Grundlagen der Kraftfahrzeugelektronik: Schaltungstechnik
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Hanser
[2020]
|
| Ausgabe: | 4., aktualisierte Auflage |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 316 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm |
| ISBN: | 9783446463202 3446463208 |
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|---|---|
| adam_text | INHALT
EINLEITUNG:
GRUNDLAGEN
DER
SCHALTUNGSTECHNIK
FUER
KFZ-ELEKTRONIK
..................................................................
15
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
.......................................................
24
2.6.3
TELEMATIK-FAHRSITUATIONSBEREICH
..................................................
25
2.6.4
TELEMATIK-SERVICEBEREICH
..............................................................
26
2.6.5
TELEMATIK-INKASSO-BEREICH
............................................................
26
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
............................................................
35
3.3.4
START MIT
ERHOEHTER
SPANNUNG
(JUMP
START,
NUR
12-V-SYSTEME)
...
36
3.3.5
UEBERLAGERTE
SCHWINGUNG
(VOLTAGE
RIPPLE
TEST,
BORDNETZWELLIGKEITS-TEST)
...............................................................
36
3.3.6
LANGSAMER
SPANNUNGSEINBRUCH
BZW.
SPANNUNGSANSTIEG
..........
38
3.3.7
SCHNELLER
SPANNUNGSEINBRUCH
.....................................................
38
3.3.8
DER
RESET-TEST...............................................................................
40
3.3.9
VERPOLUNG
.......................................................................................
41
3.3.10
OFFENE
LAST
.....................................................................................
42
3.3.11
KURZSCHLUSS
....................................................................................
43
10
INHALT
3.3.12
LASTPRUEFUNG
.....................................................................................
43
3.3.13
SCHLEICHENDER
KURZSCHLUSS
...........................................................
45
3.4
DAS
48-VOLT-BORDNETZ
.....................................................................................
45
HL
ELEKTROMAGNETISCHE
VERTRAEGLICHKEIT
IN
DER
KFZ-ELEKTRONIK
.......
48
4.1
ALLGEMEINES
ZUR
ELEKTROMAGNETISCHEN
VERTRAEGLICHKEIT
(EMC)
................
48
4.2
EMC-ANFORDERUNGEN
AN
DIE
KRAFTFAHRZEUGELEKTRONIK
...............................
51
4.2.1
LEITUNGSGEBUNDENE
STOERAUSSENDUNG
IM
ZEITBEREICH
..................
52
4.2.1.1
IMPULS
1:
ABSCHALTEN
EINER
INDUKTIVITAET
.......................
53
4.2.1.2
IMPULS
2:
ABSCHALTEN
EINES
KOLLEKTORMOTORS
...............
54
4.2.1.3
IMPULS
3:
ALLGEMEINE
SCHALTVORGAENGE
..........................
55
4.2.1.4
IMPULS
4:
DER
ANLASSVORGANG
.........................................
58
4.2.1.5
IMPULS
5:
LASTABWURF
(LOAD-DUMP)
...............................
60
4.2.2
LEITUNGSGEBUNDENE
STOERFESTIGKEIT
IM
ZEITBEREICH
.......................
61
4.2.3
ALLGEMEINE
BETRACHTUNG
FUER
DIE
ANFORDERUNGEN
IM
FREQUENZBEREICH
............................................................................
62
4.2.4
STOERAUSSENDUNGEN
IM
FREQUENZBEREICH
......................................
62
4.2.5
STOERFESTIGKEIT
IM
FREQUENZBEREICH
................................................
66
4.3
ELEKTROSTATISCHE
ENTLADUNG
(ESD)
...............................................................
67
4.4
EMC-PRUEFEINRICHTUNGEN
IN
DER
KRAFTFAHRZEUGTECHNIK
...............................
70
4.4.1
UEBERPRUEFUNG
LEITUNGSGEBUNDENER
STOERIMPULSE
IM
ZEITBEREICH
..
70
4.4.1.1
LEITUNGSGEBUNDENE
STOERAUSSENDUNG
.............................
70
4.4.1.2
STOERFESTIGKEIT
BEI
DEN IMPULSEN
1,
2,
4,
5
(IMPULSGENERATOR)
...........................................................
71
4.4.1.3
STOERFESTIGKEIT
BEI
DEN
IMPULSEN
3A
UND
3B
(KOPPELZANGE)
..................................................................
71
4.4.2
ESD-PRUEFEINRICHTUNG
......................................................................
