SE537604C2 - Metod för optimering av en parameter i ett motorforon baserad på en kostnadsfunktion, samt styrenhet anordnad att genomföra metoden - Google Patents

Abstract

Enligt den föreliggande uppfinning skapas en kostnadsfunktion så att den beror av åtminstoneen första term och en andra term, vilka har ett in inbördes förhållande mellan varandra.Dessutom år kostnadsfimktionen utformad så att den enkelt kan utökas med ytterligare eneller flera termer. Enligt uppfinningen år kostnadsfunktionen skapad så att den, når den harutökats till att bero av den första termen, den andra termen och åtminstone en ytterligare term,fortfarande har samma inbördes förhållande mellan den första termen och den andra termen.Dessutom anger kostnadsfunktionen ett inbördes förhållande mellan den åtminstone en ytterligare termen och den första och andra termen. Fig. 2

Description

lO METOD FÖR OPTIMERING AV EN PARAMETER I ETT MOTORFORDON BASERAD PÅ EN KOSTNADSFUNKTION, SAMT STYRENHET ANORDNAD ATT GENOMFÖRA METODEN Tekniskt omrâde Föreliggande uppfinning hänför sig till en metod för optimering av en parameter i ett motorfordon, varvid nämnda optimering baseras på en kostnadsfunktion, enligtingressen till patentkrav 1, till en styrenhet enligt ingressen till patentkrav lSQ, och till ettmotorfordon enligt ingressen till patentkrav l-91_6. Föreliggande uppfinning hänför sig även till ett datorprogram och en datorprogramprodukt.

Bakgrund I motorfordon, såsom bilar, lastbilar, bussar eller liknande, utnyttjas ofta kostnadsfunktioner iolika optimeringsalgoritmer fór att bestämma olika parametrar, vilka används för att styramotorfordonets funktion. Sådana optimeringsalgoritmer används till exempel vid styrning avfarthållare, styrning av växelval, och styrning av växling i automatväxlingssystern, samt vidreglering av en motorrespons, vid reglering av en motorfläkt, eller reglering avförbrärmingsemissioner. I detta dokument kommer uppfinningen exemplifieras för användning i ett farthållarsystem, såsom till exempel en Look Ahead farthållare (LACC), det vill säga en intelligent farthållare som använder sig av kunskap om hur vägen ser ut framöver.

Emellertid rör uppfinningen ett generellt skapande av en kostnadsfunktion och är alltså inte begränsad till den i detta dokument exemplifierade implementeringen i en farthållare.

Uppfinningen kan således utnyttjas åtminstone då optimeringsalgoritmer används enligt ovan.

Ett mål med farthållare är att åstadkomma en jämn förutbestämd hastighet samt att begränsaden högsta hastighet motorfordonet kan ha. Om motorfordonet överstiger den enligtfarthållaren högsta tillåtna hastigheten tillåts farthållaren att bromsa fordonet. Ettövergripande mål för farthållaren är att hålla nere bränsleförbrukningen så mycket sommöjligt, eftersom denna påverkar lönsamheten för ägare av motorfordon, såsom åkeriföretag eller liknande, i mycket stor utsträckning.

En erfaren förare som framför motorfordonet utan farthållare kan minskabränsleförbrukningen genom att anpassa sin köming efter den framförliggande vägensegenskaper, så att onödiga inbromsningar och/eller bränsleförbrukande accelerationer kan undvikas. Dagens LACC farthållare försöker efierlikna den erfarne förarens anpassning av motorfordonets framförande baserat på kunskap om den framförliggande vägen, så att bränsleförbrukningen kan hållas på en så låg nivå som möjligt.

För att nå så låg bränsleförbrukning som möjligt försöker alltså dagens LACC farthållare hittaen optimal hastighetsprofil baserat på dess kunskap om den framförliggande vägen. Dennakunskap kan baseras till exempel på information relaterad till topologi och kurvighet forvägen, till en rådande trafiksituation, eller till väglag for ett kommande vågavsnitt. Sådaninformation kan erhållas bland annat från kartor, positioneringssystem, såsom Global Positioning System (GPS), och väderrapporter.

Baserat på sådan information kan en farthållare beräkna en optimal hastighetsprofil, vilkenmotorfordonet ska följa. Dessa optimeringsberäkningar utnyttjar ofla kostnadsfunktioner, ochoptimeringen går då ut på att minimera en eller flera sådana kostnadsfunktioner. Det vill säga, farthållarens optimeringsproblem kan anges såsom: min f, där (ekv. l) -f(x) är kostnadsfunktionen; och - x e X , där X utgör alla tillåtna tillstånd för variabeln x.

Kostnadsfunktionen kan även vara flerdimensionell, det vill säga bero av fler än envariabel/aspekt, såsom till exempel av aspektema körtid och massan av förbrukat bränsle. Itidigare kända farthållarsystem har man vägt aspekten körtid mot aspekten förbrukat bränsle.Kostnadsfunktionen har då definierats så att dessa aspekter vägs linjärt mot varandra med hjälp av viktningskoefficienter: f = “IT “L “QM , där (ekv. 2) -fär kostnadsfunktionen;- T är körtiden;- M är massan av det förbrukade bränslet; och - a 1 och a 2 är viktningskoefficienter.

Varav:SLU!T = f ldsUÛ , ochSlfltM = f mfdsÛ där, (ekv. 3)-v är hastigheten; -mf är förbrukat bränsle per färdad längdenhet; och - Sw, är längd för vägsträcka över vilken optimering görs.

Vikningskoefficientemas storlek i förhållande till varandra styr lösningen tilloptimeringsproblemet i ekvation l mot antingen en kortare körtid med högbränsleförbrukning, eller mot en längre körtid med låg bränsleförbrukning. För att erhålla denlösning, och därmed den farthållning man eftersträvar, är valet av viktningskoefficientemamycket viktigt. Dessutom är storleken på dessa viktningskoefficienter viktig då det har inverkan på beräkningskomplexiteten då ekvation 1 utvärderas.

