汽车电子硬件设计
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《汽车电子硬件设计》-详细目录发布时间:2011-05-29 22:58:53我把目录给整理了一下,并且把一部分以图形的方式画了出来,全部画出来以后可以通过图形化的方式把内容给联系起来,这样对我也是一种直观的整理方式。
对《汽车电子硬件设计》的建议第0章汽车电子和产业概览汽车电子企业和汽车电子产业链汽车电子企业的变化我国的汽车电子产业第1章汽车电子环境1.1 气候与化学环境基本温度实验、模块的外壳防护等级、湿热试验、化学环境和盐雾1.2 机械负荷振动、冲击和跌落1.3 电气负荷过电压与反电压、开路与短路、地偏移和供电的非理想情况1.4 电磁兼容电源传导干扰、静电第2章汽车电子开发流程2.1 质量体系TS16949、八项基本原则2.2 电子产品的开发流程模块的开发流程、V型过程、职责划分、团队构建、Review方法、文件系统、流程化的思考第3章汽车电子硬件设计方法3.1 可靠性预测元器件失效率计算、失效分布、使用的修正和降额设计3.2 最坏情况分析基本介绍、极值分析法、均方根分析、蒙特卡罗分析、PSPICE 3.3 DFMEA故障解决方法、DFMEA的基本内容3.4 故障树分析基本介绍、实际应用3.5 潜在路径分析熔丝盒问题、潜在电路的分析3.6 热分析稳态的散热计算、热特性参数、PCB导线设置第4章元器件注意事项4.1 对于元器件的规范要求ROHS、氧化和湿敏4.1 电阻选值、元件工艺、最坏精度、散热分析、防浪涌能力、大封装问题4.2 电容数字电路的噪声、旁路电容和去耦电容、MLCC电容、铝电解电容、钽电容、容值偏差4.3 二极管特性和参数、稳压管的使用、细致的功耗计算4.4 三极管饱和的条件、注意事项4.5 功率MOSFET管开启关闭特性、直接耦合驱动电路三章内容联系第5章汽车电子低压电源设计5.1电源反接保护二极管电路、PMOS管电路、NMOS管电路、继电器、开关控制电路的设计5.2 瞬态抑制静电电容、TVS管的使用、MOV的使用5.3 电压监测迟滞门限和状态图、过压与欠压电路、Bulk电容5.4 低压降稳压器稳压原理、LDO的热分析、电容ESR引起的震荡5.5 静态电流的管理静态电流的限制、静态电流控制策略第6章汽车电子输入与输出接口6.1 输入输出的规范化整理连接器的选型考虑、I/O功能框图6.2 开关输入设计的基础要求开关和线束、输入开关状态分析6.3 低电平和高电平有效电路接口设计约束、电路的正向设计、从外部到内部的验证、从内部到外部的验证、实际微调6.4 模拟输入接口组合开关的电路、电流转换电路6.5 智能功率器件开关的功耗分析、感性负载保护、反接保护、故障诊断电路与波形、模拟诊断的计算6.6 继电器应用继电器参数分析、继电器的各种电压、浪涌电压的抑制、触点保护第7章主控单元与模块设计7.1 单片机的输入输出口IO驱动能力、MCU功耗分析、AD转化误差、内置AD的使用、未使用的引脚7.2 单片机的时钟与复位复位详解、时钟选择、高速CAN的时钟精度第8章电子制图设计8.1 原理图设计原理图绘制要点、 BOM的整理和规范8.2 地线策略地线策略设计目标、地线间的连接处理8.3印刷电路板的设计布局规则、走线的规则8.4 DFM设计可制造性的设计要点、可测试性设计8.5印刷电路板的加工过程和工艺第9章汽车电子工程师的成长与杂谈9.1 汽车电子硬件工程师的成长9.2 认识汽车产品质量的重要性9.3 硬件工作内容和重心的转变9.4 在组织中学习和规范化改进9.5 汽车电子领域工程师的工作机会和发展机遇9.6 给毕业生和在校学生的几条建议《汽车电子硬件设计》-硬件设计方法发布时间:2011-05-29 22:56:56其实从一个角度而言,整本书都可以不要,但是这个章节确实需要让每一位在汽车电子领域从事硬件设计的工程师去重视。
汽车电子功能安全标准ISO26262解析(三)——硬件部分汽车电子功能安全标准ISO26262解析(三)——硬件部分原创pianpian_zct 最后发布于2017-12-29 13:09:34 阅读数13865 收藏展开1. The necessary activities and processes for the product development at the hardware level include:(1) the hardware implementation of the technical safety concept;(2) the analysis of potential hardware faults and their effects;(3) the coordination with software development.为了满足ISO26262,硬件方面需要做的工作包括:(1) 功能安全概念的硬件实现;(2) 潜在硬件失效及后果分析;(3) 与软件开发协同合作。
