ISO 26262《道路車輛功能安全》國際標準,是針對總重不超過3.5噸八座乘用車,以安全相關電子電氣系統(tǒng)的特點所制定的功能安全標準,基于IEC 61508《安全相關電氣/電子/可編程電子系統(tǒng)功能安全》制定,在2011年11月15日正式發(fā)布,這一標準給汽車制造商提出了新的挑戰(zhàn):必須測試當汽車傳感器發(fā)生故障時車輛的可控性。ISO26262從2005年11月起正式開始制定,經(jīng)歷了大約6年左右的時間,已于2011年11月正式頒布,成為國際標準。國標GB/T34590于2017年發(fā)布,基本和ISO26262保持一致。
安全在將來的汽車研發(fā)中是關鍵要素之一,新的功能不僅用于輔助駕駛,也應用于車輛的動態(tài)控制和涉及到安全工程領域的主動安全系統(tǒng)。將來,這些功能的研發(fā)和集成必將加強安全系統(tǒng)研發(fā)過程的需求,同時,也為滿足所有預期的安全目的提供證據(jù)。隨著系統(tǒng)復雜性的提高,軟件和機電設備的應用,來自系統(tǒng)失效和隨機硬件失效的風險也日益增加,制定ISO 26262標準的目的是使得人們對安全相關功能有一個更好的理解,并盡可能明確地對它們進行解釋,同時為避免這些風險提供了可行性的要求和流程。
在實際工作中,這意味著測試部門需要采集當某傳感器失靈時,在各種駕駛操作情況下的車輛性能數(shù)據(jù)。該測試的難點在于:高精度的位置 (±3cm)數(shù)據(jù)、ECU內(nèi)部數(shù)據(jù)、傳感器信號、車輛CAN總線數(shù)據(jù)等信號的采集,甚至是包括視頻信號的采集,都必須是同步的。下面以具體實例展開說明。
具體案例
某客戶要求德維創(chuàng)公司幫助其測試在一個航向角速度傳感器發(fā)生故障時車輛的偏航情況。這種測試之前也做過,不過當時僅僅是憑借駕駛員的主觀感覺來判定駕駛操作的危險程度,這不符合新的ISO標準。為了得到客觀的數(shù)據(jù),該客戶裝備了德維創(chuàng)的測試儀器,包括一套陀螺儀/GPS系統(tǒng)和一個安裝在試驗場的DGPS基站。該系統(tǒng)的位置測試精度達到±3 cm。
該客戶的實際測試情況為:駕駛員駕駛車輛以大約20°/s的角速度在一個圓形環(huán)道上行駛,通過對CAN總線信號加入一個階躍函數(shù)信號來模擬航向角速度傳感器的故障;測試的結(jié)果是汽車偏離原來的軌跡達3.5m。
一旦偏航角速度傳感器發(fā)生故障,車輛可能會偏離到另一條車道而導致交通事故。當然,客戶的目標是任何時候都能正常控制車輛。因此,車輛上安裝的ESP系統(tǒng)就需要改進??蛻舨粌H僅是想得到車輛偏離軌跡的結(jié)果,更要了解ECU內(nèi)部的數(shù)據(jù)。大部分的ECU的內(nèi)部數(shù)據(jù)都可以通過一個特殊的接口(網(wǎng)口XCP協(xié)議)進行讀取。德維創(chuàng)支持網(wǎng)口XCP協(xié)議,這樣,對德維創(chuàng)系統(tǒng)而言,ECU就像一個智能傳感器。
測試完成畫面
為了改進ESP系統(tǒng),在測試中我們需要同步采集ECU內(nèi)部參數(shù)。對照測試數(shù)據(jù),我們發(fā)現(xiàn)ESP系統(tǒng)沒有針對航向速度傳感器信號做充分的真實性檢查。在這種情況下, ESP應當判斷出傳感器信號是錯誤的信號。
利用德維創(chuàng)測試系統(tǒng),可以改進和驗證ECU軟件控制算法,從而判斷傳感器信號的真假,以正確控制車輛。
在對ESP進行改進后,再進行同樣的測試,ESP可以判斷出航向角速度傳感器信號是無效的,從而不會有任何動作。這樣,車輛不會改變行駛軌跡而保證安全。
測試步驟
為了測試在航向角速度傳感器故障情況下的車輛可控性,需要做兩種測試:以勻速直線行駛,或以0.5g的恒定側(cè)向加速度在一個環(huán)形道路行駛;在特定的彎道(如ISO變道試驗規(guī)定的路線)上行駛。如果ECU出現(xiàn)故障信號,汽車可能會發(fā)生側(cè)滑而偏離車道。德維創(chuàng)系統(tǒng)已經(jīng)準備好了兩種測試的系統(tǒng)配置文件。這些系統(tǒng)配置文件稍加修改,即可用于其他各種不同的測試項目。
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