1962年12月出生，漢族，中共黨員，博士（後），南京農業大學工學院車輛工程教研室主任，教授，資深工程師、農業工程一級學科博士生導師、車輛工程碩士點負責人。自1984年以來，一直從事農業工程、車輛地面繫統等方面的研究和教學工作。
（1）科研方面：
先後主持或參加20餘項、省部級課題，在國內外學術刊物發表研究論文100餘篇，20餘篇論文被SCI、EI收錄或引用，專利12件，軟件著作權8件。1項科研成果獲中華農業科技獎的科普獎（等同科技成果二等獎）（2013年），1項科研成果獲國家技術發明二等獎（2004年），1項科研成果獲江蘇省科技進步二等獎（2002年）。獲2014年度江蘇省優秀專業學位碩士論文(100篇)指導老師。
（2）教學方面： 
主編相關教材和譯著42本，參編教材6本，撰寫科普著作95本，其中，2項科普著作獲華東地區二等獎（2002年、2006年），2項著作獲全國高等農業院校優秀教材獎（2008年、2011年），2項著作獲江蘇省精品教材（2009年、2011年）。主講的“汽車拖拉機學”課程分別獲國家精品資源共享課（2013年）、國家精品課程（2010年）和江蘇省精品課程（2010年）。1項教學成

