高速车辆爆胎属于交通事故的一种特殊工况,由于其突发性且无法预测,很容易引起驾驶员的误操作,进而造成交通事故的发生。因此,如何处理高速车辆爆胎已然成为一个极为重要且具有实际工程意义的问题。本课题在分析了国内外研究现状的基础上,围绕着爆胎车辆的主动安全性这一主题,在E级轿车的基础上,就爆胎整车模型的建立、爆胎车辆动力学响应分析、车辆稳定性状态参量估计以及爆胎车辆稳定性控制等方面展开研究,主要研究内容如下:首先,利用Simulink建立能够适应于全工况非稳态非线性的UniTire轮胎模型,并根据爆胎公开的数据和相关实验,建立UniTire爆胎模型。将UniTire爆胎模型引入到CarSim整车模型中,完成联合仿真平台的搭建;在八自由度车辆模型的基础上,以双移线、蛇形、角阶跃和制动等仿真工况为例,验证了基于UniTire的爆胎联合仿真平台的正确性,为进一步分析爆胎车辆动力学响应奠定了基础。然后,对无驾驶员干预和误操作,车辆直线行驶和弯道行驶两种工况下,四轮分别发生爆胎的车辆动力学响应进行了分析;并在无转向输入的情况下,以左前轮爆胎为例,仿真分析了全轮制动和脉冲制动对爆胎车辆的积极作用,为爆胎后驾驶员制动输入提供了参考。其次,在确定了表征车辆稳定性状态参量的基础上,针对实际车辆状态参量难以直接获取问题,基于非线性7自由度车辆模型,设计了非线性全维状态观测器(NFOO)来实时观测车辆状态,并对其进行了稳定性证明;最后利用CarSim对所提的方法和无迹卡尔曼滤波(UKF)算法进行了对比验证。仿真结果表明,本课题所提的方法观测误差在5%以内。最后,针对爆胎导致的车辆偏航和失稳问题,设计了一种基于模糊PID(FPID)的主动纠偏控制器,规划方向盘转角,替代驾驶员转向控制。仿真结果表明,本文设计的控制器在不同车速下具有良好的自适应特性,并且可以快速纠偏,有效避免了驾驶员误操作带来的严重后果,使得最大偏航距离在1m以内。