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出版者:金盾出版社

作者:吴基安

出品人:

页数:320

译者:

出版时间:2011-2

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787508224855

丛书系列:

图书标签:

• 汽车电子
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• 汽车维修
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• 嵌入式系统
• 控制系统

深入浅出：现代汽车底盘电控系统解析与实践 书籍简介 本书旨在为汽车工程、机电一体化专业学生以及汽车维修和研发领域的专业人士提供一套系统、深入且具有高度实践指导意义的教材和参考资料。本书聚焦于现代汽车中日益复杂且至关重要的底盘电控系统，涵盖从基础理论到前沿技术的全面知识体系。 第一部分：底盘电控系统基础理论与架构 本部分将全面梳理底盘电控系统的基本原理、发展历程以及系统架构。 第一章：汽车电子电气架构的演进与底盘系统的定位 详细阐述了从分布式电子控制单元（ECU）到域控制器（Domain Controller）乃至中央计算平台的架构演变。重点分析了底盘系统在整个汽车电子网络中的战略地位、数据流特征以及与动力总成、车身控制系统的接口标准（如CAN、FlexRay、Ethernet）。介绍汽车电子系统中的安全冗余设计理念，为后续复杂系统的学习打下理论基础。 第二章：传感器与执行器技术基础 底盘电控系统的核心在于对车辆状态的精确感知和干预。本章深入探讨各类关键传感器的工作原理、信号处理方式及安装注意事项，包括： 车轮速度传感器（WSS）： 详细解析磁阻式、霍尔效应式传感器的结构与信号生成机制。 转向角传感器（SAS）： 多种技术路线的对比分析，重点关注高精度绝对值编码器的应用。 横摆角速度/侧向加速度传感器（Yaw Rate/Acceleration Sensor）： 聚焦于微机电系统（MEMS）技术在惯性测量单元（IMU）中的应用，包括其标定和漂移补偿技术。 液压与电磁执行器原理： 介绍用于制动和悬架控制的高响应电磁阀、比例阀的设计理念和驱动电路要求。 第三章：嵌入式系统与底层控制逻辑 本章讲解支撑底盘控制算法运行的硬件和软件基础。 微控制器（MCU）选型与接口： 探讨实时性要求高的32位MCU在汽车控制中的应用，包括A/D转换、PWM生成、定时器管理等底层驱动程序设计。 实时操作系统（RTOS）在底盘控制中的应用： 分析AUTOSAR架构对底层软件模块划分的要求，以及任务调度、中断处理机制如何确保控制指令的低延迟执行。 第二部分：核心底盘电控系统详解 本部分是本书的核心，系统性地剖析了当前乘用车和商用车中最主要的四大底盘电控系统。 第四章：防抱死制动系统（ABS）与电子制动力分配（EBD） ABS控制策略： 详细解析滑移率（Slip Ratio）的估计方法（如基于速度差和模型参考的方法）。深入剖析经典的“滑移控制算法”，包括压力建立、保持和释放阶段的逻辑判断与执行。 EBD与BA（紧急制动辅助）： EBD如何协同ABS调节后轴制动力矩，以及BA系统如何识别驾驶员的紧急制动意图并瞬间最大化制动力。 硬件故障诊断与冗余： 介绍液压控制单元（HCU）中电磁阀的故障检测机制及故障安全状态的切换逻辑。 第五章：牵引力控制系统（TCS）与电子稳定程序（ESP/ESC） ESP是现代底盘控制的集大成者，本章将花费大量篇幅进行阐述。 TCS的实现： 分析基于制动干预（Brake Intervention）和基于发动机扭矩限制（Engine Torque Limitation）两种TCS策略的联合应用与切换逻辑。 ESP的横向稳定性控制原理： 深入探讨车辆侧向动力学模型（如二自由度自行车模型）在控制律设计中的应用。重点讲解如何利用侧向力估计（Side-slip Angle Estimation）和车辆姿态预测，通过精确分配四个车轮的制动力，实现对车辆俯仰、偏航和侧倾的精确控制。 打滑抑制与恢复策略： 针对不同工况（加速、减速、转弯）下，ESP如何通过精确的Brake Blending技术，在保持驾驶员意图的同时，将车辆姿态维持在稳定范围内。 第六章：电子助力转向系统（EPS） 助力特性需求与设计： 阐述不同工况（低速大扭矩、高速轻量化）对转向助力曲线的需求。对比分析扭矩传感器、角度传感器在系统中的作用。 电控策略与扭矩叠加： 详细介绍如何通过控制直流/无刷直流电机（BLDC Motor）的驱动电流和转速，实现精确的转向助力输出。讨论主动回正力矩（Active Centering）和车道保持辅助（LKA）中的转向干预算法。 故障安全与失效模式： 分析EPS系统在传感器或电机驱动电路故障时，如何快速切换到机械转向模式或降级辅助模式。 第七章：电控悬架系统（ECS/CDC） 主动与半主动悬架技术： 区分电磁式、液压式半主动减振器（CDC）与全主动悬架的工作原理。 减振器阻尼控制： 阐述如何根据实时路况（通过加速度计或视觉信息）调整减振器的阻尼系数。分析控制算法中，如何平衡乘坐舒适性（低频段）与操纵稳定性（高频段）的需求。 车身高度控制与空气悬架： 针对空气悬架系统，介绍空压机、储气罐、高度传感器的协同工作，以及在不同载荷和速度下自动调整车身高度的逻辑。 第三部分：系统集成、测试与未来趋势 第八章：系统集成、诊断与网络通信 诊断协议（UDS/OBD-II）： 详细解读底盘ECU的故障码（DTC）存储、读取、冻结帧数据以及刷写（Flashing）过程中的安全机制。 功能安全（ISO 26262）： 介绍底盘电控系统为达到ASIL等级所必须遵循的设计原则，特别是对单点故障和潜伏性故障的处理流程。 系统间的高速通信： 探讨底盘系统与ADAS（高级驾驶辅助系统）之间的数据交换需求，如通过Service-Oriented Architecture (SOA) 实现数据共享。 第九章：底盘电控系统的仿真与虚拟调试 介绍如何使用专业软件（如MATLAB/Simulink, CarSim, IPG CarMaker）进行底盘控制算法的硬件在环（HIL）和软件在环（SIL）测试。重点讲解如何建立精确的车辆动力学模型，并在此基础上对ABS/ESP的控制参数进行调优。 第十章：展望：线控底盘与高阶自动驾驶 探讨线控制动（Brake-by-Wire）、线控转向（Steer-by-Wire）技术对传统液压/机械连接的颠覆性影响。分析在实现L3及以上自动驾驶过程中，底盘电控系统需要具备的冗余度、快速决策能力以及与传感器融合系统的集成挑战。 目标读者 本书适合高等院校汽车工程、车辆工程、自动化、电子信息工程等专业的高年级本科生、研究生作为教材或参考书。同时，也面向汽车主机厂、零部件供应商（Tier 1）的研发工程师、测试工程师以及资深维修技师。通过本书的学习，读者将能够系统掌握现代汽车底盘电控系统的设计原理、控制策略、软硬件实现和故障诊断方法。

