汽车电子学

汽车电子学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:清华大学出版社
作者:李建秋
出品人:
页数:487
译者:
出版时间:2005-8
价格:49.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787302110446
丛书系列:
图书标签:
  • 电子
  • 工学
  • 汽车电子
  • 车载系统
  • 汽车工程
  • 电子技术
  • 传感器
  • ECU
  • 汽车网络
  • 智能交通
  • 汽车诊断
  • 嵌入式系统
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具体描述

《汽车电子学》系统地介绍了汽车各个电子控制系统的组成、其主要部件的结构和工作原理、控制策略和发展趋势等问题。全书分3篇,分别介绍了动力传动控制系统、底盘和车身电子控制系统、汽车电子控制系统的可靠性和故障诊断,附录是汽车电子学实验指导书的试用版。

《汽车电子学》 内容概要 《汽车电子学》旨在为读者提供一个全面、深入的汽车电子技术知识体系。本书内容涵盖了汽车电子学的基本原理、关键技术、应用实例及未来发展趋势,旨在培养读者理解、分析和掌握汽车电子系统设计、集成与故障诊断的能力。 核心技术与系统构成 本书详细阐述了汽车电子学的核心技术,并将其归纳为以下几个关键组成部分: 1. 动力总成控制系统(Powertrain Control Systems) 发动机管理系统(EMS - Engine Management System) 燃油喷射控制(Fuel Injection Control):详细介绍电子燃油喷射(EFI)的工作原理,包括闭环与开环控制,喷油脉宽计算,喷油器驱动技术,以及多点喷射、缸内直喷(GDI)等不同喷射方式的演进。 点火正时控制(Ignition Timing Control):讲解火花塞点火和高能点火(HEI)系统的原理,以及点火提前角(Ignition Advance Angle)的计算与调整,包括基于转速、负荷、温度等多种传感信号的优化。 进排气控制(Intake and Exhaust Control):深入分析可变气门正时(VVT)和可变气门升程(VVL)技术,以及其对发动机性能和燃油经济性的影响。探讨电子节气门控制(ETC)在提升响应速度和实现智能化驾驶辅助功能中的作用。 排放控制(Emission Control):阐述三元催化转化器(TWC)的工作原理,以及氧传感器(O2 Sensor)和宽域氧传感器(LAF Sensor)在监测和控制排放中的关键作用。介绍曲轴箱强制通风(PCV)和碳罐电磁阀(EVAP)等相关系统。 变速器控制系统(TCS - Transmission Control System) 自动变速器(AT)控制:详细解析液力变矩器(Torque Converter)的工作原理,以及电液控制单元(TCU)如何通过控制离合器、制动器和液压阀组实现平顺高效的换挡。介绍挡位选择逻辑、扭矩管理和降档保护等功能。 双离合变速器(DCT)控制:深入研究DCT的机械结构和电子控制策略,包括离合器协同工作、换挡执行机构的控制以及运动模式和经济模式的切换。 无级变速器(CVT)控制:分析CVT的金属带或链条传动原理,以及液压系统和电子控制在实现无级变速和最优传动比选择中的作用。 混合动力汽车(HEV)与纯电动汽车(EV)动力系统控制 HEV系统:讲解串联、并联和混联式混合动力架构,以及能量管理策略(EMS)如何协调发动机、电动机和电池组的运行,实现最佳燃油经济性和动力性能。 EV系统:深入探讨电池管理系统(BMS)的功能,包括电池状态估算、充放电控制、热管理和安全保护。分析电机控制单元(MCU)如何实现电机的精确驱动和能量回收。 2. 车身电子系统(Body Electronics Systems) 舒适性与便利性系统: 车窗与门锁控制:介绍电动车窗升降(EWS)、中控锁(CLS)和遥控钥匙(RKE)系统的电子控制原理,以及其集成化设计。 空调控制(HVAC Control):分析自动恒温空调(ATC)系统,包括温度传感器、鼓风机、混合阀和压缩机电磁阀的电子控制。 照明控制(Lighting Control):讲解自动大灯(AFS)、日间行车灯(DRL)、LED照明技术以及照明控制模块(LCM)的功能。 雨刮与后视镜控制:介绍雨量传感器(RS)、雨刮器电机驱动以及电动折叠后视镜的控制。 信息娱乐系统(Infotainment Systems) 车载导航系统(Navigation Systems):阐述GPS/GNSS定位技术,以及多媒体信息(地图、实时交通信息)的显示与交互。 音响系统(Audio Systems):介绍数字信号处理(DSP)技术,以及多扬声器布局和音质优化。 人机交互界面(HMI - Human-Machine Interface):探讨触摸屏、语音控制、智能手机互联(如Apple CarPlay, Android Auto)等现代HMI技术。 仪表与显示系统(Instrument Cluster and Display Systems) 虚拟仪表盘(Virtual Cockpit):讲解液晶显示屏(LCD)和OLED技术的应用,以及仪表显示信息的动态更新和个性化定制。 抬头显示器(HUD - Head-Up Display):介绍HUD的光学原理和信息投影技术。 3. 