān)系。代價(jià)函數(shù)還定義成使得，當(dāng)所述至少一個(gè)附加項(xiàng)的特征值(aspect value)在量值上接近于其基準(zhǔn)值時(shí)，在其只依賴于第一項(xiàng)和第二項(xiàng)的情況想和其依賴于第一項(xiàng)、第二項(xiàng)和所述至少一個(gè)附加項(xiàng)的情況下，其具有基本上相同的函數(shù)值。
由于這樣的事實(shí)，即存在第一和第二項(xiàng)之間的相互關(guān)系以及第一和第二項(xiàng)與所述至少一個(gè)附加項(xiàng)之間的相互關(guān)系，并且，即使是在代價(jià)函數(shù)被擴(kuò)展到基于更多項(xiàng)時(shí)，函數(shù)值維持在近乎相同的值，因此，使得容易將代價(jià)函數(shù)擴(kuò)展到基于更多項(xiàng)。如后面詳細(xì)描述，這些項(xiàng)中的每個(gè)基于與最優(yōu)化問題相關(guān)的一個(gè)特征(aspect)。因?yàn)橐刂颇承﹨?shù)，例如巡航控制器中或自動(dòng)變速系統(tǒng)中的參數(shù)，因此，非常有益地?cái)U(kuò)展代價(jià)函數(shù)的能力事實(shí)上基于兩個(gè)以上的特征。另外，依賴關(guān)系可以隨時(shí)間成長(zhǎng)，以使得參數(shù)可以在某個(gè)時(shí)間段基于兩個(gè)特征、在另一時(shí)間段基于兩個(gè)以上的特征。為了能夠最優(yōu)化車輛控制，例如從而最小化燃料消耗，可以針對(duì)不同的車輛實(shí)施，或?qū)τ谙嗤能囕v在不同的時(shí)間段實(shí)施，代價(jià)函數(shù)需要被調(diào)節(jié)，從而使其基于更多或更少的特征。這容易通過本發(fā)明實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，代價(jià)函數(shù)中的項(xiàng)，即相應(yīng)第一、第二和至少一個(gè)附加項(xiàng)，分別基于與所述車輛相關(guān)的一個(gè)特征。在巡航控制器的情況下，相應(yīng)第一和第二項(xiàng)典型地涉及行車時(shí)間和燃料消耗重量。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，至少一個(gè)附加項(xiàng)可以與駕駛經(jīng)驗(yàn)相關(guān)。這將在后面更詳細(xì)描述。如本領(lǐng)域?qū)＜宜芾斫?，與車輛相關(guān)的其它特征也可以被用于代價(jià)函數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，代價(jià)函數(shù)中的項(xiàng)，即相應(yīng)第一、第二和所述至少一個(gè)附加項(xiàng)，分別采取標(biāo)準(zhǔn)化特征值的形式。特征值分別利用每個(gè)特征的適當(dāng)基準(zhǔn)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。例如，行車時(shí)間特征的值被借助于行車時(shí)間的基準(zhǔn)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，而燃料消耗重量特征的值被借助于燃料消耗重量的基準(zhǔn)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。代價(jià)函數(shù)中特征值的標(biāo)準(zhǔn)化意味著代價(jià)函數(shù)的尺度修正適合于數(shù)字計(jì)算，因?yàn)楹瘮?shù)值可以保持在適合于這個(gè)目的的量值。如果適宜基準(zhǔn)值被選擇來用以標(biāo)準(zhǔn)化特征值，這使得可能控制代價(jià)函數(shù)的尺度修正，即代價(jià)函數(shù)的量值。因此，能夠借助于標(biāo)準(zhǔn)化來選擇代價(jià)函數(shù)的量值，以使其對(duì)于通常出現(xiàn)的特征值量值具有適合于數(shù)字計(jì)算的值，并且因此減少系統(tǒng)的計(jì)算復(fù)雜度。適宜的該值為一(I)。換言之，標(biāo)準(zhǔn)化代價(jià)函數(shù)，從而使其具有接近于一的函數(shù)值，以減少計(jì)算復(fù)雜度。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，不同的處理器或其它計(jì)算裝置可以具有用來進(jìn)行計(jì)算的不同的最有益函數(shù)值，還可以理解，標(biāo)準(zhǔn)化可以被適配成使得當(dāng)所述處理器或其它計(jì)算裝置用于進(jìn)行這些計(jì)算時(shí)得到這種適宜函數(shù)值。