Att bestämma dessa viktningskoefficienter för de tidigare kända farthållarsystemen så att denönskade lösningen för optimeringsproblemet nås, samtidigt som komplexiteten för denumeriska beräkningama hålls på en acceptabel nivå, har tidigare lett till betydande utvärderingsarbete.

Dessutom är det i den linjära kostnadsfunktionen enligt ekvation 2 mycket svårt att lägga tillytterligare aspekter i kostnadsfunktionen, eftersom alla viktningskoefficienter då måste beräknas på nytt.

Den linjära kostnadsfunktionen gör även att optimeringsförfarandet, alltså sökandet efter minimum enligt ekvation 1, blir ineffektivt. Detta kommer att beskrivas mer i detalj nedan.

Kortfattad beskrivning av uppfinningenDet är ett syfie med föreliggande uppfinning att presentera en lösning till ovan angivna problem.

Föreliggande uppfinning hänför sig till den ovan nämnda metoden för optimering av enparameter i ett motorfordon, varvid nämnda optimering baseras på enkostnadsfunktion, enligt den kärmetecknande delen av patentkrav 1, till den ovan nämndastyrenheten enligt den kärmetecknande delen av patentkrav låg, och till det ovan nämndamotorfordonet enligt den kärmetecknande delen av patentkrav -l-Qfl. Föreliggande uppfinninghänför sig även till det ovan nämnda datorprogrammet och den ovan nämnda datorprogramprodukten.

De ovan angivna problemen löses av föreliggande uppfinning, efiersom den kostnadsfunktionsom nämnda optimering baseras påsleapas enligt föreliggande uppfinning mycket enkelt kanutökas till att innefatta väsentligen ett godtyckligt antal termer. Detta åstadkoms genom attkostnadsfunktionen utformas så att den vid införandet av beroende av åtminstone ytterligareen term bibehåller ett inbördes förhållande mellan de ursprungliga åtminstone första ochandra terrnema, samt anger ett inbördes förhållande mellan den åtminstone en ytterligare tennen och de ursprungliga åtminstone första och andra terrnema.

Var och en av dessa terrner baseras på en aspekt, vilken är relevant för optimeringsproblemet.Alltså kan vid användande av kostnadsfunktionen enligt uppfinningen, dennakostnadsfunktion anpassas till att bero av ett lämpligt antal aspekter. Härigenom kankostnadsfunktionen enkelt anpassas till olika implementeringar, vilka beror av olika aspekter och/eller olika antal aspekter.

Enligt en utföringsfonn av föreliggande uppfinning normeras aspektvärden som ingår ikostnadsfunktionen. Denna nonnering av aspektvärdena gör att skalningen påkostnadsfunktionen blir lämpad för numeriska beräkningar, eflersom funktionsvärdet kan hållas till en lärnplig storlek.

Norrneringen av aspektvärdena kan göras med till exempel referensvärden erhållna från enkonventionell farthållare, såsom med ett referensvärde för aspekten körtiden respektive ettreferensvärde för aspekten massa av förbrukat bränsle. En sådan norrnering gör attkostnadsfunktionen enligt uppfinningen och optimeringen av denna ställs i direkt relation tillmotsvarande kostnadsfunktion och optimering för den konventionella farthållaren. Alltsåerhålls härigenom en direkt jämförelse av optimeringen av kostnadsfunktionen enligt uppfinningen med optimeringen av kostnadsfunktionen hos en konventionell farthållare.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är de åtminstone första och andra termema var ochen baserade på ett respektive normerat aspektvärde, där norrneringen utförs genomanvändande av ett referensvärde fór motsvarande aspekt. Om de respektive aspektvärdenavardera antar ett värde vilket ligger nära dessa referensvärden erhåller kostnadsfunktionen ettfunktionsvärde vilket år väsentligen ett. Ett sådant funktionsvärde är synnerligen väl lämpat för numeriska beräkningar.

Om aspektvärdet för den åtminstone en ytterligare termen håller sig till värden denna aspektnorrnalt antar, det vill säga värden nåra motsvarande de för den konventionella farthållaren,bibehåller kostnadsfunktionen väsentligen det funktionsvärde den hade innan införandet avdet åtminstone ett ytterligare beroendet. Vid normalt framförande av fordonet kommeraspektvärdet för den åtminstone en ytterligare termen att erhålla värden nära de fór denkonventionella farthållaren. Därför kan funktionsvärdet hållas till en lämplig storlek även efter införandet av beroendet av den åtminstone ytterligare en termen.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning kvadreras aspektvärden som ingår ikostnadsfunktionen. Denna kvadrering av aspektvärdena gör att kostnadsfunktionens gradientär riktad så att lösningen styrs mot önskvärda punkter, vilket förenklar numerisk beräkning och även gör beräkningama effektiva.

Utföringsfonnema för föreliggande uppfinning anges i de osjälvständiga patentkraven, samt beskrivs mer i detalj nedan.

Kortfattad figurfórteckning Uppfinningen kommer att belysas närmare nedan med ledning av de bifogade ritningama, därlika hänvisningsbeteckningar används förlika delar, och vari: Figur 1 visar en graf över en norrnerad cirkulär kostnadsfunktion; Figur 2 visar en graf över en normerad cirkulär kostnadsfunktion, samt över en traditionelllinjär kostnadsfunktion; Figur 3 visar en graf över en normerad cirkulär kostnadsfunktion, samt över en traditionelllinjär kostnadsfunktion; och Figur 4 visar schematiskt en styrenhet.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Enligt den föreliggande uppfinningen skapas kostnadsfunktionen så att den beror avåtminstone en första tenn och en andra terrn, vilka har ett inbördes förhållande mellanvarandra. Dessutom är kostnadsfunktionen utformad så att den kan utökas med ytterligare eneller flera termer. Enligt uppfinningen är kostnadsfunktionen skapad så att den, när den harutökats till att bero av den första termen, den andra termen och åtminstone en ytterligare term,fortfarande har samma inbördes förhållande mellan den första tennen och den andra termen.Dessutom anger kostnadsfunktionen ett inbördes förhållande mellan den åtminstone en ytterligare termen och den första och andra tennen.

