《柴油机电子控制单元可靠性技术条件第3部分：应用软件》标准全文及编制说明

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1、ICS 27.020 J93 团 体 标 准 T /CICEIA/CAMS XXXX-XXXX 代替 GB/T 柴油机 电子控制单元可靠性技术条件 第 3 部分：应用软件 Diesel engines Electronic control unit reliability assessment of general technical requirements.The Third part: Application Software 点击此处添加与国际标准一致性程度的标识 （征求意见稿） 201X - XX - XX 发布 XXXX - XX - XX 实施 中国内燃机工业协会 发 布 中国机

2、械工业标准化技术协会 T/CICEIA/CAMS I 目 次 目 次 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 前 言 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 1 范围 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 2 规范性引用文件 . 1 3 术语及定义 . 1 4 柴油机应用软件可靠性指标体系 . 1 4.1 柴油机控制器应用软件技术指标要求 . 1 4.1.1 传感器输入 1 4.1.1.1 压力类传感器 . 1 4.1.1.2 温度类传感器 . 1 4.1.1.3 开关类 . 2 4.1.2 执行器输出 2 4.1.2.1 PWM 控制输出 2 4.1.2.2 H 桥执行器 2 4.1.3

3、发动机本体控制 . 2 4.1.3.1 燃油系统 . 2 4.1.3.2 空气系统 . 2 4.1.3.2 起动系统 . 2 4.1.4 后处理控制 . 2 4.1.3.1 DOC 催化器 2 4.1.3.2 DPF 颗粒捕集 2 4.1.3.3 SCR 催化氧化还原 2 4.2 柴油机控制器应用软件开发过程控制指标要求 . 2 4.2.1 系统需求 . 2 4.2.1.1 需求管理 . 2 4.2.1.2 配置管理 . 2 4.2.2 软件架构 . 2 4.2.2.1 工具标准 . 2 4.2.2.2 架构指标 . 2 4.2.3 软件需求 . 2 4.2.3.1 工具标准 . 2 4.2.

4、4 应用软件开发 . 2 4.2.4.1 模型资源评估 . 2 4.2.4.2 模型负荷评估 . 2 4.2.5 应用软件测试 . 2 4.2.5.1 测试工具 . 2 4.2.5.2 测试方法 . 2 4.2.5.3 测试指标 . 2 4.3 嵌入式软件通用指标要求 . 2 T/CICEIA/CAMS II 4.3.1 成熟性 . 2 4.3.2 容错性 . 2 4.3.3 易恢复性 . 2 5 柴油机应用软件功能描述 . 2 6 应用软件可靠性设计 . 3 6.1 柴油机控制器应用软件技术指标要求 . 4 6.1.1 传感器输入 4 6.2 柴油机控制器应用软件开发过程控制指标要求 . 4

5、 6.2.1 需求分析 . 4 6.3 嵌入式软件通用指标要求 4 7 应用软件可靠性分析 . 6 7.1 柴油机控制器应用软件技术指标要求 . 6 7.1.1 传感器输入 6 7.2 柴油机控制器应用软件开发过程控制指标要求 . 6 7.2.1 需求分析 . 6 7.3 嵌入式软件通用指标要求 6 8 应用软件可靠性测试 10 T/CICEIA/CAMS III 前 言 T/CICEIA/CAMS XXXX-XXXX柴油机 电子控制单元可靠性技术条件分为三个部分。 第1部分：硬件； 第2部分：基础软件； 第3部分：应用软件。 本部分为 T/CICEIA/CAMS XXXX-XXXX的第3部分

6、。 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国内燃机标准化技术委员会(SAC/TC 177)归口。 本标准起草单位：广西玉柴机器股份有限公司,常州易控汽车电子股份有限公司，卓品智能科技无 锡有限公司负责起草。 本标准主要起草人：王辉、桑海浪、叶宇、刘星、邓小超、刘钊、李少佳、何桦、郝一鸣。 本标准为首次发布。 。 T/CICEIA/CAMS 1 柴油机 电子控制单元可靠性技术条件 第 3 部分：应用软件 1 范围 本标准规定了柴油机电子控制单元应用软件可靠性术语及定义、设计指标、分析方法、可靠性测试 规范、试验结果等。 本标准适用于全功

