CN114379302B - 车辆的控制方法和控制装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及车辆的控制方法和控制装置。车辆的控制方法包括执行预见减振控制的步骤(步骤809),该预见减振控制在车轮从通过预测位置通过的时间点,基于使用通过预测位置处的路面位移关联值运算出的目标控制力来对控制力产生装置进行控制。该控制方法还包括:判定规定条件是否成立的步骤(步骤805),该规定条件在车轮的预测路线上的路面位移关联值的时序变化在控制力产生装置的可控制范围内时成立;以及在规定条件不成立的情况下,执行用于减小通过预测位置处的路面位移关联值的大小的特定处理的步骤(步骤806)。

Description

车辆的控制方法和控制装置
技术领域
本公开涉及车辆的控制方法和控制装置。
背景技术
以往,提出了一种使用与被预测为车辆的车轮将要通过的路面的上下方向的位移(路面位移)相关的信息来对设于车轮的控制力产生装置(例如,致动器)进行控制,由此进行抑制车辆的簧上的振动的控制的装置(以下,被称为“现有装置”。)(例如,专利文献1)。这样的控制也被称为“预见减振控制”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利申请公开第2018/0162186号说明书
例如,在车辆正在路面位移的振幅大的道路行驶的状况下,现有装置执行预见减振控制。在此,假定为路面位移的大小超过致动器的可控制范围。在该情况下,就现有装置而言,尽管抑制车辆的簧上的振动的效果小,也使致动器输出最大的控制力。因此,在致动器中会消耗多余的能量。而且,在致动器持续输出最大的控制力的情况下,恐怕会在致动器中发生热损伤。
发明内容
本公开提供一种能使控制力产生装置(例如,致动器)的输出超过该控制力产生装置的可控制范围的可能性与现有装置相比降低的技术。
在一个以上的实施方式中,提供了一种车辆(10)的控制方法。所述车辆具备:控制力产生装置(17),被配置为在至少一个车轮和与该车轮的位置对应的车身部位之间产生用于对所述车辆的簧上进行减振的上下方向的控制力;以及控制单元(30),控制所述控制力产生装置。
所述控制方法包括:所述控制单元运算被预测为所述车轮将要通过的预测路线的步骤;所述控制单元从路面信息(43)获取第一数据的步骤,该路面信息(43)是表示路面的位置的位置信息(43a)与所述位置信息中的与所述路面的上下位移关联的路面位移关联值(43b)被建立了关联的数据,该第一数据是表示所述预测路线上的所述路面位移关联值的时序变化的数据;所述控制单元从所述第一数据获取通过预测位置处的所述路面位移关联值的步骤,该通过预测位置是被预测为所述车轮在从当前时刻起经过了规定时间的时间点将要通过的位置;所述控制单元使用所述通过预测位置处的所述路面位移关联值来运算目标控制力(Fct)的步骤;以及所述控制单元执行预见减振控制的步骤,该预见减振控制是以在所述车轮从所述通过预测位置通过的时间点,所述控制力(Fc)与所述目标控制力一致的方式控制所述控制力产生装置的控制。
所述控制方法还包括:所述控制单元基于所述第一数据来判定规定条件是否成立的步骤,该规定条件是在所述预测路线上的所述路面位移关联值的所述时序变化在所述控制力产生装置的可控制范围内时成立的条件;以及所述控制单元在所述规定条件不成立的情况下,执行用于减小所述通过预测位置处的所述路面位移关联值的大小的特定处理的步骤。
根据上述的构成,在规定条件不成立的情况下(即,在预测路线上的路面位移关联值的时序变化超过控制力产生装置的可控制范围内的情况下),执行特定处理。因此,能将预测通过位置处的路面位移关联值的大小收敛在控制力产生装置的可控制范围内。由此,能使在控制力产生装置中消耗多余的能量的可能性降低。而且,也能防止在控制力产生装置中发生热损伤。
在一个以上的实施方式中,执行所述特定处理的步骤包括对所述第一数据执行高通滤波处理。
关于第一数据所表示的波形,有低频带的波形的振幅大的倾向。根据上述的构成,通过执行高通滤波处理,能使低频带的波形衰减或去除低频带的波形。由此,能将预测通过位置处的路面位移关联值的大小收敛在控制力产生装置的可控制范围内。
在一个以上的实施方式中,运算所述目标控制力的步骤包括使用所述通过预测位置处的所述路面位移关联值和针对所述通过预测位置处的所述路面位移关联值的增益来运算所述目标控制力。
执行所述特定处理的步骤包括与所述规定条件成立的情况相比,减小所述规定条件不成立的情况下的所述增益。
根据上述的构成,通过使针对通过预测位置处的路面位移关联值的增益变化,能将预测通过位置处的路面位移关联值的大小限制在控制力产生装置的可控制范围内。
在一个以上的实施方式中,执行所述特定处理的步骤包括:运算表示所述第一数据中的所述路面位移关联值从所述可控制范围脱离的程度的指标值;以及执行所述指标值越大则所述通过预测位置处的所述路面位移关联值的所述大小越小这样的处理。
根据上述的构成,根据指标值,路面位移关联值的大小变小。能提高将预测通过位置处的路面位移关联值的大小收敛在控制力产生装置的可控制范围内的效果。
在一个以上的实施方式中,判定所述规定条件是否成立的步骤包括:在所述第一数据中的所述路面位移关联值的大小的最大值(z1_max1)为基于所述控制力产生装置的所述可控制范围设定的阈值(Th1)以下时,判定为所述规定条件成立;以及在所述最大值比所述阈值大时,判定为所述规定条件不成立。
在一个以上的实施方式中,所述控制力产生装置包括主动稳定装置。所述车轮包括所述车辆的左侧的第一车轮和所述车辆的右侧的第二车轮。
判定所述规定条件是否成立的步骤包括:在关于所述第一车轮的所述第一数据所表示的第一波形和关于所述第二车轮的所述第一数据所表示的第二波形是相同相位的情况下,将所述阈值设定为第一值;以及在所述第一波形和所述第二波形是相反相位的情况下,将所述阈值设定为比所述第一值大的第二值。
根据上述的构成,能根据第一波形和第二波形是相同相位还是相反相位来将规定条件下的阈值变更为适当的值。
在一个以上的实施方式中,所述路面位移关联值包括表示所述路面的上下方向的位移的路面位移(z0)、表示所述路面位移的时间微分值的路面位移速度(dz0)、表示所述车辆的簧下的上下方向的位移的簧下位移(z1)以及表示所述簧下位移的时间微分值的簧下速度(dz1)中的至少一个。
在一个以上的实施方式中,提供了一种车辆(10)的控制装置。该控制装置具备:控制力产生装置(17),被配置为在至少一个车轮和与该车轮的位置对应的车身部位之间产生用于对所述车辆的簧上进行减振的上下方向的控制力;以及控制单元(30),控制所述控制力产生装置。
所述控制单元被配置为:决定被预测为所述车轮将要通过的预测路线,从路面信息(43)获取第一数据,该路面信息(43)是表示路面的位置的位置信息(43a)与所述位置信息中的与所述路面的上下位移关联的路面位移关联值(43b)被建立了关联的数据,所述第一数据是表示所述预测路线上的所述路面位移关联值的时序变化的数据,从所述第一数据获取通过预测位置处的所述路面位移关联值,该通过预测位置是被预测为所述车轮在从当前时刻起经过了规定时间的时间点将要通过的位置,使用所述通过预测位置处的所述路面位移关联值来运算目标控制力(Fct),执行预见减振控制,该预见减振控制是以在所述车轮从所述通过预测位置通过的时间点,所述控制力(Fc)与所述目标控制力一致的方式控制所述控制力产生装置的控制。
