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第1章 总线系统1

1.1数字总线系统基础1

1.1.1基本概念1

1.1.2ISO/OSI参考模型3

1.1.3通信原理6

1.1.4协议原理6

1.1.5拓扑结构6

1.1.6系统级模块与总线系统的联接7

1.1.7总线访问方法8

1.1.8数据安全和错误控制原理10

1.2汽车总线系统12

1.2.1汽车总线系统的需求12

1.2.2 CAN总线13

1.2.3 LIN总线19

1.2.4 Flexray总线22

1.2.5 MOST总线30

1.2.6汽车的通信体系结构31

第2章 实时操作系统33

2.1实时操作系统概论33

2.1.1基本概念33

2.1.2实时性概念34

2.1.3过程和过程状态36

2.1.4行文交换37

2.1.5调度37

2.1.6实时操作系统的代表39

2.2 OSEK/VDX39

2.2.1历史回顾39

2.2.2OSEK操作系统的基本特点40

2.2.3操作资源41

2.2.4可分级特性43

2.2.5优先级控制45

2.2.6配置45

2.2.7启动47

2.2.8通信48

2.2.9网络管理48

2.2.10OSEK/VDX扩展48

2.3AUTOSAR49

第3章 功能开发和软件开发52

3.1汽车中嵌入式系统的特点53

3.1.1系统理论的基本概念53

3.1.2结构化、模型化及描述53

3.1.3控制单元和微控制单元56

3.1.4可靠性、安全性和监控57

3.2执行模型、规范和标准58

3.2.1规范和执行模型58

3.2.2跨企业技术标准61

3.3依据V模型的功能开发和软件开发62

3.3.1V模型的具体实施63

3.3.2需求管理过程64

3.3.3体系结构的确定66

3.3.4部件的确定69

3.3.5集成70

3.3.6应用72

3.3.7验收72

3.4功能开发和软件开发方法73

3.4.1需求管理73

3.4.2测试方法78

第4章 传感器学83

4.1传感器及其特征83

4.1.1基本概念83

4.1.2内在量值和外拓量值84

4.1.3传感器静态特性和动态特性84

4.2传感器的需求87

4.3传感器配置88

4.4传感器接口89

4.4.1感应式传感器电压接口89

4.4.2模拟量比例放大接口89

4.4.3双线接口91

4.4.4三线接口92

4.4.5传感器在总线系统上的挂接93

4.5电位计式转角传感器94

4.6用于转速测量和转角测量的磁传感器95

4.6.1磁学基础95

4.6.2磁传感器配置100

4.6.3感应式转速传感器101

4.6.4用于转速测量的差分式霍尔传感器102

4.6.5 AMR传感器用作转速传感器104

4.6.6霍尔传感器用作递增型位置传感器104

4.6.7霍尔传感器用作线性转角传感器106

4.6.8用作转角传感器的AMR传感器107

4.7压力传感器108

4.8加速度传感器110

4.9转速传感器112

4.9.1转速传感器测量原理113

4.9.2转速传感器的结构和作用过程114

4.10微机械传感器的制造117

4.11雨水传感器119

第5章 汽油机控制系统120

5.1汽油机工作原理120

5.2发动机控制系统的结构121

5.2.1发动机控制单元的需求121

5.2.2控制单元电子结构122

5.3发动机控制系统的任务123

5.4汽油机控制功能结构124

5.4.1基于扭矩的基本结构124

5.4.2混合气建立功能129

5.4.3点火功能132

5.4.4燃烧功能133

5.4.5废气功能135

5.4.6诊断功能137

5.5开发过程141

第6章 柴油机控制系统142

6.1导言142

6.2基本概念142

6.2.1混合气形成和自发火142

6.2.2燃油喷油量143

6.2.3喷油正时144

6.2.4废气排放的法规145

6.3喷油系统146

6.3.1泵喷嘴系统147

6.3.2共轨系统152

6.4发动机增压系统159

6.4.1导言159

6.4.2涡轮增压系统159

6.4.3增压类型160

6.5发动机运行风格和发动机对行驶舒适性的影响162

6.5.1热启动支持162

6.5.2发动机运行风格163

6.5.3发动机行为对行驶舒适性的影响164

6.6有害物质的减少164

6.6.1发动机有害物质的减少164

6.6.2废气后处理165

6.7诊断171

6.7.1合法的车载诊断系统171

6.7.2现场车载诊断系统173

6.7.3工场车外诊断175

第7章 变速箱控制系统181

7.1换档点控制系统181

7.2受控负荷换档183

7.2.1系统说明183

7.2.2用滑移时间准则调整压力控制186

7.2.3“调节器干涉准则”的压力控制调整188

7.3调节型液力偶合器189

7.3.1系统说明190

7.3.2调节191

7.3.3额定值的产生和匹配192

7.3.4调整194

第8章 电源197

8.1单电压和多电压车载电源的拓扑197

8.1.1单12V电压的车载蓄电池197

8.1.2两组蓄电池的车载单电压电源199

8.1.3 42V单电压车载电源199

8.1.4安全电压范围的多电压车载电源网199

8.1.5小电压-低电压范围的多电压车载电源201

8.1.6线束总成201

8.2蓄电池与附加的蓄能器202

8.2.1导言202

8.2.2作为蓄能器的蓄电池203

8.2.3电容器作为辅助蓄能器205

8.3汽车发电机206

8.3.1导言206

8.3.2爪极式发电机207

8.3.3启动发电机214

8.4电能管理系统220

8.4.1行驶状态和功率平衡220

8.4.2能量供给调节222

8.4.3蓄电池传感器224

8.4.4蓄电池状态识别226

8.4.5能量管理系统的车载电网组件227

