汽车电子学教程

0 绪论

0.1 汽车电子的发展史

0.2 汽车电子的现状及未来的发展趋势

0.2.1 保护环境

0.2.2 安全

0.2.3 驾驶乘坐环境

0.2.4 公共基础设施的建设

0.3 小结

第1篇 动力传动控制系统

1 汽车电子控制系统及其开发方法

1.1 汽车电子控制系统的特点和组成框架

1.1.1 汽车电子控制系统的基本特点

1.1.2 汽车电子控制系统的基本框架

1.1.3 汽车电子控制单元的硬件框架

1.1.4 汽车电子控制单元的软件框架

1.2 汽车电子系统中典型传感器的特性及其信号处理

1.2.1 位置/角度传感器

1.2.2 速度/角速度传感器

1.2.3 加速度传感器及其测量原理

1.2.4 应力/压力传感器的工作原理

1.2.5 气体传感器

1.2.6 光电传感器

1.3 汽车电子系统中典型执行器的特性及其驱动电路

1.3.1 典型负载及其分类

1.3.2 典型功率开关器件及其特性

1.3.3 典型功率驱动电路

1.3.4 集成的智能功率驱动芯片

1.4 汽车电子系统的开发流程和开发方法

1.4.1 V形开发流程简介

1.4.2 快速原型的概念

1.4.3 软、硬件测试和开发方法

1.4.4 控制器的匹配标定

参考文献

2 汽油发动机管理系统

2.1 概述

2.2 空燃比的控制

2.2.1 概述

2.2.2 EFI系统的分类

2.2.3 EFI系统的组成

2.2.4 空燃比控制策略和控制方法

2.3 电子点火控制

2.3.1 汽车点火系统的要求

2.3.2 点火控制系统的组成

2.3.3 点火控制

2.4 怠速控制

2.4.1 概述

2.4.2 怠速控制系统的功能

2.4.3 怠速控制装置（步进电机型）

2.4.4 怠速控制策略

2.5 排气再循环

2.5.1 工作原理

2.5.2 EGR阀

2.5.3 EGR的控制策略

2.5.4 内部EGR

2.6 发动机管理系统新的发展技术

2.6.1 可变气门控制技术

2.6.2 可变进气流量控制

2.6.3 稀燃发动机控制

2.6.4 缸内直喷汽油发动机

2.6.5 均质压燃发动机

参考文献

3 柴油机电子控制系统

3.1 第一代电控柴油喷射系统（位置控制式）

3.1.1 在直列泵上实施的位置式电控系统

3.1.2 第一代电控燃油喷射系统的控制特点

3.2 第二代电控燃油喷射系统（时间控制式）

3.2.1 在直列泵上实施的时间控制式

3.2.2 电控单体泵和电控泵喷嘴系统

3.2.3 第二代时间控制式的特点

3.3 第三代电控燃油喷射系统（高压共轨系统）

3.3.1 高压共轨系统

3.3.2 压电晶体喷油器

3.3.3 高压共轨系统的特点

3.4 柴油机空气系统和排放后处理系统的电子控制

3.4.1 增压压力控制系统

3.4.2 排气再循环控制系统

3.4.3 排放后处理系统

3.4.4 柴油机空气系统电子控制的特点

3.5 柴油发动机整机管理

3.5.1 结构框图

3.5.2 发动机管理系统的基本框架

3.6 柴油发动机混合动力

3.6.1 柴油ISG发动机

3.6.2 双模式柴油机混合动力

3.6.3 串联式柴油机混合动力

3.7 小结

参考文献

4 自动变速器的电子控制

4.1 概述

4.2 自动变速器的主要控制目标

4.3 电控机械式自动变速器

4.3.1 电控半自动变速器

4.3.2 采用电控离合器和发动机转速控制的半自动变速器

4.3.3 电控双离合器自动变速器

4.4 电控液力自动变速器

4.4.1 基本结构与工作原理

4.4.2 电控系统的输入、输出信号和发动机一起控制

4.5 电控无级变速器

参考文献

第2篇 底盘电子控制系统

5 底盘电子控制系统

5.1 汽车防滑控制系统

5.1.1 ABS与TCS的发展历史

5.1.2 汽车防滑控制系统的基本原理