73
4.4.3
UEBERPRUEFUNG
GESTRAHLTER
STOERAUSSENDUNGEN/STOERFESTIGKEIT
.......
73
4.4.3.1
TEM-ZELLE
(TRANSVERSAL-ELEKTROMAGNETISCHE
WELLE)
.....
74
4.4.3.2
STRIP-LINE
.........................................................................
76
4.4.3.3
ABSORBERHALLE/ABSORBERRAUM
........................................
77
4.4.4
UEBERPRUEFUNG
LEITUNGSGEBUNDENER
STOERABSTRAHLUNG/
STOERFESTIGKEIT
(STROM-EINKOPPLUNGSZANGE)
..................................
79
4.5
VERHALTEN
VON
BAUELEMENTEN
UNTER
EMC-EINFLUSS
....................................
81
4.5.1
ENERGIEREICHE
STOERIMPULSE
AUF
LEITUNGEN
...................................
81
4.5.2
GESTRAHLTE
STOEREINFLUESSE
.................................................................
83
4.6
VERBESSERUNG
DES
EMC-VERHALTENS
IN
EINER
KFZ-ELEKTRONIK
.....................
84
Q
WEITERGEHENDE
ANFORDERUNGEN
AN
KRAFTFAHRZEUGELEKTRONIK
...
87
5.1
MECHANISCHE
ANFORDERUNGEN
......................................................................
87
5.1.1
MECHANISCHE
SCHWINGUNG
.............................................................
88
5.1.2
MECHANISCHER
STOSS
.........................................................................
89
5.1.3
FREIER
FALL
.......................................................................................
89
5.2
KLIMATISCHE
ANFORDERUNGEN
........................................................................
90
5.2.1
TEMPERATUR-WECHSELPRUEFUNG
..........................................................
90
INHALT
11
5.2.2
TEMPERATUR-SCHOCKPRUEFUNG
...........................................................
92
5.2.3
KLIMAPRUEFUNG
.................................................................................
93
5.2.4
SALZNEBEL-PRUEFUNG
..........................................................................
94
5.2.5
DICHTIGKEIT
GEGEN
WASSER
UND
STAUB
............................................
95
5.3
CHEMISCHE
ANFORDERUNGEN
.........................................................................
97
Q
GRUNDLEGENDE
METHODEN,
BERECHNUNGEN
UND
SICHTWEISEN
FUER
DIE
ENTWICKLUNG
VON
KRAFTFAHRZEUGELEKTRONIK
...........
99
6.1
ENTWICKLUNGSPHASEN
....................................................................................
99
6.2
MUSTERPHASEN
...............................................................................................
102
6.3
SCHRITTE
FUER
DIE
ENTWICKLUNG
EINER
KRAFTFAHRZEUGELEKTRONIK
...................
103
6.3.1
STRUKTURIERUNG
NACH
DER
TOP-DOWN-METHODE
..............................
103
6.3.2
SCHNITTSTELLENDEFINITION
IM
HARDWAREBEREICH
..............................
104
6.3.3
ENTWICKLUNG
EINER
SCHALTUNG
........................................................
106
6.3.4
ANWENDUNG
VON
SIMULATIONSWERKZEUGEN
...................................
107
6.3.5
WORST-CASE-RECHNUNG
....................................................................
108
MODULARISIERUNG
UND
REALISATION
VON
KRAFTFAHRZEUGELEKTRONIK
117
7.1
GRUNDSAETZLICHER
AUFBAU
DER
KRAFTFAHRZEUGELEKTRONIK
..............................
117
7.2
STROMVERSORGUNG
.........................................................................................
120
7.2.1
STANDARD-SPANNUNGSREGLER
............................................................
120
7.2.2
ERSATZSCHALTBILD
UNTER
HF-GESICHTSPUNKTEN
...............................
121
7.2.3
SPANNUNGSREGLER
FUER
DEN
KRAFTFAHRZEUGEINSATZ
..........................
123
7.2.4
BEISPIEL
EINER
KRAFTFAHRZEUGTAUGLICHEN
SPANNUNGSVERSORGUNG
.
124
7.3
FUNKTIONSERZEUGUNG
....................................................................................
127
7.3.1
FEST
VERDRAHTETE
LOGIK
(DISKRETE
HARDWARE)
................................
128
7.3.2
VERWENDUNG
EINES
APPLIKATIONSSPEZIFISCHEN
INTEGRIERTEN
SCHALTKREISES
(ASIC,
INTEGRIERTE
HARDWARE)
................................