所述控制单元还被配置为:基于所述第一数据来判定规定条件是否成立,该规定条件是在所述预测路线上的所述路面位移关联值的所述时序变化在所述控制力产生装置的可控制范围内时成立的条件,在所述规定条件不成立的情况下,执行用于减小所述通过预测位置处的所述路面位移关联值的特定处理。
在一个以上的实施方式中,上述的控制单元可以通过被编程以执行本说明书中描述的一个以上的功能的微处理器来实施。在一个以上的实施方式中,上述的控制单元也可以通过由一个以上的专用集成电路,即ASIC等构成的硬件整体地或者部分地实施。
在上述说明中,对与后述的一个以上的实施方式对应的构成要素用括号添加了在实施方式中使用的名称和/或附图标记。然而,各构成要素不限定于由所述名称和/或附图标记规定的实施方式的构成要素。本公开的其他目的、其他特征以及附带的优点根据以下的参照附图描述的关于一个以上的实施方式的说明将容易被理解。
附图说明
图1是应用实施方式的减振控制装置的车辆的概略构成图。
图2是实施方式的减振控制装置的概略构成图。
图3是用于对路面信息映射图进行说明的图。
图4是表示车辆的单轮模型的图。
图5是用于对预见减振控制进行说明的图。
图6是用于对预见减振控制进行说明的图。
图7是用于对预见减振控制进行说明的图。
图8是表示实施方式的电子控制装置(30)的CPU所执行的“减振控制例程”的流程图。
图9是实施方式的数据管理系统的概略构成图。
图10是表示实施方式的服务器(41)的CPU所执行的“数据制作例程”的流程图。
附图标记说明:
10……车辆,11FL~11RR……车轮,12FL~12RR……车轮支承构件,13FL~13RR……悬架,14FL~14RR……悬架臂,15FL~15RR……减震器,16FL~16RR……悬架弹簧,17FL~17RR……主动致动器,20……减振控制装置,120……数据收集装置。
具体实施方式
(减振控制装置的构成)
实施方式的减振控制装置应用于图1所示的车辆10。如图2所示,以下,该减振控制装置也被称为“减振控制装置20”。
如图1所示,车辆10具备左前轮11FL、右前轮11FR、左后轮11RL以及右后轮11RR。需要说明的是,左前轮11FL、右前轮11FR、左后轮11RL以及右后轮11RR在无需对它们进行区分的情况下被称为“车轮11”。同样地,左前轮11FL和右前轮11FR被称为“前轮11F”。左后轮11RL和右后轮11RR被称为“后轮11R”。需要说明的是,在各种构成要素中,后缀“FL”表示与左前轮11FL对应,后缀“FR”表示与右前轮11FR对应,后缀“RL”表示与左后轮11RL对应,后缀“RR”表示与右后轮11RR对应。
左前轮11FL由车轮支承构件12FL可旋转地支承于车身10a。右前轮11FR由车轮支承构件12FR可旋转地支承于车身10a。左后轮11RL由车轮支承构件12RL可旋转地支承于车身10a。右后轮11RR由车轮支承构件12RR可旋转地支承于车身10a。需要说明的是,车轮支承构件12FL至12RR在无需对它们进行区分的情况下被称为“车轮支承构件12”。
车辆10还具备左前轮悬架13FL、右前轮悬架13FR、左后轮悬架13RL以及右后轮悬架13RR。以下对该悬架13FL至13RR的详情进行说明。该悬架13FL至13RR是独立悬挂式的悬架,但也可以是其他形式的悬架。
左前轮悬架13FL从车身10a悬挂左前轮11FL,包括悬架臂14FL、减震器15FL以及悬架弹簧16FL。右前轮悬架13FR从车身10a悬挂右前轮11FR,包括悬架臂14FR、减震器15FR以及悬架弹簧16FR。
左后轮悬架13RL从车身10a悬挂左后轮11RL,包括悬架臂14RL、减震器15RL以及悬架弹簧16RL。右后轮悬架13RR从车身10a悬挂右后轮11RR,包括悬架臂14RR、减震器15RR以及悬架弹簧16RR。
需要说明的是,左前轮悬架13FL、右前轮悬架13FR、左后轮悬架13RL以及右后轮悬架13RR在无需对它们进行区分的情况下被称为“悬架13”。同样地,悬架臂14FL至14RR被称为“悬架臂14”。同样地,减震器15FL至15RR被称为“减震器15”。同样地,悬架弹簧16FL至16RR被称为“悬架弹簧16”。
悬架臂14将车轮支承构件12连结于车身10a。在图1中,对于一个悬架13设置一个悬架臂14。在另一个例子中,也可以对于一个悬架13设置多个悬架臂14。
减震器15设于车身10a与悬架臂14之间。减震器15的上端连结于车身10a,减震器15的下端连结于悬架臂14。悬架弹簧16隔着减震器15设于车身10a与悬架臂14之间。即,悬架弹簧16的上端连结于车身10a,悬架弹簧16的下端连结于减震器15的缸筒。需要说明的是,在这样的悬架弹簧16的构成中,减震器15也可以设于车身10a与车轮支承构件12之间。
在本例子中,减震器15是阻尼力非可变式的减震器。在另一个例子中,减震器15也可以是阻尼力可变式的减震器。而且,悬架弹簧16也可以不隔着减震器15地设于车身10a与悬架臂14之间。即,也可以是,悬架弹簧16的上端连结于车身10a,悬架弹簧16的下端连结于悬架臂14。需要说明的是,在这样的悬架弹簧16的构成中,减震器15和悬架弹簧16也可以设于车身10a与车轮支承构件12之间。
将车轮11和减震器15等构件中的比悬架弹簧16靠车轮11侧的部分称为“簧下50或簧下构件50(参照图4。)”。与此相对,将车身10a和减震器15等构件中的比悬架弹簧16靠车身10a侧的部分称为“簧上51或簧上构件51(参照图4。)”。
而且,在车身10a与悬架臂14FL至14RR的每一个之间设有左前轮主动致动器17FL、右前轮主动致动器17FR、左后轮主动致动器17RL以及右后轮主动致动器17RR。该主动致动器17FL至17RR分别与减震器15FL至15RR和悬架弹簧16FL至16RR并排地设置。
需要说明的是,左前轮主动致动器17FL、右前轮主动致动器17FR、左后轮主动致动器17RL以及右后轮主动致动器17RR在无需对它们进行区分的情况下被称为“主动致动器17”。同样地,左前轮主动致动器17FL和右前轮主动致动器17FR被称为“前轮主动致动器17F”。同样地,左后轮主动致动器17RL和右后轮主动致动器17RR被称为“后轮主动致动器17R”。
主动致动器17基于来自图2所示的电子控制装置30的控制指令来产生控制力Fc。控制力Fc是为了对簧上51进行减振而作用于车身10a与车轮11之间(即,簧上51与簧下50之间)的上下方向的力。需要说明的是,电子控制装置30被称为ECU30,有时也被称为“控制单元或控制器”。而且,主动致动器17有时也被称为“控制力产生装置”。主动致动器17是电磁式的主动致动器。主动致动器17与减震器15和悬架弹簧16等协作来构成主动悬架。
如图2所示,减振控制装置20包括前述的ECU30、存储装置31、位置信息获取装置32、车辆状态量传感器33、预见传感器34以及无线通信装置35。而且,减振控制装置20包括上述的主动致动器17FL至17RR。
