车辆工程技术64车辆技术
汽车行业不断提升了电气化和智能化水平，也逐渐丰富了汽车的
功能，不断增加电控单元，导致车辆电子电气系统变得更加复杂，因
此增加了潜在安全隐患，因此企业也更加重视基于功能安全的开发理
念，开始注重开发利用各种电控单元。再加上当前能源问题越来越严
行过程，因此属于汽车的核心零部件，我国整车企业需要合理开发整
车控制技术。硬件在环测试是整车开发流程中的重要环节，并且在各
种ECU开发工作中广泛推广利用，在整车控制器量产前需要开展硬
件再还测试。
在电动汽车中，整车控制器发挥着重要的作用，可以保障汽车的
安全性，在整车控制器开发阶段需要保障功能安全性。当前我国很多
厂商已经可以生产出符合标准的产品。本文分析了硬件在环的整车控
制器功能安全测试技术，通过整车控制器研究硬件再换测试方法。
1 概述功能安全标准ISO26262
电气系统功能安全基本标准为ISO26262，主要是针对道路车辆功
东风柳州汽车有限公司能安全制定的标准，可以在汽车整个生命周期中利用。我国在2018年
发布第二版ISO26262标准，扩宽了车辆适用范围，并且在ISO26262
标准中增加了半导体功能安全应用方针。ISO26262中提出功能安全管
理体系，以此作为安全生命周期[1]。
开发电控单元的过程中，需要开发安全生命周期。在开发初期，
需要分析和评估目标系统的危险和风险（HARA），因此明确汽车安
全完整性等级（ASIL），根据安全完整性等级设定安全目标。确定汽
车安全完整性等级，需要综合考虑严重度和暴露率以及可控性三个
要素。
在产品开发过程中，ISO26262标注也提出了严格规定要求，并
且针对不同级别的测试方法提出了针对性的参考。本文主要验证研究
VCU软件功能，开展软件集成测试，无需深入分析其他级别测试，
ISO26262标准对于软件集成测试提出了具体的要求。根据下图可以明
确，针对HIL测试环境，强烈推荐ASIL C和ASIL D等级安全目标的
测试，建议使用ASIL C和ASIL D。
表1
方法
ASIL
A B C D
HIL++++++ ECU网络环境++++++++车辆++++++++
总之如果软件集成测试符合功能安全要求，也需要对应功能安全目标，在测试阶段需要利用概念阶段的ASIL等级。
2 VCU功能安全分析
2.1 危险分析和风险评估
高压上电和下电不正常，将会引发安全问题，发生这类问题的主要原因是高压继电器出现黏连问题。此外在充电阶段仍旧进行钥匙高压上电，驾驶人员出现错误操作导致车辆移动，因此损坏充电装置，引发触电事故。此外扭矩控制过程中，加速不符合期望值，将会导致车辆失控，引发人员伤亡。发生非期望的减速，将会引发追尾事故，但是危险性比较小。发生加速异常问题主要是因为加速踏板出现电气故障，此外VCU软件踏板解析出现失误也会引发这一问题[2]。
利用VCU可以实现故障诊断的功能，如果发生故障，利用VCU 可以在限定状态中保护人员安全性。例
如在实际工作中，根据ABS报文识别车速，从而调整扭矩输出，如果ABS报文出现异常问题，无法将真实的车速反映出来，导致车辆一直处于加速的状态中，从而引发事故。下表是评估结果，其中最高等级为D级。
表2
危险事件严重度暴露率可控性ASIL
定速巡航阶段
S3E4C3D ABS通信异常
2.2 安全需求分析
每个危险事件都具有不同的安全目标，同时提出了针对性的功能安全需求。确定安全需求之后，可以利用FTA方法分解ASIL等级，向具体的系统要素上分配安全需求，同时需要优化软件功能设计，落实故障处理。
在充电阶段，出现高压未下电问题，安全目标需要设置为充电阶段禁止实施钥匙高压上电，功能安全需求为VCU应监控充电连接信号，如果出现充电信号，VCU需要在适当时间内完成钥匙高压下电。
此外如果避免车辆移动，在充电阶段VCU需要控制EPB，使其进入到自动P档，因此实现冗余控制效果。
3 VCU硬件在环测试
3.1 VCU硬件在环测试的方案
保障待测VCU软硬件的完整性和稳定性之后，可以在虚拟整车环境中连接待测VCU，开展HIL测试。开展HIL测试，可以有效模拟实际运行环境，同时可以精确的确定VCU各种故障，验证功能安全设计。本文利用dSPACE平台设置测试系统[3]。
3.2 测试验证
搭建VCU HIL测试软硬件环境之后，首先需要落实开环测试，保障电气接口符合设计要求，正确的收发总线通信报文。根据ISO26262提出的要求，开展功能需求测试和故障注入测试。
本文根据某车型VCU开展测试，利用ABS Enable信号分析通信丢失故障，如果信号值是1，代表通信正常，如果信号值为0，代表通信停止。为了确定故障时间，可以设置通信停止时间，根据报警信号和巡航状态确定故障发生的具体时间，因此准确的处理故障。
4 结束语
本文根据ISO26262标准分析了硬件在环的整车控制器功能安全测试技术，针对某个车型VCU落实HIL测试，利用这种方法可以更加便利的验证功能安全设计效果。
参考文献：
[1]汪晖，靳玉洁.谈整车网络架构设计对整车电气系统的影响[J].汽车电器,2020(2):32-35.
[2]陈志鹏，孙兴，杨俊伟.插电混合动力汽车整车控制器热管理控制分析[J].汽车电器,2020(12):32-36.
[3]苟毅彤.基于纯电动汽车整车控制器的功能安全分析与设计[J].内燃机与配件,2020(9):47-48.
硬件在环的整车控制器功能安全测试技术分析
阮高万
（东风柳州汽车有限公司，广西 柳州 545000）
摘 要：当前在汽车生产行业中已经广泛利用ECU开发理念，但是有关于ECU测试技术研究还比较少，本文综合汽车电子系统的开发和测试标准，分析了硬件在环的整车控制器功能安全测试技术，完善系统测试流程，满足汽车控制器安全需求。
关键词：硬件在环测试；整车控制器；功能安全测试技术
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