第1章緒論1

1.1電子學與微電子學1

1.2電子與微電子技術在汽車上的應用與發展3

1.2.1汽車電子與微電子技術的主要發展歷程3

1.2.2汽車電子技術的發展過程7

1.2.3微電子技術在汽車上的應用8

1.3汽車電子控制繫統的組成與工作過程18

1.3.1汽車電子控制繫統的組成18

1.3.2汽車電子控制繫統的工作過程19

1.3.3汽車電子控制繫統的特征19

1.4本課程的主要內容20

思考與練習21第2章汽車電子電路基礎22

2.1半導體22

2.1.1半導體的性質22

2.1.2半導體二極管25

2.1.3半導體晶體三極管32

2.2集成運算放大器42

2.2.1集成運算放大器的電路組成與符號42

2.2.2集成運算放大器的線性應用電路43

2.2.3集成運算放大器的非線性應用電路46

2.3數字電路51

2.3.1二進制51

2.3.2常用邏輯門電路52

2.3.3觸發電路60

思考與練習62第3章汽車傳感器64

3.1汽車傳感器的類型與要求64

3.1.1傳感器的基本功能64

3.1.2汽車傳感器的分類64

3.1.3汽車傳感器的性能要求66

3.1.4汽車傳感器的選用原則67

3.1.5汽車傳感器的發展趨勢68

汽車電子控制基礎(第2版)目錄3.2汽車溫度傳感器68

3.2.1溫度傳感器在汽車上的應用68

3.2.2熱敏電阻式溫度傳感器71

3.2.3熱電偶式溫度傳感器77

3.2.4熱電開關80

3.3汽車壓力傳感器82

3.3.1壓力傳感器在汽車上的應用82

3.3.2電阻應變式壓力傳感器84

3.3.3壓電式壓力傳感器90

3.3.4電位器式機油壓力傳感器96

3.4轉速傳感器96

3.4.1磁感應式轉速傳感器的測速原理97

3.4.2霍爾式轉速傳感器100

3.4.3光電式轉速傳感器103

3.4.4磁阻式車速傳感器108

3.4.5多普勒雷達式車速傳感器110

3.4.6橫擺角速度傳感器111

3.5位置傳感器112

3.5.1電位器式位置傳感器113

3.5.2磁感應式位置傳感器117

3.5.3光電式位置傳感器118

3.5.4霍爾式位置傳感器120

3.5.5靜電容量式液面高度傳感器122

3.5.6熱敏電阻式液位傳感器123

3.5.7浮子笛簧開關式液位傳感器124

3.5.8電極式液位傳感器126

3.5.9超聲波距離傳感器127

3.6流量傳感器130

3.6.1體積流量與質量流量130

3.6.2空氣流量傳感器131

3.6.3液體流量傳感器142

3.7加速度傳感器143

3.7.1慣性式加速度傳感器143

3.7.2壓電加速度傳感器145

3.7.3霍爾式加速度傳感器147

3.7.4電容式加速度傳感器148

3.7.5半導體應變片式加速度傳感器149

3.7.6磁應變式爆燃傳感器150

3.7.7差動變壓式減速度傳感器150

3.7.8光電式減速度傳感器151

3.8氣體濃度傳感器152

3.8.1氧傳感器152

3.8.2NOx傳感器158

3.8.3煙塵濃度傳感器159

3.8.4柴油機煙度傳感器160

3.9轉矩傳感器162

3.9.1磁性式轉矩傳感器162

3.9.2光電式轉矩傳感器163

思考與練習163第4章汽車電子164

4.1汽車ECU的功用與組成164

4.1.1汽車ECU的功用164

4.1.2汽車ECU的特點與要求164

4.1.3汽車ECU的種類165

4.1.4汽車ECU的組成165

4.2汽車ECU的輸入接口167

4.2.1汽車ECU輸入接口的作用167

4.2.2模擬信號的輸入與處理167

4.2.3數字信號的輸入與處理175

4.2.4開關信號的輸入與處理178

4.3汽車ECU的單片機180

4.3.1單片機的定義180

4.3.2單片機的發展181

4.3.3單片機的內部結構182

4.3.4單片機的外部結構186

4.3.5單片機的發展趨勢187

4.4汽車ECU的輸出接口188

4.4.1汽車ECU輸出接口的功用188

4.4.2汽車ECU輸出信號的驅動189

4.4.3數字量/模擬量轉換192

4.5汽車ECU失效保護195

思考與練習197第5章汽車執行器198

5.1執行器的功用與類型198

5.1.1執行器的功用198

5.1.2執行器的類型198

5.2直流電機199

5.2.1直流電機的構造199

5.2.2直流電機的工作原理200

