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前沿探索 | 后轮转向功能测试评价建议研究

2026-08-07 李伟 杨畅 中汽研汽车检验中心(天津)有限公司
 
[摘要] 汽车后轮转向(RWS)技术正处于从“百万级豪车专属”向“20万级大众普及”转型的关键时期。今年以来,后轮转向已成为众多新车的核心卖点,逐渐与线控底盘深度融合。虽然国内强制性标准GB 17675—2025[1]对汽车转向系统有通用性要求,但针对主动后轮转向的具体技术标准仍处于完善阶段。建立一套科学、完善的后轮转向测试评价体系,对于这项技术的健康发展与规模化落地至关重要。
 
[关键词] 智能底盘;后轮转向;整车测试;发展建议
 
引言
RWS这项曾经只在保时捷、奥迪A8、奔驰S级等豪车上出现的“黑科技”,如今已经逐渐成为20万至30万级国产新能源车型的标配或热门配置。
 
1 核心原理与体验升级
后轮转向的核心在于让后轮根据车速主动偏转一定角度,从而在不同场景下优化操控。
一是低速场景(如掉头、泊车)。当车速低于一定阈值(通常为40~60km/h)时后轮与前轮反向偏转。这能显著缩小车辆的转弯半径,让车身长度超过5米的大型SUV或MPV也能像紧凑型小车一样灵活,轻松实现“一把过”。二是高速场景(如变道、过弯)。汽车在高速行驶时后轮与前轮同向偏转。这能极大提升车辆变道时的平顺性与车身稳定性,减少侧倾感,增加驾驶信心。
1.1 价格门槛大幅下探
过去,后轮转向是旗舰车型的象征,选装价格动辄数万元。近年来,随着国产新能源汽车的持续发力,这项技术的搭载门槛急剧降低。
普及速度加快。目前,智己LS6已在20万级的入门版车型上全系标配最大±9度的后轮转向;小鹏GX、零跑D19等20~30万级的新车也纷纷搭载该系统。
传统豪车跟进。梅赛德斯-奔驰宣布从今年起,其中期改款的S级轿车将标配后轮转向系统。
1.2 技术路线迭代
汽车后轮转向主要分为两类,且正经历着技术更替。一是被动式随动转向。该技术通过悬挂连接处的橡胶软垫形变来实现后轮极小角度的偏转。该技术因精度受限且调校难度大,正逐渐被市场淘汰。二是主动式转向(主流)。该技术通过电控单元驱动电机和丝杠机构,精准控制后轮的转向角度。这是目前各大整车厂的主流方案,能够实现大角度主动调节,并满足最高的ASIL-D(汽车安全完整性等级—D级)功能安全等级要求。
1.3 市场趋势展望
今年起,后轮转向开始与线控转向、空气悬架等技术整合为AI底盘或全线控底盘,成为高阶智能驾驶和极致驾控体验的重要执行部件。后轮转向正在打破“大车难开”的历史难题,让普通消费者在选购大空间家用车时,不再为了空间而牺牲日常驾驶的灵活性。另外,于今年7月1日起正式实施的GB 17675—2025《汽车转向系 基本要求》[1]标准,增加了线控转向和后轮转向的功能安全要求,为技术的迭代提供了法规依据,消除了车企应用新技术的合规顾虑。
 