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，來自傳統(tǒng)巡航控制器的對(duì)應(yīng)值被用作基準(zhǔn)值。因此，被用作行車時(shí)間基準(zhǔn)值的是傳統(tǒng)巡航控制所能獲得的行車時(shí)間，而用作燃料消耗重量基準(zhǔn)值的是傳統(tǒng)巡航控制所能獲得的燃料消耗重量，其它特征值也是這樣。利用來自傳統(tǒng)巡航控制器的基準(zhǔn)值可以確保使用具有適宜量值的基準(zhǔn)值，因?yàn)榭梢约俣ú捎帽景l(fā)明的巡航控制器的特征值將相對(duì)接近于傳統(tǒng)巡航控制器的那些。這意味著代價(jià)函數(shù)的尺度修正將導(dǎo)致確定出接近于一的值。如前所述，這會(huì)導(dǎo)致計(jì)算上的益處。利用傳統(tǒng)巡航控制中的對(duì)應(yīng)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化還提供了附加優(yōu)點(diǎn)，即根據(jù)本發(fā)明的巡航控制器的性能可以與傳統(tǒng)巡航控制器直接關(guān)聯(lián)。這一點(diǎn)將在后面更詳細(xì)展示和描述。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，代價(jià)函數(shù)中的項(xiàng)采取的形式為平方標(biāo)準(zhǔn)化特征值。因此，在這種情況下，特征值將首先利用適宜基準(zhǔn)值例如傳統(tǒng)巡航控制器中的對(duì)應(yīng)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，然后被平方。包括兩個(gè)這樣的平方標(biāo)準(zhǔn)化特征值的代價(jià)函數(shù)可以被當(dāng)作一個(gè)代表代價(jià)函數(shù)的圓，其不同于傳統(tǒng)線性表達(dá)式，例如前面式2中所表達(dá)的。根據(jù)代表代價(jià)函數(shù)的圓，代價(jià)作為圓的半徑，其中心為原點(diǎn)。這顯示于圖1，其中X軸表示標(biāo)準(zhǔn)化且平方了的行車時(shí)間，y軸表示標(biāo)準(zhǔn)化且平方了的燃料消耗重量。此處描述的代價(jià)函數(shù)以下式定義f = [ —I + -^―(式 4)
V2 J ref J其中-T為行車時(shí)間，-Tref為基準(zhǔn)行車時(shí)間， -M為燃料消耗重量，并且-Mref為燃料消耗重量基準(zhǔn)值。在代表代價(jià)函數(shù)圓中，原點(diǎn)
為最佳解，但不是實(shí)際可行解，因?yàn)榇颂幮熊嚂r(shí)間和燃料消耗重量都為零。在(T/TMf，M/Mm)平面中與原點(diǎn)等距的其它解具有相等的值。換言之，沿著某段給定圓弧分布的各個(gè)解是同樣好的解，而與原點(diǎn)之間距離大于所述圓弧與原點(diǎn)之間距離的解是不好的解。這一點(diǎn)示例性表現(xiàn)于圖1中，該圖中示出了如果例如傳統(tǒng)巡航控制器的基準(zhǔn)值被如前所述用于標(biāo)準(zhǔn)化，點(diǎn)PMf所在的圓弧表示與傳統(tǒng)巡航控制器的解同樣好的解，因?yàn)閷?duì)于這些解f (TMf，MMf)=l。表示根據(jù)本發(fā)明巡航控制器的解的點(diǎn)P1比PMf更靠近原點(diǎn)，導(dǎo)致比PMf表示的解更加優(yōu)化的。P2與原點(diǎn)之間的距離大于PMf與原點(diǎn)之間的距離，說明P2表示比傳統(tǒng)巡航控制器差的解。從圖1中的圖示可以清楚地看出，代價(jià)函數(shù)中的二次且標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)導(dǎo)致非常容易在根據(jù)本發(fā)明的巡航控制器和傳統(tǒng)巡航控制器之間進(jìn)行全面比較，因?yàn)樗斜葌鹘y(tǒng)巡航控制器好的解導(dǎo)致位于圓弧以內(nèi)的函數(shù)值，該圓弧代價(jià)函數(shù)的函數(shù)值為一的所有點(diǎn)構(gòu)成。還可以在不使用平方根的情況下重寫式4，而不失去利用平方特征值獲得的優(yōu)點(diǎn)。這可以從后面的其它公式示例性體現(xiàn)出來。圖2進(jìn)一步示出了線性表達(dá)和代表代價(jià)函數(shù)的圓之間的不同。傳統(tǒng)使用的代價(jià)函數(shù)線性表達(dá)在圖2中以點(diǎn)Pp Pcc和P2之間的直線表示，其中P。。對(duì)應(yīng)于上面圖1中的PMf。根據(jù)這種傳統(tǒng)使用的表達(dá)，對(duì)應(yīng)于Pp Pcc和P2的相應(yīng)解同樣有效，因?yàn)樗鼈兾挥谙嗤木€性直線上。