高速爆胎是一种极其危险的工况，经常导致严重交通事故的发生。本文研究爆胎过程中轮胎的瞬态特性及其对整车运动的影响，为提高车辆的主动安全性提供技术支持。本文首先测试了轮胎在不同胎压和载荷下的力学特性；其次建立了考虑胎压影响的轮胎稳态模型，并与考虑胎体弹性的非稳态模型集成获得爆胎模型；接着将其嵌入CarSim，实时解算爆胎时的轮胎压力并仿真分析爆胎过程中车辆的响应；最后以七自由度整车模型为基础，利用扩展卡尔曼滤波同时观测所有轮胎的胎压。研究内容具体如下：第一章为绪论，介绍了论文的研究背景、意义以及国内外在爆胎方面的研究现状。第二章研究了爆胎轮胎力学特性建模方法及其仿真求解流程。首先介绍了基于胎体弹性的爆胎轮胎力学特性建模方法，包括概念的定义及建模方法的详细说明；其次介绍了爆胎轮胎的胎体弹性，指出爆胎后垂直载荷在轮间重新分配，爆胎轮胎的胎压在极短的时间内完全丧失，载荷及胎压的变化导致轮胎胎体弹性的变化；最后描述了爆胎轮胎力学特性的仿真求解流程。第三章测试了爆胎轮胎的力学特性并建立了爆胎轮胎模型。首先测试了不同胎压下轮胎的稳态特性，包括侧偏特性、纵滑特性、侧倾特性、垂直刚度特性及滚动阻力特性，建立了考虑胎压变化的轮胎稳态模型，并与考虑胎体弹性的轮胎非稳态模型一起构成了爆胎轮胎模型；其次，进行了侧偏角阶跃试验，获取轮胎的胎体刚度；接着引入等效压力的概念，修正高低速时轮胎特性的差异，并利用有限元模型验证了等效压力的合理性；最后测试了轮胎放气过程中的力学特性，验证了爆胎模型。第四章研究了爆胎过程中车辆的运动响应。首先推导了爆胎轮胎压力估计理论模型，使用不同裂口面积下轮胎泄气压力试验数据验证理论模型；然后通过Matlab/Simulink将爆胎轮胎模型嵌入CarSim动力学仿真软件，仿真研究了直线行驶及转弯行驶时爆胎汽车的运动响应，仿真结果表明：在爆胎过程中，车辆响应在垂直方向发生明显变化，轮胎的垂直载荷、轮心垂向位置、悬架减震器阻尼力均变化显著，前轮爆胎使车辆质心位置下降，后轮爆胎车辆质心位置几乎不变；直行爆胎时车辆的侧向响应变化不大；转弯行驶时外侧前轮爆胎会使车辆趋于不足转向，外侧后轮爆胎使车辆趋于过多转向；无论是直行爆胎还是转弯爆胎，爆胎过程中车辆的纵向响应均变化不大。第五章研究了基于扩展卡尔曼滤波的爆胎识别方法。以前面的研究结论为基础，假设车辆的侧向加速度及悬架阻尼力可测量，利用七自由度车辆动力学模型，设计了扩展卡尔曼状态观测器，完成对四条轮胎裂口面积及胎压的同时观测。结果表明：七自由度整车模型可以较好地表达悬架的阻尼力，基于扩展卡尔曼滤波的状态估计算法能够较准确的同时观测出不同轮胎的压力。第六章是本文的总结，概括了本研究的主要工作和结论，并展望了下一步需要进行的研究工作。