Mikroelektronik Im Kraftfahrzeug

ISBN-13: 9783642739620 / Niemiecki / Miękka / 2011 / 227 str.

Gerhard Conzelmann; Uwe Kiencke

Opis

Diese verstandliche Einfuhrung in die Mikroelektronik im Kraftfahrzeug stammt von zwei der versiertesten Kenner der Materie, von denen einer bereits die Anfange in Deutschland wesentlich beeinflusst hat. Die Besonderheiten der integrierten Systeme in Analog- und Digitaltechnik im Auto werden behandelt, vom Bordnetz uber die elektromagnetische Vertraglichkeit mit leitungsgefuhrten und eingestrahlten Storgrossen bis hin zu den klimatischen und mechanischen Beanspruchungen durch Sensorelektronik.
Ein Fachbuch fur Fachleute in der Elektronik- und Automobilindustrie."

Spis treści

1 Historischer Abriß.- 1.1 Elektronik im Kraftfahrzeug.- 1.1.1 Zündsysteme.- 1.1.2 Benzineinspritzung.- 1.1.3 Spannungsregler für Generatoren.- 1.1.4 Blinkgeber.- 1.2 Von der Elektronik zur Mikroelektronik.- 1.2.1 Mikroelektronik im Autoradio.- 1.2.2 Spannungsregler für Generatoren.- 1.2.3 Blinkgeber.- 1.2.4 Baugruppen für die D-Jetronic.- 1.2.5 Baugruppen für weitere Erzeugnisse im Kraftfahrzeug.- 1.3 L-Jetronic als erstes monolithisch integriertes System.- 1.4 Versuche einer geschlossenen Integration von Systemen.- 1.4.1 Spannungsstabilisatoren.- 1.4.2 Spannungsregler für Generatoren.- 1.4.3 Blinkgeber und Taktgeneratoren.- 1.5 Digitale Systeme.- 2 KFZ-spezifische Anforderungen.- 2.1 Bordnetz.- 2.1.1 Betriebsspannung.- 2.1.2 Impedanz.- 2.1.3 Verpolen und Vertauschen von Leitungen.- 2.2 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV).- 2.2.1 Leitungsgeführte Störgrößen.- 2.2.2 Eingestrahlte Störgrößen.- 2.3 Klimatische und mechanische Beanspruchungen.- 2.3.1 Thermische Beanspruchungen.- 2.3.2 Beanspruchungen durch Feuchte und chemische Einflüsse.- 2.3.3 Mechanische Beanspruchungen.- 3 Integrierte Schaltungen im Kraftfahrzeug.- 3.1 Parasitäre Substrateffekte.- 3.1.1 Vermeiden von Minoritätsströmen im Substrat.- 3.1.2 Barrieren gegen injizierte Minoritätsströme.- 3.1.3 Abschließende Betrachtung.- 3.2 Bordnetz.- 3.2.1 Betriebsspannung.- 3.2.2 Impedanz.- 3.2.3 Verpolen und Vertauschen von Leitungen.- 3.3 Leitungsgeführte Störgrößen.- 3.3.1 Monolithische IC als Störquellen.- 3.3.2 Monolithische IC als Störsenken.- 3.4 Entstörung eingestrahlter Störgrößen.- 3.4.1 Entstörung von Signaleingängen.- 3.4.2 Entstörung von Signalausgängen.- 3.4.3 Entstörung von Versorgungsleitungen.- 4 Hinweise zur Schaltungsentwicklung.- 4.1 Grundlagen.- 4.1.1 Schaltungssimulation und -analyse.- 4.1.2 Modellparameter.- 4.1.3 Berechnung von Wärmewiderständen.- 4.2 Abgleich-, Programmier- und Reparierverfahren.- 4.2.1 Abgleichverfahren und ihre Grenzen.