然而，更細(xì)致地看圖2，可以清楚地看出在P1和P2處的解距離傳統(tǒng)巡航控制器的解更遠(yuǎn)，即它們遠(yuǎn)離了函數(shù)值為一的圓弧上的解。P1和P2處的解實(shí)際中不理想，因?yàn)樗鼈兊乃俣确植寂c傳統(tǒng)巡航控制器的速度分布相差太多。換言之，對(duì)應(yīng)于P1和P2的相應(yīng)速度分布從駕駛員選擇而用作巡航控制器輸入信號(hào)的設(shè)定速度偏離太多。作為對(duì)比，從圓表達(dá)方式可以清楚地看出點(diǎn)P1和P2處的解是不理想的，因?yàn)樗鼈兾挥趫A弧外側(cè)，并且因此與原點(diǎn)之間的距離大于傳統(tǒng)巡航控制器的解點(diǎn)與原點(diǎn)之間的距離。換言之，圓表達(dá)方式表明，P1和P2位于與更靠近原點(diǎn)的P。。不同的圓弧上。因此，對(duì)于點(diǎn)P1和P2的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化平方代價(jià)函數(shù)確定出比對(duì)于點(diǎn)P。。的標(biāo)準(zhǔn)化平方代價(jià)函數(shù)的值高的值。圖3a_b示意性顯示出傳統(tǒng)使用的代價(jià)函數(shù)線性表達(dá)和根據(jù)本發(fā)明的代價(jià)函數(shù)的圓表達(dá)方式之間的不同斜度。線性表達(dá)的代價(jià)函數(shù)的斜坡法線都朝向左下方指向，如圖3b中的箭頭所示。在圓表達(dá)的根據(jù)本發(fā)明的代價(jià)函數(shù)的情況下，如描繪于圖3a，相反，所有斜坡法線都指向原點(diǎn)，導(dǎo)致各個(gè)解位于理想點(diǎn)上，從而在時(shí)間和燃料上具有可比的收益。斜度(法線)的方向可以使解沿著與水平軸成45°角度且經(jīng)過原點(diǎn)的對(duì)角方向指向。這是因?yàn)楫?dāng)利用圓表達(dá)代價(jià)函數(shù)時(shí)，偏離該對(duì)角方向的點(diǎn)可被認(rèn)為是理想度較低的點(diǎn)。圓代價(jià)函數(shù)的最優(yōu)化因此尋求沿對(duì)角方向朝向這些理想點(diǎn)的解，因而最優(yōu)化將面向朝向該對(duì)角方向。接近于該對(duì)角方向的解是理想的，這對(duì)于車輛駕駛員而言感覺好且真實(shí)，因?yàn)榭拷鼘?duì)角方向的解導(dǎo)致速度分布類似于傳統(tǒng)巡航控制器中的。在傳統(tǒng)使用的線性表達(dá)的情況下，只有特定的斜坡法線沿對(duì)角方向朝向理想點(diǎn)，如顯示于圖3b，而大多數(shù)朝向?qū)欠较蚺赃叺姆亲罴腰c(diǎn)。因此，利用根據(jù)本發(fā)明的代價(jià)函數(shù)可以獲得比利用線性表達(dá)代價(jià)函數(shù)更快的最優(yōu)化問題的解，因?yàn)槔脠A表達(dá)代價(jià)函數(shù)時(shí)偏離對(duì)角方向的點(diǎn)比利用線性表達(dá)代價(jià)函數(shù)時(shí)獲得的估值更低。這也顯示于圖2，其中根據(jù)線性表達(dá)代價(jià)函數(shù)，點(diǎn)P1和P2與對(duì)角方向點(diǎn)P。。一樣理想，而根據(jù)圓表達(dá)的本發(fā)明的代價(jià)函數(shù)，它們不如P。。理想。借助于加權(quán)系數(shù)，能夠指示代價(jià)函數(shù)的組成項(xiàng)之間的關(guān)系，以使得各種項(xiàng)在代價(jià)函數(shù)被賦予不同的權(quán)重，即它們被不同地估值。然后，代價(jià)函數(shù)可以被看作橢圓表達(dá)，因?yàn)?br> 各種加權(quán)系數(shù)被給予彼此不同的值，導(dǎo)致在(T/TMf，M/Mm)平面中沿X軸和y軸不同的內(nèi)容。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，代價(jià)函數(shù)中的項(xiàng)之間的相互關(guān)系采取的形式為凸組合(convex combinations)。代價(jià)函數(shù)中的加權(quán)系數(shù)因此在此采用凸組合的形式。當(dāng)凸組合用于加權(quán)系數(shù)時(shí)，所產(chǎn)生的值位于零和一之間，和加權(quán)系數(shù)的集合保持為一。這樣的代價(jià)函數(shù)的一個(gè)例子是
Γ~77 \2~/= β -L- +(1-^)(式 5)
IVrefJ[Mref)其中-T為行車時(shí)間，-Trrf為基準(zhǔn)行車時(shí)間，-M為燃料消耗重量，-Mref為燃料消耗重量基準(zhǔn)值，并且-β為加權(quán)系數(shù)，其中β e [O, 1]0如前所述，根據(jù)式5的代價(jià)函數(shù)還可以被寫成其中不使用平方根的形式，例如/ = β-^-\(式 6)