5.2.3直流電機的勵磁方式202

5.2.4直流電機的驅動方式203

5.2.5直流電機的調速控制204

5.2.6直流電機在汽車中的應用204

5.3步進電機209

5.3.1步進電機的作用209

5.3.2步進電機的基本結構和原理210

5.3.3反應式步進電機211

5.3.4永磁式步進電機213

5.3.5步進電機在汽車上的應用214

5.4電磁閥217

5.4.1電磁閥的分類218

5.4.2開關型電磁閥218

5.4.3占空比型電磁閥的結構218

5.5繼電器223

5.5.1繼電器的類型223

5.5.2繼電器在汽車上的典型應用226

5.6液壓與氣動執行器229

5.6.1液壓式執行器229

5.6.2氣動式執行器232

思考與練習235第6章控制理論在汽車上的應用236

6.1PID控制236

6.1.1PID的控制原理236

6.1.2數字PID控制算法238

6.1.3PID控制器參數的整定241

6.1.4PID在自動空調控制中的應用243

6.2自適應控制245

6.2.1前饋自適應控制245

6.2.2反饋自適應控制245

6.2.3自適應控制繫統在汽車控制繫統中的應用246

6.3模糊控制248

6.3.1模糊控制的基本原理248

6.3.2模糊控制繫統的組成248

6.3.3模糊控制的工作過程249

6.3.4模糊控制在汽車控制繫統中的應用251

6.4其他控制254

思考與練習257第7章汽車網絡繫統258

7.1汽車網絡的類型與傳輸原理258

7.1.1汽車網絡的特點258

7.1.2汽車網絡的類型258

7.1.3多路傳輸基本原理262

7.1.4汽車網絡的設計要求265

7.2汽車網絡繫統組成265

7.2.1模塊265

7.2.2傳輸介質270

7.2.3數據傳遞終端和網關272

7.2.4通信協議272

7.3汽車網絡多路傳輸數據編碼技術275

7.3.1汽車網絡多路傳輸數據編碼技術的類型275

7.3.2脈寬調節(PWM)編碼技術276

7.3.3曼徹斯特編碼技術279

7.4控制器局域網282

7.4.1CAN的基本特點282

7.4.2CAN協議的網絡結構282

7.4.3CAN協議的信息幀287

7.4.4CAN協議的數據傳遞過程291

7.4.5CAN協議的差動傳遞防干擾技術293

7.4.6CAN協議的數據報告優先權294

思考與練習295參考文獻297

汽車行業是一個高速發展的行業，尤其是電子控制技術發展迅速，與日俱增。自從2011年出版了《汽車電子控制基礎》以後，許多汽車新型電子裝置與設備又誕生了，而且得到廣泛應用。為了適應汽車技術水平，跟蹤該領域的發展動向，原教材急需改版。在教學上，經過多輪實驗教學的應用，許多同仁和學生對本書提出了中懇的建議，編者們通過精品課程的教學實踐與改革，對本教材的內容也有了一些新的認識和看法。因此，為了適應汽車行業的電子控制技術發展和汽車專業人纔培養要求，滿足高等學校對《汽車電子控制基礎》課程改革要求，現推出第2版。第2版主要修訂內容如下：（1） 修改了第1版中的文字和圖形錯誤。（2） 增加了新型汽車傳感器、執行器。（3） 刪減了部分內容。（4） 制作了與本書配套的電子課件。各高等院校汽車類相關專業一般都開設了“汽車電子控制技術”專業課，但此課程涉及電子控制基本原理較少，學生學習時感到困難，不易理解。《汽車電子控制基礎》教材可視為《汽車電子控制技術》的姊妹篇。本書的編寫思想是以電子學、控制理論中的基本原理為出發點，綜合講述汽車電子控制方面的基礎知識，主要包括汽車電子電路基礎、汽車傳感器、汽車電子、汽車執行器、控制理論在汽車上的應用、汽車網絡繫統等知識。本書由南京農業大學魯植雄任主編，南京農業大學鄧曉亭和南京工業大學浦江學院許凌任副主編。其中，第2章和第4章由許凌編寫，第6章和第7章由鄧曉亭編寫，其餘由魯植雄負責編寫。參加本書編寫、校對和文字整理工作的還有張大成、邱威、顧寶興、王海青、韓英、李和、魯楊等。全書由東南大學陳南教授主審。本書是在江蘇省汽車工程學會的支持和關懷下完成的，在此表示誠摯的謝意。本書在編寫過程中，參閱了大量相關圖書和文獻資料，在此向有關文章的作者表示衷心的感謝。為了方便教師授課，編者提供本書的多媒體課件、教學大綱等教學資料，有需要的讀者可致信於編者郵箱: luzx@njau.edu.cn索取。由於編者水平有限，書中難免有錯誤和疏漏之處，懇請廣大讀者批評斧正，並請致信於編者郵箱，編者將認真對待，加以完善。