安全系统(Safety Systems) 主动安全系统(Active Safety Systems) 防抱死制动系统(ABS - Anti-lock Braking System):详细阐述ABS的液压控制单元(HCU)、轮速传感器(WSS)和电磁阀的工作流程,以及其在紧急制动时的作用。 电子稳定控制系统(ESC - Electronic Stability Control):讲解ESC如何利用ABS和牵引力控制(TCS)传感器,通过集成控制单元(ECU)监测车辆行驶状态,并在车辆发生侧滑或转向不足/过度时进行干预。 牵引力控制系统(TCS - Traction Control System):分析TCS如何通过监测车轮转速,控制发动机功率和制动器,防止驱动轮打滑。 自适应巡航控制(ACC - Adaptive Cruise Control):介绍ACC如何利用毫米波雷达或激光雷达传感器,自动调整车速以与前车保持安全距离。 车道保持辅助系统(LKA - Lane Keeping Assist):阐述LKA如何利用摄像头识别车道线,并对方向盘进行微调,防止车辆偏离车道。 自动紧急制动(AEB - Autonomous Emergency Braking):讲解AEB系统如何通过传感器探测潜在碰撞,并自动施加制动。 被动安全系统(Passive Safety Systems) 安全气囊控制系统(Airbag Control System):分析碰撞传感器(CS)、安全气囊控制模块(ACM)以及气囊点火器的工作原理,以及多级点火技术的应用。 安全带预紧器(Seatbelt Pre-tensioner):介绍安全带预紧器的工作原理,以及其与碰撞传感器和气囊系统的协同工作。 4. 通信与网络系统(Communication and Network Systems) 车载通信总线(Automotive Communication Buses) CAN总线(Controller Area Network):深入解析CAN协议的数据帧结构、仲裁机制和错误检测能力,以及其在汽车电子系统中广泛应用的原因。 LIN总线(Local Interconnect Network):讲解LIN总线的特点,适用于低成本、低数据率的从设备通信。 FlexRay总线:介绍FlexRay的确定性通信特性,适用于对实时性要求极高的系统,如转向和制动。 以太网(Automotive Ethernet):探讨以太网在支持高带宽数据传输(如高清摄像头、雷达数据)和集成化电子架构中的应用。 无线通信技术 蓝牙(Bluetooth):用于车载免提通话、音频流和设备连接。 Wi-Fi:支持车载热点、软件更新和互联服务。 蜂窝网络(4G/5G):实现远程诊断、OTA(Over-the-Air)更新和车联网(V2X)通信。 车联网(V2X - Vehicle-to-Everything) V2V(Vehicle-to-Vehicle):车辆间信息交换,用于提高交通安全和效率。 V2I(Vehicle-to-Infrastructure):车辆与交通基础设施(如交通信号灯)通信。 V2P(Vehicle-to-Pedestrian):车辆与行人通信,提升弱势交通参与者的安全。 V2N(Vehicle-to-Network):车辆与网络通信,支持云服务和远程信息处理。 5. 传感器与执行器(Sensors and Actuators) 各类传感器:详细介绍温度传感器(NTC, PTC)、压力传感器(Piezoresistive, Capacitive)、位置传感器(Hall Effect, Optical)、角度传感器(Resolver, Encoder)、加速度传感器(MEMS)、陀螺仪、图像传感器(CMOS, CCD)、雷达传感器(毫米波雷达)、激光雷达(LiDAR)等在汽车应用中的原理和特点。 各类执行器:讲解电磁阀(Solenoid Valve)、步进电机(Stepper Motor)、直流电机(DC Motor)、无刷直流电机(BLDC)以及功率半导体器件(MOSFET, IGBT)在驱动执行器中的作用。 电子控制单元(ECU)与软件架构 本书还将深入探讨汽车电子控制单元(ECU)的设计、嵌入式软件开发、以及整车电子电气架构(EEA - Electronic Architecture)的演进。从传统的分布式ECU架构到如今的域控制器(Domain Controller)和中央计算平台(Central Computing Platform),分析其带来的优势与挑战。 故障诊断与维护 涵盖了OBD(On-Board Diagnostics)诊断系统的工作原理,故障码(DTC - Diagnostic Trouble Code)的解读,以及现代汽车电子系统故障诊断的常用工具与方法。 未来发展趋势 展望汽车电子技术未来的发展方向,包括但不限于: 自动驾驶技术:从辅助驾驶到完全自动驾驶的硬件、软件和算法发展。 车载人工智能(AI):在智能座舱、驾驶辅助和预测性维护中的应用。 高度集成化与软件定义汽车(SDV):电子电气架构的重塑,软件在汽车功能定义中的主导地位。 信息安全(Cybersecurity):保护汽车电子系统免受网络攻击。 新能源汽车电子技术:高压系统、电池热管理、高效电机控制等。 《汽车电子学》适合汽车工程专业学生、汽车行业工程师、维修技术人员以及对汽车电子技术感兴趣的读者。通过本书的学习,读者将能够系统地掌握汽车电子学的知识,理解汽车智能化、网联化、电动化发展背后的技术驱动力。

