基本信息

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基本信息

原书名： Automotive Electronics Handbook

原出版社： McGraw-Hill Professional

作者： Ronald K. Jurgen

译者： 鲁植雄

出版社：电子工业出版社

ISBN：9787121097058

上架时间：2009-12-28

出版日期：2010 年3月

印次：2011年2月第2次印刷

开本：16开

页码：800

版次：2-1

内容简介

本书足根据《automotive electronics handbook(second edition)》翻译的，全书共分7篇35章。分别介绍了各种汽车传感器、汽车执行器、微处理器、发动机控制、自动变速器控制、巡航控制、制动控制、牵引力控制、稳定性控制、悬架控制、转向控制、灯光控制、雨刮器控制、气候控制、仪表显示技术、车载故障诊断系统、乘员安全系统、防盗系统、娱乐系统、多路传输系统、电磁干扰、电磁兼容、主动防撞控制系统、自适应巡航控制系统、导航系统、智能交通系统、电动汽车、消除噪声系统和线控汽车等内容。本书全面系统地论述了汽车各个控制系统的基本原理、控制方法和控制策略，以及各系统发展的新技术、新工艺、新材料。

本书系统全面、内容新颖、图文并茂、文字简练，是一本实用性极强的汽车电子技术图书，适合高等院校汽车专业师生、汽车设计及研究的技术人员、汽车维修人员、汽车爱好者等学习和参考。

