【摘要】：隨著環(huán)境和資源問題日益突出,世界各國(guó)越來(lái)越重視純電動(dòng)汽車的發(fā)展�！笆濉逼陂g,中國(guó)在新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展“三縱三橫”戰(zhàn)略中,明確了發(fā)展成為純電動(dòng)汽車強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)。近幾年來(lái),我國(guó)已經(jīng)成為世界上電動(dòng)汽車產(chǎn)銷量最大的國(guó)家。然而,越來(lái)越多質(zhì)量良莠不齊的電動(dòng)汽車投入市場(chǎng),導(dǎo)致用戶對(duì)電動(dòng)汽車的安全擔(dān)憂越來(lái)越深。ISO 26262為開發(fā)符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)并能夠滿足功能安全的電動(dòng)汽車產(chǎn)品中需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題提供了指導(dǎo)。本文在借鑒國(guó)內(nèi)外純電動(dòng)汽車整車控制器研發(fā)成果基礎(chǔ)上,展開滿足ISO 26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)的整車控制器研究工作,著重對(duì)整車控制器硬件進(jìn)行了研究,開發(fā)出基于雙MCU的整車控制器硬件架構(gòu)。同時(shí),本文在對(duì)整車控制策略和整車控制器軟件開發(fā)研究基礎(chǔ)上,采用LABCAR硬件在環(huán)系統(tǒng)對(duì)開發(fā)完成的整車控制器進(jìn)行HIL(Hardware-in the-loop:硬件在環(huán))測(cè)試,驗(yàn)證其功能安全可靠性。本文重點(diǎn)研究了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:(1)首先系統(tǒng)闡述ISO 26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)的研究背景與意義,然后對(duì)ISO 26262的關(guān)鍵概念進(jìn)行分析解讀,最后分析總結(jié)功能安全標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,指出我們國(guó)家要想在新能源汽車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道超車,依然任重道遠(yuǎn)。(2)對(duì)純電動(dòng)汽車整車控制器進(jìn)行功能安全分析。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出符合功能安全目標(biāo)的整車控制器硬件架構(gòu)和功能模塊電路。確保應(yīng)用層控制策略能夠在硬件上實(shí)現(xiàn)。(3)開發(fā)EV整車控制策略。包括:VCU輸入信號(hào)采集及診斷、整車故障模式管理、主/輔MCU協(xié)同控制策略、整車運(yùn)行模式管理、上下電管理、整車扭矩需求管理和附件控制等。(4)給定一定的輸入條件,對(duì)所開發(fā)的整車控制策略進(jìn)行仿真驗(yàn)證。(5)開發(fā)整車控制器軟件,包括整車控制器軟件架構(gòu)和軟件單元。(6)在LABCAR硬件在環(huán)系統(tǒng)ES4440故障注入單元中依次設(shè)置整車控制器加速踏板信號(hào)傳感器故障和制動(dòng)踏板傳感器故障。通過(guò)HIL仿真測(cè)試來(lái)驗(yàn)證所開發(fā)的整車控制器功能安全。
【圖文】：

4圖 1.1 ISO 26262 內(nèi)容框架Fig. 1.1 ISO 26262 content framework1.2.2 汽車安全完整性等級(jí)在 ISO 26262 中，定義了汽車安全生命周期和汽車安全完整性等級(jí)（ASIL）兩個(gè)關(guān)鍵概念。如何對(duì)這兩個(gè)概念進(jìn)行解讀是運(yùn)用好 ISO 26262 的基礎(chǔ)。在完成項(xiàng)目定義、確定安全生命周期后，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能安全分析（包含危險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以及安全完整性等級(jí)確定）。ASIL 正是在概念設(shè)計(jì)階段通過(guò)對(duì)功能安全風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估中得到。系統(tǒng)功能安全風(fēng)險(xiǎn)越大，安全要求就越高，對(duì)應(yīng)的 ASIL 等級(jí)就越高。如表 1.3 所示，ASIL分為 A、B、C、D 四個(gè)等級(jí)，其中 ASIL-D 為最高汽車安全完整性等級(jí)，，功能安全要求最高。在危害分析時(shí)，ISO 26262 要求采用 S、E、C 三個(gè)參數(shù)來(lái)評(píng)估 ASIL 等級(jí)。分別是：（1）危險(xiǎn)對(duì)駕駛員或其他交通參與人員造成傷害的嚴(yán)重程度 S，（2）危險(xiǎn)所在工況的發(fā)生概率 E,（3）危險(xiǎn)涉及的駕駛員或其他交通參與人員及時(shí)采取控制行動(dòng)避免特定傷

圖 1.2 常用的 V 型開發(fā)流程Fig. 1.2 Common V-type development process在運(yùn)用 ISO 26262 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施電控產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)，在其開發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)著重考慮系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可驗(yàn)證性、軟件硬件的技術(shù)實(shí)現(xiàn)性、系統(tǒng)集成中的執(zhí)行測(cè)試能力三項(xiàng)原則來(lái)確保所開發(fā)的電控產(chǎn)品能夠滿足功能安全目標(biāo)。注：不同層次的系統(tǒng)架構(gòu)都應(yīng)該首先滿足與自身對(duì)應(yīng)的安全完整性等級(jí)的安全要求目標(biāo)，其中的各個(gè)子系統(tǒng)應(yīng)該達(dá)到最高的安全完整性等級(jí)的安全要求。1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀為提高整車電控系統(tǒng)可靠性；同時(shí)縮短整車控制器在純電動(dòng)車（EV）、混合動(dòng)力電動(dòng)車（HEV）等新能源汽車上量產(chǎn)、投入應(yīng)用的周期；減少新能源汽車安全相關(guān)投訴和召回事件；為汽車功能安全相關(guān)系統(tǒng)的開發(fā)提供可以參考的方法。國(guó)內(nèi)外汽車研發(fā)中心和相關(guān)高等院校都已經(jīng)開始全面開展功能安全的研究工作，制定滿足 ISO 26262 標(biāo)準(zhǔn)的功能安全解決方案已經(jīng)成為 OEM（original equipment manufacturer：原始設(shè)備生產(chǎn)商）
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U469.72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2598520