本书由德文版第4版翻译而来。本书主要内容包括汽车电子技术导论，汽车电气系统，能量存储装置，混合动力驱动和电驱动，柴油发动机电子控制单元示例，汽车总线系统，汽车电子系统硬件，汽车电子系统软件，信息安全(信息保护)，汽车电子系统安全性和可靠性，项目管理、流程和产品，应用示例，汽车的个性定义与调整，以及未来的汽车科技。

本书适合汽车行业电子电气工程师、研究人员以及汽车零部件企业的电子技术人员阅读使用，也适合大专院校车辆工程及相关专业师生阅读参考。

第4版前言
第3版前言
第2版前言
第1版前言
译者的话
第1章导论1
第2章汽车电气系统3
2.1车身线束系统3
2.1.1导线和导线束3
2.1.2布线图6
2.1.3插接器7
2.1.4熔丝9
2.2多级电压电路网络9
2.3电能管理11
参考文献12
第3章能量存储装置13
3.1铅酸电池15
3.2铅碳电池16
3.3镍镉电池16
3.4镍氢电池17
3.5锂离子电池17
3.6钠硫电池19
3.7锂硫电池20
3.8锂空气电池20
3.9钠氯化镍电池20
3.10钠离子电池21
3.11钠空气电池21
3.12储能电容器21
3.13燃料电池23
3.14其他能量存储设备24
参考文献25
第4章混合动力驱动和电驱动27
4.1电机27
4.1.1直流电机28
4.1.2同步电机29
4.1.3异步电机30
4.1.4变频器31
4.2发电机32
4.3起动机34
4.4起动发电机36
4.5混合动力汽车36
4.5.1串联式37
4.5.2并联式39
4.5.3混联式39
4.6纯电动汽车40
4.6.1燃料电池汽车42
4.6.2可在公共电网充电的电动
汽车43
4.6.3太阳能汽车44
参考文献45
第5章柴油发动机电子控制单元
示例46
5.1柴油发动机控制的任务47
5.2喷油系统47
5.2.1曲轴转角48
5.2.2计算喷油量51
5.2.3计算喷油起始时刻52
5.2.4喷油系统控制53
5.2.5喷油器控制54
5.2.6共轨压强控制59
5.3发动机转速控制60
5.4进排气控制系统61
5.4.1排气再循环系统62
5.4.2内燃机增压装置66
5.5废气处理68
5.5.1微粒过滤器70
5.5.2氮氧化物过滤器71
5.5.3废气传感器75
5.6排放丑闻78
5.7热能管理79
参考文献80
第6章总线系统82
6.1设备功能的划分82
6.2组成局域网的汽车电子
部件84
6.3CAN总线86
6.3.1CAN总线的物理层87
6.3.2CAN总线的数据链路层97
6.3.3上层协议层示例103
6.3.4CAN FD和CAN XL105
6.4其他的总线系统107
6.4.1LIN总线107
6.4.2时间触发的总线系统109
6.4.3乘员保护系统总线113
6.4.4简单的传感器总线114
6.4.5多媒体应用总线114
6.4.6以太网116
6.4.7无线网络117
6.5实践方法117
参考文献120
第7章硬件122
7.1电控单元结构122
7.1.1核心运算器123
7.1.2传感器132
7.1.3传感器信号处理136
7.1.4执行器控制142
7.1.5变压器151
7.2电磁兼容性153
7.2.1干扰源和潜在敏感装置153
7.2.2干扰耦合机制154
7.2.3电磁兼容性法规157
7.2.4确保电磁兼容性的措施166
7.2.5电磁兼容性模拟170
7.2.6电磁兼容性检测和测量
方法171
7.3力学要求174
7.4热学要求175
7.5化学要求和密封性179
7.6环境保护要求181
7.7声学要求182
7.8封装和连接技术182
参考文献184
第8章软件189
8.1电控单元软件架构189
8.2实时操作系统192
8.2.1实时操作系统的任务192
8.2.2OSEK/VDX194
8.2.3AUTOSAR197
8.3软件的控制和调节功能202
8.3.1控制功能202
8.3.2PI控制器和PID控制器203
8.3.3基于模型的控制器206
8.4软件的自诊断功能212
8.4.1故障的识别和处理213
8.4.2故障信号的去抖动和
自愈215
8.4.3故障存储管理215
8.4.4电控单元和测试仪之间的
通信216
8.4.5车载诊断系统220
8.4.6通过诊断接口进行编程224
8.4.7ODX224
8.4.8OTX225
8.5应用软件开发226
8.5.1设计和建模226
8.5.2程序开发227
8.5.3旁路技术229
8.5.4数据和应用程序230
8.5.5软件测试235
8.5.6闪存程序写入242
参考文献244
第9章信息安全（信息保护）247
9.1开发过程中的信息安全249
9.2加密250
9.3身份认证253
9.4验证254
9.5特殊攻击255
9.5.1恶意软件256
9.5.2边信道攻击/侧信道攻击256
9.6测试257
参考文献257
第10章安全性和可靠性259
10.1ISO 26262标准260
10.2电子系统的失效261
10.3软件的失效268
10.4安全性和可靠性的分析
方法268
10.4.1FMEA268
10.4.2故障树分析271
10.4.3事件序列分析272
10.5改进措施273
10.5.1元件的品质验证273
10.5.2监控和诊断274
10.5.3复杂度和冗余度274
参考文献276
第11章项目管理、流程和
产品278
11.1汽车行业的特点278
11.2电子系统开发的步骤280
11.3项目和流程281
11.4实践中的项目283
11.5项目的阶段性284
11.5.1获取阶段284
11.5.2规划阶段286
11.5.3开发阶段300
11.6产品生命周期管理303
11.7基于架构的开发304
11.8维护已投产产品305
11.8.1开发部门对已投产产品的
支持305
11.8.2量产305
11.8.3售后服务307
11.9产品质量308
11.9.1质量管理309
11.9.2质量标准313
参考文献317
第12章应用示例320
12.1空调控制系统的功能
开发320
12.1.1空调控制的原理320
12.1.2空调控制系统的结构
（示例）321
12.1.3空调电控单元的功能开发
（示例）321
12.2动力总成系统324
12.2.1汽油发动机电控单元324
12.2.2可变凸轮轴电控单元327
12.2.3电控燃油泵330
12.2.4电控机油泵330
12.2.5变速器电控单元331
12.2.6离合器电控单元331
12.2.7电子差速器锁332
12.2.8发动机安装333
12.3汽车动力学和主动安全
系统335
12.3.1纵向动力学和制动系统336
12.3.2横向动力学、转向系统和车
身电子稳定系统（ESP）341
12.3.3垂直动力学344
12.3.4轮胎监测系统346
12.4被动安全系统348
12.4.1预碰撞系统349
12.4.2安全带张紧器349
12.4.3安全气囊350
12.4.4行人保护系统351
12.4.5座椅安全系统352
12.4.6事故数据记录器352
12.5驾驶辅助系统和信息
系统353
12.5.1车道保持辅助系统和变道
辅助系统353
12.5.2泊车辅助354
12.5.3导航系统355
12.5.4车载信息服务系统358
12.5.5自动驾驶360
12.5.6车窗清洁系统362
12.5.7照明系统362
12.5.8夜视系统365
12.5.9疲劳辅助系统366
12.5.10防眩目后视镜367
12.5.11外后视镜367
12.6人机交互367
12.7舒适性系统370
12.7.1座椅系统371
12.7.2电动车窗和天窗371
12.7.3顶盖控制372
12.7.4个性化372
12.7.5车内照明372
12.8娱乐系统372
12.9车辆声学374
12.10防盗保护374
12.10.1车辆进入374
12.10.2防盗器376
12.10.3转向盘锁378
12.10.4报警系统378
参考文献378
第13章汽车的个性定义与调整383
参考文献385
第14章未来的汽车科技386
14.1自适应系统386
14.2纳米技术387
14.3光电子技术387
14.4增强现实技术388
14.5其他的未来科技388
参考文献389