Kostnadsfunktionen är även definierad så att den, när aspektvärdet för den åtminstone enytterligare terrnen ligger nära sitt referensvärde i storlek, har väsentligen sammafunktionsvärde när den beror enbart av den första termen och andra tennen, och när den beror av den första termen, den andra termen, och den åtminstone en ytterligare termen.

Att de inbördes förhållandena mellan den första och andra termen, respektive mellan denförsta och andra termen och den åtminstone en ytterligare termen, tillsammans med attfunktionsvärdet bibehålls på ungefär sarnma värde även då kostnadsfiinktionen har utökats attbero av fler terrner gör att det är möjligt att enkelt utöka kostnadsfunktionen att bero av flertermer. Såsom beskrivs mer i detalj nedan är var och en av dessa termer baserad på en aspekt,vilken är relevant för optimeringsproblemet. Att kunna utöka kostnadsfunktionen är mycketfördelaktigt, eftersom styrning av vissa parametrar, till exempel i en farthållare eller i ettautomatväxlingssystem, faktiskt beror av fler än två aspekter. Dessutom kan beroendenaväxla över tiden, så att en parameter under en tidsperiod beror av två aspekter, men under enannan tidsperiod beror av fler än två aspekter. För att kunna optimera stymingen avmotorfordonet för att till exempel en minimal bränsleförbrukning ska uppnås kan för olikamotorfordon, eller för samma motorfordon under olika tidsperioder, kostnadsfunktionenbehöva justeras så att den beror av fler, eller färre aspekter. Detta kan enkelt åstadkommas med föreliggande uppfinning.

Enligt en utföringsfonn av föreliggande uppfinning baseras terrnema i kostnadsfunktionen,det vill säga, den första, andra och åtminstone en ytterligare termen var och en på enrespektive aspekt, där aspekten är relaterad till nämnda motorfordon. Den första och andra tennen är för farthållare typiskt relaterade till en körtid respektive en massa av förbrukat lO bränsle. Den åtminstone en ytterligare termen kan, enligt en utföringsform av föreliggandeuppfinning, vara relaterad till en körupplevelse. Detta beskrivs mer i detalj nedan. Såsomförstås av en fackman på området, kan även andra aspekter relaterade till motorfordonet användas för kostnadsfunktionen.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning utgörs termema i kostnadsfunktionen, detvill säga den första, andra, och den åtminstone en ytterligare termen, av ett respektive normerat aspektvärde. Aspektvärdena normeras med ett lärnpligt referensvärde för respektiveaspekt. Till exempel normeras värdet för aspekten körtiden med ett referensvärde för körtidenoch värdet för aspekten massa av förbrukat bränsle nonneras med ett referensvärde för massa av förbrukat bränsle.

Att nonnera aspektvärdena i kostnadsfunktionen gör att skalningen på kostnadsfunktionen blirlämpad för numeriska beräkningar, eftersom funktionsvärdet kan hållas till en storlek, vilkenär lämplig för detta. Alltså, om man väljer lämpliga referensvärden att normera aspektvärdenamed kan man styra skalningen på kostnadsfunktionen, det vill säga storleken påkostnadsfunktionen. Härigenom kan man, med hjälp av normeringen, välja storleken påkostnadsfunktionen så att den, för normalt förekommande storlekar på aspektvärdena, har ettvärde vilket är lämpat för numeriska beräkningar och därför minskarberäkningskomplexiteten för systemet. Ett lämpligt sådant värde är ett (l). Det vill säga attom man lyckas normera kostnadsfunktionen så att den har ett funktionsvärde nära ett minskarberäkningskomplexiteten. En fackman inser att olika processorer eller andraberäkningsanordningar kan ha olika mest fördelaktiga funktionsvärden att göra sinaberäkningar kring, och inser även att normeringen kan anpassas så att sådana lämpligafunktionsvärden erhålls då sådana processorer eller andra beräkningsanordningar används för dessa beräkningar.

Enligt en utföringsfonn av föreliggande uppfinning används motsvarande värden från enkonventionell farthållare som referensvärden. Alltså, som en referenskörtid utnyttjas denkörtid vilken skulle erhållits av en konventionell farthållare, som referensvärde för massan avförbränt bränsle utnyttjas den massa för förbränt bränsle som skulle erhållits av en konventionell farthållare, och så vidare för övriga aspektvärden.

Genom att använda referensvärden från en konventionell farthållare säkerställer man attreferensvärden av lämpliga storlekar används, eftersom man kan anta att aspektvärdena för enfarthållare, vilken utnyttjar föreliggande uppfinning kommer att ligga förhållandevis nära deför en konventionell farthållare. Detta gör att skalningen av kostnadsfunktionen medför attkostnadsfunktionen kommer att anta värden, vilka ligger nära värdet ett. Detta ger, såsom beskrivits ovan, beräkningsfördelar.

Dessutom ger normering med motsvarande värden för en konventionell farthållare enytterligare fördel i att en prestanda för en farthållare enligt uppfinningen direkt kan relaterastill en konventionell farthållare. Detta kommer att illustreras och beskrivas mer ingående nedan.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning utgörs terrnema i kostnadsfunktionen avkvadrerade norrnerade aspektvärden. Aspektvärdena har här alltså först norrnerats med ettlämpligt referensvärde, till exempel ett motsvarande värde för en konventionell farthållare, och har sedan kvadrerats.