2. 硬件功能安全相关工作:硬件功能安全方面相关工作包括:(1) 5.5 initiation of product development at the hardware level: 启动硬件设计具体包括哪些工作包?目的是决定并计划硬件设计每个阶段的功能安全活动。
输入:完善后的项目计划、完善前的安全计划、完善后的集成测试计划输出:完善后的安全计划(2) 5.6 specification of hardware safety requirements: 定义硬件功能安全需求输入:安全计划、安全概念、系统设计说明书、硬件软件接口说明输出:硬件安全需求(包括测试和验证标准)、完善的硬件软件接口说明、硬件安全需求验证报告如何定义硬件功能安全需求,使用什么工具软件,模板如何?They are derived from the technical safety concept and system design specification.硬件功能安全需求来源于系统安全概念和系统设计文档。
第30卷 第2期2007年4月电子器件Ch inese Jou r nal Of Elect ro n DevicesVol.30 No.2Ap r.2007H ar dw ar e Design of Automobile Audio System B a sed on OMAP5912L I N G L e ,Z H U S ha n 2an(Col lege o f Elect rical Engi neeri n g ,Zhej i ang Univers it y ,Hang zhou 310027,Chi na )Abstract :This paper introduces t he hardware design of automobile audio syst em based on OMAP5912.The design in 2tegrates a high performance DSP subsystem based on a low pow er TMS 32OC55x DSP and a MPU subsystem based on t he ARM9Microprocessor for t he optimal combination of high per formance wit h low power consumption.Thi s paper explains the system design and t he c ircuit design includi ng power module ,memory module ,audio m odule and interfacem odule.Bootloader programming and Linux transplant are al so given.K ey w or ds :automo bil e el ect ronics ;a udio syst em ;OMA P5912;circuit design EEACC :7810;6450基于OM AP5912的汽车电子音频系统硬件设计凌 乐,朱善安(浙江大学电气工程学院,杭州310027)收稿日期6225作者简介凌 乐(82),男,硕士在读,从事嵌入式系统,虚拟实验室,计算机网络等研究,@;朱善安(52),男,博士,教授,博导,从事预测自适应控制理论与工业应用,ID 自整定理论与工业应用,基于机的智能控制系统,信息传输与自动化系统等研究,z @zj 。
汽车电子架构设计的研究与分析1. 引言1.1 背景介绍汽车电子架构设计是汽车制造行业中一个重要的领域,随着汽车电子化的快速发展,汽车电子系统在车辆中的作用越来越重要。
传统的汽车架构设计已经无法满足不断增长的功能和性能需求,因此对汽车电子架构设计的研究与分析显得尤为迫切。
随着汽车智能化、互联化、自动化的不断深入,汽车电子系统的复杂性和功能需求也在不断增加。
传统的车内控制功能已经不能满足用户对智能化驾驶体验的需求,汽车电子系统需要更加智能、高效和可靠。
对汽车电子架构设计进行深入研究与分析,探索新的架构设计原理和方案,具有重要的实际意义和广阔的应用前景。
本文旨在对当前汽车电子架构设计的研究现状进行分析和总结,探讨汽车电子架构设计的原理、现有方案、技术挑战以及未来发展趋势,同时通过案例分析揭示相关问题。
通过本文的研究,旨在为汽车电子架构设计提供一定的参考和借鉴,推动汽车电子系统的发展与创新。
1.2 研究意义车电子架构设计的研究意义在于推动汽车行业的技术发展和创新,提高汽车性能和安全性,满足消费者对智能化、高效化、便捷化的需求。
随着汽车电子化程度的不断提升,传统的汽车电子架构已经不能满足新一代汽车的需求,因此对汽车电子架构的研究与分析变得尤为重要。