目录

第一篇 总 论

第1章 绪论 2

1.1 新时代的黎明 2

1.1.1 汽车工业与电子工业——友好的对手 2

1.1.2 美国政府的政策 3

1.2 微型计算机在汽车电子系统中的应用 3

1.2.1 早期运用时期 3

1.2.2 过度运用时期 4

1.3 未来展望 4

1.3.1 展望 4

参考文献 5

第二篇 传感器和执行器

第2章 压力传感器 8

2.1 汽车压力测量 8

2.1.1 压力计式测量 9

2.1.2 绝对式测量 9

2.1.3 压差式测量 9

2.1.4 液位式测量 10

2.1.5 压力开关 10

2.2 压力传感器在汽车中的应用 10

.2.2.1 压力传感器当前的应用情况 12

2.2.2 压力传感器的新型应用 14

2.2.3 压力传感器的其他应用 17

2.2.4 燃烧室压力 19

2.2.5 其他压力测量 19

2.2.6 分压测量 20

2.3 压力传感器技术 20

2.3.1 电位计式压力传感器 21

2.3.2 线性可变差动变压器（lvdt） 21

2.3.3 无液气压计 22

2.3.4 电容式压力传感器 22

2.3.5 压阻应变式计压力传感器 23

2.3.6 压电式压力传感器 25

2.3.7 光纤燃烧压力传感器 26

2.3.8 压力开关 27

2.3.9 压力阀/调节器 27

2.4 压力传感器的未来发展 28

参考文献 28

作者简介 29

第3章 线性与角度位置传感器 30

3.1 概述 30

3.2 位置传感器的分类 30

3.2.1 增量式位置传感器（或绝对位置传感器） 30

3.2.2 接触式位置传感器（或接近式位置传感器） 31

3.3 位置传感器技术 31

3.3.1 微型开关式位置传感器 31

3.3.2 光学位置传感器 32

3.3.3 电位计位置传感器 34

3.3.4 电磁式位置传感器 36

3.3.5 其他位置传感器 46

3.4 位置传感器与控制系统的接口技术 46

参考文献 47

作者简介 48

第4章 流量传感器 49

4.1 概述 49

4.2 流量传感器在汽车上的应用 49

4.2.1 进气流量传感器 49

4.2.2 流量传感器的未来应用趋势 50

4.3 流量传感器的基本类型 51

4.4 流量传感器技术 52

4.4.1 气体流量传感器 52

4.4.2 液体流量传感器 55

参考文献 56

作者简介 56

第5章 温度和湿度传感器 57

5.1 温度、热量和湿度 57

5.1.1 温度（热的效应） 57

5.1.2 传导、对流和辐射 57

5.1.3 汽车中的热源 57

5.1.4 湿度的影响 59

5.1.5 对电子器件可靠性的影响 59

5.2 汽车温度测量 61

5.2.1 液体温度测量 62

5.2.2 蓄电池温度 63

5.2.3 空气温度测量 64

5.2.4 催化剂温度 64

5.2.5 氧传感器 64

5.2.6 轮胎温度测量 65

5.2.7 电子元件的故障检测 65

5.2.8 空气质量流量传感器 66

5.2.9 汽车上一些新型控制系统中的温度测量 68

5.3 汽车湿度测量 68

5.3.1 发动机性能 69

5.3.2 乘客室舒适性 69

5.3.3 制动液含水量测量 69

5.4 温度传感器 70

5.4.1 热敏电阻 70

5.4.2 热电偶 71

5.4.3 双金属片开关 72

5.4.4 电位器温度传感器 72

5.4.5 电阻型温度探测器（rtd） 72

5.4.6 半导体技术 73

5.4.7 调温器（机械式温度传感） 75

5.4.8 光纤温度传感器 76

5.4.9 温度指示计 76

5.4.10 红外温度传感器 76

5.4.11 热执行器/热降温 76

5.5 湿度传感器 76

5.5.1 电容式湿度传感器 77

5.5.2 电阻式湿度传感器 77

5.5.3 多孔氧化硅 77

5.6 结论 78

参考文献 78

作者简介 79

第6章 废气传感器 80

6.1 基本概念 80

6.2 λ控制传感器的工作原理 85

6.2.1 λ=1传感器：氧化锆式（zro2）λ传感器 85

6.2.2 λ=1传感器：半导体式（氧化钛式λ传感器） 87

6.2.3 稀薄相对空燃比传感器：nernst型 88

6.2.4 限流式稀薄相对空燃比传感器 89

6.2.5 宽带相对空燃比传感器：单室 90

6.2.6 宽带相对空燃比传感器：两室 90

6.3 陶瓷式废气传感器 92

6.3.1 zro2型废气传感器 92

6.3.2 套管型废气传感器 93

6.3.3 平面型氧传感器 93

6.3.4 al2o3型废气传感器 95

6.3.5 陶瓷式废气传感器的构造 95

6.4 影响λ=1传感器工作特性的因素 95

6.4.1 影响静态工作特性的因素 95

6.4.2 影响动态工作特性的因素 96