En kostnadsfimktion innefattande två sådana kvadrerade nonnerade aspektvärden kan ses somen cirkulär representation av kostnadsfunktionen, vilken skiljer sig från den traditionellalinjära representationen, vilken till exempel visas i ekvation 2 ovan. Enligt den cirkulärarepresentationen av kostnadsfunktionen ses kostnaden som radien av en cirkel med centrum iorigo. Detta illustreras i figur 1, där norrnerad och kvadrerad körtid visas på x-axeln ochnormerad och kvadrerad massa av förbränt bränsle visas på y-axeln. Kostnadsfunktionen vilken visas här är definierad som: fe 1<ï_ V5 Tfef Mfef , där - T utgör körtiden; (ekv. 4) - ref utgör en referenskörtid;- M utgör en massa av förbränt bränsle; och - mf utgör ett referensvärde för en massa av förbränt bränsle.

I denna cirkulära representation av kostnadsfunktionen är ori go [0,0] den optimala lösningen, men inte en praktiskt möjlig lösning, eftersom både körtiden och massan av det förbrända bränslet här är noll. För övriga lösningar i (l,ï) -planet gäller att om de befinner sig påref ref samma avstånd från origo är de lika mycket värda. Med andra ord utgör lösningar längs enoch samma cirkelbåge lika bra lösningar, medan lösningar vilka befinner sig länge bort frånorigo än denna cirkelbåge utgör sämre lösningar. Detta exemplifieras i figur 1, man kan se attom man till exempel har använt referensvärden för en konventionell farthållare förnorrneringen, såsom beskrivits ovan, så utgör cirkelbågen på vilken punkten Pref liggerlösningar vilka är lika bra som lösningarna för den konventionella farthållaren, ty fflrefiMfeß=1 för dessa lösningar. Punkten Pl, vilken representerar en lösning för en farthållareenligt föreliggande farthållare, ligger närmare origo än punkten Pref, vilket alltså innebär enmer optimerad lösning än den vilken representeras av punkten Pref. Punkten P2 ligger längrefrån ori go än punkten Pref, vilket alltså indikerar att punkten P2 representerar en sämre lösning än den konventionella farthållaren tillhandahåller.

Såsom tydligt framgår genom illustrationen i figur 1, ger de kvadratiska och nonneradeterrnema i kostnadsfunktionen en mycket lättöverskådlig jämförelse av farthållaren enligtuppfinningen med en konventionell farthållare, eftersom alla lösningar som är bättre än denkonventionella farthållaren ger funktionsvärden som ligger innanför cirkelbågen som bildas av alla punkter med funktionsvärdet ett för kostnadsfunktionen.

Ekvation 4 kan även skrivas om utan att använda sig av kvadratrötter utan att man tapparfördelarna med användandet av kvadrerade aspektvärden. Detta kommer att exemplifieras för andra ekvationer nedan.

I figur 2 belyses ytterligare skillnadema mellan en linjär representation och en cirkulärrepresentation av kostnadsfunktionen. Den traditionellt använda linjära representationen avkostnadsfunktionen representeras i figur 2 av den raka linjen, vilken löper genom punkternaP1, Pcc och P2, där punkten Pcc motsvarar punkten Prefi figur 1 ovan. Enligt denna traditionelltanvända representation är lösningarna, vilka motsvarar punkterna P1, Pcc, respektive P2,likvärdiga lösningar, eftersom de ligger på samma linjära linje. Om man tittar närmare påfigur 2 framgår det dock tydligt att lösningarna vilka motsvarar punktema P1 och P2 liggerlångt ifrån lösningen för en konventionell farthållare, det vill säga de ligger långt ifrånlösningama på cirkelbågen med funktionsvärdet ett. Lösningama vilka motsvarar punkterna P1 och P2 är i praktiken inte önskvärda punkter, då dessa lösningars hastighetsprofil ligger för lO långt ifrån hastighetsprofilen för en konventionell farthållare. Med andra ord liggerhastighetsprofilerna motsvarande punktema P1 respektive P2 långt ifrån en set-hastighet, där set-hastigheten är en av föraren vald hastighet, vilken utgör en insignal till en farthållare.

Med en cirkulär representation framgår istället tydligt att lösningama vilka motsvararpunkterna P1 och P2 utgör icke önskvärda lösningar, eftersom de ligger utanför cirkelbågenoch alltså är längre från origo jämfört med lösningspunktema för en konventionell farthållare.Med andra ord framgår det ur den cirkulära representationen att punkterna P1 och P2 ligger påen arman cirkelbåge än punkten Pm, gör, där cirkelbågen vilken Pcc ligger på befinner signärmare origo. Alltså, antar de norrnerade kvadrerade kostnadsfunktionerna för punkterna P1respektive P2 ett högre värde än värdet för den normerade kvadrerade kostnadsfunktionen för punkten Pcc.

Figurema 3a-b illustrerar schematiskt skillnaderna mellan gradientema för den traditionelltanvända linjära representationen för kostnadsfunktionen, samt för den cirkulärt representeradekostnadsfunktionen enligt uppfinningen. För den linjärt representerade kostnadsfunktionen ärgradientema riktade neråt åt vänster, vilket visas med pilarna i figur 3b. För den cirkulärtrepresenterade kostnadsfunktionen enligt föreliggande uppfinning, vilken visas i figur 3a, äralla gradienter istället riktade mot origo, vilket ger lösningar som befinner sig i önskvärdapunkter, för vilka vinsterna i tid och i bränsle är jämförbara. Gradientemas riktning styrlösningen mot en diagonal, vilken löper genom origo och har 45" vinkel mot den horisontellaaxeln. Detta är en följd av att punkter vilka befinner sig långt bort från diagonalen anses sommindre önskvärda vid användning av den cirkulärt representerade kostnadsfunktionen. Vidoptimering av den cirkulära kostnadsfunktionen söks därför en lösning i riktning mot dessaönskvärda punkter längs diagonalen, och alltså kommer optimeringen att riktas in mot dennadiagonal. En lösning i närheten av denna diagonal är önskvärd då den kärms bra och naturligför en förare av motorfordonet, eftersom lösningar i närheten av diagonalen ger hastighetsprofiler, vilka liknar de i konventionella farthållare.

