Handbuch der Mess- und Automatisierungstechnik im Automobil: Fahrzeugelektronik, Fahrzeugmechatronik
Gespeichert in:
| Vorheriger Titel: | Handbuch der Mess- und Automatisierungstechnik |
|---|---|
| Weitere Verfasser: | |
| Format: | Elektronisch E-Book |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
2006
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| Ausgabe: | 2., vollst. bearb. Aufl. |
| Schlagworte: | |
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| Beschreibung: | 2. Aufl. aufgeteilt in "Handbuch der Mess- und Automatisierungstechnik im Automobil" und "Handbuch der Mess- und Automatisierungstechnik in der Produktion" |
| Beschreibung: | 1 Online-Ressource Ill., zahlr. graph. Darst. |
| ISBN: | 3540212051 9783540212058 9783540299806 |
| DOI: | 10.1007/3-540-29980-7 |
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| adam_text | Inhaltverzeichnis
A Begriffe, Benennungen, Definitionen ... 1
1 Mensch Maschine Interaktion bei der Fahrzeugführung 3
1.1 Das System Fahrer Fahrzeug 3
1.2 Schwerpunkte der Fahrer Fahrzeug Interaktionsgestaltung 5
1.2.1 Informationsdarbietung 5
1.2.2 Fahrerassistenzsysteme 6
1.3 Entwicklungstendenzen 7
Literatur 7
2 Mechatronik 9
2.1 Mechatronik im Automobil 9
2.2 Funktionale und Lokale Integration 11
2.3 Beherrschung der System Komplexität 14
2.4 Beispiele für Mechatronische Systeme im Fahrzeug 15
2.4.1 Fahrwerks und Fahrassistenz Systeme 15
2.4.2 Mechatronische Systeme im Triebstrang 17
2.4.3 Komfort und Sicherheitssysteme im Innenraum 19
Literatur 20
3 Regeln und Steuern 23
3.1 Einleitung 23
3.2 Regeln 24
3.2.1 Definition und Grundstruktur 24
3.2.2 Entwurf von Reglern 25
3.2.3 Anforderungen an Regelkreise 26
3.2.4 Der lineare Standardregelkreis 26
3.2.5 Lineare Regler 28
3.2.6 Nichtlineare Regler 30
3.3 Steuern 31
3.3.1 Definition und Grundstruktur 31
3.3.2 Verknüpfungssteuerungen 32
3.3.3 Ablaufsteuerungen 33
3.3.4 Vergleich der Steuerungsarten 35
Literatur 36
4 Hilfsenergiequellen 37
4.1 Elektrische Hilfsenergie 37
X Inhaltsverzeichnis
4.2 Hydraulische Hilfsenergie 39
4.3 Pneumatische Hilfsenergie 39
5 Gebiete der Automatisierungstechnik im Automobil 41
5.1 Triebstrang 41
5.2 Fahrwerk und Fahrassistenz 45
5.3 Innenraum 47
6 Umgebungsbedingungen und Einbauorte 49
6.1 Qualität und Serienanforderung 49
6.2 Einbauorte 49
6.2 Abnahmetests 50
8 Sensoren , 53
1 Kraft, Drehmoment 55
Literatur 56
2 Drucksensoren 57
Literatur 62
3 Weg, Winkel, Position 63
Literatur 69
4 Geschwindigkeit 71
Literatur 73
5 Beschleunigung 75
Literatur 76
6 Temperatur 77
Literatur 80
7 Gassensorik 81
Literatur 85
8 Betriebsstoffsensorik 87
Literatur 88
9 GPS 91
10 Optische Sensorik 93
Literatur 97
11 Antennen 99
Literatur 104
Inhaltsverzeichnis XI