通过深入研究汽车电子架构设计原理、当前常见的设计方案以及技术挑战,可以为汽车制造商提供更好的设计方案,提高汽车的性能、安全性和智能化水平。
深入研究汽车电子架构设计的未来发展趋势和案例分析,可以为行业未来的发展方向提供有益的参考。
研究汽车电子架构设计具有重要的现实意义和战略意义,对汽车行业的发展具有重要的推动作用。
1.3 目的和意义汽车电子架构设计是为了满足现代汽车对更高效、更智能、更安全和更舒适的需求而进行的一项重要工作。
其目的在于优化车辆的电子系统,提高整车性能和用户体验。
随着汽车智能化和电气化的不断发展,汽车电子架构设计在整车设计中扮演着愈发重要的角色。
汽车电子架构设计可以帮助汽车制造商更好地整合各种传感器、控制单元和通信模块,实现车辆各个系统之间的信息共享和协同工作。
汽车电子电气架构设计及优化措施【摘要】汽车电子电气架构设计及优化措施一直是汽车行业的重要研究领域。
在这篇文章中,我们将从汽车电子电气架构设计原则、优化方式、现有问题、解决对策和优化措施等方面展开讨论。
我们将阐述汽车电子电气架构设计的基本原则,包括可靠性、灵活性和效率等。
随后,我们将介绍如何通过优化方式来提升汽车电子电气架构的性能。
接着,我们将分析当前电子电气架构存在的问题,并提出相应的解决对策。
我们将总结本文内容并展望未来的研究方向。
通过本文的阐述,读者将更加深入了解汽车电子电气架构设计及优化措施的重要性,为未来汽车技术的发展提供有益参考。
【关键词】汽车、电子、电气、架构、设计、优化、原则、方式、问题、对策、措施、解决、总结、展望、研究背景、研究意义、现有、存在。
1. 引言1.1 研究背景汽车电子电气架构设计及优化是当前汽车行业的热点问题之一。
随着汽车电子化水平的不断提高和汽车功能的不断增加,汽车电子电气系统的复杂度也在逐渐增加。
传统的汽车电气架构已经无法满足日益增长的功能需求和性能要求,因此需要对汽车电子电气架构进行重新设计和优化。
研究背景部分将主要介绍汽车电子电气架构设计及优化的相关研究现状和发展趋势。
当前,随着汽车智能化、互联化和电动化的快速发展,汽车电子电气架构设计已成为汽车制造商和行业研究机构关注的焦点。
各国汽车制造商和供应商纷纷加大对汽车电子电气架构设计及优化的研究力度,试图提升汽车的性能、安全性和用户体验。
研究背景部分还将探讨当前汽车电子电气架构设计存在的问题和挑战,如单点故障容易导致整车系统失效、信息传输效率低下、系统整合复杂等。
通过深入分析这些问题,可以为后续的研究工作提供明确的方向和重点,以期找到更好的解决方案。
1.2 研究意义汽车电子电气架构设计及优化措施的研究具有重要意义。
随着汽车电子技术的不断发展和普及,汽车已经不再仅仅是一个机械产品,而是一个集成了大量电子设备和系统的复杂系统。
汽车电子电气架构开发随着汽车科技的高速发展,汽车的智能化已成为不可逆转的趋势。
而汽车电子电气架构(E/E Architecture)则是实现汽车智能化的重要基础。
本文将探讨汽车电子电气架构开发的过程、方法以及目标。
汽车电子电气架构开发的过程汽车电子电气架构开发,需要经过以下几个步骤:第一步,确定需求。
开发前需要首先确定汽车所需电气电子系统,以及这些系统各自的要求。
同时考虑到不同车型的差异、可升级性、安全性等方面。
第二步,设计系统。
在确定汽车的需求后,需要根据需求设计系统的整体框架。
该框架要包括各个功能模块、硬件连接方式、数据传输协议、接口标准等信息。
第三步,确定硬件方案。
在电子电气架构开发中,硬件信息的确定极为重要。
确定硬件信息的流程包括评估设计的可行性、性能指标、强健性、抗干扰性等。
第四步,编写软件程序。
在确定硬件方案后,需要编写相应的软件程序。
程序低级别应与硬件方案中的芯片驱动器完全兼容,高级别则要根据电气电子架构相应的嵌入式系统极具特色的设计要素进行设计。
第五步,测试和验证。
完成以上工作后,就需要进行系统的测试和验证。
测试过程中的重点是确保汽车电子电气架构的稳定性、可靠性和安全性。
测试可以在仿真环境、试验场等环境中进行。
汽车电子电气架构开发的方法汽车电子电气架构的开发方法有很多种,以下是几种较为常见的方法:首先是正向设计方法。
正向设计是指由需求出发,首先确定汽车的功能要求,然后确定哪些电气电子系统可以满足这些要求,接着设计每个系统的架构,最后进行连带和交互的设计。
第二是反向设计方法。
反向设计法是指由硬件出发,依次将硬件连通,直到最后形成了完整的电子电气架构体系。
这种方法常常用于对已有汽车进行升级和改造。
第三是模块化设计方法。
模块化设计法是指将整个电子电气系统按照模块拆分,然后独立开发不同模块,最后将模块集成在一起形成完整汽车电子电气架构。
这种方法好处在于可以更加快速,有效地进行分配和管理系统的任务。
