[发明专利]一种自主行驶铰接式车辆试验平台及其轴荷动态调整方法

权利要求书

1.一种自主行驶铰接式车辆试验平台，其特征在于，包括分段式车体、自主行驶系统和变轴荷配重系统；

所述分段式车体包括前车体、后车体和摆转体，前车体和后车体通过摆转体连接，具有横滚和横摆两个自由度，前车体和后车体上均设置有车轮，前车体上车轮的中心连线为前轴，后车体上车轮的中心连线为后轴；

所述变轴荷配重系统包括前端配重装置和后端配重装置；

所述前端配重装置与前车体的前端连接，包括前端配重加载区和前端配重驱动单元，前端配重加载区用于加载配重，前端配重驱动单元用于调节前端配重加载区与前轴间距；

所述后端配重装置与后车体的后端连接，包括后端配重加载区和后端配重驱动单元，后端配重加载区用于加载配重，后端配重驱动单元用于调节后端配重加载区与后轴间距；

所述自主行驶系统可控制各车轮的独立转矩，控制前车体和后车体间的铰接转向角度，以及通过配重驱动单元控制配重加载区与车轴的间距从而控制轴荷分配；

所述自主行驶系统包含上层感知计算系统和下层控制执行系统，上层感知计算系统包括感知单元和计算单元，下层控制执行系统包括整车控制单元、分布式电驱动/制动单元和线控铰接转向单元；

计算单元中运行无人驾驶决策规划算法，并结合感知单元获取的环境信息，实时规划行驶轨迹；

整车控制单元中运行整车控制算法，并通过分布式电驱动/制动单元控制每个车轮的独立转矩、通过线控铰接转向单元控制前车体和后车体间的铰接转向角度、通过配重驱动单元调节配重加载区与车轴的间距；

所述变轴荷配重系统具有主动变轴荷和定比例轴荷两种工作模式，在主动变轴荷工作模式下可实现前后轴荷的主动趋优分配，优化驱动力和转向力分配；在定比例轴荷工作模式下可测试不同轴荷分配下整车控制算法的鲁棒性；

所述自主行驶铰接式车辆试验平台的轴荷动态调整方法包括以下步骤：

步骤一：根据配重和整车空载质量，建立轴荷调节基础参数表，主要参数包括轴荷比值、前配重物质量、后配重物质量、前配重物质心距前轴前轮连接中心水平距离、后配重物质心距后轴水平距离；

步骤二：选择变轴荷配重系统工作模式，在主动变轴荷模式下，整车控制单元依据整车状态参数和行驶轨迹信息，实时计算前后轴的最佳轴荷分配比；在定比例轴荷模式下，整车控制单元读取轴荷比命令值；

步骤三：整车控制单元根据轴荷比值命令，通过查寻步骤一中标定的轴荷调节基础参数表，获取该轴荷比值对应的前配重物质心距前轴水平距离和后配重物质心距后轴水平距离，并发送驱动控制信号给前端配重驱动单元和后端配重驱动单元；

步骤四：前端配重驱动单元和后端配重驱动单元依据控制信号驱动前后配重到指定位置，使配重物与车体间产生相对位移，通过前后配重的组合移动，改变整车质心位置及前后轴荷；

步骤五：整车控制单元根据各分布式电驱动/制动单元的力矩反馈计算当前轴荷值，分析前后轴荷比是否符合命令值，若不符合则整车控制单元进行闭环反馈调节，发送微调信号给前端配重驱动单元和后端配重驱动单元，直至轴荷比达到命令值；

步骤六：车辆运行中周期性的重复步骤二到步骤五，实时动态调整前后轴荷比与命令值相等。

2.根据权利要求1所述的自主行驶铰接式车辆试验平台，其特征在于，前端配重装置为货叉与滑板组合式，包括固定在前车体前端的前货叉以及滑动设置在前货叉上的滑板，前端配重驱动单元采用前电动推杆；

所述滑板为前端配重加载区，与前货叉通过前电动推杆连接，滑板可直接放置标准配重砝码或组合成不同容积的货箱，货箱加载均质散装配重物。

3.根据权利要求2所述的自主行驶铰接式车辆试验平台，其特征在于，所述滑板的上平面设置有多组固定孔和定位槽；

每组固定孔和定位槽围合成矩形限位区，固定孔呈对角线布置，矩形限位区的中心均与滑板上平面的中心重合；

所述前端配重装置还包括铰接杆和多种尺寸的铰接平板；

所述铰接平板的下端为凸形边缘，凸形边缘可插入定位槽中，两侧交错布置的铰接套筒；

所述铰接杆从相邻两片铰接平板交错设置的铰接套筒内部穿过，底端插入固定孔，四根铰接杆将四片铰接平板铰接成矩形箱体，通过切换不同容积的货箱来改变同等质量配重物的质心高度。