6.5 废气传感器的应用 98

6.5.1 工作条件 98

6.5.2 排放认证 99

6.6 其他废气传感器 101

6.6.1 混合电势型废气传感器 101

6.6.2 双泵单元型废气传感器 102

6.6.3 半导体型废气传感器 102

6.6.4 催化剂型气体传感器 103

参考文献 104

作者简介 105

第7章 速度和加速度传感器 106

7.1 概述 106

7.2 速度传感器 106

7.3 速度传感器在汽车中的应用 111

7.4 加速度传感器 113

7.4.1 机械式加速度传感器 114

7.4.2 压电式加速度传感器 114

7.4.3 压阻式加速度传感器 115

7.4.4 电容式加速度传感器 116

7.5 加速度传感器在汽车中的应用 123

7.6 新型速度和加速度传感器 126

7.7 速度和加速度传感器的应用前景 129

参考文献 132

作者简介 133

第8章 爆震传感器 134

8.1 概述 134

8.2 爆震现象 135

8.3 爆震传感技术 137

8.4 结论 141

参考文献 142

作者简介 142

第9章 转矩传感器 143

9.1 概述 143

9.2.1 发动机时间尺度 143

9.2 汽车转矩测量 145

9.2.1 非车载测量 145

9.2.2 车载测量 146

9.3 直接式转矩传感器 148

9.4 间接式转矩传感器 150

9.5 结论 155

参考文献 155

作者简介 156

第10章 执行器 157

10.1 概述 157

10.2 机电式执行器 157

10.2.1 磁式执行器 157

10.2.2 电动式执行器 170

10.2.3 热式执行器 172

10.3 汽车执行器 173

10.3.1 用于制动和发动机调节的执行器 173

10.3.2 汽油机电控燃油喷射系统的执行器 177

10.3.3 柴油机电控燃油喷射系统的执行器 178

10.3.4 乘员安全系统中的执行器 179

10.3.5 电控自动变速器中的执行器 181

10.3.6 前照灯垂直方向控制的执行器 182

10.4 执行器的未来应用技术 182

10.4.1 微机械阀 183

10.4.2 超声波电动机 183

参考文献 185

作者简介 189

第三篇 控制系统

第11章 汽车微控制器 192

11.1 微控制器的构造及性能特征 192

11.1.1 微控制器的模块图 193

11.1.2 微控制器的引脚图 193

11.1.3 微控制器的中央处理单元 194

11.1.4 微控制器的总线控制器 200

11.1.5 微控制器的工作频率 201

11.1.6 微控制器的指令系统 202

11.1.7 微控制器的程序设计语言 204

11.1.8 微控制器的中断结构 206

11.1.9 微控制器的制作工艺 211

11.1.10 微控制器的温度范围 214

11.2 微控制器的存储器 214

11.2.1 片上存储器 215

11.2.2 片外存储器 219

11.3 低速输入/输出端口 222

11.3.1 推挽式引脚配置 223

11.3.2 漏极开路型端口配置 223

11.3.3 高阻抗型输入端口配置 224

11.3.4 准双向端口引脚配置 224

11.3.5 双向型端口应用实例 226

11.4 高速输入/输出端口 227

11.4.1 高速输入/输出外围器件 227

11.4.2 定时/计数结构 228

11.4.3 输入信号的采集 230

11.4.4 输出比较与软件计数器 230

11.4.5 脉冲宽度调制信号（pwm） 231

11.5 串行通信 232

11.5.1 同步串行通信 233

11.5.2 异步串行通信 235

11.6 模/数转换器 237

11.6.1 模/数转换器的类型 237

11.6.2 模/数转换过程 239

11.6.3 模/数转换接口 239

11.6.4 模拟及数字参考电压 240

11.7 失效保护策略 241

11.7.1 硬件失效保护策略 241

11.7.2 软件失效保护策略 242

11.8 微控制器发展趋势 243

参考文献 246

作者简介 247

第12章 发动机控制系统 248

12.1 发动机控制系统的目标 248

12.1.1 排放性能 248

12.1.2 燃油经济性 252

12.1.3 汽车的行驶稳定性 252

12.1.4 燃油蒸气排放 252

12.1.5 系统自诊断 253

12.2 点燃式发动机的控制 253

12.2.1 发动机控制功能 253

12.2.2 发动机控制模式 263

12.2.3 发动机自诊断 266

12.2.4 燃油供给系统 268

12.2.5 点火控制系统 276

12.3 压燃式柴油机的控制 282

12.3.1 柴油机的控制功能 282

12.3.2 柴油供给系统 284

作者简介 285