129
7.3.3
VERWENDUNG
EINES
PROGRAMMIERBAREN
STEUERWERKES
(FIRMWARE)
......................................................................................
130
7.3.4
VERWENDUNG
EINES
MIKROCONTROLLERS
(PC,
SOFTWARE)
...................
132
7.4
SENSORIK
.......................................................................................................
132
7.4.1
DIGITALER
EINGANG
MIT
VERBINDUNG
ZUR
BETRIEBSSPANNUNG
..........
133
7.4.2
DIGITALER
EINGANG
OHNE
VERBINDUNG
ZUR
BETRIEBSSPANNUNG
.......
138
7.4.3
ANALOGER
EINGANG
MIT
VERBINDUNG
ZUR
BETRIEBSSPANNUNG
.........
139
7.4.4
ANALOGER
EINGANG
OHNE
VERBINDUNG
ZUR
BETRIEBSSPANNUNG
......
141
7.5
AKTUATORIK
.....................................................................................................
144
7.5.1
LEISTUNGSKLASSEN
(14-VOLT-BORDNETZ)
............................................
144
7.5.2
REALISATION
......................................................................................
144
7.5.3
ANSTEUERUNG
DER
AKTUATORIK
.........................................................
145
7.5.4
GRUNDFUNKTIONEN
...........................................................................
146
7.5.5
ANALOGE
LEISTUNGSREGELUNG:
PULSWEITEN-MODULATION
(PWM)
.....
147
7.5.6
ERZEUGUNG
DER
DIAGNOSEINFORMATIONEN
.......................................
152
7.5.7
DYNAMISCHE
ABSCHALTVORGAENGE
DER
AKTUATORIK
...........................
156
12
INHALT
7.5.8
LASTSTUFEN
ZUR
ANSTEUERUNG
DER
AKTUATORIK:
LOW-SIDE-SCHALTER
160
7.5.8.1
LOW-SIDE-SCHALTER
MIT
STANDARD-MOS-POWER-TRANSISTOR
160
7.5.8.2
VERBESSERUNG
DES
KURZSCHLUSS-
UND
UEBERLAST
VERHALTENS
DURCH
VERWENDUNG
EINES
SELBST
SCHUETZENDEN
TRANSISTORS
.................................................
161
7.5.8.3
LOW-SIDE-SCHALTER
MIT
EINEM
LOGIC-LEVEL-MOS-POWER-
TRANSISTOR
........................................................................
162
7.5.9
LASTSTUFEN
ZUR
ANSTEUERUNG
DER
AKTUATORIK:
HIGH-SIDE-SCHALTER
164
7.5.9.1
EINFUEHRUNG
.......................................................................
164
7.5.9.2
HIGH-SIDE-SCHALTER
UNTER
VERWENDUNG
EINER
LADUNGSPUMPE
................................................................
166
7.5.9.3
HIGH-SIDE-SCHALTER
FUER
DEN
GETAKTETEN
BETRIEB
(PWM)
.
169
7.5.9.4
VERWENDUNG
EINES
N-KANAL-CMOS-POWER-TRANSISTORS
MIT
INTEGRIERTER
ELEKTRONIK
ZUR
ANSTEUERUNG
..............
172
7.6
KOMMUNIKATION
UND
DIAGNOSE
....................................................................
174
7.7
SCHNITTSTELLE
ZUR
ANZEIGE
.............................................................................
175
7.7.1
ANSTEUERUNG
EINZELNER
ANZEIGEELEMENTE
....................................
175
7.7.2
ANSCHLUSS
VON
DISPLAYS
.................................................................
177
*
MIKROCONTROLLER
IN
DER
KRAFTFAHRZEUGELEKTRONIK
..................
179
8.1
MIKROCONTROLLER:
HARDWARE
.........................................................................
180
8.1.1
GRUNDSTRUKTUR
EINES
MIKROCONTROLLERS
........................................
180
8.1.2
VERWENDUNG
EINES
MIKROCONTROLLERS
(PRINZIP)
............................
182
8.1.3
STARTPHASE
EINES
MIKROCONTROLLERS
................................................
184
8.2
MIKROCONTROLLER:
GRUNDLEGENDE
UEBERLEGUNGEN
ZUR
SOFTWARE
...................
186
8.2.1
DYNAMISCHE
SOFTWAREGRUNDSTRUKTUR
............................................
187
8.2.2
ERZEUGUNG
EINES
WATCH-DOG-SIGNALS
............................................
189
8.2.3
VERARBEITUNG
DIGITALER
SIGNALE
......................................................
