Grundlagen der Kraftfahrzeugelektronik: Schaltungstechnik ; mit ... 33 Tabellen
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Hanser
2014
|
| Ausgabe: | 3., neu bearb. Aufl. |
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| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 312 S. Ill., zahlr. graph. Darst. 24 cm |
| ISBN: | 3446442057 9783446442054 |
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INHALT
D EINLEITUNG: GRUNDLAGEN DER SCHALTUNGSTECHNIK FUER
KFZ-ELEKTRONIK 15
Q ELEKTRONISCHE SYSTEME IN KRAFTFAHRZEUGEN 19
2.1 ELEKTRONISCHE SYSTEME IM MOTORRAUM 20
2.2 ELEKTRONISCHE SYSTEME INNERHALB DER FAHRGASTZELLE 20
2.3 INFOTAINMENT-SYSTEME 21
2.4 FAHRERASSISTENZSYSTEME 21
2.5 WEITERE SYSTEME 22
2.6 KOMMUNIKATION MIT EXTERNEN SYSTEMEN AUSSERHALB DES FAHRZEUGES
(TELEMATIK) 23
2.6.1 TELEMATIK-INFOTAINMENT-/BUERO-BEREICH 24
2.6.2 TELEMATIK-NAVIGATIONSBEREICH 25
2.6.3 TELEMATIK-FAHRSITUATIONSBEREICH 25
2.6.4 TELEMATIK-SERVICEBEREICH 26
2.6.5 TELEMATIK-INKASSO-BEREICH 26
BEI
UMGEBUNGSANFORDERUNGEN IM KRAFTFAHRZEUG UND DIE
AUSWIRKUNGEN AUF DIE ELEKTRONIK 28
3.1 ALLGEMEINE BEMERKUNGEN 28
3.2 DEFINITION VON UMWELTEINFLUESSEN FUER KRAFTFAHRZEUGELEKTRONIK 30
3.3 ELEKTRISCHE ANFORDERUNGEN, LASTSITUATIONEN 33
3.3.1 ALLGEMEINES 34
3.3.2 BETRIEB AN EINER GLEICHSPANNUNG 35
3.3.3 BETRIEB BEI UEBERSPANNUNG 36
3.3.4 START MIT ERHOEHTER SPANNUNG (JUMP START, NUR 12-V-SYSTEME) . 37
3.3.5 UEBERLAGERTE SCHWINGUNG (VOLTAGE RIPPLE TEST,
BORDNETZWELLIGKEITS-TEST) 37
3.3.6 LANGSAMER SPANNUNGSEINBRUCH BZW. SPANNUNGSANSTIEG 38
3.3.7 SPANNUNGSEINBRUCH 39
3.3.8 DER RESET-TEST 41
3.3.9 VERPOLUNG 41
3.3.10 OFFENE LAST 43
3.3.11 KURZSCHLUSS 43
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10 INHALT
3.3.12 LASTPRUEFUNG 44
3.3.13 SCHLEICHENDER KURZSCHLUSS 45
Q ELEKTROMAGNETISCHE VERTRAEGLICHKEIT IN DER KFZ-ELEKTRONIK 46
4.1 ALLGEMEINES ZUR ELEKTROMAGNETISCHEN VERTRAEGLICHKEIT (EMC) 46
4.2 EMC-ANFORDERUNGEN AN DIE KRAFTFAHRZEUGELEKTRONIK 49
4.2.1 LEITUNGSGEBUNDENE STOERAUSSENDUNG IM ZEITBEREICH 50
4.2.1.1 IMPULS 1: ABSCHALTEN EINER INDUKTIVITAET 51
4.2.1.2 IMPULS 2: ABSCHALTEN EINES KOLLEKTORMOTORS 52