第3章汽車傳感器作為汽車“感覺器官”的傳感器將各種輸入參量轉換為電信號，這些電信號是調節和控制發動機管理繫統、底盤控制繫統、車身各電子控制繫統、信息通信繫統等所必需的。3.1汽車傳感器的類型與要求[*4/5]3.1.1傳感器的基本功能傳感器是能感受規定的被測量(物理或化學等量，一般為非電量)，並按照一定規律轉換成可用輸出信號(電量)的器件或裝置。或者可以說： 傳感器就是將光、時間、電、溫度、壓力和圖31傳感器基本功能圖氣體等的物理化學量轉換成電信號的變送器。在考慮到干擾輸入Di後，傳感器將物理或化學參量X(大多為非電量)轉換為電量Y。這一轉換過程如圖31所示。傳感器的特性可以用下列方程式表示： X=f(Y,D1,D2,…)如果已知函數f，則該方程式即為傳感器的數學模型。利用該方程式，就可以從輸出信號Y和干擾輸入Di準確地計算出所求的測量參量。3.1.2汽車傳感器的分類1. 按能量關繫分類傳感器按能量關繫分類，可分為主動型和被動型傳感器。汽車上使用的傳感器大多數屬於被動型傳感器，這種被動型傳感器需要外加輸入電源(一般為 5V)，纔能輸出電子信號。例如溫度傳感器，它以改變電阻值的方式向外輸出電信號，但信號的輸出需要測試回路提供電源。電源的輸出能量要受測試對像輸出信號所控制。采用電阻、電感、電容及應變效應、磁阻效應、熱阻效應制成的傳感器都屬於被動型傳感器。主動型傳感器是指傳感器本身在吸收了能量(光能和熱能)經變換後再輸出電能。例如，太陽能電池和熱電偶輸出的電能分別來源於傳感器吸收的光能和熱能。因此主動型傳感器不需要外加電源，它本身是一個能量變換器。例如，用壓電效應、磁致伸縮效應、熱電效應、光電效應等制成的傳感器都屬於主動型傳感器。2. 按信號轉換分類按信號轉換關繫分類，可分為： 由一種非電量轉換成另一種非電量的傳感器，如彈性敏感傳感器；由非電量轉換成電量的傳感器，如熱電偶溫度傳感器、壓電式加速度傳感器等。3. 按輸入量分類按輸入量分類即按被測量分類，可分位移、速度、加速度、角位移、角速度、力、力矩、壓力、真空度、溫度、電流、氣體成分、濃度傳感器等。4. 按傳感器的工作原理分類按傳感器的工作原理分類，有電阻式、電容式、應變式、電感式、光電式、光敏式、壓電式、熱電式傳感器等。汽車電子控制基礎(第2版)第3章汽車傳感器5. 按輸出信號分類按傳感器輸出信號分類，有模擬式和數字式傳感器兩種。一般來說，電壓、電流、阻抗等都是模擬信號。例如，用直流電壓信號來傳遞一個“量”時，隻要把“量”的值變化成直流電壓就可以了。電壓低時傳遞的“量”比較小，電壓高時傳遞的“量”比較大，即用電信號的變化來傳遞“量”的變化情況。所謂“數字信號”，就是表示量的符號，汽車電子控制繫統中一般用二進制數表示數字信號。與連續的模擬量不同，數字式傳感器的輸出是離散的數值或符號，與此對應的有通、斷(ON/OFF)型傳感器。圖32所示為電壓型、頻率型和脈衝寬度型信號輸出形式的示意圖。圖32傳感器輸出形式示例（a） 電壓U、頻率f； （b） 電壓U、脈寬Tp6. 按使用功能分類汽車各種傳感器按其使用功能又可分為兩類，一類是使駕駛員了解汽車各部分狀態的傳感器，另一類是用於控制汽車運行的傳感器，汽車傳感器的種類如表31和圖33所示。表31汽車傳感器的種類種類檢測量或檢測對像溫度傳感器冷卻液溫度、排出氣體(催化劑)溫度、進氣溫度、機油溫度、自動變速器油溫、車內外空氣溫度、燃油溫度、蓄電池溫度、蒸發器出口溫度壓力傳感器進氣歧管壓力、大氣壓力、燃燒壓力、發動機機油壓力、自動變速器油壓、制動油壓、輪胎氣壓、制冷劑壓力  轉速傳感器曲軸轉速、車輪輪速、凸輪軸轉速、變速器輸入軸轉速、變速器輸出軸轉速、壓縮機轉速加速度傳感器橫向加速度、縱向加速度、爆燃、踫撞流量傳感器吸入空氣量、燃料流量、廢氣再循環量、二次空氣量、制冷劑流量、雨量續表種類檢測量或檢測對像液量傳感器燃油、冷卻液、電解液、洗窗液、機油、制動液位移與方位傳感器節氣門開度、廢氣再循環閥開度、車身高度(懸架、位移)、轉向盤轉角、加速踏板開度、行駛距離、行駛方位、GPS全球定位氣體濃度傳感器氧氣、二氧化碳、NOx、HC、柴油溫度其他傳感器轉矩、燃料成分、溫度、玻璃結露、鋻別飲酒、睡眠狀態、電池電壓、蓄電池容量、燈泡斷線、荷重、風量、日照、光照等圖33汽車上的各種傳感器3.1.3汽車傳感器的性能要求汽車傳感器的性能指標包括精度指標、響應性、可靠性、耐久性、結構緊湊性、適應性、輸出電平和制造成本等。汽車傳感器性能要求如下： （1） 有較好的環境適應性。汽車工作環境溫度為-40～80℃，在各種道路條件下運行，特別是發動機承受著巨大的熱負荷、熱衝擊、振動等，因此要求傳感器能適應溫度、濕度、衝擊、振動、腐蝕及油液污染等惡劣工作環境。（2） 有較高的工作穩定性及可靠性。（3） 再現性好。即使傳感器線性特性不良，通過ECU也應可以進行修正。（4） 具有批量生產和通用性。由於汽車工業的發展，要求傳感器應具有批量生產的可能性。一種傳感器可用於多種控制，如把速度信號微分，可得到加速度信號等，所以傳感器應具有通用性。（5） 要求小型化，便於安裝使用，檢測識別方便。（6） 應符合有關標準要求。

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