C Bauelemente für die S!gnahrerart eltimg mit eftktrisdier
und nichtetektrisdter Hfffeenergfe 105
1 Elektrische Hilfsenergie 107
1.1 Bipolartransistoren 107
1.2 MOS Feldeffekttransistoren 111
1.3 Operationsverstärker (OPV) 112
1.3.1 Grundschaltungen mit OPV 113
1.4 Optoelektronische Bauelemente 115
1.4.1 Lichttechnische Grundbegriffe 115
1.4.2 Passive optische Bauelemente 117
1.4.3 Strahlungssender 123
1.4.4 Strahlungsempfänger 124
1.5 Digitale Schaltungen 125
1.5.1 Grundlegende Betrachtungen 125
1.5.2 Schaltkreisfamilien und Schaltkreistechnologien 127
1.5.3 Funktionen digitaler Bauelemente 134
1.5.4 Anwendungsspezifische Schaltungen (ASIC) 142
1.6 Analog Digital Umsetzer 145
1.7 Digital Analog Umsetzer 152
1.8 Aufbau und Verbindungstechnik 155
1.8.1 Aufgaben der AVT 155
1.8.2 Packungsebenen der AVT 156
1.8.3 Baugruppentechnik 158
1.8.4 Hybride und Module 164
1.8.5 Entwurf zuverlässiger AVT 176
1.9 Kamerasysteme im Automobil 185
1.9.1 Das sehende Fahrzeug 185
1.9.2 Anforderungen an fahrzeugtaugliche Kameras 187
1.9.3 Fahrerassistenz „Lane Departure Warning LDW 190
1.9.4 Fahrerassistenz „Night Vision 194
1.9.5 Die dritte Dimension: 3D Kameras 200
Literatur 202
2 Nichtelektrische Hilfsenergie 207
2.1 Hydraulische Signal und Leistungsverstärker 207
2.2 Elektro hydraulische Umformer 208
2.2.1 Elektromechanische Wandler 209
Literatur 216
B Aktoren für medwnlsdwVwsteSiing.... ...... 219
1 Aktoren mit elektrischer Hilfsenergie 221
1.1 Begriffsdefinition 221
1.2 Einleitung 221
1.3 Allgemeine Beschreibung elektrischer Stellantriebe 223
1.3.1 Hauptgrößen 223
XII Inhaltsverzeichnis
1.3.2 Störgrößen und Umgebungsbedingungen 224
1.4 Auslegung von Stellantrieben unter Fahrzeugbedingungen 225
1.4.1 Vorwiderstand 225
1.4.2 Bordnetzspannung 225
1.4.3 Leistungsgrenzen im Bordnetz 226
1.5 Aktoren 228
1.5.1 Elektromotorische Stellantriebe 228
1.5.2 Getriebe 234
1.5.3 Elektromagnete 237
1.5.4 Piezo Direktantriebe 239
1.6 Ansteuer und Steuerelektronik 241
1.6.1 Funktionsstrukturen 241
1.6.2 Leistungsteil 243
1.6.3 Signalverarbeitung und Steuerung 246
Literatur 248
2 Aktoren mit hydraulischer Hilfsenergie 249
2.1 Aktoren mit hydraulischer Hilfsenergie für stetige Bewegungen 249
2.1.1 Axialkolbenmaschinen 250
2.1.2 Radialkolbenmaschinen 252
2.1.3 Zahnradmaschinen 253
2.1.4 Flügelzellenmaschinen 254
2.1.5 Sperr und Rollflügelmaschinen 254
2.2 Aktoren mit hydraulischer Hilfsenergie
für absätzige Bewegungen 255
2.2.1 Einfachwirkende Zylinder 255 !
2.2.2 Doppeltwirkende Zylinder 257
2.2.3 Schwenkmotoren 258
Literatur 258
E UistungsfilKirtragv^o^ steitcniiif 259
1 Elektrische Kontakte 261
1.1 Ruhender Kontakt 261
1.1.1 Elastische Kontaktverformung 263
1.1.2 Realer Kontakt mit plastischer Verformung 263