5.1.3 ABS的构成

5.1.4 驱动防滑系统

5.1.5 汽车稳定性控制系统

5.2 汽车转向电子控制系统

5.2.1 电子可变量孔助力转向系统

5.2.2 旁通式助力转向系统

5.2.3 电动液压助力转向系统

5.2.4 电动助力转向系统

5.3 主动避撞控制系统

5.3.1 概述

5.3.2 自适应巡航控制系统

5.3.3 雷达的基本测量原理和构成

5.4 悬架电子控制系统

5.4.1 概述

5.4.2 弹簧刚度和减振器阻尼力综合控制的空气悬架

5.4.3 自适应阻尼力连续可调悬架

5.4.4 刚度、阻尼和车高综合控制的油气悬架

参考文献

6 汽车控制网络

6.1 概述

6.1.1 汽车控制网络的分类

6.1.2 不同控制网络的特点

6.2 CAN总线

6.2.1 CAN总线结构与特点

6.2.2 CAN总线协议

6.2.3 CAN总线的应用

6.3 LIN网络

6.3.1 汽车车身总线

6.3.2 LIN总线硬件资源

6.3.3 LIN总线协议

6.3.4 LIN网络的设计

6.3.5 LIN总线的应用

参考文献

7 汽车电子系统的可靠性

7.1 概述

7.2 汽车电子系统的可靠性

7.3 ECU的电测试

7.4 电磁兼容性

7.4.1 概述

7.4.2 干扰的影响和消除

7.4.3 电磁兼容性的测试

参考文献

8 汽车电子控制系统的故障诊断

8.1 各种故障诊断技术

8.1.1 传统的故障诊断技术

8.1.2 离板故障诊断设备

8.1.3 在板（车载）故障诊断系统

8.1.4 ISO 9141标准

8.1.5 通用串行诊断测试仪

8.2 车载故障诊断系统

8.2.1 概述

8.2.2 OBD的主要功能

8.3 车载故障诊断系统的故障码和监测方法

8.3.1 OBD使用的SAE标准

8.3.2 OBD系统所有检测零部件的故障码及监测方法

8.4 基于CAN的OBD故障诊断

8.5 SAE标准J1930的术语

参考文献

附录

附录A 汽车电子实验

实验1 基于单片机的模拟量采集

实验2 基于单片机的转速信号测量与处理

实验3 汽油机喷油器驱动电路实验

实验4 步进电机驱动电路设计和驱动实验

实验5 汽车电子系统的SCI通信实验

实验6 模拟量输出实验

实验7 CAN总线通信实验

实验8 智能驱动芯片TLE6220的诊断实验

实验9 控制器PID算法调试实验

实验10 xPC Target硬件在环仿真实验

实验11 Real Time Windows Target硬件在环仿真实验

实验12 电控发动机综合实验

附录B 实验报告模板

缩略语

《汽车电子学教程（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·清华大学汽车工程系列教材》系统地介绍了汽车各个电子控制系统的组成、主要部件的结构和工作原理、控制策略和发展趋势等问题。《汽车电子学教程（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·清华大学汽车工程系列教材》内容分3篇。第1篇介绍动力传动控制系统，分为4章，内容包括汽车电子控制系统及其开发方法、汽油发动机管理系统、柴油机电子控制系统和自动变速器的电子控制；第2篇介绍底盘车身电子控制系统；第3篇介绍汽车电子系统的可靠性和故障诊断，分为3章，内容包括汽车控制网络、汽车电子系统的可靠性和汽车电子控制系统的故障诊断。附录是清华大学汽车工程系汽车电子学课程的实验指导书。《汽车电子学教程（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·清华大学汽车工程系列教材》可作为汽车工程专业和动力机械与工程专业内燃机方向的本科生、硕士研究生的教材或参考书，也可作为从事汽车和发动机电子控制系统产品开发和性能研究的工程技术人员的参考书。