论文部分内容阅读
近年来,由于环境污染、能源危机所带来的影响越来越明显,汽车领域的重心逐渐向无污染、低耗能的电动汽车转移。但是由于电动汽车对于电子部件的集成度越来越高,因此其安全性也成为人们最为关心的热点之一。为了保证复杂系统下汽车的安全性,国际标准化组织针对汽车功能安全发布了 ISO 26262《道路车辆功能安全标准》,旨在提高汽车避免功能发生非预期失效的能力。本文依托湖南大学电动方程式赛车项目,按照ISO 26262标准提供的功能安全开发流程,开发一款可靠、安全的整车控制器软硬件。主要完成了以下工作:(1)根据ISO 26262标准第3部分功能安全概念设计的要求,从相关项定义出发,对VCU完成HARA分析。根据HARA分析导出功能安全概念的设计方案及技术安全需求规范,并基于MPC5744P芯片的双核硬件架构,设计了包括功能层、冗余监控层和控制器监控层的软件架构方案。(2)完成整车控制器硬件设计方案及安全分析流程。根据所制定的技术安全需求设计了 VCU关键模块电路图,并运用故障树分析法及硬件架构度量分析法对该硬件方案进行了安全分析,以确保该硬件方案可满足目标功能的ASIL等级要求。(3)完成整车控制器应用层软件设计及建模工作。根据软件技术安全需求及目标电动方程式赛车的结构特点,制定了 VCU的整车控制及监控策略。在MATLAB/Simulink软件环境中建立相应的软件模型,并根据不同任务的触发周期设计精确的调度系统模型予以实现。(4)建立模块化整车前向仿真模型,完成VCU的模型在环测试。搭建基于NI硬件设备及NI VeriStand软件的硬件在环测试平台。最后通过故障注入的测试方案,进行硬件在环测试以验证该VCU的整车控制及监控策略。