《汽车电子硬件设计》-详细目录发布时间:2011-05-29 22:58:53我把目录给整理了一下,并且把一部分以图形的方式画了出来,全部画出来以后可以通过图形化的方式把内容给联系起来,这样对我也是一种直观的整理方式。
对《汽车电子硬件设计》的建议第0章汽车电子和产业概览汽车电子企业和汽车电子产业链汽车电子企业的变化我国的汽车电子产业第1章汽车电子环境1.1 气候与化学环境基本温度实验、模块的外壳防护等级、湿热试验、化学环境和盐雾1.2 机械负荷振动、冲击和跌落1.3 电气负荷过电压与反电压、开路与短路、地偏移和供电的非理想情况1.4 电磁兼容电源传导干扰、静电第2章汽车电子开发流程2.1 质量体系TS16949、八项基本原则2.2 电子产品的开发流程模块的开发流程、V型过程、职责划分、团队构建、Review方法、文件系统、流程化的思考第3章汽车电子硬件设计方法3.1 可靠性预测元器件失效率计算、失效分布、使用的修正和降额设计3.2 最坏情况分析基本介绍、极值分析法、均方根分析、蒙特卡罗分析、PSPICE3.3 DFMEA故障解决方法、DFMEA的基本内容3.4 故障树分析基本介绍、实际应用3.5 潜在路径分析熔丝盒问题、潜在电路的分析3.6 热分析稳态的散热计算、热特性参数、PCB导线设置第4章元器件注意事项4.1 对于元器件的规范要求ROHS、氧化和湿敏4.1 电阻选值、元件工艺、最坏精度、散热分析、防浪涌能力、大封装问题4.2 电容数字电路的噪声、旁路电容和去耦电容、MLCC电容、铝电解电容、钽电容、容值偏差4.3 二极管特性和参数、稳压管的使用、细致的功耗计算4.4 三极管饱和的条件、注意事项4.5 功率MOSFET管开启关闭特性、直接耦合驱动电路三章内容联系第5章汽车电子低压电源设计5.1电源反接保护二极管电路、PMOS管电路、NMOS管电路、继电器、开关控制电路的设计5.2 瞬态抑制静电电容、TVS管的使用、MOV的使用5.3 电压监测迟滞门限和状态图、过压与欠压电路、Bulk电容5.4 低压降稳压器稳压原理、LDO的热分析、电容ESR引起的震荡5.5 静态电流的管理静态电流的限制、静态电流控制策略第6章汽车电子输入与输出接口6.1 输入输出的规范化整理连接器的选型考虑、I/O功能框图6.2 开关输入设计的基础要求开关和线束、输入开关状态分析6.3 低电平和高电平有效电路接口设计约束、电路的正向设计、从外部到内部的验证、从内部到外部的验证、实际微调6.4 模拟输入接口组合开关的电路、电流转换电路6.5 智能功率器件开关的功耗分析、感性负载保护、反接保护、故障诊断电路与波形、模拟诊断的计算6.6 继电器应用继电器参数分析、继电器的各种电压、浪涌电压的抑制、触点保护第7章主控单元与模块设计7.1 单片机的输入输出口IO驱动能力、MCU功耗分析、AD转化误差、内置AD的使用、未使用的引脚7.2 单片机的时钟与复位复位详解、时钟选择、高速CAN的时钟精度第8章电子制图设计8.1 原理图设计原理图绘制要点、BOM的整理和规范8.2 地线策略地线策略设计目标、地线间的连接处理8.3印刷电路板的设计布局规则、走线的规则8.4 DFM设计可制造性的设计要点、可测试性设计8.5印刷电路板的加工过程和工艺第9章汽车电子工程师的成长与杂谈9.1 汽车电子硬件工程师的成长9.2 认识汽车产品质量的重要性9.3 硬件工作内容和重心的转变9.4 在组织中学习和规范化改进9.5 汽车电子领域工程师的工作机会和发展机遇9.6 给毕业生和在校学生的几条建议《汽车电子硬件设计》-硬件设计方法发布时间:2011-05-29 22:56:56其实从一个角度而言,整本书都可以不要,但是这个章节确实需要让每一位在汽车电子领域从事硬件设计的工程师去重视。
车载多媒体通信电子系统的设计及应用随着科技的快速发展,车载多媒体通信电子系统已经成为现代车辆的标配,其不仅提高了人们的生活品质,还为驾驶员和乘客提供了更加便捷和舒适的驾驶体验。
而对于汽车制造商来说,设计和生产一个高质量的车载多媒体通信电子系统是非常重要的,因为它有可能给消费者提供一个良好的购买体验,进一步增强品牌认可度。
一、现代车载多媒体通信电子系统的组成和原理现代车载多媒体通信电子系统包括车载音响、定位导航、移动通信、车载信息和智能交通等多个方面。
这些功能的实现需要使用多种电子设备和系统。
而这些设备和系统的组成和原理都与车联网科技有关。
首先,车载音响系统是车载多媒体通信电子系统的重要组成部分。
它将用户的音频需求与汽车音频系统相结合,让人们摆脱传统的单一模式听音乐方式。
产品中配备有USB接口,支持蓝牙连接,也可以通过AUX线连接MP3等其他设备。
其次,定位导航系统则是车载多媒体通信电子系统中的另一个重要元素。
它基于卫星导航技术,可以确定车辆的位置,并为驾驶员提供最佳的行驶路线。
同时,还可以为驾驶员提供实时交通状况、POI搜索、在线地图等多种实用功能。
如今,地图数据已经不只是一个静态信息的积累,而是与云端数据交换发生联系,提供更丰富更实时的内容。
