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ISO26262 FunctionalSafetyConcept(上)

Elektroauto 2020-07-22 02:00 发文


接着上期的相关项定义,本期我们来聊一聊功能安全概念相关的话题。本来这中间有一个HARA分析,但是在写相关项定义之前已经写过HARA分析了,所以这里直接跳到功能安全概念相关。


01
概述
图一:ISO 26262 Safety Life Cycle到这里,我们就到了概念阶段的第三步,以建立起ISO 26262生命周期的安全目标,如上面的图一所示。此处,以线控转向作为案例,我们可以看到:
1. 相关项定义;2. HARA分析以及如何写安全目标;

图二:线控转向系统(Steering-by-Wire)
02
相关项定义里的初始系统架构

下面的图三展示的是一个没有安全机制的线控EPS系统的初始架构图。在此架构中,我们将通过进行HARA分析,然后得出安全目标,最后生成安全需求(Functional Safety Requirements- FSRs)并把他们正确的分配给相关项定义里面的功能块。

图三:线控转向系统初始架构图

本篇主要研究转向力传递到车轮上。从车轮到路面的传递不在本次案例的范围内。为了我们执行HARA分析和得出安全目标,系统功能的描述是必不可少的。

功能块的描述:

1. Active Steering

a). 它能够使线控转向控制器根据车辆的运行状况来适应转向执行。在低速时,转向更敏捷;在高速时,转向量减少,目的是提高车身的稳定性。

b). 传感器的数据有助于根据车辆动态变化来调整转向。

2. Four-Wheel Steering

a). 提高响应能力和稳定性;

b). 后轮同相(in-phase)设置在高速时提高稳定性;

c). 后轮反相(counter-phase)设置改善了低速时的转向;

3. Yaw Rate Stabilization Coordination

a). 通过主动转向功能,SbW可以实现横摆率的稳定,即纠正转向过度或者转向不足的情况;

b). 制动系统和主动差速器系统来提供横摆率;

4. Driver Steering Request

a). 驾驶员转动方向盘来调节整车的轨迹;

5. 外部系统转向请求

a). 线控转向控制器接收车辆其他系统的转向请求:LKA&Brakes;

6.Steering Actuator Motor Control 

a). 线控转向控制器接收角度和扭矩传感器的测量值并计算驱动量;

b). 线控转向控制器向转向电机发送驱动量;

c). 转向电机将转向力传递给齿轮齿条;

d). 转向电机向线控转向系统提供位置反馈,作为车轮位置的闭环控制。

7.Steering Mechanical System

a). 冗余系统,避免电子转向失效;

8. Driver Feedback

a). 驾驶员反馈电机向方向盘提供振动和机械故障,以便驾驶员能够察觉到转向动作;

9. Fault Detection

a). 如果转向辅助系统发生故障,系统将无法运行到冗余系统;

b). 把转向故障发送到仪表盘;

现在,正如我们所看到的,相关项定义中有许多的功能。也就是说,每个功能都有自己的HARA分析。我们接着往下分析,看看某个功能的HARA和相应的安全目标。


03
HARA分析


这里我们假设已经对所有的功能进行了HAZOP分析和FMEA分析。下面的表格可以显示出Hazards:

下面的表格显示了横摆率/横向运动的危害:


04
安全目标的得出


一旦所有的危害事件都分析完了,我们就要根据HARA分析来得出我们的安全目标,将其作为缓解/预防危害事件的最终安全要求:

这里我们需要注意,HAZOP分析提供了车辆层面的故障模式,我们可以使用FMEA分析来得出线控转向系统的每个子系统的故障模式。比如:线性转向控制器的故障模式:硬件故障(ADC外围设备,电路板等)、I/O对地或对电压短路,以及仲裁逻辑故障等。我们如何写安全目标?这里有一份简单的模板:

[System/Subsystem]+ shall prevent+[ Hazard] + vehicle operating condition

Hazard 3: Loss of Vehicle Lateral Motion Control ;

Safety goal 2: The EPS system shall prevent the loss of vehicle lateral motion control under all vehicle operating conditions ;


好啦!本期就分享到这里,如果觉得本篇还不错的话,别忘了点击“在看”哦,我们下期再见!



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