【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电子控制器和用于监控电子控制器的至少一个钎焊连接部的方法。
技术介绍
1、近几十年来，由于现代技术趋势如驱动系的功能扩展、自动化、电气化或网络化和高度自动化的驾驶，电子控制器(电子控制单元；ecu)对于在移动领域，例如在制动系统中，作为马达控制器或在转向系统中的部件的使用强烈地增加。
2、基于微芯片的电子处理器部件或集成电路(专用集成电路；asic)在此是控制器的中央部分，所述微芯片通常作为所谓的球栅阵列(bga)或qfn封装(四方扁平无导线；qfn)的形式安装。结构元件与电路板的点接触通过半球形或矩形的钎焊部位实现，该钎焊部位在回流钎焊过程中被钎焊在电路板上。根据处理器的计算性能，bga封装可以与超过一千个焊接部位接触。
3、车辆和从而控制器的运输、运行和环境影响，例如振动和温度导致在整个车辆使用寿命期间对钎焊部位的持续负载。焊接部位的由疲劳引起的断裂或裂纹可能引起控制器的完全失效。主要在制动系统和高度自动驾驶的领域中的控制器的情况下，这会导致对于车辆及其乘员如也对于旁观的交通参与者一样的显著的安全风险。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种具有独立专利权利要求的特征的电子控制器和用于监控电子控制器的至少一个钎焊连接部的方法。
2、优选的实施方式是各从属权利要求的内容。
3、根据第一方面，本专利技术因此涉及一种具有电路板、至少一个封装件和至少一个模拟/数字转换器的电子控制器。封装件具有电子开关电路并且通过多个钎焊连
4、根据第二方面，本专利技术因此涉及一种用于监控电子控制器的至少一个钎焊连接部的方法，其中，电子控制器包括电路板和具有电子开关电路的封装件，其中，封装件通过多个钎焊连接部布置在电路板上并且与电路板电耦合，并且其中，至少一个模拟/数字转换器与至少一个钎焊连接部电耦合。至少一个模拟/数字转换器根据与模拟/数字转换器电耦合的至少一个钎焊连接部的电阻产生测量信号。该产生的测量信号被分析评估。
5、被监控的钎焊连接部通过各种因素，例如控制器和电路板的热性能、机械或热引起的应力或应变条件、老化、电路板材料和钎焊膏材料形成电阻，该电阻通过模拟/数字转换器被求出。本专利技术提供一种控制器的电子电路，该电子电路构造为用于监控钎焊连接部，封装件通过该钎焊连接部与电路板连接。由此能够实现用于电子控制器的预测诊断(英文：predictive diagnostics，pd)的自动化的监控系统。
6、通过对可能的疲劳现象或损坏监控钎焊部位来执行预警系统可以明显降低安全风险。这对于在适用于自动驾驶的机动车中使用的电子控制器尤其是重要的。
7、根据另一实施方式，电子电路包括电阻，在该电阻上施加参考电势。该电阻与钎焊连接部的电阻串联连接。因此提供了分压器。
8、根据另一实施方式，测量信号被传递给外部的分析评估装置，该外部的分析评估装置根据测量信号计算钎焊连接部的品质。外部的分析评估装置可以构造为用于监控多个控制器。外部的分析评估装置例如可以是与控制器连接的服务器。外部的分析评估装置也可以是机动车中的另一控制器，所述另一控制器例如经由can总线接收和分析评估由至少一个模拟/数字转换器产生的测量信号。根据另一实施方式，电子控制器包括分析评估装置。
9、根据电子控制器的另一实施方式，分析评估装置根据两级标度计算品质。在此，第一值相应于钎焊连接部损坏的情况，而第二值相应于完好无损的钎焊连接部。
10、根据电子控制器的另一实施方式，分析评估装置根据至少三级标度计算品质。由此可以精细地测量品质。因此，不但确定破坏，而且可以已经事先确定钎焊连接部状态的恶化。在这种情况下可以发出相应的警告信号，以便提示钎焊连接部的预期失效。在多级(即至少三级)标度的情况下，通过标度指示的不同状态也可以表示预期使用寿命。因此，分析评估装置可以构造为用于根据由至少一个模拟/数字转换器产生的测量信号计算和输出对应地被监控的钎焊连接部的预期使用寿命。模拟/数字转换器在此允许更精确地确定老化的钎焊连接部的品质，而不仅以二进制形式利用数字的微控制器输入。
11、标度的离散步长可以根据所述或所使用的模拟/数字转换器的电压分辨率导出。确定数量的电压步长的选择，即与此相关的下电压阈值或上电压阈值的确定限定了钎焊连接部开始老化的临界区域。上电压阈值和下电压阈值之间的差限定了关键性评价的容差。
12、根据电子控制器的另一实施方式，分析评估装置根据至少一个阈值计算品质。例如，分析评估装置可以根据测量信号计算钎焊连接部的电阻。将该电阻与至少一个阈值比较。相应地计算和输出品质。
13、根据电子控制器的另一实施方式，具有相应的品质评价的分析评估装置对被监控的钎焊连接部将何时失效执行预先估计。该预先估计能够得出何时面临另外的钎焊连接部失效的结论。因此，例如对于其控制器受功能上的高度汽车安全集成级别，asil分类约束的自动动作的车辆可以预测从何时起控制器将失效并且不再满足其自主动作的要求。
14、根据电子控制器的另一实施方式，钎焊连接部是钎焊球或钎焊针(例如用于bga或qfn封装)。