1.1.3 Fremdschichten 265
1.1.4 Kontakterwärmung 266
1.2 Schaltender Kontakt 268
1.2.1 Schaltlichtbogen 268
1.2.2 Schalten unter Last 269
1.2.3 Materialwanderung 271
1.3 Kontaktwerkstoffe 272
1.3.1 Metalle 273
1.3.2 Legierungen 273
1.3.3 Verbundwerkstoffe 274
Literatur 277
Inhaltsverzeichnis XIII
2 Elektromechanische Relais 279
2.1 Einsatzbereiche und Relaistypen 280
2.2 Elektromagnetischer Relaisantrieb 282
2.2.1 Neutrale monostabile Relais (Typ 1) 283
2.2.2 Neutrale monostabile Relais (Typ 2) 285
2.2.3 Remanenzrelais (Typ 3) 286
2.2.4 Gepolte bistabile Relais (Typ 4) 286
2.2.5 Gepolte monostabile Relais (Typ 5) 287
2.3 Schaltvorgänge von Relais 287
2.4 Relaisausführungen 289
2.4.1 Telekom Relais 291
2.4.2 Netzrelais 292
2.4.3 Kraftfahrzeugrelais 293
2.4.4 Anschlussausführungen 295
Literatur 296
3 Mikromechanische Relais 297
3.1 Schaltverhalten bei kleinen Kontaktkräften 297
3.2 Spannungsfestigkeit 299
3.3 Konzepte für Mikroantriebe 300
3.3.1 Elektromagnetischer Antrieb 302
3.3.2 Elektrostatischer Antrieb 303
3.3.3 Piezoelektrischer Antrieb 303
3.3.4 Thermomechanischer Antrieb 304
3.4 Technologische Realisierungen von Mikrorelais 304
3.4.1 Elektromagnetisches Mikrorelais 305
3.4.2 Elektrostatische Mikrorelais 306
3.5 Hochfrequenzschalter (RF MEMS) 310
Literatur 311
4 Halbleiter Relais 315
4.1 Elektronische Schalter 317
4.2 Halbleiter Relais mit galvanischer Trennung 320
4.3 Elektronische Lastrelais für Wechselstrom 322
Literatur 323
5 Leistungselektronische Bauelemente 325
5.1 Grundlagen der Leistungselektronik 325
5.1.1 Aufgaben und Einsatzgebiete der Leistungselektronik 325
5.1.2 Schalt und Kommutierungsvorgänge 327
5.1.3 Leistungselektronische Grundschaltungen 329
5.2 Bauelemente der Leistungselektronik 332
5.2.1 Einteilung leistungselektronischer Bauelemente 332
5.2.2 Leistungshalbleiter 332
5.2.3 Smart Power Schaltungen 344
Literatur 34S
XIV Inhaltsverzeichnis
F Hilfsenergiequetlen 35t
1 Elektrische Hilfsenergiequellen 353
Literatur 357
2 Pneumatische Hilfsenergiequellen 359
Literatur 360
3 Hydraulische Hilfsenergiequellen 361
Literatur 364
G Anzeigegeräte und Bedienelemente 365
1 Einleitung, Sehen und Bedienen 367
1.1 Zentrale Anzeigegeräte, Primäranzeigen 367
1.2 Sekundäre Anzeigegeräte, Sekundäranzeigen 367
1.3 Eingabeelemente für den Fahrer 368
2 Anzeigegeräte 369
2.1 Analoge Anzeigegeräte 369
2.1.1 Antriebe 369
2.2 Digitale Anzeigegeräte 375
2.2.1 Liquid Crystal Display (LCD) 377
2.2.2 Vakuum Fluoreszenz Display (VFD) 384
2.2.3 Organic Light Emitting Diodes (OLED) 384
2.2.4 Ausblick 385
3 Integration der Anzeigegeräte ins Fahrzeug 387
3.1 Einzel Instrumente 387
3.2 Kombinations Instrumente 387
3.3 Hybrid Instrumente 388
3.4 Frei konfigurierbares Kombinations Instrument 388