192
8.2.4
VERARBEITUNG
ANALOGER
SIGNALE
.....................................................
195
8.2.5
BETRIEBSSYSTEME
FUER
MIKROCONTROLLER
............................................
197
8.2.6
VERARBEITUNG
RELATIV
LANGSAMER
EREIGNISSE
.................................
199
8.3
ENTWICKLUNGSWERKZEUGE
...................................................................
200
8.3.1
AUSFUEHRUNGSFORMEN
EINES
MIKROCONTROLLERS
...............................
200
8.3.2
ASSEMBLER/COMPILER/IDE
..............................................................
202
8.3.3
UEBERPRUEFUNG
EINES
MIKROCONTROLLER-PROGRAMMS
DURCH
EINSATZ
EINES
SOFTWARESIMULATORS
..............................................................
205
8.3.4
IN-CIRCUIT-EMULATOR
UNTER
VERWENDUNG
DES
ORIGINAL-
MIKROCONTROLLERS
(IN-CIRCUIT-DEBUGGER
(ICD))
..............................
206
8.3.5
IN-CIRCUIT-EMULATOR
(ICE)
UNTER
VERWENDUNG
EINES
BOND-OUT-CHIPS
..............................................................................
208
8.3.6
KOMBINATIONSMETHODEN
(HARDWARE
IN
THE
LOOP)
........................
210
8.3.7
PRUEFUNG
VON
SOFTWAREFUNKTIONEN
..................................................
211
8.4
EINBINDUNG
EINES
MIKROCONTROLLERS
IN
EINE
EMC-KRITISCHE
UMGEBUNG
...
213
8.4.1
HAUPTOSZILLATOR
...............................................................................
213
8.4.2
VERSORGUNGSLEITUNGEN
....................................................................
215
8.4.3
EIN-/AUSGANGSLEITUNGEN
................................................................
216
INHALT
13
8.4.4
VERWENDUNG
EXTERNER
SPEICHER
....................................................
216
8.4.5
LAYOUT
DER
LEITERKARTE
....................................................................
217
Q
DIAGNOSESCHNITTSTELLE
UND
KOMMUNIKATION
IN
FAHRZEUGEN
.....
220
9.1
DIAGNOSESCHNITTSTELLE
...................................................................................
222
9.1.1
K-(L)-LINE.........................................................................................
223
9.1.2
DIAGNOSE-CAN
.................................................................................
229
9.2
KOMMUNIKATION
MIT
ANDEREN
SYSTEMEN
INNERHALB
DES
FAHRZEUGES
........
230
9.2.1
CONTROLLER
AREA
NETWORK
(CAN)
....................................................
231
9.2.2
LOCAL
INTERCONNECT
NETWORK
(LIN-BUS)
......................................
236
9.2.3
ZEITSYNCHRONE
SICHERHEITSKOMMUNIKATION
.................................
237
9.2.3.1
FLEXRAY-BUS
....................................................................
238
9.2.3.2
PHYSIKALISCHE
BITUEBERTRAGUNG
BEIM
FLEXRAY
................
241
9.3
KOMMUNIKATION
IM
ENTERTAINMENT-BEREICH
INNERHALB
DES
FAHRZEUGES
(MOST-BUS)
...................................................................................................
242
9.4
ETHERNET
IM
FAHRZEUG
..................................................................................
244
9.5
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
................................................................
248
9.5.1
UEBERSICHT
UEBER
DIE
KOMMUNIKATIONSFORMEN
...............................
248
9.5.2
AUSBLICK
AUF
DIE
ZUKUNFT
...............................................................
249
SSJ]
SPEZIALTHEMEN
DER
KFZ-HARDWAREENTWICKLUNG
.............................
251
10.1
VERPOLSCHUTZ
.................................................................................................
251
10.1.1
DIE
VERPOLSCHUTZDIODE
...................................................................
251
10.1.2
VERPOLSCHUTZ
DURCH
ABSCHMELZEN
EINER
SICHERUNG
..................
252
10.1.3
INVERSER
BETRIEB
EINES
N-KANAL-MOS-POWER-TRANSISTORS
............
254
10.1.4
VERPOLUNG BEI
EINEM
N-KANAL-MOS-POWER-TRANSISTOR
...............
256
10.1.5
VERPOLSCHUTZ
DURCH
EINEN
INVERS
BETRIEBENEN
N-KANAL-MOS-POWER-TRANSISTOR
....................................................
259
10.1.6
VERPOLSCHUTZRELAIS
.........................................................................
