随着汽车技术的不断更新换代,自适应巡航控制(ACC,Adaptive Cruise Control)系统作为汽车纵向速度控制模块,已经逐步走向普通大众。然而常规ACC系统无法识别驾驶员换道意图,无法在换道过程中针对跟踪目标的过渡改变自车的加速度,而是仍旧跟踪原始车道前车,从而无法协调自车对换道前后两车道前车的跟踪。因此进行汽车自适应巡航控制多模式切换及主动换道控制研究的意义重大。首先根据车辆换道及ACC控制需求,进行车辆三自由度模型建立、轮胎模型建立以及主动转向系统模型,为下文的控制模型的搭建打下基础。随后为了分析驾驶员的换道行为,对驾驶员的换道意图进行了划分。以及在驾驶员存在换道意图时,为了判断换道的可行性与安全性,针对目标车道前、后车进行安全距离的分析。根据车辆在换道过程中出现的自适应巡航跟踪目标的切换,应换道前后的跟踪状态不同,将换道前后目标跟踪的变化状态进行了划分。并且针对不同纵向跟踪形式设计了期望加速度、期望节气门开度的计算方法。为了在换道过程中实现跟踪目标的平稳过渡,分别设计了加速度和节气门权值切换方法。在上层决策出期望的加速度或节气门开度值后,设计了纵向控制的下层控制器,完成对车辆纵向速度以及与前车距离的控制。为了完成车辆换道控制,首先设计了换道路径;根据理想换道路径得出期望的横摆角,设计滑模控制器跟踪期望的横摆角,得到理想的方向盘转角,实现车辆对换道路径的跟踪,从而实现车辆在换道过程中的ACC多模式切换控制。为了验证汽车换道过程中的自适应巡航控制模式切换控制器的有效性,利用Carsim和Matlab仿真平台设置不同工况,对设计的控制算法进行仿真验证。最后设计并搭建硬件在环和实车试验平台,通过试验验证设计的汽车自适应巡航多模式切换及主动换道控制算法的有效性。