用于确定控制设备的至少一个部件的状态的方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102246051 A (43)申请公布日 2011.11.16 CN 102246051 A *CN102246051A* (21)申请号 200980149714.6 (22)申请日 2009.11.24 102008054511.2 2008.12.11 DE G01R 31/04(2006.01) (71)申请人 罗伯特博世有限公司 地址 德国斯图加特 (72)发明人 B. 布迪斯卡克 T. 菲古特 T. 丁勒 M. 梅辛格 F. 普罗哈斯卡 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 李少丹 李家麟 (54) 发明名称 用于确定。

2、控制设备的至少一个部件的状态的 方法 (57) 摘要 本发明涉及用于确定控制设备的至少一个部 件的状态的方法， 其中所述至少一个部件的温度 被确定， 其中针对在一个时间段上所确定的一个 数量的温度来检测并记录温度变化的方式， 其中 所记录的温度变化被用于确定该状态。本发明另 外还涉及用于确定该控制设备的至少一个部件的 状态的装置、 控制设备、 计算机程序和计算机程序 产品。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.06.10 (86)PCT申请的申请数据 PCT/EP2009/065752 2009.11.24 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/066573 。

3、DE 2010.06.17 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 3 页 CN 102246057 A1/1 页 2 1. 一种用于确定控制设备 （60） 的至少一个部件的状态的方法， 其中所述至少一个部 件的温度被确定， 其中针对在一个时间段上所确定的一个数量的温度来检测并记录温度变 化的方式， 其中所记录的温度变化被用于确定该状态。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其针对该控制设备 （60） 的至少一个作为印制电路板 （64） 而构造的部件来实施。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的方法， 其。

4、针对该控制设备 （60） 的至少一个焊接位置来 实施。 4. 根据前述权利要求之一所述的方法， 其中为了检测温度变化， 从所确定的温度中确 定并记录至少一个温度增量， 所述至少一个温度增量等于在局部温度最大值与局部温度最 小值之间的温度差。 5. 根据权利要求 4 所述的方法， 其中为所述至少一个温度增量设置计数器， 利用该计 数器来检测所述至少一个温度增量的统计。 6. 根据权利要求 5 所述的方法， 其中如果超过该温度差， 那么所述至少一个温度增量 的计数器就被递增一， 其中该温度差等于所述至少一个温度增量。 7. 根据权利要求 4 至 6 之一所述的方法， 温度变化的方向被考虑， 其中对。

5、于温度升高 的情况就确定升高的温度增量， 并且对于温度下降的情况就确定下降的温度增量。 8. 根据权利要求 7 所述的方法， 其中在温度增量内与温度增量的方向相反的、 小于该 温度增量的温度变化被忽略。 9. 根据前述权利要求之一所述的方法， 其中在该控制设备 （60） 关闭的情况下， 至少一 个部件的温度被存储， 并且其中在之后该控制设备接通的情况下， 所述至少一个部件的温 度被确定， 其中将在关闭时所确定的温度与在接通时所确定的温度相比较。 10. 一种用于确定控制设备 （60） 的至少一个部件的老化的装置， 其具有温度计 （66） ， 该温度计构造用于确定所述至少一个部件的温度， 并且其。

6、中该装置 （62） 具有至少一个数据 处理单元 （68） ， 该数据处理单元构造用于针对在一个时间段上所确定的一个数量的温度来 检测、 记录温度变化的方式， 并把把所记录的温度变化用于确定状态。 11. 一种控制设备， 其具有根据权利要求 9 所述的、 用于确定该控制设备 （60） 的至少 一个部件的状态的至少一个装置 （62） 。 12. 一种具有程序代码工具的计算机程序， 用于当该计算机程序在计算机或者相应的 计算单元、 尤其在根据权利要求11所述的装置 （62） 中被执行时实施根据权利要求1至9之 一所述的方法的所有步骤。 13. 一种具有程序代码工具的计算机程序产品， 其存储在计算机可。

