汽车高速行驶爆胎是一种极其危险的情况，由于绝大多数驾驶员不具备爆胎事故处理经验，在爆胎发生及发展的过程中，驾驶员受到外部环境及自身心理恐慌等多种因素影响而容易采取过度操作甚至误操作，导致恶性交通事故的发生。以往的研究人员在爆胎事故预防以及降低爆胎事故损失等方面都做了大量的研究工作，但其中有些研究工作并不具有针对性，有些在短期内尚不具备实际应用条件。鉴于爆胎事故所造成的人员伤亡及财产损失巨大，但目前对于汽车爆胎相关问题的研究还很不深入，因此本文在总结国内外研究成果的基础之上，以提高爆胎汽车主动安全性为目标，以某国产A级轿车为研究对象，围绕着爆胎轮胎力学特性试验及爆胎轮胎建模，爆胎汽车的运动特性，用于爆胎汽车轨迹跟随的驾驶员模型以及爆胎汽车差动制动控制方面开展研究，主要研究工作如下：1、爆胎轮胎模型建立。爆胎后轮胎的力学特性发生显著变化，建立一个合理的、准确的爆胎轮胎模型是进一步研究爆胎汽车运动特性的关键。为此本文首先完成了标准胎压及零胎压的轮胎力学特性试验，分析了爆胎前后轮胎力学特性的变化以及载荷变化对爆胎轮胎力学特性的影响，并以UniTire模型为基础，将模型中爆胎前后变化较为明显的几个关键力学特性参数进行修正，同时考虑轮胎脱圈与轮辋卡地等情况，建立了UniTire爆胎轮胎模型，实现了对爆胎轮胎力学特性的准确描述并拓展了UniTire模型的应用范围。2、爆胎汽车运动特性研究。爆胎后汽车的运动特性发生了显著变化，深入分析爆胎汽车的运动特性是进一步研究爆胎汽车稳定性控制的关键。分析了爆胎后轮胎工作条件的变化，结合爆胎轮胎的力学特性，分析了爆胎对车轮定位参数的影响以及转向轮爆胎对转向系统的影响，并进一步分析了这些变化对爆胎汽车运动特性的影响。利用所建立的爆胎轮胎模型及整车动力学仿真模型，深入分析了汽车在不同情况下发生爆胎后的运动特性，初步完成了爆胎后的实车运动特性试验。3、用于爆胎汽车轨迹跟随的驾驶员模型研究。将驾驶员模型应用到汽车爆胎仿真中，深入分析了驾驶员模型在汽车爆胎仿真中轨迹跟随精度下降的问题，提出爆胎汽车转向响应特性的改变是导致驾驶员模型在汽车爆胎仿真中轨迹跟随精度下降的根本原因。建立了考虑汽车左、右转向特性不对称的驾驶员模型，仿真结果表明爆胎后汽车轨迹跟随精度有所提高。为了进一步解决此问题，将状态参考器加入到驾驶员模型中，当汽车发生爆胎后，用参考车辆模型与实际车辆模型之间的状态偏差对驾驶员模型输出的方向盘转角进行补偿，建立了用于爆胎汽车轨迹跟随的驾驶员模型，提高了驾驶员模型在汽车爆胎仿真中的轨迹跟随精度。4、爆胎汽车差动制动控制研究。汽车高速行驶爆胎具有极大的危险性，而绝大多数驾驶员往往不具备爆胎事故的处理经验，其错误操作直接导致了爆胎事故的严重后果，因此有必要研究针对于爆胎汽车的控制策略，辅助驾驶员控制爆胎汽车的稳定性与运动状态。为此本文从汽车爆胎的实际出发，分析了爆胎对控制模型中参数的影响，对最优横摆力矩进行修正，提出预防爆胎轮胎脱圈的控制措施，得出了爆胎汽车控制中制动车轮的选择原则，建立了轮缸压力与附加横摆力矩之间的关系，初步探讨了爆胎汽车质心侧偏角估计与如何判断爆胎发生的问题。通过汽车在不同情况下发生爆胎后有无爆胎控制的仿真对比，验证了本文所提出的控制策略不但保证了爆胎汽车的稳定性，而且有效降低了爆胎汽车轨迹偏离程度以及驾驶员转向操作的难度。5、驾驶员在环的控制效果验证。爆胎后驾驶员所采取的操作措施在一定程度上直接决定了爆胎汽车的运动状态及稳定性，而在爆胎发生及发展的过程中，驾驶员所采取的操作措施又具有极大的不确定性，很难用一个准确的驾驶员模型去描述，因此本文借助基于dSPACE的汽车实时仿真平台，将UniTire爆胎模型及整车模型连接到dSPACE中，研究了驾驶员操作对爆胎汽车运动状态的影响，并将爆胎汽车控制系统嵌入到汽车爆胎实时仿真平台中，验证了驾驶员在环的爆胎控制效果。论文主要创新点如下：1、完成了标准胎压与零胎压轮胎力学特性试验，以试验结果为依据，考虑载荷对爆胎轮胎力学特性的影响，建立了UniTire爆胎轮胎模型，实现了对爆胎轮胎力学特性的准确描述；2、深入研究了驾驶员模型在汽车爆胎仿真中轨迹跟随精度降低的问题，建立了用于爆胎汽车轨迹跟随的驾驶员模型，提高了驾驶员模型在汽车爆胎仿真中的轨迹跟随精度；3、考虑爆胎汽车实际情况，提出了基于电子稳定性控制原理的爆胎汽车差动制动控制策略，该策略不但保证了爆胎汽车的稳定性，而且有效降低了爆胎汽车的轨迹偏离程度及驾驶员转向操作的难度；4、基于dSPACE的汽车实时仿真平台，将UniTire爆胎模型与车辆模型连接到dSPACE中，研究了驾驶员操作对爆胎汽车运动状态的影响，并将爆胎汽车控制系统嵌入到汽车爆胎实时仿真平台中，验证了驾驶员在环的爆胎控制效果。