3.5 Head up Display (HUD) 389
4 Bedienelemente 391
4.1 Ergonomie und kurzer Rückblick 391
4.2 Einzelne Stellelemente im Umfeld des Kombinations
Instrumentes 392
4.3 Automobile Schaltertechnik 393
4.4 Zentrale Bedienkonzepte 393
H Anwendungsbelspiele 397
1 Triebstrang 399
1.1. Elektronische Motorkontrolle 399
1.1.1 Komponenten und Funktionen 399
1.1.2 Funktionsebenen innerhalb des Steuergerätes 404
1.1.3 Bedatung 405
1.2 Tiptronic 406
Inhaltsverzeichnis XV
1.3 Nebenaggreate 410
1.4 Abgas 412
1.5 Kühlwasser Temperaturregelung 416
1.6 Valvetronic 419
1.7 Wartungsanzeigen 424
Literatur 425
2 Fahrzeugbewegung 427
2.1 Systemvernetzung im Fahrwerk 427
2.1.1. Einleitung 427
2.1.2 Systeme im vernetzten Fahrwerk 428
2.1.3 Global Chassis Control 441
2.1.4 GCC „Spin Offs Ausgewählte Beispiele zum Aufzeigen
des Funktionspotenzials durch Systemvernetzung 449
2.1.5 Ausblick 451
2.2 Federung 453
2.3 Reifendruck Kontrolle 462
2.4 Geschwindigkeits und Distanzregelung 464
2.5 Dynamische Stabilitäts , Brems und Traktionskontrolle 470
2.6 Servolenkung 472
Literatur 477
3 Innenraum 481
3.1 Innenraum Klimaregelung 481
3.2 Navigationssysteme 485
3.3 Zündschlüssel mit Funkfernbedienung 490
3.4 Airbagsystem 492
3.5 Sitzgurtstraffer 497
3.6 Parkdistanzkontrolle 498
3.7 Front und Heckscheibenheizung 500
3.8 Verkehrsnachrichtenempfang 501
3.9 Zentral Steuergerät 502
Literatur 504
J Vernetzte Systeme im AirtonrobH Kommimikatkmsnett
und Datenverarbeitung ¦ 507
1 Anforderungen 509
2 Elektronische Steuergeräte 511
2.1 Eingangsschaltung 511
2.2 Logikteil zur Signalverarbeitung 512
2.3 Ausgangsschaltung mit Stell und Regelgrößen 513
3 Architektur 515
Literatur 515
4 CARTRONIC® 517
4.1 Vernetzte Teilsysteme 517
XVI Inhaltsverzeichnis
4.2 Beispiele für vernetzte Teilsysteme im Fahrzeug 517
4.3 Neue Anforderungen 518
4.4 Das Konzept 518
4.5 Strukturierung und Architektur 519
4.6 Regeln der Funktionsarchitektur 520
4.7 Anforderungsanalyse 520
4.8 Strukturierungselemente 521
4.9 Systeme, Teilsysteme und Komponenten 521
4.10 Strukturierungsregeln 522
4.11 Modellierungsregeln 522
4.12 Typische Architekturmerkmale 522
4.13 Der Produktentstehungsprozess 523
4.14 Konsequenzen und Ausblick 524
Literatur 524
5 Kommunikationsnetze 525
5.1 Multimedia Vernetzung 526
5.2 Multiplexanwendungen für Karosserie und Innenraum 526
5.3 Echtzeitanwendungen in Antriebstrang und Fahrzeugbewegung 527
6 Controller Area Network (CAN) 529
6.1 Buskonfiguration 529
6.2 Adressierung 530
6.3 Logische Buszustände 530
6.4 Priorisierung 530
6.5 Buszugriff 530
6.6 Botschaftsformat 531
6.7 Data Frame und Remote Frame 532
6.8 Störungserkennung 532
6.9 Störungsbehandlung 533
6.10 Fehlereingrenzung 533
6.11 Implementierung 533
6.12 Standardisierung 533