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这本书的深度和广度拿捏得恰到好处，它不是那种只停留在表面介绍的“入门读物”，但也没有陷入到高级研究人员才会关注的细节泥潭。我是一名在职的技术人员，主要负责售后服务和故障诊断，平时工作中接触到的大多是已经成型且相对成熟的技术模块。我需要一本能帮我系统梳理现有知识体系，并能适度扩展我对新技术理解深度的工具书。这本书恰好满足了我的需求。它对不同类型的执行器——从电磁阀到步进电机再到更现代的脉宽调制（PWM）控制——的驱动电路和控制策略进行了详尽的对比分析。我印象特别深刻的是关于闭环控制系统的讲解部分，它没有停留在PID算法的数学推导上，而是深入探讨了不同控制参数（Kp, Ki, Kd）在实际应用中对车辆动态响应（比如牵引力控制TCS或电子稳定系统ESP）的具体影响，并且通过模拟的响应曲线图直观地展示了参数微调带来的变化。书中对CAN、LIN等车载网络通信协议的描述也相当专业，特别是对数据帧结构和仲裁机制的剖析，让人对车辆内部信息流动的逻辑有了更深刻的认识。这本书的价值在于，它提供的知识点都是相互关联、层层递进的，读完后，感觉自己看待汽车电子系统不再是零散的“点”，而是一张相互连接的“网”。

