E-Book, Deutsch, 346 Seiten, eBook
Reihe: ATZ/MTZ-Fachbuch
Borgeest Elektronik in der Fahrzeugtechnik
2008
ISBN: 978-3-8348-9459-5
Verlag: Vieweg & Teubner
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Hardware, Software, Systeme und Projektmanagement
E-Book, Deutsch, 346 Seiten, eBook
Reihe: ATZ/MTZ-Fachbuch
ISBN: 978-3-8348-9459-5
Verlag: Vieweg & Teubner
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Heutige Fahrzeuge erreichen durch den intensiven Einsatz elektronischer Systeme bisher ungeahnte Standards bei den Emissionen (z.B. elektronische Motorsteuerung), der Sicherheit (z.B. ESP) und dem Komfort (z.B. Navigationssysteme). Gleichzeitig führt der intensive Elektronikeinsatz aber auch zu neuen Problemen, z.B. bei der Zuverlässigkeit und im Service.
Das Buch vermittelt die Grundlagen, um zu verstehen, wie sich die Elektronik im Kfz von anderen elektronischen Geräten und Systemen unterscheidet. Gleichzeitig wird an Beispielen die Komplexität realer Systeme im Fahrzeug vorgeführt und gezeigt, welche Anwendungen durch die Elektronik erst möglich werden. Die hohen Anforderungen an die Sicherheit und die Zuverlässigkeit prägen in Verbindung mit branchenüblichen Abläufen das Vorgehen bei der Entwicklung, das ein in diesem Bereich tätiger Ingenieur verstehen muss.
Prof. Dr.-Ing. Kai Borgeest leitet das Labor für Fahrzeugmechatronik an der Hochschule Aschaffenburg.
Zielgruppe
Research
Autoren/Hrsg.
Weitere Infos & Material
1;Vorwort;6
2;Inhaltsverzeichnis;8
3;1 Einleitung;12
4;2 Bordelektrik;14
4.1;2.1 Bordnetz;14
4.2;2.2 Energiespeicher;20
4.3;2.3 Mehrspannungs-Bordnetz;27
4.4;2.4 Generatoren;29
4.5;2.5 Energiemanagement;31
4.6;2.6 Starter;33
4.7;2.7 Starter-Generatoren;34
4.8;2.8 Hybridfahrzeuge;35
5;3 Beispiel Elektronische Dieselsteuerung (EDC);38
5.1;3.1 Aufgaben;39
5.2;3.2 Einspritzung;39
5.3;3.3 Drehzahlregelung;52
5.4;3.4 Regelung des Luftsystems;53
5.5;3.5 Abgasnachbehandlung;59
5.6;3.6 Thermomanagement;62
6;4 Bussysteme;64
6.1;4.1 Zuordnung von Funktionen zu Geräten;64
6.2;4.2 Kfz-Elektronik als LAN;66
6.3;4.3 CAN-Bus;69
6.4;4.4 Weitere Bussysteme;86
6.5;4.5 Praktisches Vorgehen;93
7;5 Hardware;96
7.1;5.1 Steuergeräteschaltungen;96
7.2;5.2 Elektromagnetische Verträglichkeit;127
7.3;5.3 Mechanische Anforderungen;143
7.4;5.4 Thermische Anforderungen;144
7.5;5.5 Chemische Anforderungen und Dichtigkeit;149
7.6;5.6 Anforderungen an den Umweltschutz;150
7.7;5.7 Aufbau- und Verbindungstechnik;151
8;6 Software;154
8.1;6.1 Architektur der Steuergeräte-Software;154
8.2;6.2 Echtzeit-Betriebssysteme;157
8.3;6.3 Steuer- und regelungstechnische Funktionen der Software;165
8.4;6.4 Diagnosefunktionen der Software;176
8.5;6.5 Entwicklung der Anwendungs-Software;191
9;7 Projekte, Prozesse und Produkte;210
9.1;7.1 Besonderheiten der Kfz-Branche;210
9.2;7.2 Stufen der Elektronik-Entwicklung;212
9.3;7.3 Projekte und Prozesse;214
9.4;7.4 Projekte in der Praxis;216
9.5;7.5 Projektphasen;217
9.6;7.5 Serienbetreuung;240
9.7;7.6 Product Lifecycle Management;243
9.8;7.7 Qualität;244
10;8 Sicherheit und Zuverlässigkeit;256
10.1;8.1 Ausfälle elektronischer Systeme;257
10.2;8.2 Ausfälle von Software;264
10.3;8.3 Methoden zur Analyse von Sicherheit und Zuverlässigkeit;265
10.4;8.4 Verbesserungsmaßnahmen;270
11;9 Anwendungen;275
11.1;9.1 Funktionsentwicklung am Beispiel Klimaregelung;275
11.2;9.2 Systeme im Antriebsstrang;280
11.3;9.3 Systeme für die Fahrdynamik und die aktive Sicherheit;285
11.4;9.4 Systeme für die passive Sicherheit;296
11.5;9.5 Fahrerassistenz- und Informationssysteme;298
11.6;9.6 Mensch-Maschine-Schnittstelle;307
11.7;9.7 Komfortsysteme;310
11.8;9.8 Unterhaltungselektronik;311
11.9;9.9 Diebstahlschutz;312
12;10 Selbstbau und Tuning;314
13;11 Zukunftstechnologien im Fahrzeug;316
13.1;11.1 Adaptronik;316
13.2;11.2 Nanotechnologie;318
13.3;11.3 Photonik;318
13.4;11.4 Weitere Zukunftsentwicklungen;319
14;A Abkürzungen;320
15;B Symbole in Formeln und Naturkonstanten;326
16;C Literaturverzeichnis;328
17;Sachwortverzeichnis;344
Bordelektrik.- Beispiel Elektronische Dieselsteuerung (EDC).- Bussysteme.- Hardware.- Software.- Projekte, Prozesse und Produkte.- Sicherheit und Zuverlässigkeit.- Anwendungen.- Selbstbau und Tuning.- Zukunftstechnologien im Fahrzeug.