7、率范围内柴油机（以下简称柴油机）。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 11457-2006 信息技术 软件工程术语 GB/T 28171 嵌入式软件可靠性测试方法 GB/T 29832.1-2013 系统与软件可靠性 第1部分：指标体系 GB/T 29832.2-2013 系统与软件可靠性 第2部分：度量方法 GB/T 29832.3-2013 系统与软件可靠性 第3部分：测试方法 3 术语及定义 GB/T 11457-2006中界定

8、的术语和定义适用于本文件。下列术语和定义适用于本文件。 3.1 软件可靠性 software reliability 特定数目的自然单元中或者特定任务时间内软件无失效执行的概率。 3.2 失效 failure 系统运行行为对用户要求的偏离。 3.3 操作 operation 持续一段时间，结束时将控制权还给系统的一种逻辑任务，操作与软件的功能或特征相关。例如： GB/T 28171-2011。 用户命令的执行，对输入的响应处理、系统事务处理。 4 柴油机应用软件可靠性指标体系 GB/T 29832.1指标体系定义适用于本文件，针对柴油机的使用特性，按照以下指标要求进行。 4.1 柴油机控制器应

9、用软件技术指标要求 4.1.1传感器输入 4.1.1.1 压力类传感器 传感器合理性判断、开路、短路故障要求 4.1.1.2 温度类传感器 T/CICEIA/CAMS 2 传感器合理性判断、开路、短路故障要求 4.1.1.3 开关类 4.1.2执行器输出 4.1.2.1 PWM控制输出 4.1.2.2 H桥执行器 4.1.3 发动机本体控制 4.1.3.1 燃油系统 4.1.3.2 空气系统 4.1.3.2 起动系统 4.1.4 后处理控制 4.1.3.1 DOC催化器 4.1.3.2 DPF颗粒捕集 4.1.3.3 SCR催化氧化还原 4.2 柴油机控制器应用软件开发过程控制指标要求 4.2

10、.1 系统需求 4.2.1.1 需求管理 4.2.1.2 配置管理 4.2.2 软件架构 4.2.2.1 工具标准 4.2.2.2 架构指标 4.2.3 软件需求 4.2.3.1 工具标准 4.2.4 应用软件开发 4.2.4.1 模型资源评估 4.2.4.2 模型负荷评估 4.2.5 应用软件测试 4.2.5.1 测试工具 4.2.5.2 测试方法 4.2.5.3 测试指标 4.3 嵌入式软件通用指标要求 应用软件可靠性指标体系，被划分为成熟性、容错性、易恢复性等若干子特征： 4.3.1 成熟性：为避免有软件自身存在的故障而导致软件失效的能力，可用失效度、故障度、测试度、 有效度等来度量；

11、4.3.2 容错性，在出现故障或违反规定接口的情况下软件维持规定性能级别的能力，可用正常运行度、 低于误操作率等来度量； 4.3.3 易恢复性： 在失效发生的情况下软件重建规定的性能基表和回复直接受影响的数据的能力， 可用 重启成功度、修复成功度来度量。 5 柴油机应用软件功能描述 T/CICEIA/CAMS 3 图 1 5.1 功能模块具体内容 柴油机应用软件架构包含：传感器输入、执行器输出、传动系管理、发动机管理、通讯管理、后处 理管理、诊断管理等等。不同应用场景可根据实际情况进行删减、增加对应功能模块。 5.2 传感器输入 除特殊规定外， 柴油机应根据用途、 使用场景、 开发要求定义出传

