汽车电子手册

图书标准信息

• 作者 罗纳德K.约尔根（RonaldK.Jurgen）、罗纳德K.约尔根（RonaldK.Jurgen） 著；[美]约尔根 编；鲁植雄 译
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2010-03
• 版次 2
• ISBN 9787121097058
• 定价 148.00元
• 装帧 精装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 800页
• 字数 1200千字
• 正文语种 简体中文

【内容简介】

　　本书是根据《AutomotiveElectronicsHandbook（SecondEdition）》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。《汽车电子手册（第2版）》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。
　　《汽车电子手册（第2版）》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
1.1.1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
1.1.2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
3.2.1位置传感器）30
3.2.2接触式位置传感器（或接近式
3.2.2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
3.4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
5.2.9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
6.2λ控制传感器的工作原理85
6.2.1λ=1传感器：氧化锆式（ZrO2）
6.2.1λ传感器85
6.2.2λ=1传感器：半导体式（氧化
6.2.2钛式λ传感器）87
6.2.3稀薄相对空燃比传感器：
6.2.3Nernst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
6.3.1ZrO2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
6.3.4Al2O3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
10.3.1执行器173
10.3.2汽油机电控燃油喷射系统的
10.3.1执行器177
10.3.3柴油机电控燃油喷射
10.3.1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
13.2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
13.2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
13.3.3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
14.2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
16.4ASR的信号接口338
16.5ASR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
16.6主要部件343
16.6.1液压单元343
16.6.2电子控制单元（ECU）347
16.7ASR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
17.2VDC系统的基本概念352
17.3VDC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
17.3.3VDC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
17.3.4的局部功能有效性365
17.4VDC系统的液压系统365
17.4.1液压单元HU5.3366
17.4.2预压泵（eVLP）366
17.5VDC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
17.6VDC系统的电子控制
17.6单元（ECU）371
17.6.1与HU分离的ECU371
17.6.2与HU一体化的ECU372
17.7VDC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
17.7.2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EPS402
19.1.4电动液压式EPS406
19.1.5电动式EPS408
19.1.6EPS的节能性415
19.1.7EPS的研究和发展趋向416
19.2四轮转向系统417
19.2.14WS的基本原理417
19.2.24WS的分类420
19.2.3各种4WS的工作原理421
19.2.4电动式4WS428
19.2.54WS的研究和发展趋势431
参考文献433
作者简介434

第20章灯光、雨刮器和空调控制系统435
20.1灯光控制系统435
20.2雨刮器控制系统444
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
21.5（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
22.4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
24.2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
24.3RKE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
24.3.5RKE安全性运算法则522
24.3.6RF频率波段527
24.3.7调制方案——ASK与FSK调制527
24.3.8RF发射器——PLL与
24.3.8SAW谐振器527
24.3.9RF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
24.5和双向RKE533
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-bitNRZ571
26.2.4位填充NRZ（bit-stufNRZ）572
26.2.5L-曼彻斯特型（L-MAN）574
26.2.6E-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
26.3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
26.4.1（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）
26.4.4（SAEJ1567协议）592
26.4.5B级数据通信网络接口
26.4.5（SAEJ1850PWM）595
26.4.6B级数据通信网络接口
26.4.6（SAEJ1850VPWM）597
26.4.7克莱斯勒传感器和控制（CSC）
26.4.7总线（SAEJ2058协议）600
26.4.8TokenSlot协议（SAEJ2106）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
26.5.2B级通信网络614
26.5.3A级多路总线615
26.5.4A级数据网络和B级数据
26.5.4网络的比较617
26.5.5SAEJ1850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
27.1SAE的汽车电磁兼容相关
27.1标准624
27.2IEEE的汽车电磁兼容相关
27.2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
28.4项目645
28.5集成电路退耦（装置）——
28.5汽车电磁干扰的关键装置646
28.6集成电路加工尺寸对EMC
28.6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
29.4.3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
30.2ACC的基本组成678
30.3ACC的功能679
30.4ACC的人机界面683
30.5ACC信号处理与控制的流程686
30.6ACC传感器688
30.6.1ACC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
30.7ACC控制703
30.8ACC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
31.3.1EtakNavigatorTM/Bosch
31.3.1TravelpilotTM型导航仪716
31.3.2ZexelNavmate型导航仪718
31.3.3NissanBirdview型导航仪719
31.3.4FordRESCU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
32.2ITS研究背景725
32.3ITS的用户服务725
32.4ITS的系统结构728
32.5车载ITS功能730
32.6ITS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
35.2.1CPU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