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第1章 绪论 1

1.1 电子学与微电子学 1

1.2 电子与微电子技术在汽车上的应用与发展 3

1.2.1 汽车电子与微电子技术的主要发展历程 3

1.2.2 汽车电子技术的发展过程 7

1.2.3 微电子技术在汽车上的应用 8

1.3 汽车电子控制系统的组成与工作过程 18

1.3.1 汽车电子控制系统的组成 18

1.3.2 汽车电子控制系统的工作过程 19

1.3.3 汽车电子控制系统的特征 19

1.4 本课程的主要内容 20

思考与练习 21

第2章 汽车电子电路基础 22

2.1 半导体 22

2.1.1 半导体的性质 22

2.1.2 半导体二极管 25

2.1.3 半导体晶体三极管 32

2.2 集成运算放大器 42

2.2.1 集成运算放大器的电路组成与符号 42

2.2.2 集成运算放大器的线性应用电路 43

2.2.3 集成运算放大器的非线性应用电路 46

2.3 数字电路 51

2.3.1 二进制 51

2.3.2 常用逻辑门电路 52

2.3.3 触发电路 60

思考与练习 62

第3章 汽车传感器 64

3.1 汽车传感器的类型与要求 64

3.1.1 传感器的基本功能 64

3.1.2 汽车传感器的分类 64

3.1.3 汽车传感器的性能要求 66

3.1.4 汽车传感器的选用原则 67

3.1.5 汽车传感器的发展趋势 68

3.2 汽车温度传感器 68

3.2.1 温度传感器在汽车上的应用 68

3.2.2 热敏电阻式温度传感器 71

3.2.3 热电偶式温度传感器 77

3.2.4 热电开关 80

3.3 汽车压力传感器 82

3.3.1 压力传感器在汽车上的应用 82

3.3.2 电阻应变式压力传感器 84

3.3.3 压电式压力传感器 90

3.3.4 电位器式机油压力传感器 96

3.4 转速传感器 96

3.4.1 磁感应式转速传感器的测速原理 97

3.4.2 霍尔式转速传感器 100

3.4.3 光电式转速传感器 103

3.4.4 磁阻式车速传感器 108

3.4.5 多普勒雷达式车速传感器 110

3.4.6 横摆角速度传感器 111

3.5 位置传感器 112

3.5.1 电位器式位置传感器 113

3.5.2 磁感应式位置传感器 117

3.5.3 光电式位置传感器 118

3.5.4 霍尔式位置传感器 120

3.5.5 静电容量式液面高度传感器 122

3.5.6 热敏电阻式液位传感器 123

3.5.7 浮子笛簧开关式液位传感器 124

3.5.8 电极式液位传感器 126

3.5.9 超声波距离传感器 127

3.6 流量传感器 130

3.6.1 体积流量与质量流量 130

3.6.2 空气流量传感器 131

3.6.3 液体流量传感器 142

3.7 加速度传感器 143

3.7.1 惯性式加速度传感器 143

3.7.2 压电加速度传感器 145

3.7.3 霍尔式加速度传感器 147

3.7.4 电容式加速度传感器 148

3.7.5 半导体应变片式加速度传感器 149

3.7.6 磁应变式爆燃传感器 150

3.7.7 差动变压式减速度传感器 150

3.7.8 光电式减速度传感器 151

3.8 气体浓度传感器 152

3.8.1 氧传感器 152

3.8.2 NOx传感器 158

3.8.3 烟尘浓度传感器 159

3.8.4 柴油机烟度传感器 160

3.9 转矩传感器 162

3.9.1 磁性式转矩传感器 162

3.9.2 光电式转矩传感器 163

思考与练习 163

第4章 汽车电子控制单元 164

4.1 汽车ECU的功用与组成 164

4.1.1 汽车ECU的功用 164

4.1.2 汽车ECU的特点与要求 164

4.1.3 汽车ECU的种类 165

4.1.4 汽车ECU的组成 165

4.2 汽车ECU的输入接口 167

4.2.1 汽车ECU输入接口的作用 167

4.2.2 模拟信号的输入与处理 167

4.2.3 数字信号的输入与处理 175

4.2.4 开关信号的输入与处理 178

4.3 汽车ECU的单片机 180

4.3.1 单片机的定义 180

4.3.2 单片机的发展 181

4.3.3 单片机的内部结构 182

4.3.4 单片机的外部结构 186

4.3.5 单片机的发展趋势 187

4.4 汽车ECU的输出接口 188

4.4.1 汽车ECU输出接口的功用 188

4.4.2 汽车ECU输出信号的驱动 189

4.4.3 数字量／模拟量转换 192

4.5 汽车ECU失效保护 195

思考与练习 197

第5章 汽车执行器 198

5.1 执行器的功用与类型 198

5.1.1 执行器的功用 198

5.1.2 执行器的类型 198

5.2 直流电机 199

5.2.1 直流电机的构造 199

5.2.2 直流电机的工作原理 200

5.2.3 直流电机的励磁方式 202

5.2.4 直流电机的驱动方式 203

5.2.5 直流电机的调速控制 204

5.2.6 直流电机在汽车中的应用 204

5.3 步进电机 209

5.3.1 步进电机的作用 209

5.3.2 步进电机的基本结构和原理 210

5.3.3 反应式步进电机 211

5.3.4 永磁式步进电机 213

5.3.5 步进电机在汽车上的应用 214

5.4 电磁阀 217

5.4.1 电磁阀的分类 218

5.4.2 开关型电磁阀 218

5.4.3 占空比型电磁阀的结构 218

5.5 继电器 223

5.5.1 继电器的类型 223

5.5.2 继电器在汽车上的典型应用 226

5.6 液压与气动执行器 229

5.6.1 液压式执行器 229

5.6.2 气动式执行器 232

思考与练习 235

第6章 控制理论在汽车上的应用 236

6.1 PID控制 236

6.1.1 PID的控制原理 236

6.1.2 数字PID控制算法 238

6.1.3 PID控制器参数的整定 241

6.1.4 PID在自动空调控制中的应用 243

6.2 自适应控制 245

6.2.1 前馈自适应控制 245

6.2.2 反馈自适应控制 245

6.2.3 自适应控制系统在汽车控制系统中的应用 246

6.3 模糊控制 248

6.3.1 模糊控制的基本原理 248

6.3.2 模糊控制系统的组成 248

6.3.3 模糊控制的工作过程 249

6.3.4 模糊控制在汽车控制系统中的应用 251

6.4 其他控制 254

思考与练习 257

第7章 汽车网络系统 258

7.1 汽车网络的类型与传输原理 258

7.1.1 汽车网络的特点 258

7.1.2 汽车网络的类型 258

7.1.3 多路传输基本原理 262

7.1.4 汽车网络的设计要求 265

7.2 汽车网络系统组成 265

7.2.1 模块 265

7.2.2 传输介质 270

7.2.3 数据传递终端和网关 272

7.2.4 通信协议 272

7.3 汽车网络多路传输数据编码技术 275

7.3.1 汽车网络多路传输数据编码技术的类型 275

7.3.2 脉宽调节（PWM）编码技术 276

7.3.3 曼彻斯特编码技术 279

7.4 控制器局域网 282

7.4.1 CAN的基本特点 282

7.4.2 CAN协议的网络结构 282

7.4.3 CAN协议的信息帧 287

7.4.4 CAN协议的数据传递过程 291

7.4.5 CAN协议的差动传递防干扰技术 293

7.4.6 CAN协议的数据报告优先权 294

思考与练习 295

参考文献 297