12、感器输入部分， 例如水温传感器、 轨压传感器等等（可根据柴油机的具体应用、配套予以增减）。 5.3 执行器输出 除特殊规定外，柴油机应根据用途、使用场景、开发要求定义出传感器输出部分，例如喷油器电磁 阀、油泵电磁阀等等（可根据柴油机的具体应用、配套予以增减）。 5.4 发动机管理 发动机管理部分主逻辑包含从油门踏板输入开始到喷油量的准备输出， 其中按照主流控制结构， 包 含扭矩控制、转速闭环、油量控制、空气管理、排气管理等等。 5.5 后处理管理 除特殊规定外，柴油机应根据排放法规要求增加对应后处理单元，例如SCR选择性催化氧化单元、 DPF颗粒捕集处理单元等等（可根据柴油机的具体应用、配套予

13、以增减）。 5.6 通讯管理 采用标准J1939协议，输出柴油机相关状态信息。 5.7 故障管理 故障管理系统包含从故障触发到判断、 再到实际失效措施执行过程， 涵盖软件架构中各个方面。 （可 根据柴油机的具体应用、配套予以增减）。 6 应用软件可靠性设计（参照第 5 点：柴油机应用软件可靠性指标体系架构） T/CICEIA/CAMS 4 6.1 柴油机控制器应用软件技术指标要求 6.1.1 传感器输入 6.2 柴油机控制器应用软件开发过程控制指标要求 6.2.1 需求分析 6.3 嵌入式软件通用指标要求 6.3.1 成熟性 6.3.1.1 失效度 失效度，发生和解决软件失效的程度，如图表1所

14、示。 注：本部分中的失效是指软件不能按规定的性能要求执行他所要求的功能，即软件的运行结果和需求不一致。 表1 失效度 序号 名称 描述 说明 1 失效密度 在一定的试验周期内检测出的失效数 提示信息的不正确，系统未按预期要求进行 动作都是失效。应对失效的水平进行分类 2 失效解决率 检测到的失效中已经解决的失效比率 应先度量失效密度，再度量失效解决率 6.3.1.2 故障度 故障度，发现和排除软件自身存在故障的程度，其指标如图表2所示 注：本部分中的故障主要是指计算机程序中不正确的步骤、过程或数据定义。 表2 故障度 序号 名称 描述 说明 1 故障密度 在一定的试验周期内检测出的故障数 软件

15、故障如在源代码中把计算公式的运算符 写错等 2 潜在故障率 将来可能出现的故障比率 宜使用合适的可靠性模型机型估算 3 故障排除率 检测到的故障中已经排除的故障比率 应先度量故障密度、在度量故障排除率 6.3.1.3 测试度 测试度，软件已被测试的程度，其指标如图表3所示 T/CICEIA/CAMS 5 表3 测试度 序号 名称 描述 说明 1 测试覆盖率 以满足规定的覆盖要求的测试用例比率 主要考察测试范围的深度和广度 2 测试通过率 测试通过的比率 主要考察软件是否正确实现了功能 6.3.1.4 有效度 有效度，软件运行的有效程度程度，其指标如图表4所示 表4 有效度 序号 名称 描述 说

16、明 1 平均失效间隔时间 在一定的试验周期内失效的频率 如果比较，应固定试验周期的时长 2 有效服务时间率 可提供无失效服务的时间比率 软件投入运行后就应记录有效服务时间 3 累计有效服务时间 提供的有效服务时间总和 软件投入运行后就应记录有效服务时间 6.3.2 容错性 6.3.2.1 正常运行度 正常运行度，软件为保持正常运行所作出的努力，如图表5所示 表5 正常运行度 序号 名称 描述 说明 1 避免宕机率 软件失效中未引起宕机的比率 应先度量失效密度，在度量避免宕机率 2 避免失效率 避免关键的和严重的失效的比率 宜对失效水平进行分类 6.3.2.2 抵御误操作率 抵御误操作率，软件抵御误操作做作出的努力程度，其指