ECU30包括微型计算机。微型计算机包括CPU30a、ROM30b、RAM30c以及接口(I/F)30d等。CPU30a通过执行储存于ROM30b的指令(程序、例程)来实现各种功能。
ECU30与能读写信息的存储装置31连接。在本例子中,存储装置31是硬盘驱动器。ECU30能将信息存储于存储装置31,并读出存储于存储装置31的信息。需要说明的是,存储装置31不限定于硬盘驱动器,是能读写信息的众所周知的存储装置或存储介质即可。
ECU30与位置信息获取装置32、车辆状态量传感器33、预见传感器34以及无线通信装置35连接。
位置信息获取装置32具备GNSS(Global Navigation Satellite System:全球导航卫星系统)接收器和地图数据库。GNSS接收器从人造卫星接收用于检测车辆10的位置的信号(例如,GNSS信号)。地图数据库存储有地图信息。位置信息获取装置32基于GNSS信号来确定车辆10的当前的位置(例如,纬度和经度),并输出表示确定出的位置的信号。位置信息获取装置32例如是导航装置。
GNSS信号包括与车辆10的移动速度相关的信息和与表示车辆10的行进方向的方位角相关的信息。因此,位置信息获取装置32输出车辆10的当前时间点的速度Vs和表示车辆10的行进方向的方位角θ。关于方位角θ,方位的北方向被定义为0°。方位角θ顺时针变大。方位的东方向为90°,方位的南方向为180°,方位的西方向为270°。
车辆状态量传感器33包括检测车辆10的状态(车辆10的速度、加速度以及朝向等)的多种传感器。车辆状态量传感器33包括检测各车轮11的车轮速度的多个车轮速度传感器、检测车辆10的前后方向的加速度的前后加速度传感器、检测车辆10的横向的加速度的横向加速度传感器以及检测车辆10的横摆角速度的横摆角速度传感器等。ECU30也可以基于来自车轮速度传感器的信号来运算车辆10的速度Vs。
预见传感器34例如是摄像机传感器、LiDAR(激光雷达)以及雷达传感器等中的一个或它们的组合。预见传感器34获取表示车辆10的前方的路面的上下方向的位移的值(即,后述的路面位移z0)。
无线通信装置35是用于经由网络NW与云(数据管理装置)40进行信息通信的无线通信终端。云40具备服务器41和至少一个存储装置42。
服务器41具备CPU、ROM、RAM以及接口(I/F)等。服务器41进行存储于存储装置42的数据的检索和读出,并且将数据写入存储装置42。而且,服务器41根据来自减振控制装置20(ECU30)的请求,经由网络NW将存储于存储装置42的数据(后述的路面信息映射图)提供给车辆10。
存储装置42存储有路面信息映射图43。如图3所示,在路面信息映射图43中,道路被X方向的多个平行线Lx和Y方向的多个平行线Ly分割为具有均等的大小的多个正方形的分区Gd(也被称为“网格”。)。分区Gd的一边的距离d0为50mm以上且150mm以下的值。在本例子中,距离d0为100mm。需要说明的是,分区Gd的形状不限于正方形,也可以根据车轮11的轮胎的接地区域的大小和形状来确定。
在本例子中,路面信息映射图43的X方向是方位的北方向,Y方向是与X方向垂直的方向。分区Gd的X方向和Y方向的位置由Xm(m=1、2、3、……)和Yn(n=1、2、3、……)表示。
在路面信息映射图43的各分区Gd设定有作为与路面的上下方向的位移关联的值的路面位移关联值。路面位移关联值包括表示路面的上下方向的位移的路面位移z0、表示路面位移z0的时间微分值的路面位移速度dz0、表示簧下50的上下方向的位移的簧下位移z1以及表示簧下位移z1的时间微分值的簧下速度dz1中的至少一个。在本例子中,路面位移关联值是簧下位移z1
因此,如图2所示,路面信息映射图43是表示路面的位置的位置信息43a与该位置信息43a处的簧下位移(z1)43b被建立了关联的数据。
再次参照图2,ECU30经由驱动电路(未图示)连接于左前轮主动致动器17FL、右前轮主动致动器17FR、左后轮主动致动器17RL以及右后轮主动致动器17RR的每一个。
ECU30针对各主动致动器17运算目标控制力Fct。目标控制力Fct是用于预见减振控制的控制力,即是用于对车轮11的簧上51进行减振的控制力。ECU30以在车轮11从后述的通过预测位置通过的时间点,主动致动器17产生与目标控制力Fct对应(一致)的控制力Fc的方式控制主动制动器17。
(基本的预见减振控制的概要)
以下,对减振控制装置20所执行的、基本的预见减振控制的概要进行说明。图4表示路面55上的车辆10的单轮模型。
弹簧52相当于悬架弹簧16,阻尼器53相当于减震器15,致动器54相当于主动致动器17。
在图4中,簧上51的质量被标记为簧上质量m2。与上述同样地,z1表示簧下50的上下方向的位移(簧下位移)。簧上51的上下方向的位移被表示为簧上位移z2。簧上位移z2是与各车轮11的位置对应的簧上51的上下方向的位移。弹簧52的弹簧常数(等效弹簧常数)被标记为弹簧常数K。阻尼器53的阻尼系数(等效阻尼系数)被标记为阻尼系数C。致动器54所产生的力被标记为控制力Fc。
而且,z1和z2的时间微分值分别被标记为dz1和dz2,z1和z2的二阶时间微分值分别被标记为ddz1和ddz2。以下,关于z1和z2,规定为向上方的位移为正,关于弹簧52、阻尼器53以及致动器54等所产生的力,规定为向上为正。
在图4所示的车辆10的单轮模型中,关于簧上51的上下方向的运动的运动方程式可以用算式(1)表示。
m2ddz2=C(dz1-dz2)+K(z1-z2)-Fc……(1)
假定为算式(1)中的阻尼系数C是恒定的。但是,实际的阻尼系数根据悬架13的行程速度而变化,因此,例如阻尼系数C也可以被设定为根据行程H的时间微分值而变化的值。
而且,在通过控制力Fc完全消除了簧上51的振动的情况下(即,在簧上加速度ddz2、簧上速度dz2以及簧上位移z2分别成为零的情况下),控制力Fc由算式(2)表示。
Fc=Cdz1+Kz1……(2)
因此,将控制增益设为α,使簧上51的振动衰减的控制力Fc可以用算式(3)表示。需要说明的是,控制增益α为大于0且1以下的任意的常数。
Fc=α(Cdz1+Kz1)……(3)
若将算式(3)应用于算式(1),则算式(1)可以用接下来的算式(4)表示。
m2ddz2=C(dz1-dz2)+K(z1-z2)-α(Cdz1+Kz1)……(4)
若对该算式(4)进行拉普拉斯变换并进行整理,则得到接下来的算式(5)。即,从簧下位移z1向簧上位移z2的传递函数由算式(5)表示。需要说明的是,算式(5)中的“s”是拉普拉斯算符。
[数式1]
根据算式(5),传递函数根据α而变化。确认了如果α为比0大并且1以下的任意的值,则传递函数的大小会可靠地比“1”小(即,能减小簧上51的振动)。而且,确认了在α为1的情况下,传递函数的大小成为“0”,因此簧上51的振动会被完全消除。基于算式(3),按照以下的算式(6)来运算目标控制力Fct。目标控制力Fct是用于抑制车轮11从通过预测位置通过时的振动的目标控制力。需要说明的是,算式(6)中增益β1相当于αC,增益β2相当于αK。
Fct=β1×dz12×z1……(6)