自本书上一版面世七载有余，汽车行业已历经深刻变革。在此期间，一个值得警惕的现象是道路交通事故致死率的回升。值得注意的是，尽管德国境内交通事故总量呈现小幅增长，但得益于车辆被动安全技术的革新与车载电子系统的智能化发展，年度道路交通事故数已显著降至3046起的里程碑式低位。2015年震惊业界的排放门事件无疑成为公众关注的焦点——我在2017年的专著中已就此进行过系统分析。虽然本书未对该事件展开详细论述，但着重探讨了与之密切相关的核心技术议题，特别是废气后处理系统及其控制单元的关键作用。

相较于引发舆论哗然的排放丑闻，汽车数字化浪潮的影响虽显低调却更为深远，这一趋势正在重塑消费者的购车决策逻辑。随着车载数据吞吐量呈指数级增长，无钥匙进入系统等便利功能背后潜藏的安全隐患逐渐显现：从利用智能手机实施的车辆盗窃，到黑客通过无线电远程劫持制动系统等新型威胁层出不穷。为此，本书特别增设了车载数据安全专题，系统剖析这一日益严峻的挑战。

电动汽车发展方面，全球多个市场已迈入规模化普及阶段。在锂离子电池技术占据主导地位的同时，固态电池等新一代储能技术的研发竞赛正在全球范围内加速推进，这一技术迭代趋势值得业界同仁持续关注。

自动驾驶领域正汇聚着行业最密集的研发资源。本书所详述的各类辅助驾驶系统正在向集成化方向演进，控制单元间的协同交互也日趋复杂。为应对激增的车载通信需求，本书对第3版中简要提及的CAN FD和以太网技术进行了深度拓展，同时前瞻性地探讨了即将登场的CAN XL协议标准。

此外，本书还针对多项关键技术标准进行了更新，其中电磁兼容性（EMC）与诊断技术领域的标准演进尤为显著。这些看似零散却至关重要的内容扩充，共同反映了行业的最新发展。




凯·博格斯特

2020年10月于阿沙芬堡