4.2.1.3 IMPULS 3: ALLGEMEINE SCHALTVORGAENGE 53
4.2.1.4 IMPULS 4: DER ANLASSVORGANG 56
4.2.1.5 IMPULS 5: LASTABWURF (LOAD-DUMP) 57
4.2.2 LEITUNGSGEBUNDENE STOERFESTIGKEIT IM ZEITBEREICH 59
4.2.3 ALLGEMEINE BETRACHTUNG FUER DIE ANFORDERUNGEN IM
FREQUENZBEREICH 60
4.2.4 STOERAUSSENDUNGEN IM FREQUENZBEREICH 60
4.2.5 STOERFESTIGKEIT IM FREQUENZBEREICH 64
4.3 ELEKTROSTATISCHE ENTLADUNG (ESD) 65
4.4 EMC-PRUEFEINRICHTUNGEN IN DER KRAFTFAHRZEUGTECHNIK 68
4.4.1 UEBERPRUEFUNG LEITUNGSGEBUNDENER STOERIMPULSE IM ZEITBEREICH 68
4.4.1.1 LEITUNGSGEBUNDENE STOERAUSSENDUNG 68
4.4.1.2 STOERFESTIGKEIT BEI DEN IMPULSEN 1, 2,4, 5
(IMPULSGENERATOR) 69
4.4.1.3 STOERFESTIGKEIT BEI DEN IMPULSEN 3 A UND 3 B
(KOPPELZANGE) 69
4.4.2 ESD-PRUEFEINRICHTUNG 71
4.4.3 UEBERPRUEFUNG GESTRAHLTER STOERAUSSENDUNGEN/STOERFESTIGKEIT 71
4.4.3.1 TEM-ZELLE (TRANSVERSAL-ELEKTROMAGNETISCHE WELLE) 72
4.4.3.2 STRIP-LINE 74
4.4.3.3 ABSORBERHALLE/ABSORBERRAUM 75
4.4.4 UEBERPRUEFUNG LEITUNGSGEBUNDENER STOERABSTRAHLUNG/
STOERFESTIGKEIT (STROM-EINKOPPLUNGSZANGE) 78
4.5 VERHALTEN VON BAUELEMENTEN UNTER EMC-EINFLUSS 79
4.5.1 ENERGIEREICHE STOERIMPULSE AUF LEITUNGEN 79
4.5.2 GESTRAHLTE STOEREINFLUESSE 81
4.6 VERBESSERUNG DES EMC-VERHALTENS IN EINER KFZ-ELEKTRONIK 82
Q WEITERGEHENDE ANFORDERUNGEN AN KRAFTFAHRZEUGELEKTRONIK . 85
5.1 MECHANISCHE ANFORDERUNGEN 85
5.1.1 MECHANISCHE SCHWINGUNG 86
5.1.2 MECHANISCHER STOSS 87
5.1.3 FREIER FALL 87
5.2 KLIMATISCHE ANFORDERUNGEN 88
5.2.1 TEMPERATUR-WECHSELPRUEFUNG 88
5.2.2 TEMPERATUR-SCHOCKPRUEFUNG 90
INHALT 11
5.2.3 KLIMAPRUEFUNG 91
5.2.4 SALZNEBEL-PRUEFUNG 92
5.2.5 DICHTIGKEIT GEGEN WASSER UND STAUB 93
5.3 CHEMISCHE ANFORDERUNGEN 95
H GRUNDLEGENDE METHODEN, BERECHNUNGEN UND SICHTWEISEN
FUER DIE ENTWICKLUNG VON KRAFTFAHRZEUGELEKTRONIK 97
6.1 ENTWICKLUNGSPHASEN 97
6.2 MUSTERPHASEN 100
6.3 SCHRITTE FUER DIE ENTWICKLUNG EINER KRAFTFAHRZEUGELEKTRONIK 101
6.3.1 STRUKTURIERUNG NACH DER TOP-DOWN-METHODE 101
6.3.2 SCHNITTSTELLENDEFINITION IM HARDWAREBEREICH 102
6.3.3 ENTWICKLUNG EINER SCHALTUNG 104
6.3.4 ANWENDUNG VON SIMULATIONSWERKZEUGEN 105
6.3.5 WORST-CASE-RECHNUNG 106
Q MODULARISIERUNG UND REALISATION VON KRAFTFAHRZEUGELEKTRONIK 115