8.4.6负荷与发电机管理系统230

第9章 舒适性电子系统233

9.1概论233

9.2需求总论233

9.2.1电子系统需求233

9.2.2机械性能需求234

9.2.3环境需求235

9.3对软件的需求235

9.4控制单元的网络化236

9.5电动车窗电子系统236

9.6车门控制单元239

9.7座椅控制单元241

9.8空调控制单元242

第10章 安全性概念和功能安全性244

10.1概念定义244

10.2法规、规范和开发流程246

10.2.1规范和标准247

10.2.2开发流程250

10.3系统可靠性和系统安全性分析250

10.3.1故障种类251

10.3.2假定251

10.3.3可靠性函数和故障概率251

10.3.4故障率252

10.3.5安全性失效分数254

10.3.6诊断覆盖系数255

10.3.7硬件容错能力256

10.3.8典型参数举例256

10.3.9可用性参数257

10.3.10整体系统的可靠性函数258

10.4风险评估259

10.4.1基础259

10.4.2风险评估和安全性完整性等级259

10.4.3各种不同参数的关系260

10.4.4风险评估的其它方法262

10.5错误识别方法264

10.5.1处理器层的错误识别265

10.5.2程序运行层的错误识别266

10.5.3系统层的错误识别266

10.6纠错267

10.6.1安全性逻辑267

10.6.2单通道系统结构的纠错268

10.6.3多通道系统结构的纠错268

10.7实现方案269

10.8外部环境的影响271

10.8.1电子故障的原因271

10.8.2环境作用引发的故障271

第11章 被动安全技术274

11.1被动安全性的碰撞动力学基础275

11.2安全电子设备和乘员约束系统276

11.3安全方案和运算281

11.4汽车座椅乘员识别和分类系统283

11.5汽车滚翻保护286

11.6行人保护287

第12章 行驶调节系统和主动安全技术290

12.1基础290

12.1.1汽车行驶动力学基础290

12.1.2制动液压系统基础294

12.2制动和驱动的扭矩调节295

12.2.1防抱死制动系统（ABS）295

12.2.2驱动防滑控制（ASR）和发动机阻力矩控制（MSR）298

12.2.3制动辅助系统（BAS）299

12.3行驶动态调节系统（FDR）300

第13章 驾驶员辅助系统308

13.1发展历史308

13.2距离传感器309

13.3自适应巡航控制系统（ACC）312

13.4预碰撞系统312

13.5驾驶员辅助系统中的图像处理314

13.5.1基础314

13.5.2成像装置315

13.5.3图像解析整理316

13.5.4应用318

13.6展望318

第14章 导航系统320

14.1现代化车载导航系统简介320

14.2导航系统的组件321

14.2.1用户界面322

14.2.2数据库323

14.2.3定位324

14.2.4地图匹配326

14.2.5路径计算326

14.2.6目的地指引引330

第15章 照明技术332

15.1照明的相关计算公式和单位332

15.1.1从放射物理学到照明技术的量值332

15.1.2眼睛的光谱敏感性333

15.1.3光通量335

15.1.4立体角336

15.1.5光强337

15.1.6照度338

15.1.7亮度339

15.2照明技术中的一些材质特性参数339

15.3光度学340

15.3.1光度学基本法则341

15.3.2光度学距离平方反比法则341

15.4色度学343

15.4.1基本概念343

15.4.2从放射物理参量到色度学参量343

15.4.3标准色度曲线344

15.4.4色度图345

15.4.5色温346

15.5交通中的颜色347

15.6汽车的照明设施348

15.7光源及其电气特性349

15.7.1热光源350

15.7.2卤素灯350

15.7.3气体放电灯351

15.7.4发光二极管LED353

15.8前照灯系统353

15.8.1前照灯射程控制系统354

15.8.2弯道灯光355

15.8.3可变式灯光分布357

15.8.4保险器与控制358

第16章 诊断系统363

16.1概念定义363

16.1.1诊断的广义概念363

16.1.2控制单元故障码363

16.1.3诊断服务程序、测试值、控制364

16.1.4控制单元编程364

16.1.5控制单元设置365

16.2诊断系统开发流程365

16.2.1诊断作为控制单元的内部功能365

16.2.2参与诊断系统开发流程的各方面365

16.2.3诊断数据的开发流程366

16.2.4诊断系统的扩展型V模型367

16.2.5诊断内容的定义368

16.2.6控制单元内的诊断功能368

16.2.7测试和集成369

16.3诊断系统的标准化369

16.3.1标准化组织369

16.3.2诊断通信协议369

16.3.3诊断通信系统的软件架构模型370

16.3.4诊断通信接口和总线系统接口371

16.3.5诊断通信数据372

16.3.6诊断应用程序接口372

16.4汽车生产中的诊断系统373

16.4.1汽车生产中的诊断流程373

16.4.2汽车生产中的诊断测试设备379

16.4.3分析和纠错工具381

16.4.4汽车生产环节诊断系统烧写383

附录385

A 规范和标准化385

B 符号386

B.1字母符号386

B.2端子编号388

B.3导线的标记389

B.4电路原理图的图形符号389

C 线路原理图的种类389

C.1布局方案389

C.2原理示意图391

C.3原理框图391

C.4场地分配法用作布局方法392

C.5总关系原理图的分解原理图392

C.6技术升级后的图的表示特点393

D 外壳保护类型395

参考文献396

索引引406