262
10.2
GRUNDSAETZLICHER
EINFLUSS
DER
NICHT
ELEKTRISCHEN
UMGEBUNGSBEDINGUNGEN
AUF
DIE
ELEKTRONIK
.......
265
10.2.1
TEMPERATUR
.....................................................................................
265
10.2.2
FEUCHTIGKEIT
UND
STAUB
.................................................................
268
10.2.3
MECHANISCHE
EINFLUESSE
..................................................................
269
10.3
END-OF-LINE
(EOL)-PROGRAMMIERUNG
...........................................................
269
10.3.1
VERSCHIEDENE
ABGLEICHVERFAHREN
.................................................
270
10.3.1.1
ABGLEICH
DURCH
VERWENDUNG
EINES
POTENTIOMETERS
.....
270
10.3.1.2
ABGLEICH
DURCH
EINE
AUSWAHLKETTE
...............................
270
10.3.1.3
ABGLEICH
AUF
VOLL
ELEKTRONISCHEM
WEGE
UNTER
VERWENDUNG
DES
MIKROCONTROLLERS
................................
271
10.3.2
PRINZIP
DER
END-OF-LINE-PROGRAMMIERUNG
...................................
271
10.3.3
BEISPIEL
FUER
DEN
ABGLEICH
EINES
ANALOGEN
EINGANGES
EINES
MIKROCONTROLLERS
..................................................................
271
10.3.4
KORREKTUR
DES
TEMPERATURVERHALTENS
EINER
KRAFTFAHRZEUGELEKTRONIK
................................................................
275
14
INHALT
10.4
INFORMATIONSGEHALTE
DER
DATENBLAETTER
ELEKTRONISCHER
BAUELEMENTE
........
276
10.4.1
DECKBLATT
.........................................................................................
276
10.4.2
TYPENAUFSCHLUESSELUNG
...................................................................
276
10.4.3
ELEKTRISCHE
DATEN
...........................................................................
276
10.4.4
MECHANISCHE
DATEN
.........................................................................
276
10.4.5
STATISTISCHE
ANGABEN
......................................................................
277
10.4.6
LOGISTIK
............................................................................................
277
10.4.7
ABSOLUTE
MAXIMAL-WERTE (ABSOLUT
MAXIMUM
RATINGS)
...............
277
10.4.8
ELEKTRISCHE
EIGENSCHAFTEN
(ELECTRICAL
CHARACTERISTICS)
...............
277
10.5
EINIGE
STATISTISCHE
BEGRIFFE
..........................................................................
279
10.5.1
MASSZAHLEN
.......................................................................................
279
10.5.2
AUSFALLRATEN
UEBER
DIE
LEBENSDAUER
EINES
ELEKTRONISCHEN
SYSTEMS
............................................................................................
281
10.6
SERIENBEGLEITENDE
PRUEFUNGEN
......................................................................
282
10.6.1
DIE
EINGANGSINSPEKTION
.................................................................
282
10.6.2
IN-CIRCUIT-TEST
(ICT)
........................................................................
282
10.6.3
ENDKONTROLLE
BZW.
ENDPRUEFUNG
.....................................................
283
10.6.4
STICHPROBE
.......................................................................................
283
10.6.5
RUN-IN
.............................................................................................
284
10.6.6
BURN-IN
............................................................................................
284
10.6.7
SERIENBEGLEITENDE
REQUALIFIKATION
................................................
285
Q
TABELLEN
UND
UEBERSICHTEN
................................................................
286
11.1
BEISPIELHAFTER
ENTWICKLUNGSABLAUFPLAN
FUER
EINE
KOMPONENTE
(KRAFTFAHRZEUGELEKTRONIK)
...........................................................................
286
11.2
MUSTERPHASEN
(BEISPIEL)
..............................................................................
288
11.3
IP-CODE-BESTANDTEILE
NACH
DIN
40050-9
....................................................
290
11.4
WIDERSTANDSREIHEN
.......................................................................................
292
11.5
WICHTIGE
KLEMMENBEZEICHNUNGEN
.............................................................
294
11.6
ELEKTRONISCHE
BAUTEILEABKUERZUNGEN
..........................................................
297
11.7
ISO
7637,
SCHAERFEGRADE,
UEBERSICHT
............................................................
298
11.8
TABELLE
DER
ASCII-CODIERUNG
......................................................................
299
H
VERWENDETE
FACHBEGRIFFE
.............................
300
H
LITERATUR
.....................................................................
304
H
INDEX
..............................
309
|
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