7.1 GRUNDSAETZLICHER AUFBAU DER KRAFTFAHRZEUGELEKTRONIK 115
7.2 STROMVERSORGUNG 118
7.2.1 STANDARD-SPANNUNGSREGLER 118
7.2.2 ERSATZSCHALTBILD UNTER HF-GESICHTSPUNKTEN 119
7.2.3 SPANNUNGSREGLER FUER DEN KRAFTFAHRZEUGEINSATZ 121
7.2.4 BEISPIEL EINER KRAFTFAHRZEUGTAUGLICHEN SPANNUNGSVERSORGUNG 122
7.3 FUNKTIONSERZEUGUNG 125
7.3.1 FEST VERDRAHTETE LOGIK (DISKRETE HARDWARE) 126
7.3.2 VERWENDUNG EINES APPLIKATIONSSPEZIFISCHEN INTEGRIERTEN
SCHALTKREISES (ASIC, INTEGRIERTE HARDWARE) 127
7.3.3 VERWENDUNG EINES PROGRAMMIERBAREN STEUERWERKES
(FIRMWARE) 128
7.3.4 VERWENDUNG EINES MIKROCONTROLLERS (NC, SOFTWARE) 130
7.4 SENSORIK 130
7.4.1 DIGITALER EINGANG MIT VERBINDUNG ZUR BETRIEBSSPANNUNG 131
7.4.2 DIGITALER EINGANG OHNE VERBINDUNG ZUR BETRIEBSSPANNUNG 136
7.4.3 ANALOGER EINGANG MIT VERBINDUNG ZUR BETRIEBSSPANNUNG 137
7.4.4 ANALOGER EINGANG OHNE VERBINDUNG ZUR BETRIEBSSPANNUNG 139
7.5 AKTUATORIK 142
7.5.1 LEISTUNGSKLASSEN 142
7.5.2 REALISATION 142
7.5.3 ANSTEUERUNG DER AKTUATORIK 143
7.5.4 GRUNDFUNKTIONEN 144
7.5.5 ANALOGE LEISTUNGSREGELUNG: PULSWEITEN-MODULATION (PWM) 145
7.5.6 ERZEUGUNG DER DIAGNOSEINFORMATIONEN 150
7.5.7 DYNAMISCHE ABSCHALTVORGAENGE DER AKTUATORIK 154
7.5.8 LASTSTUFEN ZUR ANSTEUERUNG DER AKTUATORIK: LOW-SIDE-SCHALTER 158
7.5.8.1 LOW-SIDE-SCHALTER MIT STANDARD-MOS-POWER-TRANSISTOR 158
12 INHALT
7.5.8.2 VERBESSERUNG DES KURZSCHLUSS- UND UEBERLAST
VERHALTENS DURCH VERWENDUNG EINES SELBST
SCHUETZENDEN T
RANSISTORS 159
7.5.8.3 LOW-SIDE-SCHALTER MIT EINEM LOGIC-LEVEL-MOS-POWER-
TRANSISTOR 160
7.5.9 LASTSTUFEN ZUR ANSTEUERUNG DER AKTUATORIK: HIGH-SIDE-SCHALTER 162
7.5.9.1 EINFUEHRUNG 162
7.5.9.2 HIGH-SIDE-SCHALTER UNTER VERWENDUNG EINER
LADUNGSPUMPE 164
7.5.9.3 HIGH-SIDE-SCHALTER FUER DEN GETAKTETEN BETRIEB (PWM) 167
7.5.9.4 VERWENDUNG EINES N-KANAL-CMOS-POWER-TRANSISTORS
MIT INTEGRIERTER ELEKTRONIK ZUR ANSTEUERUNG 170
7.6 KOMMUNIKATION UND DIAGNOSE 172
7.7 SCHNITTSTELLE ZUR ANZEIGE 173
7.7.1 ANSTEUERUNG EINZELNER ANZEIGEELEMENTE 173
7.7.2 ANSCHLUSS VON DISPLAYS 175
Q MIKROCONTROLLER IN DER KRAFTFAHRZEUGELEKTRONIK 177
8.1 MIKROCONTROLLER: HARDWARE 178
8.1.1 GRUNDSTRUKTUR EINES MIKROCONTROLLERS 178