此外,移动通信也是车载多媒体通信电子系统中必不可少的一部分。
移动通信模块以3G和4G网络连接,实现集好通信和移动时代的应用,例如视频通话,短信,收件箱等常用功能。
最新的车载多媒体通信电子系统还可以连接到Wi-Fi网络,让驾驶员乘客随身畅玩能够联网的设备和应用。
最后,智能交通技术是多媒体通信电子系统的重要组成部分,它与车辆的控制系统密切相关。
通过深度学习和人工智能技术,智能交通技术可以实时分析驾驶员的行为,以及路况信息,提醒驾驶员注意安全、预测交通状况、智能导航等。
这些功能都可以在车载多媒体通信电子系统上实现。
二、车载多媒体通信电子系统的设计与开发车载多媒体通信电子系统的设计与开发需要品牌制造商耗费大量的时间和金钱,具有一定的技术门槛。
招聘汽车电子工程师笔试题与参考答案一、单项选择题(本大题有10小题,每小题2分,共20分)1、以下哪个部件不属于汽车电子控制单元(ECU)的输入信号?A、车速传感器B、发动机转速传感器C、氧传感器D、轮胎气压传感器答案:D解析:轮胎气压传感器通常不属于ECU的输入信号,因为它主要用于监测车辆轮胎的气压状态,而ECU主要负责控制车辆的发动机、传动系统等电子控制系统。
车速传感器、发动机转速传感器和氧传感器则是ECU常见的输入信号,用于获取车辆运行的重要数据。
2、在汽车电子系统中,下列哪种信号通常采用差分信号传输?A、车速信号B、点火信号C、制动信号D、CAN总线信号答案:D解析:CAN(控制器局域网)总线信号通常采用差分信号传输。
差分信号传输具有抗干扰能力强、信号传输距离远等优点,这使得CAN总线成为汽车电子系统中用于高速数据传输的理想选择。
车速信号、点火信号和制动信号通常使用单端信号传输。
3、在汽车电子控制系统中,ECU(电子控制单元)接收传感器信号并根据预设程序做出决策,下列哪个不是ECU常用的输出设备?A. 发动机喷油器B. 点火模块C. 车速表D. 刹车助力泵【答案】C. 车速表【解析】车速表是一个显示车辆行驶速度的仪表,并不是一个由ECU直接控制的输出设备。
ECU主要控制的是发动机管理系统中的组件如喷油器、点火系统等,以及一些安全系统的执行器,如刹车助力泵。
4、在CAN(控制器局域网络)总线通信协议中,错误帧由哪些部分组成?A. 错误标志和错误界定符B. 错误标志和仲裁场C. 错误界定符和CRC序列D. 错误标志和数据场【答案】A. 错误标志和错误界定符【解析】在CAN总线协议中,错误帧包括错误标志(Error Flag)和错误界定符(Error Delimiter)。
当检测到错误时,任何节点都可以发送错误帧来通知网络上的其他节点。
5、以下哪种传感器在汽车电子领域主要用于测量发动机的转速?A. 光电传感器B. 气压传感器C. 温度传感器D. 磁电传感器答案:D解析:磁电传感器(也称为霍尔传感器)在汽车电子领域广泛应用于测量发动机的转速。
汽车电子设计概论—接口篇3(一)C3信号的来源最早什么时候、什么人、为什么向我提及C3信号,已经记不清楚了。
但有关C3信号问题的时间跨度却有10年了,总有人时不时的向我询问C3信号的情况。
还有同我争辩,试图说服我,C3应该是怎么怎么样。
为了这么个C3信号,常常免不了费一番口舌,希望读者看了这篇文章后不要再在C3上纠结了。
那么C3信号到底是个什么东西呢?C3只是一个车速信号而已。
一个车速信号为什么取了个这么个抽象的名字呢?因为它最早来源于VDO车速表的插座C的引脚3,一个普通的车速输出引脚逐渐被人作为信号名字引用了。
那么一个车速表为什么要输出一个车速信号呢?我们知道,车速信号是车上的非常重要的一个信号,很多电器设备都要用到车速信号。
首先车速表要用到车速信号,否则车速怎么指示?其他还有那些地方要用到车速信号呢?(1)发动机,用于车辆限速或巡航定速。
(2)门控制器,门控制器一旦检测到车速大于一定程度后(一般是5km/k),会采取两个动作,一是自动关门(出口欧盟的车普遍要的功能),二是禁止开门。
(3)空气悬架控制器,一般需要车速来自动调节车身的高度,车速一旦起来后(一般设定在15km/h到35km/h),将车身自动降下来,重心低了,车辆更为安全,但在低速时,可以将车身提起来,以避免底盘磕碰障碍物(在回避障碍物时,司机一般都会小心而降低车速的)。
(4)电涡流缓速器,这里简称缓速器(配备自动变速箱的车辆,可能还有液力缓速器,但我们这里所说的缓速器均指电涡流缓速器),缓速器是大型车辆的辅助制动器,它有两个明显优势,一是因为缓速器靠磁力制动,没有因机械接触而带来的磨损,因而寿命长,同时也延长主制动器的寿命;二是适合长距离的连续制动(行驶在山区下坡时),此时可以少用主制动器,长时间使用主制动器,要对其做冷却处理,否则高温下,制动器会失效,导致车毁人亡。
但缓速器耗电非常之大,一般在30A至120A。
缓速器除可以手动控制外,还可以和脚制动联动。
