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道路车辆功能性安全测试
发布时间:22-11-11 17:27浏览次数:133

ISO 26262《道路车辆功能安全》国际标准,是针对总重不超过3.5吨八座乘用车,以安全相关电子电气系统的特点所制定的功能安全标准,基于IEC 61508《安全相关电气/电子/可编程电子系统功能安全》制定,在2011年11月15日正式发布,这一标准给汽车制造商提出了新的挑战:必须测试当汽车传感器发生故障时车辆的可控性。ISO26262从2005年11月起正式开始制定,经历了大约6年左右的时间,已于2011年11月正式颁布,成为国际标准。国标GB/T34590于2017年发布,基本和ISO26262保持一致。


安全在将来的汽车研发中是关键要素之一,新的功能不仅用于辅助驾驶,也应用于车辆的动态控制和涉及到安全工程领域的主动安全系统。将来,这些功能的研发和集成必将加强安全系统研发过程的需求,同时,也为满足所有预期的安全目的提供证据。随着系统复杂性的提高,软件和机电设备的应用,来自系统失效和随机硬件失效的风险也日益增加,制定ISO 26262标准的目的是使得人们对安全相关功能有一个更好的理解,并尽可能明确地对它们进行解释,同时为避免这些风险提供了可行性的要求和流程。


在实际工作中,这意味着测试部门需要采集当某传感器失灵时,在各种驾驶操作情况下的车辆性能数据。该测试的难点在于:高精度的位置 (±3cm)数据、ECU内部数据、传感器信号、车辆CAN总线数据等信号的采集,甚至是包括视频信号的采集,都必须是同步的。下面以具体实例展开说明。

具体案例
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某客户要求德维创公司帮助其测试在一个航向角速度传感器发生故障时车辆的偏航情况。这种测试之前也做过,不过当时仅仅是凭借驾驶员的主观感觉来判定驾驶操作的危险程度,这不符合新的ISO标准。为了得到客观的数据,该客户装备了德维创的测试仪器,包括一套陀螺仪/GPS系统和一个安装在试验场的DGPS基站。该系统的位置测试精度达到±3 cm。

该客户的实际测试情况为:驾驶员驾驶车辆以大约20°/s的角速度在一个圆形环道上行驶,通过对CAN总线信号加入一个阶跃函数信号来模拟航向角速度传感器的故障;测试的结果是汽车偏离原来的轨迹达3.5m。

一旦偏航角速度传感器发生故障,车辆可能会偏离到另一条车道而导致交通事故。当然,客户的目标是任何时候都能正常控制车辆。因此,车辆上安装的ESP系统就需要改进。客户不仅仅是想得到车辆偏离轨迹的结果,更要了解ECU内部的数据。大部分的ECU的内部数据都可以通过一个特殊的接口(网口XCP协议)进行读取。德维创支持网口XCP协议,这样,对德维创系统而言,ECU就像一个智能传感器。

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测试完成画面



为了改进ESP系统,在测试中我们需要同步采集ECU内部参数。对照测试数据,我们发现ESP系统没有针对航向速度传感器信号做充分的真实性检查。在这种情况下, ESP应当判断出传感器信号是错误的信号。

利用德维创测试系统,可以改进和验证ECU软件控制算法,从而判断传感器信号的真假,以正确控制车辆。

在对ESP进行改进后,再进行同样的测试,ESP可以判断出航向角速度传感器信号是无效的,从而不会有任何动作。这样,车辆不会改变行驶轨迹而保证安全。

测试步骤

为了测试在航向角速度传感器故障情况下的车辆可控性,需要做两种测试:以匀速直线行驶,或以0.5g的恒定侧向加速度在一个环形道路行驶;在特定的弯道(如ISO变道试验规定的路线)上行驶。如果ECU出现故障信号,汽车可能会发生侧滑而偏离车道。德维创系统已经准备好了两种测试的系统配置文件。这些系统配置文件稍加修改,即可用于其他各种不同的测试项目。


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