随着中国经济的发展,2016年我国汽车产销量再创新高,居全球第一,其中商用车产出369.81万辆,销售365.13万辆,相比于2015分别增长8.01%和5.80%。同时,“十三五”规划中提出的进一步提高城镇化率,将促进城乡客运一体化和对物流用车的强劲需求。可见,未来对于商用车的需求越来越大,但也同时对商用车的驾驶舒适性提出了更高的要求。商用车区别于乘用车,以载货为主要目的,在驾驶舒适性和转向操纵性上相比于乘用车落后很多,这一缺点在国内的商用车上体现的尤为明显。商用车面临的这些不足,长此以往会给驾驶员带来与职业伤害有关的疾病,欧洲职业安全健康组织(EUOSHA)的一项调查显示,在欧洲从事货运行业的人员中,54%的女性和37%的男性在颈、肩、腰等部位都存在问题。因此,设计一种商用车的转向辅助系统来改善转向操纵性及轻便性十分有必要。本文基于国内外相关技术设计了商用车电液耦合转向系统机械结构,搭建了相应的硬件在环实验台,依托试验台设计了基于理想转向盘力矩的基本转向助力、转向回正与阻尼控制策略,并通过仿真和试验台实验验证了控制策略的有效性。本文研究的主要内容如下几方面:(1)设计了商用车转向助力特性曲线。从不同车速的角度出发来分析影响驾驶员理想转向手力矩的因素,分为低速段和中高速段考虑助力特性。低速时以转向盘转角为变量来考虑理想转向力矩特性,中高速段以侧向加速度为变量来考虑理想转向力矩特性。最后,根据理想转向力矩与实际转向手力矩的差值作为转向助力矩设计了助力特性曲线。(2)针对转向轻便性与操纵性,设计了商用车的基本助力控制、转向回正与阻尼控制策略。基本助力是依据助力特性曲线的车速感应型控制,根据车速和转向手力矩来确定助力矩。转向回正和阻尼控制是基于方向盘转角的的PID控制,回正力矩和阻尼力矩根据车速和转向盘转角偏差的大小确定。(3)商用车电液耦合转向系统控制策略软件仿真验证。分别对电液耦合转向系统液压助力系统、电动助力系统、转向机械系统搭建了AMESim模型,在Simulink中搭建控制策略模型。通过Simulink、Truck Sim商用软件、AMESim软件三者联合仿真验证了转向控制策略的有效性。(4)硬件在环试验台设计。分析国外相关产品的结构特点,设计适合本试验台的转向柱助力式商用车电液耦合转向系统硬件在环实时仿真平台,根据试验台的总体设计方案进行硬件的设计选型。编写了基于Lab VIEW的Truck Sim与Lab VIEW RI通信、转向阻力加载控制、信号采集及助力电机控制程序,建立Simulink实时仿真模型。(5)控制策略硬件在环试验台验证。为了验证转向控制策略应用在实物上的有效性,本文依托试验台设计方案,搭建商用车电液耦合转向系统硬件在环试验台。试验表明商用车的转向控制策略能有效的改善商用车的转向轻便性、转向回正性能以及回正超调。