随着汽车工业的不断发展,能源危机以及汽车尾气对大气环境造成的污染日趋严重。
而发动机点火时刻的精确控制在提高汽车整体性能的同时,有效地缓解了这一状况。
与传统的机械调节式点火时刻控制系统相比,基于微控制器的电子式控制系统具有及时性好、精确度高、控制灵活等优点。
为此,从发动机点火控制系统的控制策略出发,设计了一种能提高发动机点火控制精度的新型电子点火控制装置。
1 系统工作原理发动机点火时刻是通过控制点火提前角(即点火时活塞位置到上止点曲轴转过的角度)来实现的。
影响火花塞点火时刻的因素主要有发动机转速、负荷大小、发动机冷却水温度以及发动机缸体爆震等。
整个点火系统硬件电路主要由传感器及信号调理电路、A/D转换器、电控单元、点火电路、电源及火花塞等部分组成。
系统原理框图如图1所示。
各传感器的输出信号经相应调理电路调理、A/D转换器转换后,送入单片机。
单片机依据一定的控制策略、算法对输入信号运算处理,依据运算结果,在合适时刻给出控制信号。
控制信号经驱动电路后,控制点火控制电路工作,通过火花塞最终实现发动机点火。
2 系统硬件设计2.1 传感器及其调理电路主要包括转速传感器、水温传感器、爆震传感器和节气门开度传感器及其相应调理电路。
2.1.1 转速传感器及其调理电路采用光电式转速传感器,其作用是测量发动机转速和曲轴转角位置。
传感器输出信号经调理电路整形、放大后号送入单片机外部计数器T0(P3.4)引脚上,由单片机在一定时间内对其计数便可测量其转速和曲轴位置。
2.1.2 水温传感器及其调理电路采用集成温度传感器MAX6611测量发动机冷却水温度。
单片机依据水温信号对点火提前角作相应调整:当水温低时增大点火提前角,而水温高时减小点火提前角。
传感器输出信号经二极管双向限幅和RC滤波电路调理后接到ADC0809的信道0上。
2.1.3 爆震传感器及其调理电路采用安装在发动机缸体上的压电加速度传感器来测量发动机爆震信号,并依据是否发生爆震而对点火提前角作相应调整。
汽车电子电气架构设计及优化措施1. 引言1.1 研究背景随着汽车电子化的快速发展,汽车电子电气架构设计及优化成为了汽车技术领域的热点问题。
汽车电子电气系统作为汽车的“大脑和神经”,不仅涵盖了车辆的动力传输、操控、安全、舒适等多个方面,还直接关系到汽车的性能、质量、成本和可靠性。
目前,随着汽车功能的不断增多和复杂化,传统的汽车电子电气架构已经难以满足需求,因此需要对汽车电子电气架构进行深入研究和优化。
传统的汽车电子电气架构设计存在诸多问题,如系统结构复杂、通信带宽瓶颈、电磁兼容性难以保证等。
如何设计一种简洁高效的汽车电子电气架构成为了当前汽车工程技术人员亟需解决的问题。
通过研究汽车电子电气架构设计方法和优化措施,可以提高汽车电子系统的性能和可靠性,降低成本,提升用户体验,从而推动汽车行业的发展。
部分的内容结束。
1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨汽车电子电气架构设计及优化措施,以提高汽车性能、安全性和可靠性。
通过对现有电子电气架构设计原则和设计方法的研究,我们旨在发现其中的不足之处,并提出更加科学、合理的设计方案。
通过分析汽车电子电气架构设计的优化措施及案例,我们可以更好地了解该领域的发展趋势,为未来的研究和实践提供指导。
我们希望通过本研究,为汽车电子电气架构设计及优化领域的相关研究提供一定的参考和借鉴,为汽车行业的进步和发展做出贡献。
1.3 研究意义汽车电子电气架构是现代汽车的重要组成部分,它对整车性能、安全性和舒适性都有着重要的影响。
在汽车电子化和智能化的发展趋势下,优化设计和改进汽车电子电气架构已经成为汽车制造商和研发人员面临的重要挑战和任务。
探讨汽车电子电气架构设计及优化措施的研究意义主要体现在以下几个方面:优化汽车电子电气架构设计可以提高汽车系统的整体性能和可靠性,有效降低故障率,提高汽车的安全性和稳定性。
通过合理设计和优化布局,可以减少线路长度和接头数量,降低电磁干扰、电压波动等问题的发生,提高汽车系统的稳定性。
《汽车电子硬件设计》我把目录给整理了一下,并且把一部分以图形的方式画了出来,全部画出来以后可以通过图形化的方式把内容给联系起来,这样对我也是一种直观的整理方式。