6.13 Erweiterung auf zeitbestimmte Systeme 534
K PasKwnmwftinta*i«yrt H Htaftay ein OhwWMt 537
Das Kommunikationssystem FlexRay ein Überblick 539
Elektronik und Bussysteme in Kraftfahrzeugen 539
CAN 541
Anforderungen an FlexRay als ein zukünftiges
Kommunikationssystem 543
Technische Eigenschaften von FlexRay 545
Literatur 556
Allgemeines Abkürzungsverzeichnis 557
Sachverzeichnis 635
|
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Inhaltverzeichnis
A Begriffe, Benennungen, Definitionen . 1
1 Mensch Maschine Interaktion bei der Fahrzeugführung 3
1.1 Das System Fahrer Fahrzeug 3
1.2 Schwerpunkte der Fahrer Fahrzeug Interaktionsgestaltung 5
1.2.1 Informationsdarbietung 5
1.2.2 Fahrerassistenzsysteme 6
1.3 Entwicklungstendenzen 7
Literatur 7
2 Mechatronik 9
2.1 Mechatronik im Automobil 9
2.2 Funktionale und Lokale Integration 11
2.3 Beherrschung der System Komplexität 14
2.4 Beispiele für Mechatronische Systeme im Fahrzeug 15
2.4.1 Fahrwerks und Fahrassistenz Systeme 15
2.4.2 Mechatronische Systeme im Triebstrang 17
2.4.3 Komfort und Sicherheitssysteme im Innenraum 19
Literatur 20
3 Regeln und Steuern 23
3.1 Einleitung 23
3.2 Regeln 24
3.2.1 Definition und Grundstruktur 24
3.2.2 Entwurf von Reglern 25
3.2.3 Anforderungen an Regelkreise 26
3.2.4 Der lineare Standardregelkreis 26
3.2.5 Lineare Regler 28
3.2.6 Nichtlineare Regler 30
3.3 Steuern 31
3.3.1 Definition und Grundstruktur 31
3.3.2 Verknüpfungssteuerungen 32
3.3.3 Ablaufsteuerungen 33
3.3.4 Vergleich der Steuerungsarten 35
Literatur 36
4 Hilfsenergiequellen 37
4.1 Elektrische Hilfsenergie 37
X Inhaltsverzeichnis
4.2 Hydraulische Hilfsenergie 39
4.3 Pneumatische Hilfsenergie 39
5 Gebiete der Automatisierungstechnik im Automobil 41
5.1 Triebstrang 41
5.2 Fahrwerk und Fahrassistenz 45
5.3 Innenraum 47
6 Umgebungsbedingungen und Einbauorte 49
6.1 Qualität und Serienanforderung 49
6.2 Einbauorte 49
6.2 Abnahmetests 50
8 Sensoren , 53
1 Kraft, Drehmoment 55
Literatur 56
2 Drucksensoren 57
Literatur 62
3 Weg, Winkel, Position 63
Literatur 69
4 Geschwindigkeit 71
Literatur 73
5 Beschleunigung 75
Literatur 76
6 Temperatur 77
Literatur 80
7 Gassensorik 81
Literatur 85
8 Betriebsstoffsensorik 87
Literatur 88
9 GPS 91
10 Optische Sensorik 93
Literatur 97
11 Antennen 99
Literatur 104
Inhaltsverzeichnis XI
C Bauelemente für die S!gnahrerart eltimg mit eftktrisdier
und nichtetektrisdter Hfffeenergfe 105
1 Elektrische Hilfsenergie 107
1.1 Bipolartransistoren 107
1.2 MOS Feldeffekttransistoren 111
1.3 Operationsverstärker (OPV) 112
1.3.1 Grundschaltungen mit OPV 113
1.4 Optoelektronische Bauelemente 115
1.4.1 Lichttechnische Grundbegriffe 115
1.4.2 Passive optische Bauelemente 117
1.4.3 Strahlungssender 123
1.4.4 Strahlungsempfänger 124