2 后轮转向测试评价体系
随着汽车智能化程度的不断提高,后轮转向系统在车辆遇到突发危险时,是底盘域控制器挽救车身姿态的核心执行机构之一。同时,后轮转向需要通过实车测评以确保其能够完美兑现对用户的“低速灵活、高速稳定”体验承诺。本文围绕后轮转向对车辆性能的改善和后轮转向功能的稳定性进行测试评价体系的建立,涵盖静态测试、最小转弯直径、行驶稳定性、稳态回转测试、蛇行试验等十余项典型以及特殊测试场景,实现对后轮转向核心性能的全面验证。
2.1 系统跟随性测试
试验开始前,车辆以不大于10km/h的速度匀速直线行驶1km,使底盘系统达到稳定状态,然后将车辆停放在平坦的沥青路面开展测试。
阶跃响应试验。车辆静止,将方向盘至于中间位置,快速180°转动方向盘,左右各进行3次,记录后轮实际转角达到目标值的响应时间、超调量和稳定时间,评估系统的跟随性。
正弦响应试验。车辆静止,将方向盘至于中间位置,以1Hz的频率正弦180°转动方向盘,重复10个循环,记录第10个循环后轮实际转角达到目标值的响应时间、超调量和稳定时间,评估系统的跟随性。试验进行3次,每次试验间隔5分钟,以防止系统过热影响试验结果。
2.2 极限位置测试
车辆以不大于10km/h的速度匀速行驶,行驶中逐渐增大方向盘转角,使其达到转向系统的整车设计极限位置,保持当前方向盘转角不变,车辆稳定行驶5s以上,记录稳态过程中后轮的平均转角,左转和右转方向各测试1次,通过后轮转向实际行程评估系统的能力上限。
2.3 最小转弯直径测试
参考GB/T 12540—2024《汽车及汽车列车最小转弯直径、转弯通道圆和外摆值测量方法》[2]标准中最小转弯直径的测试方法,记录车辆的最小转弯直径,验证其灵活性,让用户在泊车、掉头时操作更加从容。
2.4 直线行驶稳定性测试
试验场地为一条直线跑道,在测试工况中车辆加速到规定的试验速度并驶入直线车道。驾驶员尽量保持车辆与车道中心对齐,并尽可能沿车道行驶。
直线匀速行驶工况。车辆以80km/h车速匀速直线行驶1km。在行驶过程中微小(±3-5°)晃动方向盘,记录后轮是否有不必要的频繁介入,影响车辆行驶稳定性。
直线加速工况。车辆以20km/h车速直线行驶,然后以(4±0.5)m/s2加速度加速到80km/h,记录车辆加速过程中后轮是否有不必要的介入,影响车辆行驶稳定性。
直线制动工况。车辆以80km/h车速直线行驶,然后快速释放油门踏板,以(4±0.5)m/s2减速度进行制动,使车速降到20km/h,记录车辆减速过程中后轮是否有不必要的介入,影响车辆行驶稳定性。
2.5 弯道行驶稳定性测试
试验场地为一条直径80m的圆形车道,在测试工程中车辆加速到规定的试验速度并驶入圆形车道。驾驶员尽量保持车辆与车道中心对齐,并尽可能沿车道行驶。
弯道匀速行驶工况。车辆在半径80m圆周,以不大于10km/h的速度匀速行驶一圈,固定方向盘转角,在行驶过程中记录后轮是否有不必要的介入或退出,影响车辆行驶稳定性。
弯道加速工况。车辆在半径80m圆周、以20km/h车速稳定行驶,达到稳态后固定方向盘转角,以(2±0.5)m/s2加速度加速到80km/h,记录车辆加速过程中后轮转角变化是否平顺无卡滞,不应影响车辆行驶稳定性。
弯道制动工况。车辆在半径80m圆周、以80km/h车速稳定行驶,达到稳态后固定方向盘转角,快速释放油门踏板,以(2±0.5)m/s2减速度制动,车速降到20km/h时记录车辆减速过程中后轮转角变化是否平顺无卡滞,不应影响车辆行驶稳定性。
2.6 稳态回转试验
参考GB/T 6323—2014《汽车操纵稳定性试验方法》[3]标准中稳态回转试验测试方法,记录车辆的不足转向度、车身侧倾角、最大侧向加速度等参数,验证其对车辆基础转向特性(不足转向、中性转向或过度转向)的提升,确保驾驶者在高速弯道行驶时拥有更强的信心。
