飞思卡尔ISO26262 ASIL-D电子助力转向演示系统设计

1. 概述

汽车电子助力转向系统（EPS）可以降低能耗，提高驾控智能水平，且更容易与其它高级安全系统集成，因而近年来在汽车中得到了大力的推广和发展。在这个领域，国内EPS供应商与国外供应商的主要差距体现在EPS控制技术和系统安全设计两方面。

飞思卡尔半导体公司在2011年推出了“采用永磁同步电机的汽车电子助力转向电控单元解决方案”，旨在帮助国内EPS供应商掌握永磁同步电机的控制技术。这一方案获得了《世界电子元器件》期刊 “2012年全国优秀IC和电子产品解决方案”最佳方案奖。

在2012年的飞思卡尔中国技术论坛上，飞思卡尔又推出了针对道路车辆-功能安全国际标准ISO26262ASIL-D等级的EPS演示系统方案。该方案不仅演示了采用飞思卡尔功能安全品牌SafeAssure的软硬件产品，如何方便快捷地实现ASIL-D级别的EPS系统，同时也提供了整个开发阶段所涉及的安全设计文档，包括：

· 项目定义
· 危险分析和风险评估
· 功能安全概念
· 系统开发
· 安全确认。

本文将根据图1所示的ISO26262安全生命周期模型来阐述飞思卡尔如何根据ISO26262规范来开发ASIL-D等级的EPS演示系统。

图1：ISO26262安全生命周期模型

2. 功能安全概念设计

在概念阶段设计项目（或产品）定义、危险分析和风险评估和功能安全概念。

2.1 项目定义

项目定义描述了EPS系统的主要功能，如下所述：

· 根据司机意图，提供转向支持
· 主动回正
· 向车内其它系统提供转向角度（通过CAN网络）

2.2 危险分析和风险评估

危险分析和风险评估需要考虑的要素有：安全功能、失效模式、驾驶场景、严重性、暴露的可能性、可控性以及安全目标、ASIL等级、安全时间和安全状态。

根据分析，EPS系统有如下危险分析和风险评估结果：

· 安全目标1：防止电机产生自主扭矩

确保电机不能自主产生扭矩，这样会使车辆转向偏离司机意图。尤其在高速时，这种扭矩会产生意外的转向，给司机乘客和行人带来危险。这种危险可能源于传感器或电控单元ECU的故障。