四轮转向是提高车辆主动安全性的方法之一。低速转向时,车辆通过前后轮的反向转动,减小转弯半径,极大地提高了车辆低速转向的操作随动性和泊车敏捷性;高速转向时,车辆通过前后轮的同向转动,降低车辆侧滑事故的发生几率,改善了车辆高速行驶的稳定性及安全性。基于此,本文以某越野车为原型,考虑汽车轮胎的非线性特征,对四轮转向车辆的转向特性和后轮转角控制器进行了研究。首先,针对二自由度线性模型在描述车辆转向过程中存在轮胎侧偏特性和簧载侧倾引起的误差问题,引入魔术公式轮胎模型,搭建了三自由度4WS非线性车辆模型。分别对二自由度线性与三自由度非线性模型进行仿真对比分析,结果表明三自由度非线性模型的转向特性与现行二自由度模型的特性基本一致,并能更详细地反映车辆真实的转向特性,为后轮转向控制器的设计奠定基础。其次,推导了三自由度4WS车辆的横摆角速度增益和转向特性的稳定性因素公式。并分析了各结构参数对四轮转向车辆转向特性的影响,为接下来的后轮转向控制器的设计提供借鉴。最后,基于车辆的非线性特点,重点对模糊PID综合控制器和滑模控制器的设计进行了研究,并基于三自由度非线性模型进行了仿真对比分析,结果表明两种控制器都有较好的控制效果,但滑模控制器更具优势。基于ADAMS/Car软件建立四轮转向车辆的虚拟动力学模型,选取典型实验工况,进行ADAMS/Simulink的联合仿真分析,进一步证明滑模控制器的实用性和有效性。