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这本书的排版和插图设计，绝对是行业内的上乘之作。在技术书籍中，图文的质量往往决定了阅读的体验，本书在这方面做得非常到位。图表的清晰度和信息的密度达到了一个完美的平衡点。例如，在解释脉冲宽度调制（PWM）如何控制喷油量或点火提前角时，书中所使用的波形图不仅清晰地标示了周期、占空比等关键参数，还用不同颜色区分了控制信号与反馈信号的路径，一目了然。而且，很多关键概念的解释，比如“自适应控制”和“模糊控制”，作者没有使用过多文字去堆砌，而是通过精妙的二维或三维的特性曲线图，让读者能直观感受到输入变化时输出是如何响应的。这种对视觉化学习的重视，极大地提升了理解效率。我发现自己过去在看其他资料时需要反复阅读才能消化的内容，通过这本书中的图示，只需扫一眼就能抓住核心。对于需要经常参考和查阅的读者来说，这种高质量的视觉辅助工具是至关重要的，它能最大限度地减少阅读疲劳，确保知识的准确吸收。

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读完这本书后，我最大的感受是它的“实用性”和“前瞻性”的平衡做得非常出色。在当前汽车行业“新四化”的大背景下，很多旧的书籍对智能驾驶和车联网的讨论还比较滞后。然而，这本书在涉及到车辆网络安全和OTA（空中下载技术）对ECU升级影响的部分，展现出了超前的视野。它不仅介绍了传统的诊断协议（如UDS），还对基于以太网的诊断方法以及未来功能安全标准（ISO 26262）在软件层面如何落地进行了探讨。虽然这些内容可能不是全书的主体，但对于希望向更先进领域发展的读者来说，无疑是一盏指路明灯。此外，作者在讲解过程中穿插了一些历史性的回顾，比如从机械控制到电子控制的演变过程，这有助于我们理解为什么某些系统会采用当前的设计，而不是其他方案，这对于深入理解设计哲学非常有帮助。书中对于故障码和诊断流程的描述，也完全是按照最新的行业标准来的，我甚至把它带到了车间里，对照实际诊断仪的操作界面进行比对学习，发现书中的逻辑与实操高度吻合。这本书无疑是为那些不满足于“会用”工具，而渴望“理解”原理的工程师所准备的。

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这本书的封面设计简洁明了，那种深蓝色的背景配上银灰色的字体，给人一种专业且可靠的感觉。我一开始只是抱着试试看的心态买的，毕竟市面上关于汽车电子控制技术的书汗牛充栋，很多都写得过于理论化或者过于偏向某个特定的子系统。但这本书的阅读体验却很不一样。它不像一本教科书那样堆砌公式和晦涩难懂的术语，更像是一位经验丰富的工程师在跟你面对面交流。开篇对整个汽车电子控制系统的宏观架构介绍得非常到位，让我这个初学者能迅速建立起一个清晰的知识地图。比如，在讲解传感器的工作原理时，它没有直接抛出复杂的电路图，而是先用生活中的例子来类比，比如温度计、压力计的原理，再逐步过渡到汽车上实际应用的霍尔效应传感器、氧传感器等。这种循序渐进的讲解方式，极大地降低了我的学习门槛。而且，书中对于一些关键控制单元（ECU）的内部逻辑描述得非常清晰，即便是那些涉及到复杂算法的部分，作者也尽量用流程图和伪代码的方式来呈现，使得抽象的概念变得可视化。我特别喜欢它在章节末尾设置的“工程师手记”栏目，那里头往往会透露一些实际维修或设计中遇到的“坑”和解决思路，这比单纯的书本知识要宝贵得多。总的来说，这本书的结构设计非常合理，阅读起来流畅自然，是自学者建立扎实基础的绝佳起点。

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这本书的作者显然是一位拥有丰富实践经验的“老兵”，他的叙述风格透露出一种务实和严谨的气质。与其他学院派的作品不同，这本书很少使用过于华丽的辞藻，而是专注于“解决问题”。我特别欣赏作者在介绍每一个控制策略时，都会首先阐述该策略要解决的“物理问题”是什么——比如，如何快速、精确地补偿发动机的进气量波动，或者如何在不同载荷和路面条件下维持轮胎的最佳抓地力。这种以问题为导向的结构，让整个学习过程充满了目的性。书中对电源管理和电磁兼容性（EMC）部分的阐述也异常扎实，这往往是很多同类书籍会轻描淡写带过的领域。作者详细分析了不同电磁干扰源对敏感ECU信号的影响，并给出了滤波和屏蔽的实用建议。这对于从事整车集成或后期改装工作的读者来说，是极其宝贵的经验财富。这本书没有给我“纸上谈兵”的感觉，它更像是作者多年来工作笔记的系统化整理，充满了对汽车电子系统复杂性的深刻洞察和敬畏之心。它教会我的不只是“是什么”，更是“为什么会这样设计”，以及“在实际中如何应对挑战”。

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