对《汽车电子硬件设计》的建议第0章汽车电子和产业概览汽车电子企业和汽车电子产业链汽车电子企业的变化我国的汽车电子产业第1章汽车电子环境1.1 气候与化学环境基本温度实验、模块的外壳防护等级、湿热试验、化学环境和盐雾1.2 机械负荷振动、冲击和跌落1.3 电气负荷过电压与反电压、开路与短路、地偏移和供电的非理想情况1.4 电磁兼容电源传导干扰、静电第2章汽车电子开发流程2.1 质量体系TS16949、八项基本原则2.2 电子产品的开发流程模块的开发流程、V型过程、职责划分、团队构建、Review方法、文件系统、流程化的思考第3章汽车电子硬件设计方法3.1 可靠性预测元器件失效率计算、失效分布、使用的修正和降额设计3.2 最坏情况分析基本介绍、极值分析法、均方根分析、蒙特卡罗分析、PSPICE3.3 DFMEA故障解决方法、DFMEA的基本内容3.4 故障树分析基本介绍、实际应用3.5 潜在路径分析熔丝盒问题、潜在电路的分析3.6 热分析稳态的散热计算、热特性参数、PCB导线设置第4章元器件注意事项4.1 对于元器件的规范要求ROHS、氧化和湿敏4.1 电阻选值、元件工艺、最坏精度、散热分析、防浪涌能力、大封装问题4.2 电容数字电路的噪声、旁路电容和去耦电容、MLCC电容、铝电解电容、钽电容、容值偏差4.3 二极管特性和参数、稳压管的使用、细致的功耗计算4.4 三极管饱和的条件、注意事项4.5 功率MOSFET管开启关闭特性、直接耦合驱动电路三章内容联系第5章汽车电子低压电源设计5.1电源反接保护二极管电路、PMOS管电路、NMOS管电路、继电器、开关控制电路的设计5.2 瞬态抑制静电电容、TVS管的使用、MOV的使用5.3 电压监测迟滞门限和状态图、过压与欠压电路、Bulk电容5.4 低压降稳压器稳压原理、LDO的热分析、电容ESR引起的震荡5.5 静态电流的管理静态电流的限制、静态电流控制策略第6章汽车电子输入与输出接口6.1 输入输出的规范化整理连接器的选型考虑、I/O功能框图6.2 开关输入设计的基础要求开关和线束、输入开关状态分析6.3 低电平和高电平有效电路接口设计约束、电路的正向设计、从外部到内部的验证、从内部到外部的验证、实际微调6.4 模拟输入接口组合开关的电路、电流转换电路6.5 智能功率器件开关的功耗分析、感性负载保护、反接保护、故障诊断电路与波形、模拟诊断的计算6.6 继电器应用继电器参数分析、继电器的各种电压、浪涌电压的抑制、触点保护第7章主控单元与模块设计7.1 单片机的输入输出口IO驱动能力、MCU功耗分析、AD转化误差、内置AD的使用、未使用的引脚7.2 单片机的时钟与复位复位详解、时钟选择、高速CAN的时钟精度第8章电子制图设计8.1 原理图设计原理图绘制要点、BOM的整理和规范8.2 地线策略地线策略设计目标、地线间的连接处理8.3印刷电路板的设计布局规则、走线的规则8.4 DFM设计可制造性的设计要点、可测试性设计8.5印刷电路板的加工过程和工艺第9章汽车电子工程师的成长与杂谈9.1 汽车电子硬件工程师的成长9.2 认识汽车产品质量的重要性9.3 硬件工作内容和重心的转变9.4 在组织中学习和规范化改进9.5 汽车电子领域工程师的工作机会和发展机遇9.6 给毕业生和在校学生的几条建议《汽车电子硬件设计》其实从一个角度而言,整本书都可以不要,但是这个章节确实需要让每一位在汽车电子领域从事硬件设计的工程师去重视。
一个普遍意义上的问题是,当我们了解完需求,把内动定义好,从电路图设计开始到电路图绘制完成,有什么样的一个形式来说明这个设计是可靠的呢?这个问题的提出是在于,如何能够说服自己和说服整个团队,电路的设计是经过精心考虑的,能够在前期的考虑中,就完全考虑了后面可能出现的问题,包括需要通过的设计验证试验、调试中可能出现的问题、装车过程中可能出现的问题和未来潜在的设计更改。
在以上的示意图中,大概归纳出了失效率&寿命估计、故障&原因分析、极端条件下的最坏情况的分析、潜在电路和潜在的模式分析和稳态和暂态的热状态分析这些内容,作为一个模块的强壮性的依据,换句话来说,也就是设计的靠谱程度。
这与在各个方面应用较多的强壮性设计方法,并没有冲突,本质上这块内容可以统统划分到容差分析里头,作为校核电路的内部指标(模块内生性的一些参数)和外部指标(根据系统要求的基本输出参数)。
在汽车中,有着太多的零件,而电子模块往往起着控制的作用,要是它趴下了,一个较小的子系统也就趴下了。
以车身控制器为例,车门、车窗、雨刮、车灯和门禁系统,哪个功能失效了,消费者可是要求索赔的,车商还得Cover经销商的问题,一旦累计到某个程度,还必须召回这些车辆。
所以在要求电子模块里头,质量问题也就成了最基本的要求,设计使用时间和整个模块的故障率都是要求较高的,毕竟没人要求一个MP3或者电风扇使用15年。
以下为目录,我将努力在每个小节的地方写清楚为什么?和之间的相互联系,作为每章理清思路的开始。
在补充以后,有不明白的地方可以提出来。
第3章汽车电子硬件设计方法3.1模块的可靠性预测如前面所说的那样,模块的无故障使用时间是需要工程师进行评估的。
这是从元件的失效率开始计算模块的子功能系统的失效率,最后大致得出整个模块的失效率,这个指标是需要进行控制的。
对于元件失效来说,是需要在实际运行中进行统计得出来的,由于汽车电子的特殊性,它并不具备自己失效数据库(汽车OEM负责调查汽车质量,控制模块仅仅作为一部分,很难单独进行大量的统计)。
不像做军工的可以参考MIL-HDBK-217F2,做通信的可以参考Telcordia Issue或者HRD5。