För den traditionellt använda linjära representationen är endast någon gradient riktad mot deönskvärda punkterna längs diagonalen, vilket illustreras i figur 3b, medan de allra flestagradienter är riktade mot icke-optimala punkter vid sidan om diagonalen. Således erhålls ensnabbare lösning av optimeringsproblemet genom användande av en kostnadsfunktion enligt föreliggande uppfinning, än genom användande av en linjärt representerad kostnadsfunktion, ll vilket beror på att -punkter vilka ligger långt från diagonalen värderas som sämre med dencirkulärt representerade kostnadsfunktionen än vad de görs med den linjärt representeradekostnadsfunktionen. Detta illustreras även i figur 2, där punktema P1 och P2 är lika önskvärdasom diagonalpunkten Pcc enligt den linjärt representerade kostnadsfunktionen, medanpunktema P1 och P2 är mindre önskvärda än punkten Pm enligt den cirkulärt representerade kostnadsfunktionen enligt uppfinningen.

Med hjälp av viktningskoefficienter kan förhållanden mellan termema som ingår ikostnadsfunktionen anges så att de olika termema ges olika vikt i kostnadsfunktionen, det vill säga att de olika terrnema värderas olika. Kostnadsfunktionen kan då ses som en elliptisk representation, eftersom de olika viktningskoefficienterna ges inbördes olika värden, vilka . . .. . ._ . . T Mresulterar 1 olika utsträckning langs x-axeln respektive y-axeln i (-,:) -planet.ref ref Enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning utgörs det inbördes förhållandet mellantenrierna i kostnadsfunktionen av konvexa kombinationer. Alltså utgörsviktningskoefficientema i kostnadsfunktionen här av konvexa kombinationer. Då konvexakombinationer används fór viktningskoefficientema ges dessa värden som ligger mellan nolloch ett, och där det sammanlagda värdet fór viktningskoefficientema blir ett. Ett exempel på en sådan kostnadsfunktion är: :r 2 M 2 > »ßi >f J Tre! +( l Aíref Jíär - T utgör körtiden; (ekv. 5) - ,,,f utgör en referenskörtid;- M utgör en massa av fórbränt bränsle;- mf utgör ett referensvärde för en massa av fórbränt bränsle; och - ß utgör en viktningskoefficient, där ß e [0,l].

Såsom angavs ovan kan kostnadsfunktionen enligt ekvation 5 även skrivas på en form där kvadratroten inte används, det vill säga såsom: T 2 . w 2 wifliiff) .ref ref (ekv. 6) 12 - T utgör körtiden; - ref utgör en referenskörtid; - M utgör en massa av förbränt bränsle; - mf utgör ett referensvärde för en massa av förbränt bränsle; och - ß utgör en viktningskoefficient, där ß e [0,1].

Genom att använda sig av konvexa kombinationer som viktningskoefficienter säkerställs attkostnadsfunktionen kommer att ha ett funktionsvärde nära värdet ett, om nonnering används,och om aspektvärdena antar värden relativt nära respektive referensvärde enligt ovan. Dennastorlek på funktionsvärdet gör att numeriska beräkningar där kostnadsfunktionen ingårunderlättas och därför genererar mindre beräkningskomplexitet. Alltså, genom användning avkonvexa kombinationer som viktningskoefficienter för att ange förhållanden mellan tennemai kostnadsfunktionen påverkas inte kostnadsfunktionens funktionsvärde av koefficientemas inbördes relation, eftersom deras sammanlagda värde summerar till värdet ett.

Enligt traditionellt använda kostnadsfunktioner, såsom den angiven i ekvation 2, kanviktningskoefficienterna al och a; anta vilka värden som helst, vilket ofia leder till funktionsvärden avsevärt större än ett och därmed även till ökad beräkningskomplexitet.

I ekvationema 5 och 6 används, förutom de konvexa kombinationerna för förhållandet mellantermema, även normering av aspektvärdena. Såsom beskrivits ovan gör även dennanorrnering att funktionsvärdet för kostnadsfunktionen häller sig kring värdet ett för normaltförekommande aspektvärden. Alltså resulterar kombinationen av norrneringen ochanvändningen av de konvexa kombinationema, enligt föreliggande uppfinning, i attkostnadsfunktionen erhåller ett funktionsvärde vilket är mycket väl lämpat för vidare numeriska beräkningar.

Vidare kan, enligt en utföringsforrn av uppfinningen, kostnadsfunktionen utvidgas till att beroav ytterligare åtminstone en aspekt, utöver aspektema körtid och massa av lörbränt bränsle.Ett exempel på en sådan ytterligare aspekt är körupplevelse. Genom att kostnadsfunktionenenligt uppfinningen är skapad så att nya termer kan läggas till i kostnadsfunktionen utan attförhållandet mellan termerna som redan ingår i kostnadsfunktionen ändras kan ytterligare termer enkelt läggas till i kostnadsfunktionen. Om man således låter kostnadsfunktionen bero 13 av tre tenner erhålls en sfärisk representation av kostnadsfilnktionen. På liknande sätt som för två ingående termer kan de olika termema viktas mot varandra.

Med andra ord är kostnadsfunktionen utformad så att det inbördes förhållandet mellan deåtminstone två ursprungligen ingående termema i kostnadsfunktionen, i detta exempel derelaterade till körtiden och massan av förbrukat bränsle, bibehålls när ytterligare tenneradderas till kostnadsfunktionen. Samtidigt ges den åtminstone en ytterligare termen ett förhållande till de åtminstone två ursprungliga termerna.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning utgörs de inbördes förhållandena mellande åtminstone två ursprungligen ingående termerna, samt förhållandet mellan den åtminstoneen ytterligare termen och de åtminstone två ursprungliga termema av konvexa kombinationer.Dessutom utgör termerna normerade och kvadrerade aspektvärden. Detta gör adderandet avnya termer till kostnadsfunktionen möjlig och enkel, eftersom funktionsvärdet förkostnadsfunktionen vid adderandet väsentligen bibehåller sitt funktionsvärde för aspektvärdennära respektive referensvärde, det vill säga att kostnadsfunktionen väsentligen bibehåller ett värde nära ett.