7、读数据载体上， 用于当该计算机程序在计算机或者相应的计算单元、 尤其在根据权利要求 11 所述的装置 （62） 中被执行时实施根据权利要求 1 至 9 之一所述的方法的所有步骤。 权 利 要 求 书 CN 102246051 A CN 102246057 A1/5 页 3 用于确定控制设备的至少一个部件的状态的方法 技术领域 0001 本发明涉及用于确定控制设备部件状态的方法、 用于确定控制设备部件状态的装 置、 控制设备、 计算机程序和计算机程序产品。 背景技术 0002 电子装置、 比如汽车的控制设备在运行期间承受损耗， 这随着时间的推移可能导 致该装置的损坏， 使得其不再是功能正常的。 。

8、为了及早地识别这种损坏， 该装置通常必须被 拆出并被打开， 使得能够检查在该装置内的部件。 发明内容 0003 本发明涉及用于确定控制设备的至少一个部件的状态的方法， 其中确定或求得所 述至少一个部件的温度， 其中针对在一个时间段上所确定或求得的一个数量的温度来检测 并记录温度变化的方式， 并且其中所记录的温度变化被用于确定状态。 0004 通过确定状态， 尤其可以确定部件的老化。如果在此通常不同的材料相互连接或 组合， 那么这比如涉及部件连接位置或接合位置的老化。这种连接位置或接合位置可以作 为焊接位置或焊接连接来构造。 0005 通常不是全部的所确定的温度都被存储， 而是对典型与时间有关的。

9、温度变化进行 综合选择。通过在较长时间段上观测温度变化， 可以确定至少一个部件并从而该部件的至 少一个焊接位置承受了哪种热负荷。 0006 另外， 为了检测温度变化， 由所确定的温度来确定并记录至少一个温度增量 （Temperaturdelta） ， 其中该温度增量等于在局部温度最大值和局部温度最小值之间的温 度差。该连接位置或接合位置尤其承受了在该控制设备运行中所产生的温度变化， 从而由 于温度变化而能够使得其老化被加速。 0007 在此可以针对所述至少一个温度增量来设置计数器， 利用该计数器来检测对其的 统计 （Statistik） 。在该变化方案中检验该部件的温度在至少一个温度增量中移动。

10、了多长 时间。 0008 如果超过了等于至少一个温度增量的温度差， 那么针对所述至少一个温度增量的 计数器就被递增一。从而可以确定所述至少一个部件已经多少次越过了该温度增量。 0009 在扩展方案中， 可以考虑温度变化的方向， 其中对于温度上升的情况就确定上升 温度增量， 对于温度下降的情况就确定下降温度增量。从而该方向由此确定该温度在该温 度增量中是否上升或下降。在一个温度增量中， 在一个温度增量内与该温度增量的方向相 反的、 小于该温度增量的温度变化可以被忽略。 0010 尤其规定在关闭该控制设备时存储至少一个部件的温度。 在之后接通该控制设备 时确定所述至少一个部件的温度， 其中把关闭时。

11、所确定的温度与在接通时所确定的温度相 比较。 0011 可以典型地针对该控制设备的作为印制电路板而构造的至少一个部件和 / 或针 说 明 书 CN 102246051 A CN 102246057 A2/5 页 4 对该印制电路板或该控制设备的作为焊接位置而构造的连接位置来实施该方法。 另外该方 法还可以针对在该控制设备中的其他每个部件来实施， 并从而也这对该控制设备来实施， 使得可以监控该控制设备的状态或老化。 0012 同样被设置用于确定控制设备的至少一个部件的状态、 尤其老化的装置具有温度 计， 该温度计被构造用于针对该控制设备的至少一个部件的至少一个点来确定或求得该部 件的温度。该装置。

12、还具有至少一个数据处理单元， 该数据处理单元构造用于针对在一个时 间段上所确定或求得的一个数量的温度来检测、 记录温度变化的方式， 并把所记录的温度 变化用于确定状态。 0013 根据本发明的控制设备具有至少一个所描述的根据本发明的用于确定该控制设 备至少一个部件的状态的装置。 0014 利用该方法尤其提供了与控制设备内部温度变换有关的、 控制设备的机械、 典型 的焊接位置的老化模型。 0015 这在扩展方案中通过记录温度变化在考虑温度差或温度差别、 通常所谓的温度增 量的情况下实现， 其中利用该温度增量可以表明在该控制设备运行时温度的上升和下降。 由此得到 ： 能够作为该控制设备的一个温度敏。