8.1.2 VERWENDUNG EINES MIKROCONTROLLERS (PRINZIP) 180
8.1.3 STARTPHASE EINES MIKROCONTROLLERS 182
8.2 MIKROCONTROLLER: GRUNDLEGENDE UEBERLEGUNGEN ZUR SOFTWARE 184
8.2.1 DYNAMISCHE SOFTWAREGRUNDSTRUKTUR 185
8.2.2 ERZEUGUNG EINES WATCH-DOG-SIGNALS 187
8.2.3 VERARBEITUNG DIGITALER SIGNALE 190
8.2.4 VERARBEITUNG ANALOGER SIGNALE 193
8.2.5 BETRIEBSSYSTEME FUER MIKROCONTROLLER 195
8.2.6 VERARBEITUNG RELATIV LANGSAMER EREIGNISSE 197
8.3 ENTWICKLUNGSWERKZEUGE 198
8.3.1 AUSFUEHRUNGSFORMEN EINES MIKROCONTROLLERS 198
8.3.2 ASSEMBLER/COMPILER/IDE 200
8.3.3 UEBERPRUEFUNG EINES MIKROCONTROLLER-PROGRAMMS DURCH EINSATZ
EINES SOFTWARESIMULATORS 203
8.3.4 IN-CIRCUIT-EMULATOR UNTER VERWENDUNG DES ORIGINAL-
MIKROCONTROLLERS (IN-CIRCUIT-DEBUGGER, (ICD)) 204
8.3.5 IN-CIRCUIT-EMULATOR (ICE) UNTER VERWENDUNG EINES
BOND-OUT-CHIPS 206
8.3.6 KOMBINATIONSMETHODEN (HARDWARE IN THE LOOP) 208
8.3.7 PRUEFUNG VON SOFTWAREFUNKTIONEN 209
8.4 EINBINDUNG EINES MIKROCONTROLLERS IN EINE EMC-KRITISCHE UMGEBUNG .
211
8.4.1 HAUPTOSZILLATOR 211
8.4.2 VERSORGUNGSLEITUNGEN 213
8.4.3 EIN-/AUSGANGSLEITUNGEN 214
8.4.4 VERWENDUNG EXTERNER SPEICHER 214
8.4.5 LAYOUT DER LEITERKARTE 215
INHALT 13
Q DIAGNOSESCHNITTSTELLE UND KOMMUNIKATION IN FAHRZEUGEN 218
9.1 DIAGNOSESCHNITTSTELLE 220
9.1.1 K-(L)-LINE 221
9.1.2 DIAGNOSE-CAN 227
9.2 KOMMUNIKATION MIT ANDEREN SYSTEMEN INNERHALB DES FAHRZEUGES 228
9.2.1 CONTROLLER AREA NETWORK (CAN) 229
9.2.2 LOCAL INTERCONNECT NETWORK (LIN-BUS) 234
9.2.3 ZEITSYNCHRONE SICHERHEITSKOMMUNIKATION 235
9.2.3.1 FLEXRAY-BUS 236
9.2.3.2 PHYSIKALISCHE BITUEBERTRAGUNG BEIM FLEXRAY 239
9.3 KOMMUNIKATION IM ENTERTAINMENT-BEREICH INNERHALB DES FAHRZEUGES
(MOST-BUS) 240
9.4 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 242
9.4.1 UEBERSICHT UEBER DIE BUSSYSTEME 243
9.4.2 AUSBLICK AUF DIE ZUKUNFT 243
Q3 SPEZIALTHEMEN DER KFZ-HARDWAREENTWICKLUNG 247
10.1 VERPOLSCHUTZ 247
10.1.1 DIE VERPOLSCHUTZDIODE 247
10.1.2 VERPOLSCHUTZ DURCH ABSCHMELZEN EINER SICHERUNG 248
10.1.3 INVERSER BETRIEB EINES N-KANAL-MOS-POWER-TRANSISTORS 250
10.1.4 VERPOLUNG BEI EINEM N-KANAL-MOS-POWER-TRANSISTOR 252