10 Selbstbau und Tuning (S. 303-304)
Für den Bastler wäre es sicher eine interessante Vorstellung, sich die Elektronik seines Fahrzeugs selber zu bauen oder auch nur zu verändern. Dieser Versuchung sind jedoch rechtliche, technische und auch Sicherheits-Grenzen gesetzt. Jedes im Straßenverkehr zugelassene Fahrzeug besitzt eine allgemeine Betriebserlaubnis gemäß [StVZO] §20, die dem Hersteller für den jeweiligen Fahrzeugtyp erteilt wurde. Durch Umbauten erlischt die Betriebserlaubnis und damit auch die Zulassung. Dies gilt keineswegs nur für Eingriffe in den Antrieb oder in Sicherheitssysteme, sondern auch für manch „harmlose" Bastelei, z. B. in Form von Lichteffekten, die den Fahrer oder andere Verkehrsteilnehmer ablenken können.
Das Führen eines nicht zugelassenen Fahrzeugs im öffentlichen Straßenverkehr ist nicht nur eine Ordnungswidrigkeit, sondern eine Straftat. Nach einem Umbau ist nach [StVZO] §21 eine Betriebserlaubnis für Einzelfahrzeuge zu beantragen. Diese ist gemessen an den Kosten, die bei der Anmeldung eines Serienfahrzeugs entstehen, teuer. Wer in Sicherheits- und Fahrdynamik-Systeme eingreift, sollte sehr genau wissen was er tut. Das System sollte so intensiv erprobt werden wie ein Serienprodukt.
Da dem durchschnittlichen Bastler nicht die Simulationssysteme und Teststrecken der Fahrzeughersteller und Zulieferer zur Verfügung stehen, sollte im Interesse der eigenen Sicherheit und der Sicherheit anderer von Basteleien in diesem Bereich abgesehen werden. Daneben wird der Bastler im Fahrzeug aber technisch sehr schnell an seine Grenzen stoßen. Während Serienprodukte von Teams aus Experten unterschiedlichster Richtung mit einem Aufwand von mehreren Mannjahren in entsprechend ausgestatteten Laboren entwickelt werden, muss der Selbstbauer Erfahrung in Leistungselektronik, elektromagnetischer Verträglichkeit, Mikrocontrollerprogrammierung und Fahrzeugtechnik nebst entsprechender Laborausrüstung mitbringen.
Diese Liste lässt sich in vielen Fällen noch verlängern. Selbst in Entwicklungsabteilungen wird der Tatendrang nicht selten z. B. durch eine störrische Wegfahrsperre aufgehalten, für die dann meist aus gutem Grunde keine Dokumentation erhältlich ist. Das alles heißt aber nicht zwangsläufig, dass Fahrzeuge für Selbstbauer oder gar Selbst- Entwickler eine Tabuzone sind. So sind einige Basteleien im Komfortbereich durchaus möglich und auch gegen einen selbst gebauten Drehzahlmesser ist nichts einzuwenden. Ein besonders dankbares Tätigkeitsfeld, zu dem vereinzelt auch in Elektronikzeitschriften und in der Hobby-Literatur Bauanleitungen veröffentlicht werden, ist die Test- und Diagnose-Elektronik [Elekto05, Elekto06, Elekto07, Schäff07].
Selbst Eingriffe in den Antriebsstrang sind möglich. Ein Beispiel ist der Einbau selbstgebauter Zündanlagen [Clarke05]. Damit diese ohne rechtliche Konsequenzen und ohne nachteilige Folgen für die Umwelt bleiben, sind Abgasmessungen auf einem Rollenprüfstand sowie eventuelle technische Gutachten zur OBD (Kapitel 6) erforderlich, um die Betriebserlaubnis für Einzelfahrzeuge zu bekommen. Wie sich Umbauten auf die Lebensdauer auswirken, weiß man eventuell nach einem frühzeitigen Motorschaden. Damit wird der Eingriff zwar sehr kostspielig, aber legal. Da Eingriffe in den Antriebsstrang auch technische Erfahrung und die entsprechende Ausrüstung erfordern, bieten zahlreiche Tuner Leistungssteigerungen als Dienstleistung an. Seriöse Tuner kümmern sich auch um sämtliche rechtliche Belange und man bekommt gegen einen entsprechenden Preis wieder ein zugelassenes Fahrzeug.