如此,ECU30预先获取(预读)车轮11将来要通过的位置(通过预测位置)处的簧下位移z1,并通过将获取到的簧下位移z1应用于算式(6)来运算目标控制力Fct。
ECU30在车轮11从通过预测位置通过的定时(即,在产生应用于算式(6)的簧下位移z1的定时),使致动器54产生与目标控制力Fct对应的控制力Fc。如果这样做,则能在车轮11从通过预测位置通过时(即,在产生应用于算式(6)的簧下位移z1时),减小簧上51的振动。
需要说明的是,ECU30也可以基于从算式(6)省略了微分项(β1×dz1)的以下的算式(7)来运算目标控制力Fct。在该情况下,ECU30也能使致动器54产生减小簧上51的振动的控制力Fc。因此,与不产生控制力Fc的情况相比,能减小簧上51的振动。
Fct=β2×z1……(7)
以上那样的簧上51的减振控制被称为“预见减振控制”。
需要说明的是,在上述的单轮模型中,簧下50的质量和轮胎的弹性变形被忽略,并假定为表示路面55的上下方向的位移的路面位移z0和簧下位移z1相同。在另一个例子中,也可以是,使用路面位移z0和/或路面位移速度dz0代替簧下位移z1和簧下速度dz1来执行同样的预见减振控制,或者除了簧下位移z1和簧下速度dz1之外,还使用路面位移z0和/或路面位移速度dz0来执行同样的预见减振控制。需要说明的是,关于z0和dz0,也是向上方的位移为正。
(前轮和后轮的预见减振控制的概要)
接着,针对前轮和后轮的每一个,参照图5至图7对预见减振控制的概要进行说明。关于“目标控制力Fct”和“控制力Fc”,后缀“F”表示是前轮11F用的控制力,后缀“R”表示是后轮11R用的控制力。
图5示出了在当前时间点tp正在以速度V1向箭头a1所示的方向行驶的车辆10。需要说明的是,在以下的说明中,前轮11F和后轮11R是左右任一侧的车轮,前轮11F和后轮11R的移动速度视为与速度V1相同。
在图5中,线Lt是假想的时间轴t。当前、过去以及未来的时刻t的前轮11F的移动路线上的簧下位移z1由时间t的函数z1(t)表示。由此,前轮11F的当前时间点tp的位置(接地点)pf0的簧下位移z1被表示为z1(tp)。而且,后轮11R的当前时间点tp的位置pr0的簧下位移z1是比当前时间点tp早“前轮11F移动轴距长L所花费的时间(L/V1)”的时刻“tp-L/V1”的前轮11F的簧下位移z1。由此,当前时间点tp的后轮11R的簧下位移z1被表示为z1(tp-L/V1)。
(前轮11F的预见减振控制)
ECU30运算前轮11F的预测路线。前轮11F的预测路线是指被预测为前轮11F将要通过的路线。接着,ECU30确定前轮11F的通过预测位置pf1。通过预测位置pf1是被预测为前轮11F在从当前时间点起经过了前轮预读时间tpf的时间点将要通过的位置。前轮预读时间tpf被预先设定为从ECU30确定通过预测位置pf1起至前轮主动致动器17F输出与目标控制力FctF对应的控制力FcF为止所需的时间。通过预测位置pf1是沿着前轮11F的预测路线与当前时间点tp的位置pf0相距前轮预读距离Lpf(=V1×tpf)的位置。如之后将详细说明的那样,位置pf0基于位置信息获取装置32所获取到的车辆10的当前位置来计算。
ECU30从云40预先获取车辆10的当前位置的附近区域(后述的准备区间)的路面信息映射图43。ECU30基于通过预测位置pf1、预先获取到的路面信息映射图43来获取簧下位移z1(tp+tpf)。更具体而言,ECU30从路面信息映射图43获取通过预测位置pf1处的簧下位移(z1)43b。
ECU30通过将簧下位移z1(tp+tpf)应用于以下的算式(8)的簧下位移z1来运算目标控制力FctF(=βf×z1(tp+tpf))。
FctF=βf×z1……(8)
ECU30将包含目标控制力FctF的控制指令发送至前轮主动致动器17F,使得前轮主动致动器17F产生与目标控制力FctF对应(一致)的控制力FcF。
如图6所示,前轮主动致动器17F在比当前时间点tp晚前轮预读时间tpf的“时刻tp+tpf”(即,在前轮11F实际从通过预测位置pf1通过的定时),产生与目标控制力FctF对应的控制力FcF。由此,前轮主动致动器17F能在适当的定时产生抑制因前轮11F的通过预测位置pf1的簧下位移z1而产生的簧上51的振动的控制力FcF。
(后轮11R的预见减振控制)
ECU30运算后轮11R的预测路线。后轮11R的预测路线是指被预测为后轮11R将要通过的路线。ECU30假定为后轮11R沿着与前轮11F相同的路线前进来运算后轮11R的预测路线。ECU30也可以使用前轮11F的位置的履历来运算后轮11R的预测路线。
如图5所示,ECU30确定后轮11R的通过预测位置pr1。通过预测位置pr1是被预测为后轮11R在从当前时间点起经过了后轮预读时间tpr的时间点将要通过的位置。后轮预读时间tpr被预先设定为从ECU30确定通过预测位置pr1起至后轮主动致动器17R输出与目标控制力FctR对应的控制力FcR为止所需的时间。
需要说明的是,在前轮主动致动器17F和后轮主动致动器17R是不同的响应性能的情况下,前轮预读时间tpf和后轮预读时间tpr被预先设定为不同的值。在前轮主动致动器17F和后轮主动致动器17R是相同的响应性能的情况下,前轮预读时间tpf和后轮预读时间tpr被预先设定为相同的值。
ECU30将沿着后轮11R的预测路线与当前时间点tp的位置pr0相距后轮预读距离Lpr(=V1×tpr)的位置确定为通过预测位置pr1。位置pr0基于位置信息获取装置32所获取到的车辆10的当前位置来计算。通过预测位置pr1的簧下位移z1是比“前轮11F位于后轮11R的当前时间点的位置pr0的时刻(tp-L/V1)”晚后轮预读时间tpr的簧下位移z1,因此可以表示为z1(tp-L/V1+tpr)。ECU30基于通过预测位置pr1和预先获取到的路面信息映射图43来获取簧下位移z1(tp-L/V1+tpr)。更具体而言,ECU30从路面信息映射图43获取通过预测位置pr1处的簧下位移(z1)43b。
而且,ECU30通过将簧下位移z1(tp-L/V1+tpr)应用于以下的算式(9)的簧下位移z1来运算目标控制力FctR(=βr×z1(tp-L/V1+tpr))。需要说明的是,算式(8)中的增益βf和算式(9)中的增益βr被设定为相互不同的值。这是因为左前轮悬架13FL和右前轮悬架13FR的弹簧常数Kf与左后轮悬架13RL和右后轮悬架13RR的弹簧常数Kr不同。
FctR=βr×z1……(9)
ECU30将包含目标控制力FctR的控制指令发送至后轮主动致动器17R,使得后轮主动致动器17R产生与目标控制力FctR对应(一致)的控制力FcR。
如图7所示,后轮主动致动器17R在比当前时间点tp晚后轮预读时间tpr的“时刻tp+tpr”(即,在后轮11R实际从通过预测位置pr1通过的定时),产生与目标控制力FctR对应的控制力FcR。由此,后轮主动致动器17R能在适当的定时产生抑制因后轮11R的通过预测位置pr1的簧下位移z1而产生的簧上51的振动的控制力FcR。
(工作的概要)
以下,将成为预见减振控制的对象的车轮11标记为“车轮11i”。后缀“i”表示“FL、FR、RL以及RR”中的任一个。而且,附加在其他要素的后缀“i”也是同样的。