1.5 Digitale Schaltungen 125
1.5.1 Grundlegende Betrachtungen 125
1.5.2 Schaltkreisfamilien und Schaltkreistechnologien 127
1.5.3 Funktionen digitaler Bauelemente 134
1.5.4 Anwendungsspezifische Schaltungen (ASIC) 142
1.6 Analog Digital Umsetzer 145
1.7 Digital Analog Umsetzer 152
1.8 Aufbau und Verbindungstechnik 155
1.8.1 Aufgaben der AVT 155
1.8.2 Packungsebenen der AVT 156
1.8.3 Baugruppentechnik 158
1.8.4 Hybride und Module 164
1.8.5 Entwurf zuverlässiger AVT 176
1.9 Kamerasysteme im Automobil 185
1.9.1 Das sehende Fahrzeug 185
1.9.2 Anforderungen an fahrzeugtaugliche Kameras 187
1.9.3 Fahrerassistenz „Lane Departure Warning" LDW 190
1.9.4 Fahrerassistenz „Night Vision" 194
1.9.5 Die dritte Dimension: 3D Kameras 200
Literatur 202
2 Nichtelektrische Hilfsenergie 207
2.1 Hydraulische Signal und Leistungsverstärker 207
2.2 Elektro hydraulische Umformer 208
2.2.1 Elektromechanische Wandler 209
Literatur 216
B Aktoren für medwnlsdwVwsteSiing. . 219
1 Aktoren mit elektrischer Hilfsenergie 221
1.1 Begriffsdefinition 221
1.2 Einleitung 221
1.3 Allgemeine Beschreibung elektrischer Stellantriebe 223
1.3.1 Hauptgrößen 223
XII Inhaltsverzeichnis
1.3.2 Störgrößen und Umgebungsbedingungen 224
1.4 Auslegung von Stellantrieben unter Fahrzeugbedingungen 225
1.4.1 Vorwiderstand 225
1.4.2 Bordnetzspannung 225
1.4.3 Leistungsgrenzen im Bordnetz 226
1.5 Aktoren 228
1.5.1 Elektromotorische Stellantriebe 228
1.5.2 Getriebe 234
1.5.3 Elektromagnete 237
1.5.4 Piezo Direktantriebe 239
1.6 Ansteuer und Steuerelektronik 241
1.6.1 Funktionsstrukturen 241
1.6.2 Leistungsteil 243
1.6.3 Signalverarbeitung und Steuerung 246
Literatur 248
2 Aktoren mit hydraulischer Hilfsenergie 249
2.1 Aktoren mit hydraulischer Hilfsenergie für stetige Bewegungen 249
2.1.1 Axialkolbenmaschinen 250
2.1.2 Radialkolbenmaschinen 252
2.1.3 Zahnradmaschinen 253
2.1.4 Flügelzellenmaschinen 254
2.1.5 Sperr und Rollflügelmaschinen 254
2.2 Aktoren mit hydraulischer Hilfsenergie
für absätzige Bewegungen 255
2.2.1 Einfachwirkende Zylinder 255 !
2.2.2 Doppeltwirkende Zylinder 257
2.2.3 Schwenkmotoren 258
Literatur 258
E UistungsfilKirtragv^o^ steitcniiif 259
1 Elektrische Kontakte 261
1.1 Ruhender Kontakt 261
1.1.1 Elastische Kontaktverformung 263
1.1.2 Realer Kontakt mit plastischer Verformung 263
1.1.3 Fremdschichten 265
1.1.4 Kontakterwärmung 266
1.2 Schaltender Kontakt 268
1.2.1 Schaltlichtbogen 268
1.2.2 Schalten unter Last 269
1.2.3 Materialwanderung 271
1.3 Kontaktwerkstoffe 272
1.3.1 Metalle 273
1.3.2 Legierungen 273
1.3.3 Verbundwerkstoffe 274
Literatur 277
Inhaltsverzeichnis XIII
2 Elektromechanische Relais 279
2.1 Einsatzbereiche und Relaistypen 280
2.2 Elektromagnetischer Relaisantrieb 282
2.2.1 Neutrale monostabile Relais (Typ 1) 283