\ ref )\Mref J其中-T為行車時(shí)間，-Tref為基準(zhǔn)行車時(shí)間，-M為燃料消耗重量，-Mref為燃料消耗重量基準(zhǔn)值，并且-β為加權(quán)系數(shù)，其中β e [O, l]o將凸組合用作加權(quán)系數(shù)，如果標(biāo)準(zhǔn)化被應(yīng)用并且如果特征值呈現(xiàn)相對(duì)接近于它們的相應(yīng)基準(zhǔn)值的值，如前所述，可以確保代價(jià)函數(shù)將具有接近于一的函數(shù)值。函數(shù)值的這個(gè)量值便于涉及代價(jià)函數(shù)的數(shù)字計(jì)算，并且因此產(chǎn)生較低的計(jì)算復(fù)雜度。將凸組合用作加權(quán)系數(shù)來規(guī)定了代價(jià)函數(shù)中的項(xiàng)之間的關(guān)系因此意味著代價(jià)函數(shù)的函數(shù)值不會(huì)受到系數(shù)之間相互關(guān)系的影響，因?yàn)樗鼈兊募现档扔谝?。根?jù)傳統(tǒng)使用的代價(jià)函數(shù)，例如式2所代表的，加權(quán)系數(shù)a i(和α 2可以確定出任何期望值，經(jīng)常導(dǎo)致函數(shù)值顯著大于一，并且因此還會(huì)增加計(jì)算復(fù)雜度。式5和6中不只使用凸組合表示各項(xiàng)之間的關(guān)系，還使用特征值的標(biāo)準(zhǔn)化。如前所述，這種標(biāo)準(zhǔn)化還意味著在通常呈現(xiàn)的特征值的情況下代價(jià)函數(shù)的函數(shù)值保持在一左右。根據(jù)本發(fā)明，將標(biāo)準(zhǔn)化與使用凸組合相組合導(dǎo)致代價(jià)函數(shù)獲得的函數(shù)值非常好地適合于進(jìn)一步數(shù)字計(jì)算。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，還能夠?qū)⒋鷥r(jià)函數(shù)擴(kuò)展到基于除了前述行車時(shí)間和燃料消耗重量這兩特征之外的至少一個(gè)附加特征。這種附加特征的一個(gè)例子是駕駛經(jīng)驗(yàn)。由于 這樣的事實(shí)，即根據(jù)本發(fā)明的代價(jià)函數(shù)被創(chuàng)建以使得新的項(xiàng)可以被添加到其中，而不改變已經(jīng)采用的項(xiàng)之間的關(guān)系，使得容易添加附加項(xiàng)。如果代價(jià)函數(shù)因此而變?yōu)榛谌齻€(gè)項(xiàng)，則導(dǎo)致球面表達(dá)代價(jià)函數(shù)。以與兩個(gè)原始項(xiàng)類似的方式，各種項(xiàng)可以被賦予相對(duì)于彼此的權(quán)重。換言之，代價(jià)函數(shù)被構(gòu)造成使得，當(dāng)附加項(xiàng)被添加到其中后，代價(jià)函數(shù)的所述至少兩個(gè)原始組成項(xiàng)(在本例中是與行車時(shí)間和燃料消耗重量相關(guān)的項(xiàng))之間的相互關(guān)系得以維持。與此同時(shí)，至少一個(gè)附加項(xiàng)被賦予與所述至少兩個(gè)原始項(xiàng)之間的關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述至少兩個(gè)原始組成項(xiàng)之間的相互關(guān)系，以及所述至少一個(gè)附加項(xiàng)與所述至少兩個(gè)原始項(xiàng)之間的相互關(guān)系，采取的形式為凸組合。各個(gè)項(xiàng)也可采取標(biāo)準(zhǔn)化和平方特征值的形式。這使得向代價(jià)函數(shù)添加新的項(xiàng)成為可能并且容易，因?yàn)樵谔砑恿诵碌捻?xiàng)后代價(jià)函數(shù)的函數(shù)值基本上維持在接近于相應(yīng)基準(zhǔn)值的特征值的函數(shù)值，即代價(jià)函數(shù)基本上維持接近于一的值。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，基于行車時(shí)間、燃料消耗重量和駕駛經(jīng)驗(yàn)的代價(jià)函數(shù)可以表示為
f/\2r\2
T IIuf I^ If = Yp\ +γ{\-β) ―― +(l-r)——(式 7)
K1 ref)KM ref ) \Kref )其中-T為行車時(shí)間，-Tref為基準(zhǔn)行車時(shí)間，-M為燃料消耗重量，-Mref為燃料消耗重量基準(zhǔn)值，-K為駕駛經(jīng)驗(yàn)值，- K ref為駕駛經(jīng)驗(yàn)的基準(zhǔn)值，-β為加權(quán)系數(shù)，其中β e