13、感的部件而明显更好地检测部件比如印制电 路板可能的损坏， 并从而能够对该控制设备的寿命或者该控制设备至少一个部件的寿命进 行明显更精确的说明。 从而能够节省由于在汽车内该控制设备的冷却措施以及可选安装位 置等所产生的成本。另外还能够可实现地实施该控制设备的试验， 尤其是用于温度变换试 验的试验， 从而获得了与现场测试的可比性。 利用本发明另外还能够检测一个统计， 该统计 关于该控制设备的温度已经多久处于至少某一温度范围或温度增量中。 0016 除了已知的在各个温度范围内时长的记录之外， 在本发明的一个变化方案中， 比 如借助局部温度最大值和最小值的温度差别或温度增量， 还补充记录了温度变化的方。

14、式。 因为温度变化影响该控制设备的部件的老化， 所以也可以伴随运行地对老化进行表明， 而 不必为此拆出、 打开该控制设备并通过其他的物理措施来进行检查。 0017 利用本发明的实施， 比如能够分析热机械学损害机制， 其尤其包括在连接位置的 开裂， 这是由所使用材料比如衬底、 焊料和电子元件的不同热膨胀系数所决定的。 在大而快 的温度行程下， 典型地在同时高的温度梯度下在单调的温度时间发展的起始温度和终止温 度之间大温度差的情况下， 这导致产生机械应力， 并从而导致在焊接处的开裂， 从而产生所 谓的温度冲击。在一个温度变化中的开始或起始温度和终止温度相互距离越远， 同样通过 该方法所能够识别的温。

15、度行程 （Temperaturhub） 越有害地起作用。其中给出了微小温度变 化的平均的行程温度通常是次重要的， 当然可以考虑其中导致该温度行程的该温度范围。 在该方法的实施中， 可以与起始温度和终止温度的具体值以及与温度差别无关地来检测对 于该控制设备的状态和 / 或运行以及对于该控制设备的部件重要的热边缘条件， 其中所述 的温度行程通过温度数据计数器、 在此为所经过的温度增量的计数器来检测。 0018 在该方法的扩展方案中， 针对通常可任意定义的温度差或所谓的温度增量比如 10-15K ； 15-20K ； 20-25K 来设置计数器， 其检测关于温度差或温度增量的统计。在此温度 增量通过。

16、对温度间隔进行限定的起始温度和终止温度来确定。根据可用的存储器， 可以在 记录期间关于不同的标准、 比如上升温度和下降温度来区分在其中进行变化的温度范围等 等。在此可以考虑不同热影响因素。 说 明 书 CN 102246051 A CN 102246057 A3/5 页 5 0019 在本发明的实施中可以借助一种算法来寻找局部温度最大值和最小值。 如果在所 检测的最大值和最小值之间的温度差大于一个确定阈值， 那么就借助所确定的温度差把一 个相应的温度增量计数器递增或增加一。在波动上升的情况下， 其中趋势上升的温度总是 再次稍微地返回， 比如汽车在等红绿灯时， 可以检测从开始到终止的实际的变化曲。

17、线。 在此 可以忽略小的温度变化， 其比如小于 10K 并且在此期间具有相反的方向、 也即与温度增量 的真正趋势相反。该算法比如可以通过所谓的状态机 （state maschine） 来实现， 该状态机 也称作有限自动机。同样可以通过其他的逻辑连接来实现该算法。该状态机为了检测温度 差或温度增量而包含有两个状态。在第一状态中， 在存储一个正的温度上升或温度升高之 后被切换， 并更新温度的最大值。 对于第二状态， 在存储一个负温度上升或温度下降之后更 新温度的最小值。 但仅仅在温度在与趋势相反的另一方向上已经变化了温度差的某一值比 如 10K 之后， 那么才存储该变化。从而得到分别检测完整的趋势。