如上述那样,在路面位移z0的大小超过主动致动器17的可控制范围的情况下,主动致动器17输出最大的控制力。在该情况下,尽管抑制车辆10的簧上51的振动的效果小,主动致动器17也会输出最大的控制力,因此存在在主动致动器17中消耗多余的能量这样的问题。而且,在主动致动器17持续输出最大的控制力的情况下,恐怕会在主动致动器17中发生热损伤。
因此,ECU30首先运算车轮11i的预测路线。车轮11i的预测路线是从车轮11i的当前位置向前方延伸的线,并且是从车轮11i的当前位置向车辆10的行进方向(在本例子中,为方位角θ的方向)以规定的距离Dt延伸至前方的位置的线。作为一个例子,距离Dt可以是轴距长L以下的值。
ECU30从云40预先获取准备区间的路面信息映射图43,并将路面信息映射图43储存于RAM30c。准备区间是车辆10的前方的道路的区间,并且是被预测为车辆10此后将要通过的道路的区间。准备区间是足够大的区间,以包含车轮11i的预测路线。
ECU30从路面信息映射图43获取车轮11i的预测路线上的簧下位移(z1)43b。这样获取到的簧下位移(z1)43b的集合表示车轮11i的预测路线上的簧下位移z1的时序变化,以下,将其称为“簧下位移z1的第一时序变化数据”。
ECU30基于簧下位移z1的第一时序变化数据来判定规定的第一条件是否成立。第一条件是用于判定车轮11i的预测路线上的簧下位移z1的时序变化是否在主动致动器17i的可控制范围内的条件。在本例子中,主动致动器17i能在上下方向上在从-z1_r0起至z1_r0为止的范围内可动。z1_r0是正的常数。
第一条件在簧下位移z1的第一时序变化数据中的簧下位移z1的大小(绝对值)的最大值z1_max1为第一阈值Th1以下时成立。第一阈值Th1基于主动致动器17i的可控制范围来设定。在本例子中,第一阈值Th1是z1_r0
需要说明的是,第一阈值Th1不限定于此。例如,第一阈值Th1也可以比z1_r0小。在其他例子中,在想要判定预测路线上的簧下位移z1是否从主动致动器17i的可控制范围大幅脱离的情况下,第一阈值Th1也可以比z1_r0大。
在第一条件不成立的情况下,这意味着车轮11i的预测路线上的簧下位移z1的时序变化超过主动致动器17i的可控制范围。因此,ECU30执行减小在目标控制力Fcti的运算中使用的“通过预测位置处的簧下位移z1”的大小(绝对值)的处理。以下,将这样的处理称为“第一特定处理”。
在本例子的第一特定处理中,ECU30对簧下位移z1的第一时序变化数据执行高通滤波处理(以下,称为“HPF处理”。)。HPF处理是使比第一截止频率fc1低的频带的波形衰减或去除比第一截止频率fc1低的频带的波形的处理。关于簧下位移z1的第一时序变化数据所表示的波形,有低频带的波形的振幅大的倾向。ECU30通过HPF处理使低频带的波形衰减或去除低频带的波形,由此能将车轮11i的预测通过位置处的簧下位移z1的大小收敛(限制)在主动致动器17i的可控制范围(-z1_r0~z1_r0的范围)内。需要说明的是,作为一个例子,HPF处理的第一截止频率fc1可以被设定为比簧上共振频率小的频率。
ECU30从通过HPF处理得到的“簧下位移z1的第一时序变化数据”获取车轮11i的预测通过位置处的簧下位移z1。ECU30使用该获取到的簧下位移z1来运算目标控制力Fcti。
需要说明的是,在第一条件成立的情况下,ECU30不执行第一特定处理,而是从簧下位移z1的第一时序变化数据获取车轮11i的预测通过位置处的簧下位移z1。ECU30使用该获取到的簧下位移z1来运算目标控制力Fcti。
根据上述的构成,在车轮11i的预测路线上的簧下位移z1的时序变化超过主动致动器17i的可控制范围的情况下,ECU30执行第一特定处理(HPF处理),由此能减小预测通过位置处的簧下位移z1的大小。由此,能将预测通过位置处的簧下位移z1的大小收敛在主动致动器17i的可控制范围内。因此,能降低在主动致动器17i中消耗多余的能量的可能性。而且,第一特定处理是使低频带的振动衰减或去除低频带的振动的处理,因此ECU30能抑制比第一截止频率fc1高的高频带的振动。能降低在主动致动器17i中消耗多余的能量的可能性,并且能抑制高频带的振动。
(减振控制例程)
每当经过规定时间,ECU30的CPU(以下,标记为“CPU1”。)执行图8所示的减振控制例程。CPU1对车轮11的每一个执行减振控制例程。与前述同样地,将成为减振控制例程的执行对象的车轮11标记为“车轮11i”。
需要说明的是,每当经过规定时间,CPU执行未图示的例程,由此从云40预先获取准备区间的路面信息映射图43,并将路面信息映射图43暂时储存于RAM30c。
当到达规定的定时时,CPU1从图8的步骤800开始处理,并依次执行步骤801至步骤804,之后,进入步骤805。
步骤801:CPU1确定车轮11i的当前位置。更详细而言,CPU1从位置信息获取装置32获取车辆10的当前位置和表示车辆10的行进方向的方位角θ。ECU30的ROM30b中预先存储有表示车辆10中的GNSS接收器的搭载位置与各车轮11的位置的关系的位置关系数据。从位置信息获取装置32获取到的车辆10的当前位置相当于GNSS接收器的搭载位置。因此,CPU1基于车辆10的当前位置、车辆10的方位角θ以及上述位置关系数据来确定车轮11i的当前位置。
步骤802:CPU1如前述那样运算车轮11i的预测路线。在车轮11i是前轮11F的情况下,CPU1运算从车轮11i的当前位置向车辆10的行进方向(方位角θ的方向)以距离Dt延伸至前方的位置的线来作为预测路线。在车轮11i是后轮11R的情况下,CPU1假定为后轮11R沿着与前轮11F相同的路线前进来运算预测路线。
步骤803:CPU1确定车轮11i的通过预测位置。在车轮11i是前轮11F的情况下,CPU1通过对车速Vs乘以前轮预读时间tpf来运算前轮预读距离Lpf。而且,CPU1将从前轮11F的当前位置沿着预测路线前进前轮预读距离Lpf的前方的位置确定为通过预测位置pf1。在车轮11i是后轮11R的情况下,CPU1通过对车速Vs乘以后轮预读时间tpr来运算后轮预读距离Lpr。而且,CPU1将从后轮11R的当前位置沿着预测路线前进后轮预读距离Lpr的前方的位置确定为通过预测位置pr1。
步骤804:CPU1从储存于RAM30c的路面信息映射图43获取簧下位移z1的第一时序变化数据(车轮11i的预测路线上的簧下位移z1的集合)。
当进入步骤805时,CPU1判定前述的第一条件是否成立。在第一条件成立的情况下,CPU1在步骤805中判定为“是”并依次执行下述的步骤807至步骤809,之后,进入步骤895并暂时结束本例程。
步骤807:CPU1从簧下位移z1的第一时序变化数据获取车轮11i的通过预测位置处的簧下位移z1
步骤808:CPU1如前述那样使用在步骤807中获取到的簧下位移z1来运算目标控制力Fcti。在车轮11i是前轮11F的情况下,CPU1通过将在步骤807中获取到的簧下位移z1应用于算式(8)来运算目标控制力Fcti。在车轮11i是后轮11R的情况下,CPU1通过将在步骤807中获取到的簧下位移z1应用于算式(9)来运算目标控制力Fcti。
