Vorwort	5
	Inhaltsverzeichnis	7
	1 Grundlagen der Schaltungstechnik fdr Kfz-Elektronik, Einleitung	13
	2 Elektronische Systeme in Kraftfahrzeugen	16
	2.1 Elektronische Systeme im Motorraum	16
	2.2 Elektronische Systeme innerhalb der Fahrgastzelle	17
	2.3 Infotainment-Systeme	17
	2.4 Weitere Systeme	18
	2.5 Kommunikation mit externen Systemen außerhalb des Fahrzeuges (Telematik)	19
	2.5.1 Telematik-Infotainment-/Büro-Bereich	20
	2.5.2 Telematik-Navigationsbereich	20
	2.5.3 Telematik-Fahrsituationsbereich	21
	2.5.4 Telematik-Servicebereich	21
	2.5.5 Telematik-Inkasso-Bereich	22
	3 Umgebungsanforderungen im Kraftfahrzeug und die Auswirkungen auf die Elektronik	23
	3.1 Allgemeine Bemerkungen	23
	3.2 Definition von Umwelteinfldssen für Kraftfahrzeugelektronik	25
	3.3 Elektrische Anforderungen, Lastsituationen	28
	3.3.1 Allgemeines	28
	3.3.2 Betrieb an einer Gleichspannung	28
	3.3.3 Betrieb bei Überspannung	30
	3.3.4 Start mit erhöhter Spannung (Jump Start, nur 12-V-Systeme)	30
	3.3.5 Überlagerte Schwingung (Voltage Ripple Test)	30
	3.3.6 Langsamer Spannungseinbruch bzw. Spannungsanstieg	32
	3.3.7 Spannungseinbruch	32
	3.3.8 Verpolung	34
	3.3.9 Offene Last	36
	3.3.10 Kurzschluss	36
	3.3.11 Lastprüfung	37
	3.3.12 Schleichender Kurzschluss	38
	4 Elektromagnetische Verträglichkeit in der Kfz-Elektronik	39
	4.1 Allgemeines zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMC)	39
	4.2 EMC-Anforderungen an die Kraftfahrzeugelektronik	42
	4.2.1 Leitungsgebundene Störaussendung im Zeitbereich	43
	4.2.2 Leitungsgebundene Störfestigkeit im Zeitbereich	51
	4.2.3 Allgemeine Betrachtung für die Anforderungen im Frequenzbereich	51
	4.2.4 Störaussendungen im Frequenzbereich	52
	4.2.5 Störfestigkeit im Frequenzbereich	55
	4.3 Elektrostatische Entladung (ESD)	56
	4.4 EMC-Prüfeinrichtungen in der Kraftfahrzeugtechnik	58
	4.4.1 Überprdfung leitungsgebundener Störimpulse im Zeitbereich	59
	4.4.2 ESD-Prdfeinrichtung	61
	4.4.3 Überprüfung gestrahlter Störaussendungen/Störfestigkeit	62
	4.4.4 Überprüfung leitungsgebundener Störabstrahlung/Störfestigkeit (Strom-Einkopplungszange)	68
	4.5 Verhalten von Bauelementen unter EMC-Einfluss	69
	4.5.1 Energiereiche Störimpulse auf Leitungen	69
	4.5.2 Gestrahlte Störeinflüsse	71
	4.6 Verbesserung des EMC-Verhaltens in einer Kfz-Elektronik	72
	5 Weitergehende Anforderungen an Kraftfahrzeugelektronik	75
	5.1 Mechanische Anforderungen	75
	5.1.1 Mechanische Schwingung	75
	5.1.2 Mechanischer Stoß	77
	5.1.3 Freier Fall	77
	5.2 Klimatische Anforderungen	77
	5.2.1 Temperatur-Wechselprüfung	77
	5.2.2 Temperatur-Schockprüfung	79
	5.2.3 Klima	80
	5.2.4 Salznebel-Prüfung	81
	5.2.5 Dichtigkeit gegen Wasser und Staub	82
	5.3 Chemische Anforderungen	84
