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汽车电子ISO 26262功能安全系列(第12期):概念阶段全流程复盘——以ACC系统为例

先复习:概念阶段到底包含哪些活动?

根据ISO 26262-3(概念阶段),概念阶段包含三大核心活动

概念阶段的本质就是:在相对抽象的逻辑功能层面,通过安全分析提出功能安全开发最初的安全需求

简单说就是三件事:

  1. 相关项定义→ “我们要分析什么?”
  2. HARA分析→ “它出事了会怎样?风险多大?”
  3. 功能安全概念→ “我们要做什么来防止?”

今天我们就把这三件事,用ACC系统完整走一遍。

第一步:相关项定义(Item Definition)

目标:说清楚“我们要分析的是什么系统”,画出它的边界和接口。

ACC系统的相关项定义

相关项名称:自适应巡航控制(ACC)系统

功能描述:ACC系统能够自动调整车速,以保持与前车的安全距离。

系统边界

关键接口

接口方向接口对象交互内容
➡️ 输入前向雷达目标车辆距离、相对速度
➡️ 输入前向摄像头车道线、目标车辆识别
➡️ 输入ESP系统车身稳定状态、轮速信号
➡️ 输入驾驶员按键设定/取消、车速设定
⬅️ 输出发动机/制动扭矩请求、制动压力请求
⬅️ 输出仪表盘当前状态显示、报警信息

约束条件

  • 仅在铺装路面可用
  • 能见度≥50m
  • 车速范围0-130km/h
  • 依赖ESP系统正常工作

这一步的输出是一份《相关项定义说明书》——它是后续所有安全活动的“地基”。

🔍 第二步:HARA分析——危害识别与场景构建

目标:找出ACC系统所有可能的危害事件。

ACC系统的危害识别

根据ISO 26262标准,ACC系统可能存在以下几类危害:

危害类别具体描述
🔴传感器故障雷达或摄像头失效,无法正确监测前车距离或速度
🔴软件错误系统软件缺陷导致ACC控制逻辑错误,车速控制不当
🔴过度信任驾驶员过分依赖ACC,紧急情况下反应不及时
🔴恶劣天气大雨、大雪或浓雾影响传感器性能
🔴静止目标识别ACC无法识别静止或缓慢移动的目标
🔴弯道性能急弯中无法维持与前车的安全距离

构建危害事件(危害 + 驾驶场景)

“非预期急刹车”这个危害为例,匹配不同的驾驶场景:

危害事件ID功能异常驾驶场景潜在后果
HE-001非预期急刹车高速公路,120km/h,晴天后车追尾,可能致命
HE-002非预期急刹车高速公路,120km/h,雨天后车追尾+侧滑
HE-003非预期急刹车城市道路,30km/h,夜间后车轻微追尾
HE-004非预期急刹车停车场,5km/h基本无伤害

关键洞察:同一个功能异常(非预期急刹车),在不同的驾驶场景下,风险等级天差地别

第三步:HARA分析——S/E/C评分与ASIL判定

目标:对每个危害事件进行S/E/C评分,确定ASIL等级。

三维评分与ASIL判定

危害事件S(严重度)E(暴露率)C(可控性)ASIL
HE-001:高速+晴天+急刹车S3(致命)E4(几乎每次)C3(难以控制)D
HE-002:高速+雨天+急刹车S3(致命)E3(每月几次)C3(难以控制)C
HE-003:城市+急刹车S2(重伤)E4(几乎每次)C2(一般可控)B
HE-004:停车场+急刹车S0(无伤害)E2(偶尔)C1(极易控制)QM

💡注意:如果S、E、C中有一项为0,直接判为QM——不需要功能安全措施。

第四步:输出安全目标(Safety Goal)

目标:针对每个危害事件,制定顶层的安全要求。

安全目标必须遵循SMART原则——具体、可测量、可实现、相关、有时限。

ACC系统的安全目标清单

危害事件ASIL安全目标
HE-001DACC系统应避免在非必要情况下输出超过阈值的减速度请求,安全状态为退出ACC并发出声光报警,FTTI ≤ 100ms
HE-002CACC系统在恶劣天气条件下应检测环境状态,在不可靠时主动降级或退出
HE-003BACC系统在城市低速场景下的减速度请求应限制在安全范围内

多个危害事件可以合并为一个安全目标,ASIL等级取最高值

第五步:功能安全概念(FSC)

目标:从安全目标导出功能安全需求(FSR),并分配至系统架构。

从SG导出FSR

SG-01(防止非预期急刹车,ASIL-D)为例:

用FTA方法倒推:什么原因会导致“非预期急刹车”?

  • 传感器误判(雷达把阴影当成了障碍物)
  • 控制器计算错误(安全距离算错了)
  • 执行器失控(刹车指令执行过度)
  • 通信故障(CAN信号被干扰)

针对每个原因,制定FSR

ID功能安全需求分配给谁ASIL
FSR-01雷达传感器应能正确检测前方目标,距离误差≤±2m雷达模块D
FSR-02控制器应正确计算安全跟车距离,响应时间<300ms域控制器D
FSR-03执行器应限制最大减速度不超过X m/s²制动执行器D
FSR-04系统应监控CAN通信,检测到异常时在50ms内进入安全状态通信模块D

定义安全状态和FTTI

安全目标安全状态FTTI
SG-01(非预期急刹车)退出ACC,声光报警,恢复手动控制≤ 100ms
SG-02(恶劣天气降级)降级为普通定速巡航,提示驾驶员≤ 200ms

概念阶段全流程总览图

把以上五个步骤串起来,就是概念阶段的完整流程图:

http://www.cnnetsun.cn/news/4207495.html

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