我们知道,做系统功能安全开发的第一步是做HARA(Hazard Analysis & Risk Assessment),具体针对某一车型的某一电子系统,HARA应该怎样做呢?今天以EPS为例来简单地讲一讲讲一讲这个话题。

(一) 定义系统功能

首先要做的第一件事情是把系统需要实现的功能给抽象出来。

谈到EPS有哪些功能,很多人都会脱口而出,有随速助力、阻尼、回正、齿条末端保护等等,但其实这些所有的功能,抽象出来,就是下面的一条功能:

提供系统助力

提供系统助力

除此之外,一般还能抽象出来如下几个功能:

碰撞溃缩力(仅管柱机械子部件)

对外提供EPS状态信号

对外提供手盘力矩(Optional)

对外提供方向盘转角(Optional)

碰撞溃缩力(仅管柱机械子部件)

对外提供EPS状态信号

对外提供手盘力矩(Optional)

对外提供方向盘转角(Optional)

(二) 定义场景

2.1:定义车辆使用工况

车辆使用工况可按以下方法分组,为了后面的分析每一个使用工况都应该给一个独立Id号,我们称之为SitID:

停车

停车

靠边停车(Sit ID-1.1)

倒车入库(Sit ID-1.2)

加减速行驶

加减速行驶

加减速过程转向(Sit ID-2.1)

加速倒车(Sit ID-2.2)

城市道路行驶

城市道路行驶

Stop-Go(Sit ID-3.1)

城市道路变道(Sit ID-3.2)

避开障碍物(Sit ID-3.3)

乡村道路行驶

乡村道路行驶

窄车道(Sit ID-4.1)

拱形路(Sit ID-4.2)

坑洼路(Sit ID-4.3)

山路(Sit ID-4.4)

避开障碍物(Sit ID-4.5)

高速公路行驶

高速公路行驶

高速公路变道(Sit ID-5.1)

紧急避让(Sit ID-5.2)

带拖车行驶

带拖车行驶

拖挂重负载(Sit ID-6.1)

……

2.2定义自然环境条件,为了后面的分析,每一个环境也应该给一个ID号,我们称之为EnvID

一般从气候(温度、湿度)、路面条件(干、湿)、周边环境(路中是否有障碍物、路边环境)等来定义

(三) 定义Harzard

一般来说,仅针对抽象出来的系统功能的第一条(提供助力而言)EPS系统会定义如下Harzard,同样,我们需要给每一个Hazard分配一个独立的ID号(HazID):

行驶过程中失去助力(Haz ID-1)

上电无助力(Haz ID-2)

不期望的助力(没有助力需求但提供了助力)(Haz ID-3)

过助力(Haz ID-4)

欠助力(Haz ID-5)

断断续续地助力(Haz ID-6)

手感波动(Haz ID-7)

反向助力(Haz ID-8)

助力不对称(Haz ID-9)

卡死(Haz ID-10)

行驶过程中失去助力(Haz ID-1)

上电无助力(Haz ID-2)

不期望的助力(没有助力需求但提供了助力)(Haz ID-3)

过助力(Haz ID-4)

欠助力(Haz ID-5)

断断续续地助力(Haz ID-6)

手感波动(Haz ID-7)

反向助力(Haz ID-8)

助力不对称(Haz ID-9)

卡死(Haz ID-10)

(四) ASIL分析

下图是功能安全ASIL分析的一个样张,基于上述的Hazard、工况和环境,进行排列组合(在做这一步之前其实还应该有一个步骤是Hazard与工况及环境的compliance分析,剔除那些根本用不着进行ASIL分析的组合情况)

特别关注一下,行驶中失去助力这一Hazard,在自动驾驶L2阶段之前,一般分析结果是ASIL A甚至QM都有;一旦进入L3之后,在驾驶员脱手的情况下,这一Hazard的严重度和可控度都会大大提升,这一个功能的ASIL等级也会直接升到ASIL D。

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