	6 Grundlegende Methoden, Berechnungen und Sichtweisen für die Entwicklung von Kraftfahrzeugelektronik	85
	6.1 Entwicklungsphasen	85
	6.2 Musterphasen	87
	6.3 Schritte für die Entwicklung einer Kraftfahrzeugelektronik	88
	6.3.1 Strukturierung nach der Top-Down-Methode	88
	6.3.2 Schnittstellendefinition im Hardwarebereich	89
	6.3.3 Entwicklung einer Schaltung	91
	6.3.4 Anwendung von Simulationswerkzeugen	92
	6.3.5 Worst-Case-Rechnung	92
	7 Modularisierung und Realisation von Kraftfahrzeugelektronik	101
	7.1 Grundsätzlicher Aufbau der Kraftfahrzeugelektronik	101
	7.2 Stromversorgung	103
	7.2.1 Standard-Spannungsregler	104
	7.2.2 Ersatzschaltbild unter HF-Gesichtspunkten	104
	7.2.3 Spannungsregler für den Kraftfahrzeugeinsatz	106
	7.2.4 Beispiel einer kraftfahrzeugtauglichen Spannungsversorgung	108
	7.3 Funktionserzeugung	110
	7.3.1 Fest verdrahtete Logik (diskrete Hardware)	111
	7.3.2 Verwendung eines applikationsspezifischen integrierten Schaltkreises (ASIC, integrierte Hardware)	111
	7.3.3 Verwendung eines programmierbaren Steuerwerkes (Firmware)	113
	7.3.4 Verwendung eines Mikrocontrollers ( l C, Software)	114
	7.4 Sensorik	114
	7.4.1 Digitaler Eingang mit Verbindung zur Betriebsspannung	116
	7.4.2 Digitaler Eingang ohne Verbindung zur Betriebsspannung	120
	7.4.3 Analoger Eingang mit Verbindung zur Betriebsspannung	121
	7.4.4 Analoger Eingang ohne Verbindung zur Betriebsspannung	123
	7.5 Aktuatorik	125
	7.5.1 Leistungsklassen	125
	7.5.2 Realisation	126
	7.5.3 Ansteuerung der Aktuatorik	126
	7.5.4 Grundfunktionen	127
	7.5.5 Analoge Leistungsregelung: Pulsweiten-Modulation (PWM)	128
	7.5.6 Erzeugung der Diagnoseinformationen	133
	7.5.7 Dynamische AbschaltvorgTnge der Aktuatorik	136
	7.5.8 Laststufen zur Ansteuerung der Aktuatorik, Low-Side-Schalter	140
	7.5.9 Laststufen zur Ansteuerung der Aktuatorik, High-Side-Schalter	144
	7.6 Kommunikation und Diagnose	153
	7.6.1 Diagnoseschnittstelle	154
	7.6.2 Kommunikation mit anderen Systemen innerhalb des Fahrzeuge	161
	7.7 Schnittstelle zur Anzeige (Funktionsblock 6)	169
	7.7.1 Ansteuerung einzelner Anzeigeelemente	169
	7.7.2 Anschluss von Displays	171
	8 Mikrocontroller in der Kraftfahrzeugelektronik	173
	8.1 Mikrocontroller, Hardware (Funktionsblock 2)	174
	8.1.1 Grundstruktur eines Mikrocontrollers	174
	8.1.2 Verwendung eines Mikrocontrollers (Prinzip)	176
	8.1.3 Startphase eines Mikrocontrollers	178
	8.2 Mikrocontroller, grundlegende Nberlegungen zur Software	180
	8.2.1 Dynamische Softwaregrundstruktur	180
	8.2.2 Erzeugung eines Watch-Dog-Signals	182
	8.2.3 Verarbeitung digitaler Signale	185
	8.2.4 Verarbeitung analoger Signale	188
	8.2.5 Betriebssysteme für Mikrocontroller	190
	8.3 Entwicklungswerkzeuge	192
	8.3.1 Ausführungsformen eines Mikrocontrollers	192
