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摘要：潛電路給汽車電子產品的可靠性，汽車的安全性帶來了隱患，通過對潛電路的分析，可以改進系統設計缺陷和潛在問題，可以將質量隱患消除在設計階段。本文就汽車電子產品的潛電路分析進行了簡要的探討。

關鍵詞：SCA；汽車電子產品；潛電路

0引言

由于消費需求的多樣性，現代汽車承載的功能越來越多，集成到整車的電子電氣系統數量日益增多，汽車電子技術已然成為了汽車技術現代化的標志與趨勢，其可靠性直接影響汽車的動力性、經濟性、安全性和舒適性。車型開發經驗表明，汽車電子系統中的潛電路普遍存在，部分潛電路的激發可能會造成諸如電控系統故障報警、錯誤的指示、電控系統功能異常等后果。潛電路引發的問題與通常所說的故障存在一定的區別，此類問題不是因元器件本身的失效或質量問題導致，而是由于特定條件下系統中存在的非期望功能或抑制期望功能的電路被激活導致。由于必須集成到整車后潛電路才存在被激活的環境，并且潛電路隱藏在系統正常工作狀態下，僅在某種特定的條件下才被激發，在常規的零部件及系統級別的測試驗證中無法識別潛電路可能引發的問題，在整車級別的道路試驗及功能測試中，除非通過全覆蓋式枚舉的測試矩陣，否則難以發現。因此，為提高汽車產品的安全性、可靠性，在整車級別中對汽車電子產品進行潛電路分析，可以有效地將隱患問題消除在設計階段。

1潛電路分析的基本概念

潛電路（SneakCircuit，SC）又稱潛藏電路、潛在通路等，指的是在部件無故障情況下，系統內可能出現的導致產生不希望有的功能或抑制需要功能的電路或信號電路，它與硬件失效無關，而是設計者無意地設計進系統的一種潛在狀態。潛電路在系統中的激活常常會引發功能或指示的異常，對汽車產品的可靠性、安全性帶來極大危害，因此，潛電路分析技術（SneakCircuitAnalysis，以下簡稱SCA）應運而生，它可以全面地分析大型復雜系統的可靠性設計缺陷和潛在問題，把問題隱患消除在產品設計階段，從根本上提高系統的可靠性及安全性。SCA的目的是在假定所有部件均正常工作的情況下，分析可能引起功能異常或抑制正常功能的潛在電路，為設計優化提供依據。早在1967年，阿波羅登月計劃中，為了提高系統安全性和可靠性，美國國家宇航局就投資進行了潛電路分析技術的研究，并由波音宇航公司承擔，經過多年的摸索與實踐應用，波音公司建立起了一套相當完善的潛電路分析體系，并通過實踐證明SCA是用來規范地和系統地識別出大型復雜電氣/電子系統全部潛在電路的唯一有效的分析方法。SCA目前在軍事、航空、航天領域廣泛應用，根據筆者了解，在汽車領域暫未形成系統性的應用。潛電路一般分為四種類型：①潛在回路：產生不希望的功能或抑制需要功能的電流或信號回路。②潛在定時：在不希望的時刻產生或抑制所需要功能的能量或電流。③潛在指示：一種錯誤或不明確的狀態和數據顯示，它可能導致操作者采取并不需要的動作。④潛在標號：一種含糊不清或錯誤的名稱或功能指示，它可能導致操作員向系統施加錯誤的激勵。與軍事、航空、航天領域不同的是，在汽車（特種車輛除外）的使用運行過程中除了故障、提示信息外，很少有需要駕駛員根據指示或標號來采取不同駕駛動作的功能設計，且從各項目開發經驗分析，汽車電子產品設計中潛電路所帶來的問題主要由潛在回路引起。

2潛在電路分析方法

在軍事工業領域，具有規范的潛電路分析方法以及基于完善的預處理數據及網絡樹可通過自動化的分析軟件實現潛電路的分析，所需人力、時間、成本均是汽車開發項目所不能承受的，但在汽車電子產品開發過程中可以借鑒軍事工業領域的SCA方法，在現階段可以通過簡化SCA方法后在汽車產品設計階段給以實施應用。潛電路分析其本質是根據系統線束回路的拓撲結構，探測和發現電路中存在的非設計預期的工作回路，其分析主要步驟為資料收集、電路網絡樹構建、電流路徑分析及潛電路抑制。

2.1資料收集進行潛電路分析

需要收集整車所有部件的輸入輸出電路接口、整車電氣原理圖等資料，并同時應對各部件的工作原理及控制邏輯進行了解。

2.2電路網絡樹構建

基于整車原理圖及各部件輸入輸出接口電路，對整車電路進行拓撲結構整理及簡化，其基本步驟如下：①拓撲結構整理：從詳細的電氣原理圖及接線表出發，對電路拓撲結構進行整理，按照上端為電源線、下端為接地的方式對各系統電路進行分塊，初步形成SCA網絡樹。②電路簡化：去除原理圖中接插件、線路板、接線點、屏蔽線等與電路功能無關的接點。

2.3電流路徑分析

在簡化的原理圖中對所有接點進行編號（如0、1、2、…），并對存在的電流路徑進行標記（如0→2→3）形成電流路徑表，將滿足以下條件的回路標記為無效回路：①既不存在電源，也不存在可以等效為電源元件（如電容、電感等）的無源回路；②開關器件與單一電壓源、電阻、電感和電容元件相串聯的單一元件回路；③單一開關或開關元件組合形成的開關回路；④電流具有單向性的電路中，處于電流單向性功能元件電流截止工作狀態的回路。

2.4潛電路抑制

針對分析結果，對潛電路所產生原因進行分析，并對設計方案進行優化整改。

3總結

汽車為一個高度集成的復雜電子電氣系統，具有高可靠性、高安全性的要求，汽車電子產品集成設計人員應正視潛電路的存在，同時也應對潛電路的特點及危害有深刻的認識，需在設計階段盡量避免引入潛電路。潛電路分析是一項繁瑣而復雜的工作，應完善和改進潛電路分析方法，有助于發現設計中的疏忽和錯誤，提前更改并完善設計方案，減少后期設計變更帶來的時間、成本上的浪費。

參考文獻：

[1]李國華，胡昌華，葉雪梅，張偉，劉濤.潛在通路分析技術的發展[J].安全與環境學報，2004（01）.

[2]周濤，胡昌華，夏啟兵.可靠性工程中的潛在通路分析技術[J].電子產品可靠性與環境試驗，2003（01）.

[3]嚴殿啟.潛通路分析技術[J].導彈與航天運載技術，2000（01）.

作者：黃勇斌 單位：江西昌河汽車有限責任公司