第13章 变速器控制系统 286

13.1 概述 286

13.2 自动变速器电子控制系统的组成 287

13.2.1 变速机构 287

13.2.2 电子控制单元 288

13.2.3 执行机构 291

13.3 自动变速器电子控制系统的功能 292

13.3.1 基本功能 293

13.3.2 换挡控制的优化 298

13.3.3 对驾驶行为及交通状况的自适应 300

13.4 与其他控制单元间的通信 301

13.5 动力传动的优化 302

13.6 自动变速器的发展趋势 303

参考文献 305

作者简介 306

第14章 巡航控制系统 307

14.1 概述 307

14.2 巡航控制系统中微控制器的技术要求 309

14.3 巡航控制系统的软件 310

14.4 巡航控制系统的设计 312

14.5 未来的巡航控制理念 313

14.6 结论 314

参考文献 314

作者简介 315

第15章 制动控制系统 316

15.1 概述 316

15.2 制动系统的功能 316

15.2.1 轮胎-路面系统 316

15.2.2 制动时的车辆受力分析 318

15.2.3 制动系统的组成 320

15.3 防抱死制动系统 323

15.4 未来汽车制动控制系统 329

参考文献 330

作者简介 331

第16章 驱动防滑控制系统 332

16.1 概述 332

16.1.1 驱动力优化 332

16.1.2 稳定性优化（转向控制） 333

16.1.3 稳定性和驱动力优化 334

16.2 影响车轮驱动力的因素 334

16.3 驱动防滑控制系统的布置 336

16.4 asr的信号接口 338

16.5 asr的控制算法 339

16.5.1 信号处理 340

16.5.2 驱动转矩的计算 340

16.5.3 驱动转矩减少 341

16.5.4 制动力矩控制（bmr） 342

16.5.5 自动制动差速器（abd） 342

16.6 驱动防滑控制系统的主要部件 343

16.6.1 液压单元 343

16.6.2 电子控制单元（ecu） 347

16.7 asr的发展趋势 348

参考文献 349

作者简介 350

第17章 汽车稳定性控制系统 351

17.1 概述 351

17.2 vdc系统的基本概念 352

17.3 vdc系统及其控制 354

17.3.1 汽车稳定性控制器 355

17.3.2 汽车防滑控制器 357

17.3.3 vdc系统的试验和仿真结果 362

17.3.4 在vdc系统出现故障过程中的局部功能有效性 365

17.4 vdc系统的液压系统 365

17.4.1 液压单元hu5.3 366

17.4.2 预压泵（evlp） 366

17.5 vdc系统的传感器 367

17.5.1 目前采用的vdc系统传感器 367

17.5.2 未来采用的vdc传感器 368

17.5.3 传感器的工作原理 370

17.5.4 传感器接口 371

17.6 vdc系统的电子控制单元（ecu） 371

17.6.1 与hu分离的ecu 371

17.6.2 与hu一体化的ecu 372

17.7 vdc系统的安全概念 373

17.7.1 避免故障 374

17.7.2 自我检测、自我监控和部件测试 375

17.7.3 故障检测逻辑 376

17.7.4 未识别故障的处理措施 378

17.7.5 故障检测后的系统行为 378

参考文献 381

作者简介 381

第18章 悬架控制系统 383

18.1 阻尼控制系统 383

18.2 油气悬架控制系统 386

18.3 电子高度控制系统 387

18.4 主动悬架 389

18.5 结论 398

参考文献 399

作者简介 400

第19章 转向控制系统 401

19.1 可变助力转向系统 401

19.1.1 电子控制助力转向系统的基础 401

19.1.2 电子控制助力转向系统的类型 402

19.1.3 液压式eps 402

19.1.4 电动液压式eps 406

19.1.5 电动式eps 408

19.1.6 eps的节能性 415

19.1.7 eps的研究和发展趋向 416

19.2 四轮转向系统 417

19.2.1 4ws的基本原理 417

19.2.2 4ws的分类 420

19.2.3 各种4ws的工作原理 421

19.2.4 电动式4ws 428

19.2.5 4ws的研究和发展趋势 431

参考文献 433

作者简介 434

第20章 灯光、雨刮器和空调

第20章 控制系统 435

20.1 灯光控制系统 435

20.2 雨刮器控制系统 444

1919.2.5 永磁步进电动机速度控制 444

20.3 空调与暖风控制系统 450

20.4 综合负载控制 456

20.5 电气负载控制新技术 461

20.6 结论 462