10.1.5 VERPOLSCHUTZ DURCH EINEN INVERS BETRIEBENEN
N-KANAL-MOS-POWER-TRANSISTOR 255
10.1.6 VERPOLSCHUTZRELAIS 258
10.2 GRUNDSAETZLICHER EINFLUSS DER NICHT ELEKTRISCHEN UMGEBUNGS
BEDINGUNGEN AUF DIE ELEKTRONIK 261
10.2.1 TEMPERATUR 261
10.2.2 FEUCHTIGKEIT UND STAUB 264
10.2.3 MECHANISCHE EINFLUESSE 265
10.3 END-OF-LINE (EOL)-PROGRAMMIERUNG 265
10.3.1 VERSCHIEDENE ABGLEICHVERFAHREN 266
10.3.1.1 ABGLEICH DURCH VERWENDUNG EINES POTENTIOMETERS 266
10.3.1.2 ABGLEICH DURCH EINE AUSWAHLKETTE 266
10.3.1.3 ABGLEICH AUF VOLL ELEKTRONISCHEM WEGE UNTER
VERWENDUNG DES MIKROCONTROLLERS 267
10.3.2 PRINZIP DER END-OF-LINE-PROGRAMMIERUNG 267
10.3.3 BEISPIEL FUER DEN ABGLEICH EINES ANALOGEN EINGANGES EINES
MIKROCONTROLLERS 267
10.3.4 KORREKTUR DES TEMPERATURVERHALTENS EINER
KRAFTFAHRZEUGELEKTRONIK 271
10.4 INFORMATIONSGEHALTE DER DATENBLAETTER ELEKTRONISCHER BAUELEMENTE 272
10.4.1 DECKBLATT 272
10.4.2 TYPENAUFSCHLUESSELUNG 272
10.4.3 ELEKTRISCHE DATEN 272
14 INHALT
10.4.4 MECHANISCHE DATEN 272
10.4.5 STATISTISCHE ANGABEN 273
10.4.6 LOGISTIK 273
10.4.7 ABSOLUTE MAXIMAL-WERTE (ABSOLUT MAXIMUM RATINGS) 273
10.4.8 ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN (ELECTRICAL CHARACTERISTICS) 273
10.5 EINIGE STATISTISCHE BEGRIFFE 275
10.5.1 MASSZAHLEN 275
10.5.2 AUSFALLRATEN UEBER DIE LEBENSDAUER EINES ELEKTRONISCHEN
SYSTEMS 277
10.6 SERIENBEGLEITENDE PRUEFUNGEN 278
10.6.1 DIE EINGANGSINSPEKTION 278
10.6.2 IN-CIRCUIT-TEST (ICT) 278
10.6.3 ENDKONTROLLE BZW. ENDPRUEFUNG 279
10.6.4 STICHPROBE 279
10.6.5 RUN-IN 280
10.6.6 BURN-IN 280
10.6.7 SERIENBEGLEITENDE REQUALIFIKATION 281
Q TABELLEN UND UEBERSICHTEN 282
11.1 BEISPIELHAFTER ENTWICKLUNGSABLAUFPLAN FUER EINE KOMPONENTE
(KRAFTFAHRZEUGELEKTRONIK) 282
11.2 MUSTERPHASEN (BEISPIEL) 284
11.3 IP-CODE-BESTANDTEILE NACH DIN 40050-9 286
11.4 WIDERSTANDSREIHEN 288
11.5 WICHTIGE KLEMMENBEZEICHNUNGEN 290
11.6 ELEKTRONISCHE BAUTEILEABKUERZUNGEN 293
11.7 ISO 7637, SCHAERFEGRADE, UEBERSICHT 294
11.8 TABELLE DER ASCII-CODIERUNG 295
| VERWENDETE FACHBEGRIFFE 296
| LITERATUR 300
| INDEX 305 |
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Beschreibung
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