En kostnadsfunktion som beror av körtiden, massan av förbränt bränsle, och av körupplevelsen kan, enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning definieras som: 2 _, 2 H 2 - T utgör körtiden; , där (ekv. 7) - ref utgör en referenskörtid;- M utgör massan av förbränt bränsle; - refutgör ett referensvärde för en massa av förbränt bränsle;- K utgör ett värde för körupplevelsen; - nref utgör ett referensvärde för körupplevelsen; - ß utgör en viktningsparameter, där ß e [0,1]; och - y utgör en viktningskoefficient, där y e [O,l].

Såsom angett ovan kan även ekvation 7 skrivas på en form där kvadratroten av uttrycket används. 14 Aspekten körupplevelse kan definieras och bestämmas på ett flertal olika sätt, vilket förstås aven fackman. Ett sätt att bestämma ett värde fór aspekten körupplevelse är att, enligt enutföringsform av uppfinningen, definiera körupplevelsen såsom beroende av två termer, därdessa två termer är baserade på aspekten accelerationsfórändring fór motorfordonet respektive aspekten fartupplevelse för föraren.

Accelerationsfórändring, eller ”ryckning”, kan användas som ett mått på hur körningenupplevs, eflersom ryckningar förmodligen upplevs negativt för körkomforten. Alltså, ”ryckning” kan definieras såsom: J'=å ,där (ekv. s) - å utgör accelerationsfórändringen.

Vidare kan ett mått på hur mycket ryckningen påverkar komforten ställas upp enligt: N'J = Z ljklkIÛ , där (ekv. 9)ryckning i N stycken punkter summeras. Absolutbeloppet gör att ryckningar i både positivoch negativ riktning summeras, vilket är gör att alla typer av ryckningar anses påverka komforten.

Fartupplevelsen kan bestämmas enligt: N_ vref _ UkY _ Z max (í-lyk JJ) k=° ,där (ekv. 10)- væfär en referenshastighet; och -vk är en momentan hastighet fór motorfordonet.

Här antas att fartupplevelsen påverkas negativt om man ligger under referenshastigheten, där referenshastigheten till exempel kan vara en tillåten hastighet på en vägsträcka.

Om hänsyn skall tas även till irritation över att man ligger över referenshastigheten kan istället följande uttryck användas för fartupplevelsen: lO lfref _ 'Uk.Uk , där (ekv. 1 1)- væfär en referenshastighet; och -vk är en momentan hastighet för motorfordonet.

Med en definition av körupplevelsen enligt ovan kan följande uttryck för fartupplevelsen n *_ J 2 1 , Y 2(MW) -1L , är (ekv. 12) ställas upp: - fi? utgör ett värde för körupplevelsen; - Kfflf utgör ett referens värde för körupplevelsen; - J utgör ett värde för accelerationsförändring; - æfutgör ett referensvärde för accelerationsförändring;- Y utgör ett värde för fartupplevelse; - Yæf utgör ett referensvärde för fartupplevelse; och - z/f utgör en viktningskoefficient, där z/f e [0,1].

Ekvation 7 och ekvation 12 kan även skrivas ihop som ett totalt uttryck förkostnadsfunktionen när den beror av körtiden, massan för det förbrända bränslet och av körupplevelsen. Ett sådant uttryck kan skrivas enligt: 2 2 2f=vß (Ti) +v<1-ß> (Aili) +<1~w>r=ß(~,“'f) +<1-v><1-«>> (Yi/f 2) (ekv.13) , där ”f- 5» Ü” 5 [0- 1] och där elementeni en vektor innefattande viktningskoefflcientema, detvill säga elementen i vektom ^r(1 - ß) (1 - wow(1 - 7)(1 _ få) 3 Q|ll summeras till värdet ett, eftersom de utgörs av konvexa kombinationer. Alltså kommer dennautökade kostnadsfunktion, enligt föreliggande uppfinning, tack vare norrneringen,kvadreringen, och användandet av de konvexa kombinationema som viktningskoefficienter,fortfarande ha ett funktionsvärde, vilken är väsentligen oförändrat efler utökningen om det ytterligare aspektvärdet ligger förhållandevis nära dess referensvärde. Funktionsvärdet 16 kommer alltså vara väsentligen ett även för den utökade funktionen om alla aspektvärden i kostnadsfunktionen ligger förhållandevis nära sina respektive referensvärden.

Ovan har föreliggande uppfinning exemplifierats för en implementering i en farthållare. Men,såsom inses av en fackman på området kan kostnadsfunktionen enligt uppfinningen utnyttjas ien mängd sarnmanhang i ett motorfordon. Kostnadsfunktionen enligt föreliggande uppfinningkan användas för väsentligen all typ av reglering, där man har önskemål om flera olikaaspekter, vilka ska vägas ihop i en kostnadsfunktion. Dessa aspekter kan eventuellt även varamotstridiga mot varandra. Några icke-begränsande exempel på användning avkostnadsfunktionen är vid optimering av en parameter, vilken är relaterad till styrning av enintelligent farthållare, en automatisk växellåda, en reglering av motorrespons, en reglering av motorfläkt, en reglering av förbränningsemissioner.

Såsom inses av en fackman kräver dessa olika optimeringar och regleringar olika insignaleroch baserar sig på olika aspekter. Fackmarmen inser därför att de aspekter som exernplifierasovan, såsom körtid, massa av förbränt bränsle och körupplevelse, i andra implementeringar änför farthållare, kan bytas ut i kostnadsfunktionens termer mot andra lämpliga aspekter. Medandra ord, kostnadsfunktionen enligt föreliggande uppfinning är inte begränsad till enimplementering i farthållare, och är inte begränsad till att bero av de ovan exemplifieras aspekterna.

