随着智能车辆的快速发展,人们对汽车的驾驶体验、行驶安全性、乘坐舒适性等越来越重视,而横向控制与车辆操纵稳定性、主动安全性等问题息息相关,因此是智能车辆研究的关键技术。由于商用车应用场景较为单一,因此更容易实现无人驾驶。现今无人驾驶仍处于发展阶段,必要情况下仍需驾驶员主动干预并控制汽车行驶。此外,商用车在不同载荷下车重变化较大,致使不同前轴载荷转向阻力矩变化也较大,采用传统EPS系统的商用车在同种工况行驶时,载荷变化会引起驾驶员转向手感发生变化,不能保证驾驶员始终获得清晰路感,影响驾驶体验。鉴于以上考虑,本文主要研究如何通过控制智能商用车的转向来实现车辆路径跟踪控制,必要情况下驾驶员干预车辆转向并获得转向控制权。当驾驶员控制汽车转向时,本文提出的前轴变载荷双电机电动助力转向系统可以为驾驶员提供较好转向助力矩,克服载荷对转向阻力矩的影响,保证车辆的转向轻便性并获得较清晰路感,从而提升驾驶员的转向与驾驶体验。本文主要研究内容如下:首先,介绍了智能商用车横向控制的路径跟踪系统与电动助力转向系统(EPS)的结构体系,分析了横向控制系统的组成及功能要求,针对驾驶员干预转向时避免出现人机冲突,设计了驾驶员操作状态辨识模块。其次,分析了车辆动力学模型和轮胎模型,基于最优预瞄控制策略搭建路径跟踪控制策略,根据车辆航向角与参考路径切线夹角的关系,在控制策略中加入反馈控制。分析了不同预瞄距离对路径跟踪效果的影响,提出变权重多点预瞄方法。通过TruckSim与Simulink的联合仿真,分析了车速、车重、路面附着系数对最优预瞄控制策略的影响,结果表明,速度过高的车辆在低附着系数路面上不能跟随参考路径行驶,且失去行驶稳定性。鉴于以上问题,进一步研究了可加入约束控制的模型预测控制(MPC)策略,建立线性时变模型预测控制器,在控制器中加入轮胎侧偏角约束提高商用车抗干扰能力,保证车辆行驶的稳定性。通过联合仿真分析了模型预测控制策略可以使汽车在不同车速、车重、路面附着系数下都具有较好路径跟踪效果且车辆稳定性较好,验证了此控制策略对车速、路面附着系数都具有较好适应性。当驾驶员主动干预汽车转向时,EPS系统为驾驶员转向提供助力。考虑到商用车车重较大导致转向阻力矩较大,且不同载荷下车辆转向阻力矩变化也较大的特点,本文提出一种前轴变载荷的双电机电动助力转向系统。为了保证驾驶员在不同载荷下都可以获得较清晰路感和转向轻便性,提升转向与驾驶体验,本文设计了前轴变载荷助力特性的EPS系统控制策略。此外,针对双电机EPS系统的工作特点,提出两种电流分配控制策略及其对应的容错控制方案。最后,本文通过联合仿真,验证了驾驶员干预转向时可获得操作控制权,前轴变载荷双电机电动助力转向系统可为驾驶员转向提供合适的助力矩,克服载荷对转向性能的影响,保证低速行驶时驾驶员获得转向轻便性,高速行驶时具有清晰路感,相较于传统单一助力特性EPS系统,可以使驾驶员获得更清晰的路感并可以提升车辆的操纵稳定性,从而提高驾驶员转向与驾驶体验。此外,通过仿真试验验证了电流分配控制策略及容错控制方案的可行性。