，并且-Y為加權(quán)系數(shù)，其中Y e
。如前所述，式7還可以被寫成其中使用平方根表達(dá)的形式。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，駕駛經(jīng)驗(yàn)特征可以以各種不同的方式定義和確定。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，一種確定駕駛經(jīng)驗(yàn)值特征的方式是根據(jù)分別基于車輛加速度變化和駕駛員速度經(jīng)歷的兩個(gè)項(xiàng)來定義。加速度變化(急動(dòng))可以被用作駕駛經(jīng)驗(yàn)的測(cè)量值，因?yàn)樗菀妆徽J(rèn)為對(duì)駕駛舒適性具有負(fù)面影響。因此，急動(dòng)可以定義為
權(quán)利要求
1.一種創(chuàng)建用于機(jī)動(dòng)車輛的代價(jià)函數(shù)的方法，所述代價(jià)函數(shù)依賴于至少第一和第二項(xiàng)，規(guī)定了所述至少第一和第二項(xiàng)之間的相互關(guān)系，并且確定出函數(shù)值，其特征在于，所述代價(jià)函數(shù)被構(gòu)造成使得在所述代價(jià)函數(shù)中可引入對(duì)至少一個(gè)附加項(xiàng)的依賴關(guān)系，在進(jìn)行了這種引入的狀況下，所述代價(jià)函數(shù)維持所述至少第一和第二項(xiàng)之間的所述相互關(guān)系，并且規(guī)定了所述至少一個(gè)附加項(xiàng)與所述至少第一和第二項(xiàng)之間的相互關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述第一和第二項(xiàng)以及所述至少一個(gè)附加項(xiàng)分別基于與所述機(jī)動(dòng)車輛相關(guān)的相應(yīng)特征。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，所述至少第一和第二項(xiàng)以及所述至少一個(gè)附加項(xiàng)分別采取相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化特征值的形式，該標(biāo)準(zhǔn)化是借助于每個(gè)特征的基準(zhǔn)值實(shí)現(xiàn)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中，所述基準(zhǔn)值采取的形式為借助于傳統(tǒng)巡航控制器得到的對(duì)應(yīng)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)的方法，其中，所述至少第一和第二項(xiàng)以及所述至少一個(gè)附加項(xiàng)采取的形式分別為相應(yīng)平方標(biāo)準(zhǔn)化特征值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其中，所述至少第一和第二項(xiàng)之間的所述相互關(guān)系采取的形式為凸組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的方法，其中，所述至少一個(gè)附加項(xiàng)與所述第一和第二項(xiàng)之間的所述相互關(guān)系采取的形式為凸組合。
8.根據(jù)7個(gè)權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中，在進(jìn)行了所述引入后，如果所述至少一個(gè)附加項(xiàng)基于標(biāo)準(zhǔn)化特征值，則所述代價(jià)函數(shù)基本上維持所述函數(shù)值，該標(biāo)準(zhǔn)化是借助于每個(gè)特征的基準(zhǔn)值實(shí)現(xiàn)的，并且，所述特征值呈現(xiàn)為與所述基準(zhǔn)值接近的值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法，其中，所述代價(jià)函數(shù)依賴于兩個(gè)項(xiàng)，這兩個(gè)項(xiàng)分別基于行車時(shí)間和燃料消耗重量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，所述代價(jià)函數(shù)是根據(jù)下式定義的
11.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法，其中，所述代價(jià)函數(shù)依賴于三個(gè)項(xiàng)，這三個(gè)項(xiàng)分別基于行車時(shí)間、燃料消耗重量和駕駛經(jīng)驗(yàn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，所述代價(jià)函數(shù)是根據(jù)下式定義的
