[发明专利]一种满足客车功能安全的电机控制器优化设计方法

说明书

本发明公开了一种满足客车功能安全的电机控制器优化设计方法，在原有传统设计开发流程的基础上，增加了相关项定义、危害分析和风险评估、确定安全目标，确定功能安全需求、确定技术安全需求以及技术安全概念等满足电机控制器功能安全的设计方法，避免了由于设计过程中产生的系统性失效，同时也降低了随机性失效，提高了客车五合一电机控制器的安全性和可靠性。

技术领域

本发明属于客车五合一电机控制器功能安全设计领域，具体涉及一种满足客车功能安全的电机控制器优化设计方法。

背景技术

随着电子技术在汽车领域的广泛应用，电机控制器作为汽车电子器件的核心元素之一，成为了客车车辆中的关键部件，因此电机控制器的设计流程至关重要。传统的电机控制器主要是通过简单的V模型或瀑布模型的开发流程进行设计开发的，并没有考虑由于设计疏忽，而产生的故障或失效能够给客车车辆带来不可预估的危害和风险，因此传统的电机控制器的设计并没有保证客车车辆的安全性。

传统的电机控制器的设计流程包含系统定义（或客户需求说明书）、系统需求及方案设计等。由系统定义（或客户需求说明书）导出的系统需求及方案设计中，只包含了电机控制器需要实现的基本功能要求，例如要求电机控制器按照设定的方向、速度、角度、响应时间等控制电机工作等。但是没有包含电机控制器在控制电机工作过程中，如何避免和降低由于某些功能失效，而引起车辆发生的危害事件的可能性，以保证车辆处于安全状态。如果按照传统的设计流程开展电机控制器的设计开发，电机控制器可能会发生功能性失效，而导致电机可能无法按照司机设定的要求完成驾驶任务，甚至可能给行车带来不可预估的隐患。

发明内容

针对上述传统电机控制器设计中存在的缺点，本发明的目的是提供一种满足客车功能安全的电机控制器优化设计方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种满足客车功能安全的电机控制器优化设计方法，包括如下步骤：

1）定义电机控制器及其相关项；

2）根据步骤1）中的电机控制器及其相关项，进行电机控制器的危害分析和风险评估，识别电机控制器中因故障而引起的危害，并对危害进行归类，确定危害的风险等级；

3）根据步骤2）中的危害分析和风险评估，得出防止危害事件发生或减轻危害程度相对应ASIL等级的安全目标；

4）根据步骤3）中的安全目标，得出电机控制器的功能安全需求，将功能安全需求分配给电机控制器及其相关项的初步架构或外部措施，得到电机控制器的功能安全概念；

5）根据步骤4）中的功能安全需求，得出电机控制器的的技术安全需求，结合系统设计，将技术安全需求分配给软件要素或硬件要素，得到技术安全概念；

6）根据步骤5）中的技术安全概念，进行电机控制器硬件和软件的设计。

所述步骤1）中，电机控制器包括主驱控制器、附驱控制器、DCDC模块和高压配电模块，主驱控制器包括TC275芯片，高压配电模块包括多个接触器，电机控制器的相关项包括动力电机、整车控制器、控制液压助力转向电机、空气压缩机电机、蓄电池、主电机、电空调、电除霜和电加热；定义如下：主驱控制器负责接收整车控制器的命令，综合分析系统信息，发送控制液压助力转向电机、空气压缩机电机、DCDC使能命令；主驱控制器控制接触器，进行高压电气管理；主驱控制器根据整车控制器的命令及系统状态控制主电机和进行故障诊断及保护；主驱控制器把电机控制器内部状态信息反馈给整车控制器。

所述步骤3）中，安全目标如下：

SG01-TMC：车辆在正常行驶过程中，避免丢失驱动力；

SG02-TMC：车辆在正常行驶过程中，避免非预期输出驱动力；

SG03-TMC：车辆在正常行驶过程中，避免输出错误的驱动力；