代价函数创建制造技术

根据本发明专利技术，一种代价函数被创建成使其依赖于彼此之间具有相互关系的至少第一项和第二项。代价函数还被构造成使得容易扩展而涵盖一个或多个附加项。根据本发明专利技术，代价函数被创建成使得当其被扩展到依赖于第一项、第二项和至少一个附加项时，其仍然维持相同的第一项和第二项之间相互关系。代价函数还规定了所述至少一个附加项与第一和第二项之间的相互关系。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于创建代价函数(costfunction)的方法，根据权利要求18的前序部分所述的控制单元，以及根据权利要求19的前序部分所述的机动车辆。本专利技术还涉及计算机程序和计算机程序制品。
技术介绍
在机动车辆中，例如轿车、卡车、公共汽车等，代价函数通常在各种最优化算法中被采用以便确定用于控制车辆的函数中的各种参数。这样的最优化算法例如用于自动变速系统中的巡航控制器、档位选择控制和变速控制等控制，以及发动机响应调节、发动机风扇调节或燃烧排放物调节等调节。在本申请的说明书中，本专利技术被示例为用于巡航控制系统，例如前视巡航控制器(LACC)，即智能巡航控制器，其利用了前方路况的信息进行控制。然而，本专利技术考虑的是代价函数的一般性创建，因此不局限于其具体应用，例如这里具体描述 的巡航控制器。本专利技术因此至少可以应用于前面所述用到最优化算法的地方。巡航控制器的一个目的是实现均匀的预定车辆速度并且限制机动车辆可能达到的最高速度。如果车辆超过其允许的最高速度，巡航控制器可以对车辆进行制动。巡航控制器的一个本分之外的目的是保持燃料消耗尽可能低，因为燃料消耗是极大地车辆拥有者例如搬运公司等等的盈利性的一个因素。有经验的驾驶员在驾驶没有巡航控制器的车辆时可以通过使其驾驶适应于前方道路特性而减少燃料消耗，从而不必要的制动和/或耗油的加速度可以避免。目前的各种LACC试图基于有关前方道路的知识模仿有经验的驾驶员的车辆驾驶适应能力，从而燃料消耗可以保持在尽可能低的级别。为了实现最低可能燃料消耗，目前的LACC因此试图基于它们有关前方道路的知识采用最佳车辆速度分布。这种知识可以例如基于与地貌和路弯相关的信息，与惯常交通状况相关的信息，或与一段前方道路状态相关的信息。这种信息可以从地图、定位系统例如GPS (全球定位系统)和气象预报等获得。基于这样的信息，巡航控制器可以计算车辆将跟随的最佳速度分布。这些最优化计算经常用到代价函数，在这种情况下，最优化基于最小化一个或多个这样的代价函数。换言之，巡航控制器的最优化问题可以表达为min f (X)(式 I)其中-f (X)为代价函数,并且-X e X，其中X表示变量X的所有准许状态。代价函数还可以是多维的，即其可以基于一个以上的变量/特征，这些特征的例子有行车时间和燃料消耗重量。在先前已知的巡航控制系统中，行车时间特征相对于燃料消耗特征加以权重。代价函数然后被定义成使得这些特征借助于加权系数而彼此具有以线性关系表不的权重f= a J+ α 2Μ(式 2)其中-f为代价函数，-T为行车时间，-M为燃料消耗重量,并且- ^和Ct2为加权系数。在这些参数中 Stot j T= -dsJ V O以及StotM= fmrcis (式 3) J ο其中-V为车辆速度，-mf为每单位行驶距离的燃料消耗，并且-Stot为最优化所覆盖的一段道路的长度。各加权系数相对于彼此的量值使得式I中的最优化问题具有不同方向的解，包括较短的行车时间伴随着高燃料消耗，或较长的行车时间伴随着低燃料消耗。在为了获得这些答案并且因此而获得理想的巡航控制，选择加权系数非常重要。它们的量值的重要性还在于，当式I被评估时，影响计算复杂度。为先前已知的巡航控制系统确定这些加权系数从而获得最优化问题的期望答案，同时将数字计算的复杂度保持在可接受的级别，在以前会带来繁重的评估工作。另外，根据式2的线性代价函数中非常难以添加附加特征，因为这样的话所有加权系数都需要重新计算。线性代价函数还导致最优化程序即根据式I寻求最小值变得低效。这一点将在后面详细描述。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供解决上述问题的方案。本专利技术涉及前面描述且根据权利要求1特征部分的用于创建代价函数的方法，前面描述且根据权利要求18特征部分的控制单元，以及前面描述且根据权利要求19特征部分的机动车辆。本专利技术还涉及前面描述的计算机程序和前面描述的计算机程序制品。前面提到的问题可以通过本专利技术得以解决，其中根据本专利技术创建的代价函数非常容易扩展到包括基本上任何期望的项数。这一点是如此实现的，即代价函数被构造成使得在引入了对至少一个附加项的依赖关系后，它维持原始至少第一和第二项之间的相互关系，并且还规定了所述至少一个附加项与原始至少第一和第二项之间的相互关系。这些项中的每个基于与最优化问题相关的一个特征。因此，利用根据本专利技术的代价函数，提供了适应于适宜数量的特征的依赖关系的可能性。这使得代价函数容易被配制成适合于基于不同特征和/或不同数量的特征的不同应用。