- 4.2.2 Abgleich in Stufen.- 4.2.3 Stetiger Abgleich von Widerständen.- 4.2.4 Programmier- und Reparierverfahren.- 4.3 Leistungs-IC.- 4.3.1 Montage.- 4.3.2 Darlington oder Transistor als Schalter.- 4.3.3 Lineare Leistungsstufen.- 4.3.4 Dioden und Thyristoren.- 4.3.5 Zenerdioden.- 4.4 Schaltungsbeispiele.- 4.4.1 Bandgapreferenz mit reduziertem Temperaturgang.- 4.4.2 Stromregler für Gebläsemotoren.- 4.4.3 Spannungsversorgung für Mikroprozessoren.- 4.4.4 Chopperstabilisierte Operationsverstärker.- 5 Sensorelektronik.- 5.1 Temperatursensoren.- 5.2 Magnetfeldabhängige Sensoren.- 5.2.1 Hallsensoren.- 5.2.2 Magnetotransistoren.- 5.2.3 Magnetoresistive Widerstände (Nickel-Eisen).- 5.3 Silizium-Mikromechanik.- 5.3.1 Drucksensoren.- 5.3.2 Beschleunigungssensoren.- 5.3.3 Ausblick.- 6 Digitale Systeme.- 6.1 Mikrocomputer-Architektur.- 6.1.1 Hierarchische Struktur.- 6.1.2 Spezielle Befehle.- 6.1.3 Unterbrechungsstruktur.- 6.2 Speicher-Architektur.- 6.2.1 Programmspeicher.- 6.2.2 Variablenspeicher.- 6.2.3 Speicherzugriff.- 6.3 Peripherie-Schaltungen.- 6.3.1 Eingabezähler für Frequenzen und Perioden.- 6.3.2 Vor-Rückwärtszähler.- 6.3.3 Ausgabezähler für Impulse und Tastverhältnisse.- 6.3.4 Ereignisgesteuerter Peripherieprozessor.- 6.3.5 Eigenüberwachung.- 7 Digitale Steuergeräte.- 7.1 Umgebungsbedingungen.- 7.2 Beschaltung der Eingänge.- 7.3 Ratiometrische Messung.- 7.4 Logarithmische Meßwertkennlinien.- 7.5 Sicherheitskritische Systeme.- 7.6 Applikationssysteme.- 7.7 Dynamik der Meßwertverarbeitung.- 7.7.1 Dynamischer Fehler der Zündwinkelberechnung.- 7.7.2 Winkelgestützte Meßwertverarbeitung.- 8 Lokale Netzwerke.- 8.1 Anforderungen an lokale Netzwerke im Kraftfahrzeug.- 8.1.1 Länge einer Botschaft.- 8.1.2 Netzwerkbelegung.- 8.1.3 Anpassungsfähigkeit der Netzwerkkonfiguration.- 8.1.4 Datenkonsistenz.- 8.1.5 Fehlerbehandlung.- 8.1.6 Ausfallbegrenzung.- 8.2 Topologie.- 8.2.1 Stern.- 8.2.2 Ring.- 8.2.3 Bus.- 8.2.4 Netzwerkstruktur.- 8.3 Verteilte Prozesse.- 8.4 Botschaftsaufbau.- 8.5 Arbitrierung.- 8.6 Adressierung.- 8.7 Übertragungsebene.- 8.8 Fehlersicherung.- 8.8.1 Rückkopplung der Sendeinformation.- 8.8.2 Mehrfachabtastung.- 8.8.3 Zyklisch redundanter Code (CRC).- 8.8.4 Codierungsprüfung.- 8.8.5 Überprüfung des Botschaftsrahmens.- 8.8.6 Fehlerbotschaft.- 8.9 Ausfallbegrenzung.

O autorze

Prof. Dr. Uwe Kiencke lehrt seit 1992 an der Universität Karlsruhe (TH) am Institut für Industrielle Informationstechnik (IIIT). Nach Studium und Promotion war er von 1972-87 bei der Robert Bosch GmbH, Schwieberdingen und von 1988-92 bei Siemens Automotive, Regensburg. 1987 wurde er mit dem Arch T. Colwell Merit Award der Society of Automotive Engineers (USA) ausgezeichnet.