一文说清楚,什么是汽车功能安全等级ASIL?
前言:曾经与一个自称非常了解商用车行业的一个小私企公司老板聊到关于特种无人车辆与乘用车哪一个更加的复杂的问题,对方回答特种无人车辆更加复杂,我就知道了他对于乘用车是一无所知了。身处汽车行业的朋友都知道乘用汽车的不同部件的安全要求的是不一样的,不同的安全要求也就意味着其设计的复杂度呈现指数上升。所以很显然这不是载物车平台可以比拟的。当然,汽车安全等级一般是使用ASIL来表示,本篇博客就着重介绍一下关于ASIL的一些常识。
1,ASIL是什么
想象一下,当你开着电动车行驶在公路上面,前面突然窜出来一头野猪,你赶紧打转向并踩刹车躲避。还好有惊无险你顺利躲过了,但是有没有可能刚好这个时候刹车与转向的功能失效,答案肯定是有的。
如何尽全力减小失效的可能性呢?这个时候就引出了功能安全等级ASIL的概念,即【通过系统或设备对输入信号及指令的正确操作,实现预设的安全防护目标。根据IEC 61508、ISO 26262等国际标准,功能安全需通过安全完整性等级(SIL/ASIL)的达标验证,涵盖需求开发、危害分析、冗余设计等全生命周期管理流程。该技术体系广泛应用于汽车电子、工业自动化等领域,通过硬件安全机制与软件安全策略的协同,实现故障检测、容错控制等关键功能。】
简单来说,它就是确保汽车的各个电子控制系统(如刹车、转向、油门等)在发生故障或失效时,不会导致人员伤亡、财产损失或环境危害。它关注的是“当系统出错时,如何保证安全”,核心思想是“故障容忍”和“故障防护”。
为了实现这一目标,全球汽车行业普遍采用的标准是 ISO 26262。该标准为汽车电子电气系统的整个生命周期(从概念、设计、开发、生产、运营、维护到报废)提供了一套完整的功能安全指南和要求。
ISO 26262 标准的核心是 ASIL。
功能安全等级越高也就是意味着,安全的要求越高,相应的越不容易发生失效的情况。
2,ASIL的等级判定
ASIL等级分级
ASIL(Automotive Safety Integrity Level,汽车安全完整性等级)作为 ISO 26262 功能安全标准的核心评估指标,采用A、B、C、D的分级体系。
- ASIL D:最高安全等级。要求最严格,需要最复杂的安全机制和最高的测试覆盖率。故障可能导致生命危险或致命的伤害。(例如:刹车、转向、安全气囊系统)
- ASIL C:高安全等级。要求严格,仅次于D。(例如:自适应巡航ACC、自动紧急制动AEB)
- ASIL B:中等安全等级。(例如:尾灯、电动车窗)
- ASIL A:最低安全等级。要求最简单。(例如:后雾灯)
- QM (Quality Management):质量管理。表示即使发生故障,也不会产生安全风险,因此只需要遵循标准的质量管理流程(如ISO 9001)即可,无需额外的功能安全措施。(例如:车载信息娱乐系统、收音机)
等级关系:ASIL A < ASIL B < ASIL C < ASIL D
ASIL等级的确定基于三个主要因素S(Severity,严重性)、E(Exposure,暴露概率)、C(Controllability,可控性) 评估风险参数,再分配相应失效下的ASIL等级。
● 严重性(Severity, S):衡量故障可能导致的伤害或损伤的严重程度。
● 暴露率(Exposure, E):衡量人员在特定操作条件下暴露于危险中的可能性。
● 可控性(Controllability, C):衡量驾驶员或其他涉险人员避免事故或伤害的可能性。
表 1:严重度等级(S)
| 等级 | 描述 |
|---|---|
| S0 | 无伤害 |
| S1 | 轻度和中度伤害 |
| S2 | 严重的和危及生命的伤害(有存活的可能) |
| S3 | 危及生命的伤害(存活不确定),致命的伤害 |
表 2:暴露概率等级(E)
| 等级 | 描述 |
|---|---|
| E0 | 不可能 |
| E1 | 非常低的概率 |
| E2 | 低概率 |
| E3 | 中等概率 |
| E4 | 高概率 |
表 3:可控性等级(C)
| 等级 | 描述 |
|---|---|
| C0 | 可控 |
| C1 | 简单可控 |
| C2 | 正常可控(一般) |
| C3 | 难以控制或不可控 |
ASIL等级判定流程

ASIL等级确定

总结来讲,汽车功能安全等级的分级有着严格的标准与判定流程,随着等级的提高相应的设计开发与测试流程也变得越来越复杂,不仅如此相应的电子元器件的选型的标准也随之提高,相应的成本也是陡然上升。当然,安全无价,这都是为了人的安全所作出的保驾护航,其必要性可行而知。
3,汽车常用部件的ASIL等级
3.1 ASIL A
功能: 最低安全要求,通常用于对安全影响较小的系统。
车载娱乐系统: 车载音响控制,虽然可能影响驾驶体验,但其故障不会直接危及车辆的安全。例如,车载CD播放器或Bluetooth音响系统。
车窗控制: 自动车窗的控制系统,如果出现故障可能会影响车窗的升降,但不会直接导致严重安全问题。
3.2 ASIL B
功能: 需要比ASIL A更严格的安全要求,适用于对安全有一定影响的系统。
动力转向系统(EPS): 在现代汽车中,电子助力转向系统对车辆的操控性至关重要。如果出现故障,可能导致转向失控,但一般情况下不会直接导致严重事故。
雨刮器控制: 自动雨刮器系统在恶劣天气条件下保持视线清晰,如果出现故障可能会影响驾驶安全,但通常不会导致严重后果。
3.3 ASIL C
功能: 安全要求更高,适用于对车辆安全有重大影响的系统。
车载制动系统(包括电子稳定程序ESP): 制动系统的控制模块如果出现故障,可能导致制动性能下降,从而显著增加事故风险,因此需要更严格的安全措施。
车道保持辅助系统: 该系统通过摄像头和传感器监测车道线,并帮助车辆保持在车道内。系统故障可能导致车道偏离,增加事故风险。
3.4 ASIL D
功能: 最高安全要求,适用于对车辆安全至关重要的系统。
自动驾驶系统: 自动驾驶系统是最复杂的系统之一,其故障可能导致严重事故。要求系统具备高度的冗余和容错能力,以确保在任何情况下都能安全操作。
空气囊控制系统: 在发生碰撞时,空气囊的控制系统必须在极短的时间内做出反应,以保护乘员。任何故障都可能导致无法及时弹出气囊,极大地危害乘员安全。
参考文章:
一口气讲明白:什么是 ASIL 功能安全?汽车为啥不能“乱来”?
(7 封私信 / 32 条消息) 汽车功能安全是什么?ASIL 的等级如何划分? - 知乎
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1831534824411836990&wfr=spider&for=pc
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