作者简介

目录信息

绪论
第1篇 动力传动控制系统
1 汽油发动机管理系统
1.1 概述
1.1.1 火花点火发动机的燃烧过程
1.1.2 排放控制策略
1.1.3 发动机管理系统
1.2 电控汽油喷射系统
1.2.1 概述
1.2.2 电控汽油喷射系统的特点
1.2.3 EFI系统的分类
1.2.4 EFI系统的组成
1.2.5 空燃比控制策略和控制方法
1.3 电子点火控制
1.3.1 汽车点火系统的要求
1.3.2 点火控制系统的组成
1.3.3 点火控制
1.4 怠速控制
1.4.1 概述
1.4.2 怠速质量的评价标准
1.4.3 怠速控制装置(步进马达型)
1.4.4 怠速控制策略
1.5 排气再循环
1.5.1 工作原理
1.5.2 EGR阀
1.5.3 EGR的控制策略
1.5.4 内部EGR
1.6 燃油蒸发排放物控制系统
1.7 发动机管理系统新发展的技术
1.7.1 可变进气流量控制
1.7.2 可变配气相位
1.7.3 稀燃发动机控制
1.7.4 宽范围氧传感器
1.7.5 丰田稀燃发动机
1.7.6 缸内直喷汽油发动机
参考文献
2 柴油机电子控制系统
2.1 第一代电控柴油喷射系统(位置控制式)
2.1.1 在分配泵上实施的位置式电控系统
2.1.2 在直列泵上实施的位置式电控系统
2.1.3 第一代电控燃油喷射系统的控制特点
2.2 第二代电控燃油喷射系统(时间控制式)
2.2.1 在分配泵上实施的时间控制式
2.2.2 在直列泵上实施的时间控制式
2.2.3 电控单体泵和电控泵喷嘴系统
2.2.4 第二代时间控制式的特点
2.3 第三代电控燃油喷射系统(高压共轨系统)
2.3.1 液力活塞增压式共轨系统
2.3.2 高压共轨系统
2.3.3 高压共轨系统的特点
2.4 柴油机空气系统的电子控制
2.4.1 增压压力控制系统
2.4.2 排气再循环控制系统
2.4.3 排放后处理系统
2.4.4 柴油机空气系统电子控制的特点
2.5 柴油发动机整机管理
2.5.1 发动机管理系统的基本框架
2.5.2 柴油发动机管理系统的匹配标定
2.5.3 柴油发动机管理系统的故障诊断
2.6 小结
参考文献
3 自动变速器的电子控制
……
第2篇 底盘和车身电子控制系统
第3篇 汽车电子系统的可靠性和故障诊断
附录A 汽车电子学实验指导书(试用)
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书的语言风格非常严谨,带着一种德系工程的精准感,但同时又保持了高度的可读性,这对我这样需要快速掌握新领域知识的人来说,是一个绝佳的平衡点。我特别关注了其中关于高压电池管理系统(BMS)的章节,这本书没有仅仅停留在对BMS算法(如SOC/SOH估算)的表面介绍,而是深入剖析了电池热管理系统(TMS)与BMS的协同工作机制,包括液冷和直冷技术的优劣势对比。作者在对比不同技术路线时,总是能提供详实的数据支撑和仿真结果,而不是空泛的口头表扬或批评。例如,它在讨论SiC功率器件取代Si IGBT的必要性时,不仅仅提到了效率提升,还量化了在不同工况下的温升曲线差异,这种量化的分析能力,是很多同类书籍所欠缺的。此外,书中对环境适应性设计(如抗振动、耐高低温、抗电磁干扰EMI/EMC)的篇幅虽然不多,但每一条建议都直击要害,直接关系到产品在真实世界中的可靠性,读完后感觉自己的设计标准都无形中提高了好几个档次。