	8.3.2 Assembler/Compiler/IDE	194
	8.3.3 Überprdfung eines Mikrocontroller-Programms durch Einsatz eines Softwaresimulators	196
	8.3.4 In-Circuit-Emulator unter Verwendung des Original-Mikrocontrollers	197
	8.3.5 In-Circuit-Emulator unter Verwendung eines Bond-Out-Chips	199
	8.3.6 Kombinationsmethoden (Hardware in The Loop)	200
	8.4 Einbindung eines Mikrocontrollers in eine EMC-kritische Umgebung	202
	8.4.1 Hauptoszillator	203
	8.4.2 Versorgungsleitungen	204
	8.4.3 Ein-/Ausgangsleitungen	205
	8.4.4 Verwendung externer Speicher	205
	8.4.5 Layout	206
	9 Spezialthemen der Kfz-Hardwareentwicklung	209
	9.1 Verpolschutz	209
	9.1.1 Die Verpolschutzdiode	209
	9.1.2 Verpolschutz durch Abschmelzen einer Sicherung	210
	9.1.3 Inverser Betrieb eines N-Kanal-MOS-Power-Transistors	211
	9.1.4 Verpolung bei einem N-Kanal-MOS-Power-Transistor	214
	9.1.5 Verpolschutz durch einen invers betriebenen N-Kanal-MOS-Power-Transistor	216
	9.1.6 Verpolschutzrelais	219
	9.2 Grundsätzlicher Einfluss der nicht elektrischen Umgebungsbedingungen auf die Elektronik	222
	9.2.1 Temperatur	222
	9.2.2 Feuchtigkeit und Staub	225
	9.2.3 Mechanische Einflüsse	226
	9.3 End-Of-Line-(EOL)-Programmierung	226
	9.3.1 Verschiedene Abgleichverfahren	227
	9.3.2 Prinzip der End-Of-Line-Programmierung	228
	9.3.3 Beispiel fdr den Abgleich eines analogen Einganges eines Mikrocontrollers	228
	9.3.4 Korrektur des Temperaturverhaltens einer Kraftfahrzeugelektronik	231
	9.4 Informationsgehalte der Datenblätter elektronischer Bauelemente	232
	9.4.1 Deckblatt	232
	9.4.2 Typenaufschlüsselung	232
	9.4.3 Elektrische Daten	232
	9.4.4 Mechanische Daten	233
	9.4.5 Statistische Angaben	233
	9.4.6 Logistik	233
	9.4.7 Absolute Maximal-Werte (Absolut MaximumRatings)	233
	9.4.8 Elektrische Eigenschaften (Electrical Characteristics)	234
	9.5 Einige statistische Begriffe	235
	9.5.1 Maßzahlen	235
	9.5.2 Ausfallraten dber die Lebensdauer eines elektronischen Systems	237
	9.6 Serienbegleitende Prüfungen	238
	9.6.1 In-Circuit-Test (ICT)	238
	9.6.2 Endkontrolle bzw. Endprüfung	238
	9.6.3 Stichprobe	239
	9.6.4 Run-In	239
	9.6.5 Burn-In	240
	9.6.6 Serienbegleitende Requalifikation	240
	10 Tabellen und Übersichten	242
	10.1 Beispielhafter Entwicklungs-Ablaufplan fdr eine Komponente (Kraftfahrzeugelektronik)	242
	10.2 Musterphasen (Beispiel)	244
	10.3 IP-Code-Bestandteile nach DIN 40050-9	245
	10.4 Widerstandsreihen	247
	10.5 Wichtige Klemmenbezeichnungen (Auszug aus DIN 72 552)	249
	10.6 Elektronische Bauteileabkürzungen	252
	10.7 ISO 7637, Schärfegrade, Übersicht	253
	Literaturverzeichnis	254
	Verweise auf Normen	255
	Verwendete Fachbegriffe	257
	Sachwortverzeichnis	260
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