2.7 转向盘转角阶跃输入试验
参考GB/T 6323—2014标准中转向盘转角阶跃输入试验的测试方法,记录车辆横摆角速度的响应时间、超调量、稳定时间等参数,验证其对车辆紧急变道时瞬态响应能力的提升。
2.8 蛇行试验
参考GB/T 6323—2014标准中蛇行试验测试方法,记录车辆平均横摆角速度峰值、车身侧倾角、相位滞后等参数,验证其对车辆连续变向工况下的整体操控灵活性和协调性的提升。
2.9 避障试验
参考GB/T 40521.2—2021《乘用车紧急变线试验车道 第2部分:避障》[4]标准的测试方法,记录车辆最高通过速度、车身侧倾角等参数,验证其对车辆极限状态下的紧急避险能力、抗侧翻能力和防侧滑循迹性的提升。
2.10 特殊驾驶模式测试
目前,国内汽车后轮转向技术不再局限于简单的机械反向/同向转动,而是向大角度、线控化和智驾融合方向发展。针对中国复杂的用车环境,车企还开发了“雨雪内八”模式(如腾势N8L)以增加雪地稳定性,以及“圆规掉头”功能。
图1 电动摩托车主要通信方式
针对整车厂开发的这些特殊驾驶模式,本文也进行了相关测试方案的研究。图1为特殊驾驶模式测试示意图。
①蟹行模式:
工况:车辆静止,驾驶员操作车辆进入蟹行模式,逐渐加速至模式退出,记录最大行驶角度和车速。
预期结果:后轮应与前轮同向偏转,车辆无异常摆动,在达到限定车速后退出该模式。
②圆规掉头:
工况:车辆静止,驾驶员操作车辆进入圆规掉头模式,设置旋转角度为360°,记录完成时间和旋转半径误差。
预期结果:整个掉头过程平顺无卡顿,车辆精准锁定旋转半径,通过实际旋转轨迹与理论圆规轨迹的偏差评估系统锁止支点轮的稳定性。
③内八模式:
工况:驾驶员操控车辆以车速40km/h匀速直线行驶,固定方向盘,通过对开路面观察车辆是否能自动抵抗跑偏,保持直线行驶,记录车辆横向偏移量。
预期结果:行驶轨迹偏移量在可控范围内。
2.11 功能安全测试
最新实施的GB 17675—2025标准删除了转向系统必须有机械连接的强制要求,将监管重点全面转向了更高的功能安全与冗余等级。该标准不仅明确要求转向电子控制系统必须满足严格的功能安全开发流程,还完善了失效后的降级行驶要求和报警机制。功能安全测试是产品合规上市的前置条件,只有通过标准化的文档审核评估及抽查试验,才能证明车辆在非故障和故障状态下均能满足法定的安全底线[5]
 
3 结论
未来,后轮转向将不再是一个孤立的操控辅助功能,而是智能底盘的核心执行单元,与自动驾驶系统深度绑定。随着L3、L4级自动驾驶的商业化落地,传统的机械转向系统已无法满足毫秒级响应和精准控制的需求。完全解耦的线控转向(包括后轮转向)将成为实现高阶自动驾驶的关键技术基石。后轮转向将与车辆的感知层、决策层打通。例如在自动泊车时提升泊入效率;在高速过弯时结合高精地图进行“弯道预瞄”,主动优化过弯路径;甚至与主动悬架、扭矩矢量控制深度融合,实现整车级的运动姿态协同控制,大幅降低驾驶负荷。
 
参考文献
[1] GB 17675-2025 汽车转向系 基本要求
[2] GB/T 12540-2024 汽车及汽车列车最小转弯直径、转弯通道圆和外摆值测量方法
[3] GB/T 6323-2014 汽车操纵稳定性试验方法
[4] GB/T 40521.2-2021 乘用车紧急变线试验车道 第2部分:避障
[5] 梁 东,方顺亭,费员军,李赛赛,基于DIN70065标准的汽车线控转向试验方法研究,内燃机与配件2025年第2期
 

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