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坦白说,我购买《汽车电子学》这本书的初衷,是想找一本能系统梳理车载信息娱乐系统(IVI)和车联网(V2X)技术的参考书。拿到书后发现,它给我的惊喜远不止于此。作者对于人机交互界面(HMI)设计在汽车环境下的特殊性有着深刻的理解,书中不仅提到了触控反馈、语音识别的准确性,更深入分析了如何处理驾驶员分心问题,这一点体现了作者跨学科的视野。在网络安全方面,这本书的处理方式也比我预期的要前卫得多,它详尽介绍了针对汽车ECU的网络攻击向量(如侧信道攻击、重放攻击等),并提供了基于硬件安全模块(HSM)和安全通信协议的防御策略。让我印象非常深刻的是,作者用了一个章节专门探讨了OTA(Over-The-Air)更新机制的可靠性和回滚策略,这在当前汽车软件快速迭代的背景下,无疑是热门且关键的技术点。这本书读起来,仿佛不是在读一本静态的技术手册,而是在和一位行业资深专家进行高强度的知识对话,观点犀利,落点准确,让人受益匪浅。

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翻开这本厚厚的《汽车电子学》,我首先注意到的是它在内容深度上的平衡把握,这在同类书籍中是相当罕见的。它没有沉溺于对基础电路知识的重复阐述,而是直接切入了汽车电子系统的核心——从域控制器(Domain Controller)到中央计算单元(Central Compute Unit)的架构演变。书中对于功能安全(Functional Safety,ISO 26262)的讲解尤为到位,它不仅罗列了ASIL等级的划分,更重要的是,它详细阐述了如何将这些安全要求融入到软件和硬件的设计流程中,这一点对于我们这些需要进行产品认证的工程师来说,是至关重要的实操指南。我尤其欣赏作者在介绍嵌入式操作系统(如AUTOSAR Classic/Adaptive)时的详尽程度,它不仅仅是描述了这些软件架构的“是什么”,更着重于“为什么”要这样设计,以及在不同应用场景下(比如辅助驾驶与信息娱乐系统)如何取舍不同的软件栈。阅读过程中,我时不时会停下来,对照我工作中的一些设计文档,发现这本书提供的视角和方法论,确实能帮助我优化现有的设计思路,避免走不必要的弯路。这本书的图表质量也值得称赞,那些复杂的系统框图绘制得精确而简洁,极大地提升了阅读效率。

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这本《汽车电子学》的书实在是让人眼前一亮,尤其是对于我这种对汽车底层技术充满好奇的电子爱好者来说,简直就是一本及时雨。它没有像其他一些技术书籍那样,上来就堆砌晦涩难懂的公式和规范,而是采用了非常生活化的叙述方式,把原本复杂的车载网络、传感器原理,甚至最新的自动驾驶算法,都讲解得深入浅出。比如,书中对CAN总线的工作机制的剖析,简直是教科书级别的清晰,我用了半个小时就彻底弄懂了那些报文的结构和仲裁机制,这比我之前看好几篇在线文档的效率都高。更难能可贵的是,作者似乎深谙工程师的痛点,在讲解理论的同时,穿插了大量实际的工程案例,比如如何诊断一个间歇性出现的故障码,如何优化ECU的功耗设计,这些实战经验对于正在从事相关领域工作的人来说,价值简直无法估量。我特别喜欢它对新型电力电子器件在电动汽车中的应用的介绍,那部分内容紧跟行业前沿,让我对下一代汽车的能源管理系统有了更宏观和深入的认识。总体来说,这本书的知识密度非常高,但组织结构极其合理,读起来完全没有压力,却能持续获得知识的满足感。

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我拿到这本《汽车电子学》时,主要是想了解一下车载传感器融合技术的前沿进展,这本书的成果完全超出了我的预期。它对激光雷达(LiDAR)、高清摄像头以及毫米波雷达的数据是如何通过卡尔曼滤波、粒子滤波等先进算法进行时空同步和异构数据融合的,描述得极其细致,甚至附带了伪代码级别的流程图。最让我感到惊喜的是,书中并没有回避技术路线的争议性,比如在介绍视觉辅助系统时,作者客观地分析了纯视觉方案在恶劣天气下的局限性,并引出了多传感器冗余和异构冗余的必要性。这本书的结构安排非常巧妙,它似乎是按照汽车的“感、传、控”三大核心职能来组织内容的,从最底层的信号采集,到中间层的决策规划,再到上层的执行控制,逻辑链条非常清晰,使得读者在学习过程中能够构建起一个完整的汽车电子系统视图。读完后,我感觉自己不仅掌握了知识点,更重要的是,我理解了不同电子系统之间如何协同工作,共同支撑起现代汽车的智能化进程。这是一本真正能帮助人建立系统思维的优秀著作。

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从前辈手里得到此书,仍在书架上一直没看;最近有空扫了一遍,发现前三分之一都是在工作中补到的。推荐基础读物,建议由针对性阅读而非泛读。

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