这项工作需要较多的时间,采取可靠性软件已经把完成简化;在自己需要亲手做的情况下,可以选择元件计数法或应力分析法,前者适用于缺乏足够的时间下得出简要结果,后者是设计到了需要确认的阶段清晰化的结果。
3.1.1 MIL-HDBK-217F美国的军标是一份久经考验的材料,由于其统计的样本较早,IC企业的工艺和可靠性都有着飞速的提升,以它的数值来进行评估,结果是很悲观并且不太切合实际。
因此往往根据这份材料来做一个相对结果,然后根据企业自身的数据对数据进行调整。
仔细看这份材料,里头有着我们使用的所有元件的失效率计算公式,也给出了各个参数所对应的数值,可以根据这些材料手头算算。
3.1.2 元件的失效分布单个元件的损坏,往往会形成不同的结果,这样的不同表现形式的失效也会对模块产生不同的影响。
而我们在分析这些结果的时候,也可以得到这种结果是依照一定的概率进行分布的。
217F并不给出失效的分布,338B则给出了完整的失效分布。
3.1.3 分布的简化事实上,338B给出了太多的失效模式,这使得我们的故障原因和错误树分析会非常复杂,而且我们比较关心一些关键性的失效模式,这样我们就需要对某些分布进行合并和简化。
这个事情是需要公司进行积累的,比较简单的方法是找元器件的提供商给出其分析的数据,往往可以较为简单的达到目的。
3.1.4 降额设计元件的失效率是直接与其各种载荷直接相关的,也就是其标称的值,需要采取一定的降额使用才能达到一个较为理想的结果。
而在算完一遍失效率以后,再去调整每个元件的额度是较为痛苦的,因此这里可以参考GJBZ3593进行一个前置的处理。
然后根据前面的失效率检查,确认结果才进行调整,后续的工作会做得有效些。
3.2 最坏情况分析PS:做这项工作时间最久,也最有感情。
元件的失效往往不一定在稳定的状态下,有时候是在恶劣的环境下,各种载荷和条件集中在一起的时候,使得模块突然超过了其容忍程度。
因此估计在各种最坏条件下,模块中的电路的各种参数和特性是非常有必要的。
这里需要保证,模块的各个主要功能符合规定的范围,实际状态达不到损坏的范围,因此热状态的分析往往是最坏情况分析的一个主要研究对象,这部分内容与热分析有着一定的重叠和交叉。
我们要分析的误差,大概可分为初始偏差、汽车环境变化引起的偏差和退化效应引起的部分。
对于数字电路和模拟电路分别有着需要关注的内容,方法一般有三种,极值法、均方根法和蒙特卡洛。
3.2.1 整合复杂的情况最基础的情况,是需要把每个元件建立起基础的参数文档。
一个最为简单的例子,是将电阻的精度,在各种条件下的最坏值给计算出来,我们看到的精度是正常状态下的。
另外一个重要的事情,是得把电路分析的方法找回来,由于计算过程中需要引入大量的模型,构成的回路较多。
可能需要在节点电压法和网孔电流法的支持下,使用矩阵进行运算。
3.2.2 极值分析法相对而言,这是最悲观和最简单的方法,将所有的输入参数分为上限和下限,就可以得到整个电路的上限和下限。
至于如何选择,则可以用灵敏度和求导方法求取上下限参数组合。
3.2.3 均方根分析相对乐观一点,也把某些坏的情况忽略了,将所有的参数的方差整理出来,得出系统的方差,然后选择覆盖模块的概率范围。
3.2.4 蒙特卡罗分析采用随机抽样的方法是较为简单的,不停的在一个范围内进行随机数代入,得出系统的分布的柱状图,能够精确的知道模块在大量应用的实际情况。
这是必不可少的步骤,在计算中需要一些技巧,我做了一个例子。
3.2.5 PSPICE的应用用软件的方法当然是简单的,但是模型建立也需要费时间,一般作为某些电路分析的必要内容。
我其实推荐大家使用Mathcad,可以做得更为精确,特别是熬过初始的建立的那个阶段。
3.3 FMEA失效模式的影响分析在一个相对复杂的系统中,如果不能从减少潜在故障的角度去考虑问题,将可能收获诸多的问题。
在国际汽车质量要求越来越苛刻的条件下,汽车电子模块中进行失效模式的分析是非常有必要的。
由于这块内容需要更多经验,我曾经做过的东西好像实在是有些差距,这里只是给出了一些基本的参考材料。
3.3.1 找问题这里要说的,是我当初在涉及寻找故障中采取的一些标准化方法。
当初的某个车在路试的时候,转向灯的驱动电路烧毁,光是寻找这个原因就花费了大量的时间,最后找到的原因是门锁驱动抑制感性没做好。
按照当初的看法,如果有一份完整的DFMEA,长时间的无头绪调查和排查型实验毫无价值。
3.3.2 实际内容这部分整理了一些基础的内容,由于没有太多经验,只能尽力写些基础的材料,篇幅不大。
3.4 故障树分析故障树在某些故障的分析过程中,是一种非常好用的工具,在分析某些重大的故障和问题的时候,相对给力。
3.4.1 树形结构篇幅不大,主要介绍一些基础的东西。
3.4.2 实现操作的方法定性和定量的方法里头,定量的需要建立一个事件的数据库,这里花了一些篇幅介绍一块免费软件的操作。