Såsom angivits ovan kan alla uttryck för kostnadsfunktionema uttryckas med eller utan användande av en notation innefattande en kvadratrot.

Fackmarmen inser att en metod för skapande av en kostnadsfunktion enligt föreliggandeuppfinning dessutom kan implementeras i ett datorprogram, vilket när det exekveras i en datoråstadkommer att datorn utför metoden. Datorpro grammet är innefattat i endatorprogramprodukts datorläsbara medium, varvid nämnda datorläsbara medium består avett lärnpligt minne, såsom exempelvis: ROM (Read-Only Memory), PROM (ProgrammableRead-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (ElectricallyErasable PROM), en hårddiskenhet, etc.

Figur 4 visar schematiskt en styrenhet 410. Styrenheten 410 innefattar en beräkningsenhet 411, vilken kan utgöras av väsentligen någon lämplig typ av processor eller mikrodator, t.ex. 17 en krets för digital Signalbehandling (Digital Signal Processor, DSP), eller en krets med enförutbestämd specifik fimktion (Application Specific Integrated Circuit, ASIC).Beräkningsenheten 411 är förbunden med en, i styrenheten 410 anordnad, minnesenhet 412,vilken tillhandahåller beräkningsenheten 411 med t.ex. den lagrade programkoden och/ellerden lagrade data beräkningsenheten 411 behöver för att kunna utföra beräkningar.Beräkningsenheten 411 är även anordnad att lagra del- eller slutresultat av beräkningar i minnesenheten 412.

Vidare är styrenheten 410 försedd med anordningar 413, 414, 415, 416 för mottaganderespektive sändande av in- respektive utsignaler. Dessa in- respektive utsignaler kan innehållavågformer, pulser, eller andra attribut, vilka av anordningama 413, 416 för mottagande avinsignaler kan detekteras som information och kan omvandlas till signaler som kan behandlasav beräkningsenheten 41 1. Dessa signaler tillhandahålls sedan beräkningsenheten 41 1.Anordningama 414, 415 för sändande av utsignaler är anordnade att omvandla signalererhållna från beräkningsenheten 411 för skapande av utsignaler genom att t.ex. modulerasignalema, vilka kan överföras till andra delar av systemet. Insignalerna till systemettillhandahålls på konventionellt sätt, det vill säga medelst till exempel givare, medelst användning av modeller, eller på andra av fackmannen kända liknande sätt.

Var och en av anslutningama till anordningama för mottagande respektive sändande av in-respektive utsignaler kan utgöras av en eller flera av en kabel; en databuss, såsom en CAN-buss (Controller Area Network bus), en MOST-buss (Media Orientated Systems Transportbus), eller någon arman busskonfiguration; eller av en trådlös anslutning. En fackman inser attden ovan nämnda datom kan utgöras av beräkningsenheten 411 och att det ovan nämnda minnet kan utgöras av minnesenheten 412.

Styrenheten enligt uppfinningen är anordnad att skapa en kostnadsfunktion för användande iett motorfordon, där denna kostnadsfunktion beror av åtminstone en första och en andra term,och anger ett inbördes förhållande mellan dessa åtminstone första och andra termer, samtantar ett funktionsvärde. Styrenhet är vidare anordnad att utforma kostnadsfunktionen så attberoende av åtminstone en ytterligare term enkelt kan införas i kostnadsfunktion. Vidinförandet bibehåller kostnadsfunktionen det inbördes förhållande mellan de åtminstone förstaoch andra tennema, och anger även ett inbördes förhållande mellan den åtminstone en ytterligare termen och dessa åtminstone första och andra termer. lO 18 Enligt en utföringsfonn av styrenheten bibehåller kostnadsfunktionen väsentligen sammafunktionsvärde, även efter införandet av ytterligare en eller flera termer, om aspektvärdet fördenna åtminstone en ytterligare tenn ligger förhållandevis nära det referensvärde det är nonnerat med.

Fackmannen inser också att styrenheten ovan kan anordnas att utföra de olikautföringsformema av metoden enligt uppfinningen. Dessutom avser uppfinningen ettmotorfordon, till exempel en lastbil eller en buss, innefattande åtminstone ett denna styrenhet för skapande av en kostnadsfunktion enligt uppfinningen.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till de ovan beskrivna utföringsfonnema avuppfinningen utan avser och innefattar alla utföringsformer fallande inom de bifogade självständiga kravens skyddsomfáng.

Claims (16)

1. Metod för optimering av en parameter i ett motorfordon, varvid nämnda optimeringbaseras på en kostnadsfunktion för användande i ett motorfordon, varvid nämndakostnadsfunktion beror av åtminstone en forsta och en andra term, anger ett inbördesförhållande mellan nänmda åtminstone första och andra term, och antar ett funktionsvärde,varvid nänmda kostnadsfunktion är utformad så att beroende av åtminstone en ytterligare tennkan införas i nänmda kostnadsfunktion, varvid nämnda kostnadsfunktion vid införandetbibehåller nämnda inbördes förhållande mellan nänmda åtminstone första och andra tenn,samt anger ett inbördes förhållande mellan nämnda åtminstone en ytterligare tenn ochnämnda åtminstone första och andra tenn, varvid nämnda åtminstone första och andra tenn,och nämnda åtminstone en ytterligare term, var och en baseras på en respektive aspektrelaterad till nämnda motorfordon, varvid nämnda åtminstone första och andra tenn, ochnämnda åtminstone en ytterligare term, var och en utgörs av ett respektive nonnerataspektvärde, där nonneringen utförs medelst ett referensvärde för motsvarande aspekt, varvidnämnda åtminstone första och andra tenn, och nämnda åtminstone en ytterligare tenn, var ochen utgörs av ett respektive kvadrerat nonnerat aspektvärde, och varvid nämnda parameter ärrelaterad till styming av någon anordning i gruppen av: - en intelligent farthållare; - en automatisk växellåda; - en reglering av en motonespons; - en reglering av en motorfläkt; och - en reglering av förbränningsemissioner..