根据本专利技术的实施方式，构成代价函数一部分的特征值被标准化。特征值的这种标准化导致代价函数尺度修正变得适合于数字计算，因为函数值可以保持在适宜量值。特征值的标准化可以借助于例如从传统巡航控制器获得的基准值进行，例如利用行车时间特征基准值和燃料消耗重量特征基准值。这样的标准化意味着根据本专利技术的代价函数及其最优化被置于与用于传统巡航控制器的对应代价函数和最优化直接相关。因此，可以实现根据本专利技术的代价函数的最优化和传统巡航控制器的代价函数的最优化之间的直接比较。根据本专利技术的实施方式，相应的至少第一和第二项分别基于标准化特征值，该标准化是利用每个特征的基准值实现的。如果每个相应特征值分别确定出与这些基准值接近的值，则代价函数可获得基本上等于一(I)的函数值。这样的函数值显然很好地适合于数字计算。如果所述至少一个附加项的特征值保持为该特征常规呈现的值，即与传统巡航控制器中的那些非常相近的值，则代价函数基本上维持引入所述至少一个附加依赖关系之前的函数值。在车辆正常驾驶中，所述至少一个附加项的特征值将达到与传统巡航控制中的那些值接近的值。函数值因此可以保持在适宜量值，即使是在引入了对至少一个附加项的依赖关系之后。根据本专利技术的实施方式，构成代价函数一部分的特征值被平方。对特征值进行平方导致代价函数具有这样的斜度，即能够使得答案转向适宜的点，从而简化数字计算，并且还使得计算更有效。本专利技术的各种实施方式在从属权利要求中限定，并且将在后面详细描述。附图说明下面将参照附图更详细地描述本专利技术，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，在附图中图1为标准化圆代价函数的曲线图，图2为标准化圆代价函数和传统线性代价函数的曲线图，图3为标准化圆代价函数和传统线性代价函数的曲线图，以及图4示意性描绘了一种控制单元。具体实施例方式根据本专利技术，代价函数被创建，以使其依赖于彼此之间具有相互关系的至少第一项和第二项。代价函数还被构造成使得其可以扩展而涵盖一个或多个附加项。根据本专利技术，代价函数被创建成使得当其扩展到依赖于第一项、第二项和至少一个附加项后，其仍然维持相同的第一项和第二项之间相互关系。代价函数还规定了所述至少一个附加项与第一和第二项之间的相互关系。代价函数还定义成使得，当所述至少一个附加项的特征值(aspect value)在量值上接近于其基准值时，在其只依赖于第一项和第二项的情况想和其依赖于第一项、第二项和所述至少一个附加项的情况下，其具有基本上相同的函数值。由于这样的事实，即存在第一和第二项之间的相互关系以及第一和第二项与所述至少一个附加项之间的相互关系，并且，即使是在代价函数被扩展到基于更多项时，函数值维持在近乎本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.16 SE 1050809-11.一种创建用于机动车辆的代价函数的方法，所述代价函数依赖于至少第一和第二项，规定了所述至少第一和第二项之间的相互关系，并且确定出函数值，其特征在于，所述代价函数被构造成使得在所述代价函数中可引入对至少一个附加项的依赖关系，在进行了这种引入的状况下，所述代价函数维持所述至少第一和第二项之间的所述相互关系，并且规定了所述至少一个附加项与所述至少第一和第二项之间的相互关系。2.根据权利要求1的方法，其中，所述第一和第二项以及所述至少一个附加项分别基于与所述机动车辆相关的相应特征。3.根据权利要求2的方法，其中，所述至少第一和第二项以及所述至少一个附加项分别采取相应标准化特征值的形式，该标准化是借助于每个特征的基准值实现的。4.根据权利要求3的方法，其中，所述基准值采取的形式为借助于传统巡航控制器得到的对应值。5.根据权利要求2-4中任一项的方法，其中，所述至少第一和第二项以及所述至少一个附加项采取的形式分别为相应平方标准化特征值。6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其中，所述至少第一和第二项之间的所述相互关系采取的形式为凸组合。7.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中，所述至少一个附加项与所述第一和第二项之间的所述相互关系采取的形式为凸组合。8.根据7个权利要求中任一项的方法，其中，在进行了所述引入后，如果所述至少一个附加项基于标准化特征值，则所述代价函数基本上维持所述函数值，该标准化是借助于每个特征的基准值实现的，并且，所述特征值呈现为与所述基准值接近的值。9.根据权利要求1-8中任一项的方法，其中，所述代价函数依赖于两个项，这两个项分别基于行车时间和燃料消耗重量。10.根据权利要求9的方法，其中，所述代价函...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·埃瓦尔德松，M·瑟德格伦，O·约翰松，
申请(专利权)人：斯堪尼亚商用车有限公司，
类型：
国别省市：