Advanced Microsystems for Automotive Applications 2008 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Valldorf, Ja1/4rgen 编

出品人:

页数:324

译者:

出版时间:

价格:$ 213.57

装帧:

isbn号码:9783540779797

丛书系列:

图书标签:

Automotive Electronics
Microsystems
Sensors
Actuators
Control Systems
Embedded Systems
Automotive Engineering
MEMS
2008
Technology

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具体描述

With the total number of vehicles steadily increasing and soon approaching one billion, the world is facing serious challenges in terms of both safety of road transport and sustainability. Consequently the two major persistent issues for the automotive industry are improved safety and reduced emissions. The integration of complex microsystems with enhanced intelligence, so-called smart systems has enabled an increase of efficiency of the previously a dumba (TM) internal combustion engine by on average 1% annually during the last 20 years. In the future, smart systems may help to leverage novel powertrain concepts towards the zero emissions vehicle. Particularly for electric vehicles, anticipatory power management and efficient driving assistance by smart systems will be needed to overcome the range limitations. Adaptive systems predicting the energy demand for a chosen route will help the driver to increase energy efficiency. Networked devices for car-to-car communication could help to avoid the waste of energy due to unnecessary braking and accelerating. Intelligent systems for tire monitoring and control deserve special attention since insufficient tire pressure accounts for more than 3% of the efficiency losses in the car. Future electrical in-wheel motors require new miniaturised functionalities enabled by advanced micro- and smart systems. The conference book in hand is a showroom of activities, the AMAA has been known for during the last 12 years: advanced sensors even including one based on the giant magneto resistance (GMR) effect a " a finding for which two European physicists were awarded the Nobel prize, recently a " several camera and radar systems making road traffic safer by assisting the driver in recognizing pedestrians and obstacles, and human-machine interfaces based on the recognition of hand gestures - a striking example of how smart systems will further enhance the usability of vehicles and the comfort of driving. Additional information is available on www.amaa.de

汽车电子前沿技术：微系统集成与创新应用（2009-2012）本书聚焦于2009年至2012年间，汽车电子领域由微系统技术（MEMS/NEMS）驱动的关键进展与系统级创新，全面涵盖了传感器、执行器、先进控制算法以及信息娱乐系统集成等多个维度。本书汇集了该时期内最具影响力的学术研究、行业突破性专利以及工程实践案例，旨在为汽车电子工程师、系统设计师以及相关领域的研究人员提供一个深入了解技术演进脉络的专业参考。第一部分：传感器技术与环境感知系统升级本部分深入探讨了在2009至2012年间，为实现更高级别驾驶辅助系统（ADAS）和提升车辆安全性而开发的下一代汽车传感器技术。 1.1 惯性测量单元（IMU）的精度飞跃与融合算法：重点分析了高精度微机械陀螺仪和加速度计在车身姿态控制（ESC/ESP）和主动悬架系统中的应用深化。讨论了 MEMS 陀螺仪零偏稳定性的改进方法，以及在不同温度和振动环境下如何通过先进的卡尔曼滤波（Extended/Unscented Kalman Filters）实现多传感器数据的高效、低延迟融合，以提供精确的航位推算。 1.2 毫米波雷达（Radar）系统的架构演进：详述了从传统的超宽带（UWB）雷达向高分辨率调频连续波（FMCW）雷达过渡的关键技术。重点剖析了 24 GHz 和 77 GHz 频段的系统设计考量，包括如何通过增加天线阵元（MIMO 结构初步应用）来提升角分辨率，并探讨了目标分类算法（基于点云处理的初步尝试）在障碍物检测中的实际效果。 1.3 新型光学传感器的崛起：详细介绍了 Lidar 技术在这一时期的工程化尝试。对比了基于固态激光雷达和机械旋转式 Lidar 在成本、可靠性及扫描范围上的优劣。此外，还分析了用于远距离照明和近距离高动态范围（HDR）成像的 CMOS 图像传感器技术在夜视系统和交通标志识别中的性能提升。第二部分：动力总成电子与能源管理创新该时期正值全球汽车工业对燃油效率和电动化转型需求激增，本部分侧重于微系统如何在提高动力总成效率和管理高压电池方面发挥作用。 2.1 高性能功率电子驱动器：探讨了 SiC（碳化硅）和 GaN（氮化镓）等宽禁带半导体器件在逆变器和 DC-DC 转换器中的初步应用研究。分析了这些新材料如何帮助设计更小尺寸、更高开关频率的功率模块，从而减小体积并提高电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）的能量转换效率。 2.2 电池管理系统（BMS）的精细化：重点阐述了用于高压锂离子电池组的精确电压、电流和温度采集技术。讨论了如何利用高精度 Sigma-Delta ADC 配合电隔离技术，实现电池单体层面的实时健康状态（SoH）和剩余电量（SoC）的准确估算，以及数据通信协议（如 LIN/CAN 接口的优化）在分布式 BMS 架构中的可靠性保障。 2.3 燃料电池系统控制优化：对于燃料电池汽车，本章分析了微型泵、阀门及气体流量传感器在精确控制空气和氢气供应方面的作用，以确保电堆在不同负载下的稳定运行和寿命延长。第三部分：车辆网络架构与功能安全（ISO 26262 影响）随着电子控制单元（ECU）数量的激增，网络通信的可靠性和功能安全标准成为设计的核心挑战。 3.1 CAN/FlexRay/Ethernet 的协同应用：分析了 2010 年前后，汽车网络架构如何从单一的 CAN 骨干网向分层网络演进。详细介绍了 FlexRay 协议在实时性要求极高的底盘控制系统中的部署策略，以及面向车载诊断和信息娱乐的高速以太网（Automotive Ethernet）的初步概念验证和标准讨论。 3.2 硬件安全机制与故障容错设计：深入探讨了为满足 ISO 26262 标准对 ASIL 等级（特别是 D 级）的要求，在微控制器和传感器接口层面上实施的冗余设计和软件看门狗机制。分析了硬件锁步（Lock-step）CPU 结构在关键安全路径中的应用。 3.3 低功耗与电磁兼容性（EMC）设计：讨论了如何在集成更多功能的同时，管理功耗和电磁干扰。涵盖了电源管理 IC（PMIC）的设计技巧，以及通过优化 PCB 布局和封装技术来提高系统对外部干扰的抗扰度。第四部分：人机交互（HMI）与信息娱乐系统的集成本部分关注用户体验的提升，以及如何将更复杂的计算能力集成到驾驶舱内。 4.1 多点触控与手势识别的工程实现：考察了电容式触摸屏技术在恶劣环境（如戴手套操作）下的可靠性改进。分析了 3D 飞行时间（ToF）传感器在非接触式手势识别领域的应用，以及如何将这些数据流平滑地整合到车载操作系统中。 4.2 嵌入式语音处理与噪声抑制：详细介绍了用于车载环境的高级声学回声消除（AEC）和波束成形麦克风阵列技术。重点分析了 DSP 芯片或专用 ASIC 在实现低延迟、高保真语音命令识别中的计算优化。 4.3 高性能计算平台对图形渲染的要求：讨论了 GPU 和 SoC 架构在处理高分辨率地图渲染、增强现实（AR）抬头显示（HUD）以及多屏信息显示的计算需求，以及相应的散热和电源管理挑战。本书通过对这些具体技术领域深入的剖析和实例展示，构建了一个完整的汽车电子技术演进图谱，为理解当前乃至未来汽车电子系统的复杂性与集成趋势提供了坚实的基础。