2. Metod enligt patentkrav 1, varvid nänmda referensvärde utgörs av ett motsvarande värde erhållet medelst en konventionell farthållare.

3. Metod enligt något av patentkraven 1 eller 2, varvid nämnda inbördes förhållande mellan nämnda åtminstone första och andra tenn utgörs av konvexa kombinationer.

4. Metod enligt något av patentkrav 1-3, varvid nämnda inbördes förhållande mellannämnda åtminstone en ytterligare tenn och nämnda åtminstone första och andra tenn utgörs av konvexa kombinationer.

5. Metod enligt patentkrav 4, varvid nämnda kostnadsfunktion vid nämnda införandeväsentligen bibehåller nämnda fiinktionsvärde om nämnda åtminstone en ytterligare tennbaseras på en-ggnormerat aspektvärde, där normeringen utförs medelst ett referensvärde förmotsvarande aspekt, och nämnda aspektvärde antar ett värde vilket ligger nära nämnda referensvärde.

6. Metod enligt något av patentkrav 1-5, varvid nämnda kostnadsfunktion beror av två tenner, vilka är baserade på en körtid respektive en massa av förbrukat bränsle.

7. Metod enligt patentkrav 6, varvid nämnda kostnadsfunktion definieras enligt:, T 2 M 2fajçrfff) +(1_2ß)<1lffff) adär- T utgör körtiden; - ref utgör en referenskörtid;- M utgör en massa av förbränt bränsle;- mfutgör ett referensvärde för en massa av förbränt bränsle; och - ß utgör en viktningsparameter, där ß e [O,1].

8. Metod enligt något av patentkrav 1-5, varvid nämnda kostnadsfunktion beror av tre termer, vilka är baserade på en körtid, en massa av förbrukat bränsle, respektive en körupplevelse.

9. Metod enligt patentkrav 8, varvid nänmda kostnadsfunktion definieras enligt:T 2 M 2 i 2 f=^rßfiT )+v(1-ß) (M )+(ï-^f)(nn)re] ref ref , - T utgör körtiden; - æf utgör en referenskörtid;- M utgör nämnda massa av förbränt bränsle; - æfutgör ett referensvärde för en massa av förbränt bränsle; - H utgör ett värde för nämnda körupplevelse; - ”ref utgör ett referens värde för nämnda körupplevelse; - ß utgör en viktningsparameter, där ß e [O,l]; och |\ 21 - y utgör en viktningskoefficienter, där y e [0,1]

10. Metod enligt patentkrav 9, varvid termen för körupplevelse beror av två termer, vilka är baserade på en accelerationsförändring respektive en fartupplevelse.

11. Metod enligt patentkrav 10, varvid termen för körupplevelse definieras enligt: _ 2 2 Y 2 ='*Å”(J.:) +(1"'¿”)(Yæ) ._.f f f dar 9 - K- utgör ett värde för nämnda körupplevelse; - 'Wff utgör ett referens värde för närrmda körupplevelse;- J utgör ett värde för accelerationsfórändring; - ”f utgör ett referensvärde för accelerationsförändring;- Y utgör ett värde för fartupplevelse; - Ymfutgör ett referensvärde för fartupplevelse; och -gz/ utgör en viktningskoefficient, där 1/1 e [0,1].

12. Metod enligt något av patentkrav 1-11, varvid nämnda funktionsvärde är väsentligenett om nämnda åtminstone första och andra term var och en baseras på ett respektive normerataspektvärde, där normeringen utförs medelst ett referensvärde för motsvarande aspekt, och de respektive aspektvärdena vardera antar ett värde vilket ligger nära nämnda referensvärde.

13. Datorprogram innefattande programkod, vilket när nämnda programkodexekveras i en dator åstadkommer att nämnda dator utför metoden enligt något av patentkrav1 -1 2.

14. Datorprogramprodukt innefattande ett datorläsbart medium och ett datorprogramenligt patentkrav 13, varvid nämnda datorprogram är innefattat i nämnda datorläsbara medium.

15. En styrenhet anordnad att genomföra en metod för optimering av en parameter i ettmotorfordon och att skapa en kostnadsfunktion för användande i motorfordonet, varvidnämnda kostnadsfunktion beror av åtminstone en första och en andra term, anger ett inbördes förhållande mellan nämnda åtminstone första och andra tenn, och antar ett funktionsvärde, 'l 22 varvid nämnda styrenhet är anordnad att utforma nämnda kostnadsfunktion så att beroende avåtminstone en ytterligare term kan införas i nämnda kostnadsfunktion, varvid nämndakostnadsfunktion vid införandet bibehåller nämnda inbördes förhållande mellan nämndaåtminstone första och andra term, samt anger ett inbördes förhållande mellan nämndaåtminstone en ytterligare term och nämnda åtminstone första och andra term, varvid nämndaåtminstone första och andra term, och nämnda åtminstone en ytterligare term, var och enbaseras på en respektive aspekt relaterad till nämnda motorfordon, varvid nämnda åtminstoneförsta och andra tenn, och nämnda åtminstone en ytterligare term, var och en utgörs av ettrespektive normerat aspektvärde, där normeringen utförs medelst ett referensvärde förmotsvarande aspekt, varvid nämnda åtminstone första och andra term, och nämndaåtminstone en ytterligare tenn, var och en utgörs av ett respektive kvadrerat norrnerataspektvärde, och varvid nämnda parameter är relaterad till styrning av någon anordning igruppen av: - en intelligent farthållare; - en automatisk växellåda; - en reglering av en motorrespons; - en reglering av en motorfläkt; och - en reglering av förbrärmingsemissioner..

16. Motorfordon, kännetecknat av att nämnda motorfordon innefattar en styrenhet enligt patentkrav 15.