参考文献 463

作者简介 464

第四篇 仪表与信息系统

第21章 仪表显示技术 466

21.1 电子显示器的发展过程 466

21.2 真空荧光显示器（vfd） 466

21.3 液晶显示器 468

21.4 阴极射线管（crt）显示器 468

21.5 超视距平视显示系统（hud） 469

21.6 电子模拟显示器 470

21.7 显示器的发展趋势 471

参考文献 472

作者简介 473

第22章 车载故障诊断系统 474

22.1 为什么要进行车载故障诊断？ 474

22.2 车载故障诊断系统介绍 479

22.3 非车载故障诊断系统介绍 480

22.4 车载故障诊断的立法和标准化 481

22.5 未来车载故障诊断系统 489

参考文献 491

作者简介 492

第五篇 安全、舒适、娱乐系统

第23章 乘员安全舒适系统 494

23.1 乘员安全系统 494

23.2 乘员舒适系统 507

参考文献 511

作者简介 511

第24章 无线遥控入车与防盗系统 512

24.1 概述 512

24.2 无线遥控入车系统与防盗系统的特征 512

24.2.1 无线遥控入车系统 512

24.2.2 防盗系统 513

24.3 rke系统设计 514

24.3.1 系统结构选型 514

24.3.2 钥匙性能标准 515

24.3.3 发射器的工作 517

24.3.4 接收器的工作 519

24.3.5 rke安全性运算法则 522

24.3.6 rf频率波段 527

24.3.7 调制方案——ask与fsk调制 527

24.3.8 rf发射器——pll与saw谐振器 527

24.3.9 rf接收器——超再生与超外差 529

24.3.10 超外差结构 529

24.4 汽车防盗系统设计 532

24.5 新技术——免匙入车系统和双向rke 533

参考文献 534

作者简介 534

第25章 音响系统 535

25.1 音响系统的基本原理 535

25.1.1 声音特性 535

25.1.2 声音特征 536

25.1.3 基本心理声学 536

25.1.4 心理声学现象 538

25.2 汽车音响设备的发展简史 538

25.3 现代汽车音响系统 539

25.3.1 媒体 540

25.3.2 信号处理 543

25.3.3 音响系统的影响因素 545

25.4 汽车音响系统的发展趋势 546

25.4.1 媒体 546

25.4.2 信号处理新技术 550

参考文献 551

作者简介 552

第26章 多路传输总线系统 553

26.1 车辆数据的多路传输 553

26.1.1 三类车载网络的特性对比 553

26.1.2 车载网络的特征参数 555

26.1.3 车载网络的结构体系 556

26.2 多路传输数据编码技术 565

26.2.1 脉宽调节（pwm） 568

26.2.2 可变脉宽调制（vpwm） 570

26.2.3 标准10-bit nrz 571

26.2.4 位填充nrz（bit-stuf nrz） 572

26.2.5 l-曼彻斯特型（l-man） 574

26.2.6 e-曼彻斯特型（e-man） 575

26.2.7 改进的频率调制（mfm） 576

26.3 车辆多路传输总线系统的物理层 580

26.3.1 单线电压驱动技术 580

26.3.2 利用双线的三媒介驱动技术 581

26.3.3 传输介质的选择 583

26.3.4 媒介选择和驱动技术问题 584

26.4 车辆多路传输总线协议 585

26.4.1 车载数据串行通用接口系统a-bus）的协议 586

26.4.2 控制器局域网络（can） 588

26.4.3 数字数据总线（d2b） 590

26.4.4 克莱斯勒冲突检测（c2d）（sae j1567协议） 592

26.4.5 b级数据通信网络接口（sae j1850 pwm） 595

26.4.6 b级数据通信网络接口 （sae j1850 vpwm） 597

26.4.7 克莱斯勒传感器和控制（csc）总线（sae j2058协议） 600

26.4.8 token slot协议（sae j2106） 605

26.4.9 时间触发协议（ttp） 609

26.4.10 汽车局域网（van） 611

26.5 结论 613

26.5.1 汽车电子的未来 614

26.5.2 b级通信网络 614

26.5.3 a级多路总线 615

26.5.4 a级数据网络和b级数据网络的比较 617

26.5.5 sae j1850标准 618

参考文献 620

作者简介 621

第六篇 电磁干扰和电磁兼容

第27章 电磁兼容标准与电磁干扰 624

27.1 sae的汽车电磁兼容相关标准 624

27.2 ieee的汽车电磁兼容相关标准 628

27.3 汽车电子系统的电磁环境 629

