JADS034 January   2026 F29H850DM , F29H850TU , F29H859TU-Q1 , TMCS1123 , TMCS1123-Q1 , TPS650362-Q1 , TPS650365-Q1

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   商標
  4. 1はじめに
    1. 1.1 背景
    2. 1.2 HW/SW FuSa 分析プロセス
      1. 1.2.1 アイテムの定義
      2. 1.2.2 機能安全目標
      3. 1.2.3 機能安全コンセプト
      4. 1.2.4 技術的安全コンセプト
      5. 1.2.5 HW/SW の安全性要件
      6. 1.2.6 依存故障分析
    3. 1.3 TI の関連資料
      1. 1.3.1 TI 部品カテゴリ
      2. 1.3.2 安全マイコンの FuSa 関連資料
  5. 2OBC システムの FuSa の概念
    1. 2.1 アイテムの定義
      1. 2.1.1 アイテム関数
      2. 2.1.2 システム境界
      3. 2.1.3 外部インターフェイス
      4. 2.1.4 動作モード
    2. 2.2 機能安全目標
    3. 2.3 機能安全コンセプト
    4. 2.4 技術的安全コンセプト
    5. 2.5 HW/SW の安全性要件
    6. 2.6 依存故障分析
  6. 3OBC システムの FuSa 部品
    1. 3.1 部品の概要
    2. 3.2 マイコン
      1. 3.2.1 CPU
      2. 3.2.2 ADC サンプリング
      3. 3.2.3 PWM 生成
      4. 3.2.4 CMPSS
      5. 3.2.5 データ転送
      6. 3.2.6 故障信号モニタと安全状態制御
    3. 3.3 パワー マネジメント IC
      1. 3.3.1 MCU モニタ
      2. 3.3.2 シャットダウン シーケンス
      3. 3.3.3 電源
    4. 3.4 システム ベーシス チップ
      1. 3.4.1 CAN 通信
      2. 3.4.2 電源電圧レールの監視
      3. 3.4.3 SPI/プロセッサ通信
      4. 3.4.4 デバイス内蔵 EEPROM
    5. 3.5 電源とスーパーバイザ
    6. 3.6 ゲート ドライバ
    7. 3.7 電圧センサ
    8. 3.8 電流センサ
    9. 3.9 温度センサ
  7. 4まとめ
  8. 5参考資料

1.1 背景

電気自動車は、ゼロエミッションや化石燃料への依存低減といった環境面での利点により、近年急速な成長を遂げています。電動化および自動運転技術の進展に伴い、電気自動車における安全性への懸念は一層重要性を増しています。

機能安全 (FuSa) は、システム全体の安全性を構成する重要な要素であり、通常の入力条件および故障状態のいずれにおいても、システムが予測可能な動作を行うことを確保することに重点を置いています。FuSa の主な目的は、適切な安全メカニズムおよび設計手法を戦略的に実装することで、リスクを体系的に許容可能なレベルまで低減することです。

ISO 26262：2018 は、道路車両における電気および電子 (E/E) システムの機能安全に関する国際規格です。これは、汎用的な IEC 61508：2010 の安全ライフサイクル フレームワークを自動車分野向けに適用したものです。これは、故障が危険な状況につながらないことを確認するための、構造化されたリスクベースのアプローチを提供します。

これらの故障は、系統的故障とランダム ハードウェア故障に分類されます。系統的故障は、ハードウェア設計およびソフトウェア設計の両方に存在し、厳格な開発プロセスや独立した評価によって管理および低減することが可能です。ランダム ハードウェア故障はハードウェアにのみ起因するものであり、完全に排除することはできませんが、安全メカニズムを実装することで検出および防止することが可能です。表 1-1は、系統的故障とランダム ハードウェア故障の違いをまとめています。

表 1-1 系統的故障とランダム ハードウェア故障の比較
要素系統的故障ランダム ハードウェア故障
定義設計、仕様、実装、または運用に内在する決定論的な故障であり、特定の条件下で一貫して顕在化します物理現象、経年劣化、ストレス、または環境要因により、ハードウェアの動作中に予測不能に発生する物理的欠陥または故障
根本原因たとえば、設計エラー、誤った仕様、実装ミスなどです例えば、物理的劣化、電気的ストレス、部品の経年劣化などが挙げられます
予測可能性決定論的で再現性があり、原因を特定することで排除および恒久的な修正が可能です確率的かつ統計的に発生する故障であり、排除することはできず、再現性もありません
目標リリース前に欠陥を除去します。故障が発生したときに故障を検出して軽減します。
測定値ライフサイクル全体にわたる、機能安全マネジメント、開発、試験、検証および妥当性確認の活動。安全メカニズムの設計と検証。
代表的な指標未対応の安全要求事項の数、レビューの網羅率、およびツールの信頼度レベル。故障率、診断範囲。

系統的故障は、高品質な開発プロセスを確保することで防止および排除が可能であるため、本稿ではランダム ハードウェア故障の解析に焦点を当てます。ハードウェア指標として、単一故障メトリクス (SPFM)、潜在故障メトリクス (LFM)、およびランダム ハードウェア故障の確率的メトリクス (PMHF) が定義されており、ランダム ハードウェア故障を定量的に評価し、自動車の安全度水準要件への適合性を判断するために用いられます。

自動車安全度水準 (ASIL) は ASIL A から ASIL D までの段階に分類されており、ASIL D が最も厳格な水準です。表 1-2に、ISO 26262 に従って各 ASIL レベルに関連付けられるランダム ハードウェア故障指標の許容値を示します。

表 1-2 ISO 26262 によるハードウェア故障指標
ASIL レベルSPFMLFMPMHF (単位：FIT (Failures in Time))
ASIL-A関係ない関係ない関係ない
ASIL-B90% 以上60% 以上≤ 100 FIT
ASIL-C97% 以上80% 以上≤ 100 FIT
ASIL-D99% 以上90% 以上≤ 10 FIT