纯电动汽车整车控制器功能安全性分析与设计
发布时间：2023-02-11 13:51
随着纯电动汽车的飞速发展,整车控制系统复杂程度也越来越高,伴随的功能失效安全问题也日益凸显。然而基于传统的开发方式已经不能够满足与保证电控单元安全性的需求,因此在汽车ECU的开发中引入功能安全的概念,通过功能安全标准ISO26262全面保证电控单元开发应用过程中的安全问题。该标准在ECU在开发设计中,提出了与功能安全相关的技术规范和要求。因此整车控制技术作为电动车关键技术也应考虑功能安全。本文基于对功能安全标准研究的基础上,分析了整车控制器的功能安全性。针对整车控制器在硬件功能安全性不完善和缺乏监测及冗余机制等问题,设计了相应的硬件架构和软件架构。并在此基础上设计了相应的安全机制,同时实现其监测和冗余等安全机制软件。通过HIL硬件在环测试平台,模拟整车控制器的信号输入与输出,对实现后的整车控制器进行了功能测试和故障注入测试,验证了本文设计的整车控制器。本文的主要内容如下:1.首先对功能安全标准进行研究,分别介绍了功能安全标准内容、汽车安全生命周期和汽车安全完整性ASIL等级。同时根据功能安全标准对整车控制器功能安全性进行了危害分析、DFMEA设计失效模式及后果分析分析和FTA故障树分析...
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 电动汽车整车控制器概述
1.3 功能安全国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 现有整车控制器功能安全性存在的问题
1.4.1 硬件功能安全性不完善
1.4.2 软件功能缺乏诊断与冗余机制
1.5 论文主要研究内容
第2章 VCU功能安全性分析与系统设计
2.1 功能安全标准研究
2.1.1 ISO26262 标准概述
2.1.2 安全生命周期与完整性等级
2.1.3 硬件架构指标
2.2 VCU功能安全性分析
2.2.1 功能安全需求分析
2.2.2 DFMEA与 FTA方法分析
2.2.3 技术需求分析
2.3 VCU系统架构分析与设计
2.3.1 VCU系统安全架构
2.3.2 VCU硬件安全架构
2.3.3 VCU软件安全架构
2.4 本章小结
第3章 VCU信号处理功能分析与设计
3.1 信号处理功能分析
3.2 信号处理功能安全机制设计
3.2.1 信号处理安全机制
3.2.2 信号处理功能故障检测
3.3 信号处理功能模块软硬件设计
3.3.1 信号处理硬件模块
3.3.2 信号处理安全机制软件
3.3.3 安全机制软件仿真与分析
3.4 信号处理功能安全确认
3.4.1 硬件架构指标分析
3.4.2 硬件架构指标计算
3.5 本章小结
第4章 VCU通信功能分析与设计
4.1 通信功能分析
4.2 通信功能安全机制设计
4.2.1 通信功能安全机制
4.2.2 通信功能故障检测
4.3 通信功能模块软硬件设计
4.3.1 通信功能硬件模块
4.3.2 通信功能安全机制软件
4.3.3 安全机制软件仿真与分析
4.4 通信功能硬件安全确认
4.4.1 硬件架构指标分析
4.4.2 硬件架构指标计算
4.5 本章小结
第5章 VCU功能安全机制验证与分析
5.1 测试台架搭建
5.1.1 测试台架总体结构
5.1.2 测试台架环境搭建
5.2 正常模式下功能安全机制验证与分析
5.2.1 通信功能测试
5.2.2 信号采集功能测试
5.2.3 驱动输出功能测试
5.2.4 测试结果分析
5.3 故障模式下功能安全机制验证与分析
5.3.1 通信功能安全机制测试
5.3.2 信号采集安全机制测试
5.3.3 驱动输出安全机制测试
5.3.4 测试结果分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果
本文编号：3740504
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 电动汽车整车控制器概述
1.3 功能安全国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 现有整车控制器功能安全性存在的问题
1.4.1 硬件功能安全性不完善
1.4.2 软件功能缺乏诊断与冗余机制
1.5 论文主要研究内容
第2章 VCU功能安全性分析与系统设计
2.1 功能安全标准研究
2.1.1 ISO26262 标准概述
2.1.2 安全生命周期与完整性等级
2.1.3 硬件架构指标
2.2 VCU功能安全性分析
2.2.1 功能安全需求分析
2.2.2 DFMEA与 FTA方法分析
2.2.3 技术需求分析
2.3 VCU系统架构分析与设计
2.3.1 VCU系统安全架构
2.3.2 VCU硬件安全架构
2.3.3 VCU软件安全架构
2.4 本章小结
第3章 VCU信号处理功能分析与设计
3.1 信号处理功能分析
3.2 信号处理功能安全机制设计
3.2.1 信号处理安全机制
3.2.2 信号处理功能故障检测
3.3 信号处理功能模块软硬件设计
3.3.1 信号处理硬件模块
3.3.2 信号处理安全机制软件
3.3.3 安全机制软件仿真与分析
3.4 信号处理功能安全确认
3.4.1 硬件架构指标分析
3.4.2 硬件架构指标计算
3.5 本章小结
第4章 VCU通信功能分析与设计
4.1 通信功能分析
4.2 通信功能安全机制设计
4.2.1 通信功能安全机制
4.2.2 通信功能故障检测
4.3 通信功能模块软硬件设计
4.3.1 通信功能硬件模块
4.3.2 通信功能安全机制软件
4.3.3 安全机制软件仿真与分析
4.4 通信功能硬件安全确认
4.4.1 硬件架构指标分析
4.4.2 硬件架构指标计算
4.5 本章小结
第5章 VCU功能安全机制验证与分析
5.1 测试台架搭建
5.1.1 测试台架总体结构
5.1.2 测试台架环境搭建
5.2 正常模式下功能安全机制验证与分析
5.2.1 通信功能测试
5.2.2 信号采集功能测试
5.2.3 驱动输出功能测试
5.2.4 测试结果分析
5.3 故障模式下功能安全机制验证与分析
5.3.1 通信功能安全机制测试
5.3.2 信号采集安全机制测试
5.3.3 驱动输出安全机制测试
5.3.4 测试结果分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果
本文编号：3740504
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