随着电子技术的快速发展,汽车电子已经广泛应用于汽车的各个领域。汽车电子技术的应用给消费者带来了诸多的方便,与此同时,电子产品的应用也增加了汽车发生电子/电气系统失效的风险。为了解决由于电子/电气系统失效所导致的汽车安全问题,国际标准委员会(ISO)于2011年11月正式颁布道路车辆功能安全标准ISO26262。本文以ISO 26262道路车辆功能安全标准为指导,按照ISO 26262标准的要求对EM-CVT的电控系统进行了软件功能安全设计,主要完成了以下工作:(1)根据ISO 26262标准第三部分的要求对EM-CVT进行了概念设计。首先,对EM-CVT进行了相关项定义,分析了无级变速器的功能、工作环境、相关的法规要求和常见的失效模式。其次,对无级变速器的调速功能和扭矩传递功能进行了HARA分析,确定了相应的ASIL等级,得到了EM-CVT的安全目标。再次,根据安全目标导出了功能安全需求并对功能安全需求进行了分配,根据功能安全需求导出了技术安全需求。最后,对功能安全标准中常见的安全分析方法进行了对比,对“非预期的调速”和“TCU扭矩突变”两个危害事件进行了FTA分析。(2)完成了EM-CVT电控系统的设计。首先,对EM-CVT的电控系统进行了软件架构设计和软件功能划分,对TCU的引脚进行了定义。其次,对无级变速器的控制需求进行分析,确定了目标速比的求解方法,搭建了计算速比的求解模型。最后,对EM-CVT的调速系统进行了建模,搭建了EM-CVT调速系统的仿真模型和控制策略。(3)完成了EM-CVT的安全性设计。针对调速功能,增加了输入轴转速传感器和输出轴转速传感器的检测与监控模块,通过对转速传感器的输出电压进行实时的检测和故障级别判断,降低了传感器发生失效的风险。此外,对转速传感器进行了非共因失效的冗余设计,搭建了角位移传感器的标定策略并对角位移传感器进行标定,降低了由于转速传感器失效所导致的风险。针对扭矩传递功能,对EM-CVT的扭矩监控系统进行了架构设计,确定了电机的需求扭矩并搭建了电机需求扭矩的计算模型,对变速器的输出扭矩进行了检测,通过闭环控制的方法降低了系统发生“非预期的扭矩输出”的风险。(4)完成了EM-CVT的功能性测试、安全性测试以及性能测试。在功能测试方面,主要进行了速比调速精度的测试与验证、调速响应时间测试、速比跟随性测试和扭矩跟随性测试;在安全性方面,主要进行了调速范围的安全性测试、输入轴转速传感器故障注入测试、输出轴转速传感器故障注入测试和输出扭矩的扭矩范围测试;在性能测试方面,主要测试了无级变速器在各个工况点下工作时的传动效率,验证了无级变速器的性能。