15、根据电子控制器的另一实施方式，钎焊连接部布置在矩形基面上，其中，至少一个模拟/数字转换器与在矩形基面的角部中的至少一个钎焊连接部电耦合。尤其可以设置，正好一个模拟/数字转换器与在矩形基面的角部中的正好一个钎焊连接部电耦合。在角部中的钎焊连接部基本上是关键的钎焊连接部，因为位于角部处的钎焊连接部通常经受钎焊的构件中的最大机械应力并且特别容易形成裂纹。此外，也可以设置，对于在角部中的每个钎焊连接部分别设置自身的模拟/数字转换器。
16、在角部中的钎焊连接部优选是非功能性的。通常，这些钎焊连接部设有冗余的gnd(通常是控制器的电气接地)。因此，如果所属的钎焊部位由于老化现象而断裂或裂开，则控制器不出现功能损坏。
17、通过在角部中的钎焊连接部现在被监控，控制器构造为用于监控非功能性且同时监控最高负载的焊接部位。在被监控的钎焊部位疲劳或失效的情况下，该所谓的金丝雀特点(canary-feature)可以触发警告消息。此外，也能够监控其他结构元件或开关电路。
18、根据电子控制器的另一实施方式，第一模拟/数字转换器与第一钎焊连接部电耦合，并且第二模拟/数字转换器与第二钎焊连接部电耦合，其中，第一钎焊连接部和第二钎焊连接部位于矩形基面的对角线上。通常，最大应变出现在构件对角线上。因此，监控位于对角线上的角部可以是足够的。可以通过应力或应变模拟确定优选的对角线。
19、此外还可以设置，模拟/数字转换器与多于四个的钎焊连接部电耦合。
20、根据电子控制器的另一实施方式，每个模拟/数字转换器与正好一个钎焊连接部连接。如果监控多个钎本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电子控制器(1)，具有：
2.根据权利要求1所述的电子控制器(1)，还具有外部电阻(Rext)，在所述外部电阻上施加参考电势(U+)，其中所述外部电阻(Rext)与所述钎焊连接部(51、52)的电阻(RLot)串联连接，以便提供分压器。
3.根据权利要求1或2所述的电子控制器(1)，具有分析评估装置(7)，所述分析评估装置构造为用于根据所述测量信号计算所述钎焊连接部的品质。
4.根据权利要求3所述的电子控制器(1)，其中所述分析评估装置(7)根据至少三级标度计算所述品质。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电子控制器(1)，其中所述钎焊连接部(5)是钎焊球或钎焊针。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电子控制器(1)，其中多个所述钎焊连接部(5)布置在矩形基面上，并且其中所述至少一个模拟/数字转换器(6)与在所述矩形基面的角部中的至少一个钎焊连接部(51、52)电耦合。
7.根据权利要求6所述的电子控制器(1)，其中第一模拟/数字转换器(6)与第一钎焊连接部(51)电耦合，并且第二模拟/数字转换器与第
8.根据前述权利要求中任一项所述的电子控制器(1)，其中所述电子开关电路(4)是微控制器或专用集成电路ASIC。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电子控制器(1)，其中所述电子开关电路(4)通过中介层(8)与多个所述钎焊连接部(5)连接。
10.一种用于监控电子控制器(1)的至少一个钎焊连接部(51、52)的方法，其中所述电子控制器(1)包括电路板(2)和具有电子开关电路(4)的封装件(3)，其中所述封装件(3)通过多个钎焊连接部(5)布置在所述电路板(2)上并且与所述电路板(2)电耦合，并且其中至少一个模拟/数字转换器(6)与至少一个钎焊连接部(51、52)电耦合，其中所述方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种电子控制器(1)，具有：
2.根据权利要求1所述的电子控制器(1)，还具有外部电阻(rext)，在所述外部电阻上施加参考电势(u+)，其中所述外部电阻(rext)与所述钎焊连接部(51、52)的电阻(rlot)串联连接，以便提供分压器。
3.根据权利要求1或2所述的电子控制器(1)，具有分析评估装置(7)，所述分析评估装置构造为用于根据所述测量信号计算所述钎焊连接部的品质。
4.根据权利要求3所述的电子控制器(1)，其中所述分析评估装置(7)根据至少三级标度计算所述品质。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电子控制器(1)，其中所述钎焊连接部(5)是钎焊球或钎焊针。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电子控制器(1)，其中多个所述钎焊连接部(5)布置在矩形基面上，并且其中所述至少一个模拟/数字转换器(6)与在所述矩形基面的角部中的至少一个钎焊连接部(51、52)电耦合。
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【专利技术属性】
技术研发人员：G·康斯坦丁，HS·策希林，S·米歇尔贝格尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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