1、汽车电子功能安全设计方法的研究 摘要：随着当前社会经济的发展，汽车制造速度在不断的加快，汽车安全成为汽车在设计中需要解决的首要问题，本文就汽车电子功能安全设计与方法进行阐述。 下载 关键词：汽车；电子功能；安全设计 电子控制系统是汽车的重要组成部分，在设计的过程中要充分考虑其安全性。 一、汽车电控系统功能安全设计要求 （一）功能安全危害分析与风险评估 提出了确定功能安全等级（ ASIL）的方法，安全等级范围是 A、 B、 C、 D，其中 ASILA 安全等级最低， ASILD 安全等级最高。在整车和系统电子设计时，需要确定所设计项目的范围。基于项目定义，确定项目的安全目标，避免不合理的风险。
2、ASIL 使用 3 个参数进行评估，分别是：危险对驾驶员或其他交通参与人员造成伤害的严重程度 S，危险所在工况的发生概率 E，危险涉及的驾驶员和其他交通参与人员及 ?r采取控制行动避免特定伤害的能力 C。S 分为 0 3 级，如表 1 所示， S0 代表无伤害， S3 代表危及生命的重伤或致命伤； E 分为 0 4 级， E0 代表工况不可能发生， E4 代表工况是常见的； C分 0 3级， C0代表完全可控， C3代表非常难于控制。对于每一个识别到的危险，按评估风险等级（即汽车安全完整性等级），其中 QM 表示与安全无关。 （二）功能安全系统设计 系统级产品功能安全设计要求包括产品开发的启动
3、、技术安全要求中的规范、系统设计、项目集成、安全验证、功能安全评估、生产发布。在启动产品开发和定义技术安全要求后，进行系统设计。在系统计过程中建立系统架构，将技术安全要求分配给硬件和软件， 并且，如果适用，也可应用其它技术。同时，细化技术安全要求，并添加来自系统架构的要求，包括软硬件接口的要求。根据架构的复杂性，可以逐步得出子系统的需求。开发后，集成硬件和软件要素并测试以形成一个相关项，然后，将该相关项集成在整车上。一旦在整车层面完成了系统集成，进行安全确认以提供与安全目标相关的功能安全证据。 （三）功能安全软硬件设计 在系统功能安全设计时，需要制定软硬件接口 HIS 要求，分析确定的不同功能
4、安全等级，在进行具体软件和硬件设计时也要有具体要求。总体来说，硬件功能安全设计体现了不 同安全等级的定量要求，硬件功能安全要求包括硬件产品开发的启动、硬件安全规格的要求、硬件设计、硬件架构指标、对由于硬件随机失效引起的违反安全目标进行评估、硬件集成和测试。软件功能安全要求包括软件级产品开发的启动、软件安全要求的规格、软件架构设计、软件单元设计与执行、软件单元测试、软件集成和测试、软件安全要求的验证。（见表 1、表 2） 二、汽车电子电气系统的功能安全 （一）功能安全 功能安全是相对于本质安全的一个概念。利用设计手段移除系统的危险源，使得系统或其部件即使发生故障也不会造 成危险的安全事故，就是本
5、质安全。与本质安全不同，功能安全不追求系统绝对无危险源，而是通过其功能来抑制事故的风险。如果在设计交叉路口时，采用立交桥的方案，就是本质安全，因为移除了火车与汽车碰撞事故的危险源。如果设计时采用阻拦器和信号灯的方案，就是功能安全，因为该设计并未移除碰撞事故的危险源，而是通过添加别的功能来减少甚至完全杜绝事故的发生。 如果所有系统都能移除危险源，做到本质安全，自然是非常理想的。但是实际开发过程中，有些系统是非常复杂性的，例如汽车电子电气系统，想要完全剔除危险源是很难实现的，因 此就要借助功能安全的设计思想，对系统添加安全功能，来降低由于系统失效导致安全事故的可能性。因此，功能安全近年来受到越来越
6、多的重视。功能安全关注系统故障后的行为，而不是系统的原有功能或性能。以 EPS系统为例，扭矩传感器信号是决定电机助力大小的主要因素，如果扭矩传感器发生故障，扭矩信号偏离实际值较大，则可能导致助力力矩异常，车辆发生违背驾驶员意愿的自主转向现象，这是 EPS 系统的一个功能安全风险。 （二）功能安全标准 从 20 世纪 70 年代起，欧美国家已开始利用系统工程的理论解决安全相关问题，并制 定法规和标准来控制由于技术缺陷和人为错误导致的安全风险。 在 IEC61508 的基础上，国际标准化组织（ ISO）针对汽车应用的特殊性制定了 ISO26262（ RoadvehicleFunctionalsafety，道路车辆功能安全标准），并于 2011年 11月正式颁布。 ISO26262涵盖功能安全相关整体开发的各个过程（包括规划、设计、验证和确认等），该标准根据危险分析和风险评估将系统或其组成部分划分 A、 B、 C、 D 四个汽车安全完整性等级，安全等级依此升高。 三、结束语 综上所述，在当 前汽车发展的过程中，要不断提升电子功能的安全设计，保证汽车的运行安全。 参考文献： 杨国，青厉蒋 .基于 ISO26262功能安全标准的汽车电子系统测试方法 J.电子产品世界， 2013（ 4） .