18、、 也即上升或下降。在此同 样也可以为上升和下降来定义不同的阈值。 0020 另外还可以规定在关闭之后对控制设备的冷却附加地进行记录。 这比如通过把记 录持续一个时间段来实现， 其中该时间段被定义或者可以根据在关闭时的温度和 / 或最后 所记录的温度变化曲线来相应地确定。 为此可以为该控制设备实施所谓的持续温度检测运 行， 在该持续温度检测运行中继续实施该方法。 这可以在该方法的一个变化方案中来规定。 但是这通常是不可能的， 因为该控制设备在汽车关闭之后也同样被关闭。与该方法是否也 在汽车关闭之后被继续无关， 可以进行在关闭时温度的存储以及该温度 （关闭温度） 与汽车 启动时所确定的下一温度 。

19、（启动温度） 的比较。关闭温度和 / 或启动温度的存储比如可以在 附加的存储器来进行， 该存储器典型地作为 EEPROM（电可擦除、 可编程存储器） 来构造。另 外还可以通过当前启动温度与关闭温度的比较来进行冷却曲线的计算， 其中对于所述的当 前启动温度仅仅需要存储在易失性存储器中。 虽然在此并不是针对每个停车过程来存储一 个具体的温度差。但是在考虑多次停车的值的情况下， 该值平均下来通常是正确的。 0021 所述的装置构造用于实施前述方法的所有步骤。 在此该方法的各个步骤也可以通 过该装置的各个部件来实施。 另外该装置的功能或该装置的各个部件的功能可以作为该方 法的步骤来实施。此外， 还可以。

20、把该方法的步骤作为该装置的各个部件的功能或整个装置 的功能来设计。 0022 本发明还涉及具有程序代码工具的计算机程序， 以便当该计算机程序在计算机或 相应的计算单元上、 尤其在根据本发明的装置中执行时来实施所述方法的所有步骤。 0023 根据本发明的具有程序代码工具的计算机程序产品被构造用于当该计算机程序 在计算机或相应的计算单元上、 尤其在根据本发明的装置中执行时实施所述方法的所有步 骤， 其中该程序代码工具存储在计算机可读数据载体上。 0024 本发明的其他优点和扩展方案参见说明和附图。 0025 应认为， 前述的以及下文中还要解释的特征不仅能够以相应所述的组合、 而且还 以其他的组合或。

21、者单独地应用， 而不脱离本发明的范畴。 附图说明 0026 图 1 以示意图示出了具有状态以及状态之间过渡的图， 其中这些状态参见根据本 发明的方法的实施方式。 说 明 书 CN 102246051 A CN 102246057 A4/5 页 6 0027 图 2 以示意图示出了具有在本发明方法的实施方案中所确定的温度值以及具有 在该方法期间变化的计数器值的图。 0028 图 3 以示意图示出了根据本发明的控制设备的一个实施方式。 具体实施方式 0029 本发明借助附图中的实施方式来示意性地示出， 并在下文中参照附图来详细阐 述。 0030 图 1 的图示出了五个状态， 这些状态在实施该方法的。

22、实施方式时针对控制 设备而被转换 ： 该控制设备的初始化 “INIT” 10 作为第一状态， 该控制设备的启动 “START” 12 作 为 第 二 状 态， 温 度 （ECU_Temperature）的 最 小 值 （Min_Temperature）的 更 新 “UPDATEMAXMINSS” 14 作 为 第 三 状 态， 温 度 （ECU_Temperature）的 最 大 值 （Max_ Temperature）的更新 “UPDATEMAXMINSF” 16 作为第四状态， 以及该控制设备的存储器 （EEPROM） 的关闭 “ENDEEPROM” 18 作为第五状态。在该图中， 在实施。

23、该方法时在所述状态之 间的数字箭头代表在这些状态之间的过渡 1、 2、 3、 4、 5， 其中这些过渡 1、 2、 3、 4、 5 表明了在 状态之间进行变换时在状态之间的关系。 0031 下面的表格 1 包含有在单个状态之间的过渡 1、 2、 3、 4、 5 的条件说明 ： 在 两 个 状 态 之 间 的 过 渡数字 条件说明 1有效的 ECU_Temperature 如果对于该控制设备来说存在确定的有效的控制设备温度值 （ECU_Temperature） ， 那么才实施初始化。 2（ECU_Temperature-Min_ Temperature） 检测阈值 自温度 （ECU_Temper。