步骤809:CPU1将包含目标控制力Fcti的控制指令发送至与车轮11i对应的主动致动器17i。
另一方面,在第一条件不成立的情况下,CPU1在步骤805中判定为“否”并进入步骤806,执行第一特定处理。即,CPU1对簧下位移z1的第一时序变化数据执行HPF处理。之后,CPU1如前述那样依次执行步骤807至步骤809,之后,进入步骤895并暂时结束本例程。需要说明的是,在该情况下,CPU1在步骤807中从被执行了第一特定处理的“簧下位移z1的第一时序变化数据”获取车轮11i的通过预测位置处的簧下位移z1
根据以上可知,在车轮11i的预测路线上的簧下位移z1的时序变化超过主动致动器17i的可控制范围的情况下,减振控制装置20执行第一特定处理(HPF处理)。由此,能将车轮11i的预测通过位置处的簧下位移z1的大小收敛在主动致动器17i的可控制范围内。因此,能降低在主动致动器17i中消耗多余的能量的可能性。而且,也能防止在主动致动器17i中发生热损伤。
(数据管理系统的构成)
实施方式的数据管理系统是用于制作路面信息映射图43的系统。如图9所示,数据管理系统包括多个车辆(在本例子中,为多个车辆10)和云40。
各车辆10具备数据收集装置120。数据收集装置120包括电子控制装置130(以下,被称为“ECU130”。)、存储装置31、位置信息获取装置32、车辆状态量传感器33、预见传感器34、无线通信装置35、上下加速度传感器36FL至36RR以及行程传感器37FL至37RR。
ECU130具备包括CPU130a、ROM130b、RAM130c以及接口(I/F)130d等的微型计算机。ECU130与存储装置31、位置信息获取装置32、车辆状态量传感器33、预见传感器34以及无线通信装置35连接。它们的构成如上所述,省略详细说明。
而且,ECU130与上下加速度传感器36FL至36RR和行程传感器37FL至37RR连接,接收这些传感器所输出的信号。
上下加速度传感器36FL至36RR分别检测车身10a(簧上51)相对于各车轮11FL至11RR的位置的上下加速度(簧上加速度ddz2FL至ddz2RR),输出表示该上下加速度的信号。需要说明的是,上下加速度传感器36FL至36RR在无需对它们进行区分的情况下被称为“上下加速度传感器36”。同样地,簧上加速度ddz2FL至ddz2RR被称为“簧上加速度ddz2”。
行程传感器37FL至37RR分别设于悬架13FL至13RR。行程传感器37FL至37RR分别检测悬架13FL至13RR的上下方向的行程Hfl至Hrr,并输出表示该上下行程的信号。行程Hfl至Hrr是图1所示的与各车轮11的位置对应的车身10a(簧上51)与车轮支承构件12FL至12RR(簧下50)的每一个之间的上下行程。需要说明的是,行程传感器37FL至37RR在无需对它们进行区分的情况下被称为“行程传感器37”。同样地,行程Hfl至Hrr被称为“行程H”。
ECU130通过参照车辆10的当前位置、车辆10的行进方向(方位角θ)以及上述位置关系数据来确定车轮11的每一个的当前位置。而且,ECU130从上下加速度传感器36的每一个获取簧上加速度ddz2,并且从行程传感器37的每一个获取行程H。
ECU130将规定的时序数据(以下,称为“感测数据”。)经由无线通信装置35发送至服务器41。感测数据包括车轮11的位置的时序数据、簧上加速度ddz2的时序数据以及行程H的时序数据。需要说明的是,在感测数据中,对车轮11的位置、簧上加速度ddz2以及行程H分别附加有检测到该值的时刻的信息。
(数据制作例程)
每当经过规定时间,服务器41的CPU(以下,标记为“CPU2”。)执行图10中由流程图示出的数据制作例程。
需要说明的是,每当经过规定时间,CPU2执行未图示的例程,由此从多个车辆10的每一个接收感测数据,并将接收到的感测数据积累于存储装置42。
当到达规定的定时时,CPU2从图10的步骤1000开始处理,依次执行步骤1001和步骤1002,之后,进入步骤1003。
步骤1001:CPU2从存储装置42获取规定量的感测数据。
步骤1002:CPU2通过从簧上位移z2减去行程H来生成簧下位移z1的时序数据。在此,将所生成的数据称为“簧下位移z1的第二时序变化数据”。
更具体而言,CPU2对簧上加速度ddz2的时序数据执行二阶积分处理来生成簧上位移z2的时序数据。CPU2对簧上位移z2的时序数据执行仅使特定频率频带的分量通过的带通滤波处理(以下,被称为“BPF处理”。)。在本例子中,特定频率频带是规定的下限截止频率以上且规定的上限截止频率以下的频率频带。而且,CPU2对行程H的时序数据执行上述的BPF处理。
在本例子中,通过零相位滤波处理来进行BPF处理。例如,CPU2对簧上位移z2的时序数据执行时间轴的正方向的处理(从时序数据的最初的值朝向最后的值进行的BPF处理)和时间轴的反方向的处理(从时序数据的最后的值朝向最初的值进行的BPF处理)这两方,将处理结果相加并进行平均化。已知在这样的零相位滤波处理中不会发生由滤波处理导致的相位延迟。需要说明的是,BPF处理也可以使用FFT处理(Fast Fourier Transform:快速傅立叶变换处理)来进行。
CPU2通过从BPF处理后的簧上位移z2减去BPF处理后的行程H来生成簧下位移z1的第二时序变化数据。
当进入步骤1003时,CPU2基于簧下位移z1的第二时序变化数据来判定规定的第二条件是否成立。第二条件是用于判定簧下位移z1的第二时序变化数据中的簧下位移z1的时序变化是否在一般的主动致动器的可控制范围内的条件。在本例子中,假定为一般的主动致动器能在上下方向上在从-z1_r1起至z1_r1为止的范围内可动。z1_r1是正的常数。
第二条件在簧下位移z1的第二时序变化数据中的簧下位移z1的大小(绝对值)的最大值z1_max2为第二阈值Th2以下时成立。在本例子中,第二阈值Th2是z1_r1
在第二条件成立的情况下,CPU2在步骤1003中判定为“是”并进入步骤1005,CPU2将车轮11的位置的时序数据与簧下位移z1的第二时序变化数据建立关联。然后,CPU2将“车轮11的位置和簧下位移z1”的组合作为路面信息映射图43储存于存储装置42。之后,CPU2进入步骤1095并暂时结束本例程。
另一方面,在第二条件不成立的情况下,CPU2在步骤1003中判定为“否”并进入步骤1004。CPU2执行减小簧下位移z1的大小(绝对值)的处理。以下,将该处理称为“第二特定处理”。具体而言,CPU2对簧下位移z1的第二时序变化数据执行HPF处理。需要说明的是,第二特定处理中的HPF处理的第二截止频率fc2被设定为比在步骤1002中被执行的BPF处理的下限截止频率高的频率。之后,CPU2如前述那样执行步骤1005的处理,进入步骤1095并暂时结束本例程。
根据该构成,在服务器41对车辆10提供路面信息映射图43的情况下,能使路面信息映射图43的簧下位移(z1)43b的大小超过搭载于该车辆10的主动致动器17的可控制范围的可能性降低。而且,服务器41依照一般的主动致动器的可控制范围(从-z1_r1起至z1_r1为止的范围)来制作路面信息映射图43,因此服务器41能给许多车辆10带来上述的效果。