2.2.2 Neutrale monostabile Relais (Typ 2) 285
2.2.3 Remanenzrelais (Typ 3) 286
2.2.4 Gepolte bistabile Relais (Typ 4) 286
2.2.5 Gepolte monostabile Relais (Typ 5) 287
2.3 Schaltvorgänge von Relais 287
2.4 Relaisausführungen 289
2.4.1 Telekom Relais 291
2.4.2 Netzrelais 292
2.4.3 Kraftfahrzeugrelais 293
2.4.4 Anschlussausführungen 295
Literatur 296
3 Mikromechanische Relais 297
3.1 Schaltverhalten bei kleinen Kontaktkräften 297
3.2 Spannungsfestigkeit 299
3.3 Konzepte für Mikroantriebe 300
3.3.1 Elektromagnetischer Antrieb 302
3.3.2 Elektrostatischer Antrieb 303
3.3.3 Piezoelektrischer Antrieb 303
3.3.4 Thermomechanischer Antrieb 304
3.4 Technologische Realisierungen von Mikrorelais 304
3.4.1 Elektromagnetisches Mikrorelais 305
3.4.2 Elektrostatische Mikrorelais 306
3.5 Hochfrequenzschalter (RF MEMS) 310
Literatur 311
4 Halbleiter Relais 315
4.1 Elektronische Schalter 317
4.2 Halbleiter Relais mit galvanischer Trennung 320
4.3 Elektronische Lastrelais für Wechselstrom 322
Literatur 323
5 Leistungselektronische Bauelemente 325
5.1 Grundlagen der Leistungselektronik 325
5.1.1 Aufgaben und Einsatzgebiete der Leistungselektronik 325
5.1.2 Schalt und Kommutierungsvorgänge 327
5.1.3 Leistungselektronische Grundschaltungen 329
5.2 Bauelemente der Leistungselektronik 332
5.2.1 Einteilung leistungselektronischer Bauelemente 332
5.2.2 Leistungshalbleiter 332
5.2.3 Smart Power Schaltungen 344
Literatur 34S
XIV Inhaltsverzeichnis
F Hilfsenergiequetlen 35t
1 Elektrische Hilfsenergiequellen 353
Literatur 357
2 Pneumatische Hilfsenergiequellen 359
Literatur 360
3 Hydraulische Hilfsenergiequellen 361
Literatur 364
G Anzeigegeräte und Bedienelemente 365
1 Einleitung, Sehen und Bedienen 367
1.1 Zentrale Anzeigegeräte, Primäranzeigen 367
1.2 Sekundäre Anzeigegeräte, Sekundäranzeigen 367
1.3 Eingabeelemente für den Fahrer 368
2 Anzeigegeräte 369
2.1 Analoge Anzeigegeräte 369
2.1.1 Antriebe 369
2.2 Digitale Anzeigegeräte 375
2.2.1 Liquid Crystal Display (LCD) 377
2.2.2 Vakuum Fluoreszenz Display (VFD) 384
2.2.3 Organic Light Emitting Diodes (OLED) 384
2.2.4 Ausblick 385
3 Integration der Anzeigegeräte ins Fahrzeug 387
3.1 Einzel Instrumente 387
3.2 Kombinations Instrumente 387
3.3 Hybrid Instrumente 388
3.4 Frei konfigurierbares Kombinations Instrument 388
3.5 Head up Display (HUD) 389
4 Bedienelemente 391
4.1 Ergonomie und kurzer Rückblick 391
4.2 Einzelne Stellelemente im Umfeld des Kombinations
Instrumentes 392
4.3 Automobile Schaltertechnik 393
4.4 Zentrale Bedienkonzepte 393
H Anwendungsbelspiele 397
1 Triebstrang 399
1.1. Elektronische Motorkontrolle 399
1.1.1 Komponenten und Funktionen 399
1.1.2 Funktionsebenen innerhalb des Steuergerätes 404
1.1.3 Bedatung 405
1.2 Tiptronic 406
