滿足ISO功能安全要求和AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)的整車控制架構(gòu)研發(fā)與測試評價中汽中心唐風(fēng)敏

中國汽車技術(shù)研究中心汽車工程研究院滿足ISO26262功能安全要求和

AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)的整車控制架構(gòu)研發(fā)與測試評價唐風(fēng)敏@常州

2016.05.1921、整車電子電氣架構(gòu)發(fā)展趨勢介紹

2、滿足ISO26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu)開發(fā)3、基于AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)的控制系統(tǒng)開發(fā)

4、開發(fā)案例簡介

5、測試評價-功能安全I(xiàn)SO262626、測試評價-符合AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)的整車架構(gòu)汽車電子技術(shù)發(fā)展趨勢34電子電氣架構(gòu)發(fā)展趨勢

備注：信息來源于BOSCH電子電氣架構(gòu)研發(fā)熱點

新型車載總線技術(shù)CAN-FD和可局部喚醒的CAN總線FlexRay總線車載Ethernet功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262標(biāo)準(zhǔn)于2011年11月出版對應(yīng)的國標(biāo)正在轉(zhuǎn)換AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)54.產(chǎn)品開發(fā)：系統(tǒng)層面4-5系統(tǒng)層面產(chǎn)品開發(fā)啟動4-11生產(chǎn)發(fā)布4-10功能安全評估4-6技術(shù)安全要求規(guī)范4-9安全確認(rèn)4-7系統(tǒng)設(shè)計4-8相關(guān)項集成和測試5.產(chǎn)品開發(fā)：硬件層面5-5硬件層面產(chǎn)品開發(fā)啟動5-6硬件安全要求規(guī)范5-7硬件設(shè)計5-8硬件架構(gòu)指標(biāo)5-9由硬件隨機(jī)失效而違反安全目標(biāo)的評估5-10硬件集成和測試6.產(chǎn)品開發(fā)：軟件層面6-5軟件層面產(chǎn)品開發(fā)啟動6-7軟件架構(gòu)設(shè)計6-8軟件單元設(shè)計和實現(xiàn)6-9軟件單元測試6-10軟件集成和測試6-11軟件安全要求驗證2.功能安全管理2-5整體安全管理2-6概念階段和產(chǎn)品開發(fā)階段的安全管理2-7生產(chǎn)發(fā)布后的安全管理功能安全標(biāo)準(zhǔn)目前已經(jīng)完成1～9部分的征求意見稿的制定61.

術(shù)語

3.

概念階段3-5相關(guān)項定義3-6安全生命周期啟動

7.

生產(chǎn)和運行7-5生產(chǎn)7-6運行、維護(hù)和報廢3-7危害分析和風(fēng)險評估3-8功能安全概念

8.

支持過程

8-5分布式開發(fā)接口

8-6安全要求管理和規(guī)范

8-7配置管理

8-8變更管理

8-9驗證

9-5關(guān)于ASIL剪裁的要求分解

9-6要素共存的標(biāo)準(zhǔn)

8-10文檔

8-11軟件工具資質(zhì)

8-12軟件組件資質(zhì)

8-13硬件組件資質(zhì)

8-14在用證明9.

汽車安全完整性等級導(dǎo)向和安全導(dǎo)向分析

9-7相關(guān)失效分析

9-8安全分析

10.

指南7

H&R

安全目標(biāo)

SG功能安全要求

FSR功能安全概念

FSC初期架構(gòu)

PA

確認(rèn)Confirmation危害事件安全目標(biāo)

ID安全目標(biāo)安全等級

ASIL功能安全要求

ID

分配Allocation

安全計劃SP(Safety

Plan)功能安全開發(fā)和測試流程

OEM

Supplier

相關(guān)項定義

Item

definition

危害分析與風(fēng)險評估

安全計劃SP(Safety

Plan)DIASP技術(shù)安全要求

TSR技術(shù)安全概念

TSC技術(shù)設(shè)計規(guī)范

SDS開發(fā)接口協(xié)議(Development

Interface

Agreement

)

功能安全要求

系統(tǒng)要求

約束軟硬件接口

HSISP硬件安全要求

HSRSP硬件架構(gòu)設(shè)計

詳細(xì)設(shè)計軟件安全要求

HSRSP軟硬件接口

HSI軟件架構(gòu)設(shè)計

詳細(xì)設(shè)計

安全分析安全分析

單元設(shè)計安全驗證軟件測試

安全驗證

硬件測試

集成測試Item

integration

test

安全確認(rèn)

Safety

validation

安全評估

生產(chǎn)發(fā)布

安全檔案SC

Safety

CaseSP功能安全開發(fā)工具-PREEvision89AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)路線圖

Source:

8thAUTOSAR

Open

ConferenceAUTOSAR控制系統(tǒng)開發(fā)流程10AUTOSAR控制系統(tǒng)開發(fā)工具鏈11項目簡介:A級純電動車

電子電氣架構(gòu)開發(fā)

功能安全分析(ISO26262)

整車控制器開發(fā)

電子電氣測試12Customer

Features定義

5

Domains,936

customer

features

Vehicle

Dynamics

Comfort

System

Infotainment

System

Safety

&

Security

System

EV

System13RequirementsCustomer

FeaturesImportCustomer

FeaturesMetricRequirements定義

5Domains,23675

Requirements1415功能安全開發(fā)

Item

Definition,

HazardAnalysis

and

RiskAssessment,

Functional

Safety

Concept

8

Systems,

5

ECUs,

23

Safety

Goals

VCU,

BMS,

LKAS,

MCU,

DCDC

HARA-LKASLKAS:

Safety

Goals

&

FSRs

SG1:26

FSRs

SG2:28

FSRs

SG3:23

FSRs16Functional

Safety

GoalsE/E

Architecture

DevelopmentTechnical

Safety

RequirementHardware

Safety

RequirementSoftware

Safety

RequirementSystem

DesignFSRs-LKAS17電子電氣架構(gòu)開發(fā)-邏輯架構(gòu)層

170

Building

Blocks,

155

Sensors,

175Actuators

1320

Send

Receiver

Interfaces

Power-DriverSystem電子電氣架構(gòu)開發(fā)-軟件架構(gòu)層

VCM：43

SWC

BMS：7

SWC

Charger：15

SWC

Converter：6

SWC

HVAC：8

SWC18Title行駛功能DefinitionECO模式下的行駛控制-VCMSWCnameRC-SWC-3-3RemarksInputprocessoutputsignalnametypesignalnametypeAPS_PositionH/Wif*1*2ShiftLeverPosition=D&&S_EcoMode=1&&vehicle_speed<120km/hthenVCM_EcoMode=1&&VCM_MbRegenMaxWheel=100NM(TBD)&&VCMTorquechangeslope=5NM/100ms(TBD)ifShiftLeverPosition*!=D||S_EcoMode=0&||vehicle_speed>120km/h||*3IgnitionPosition=OFF/ACC||△APSPosition/△t>50%/100msthenVCM_EcoMode=0&&VCM_MbRegenMaxWheel=50NM(TBD)&&VCMTorquechangeslope=100NM/100ms(TBD)*1:ShiftLeverPosition根據(jù)信號“S_gearLeverPos;S_ShiftPosInv和F_gearLeverPos計算。S_gearLeverPos需和S_ShiftPosInv保持一致。同時F_gearLeverPos=Nofault*2:車速閾值為10km/h，即：其他條件滿足的情況下，如果車速≥120km/h，則退出經(jīng)濟(jì)模式，如果車速＜110km/h時，恢復(fù)經(jīng)濟(jì)模式*3：因加速踏板變化率過大導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)模式退出時，120s后恢復(fù)經(jīng)濟(jì)模式VCM_EcoModeCANABS_Vehicle_speedCANVCM_MbRegenMaxWheelCANS_EcoModeCANS_gearLeverPosCANS_ShiftPosInvCANF_gearLeverPosCANIgnition_StatusCANSoftware

Component

(SWC)

specification

SWC的輸入/輸出(Output

From

PREEvision)

SWC處理策略

共設(shè)計79份SWC19整車控制器開發(fā)-開發(fā)流程20整車控制器（VCU）開發(fā)-應(yīng)用層21整車控制器開發(fā)-應(yīng)用層扭矩管理上/下電控制熱管理控制故障診斷及保護(hù)駕駛員意圖識別電對象控制扭矩管理模型故障診斷及保護(hù)模型測試要求

功能安全測試的三個環(huán)節(jié)（ISO

26262-4）

軟件-硬件層測試

系統(tǒng)集成測試

整車集成測試

測試類別（ISO

26262-4）

魯棒性水平

功能安全需求在整車層面上的正確執(zhí)行

安全機(jī)制在整車層面的正確功能性能,準(zhǔn)確性和時序

整車層面內(nèi)外部接口實現(xiàn)的一致性和正確性

安全機(jī)制在整車層面的失效覆蓋率的有效性23MethodsASIL等級ABCD1aRequirements-basedtest++++++++1bFaultinjectiontest+++++++1cBack-to-backtest++++++MethodsASIL等級ABCD1aBack-to-backtest++++++1bPerformancetest+++++++功能安全測試的5個要求

功能安全需求在整車層面上的正確執(zhí)行

安全機(jī)制在整車層面的功能，性能，準(zhǔn)確性和時序24MethodsASIL等級ABCD1aTestofexternalinterfaces+++++++1bTestofinternalinterfaces+++++++1cInterfaceconsistency+++++++MethodsASIL等級ABCD1aFaultinjectiontest++++++1bErrorguessingtest+++++++MethodsASIL等級ABCD1aResourceusagetest+++++1bStresstest+++++功能安全測試的5個要求

內(nèi)外部接口的一致性和正確性

安全機(jī)制診斷覆蓋率有效性

魯棒性測試25測試用例開發(fā)-故障注入測試2627系統(tǒng)集成測試

安全相關(guān)的功能策略測試

基本功能測試

系統(tǒng)交互功能測試

故障診斷測試

故障處理策略

故障DTC

接口測試

系統(tǒng)集成測試…………+-實車測試功能需求測試環(huán)境工況測試

電磁環(huán)境

溫度環(huán)境道路工況測試猜錯測試故障注入測試28VCMHV

BatteryPre

CHG

RLYPre

CHGResistanceMain_Pos_RLYMain_Neg_RLYHV+HV-HV+HV-UVW+-UVWInverterDC/DC+-To

PTCTo

AC

CompressorEV

CAN_LEV

CAN_HCPMain_Neg_RLYMain_Pos_RLYPre_CHG_RLYOBC

CHG

RLYQuick_CHG_Pos_RLYIG

BTPDUOBCRLY2

V+RLY

1

V+PRECHG

V+BAT+OBC

CHGInterface+

GND

-GND-+-+-+-+-+-+-+-1AC

CMSD+--To

HV

Battery

HeaterMCU_Emergency_Stop+EV

CAN_HEV

CAN_LCHG

CAN_LCHG

CAN_HQuick_CHG_CC2Power+Power-CC171254