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中，駕駛經(jīng)驗(yàn)項(xiàng)依賴于兩個(gè)項(xiàng)，這兩個(gè)項(xiàng)分別基于加速度變化和速度經(jīng)歷。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中，駕駛經(jīng)驗(yàn)項(xiàng)是根據(jù)下式定義的
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)的方法，其中，如果所述至少第一和第二項(xiàng)分別基于相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化特征值，該標(biāo)準(zhǔn)化是借助于每個(gè)特征的基準(zhǔn)值實(shí)現(xiàn)的，并且各特征值分別呈現(xiàn)為與所述基準(zhǔn)值接近的值，則所述函數(shù)值基本上等于一。
16.一種最優(yōu)化機(jī)動(dòng)車輛中參數(shù)的方法，所述最優(yōu)化基于根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)的方法創(chuàng)建的代價(jià)函數(shù)，所述參數(shù)與任何下述項(xiàng)目的控制相關(guān) -智能巡航控制器， -自動(dòng)變速箱， -發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)調(diào)節(jié)， -發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇調(diào)節(jié)，以及 -燃燒排放物調(diào)節(jié)。
17.一種計(jì)算機(jī)程序，其包括程序編碼，并且在所述編碼在計(jì)算機(jī)中被執(zhí)行時(shí)使得所述計(jì)算機(jī)實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)的方法。
18.一種計(jì)算機(jī)程序制品，包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和根據(jù)權(quán)利要求17的計(jì)算機(jī)程序，所述程序存儲(chǔ)在所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中。
19.一種控制單元，其被配制成創(chuàng)建用于機(jī)動(dòng)車輛的代價(jià)函數(shù)，所述代價(jià)函數(shù)依賴于至少第一和第二項(xiàng)，規(guī)定了所述至少第一和第二項(xiàng)之間的相互關(guān)系，并且確定出函數(shù)值，其特征在于，所述控制單元被配制成構(gòu)造所述代價(jià)函數(shù)，使得在所述代價(jià)函數(shù)可引入對(duì)至少一個(gè)附加項(xiàng)的依賴關(guān)系，在進(jìn)行了這種引入的狀況下，所述代價(jià)函數(shù)維持所述至少第一和第二項(xiàng)之間的所述相互關(guān)系，并且規(guī)定了所述至少一個(gè)附加項(xiàng)與所述至少第一和第二項(xiàng)之間的相互關(guān)系。
20.—種機(jī)動(dòng)車輛，其特征在于，所述車輛包括根據(jù)權(quán)利要求19的控制單元。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明，一種代價(jià)函數(shù)被創(chuàng)建成使其依賴于彼此之間具有相互關(guān)系的至少第一項(xiàng)和第二項(xiàng)。代價(jià)函數(shù)還被構(gòu)造成使得容易擴(kuò)展而涵蓋一個(gè)或多個(gè)附加項(xiàng)。根據(jù)本發(fā)明，代價(jià)函數(shù)被創(chuàng)建成使得當(dāng)其被擴(kuò)展到依賴于第一項(xiàng)、第二項(xiàng)和至少一個(gè)附加項(xiàng)時(shí)，其仍然維持相同的第一項(xiàng)和第二項(xiàng)之間相互關(guān)系。代價(jià)函數(shù)還規(guī)定了所述至少一個(gè)附加項(xiàng)與第一和第二項(xiàng)之間的相互關(guān)系。
文檔編號(hào)B60W30/14GK103003118SQ201180034996
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者M·埃瓦爾德松, M·瑟德格倫, O·約翰松 申請(qǐng)人:斯堪尼亞商用車有限公司