本公开不限定于上述实施方式,可以在本公开的范围内采用各种变形例。
(变形例1)
第一特定处理不限定于上述的例子。第一特定处理只要是减小车轮11i的通过预测位置处的簧下位移z1的大小(绝对值)的处理,则也可以是其他处理。CPU1也可以在运算目标控制力Fcti的算式中,将第一条件不成立的情况下的“针对簧下位移z1的增益”设定得比第一条件成立的情况下的“针对簧下位移z1的增益”小。具体而言,CPU1在第一条件成立的情况下,在步骤808中,按照以下的算式(10)来运算目标控制力Fcti。βi是按每个车轮11i设定的增益。
Fcti=βi×z1……(10)
另一方面,CPU1在第一条件不成立的情况下,在步骤808中,按照以下的算式(11)来运算目标控制力Fcti。βi’是按每个车轮11i设定的增益。算式(11)的增益βi’比算式(10)的增益βi小。
Fcti=βi’×z1……(11)
如此,作为第一特定处理,CPU1也可以执行减小针对车轮11i的通过预测位置处的簧下位移z1的增益的增益变更处理。由此,能将预测通过位置处的簧下位移z1的大小限制在主动致动器17i的可控制范围(-z1_r0~z1_r0)内。在某个例子中,CPU1也可以只执行增益变更处理,而不执行HPF处理。在其他例子中,CPU1也可以执行HPF处理和增益变更处理这两方。
(变形例2)
CPU1也可以运算“表示预测路线上的簧下位移z1从主动致动器17i的可控制范围脱离的程度的第一指标值”。CPU1也可以在第一特定处理中执行第一指标值越大则车轮11i的通过预测位置处的簧下位移z1的大小越小这样的处理。例如,CPU1运算根据簧下位移z1的第一时序变化数据求出的最大值z1_max1与第一阈值Th1的差(以下,称为“第一差分值”)来作为第一指标值。CPU1也可以根据第一差分值来进一步减小车轮11i的通过预测位置处的簧下位移z1的大小。例如,在第一差分值比规定的值大的情况下,CPU1也可以将HPF处理的截止频率设定为比第一截止频率fc1高的频率fc1’。在另一个例子中,在第一差分值比规定的值大的情况下,CPU1也可以变更HPF处理的次数来增大比第一截止频率fc1小的频带的波形的衰减的程度。而且,CPU1也可以对簧下位移z1的第一时序变化数据并行执行截止频率或次数不同的多个HPF处理,制作两个“簧下位移z1的第一时序变化数据”。并且,CPU1也可以运算两个“簧下位移z1的第一时序变化数据”的加权和。CPU1也可以根据第一差分值来调整加权和中的各要素的权重。需要说明的是,第一指标值不限定于第一差分值。也可以采用簧下位移z1的第一时序变化数据中的簧下位移z1的振幅等其他值来作为第一指标值。需要说明的是,CPU1也可以根据第一指标值来进一步减小算式(11)的增益βi’。
(变形例3)
在上述实施方式中,使用了主动致动器17来作为控制力产生装置,但不限定于此。即,控制力产生装置是能以能基于包含目标控制力的控制指令进行调整的方式产生用于对簧上51进行减振的上下方向的控制力的致动器即可。
而且,控制力产生装置也可以是主动稳定(active stabilizer)装置(未图示)。主动稳定装置包括前轮主动稳定器和后轮主动稳定器。就前轮主动稳定器而言,若在与左前轮11FL对应的簧上51与簧下50之间产生上下方向的控制力(左前轮控制力),则在与右前轮11FR对应的簧上51与簧下50之间产生与左前轮控制力相反方向的控制力(右前轮控制力)。同样地,就后轮主动稳定器而言,若在与左后轮11RL对应的簧上51与簧下50之间产生上下方向的控制力(左后轮控制力),则在与右后轮11RR对应的簧上51与簧下50之间产生与左后轮控制力相反方向的控制力(右后轮控制力)。上述主动稳定装置的构成是众所周知的,通过参照日本特开2009-96366号公报而被引入本申请说明书中。需要说明的是,主动稳定装置包括前轮主动稳定器和后轮主动稳定器中的至少一方即可。
控制力产生装置也可以是通过对车辆10的各车轮11增减制驱动力来利用悬架13FL至13RR的几何形状产生上下方向的控制力Fc的装置。这样的装置的构成是众所周知的,通过参照日本特开2016-107778号公报等而被引入本申请说明书中。ECU30通过众所周知的方法来运算产生与目标控制力Fct对应的控制力Fc的制驱动力。
而且,这样的装置包括对各车轮11赋予驱动力的驱动装置(例如,轮内马达)和对各车轮11赋予制动力的制动装置(brake device)。需要说明的是,驱动装置也可以是对前轮和后轮中的任一方或四轮赋予驱动力的马达或发动机等。而且,上述控制力产生装置包括驱动装置和制动装置中的至少一方即可。
而且,控制力产生装置也可以是阻尼力可变式的减震器15FL至15RR。在该情况下,ECU30以减震器15FL至15RR的阻尼力变化与目标控制力Fct对应的值的方式控制减震器15FL至15RR的阻尼系数C。
(变形例4)
例如,车辆10除了主动致动器17之外还包括主动稳定装置来作为控制力产生装置。在该构成中,CPU1可以执行以下的处理。例如,假定为车轮11i是前轮11F。在该情况下,在步骤802中,CPU1运算左前轮11FL的预测路线和右前轮11FR的预测路线。在步骤804中,CPU1获取关于左前轮11FL的簧下位移z1的第一时序变化数据和关于右前轮11FR的簧下位移z1的第一时序变化数据。以下,将关于左前轮11FL的簧下位移z1的第一时序变化数据所表示的波形称为“第一波形”,将关于右前轮11FR的簧下位移z1的第一时序变化数据所表示的波形称为“第二波形”。
主动稳定装置是在左前轮11FL与右前轮11FR之间在上下方向上产生差的装置。在第一波形和第二波形是相反相位的情况下,CPU1能驱动主动稳定装置以抑制簧上51的振动。因此,在第一波形和第二波形是相反相位的情况下,在抑制簧上51的振动的意义上,主动稳定装置的可控制范围大。另一方面,在第一波形和第二波形是相同相位的情况下,即使驱动主动稳定装置,抑制簧上51的振动的效果也小。因此,在第一波形和第二波形是相同相位的情况下,在抑制簧上51的振动的意义上,主动稳定装置的可控制范围小。
考虑到上述情况,在第一波形和第二波形是相同相位的情况下,CPU1将第一条件中的第一阈值Th1设定为第一值Th1a。Th1a是考虑第一波形和第二波形是相同相位的情况而设定的。在第一波形和第二波形是相反相位的情况下,CPU1将第一条件中的第一阈值Th1设定为第二值Th1b。第二值Th1b比第一值Th1a大。根据该构成,CPU1能根据第一波形和第二波形是相同相位还是相反相位来将第一条件中的第一阈值Th1变更为适当的值。
(变形例5)