Inhaltsverzeichnis XV
1.3 Nebenaggreate 410
1.4 Abgas 412
1.5 Kühlwasser Temperaturregelung 416
1.6 Valvetronic 419
1.7 Wartungsanzeigen 424
Literatur 425
2 Fahrzeugbewegung 427
2.1 Systemvernetzung im Fahrwerk 427
2.1.1. Einleitung 427
2.1.2 Systeme im vernetzten Fahrwerk 428
2.1.3 Global Chassis Control 441
2.1.4 GCC „Spin Offs" Ausgewählte Beispiele zum Aufzeigen
des Funktionspotenzials durch Systemvernetzung 449
2.1.5 Ausblick 451
2.2 Federung 453
2.3 Reifendruck Kontrolle 462
2.4 Geschwindigkeits und Distanzregelung 464
2.5 Dynamische Stabilitäts , Brems und Traktionskontrolle 470
2.6 Servolenkung 472
Literatur 477
3 Innenraum 481
3.1 Innenraum Klimaregelung 481
3.2 Navigationssysteme 485
3.3 Zündschlüssel mit Funkfernbedienung 490
3.4 Airbagsystem 492
3.5 Sitzgurtstraffer 497
3.6 Parkdistanzkontrolle 498
3.7 Front und Heckscheibenheizung 500
3.8 Verkehrsnachrichtenempfang 501
3.9 Zentral Steuergerät 502
Literatur 504
J Vernetzte Systeme im AirtonrobH Kommimikatkmsnett
und Datenverarbeitung ¦ 507
1 Anforderungen 509
2 Elektronische Steuergeräte 511
2.1 Eingangsschaltung 511
2.2 Logikteil zur Signalverarbeitung 512
2.3 Ausgangsschaltung mit Stell und Regelgrößen 513
3 Architektur 515
Literatur 515
4 CARTRONIC® 517
4.1 Vernetzte Teilsysteme 517
XVI Inhaltsverzeichnis
4.2 Beispiele für vernetzte Teilsysteme im Fahrzeug 517
4.3 Neue Anforderungen 518
4.4 Das Konzept 518
4.5 Strukturierung und Architektur 519
4.6 Regeln der Funktionsarchitektur 520
4.7 Anforderungsanalyse 520
4.8 Strukturierungselemente 521
4.9 Systeme, Teilsysteme und Komponenten 521
4.10 Strukturierungsregeln 522
4.11 Modellierungsregeln 522
4.12 Typische Architekturmerkmale 522
4.13 Der Produktentstehungsprozess 523
4.14 Konsequenzen und Ausblick 524
Literatur 524
5 Kommunikationsnetze 525
5.1 Multimedia Vernetzung 526
5.2 Multiplexanwendungen für Karosserie und Innenraum 526
5.3 Echtzeitanwendungen in Antriebstrang und Fahrzeugbewegung 527
6 Controller Area Network (CAN) 529
6.1 Buskonfiguration 529
6.2 Adressierung 530
6.3 Logische Buszustände 530
6.4 Priorisierung 530
6.5 Buszugriff 530
6.6 Botschaftsformat 531
6.7 Data Frame und Remote Frame 532
6.8 Störungserkennung 532
6.9 Störungsbehandlung 533
6.10 Fehlereingrenzung 533
6.11 Implementierung 533
6.12 Standardisierung 533
6.13 Erweiterung auf zeitbestimmte Systeme 534
K PasKwnmwftinta*i«yrt H Htaftay ein OhwWMt 537
Das Kommunikationssystem FlexRay ein Überblick 539
Elektronik und Bussysteme in Kraftfahrzeugen 539
CAN 541
Anforderungen an FlexRay als ein zukünftiges
Kommunikationssystem 543
Technische Eigenschaften von FlexRay 545
Literatur 556
Allgemeines Abkürzungsverzeichnis 557
Sachverzeichnis 635 |
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