27.3.1 测试方法 630

27.3.2 测试设备 630

27.3.3 结论 631

参考文献 635

作者简介 636

第28章 电磁兼容 637

28.1 电磁干扰传播方式 637

28.2 线束电磁兼容 638

28.3 零部件电磁兼容 641

28.3.1 电容器 641

28.3.2 感应器 643

28.3.3 电阻器 644

28.4 印制电路板电磁兼容的校验项目 645

28.5 集成电路退耦（装置）——汽车电磁干扰的关键装置 646

28.6 集成电路加工尺寸对emc的影响 650

参考文献 655

作者简介 655

第七篇 汽车新技术

第29章 主动防撞控制系统 658

29.1 概述 658

29.2 主动和被动安全系统 659

29.3 车载防撞系统 660

29.3.1 车载正面防撞系统 661

29.3.2 车载后方防撞系统 663

29.3.3 车载侧面防撞系统 664

29.3.4 与制动系统协同工作 664

29.4 防撞系统的关键技术 665

29.4.1 扫描脉冲激光雷达 666

29.4.2 调频连续波（fmcw） 668

29.4.3 采用摄像机的立体图像识别系统 669

29.4.4 障碍物的其他探测方法 671

29.4.5 各种障碍物探测技术的对比 672

29.5 未来的障碍物探测系统 672

29.4.5 高级障碍物探测系统 673

29.6 防撞系统需要解决的问题 675

参考文献 676

作者简介 677

第30章 自适应巡航控制系统 678

30.1 概述 678

30.2 acc的基本组成 678

30.3 acc的功能 679

30.4 acc的人机界面 683

30.5 acc信号处理与控制的流程 686

30.6 acc传感器 688

30.6.1 acc传感器的一般要求 688

30.6.2 物理量测量原则 689

30.6.3 激光雷达传感器 690

30.6.4 毫米波雷达传感器 692

30.6.5 信号处理 701

30.6.6 巡航预报 701

30.7 acc控制 703

30.8 acc的发展 705

30.9 结论 706

参考文献 706

作者简介 707

第31章 导航系统 708

31.1 概述 708

31.2 汽车导航技术 709

31.2.1 无线电波定位技术 709

31.2.2 航位推测算法 710

31.2.3 数字地图 711

31.2.4 地图匹配 712

31.3 导航系统实例 715

31.3.1 etak navigatortm/bosch travelpilottm型导航仪 716

31.3.2 zexel navmate型导航仪 718

31.3.3 nissan birdview型导航仪 719

31.3.4 ford rescu型导航仪 720

31.4 发展方向 721

参考文献 723

作者简介 723

第32章 智能交通系统 724

32.1 概述 724

32.2 its研究背景 725

32.3 its的用户服务 725

32.4 its的系统结构 728

32.5 车载its功能 730

32.6 its的未来展望 732

参考文献 733

作者简介 734

第33章 电动汽车与混合动力汽车 735

33.1 概述 735

33.2 电动汽车的组成 738

33.3 充电系统和保护系统 740

33.4 电动机驱动系统 744

33.4.1 电动机 744

33.4.2 电动机控制器 746

33.4.3 机械传动 752

33.5 电池 754

33.6 电动汽车的控制及辅助系统 758

33.7 电动汽车的基础设施 760

33.8 混合动力汽车 762

参考文献 764

作者简介 765

第34章 消除噪声系统 766

34.1 噪声源 766

34.2 消声技术的应用 770

34.2.1 消除排气管噪声 770

34.2.2 发动机振动控制 772

34.2.3 车舱无噪声控制 773

34.2.4 鼓风机噪声控制 775

参考文献 776

作者简介 777

第35章 线控汽车 778

35.1 概述 778

35.2 集成电路技术 778

35.2.1 cpu构架 780

35.2.2 存储器 781

35.3 其他半导体技术 782

35.3.1 微机械技术和微电子技术 782

35.3.2 耐压能力 783

35.3.3 电源控制 783

35.3.4 半导体在高温下工作 786

35.3.5 高频半导体 786

35.3.6 半导体封装 787

35.3.7 系统集成 787

35.4 线控汽车的未来发展 788

35.5 对未来汽车电子技术的冲击 794

35.5.1 汽车电子设计者的角色变化 794

35.5.2 未来系统架构 797

35.6 结论 798

参考文献 799

作者简介 800