CPU2也可以运算“表示第二时序变化数据中的簧下位移z1从一般的主动致动器的可控制范围脱离的程度的第二指标值”。CPU2也可以在第二特定处理中执行第二指标值越大则簧下位移z1的大小越小这样的处理。例如,CPU2运算根据簧下位移z1的第二时序变化数据求出的最大值z1_max2与第二阈值Th2的差(以下,称为“第二差分值”)来作为第二指标值。CPU2也可以根据第二差分值来进一步减小簧下位移z1的大小。例如,在第二差分值比规定的值大的情况下,CPU2也可以将HPF处理的截止频率设定为比第二截止频率fc2高的频率fc2’。在另一个例子中,在第二差分值比规定的值大的情况下,CPU2也可以变更HPF处理的次数来增大比第二截止频率fc2小的频带的波形的衰减的程度。而且,CPU2对簧下位移z1的第二时序变化数据并行执行截止频率或次数不同的多个HPF处理,制作两个“簧下位移z1的第二时序变化数据”。并且,CPU2也可以运算两个“簧下位移z1的第二时序变化数据”的加权和。CPU2也可以根据第二差分值来调整加权和中的各要素的权重。需要说明的是,第二指标值不限定于第二差分值。也可以采用簧下位移z1的第二时序变化数据中的簧下位移z1的振幅等其他的值来作为第二指标值。
(变形例6)
如上述那样,在第一波形和第二波形是相反相位的情况下,在抑制簧上51的振动的意义上,主动稳定装置的可控制范围大。另一方面,在第一波形和第二波形是相同相位的情况下,在抑制簧上51的振动的意义上,主动稳定装置的可控制范围小。考虑到这一点,CPU2也可以制作相同相位用的路面信息映射图43和相反相位用的路面信息映射图43。相反相位用的路面信息映射图43中的簧下位移(z1)43b的范围比相同相位用的路面信息映射图43中的簧下位移(z1)43b的范围广。例如,CPU2可以变更第二条件的第二阈值Th2来制作相同相位用的路面信息映射图43和相反相位用的路面信息映射图43。
(变形例7)
服务器41的CPU2也可以执行使用观测器来推定簧下位移z1和簧下速度dz1中的一方或两方的处理。CPU2也可以对由预见传感器34检测到的路面位移z0的时序数据,如上述那样执行零相位滤波处理来生成路面位移z0的时序数据。而且,CPU2也可以对路面位移z0的时序数据执行微分处理和零相位滤波处理来生成路面位移速度dz0的时序数据。因此,CPU2也可以将路面位移z0、路面位移速度dz0、簧下位移z1以及簧下速度dz1中的至少一个作为路面信息映射图43的路面位移关联值43b储存于存储装置42。
(变形例8)
路面信息映射图43也可以不存储于云40的存储装置42,而存储于车辆10的存储装置31。ECU130也可以具备服务器41的功能。ECU130也可以执行图10的例程的处理,在存储装置31中制作路面信息映射图43。
(变形例9)
悬架13FL至13RR只要分别容许车轮11FL至11RR和车身10a彼此相对于另一方在上下方向产生位移即可,可以是任何类型的悬架。而且,悬架弹簧16FL至16RR可以是压缩螺旋弹簧、空气弹簧等任意的弹簧。

Claims (8)

1.一种车辆的控制方法,所述车辆具备:控制力产生装置,被配置为在至少一个车轮和与该车轮的位置对应的车身部位之间产生用于对所述车辆的簧上进行减振的上下方向的控制力;以及控制单元,控制所述控制力产生装置,
所述控制方法包括:
所述控制单元运算被预测为所述车轮将要通过的预测路线的步骤;
所述控制单元从路面信息获取第一数据的步骤,该路面信息是表示路面的位置的位置信息与所述位置信息中的与所述路面的上下位移关联的路面位移关联值被建立了关联的数据,该第一数据是表示所述预测路线上的所述路面位移关联值的时序变化的数据;
所述控制单元从所述第一数据获取通过预测位置处的所述路面位移关联值的步骤,该通过预测位置是被预测为所述车轮在从当前时刻起经过了规定时间的时间点将要通过的位置;
所述控制单元使用所述通过预测位置处的所述路面位移关联值来运算目标控制力的步骤;以及
所述控制单元执行预见减振控制的步骤,该预见减振控制是以在所述车轮从所述通过预测位置通过的时间点,所述控制力与所述目标控制力一致的方式控制所述控制力产生装置的控制,
所述控制方法还包括:
所述控制单元基于所述第一数据来判定规定条件是否成立的步骤,该规定条件是在所述预测路线上的所述路面位移关联值的所述时序变化在所述控制力产生装置的可控制范围内时成立的条件;以及
所述控制单元在所述规定条件不成立的情况下,执行用于减小所述通过预测位置处的所述路面位移关联值的大小的特定处理的步骤。
2.根据权利要求1所述的控制方法,其中,
执行所述特定处理的步骤包括对所述第一数据执行高通滤波处理。
3.根据权利要求1所述的控制方法,其中,
运算所述目标控制力的步骤包括使用所述通过预测位置处的所述路面位移关联值和针对所述通过预测位置处的所述路面位移关联值的增益来运算所述目标控制力,
执行所述特定处理的步骤包括与所述规定条件成立的情况相比,减小所述规定条件不成立的情况下的所述增益。
4.根据权利要求1所述的控制方法,其中,
执行所述特定处理的步骤包括:
运算表示所述第一数据中的所述路面位移关联值从所述可控制范围脱离的程度的指标值;以及
执行所述指标值越大则所述通过预测位置处的所述路面位移关联值的所述大小越小这样的处理。
5.根据权利要求1所述的控制方法,其中,
判定所述规定条件是否成立的步骤包括:
在所述第一数据中的所述路面位移关联值的大小的最大值为基于所述控制力产生装置的所述可控制范围设定的阈值以下时,判定为所述规定条件成立;以及
在所述最大值比所述阈值大时,判定为所述规定条件不成立。
6.根据权利要求5所述的控制方法,其中,
所述控制力产生装置包括主动稳定装置,
所述车轮包括所述车辆的左侧的第一车轮和所述车辆的右侧的第二车轮,
判定所述规定条件是否成立的步骤包括:
在关于所述第一车轮的所述第一数据所表示的第一波形和关于所述第二车轮的所述第一数据所表示的第二波形是相同相位的情况下,将所述阈值设定为第一值;以及
在所述第一波形和所述第二波形是相反相位的情况下,将所述阈值设定为比所述第一值大的第二值。
7.根据权利要求1所述的控制方法,其中,
所述路面位移关联值包括表示所述路面的上下方向的位移的路面位移、表示所述路面位移的时间微分值的路面位移速度、表示所述车辆的簧下的上下方向的位移的簧下位移以及表示所述簧下位移的时间微分值的簧下速度中的至少一个。
8.一种车辆的控制装置,具备:
控制力产生装置,被配置为在至少一个车轮和与该车轮的位置对应的车身部位之间产生用于对所述车辆的簧上进行减振的上下方向的控制力;以及
控制单元,控制所述控制力产生装置,
所述控制单元被配置为:
决定被预测为所述车轮将要通过的预测路线,
从路面信息获取第一数据,该路面信息是表示路面的位置的位置信息与所述位置信息中的与所述路面的上下位移关联的路面位移关联值被建立了关联的数据,该第一数据是表示所述预测路线上的所述路面位移关联值的时序变化的数据,
从所述第一数据获取通过预测位置处的所述路面位移关联值,该通过预测位置是被预测为所述车轮在从当前时刻起经过了规定时间的时间点将要通过的位置,
使用所述通过预测位置处的所述路面位移关联值来运算目标控制力,
执行预见减振控制,该预见减振控制是以在所述车轮从所述通过预测位置通过的时间点,所述控制力与所述目标控制力一致的方式控制所述控制力产生装置的控制,
所述控制单元还被配置为:
基于所述第一数据来判定规定条件是否成立,该规定条件是在所述预测路线上的所述路面位移关联值的所述时序变化在所述控制力产生装置的可控制范围内时成立的条件,
在所述规定条件不成立的情况下,执行用于减小所述通过预测位置处的所述路面位移关联值的特定处理。
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