24、ature） 的局部最小值 （Min_Temperature） 开始一个 的温度升高大于温度 （ECU_Temperature） 的阈值 （Detection_Threshold） 。 在该情况下， 存储一个温度下降， 并利用该确定的温度 （ECU_Temperature） 来初始化新的最小值 （Min_Temperature） 。 3（Max_Temperature-ECU_ Temperature） 检测阈值 自局部最大值 （Max_Temperature） 开始的一个温度下降大于该阈值 （Detection_Threshold） 。 在该情况下， 存储一个温度上升， 并利用针对该控制设备。

25、所确定的温度 （ECU_Temperature） 来初始化一个新的最大值 （Max_Temperature） 。 4运行之后在关闭该控制设备的情况下， 位于该端子 15（T15） 上的汽车点火线圈被关闭。针对温度增量 和计数器而检测的值被存储在 EEPROM 中。另外， 为了提供冷却曲线， 在控制设备接通和关闭 之间的温度增量被确定并被存储。 5T15 接通该端子 15（T15） 被接通， 之后进行重新初始化。 表格 1。 0032 在图 2 的图中， 第一纵定向轴 40 记录控制设备的温度， 第二纵定向轴 42 记录在 时间水平定向轴 44 上计数器的值。在该图中， 第一曲线 46 表示该控。

26、制设备的某一绝对 温度 （ECU_Temperature） ， 第二曲线 48 表示该控制设备的温度 （ECU_Temperature） 的最大 值 （Max_Temperature） ， 第三曲线 50 表示该控制设备的温度 （ECU_Temperature） 的最小值 （Min_Temperature） ， 第四曲线 52 表示从 10K 至 15K 的第一温度增量 （Delta_Temp_10-15） 的计数器值， 第五曲线 54 表示从 25K 至 30K 的第二温度增量 （Delta_Temp_25-30） 的计数 器值。 0033 在该方法的一个扩展方案的实施中规定， 该温度 （E。

27、CU_Temperature）首先从 33升高到 55。在时间点 t=52 s 处才存储至 55的一个温度升高， 因为该温度 （ECU_ Temperature） 其间下降到 44， 并从而超过了用于存储温度下降的 10K 的阈值。之后温度 增量 25K-30K（Delta_Temp_25-30） 的计数器被递增， 因为从温度 （ECU_Temperature） 的最 说 明 书 CN 102246051 A CN 102246057 A5/5 页 7 小值 （Min_Temperature） 、 在此为 27.6到温度 （ECU_Temperature） 的为 55.2K 的最大值 （Max。

28、_Temperature） 进行了为 27.6K 的正温度差的温度升高。在时间点 t=52.9 s 处存储了 至 42.9的一个温度下降， 因为该温度 （ECU_Temperature） 其间升高到 53， 并从而已经 超过了用于存储该温度升高的10K的阈值。 另外， 10K-15K的温度增量 （Delta_Temp_10-15） 的计数器被递增， 因为从为 55.2的最大值 （Max_Temperature）到 43K 的最小值 （Min_ Temperature） 进行了为 12.2K 的负温度差的温度下降。 0034 图 3 以示意图示出了控制设备 60 的一个扩展方案， 该控制设备具有。

29、装置 62 的一 种实施方式， 该装置用于确定该控制设备 60 的、 设置在该控制设备 60 中的、 作为印制电路 板 64 而构造的部件的老化。该装置 62 包含有设置在该印制电路板 64 区域中的温度计 66、 数据处理单元 68， 该数据处理单元具有计数器和存储器 70。 0035 利用该装置 62 来实施用于确定该控制设备 60 的至少一个部件、 在此为印制电路 板 64 的状态的方法的实施方式。利用该温度计 66 来确定所述至少一个部件的温度。对于 在一个时间段上所确定的一个数量的确定的温度， 利用该数据处理单元 68 通过确定温度 增量来检测温度变化的方式， 并记录在该存储器 70 中。在此所记录的温度变化被用于确定 该印制电路板64的状态。 在此， 对于温度间隔分别具有温度增量。 在该控制设备运行期间， 利用该计数器来计数多少次经过温度增量。 说 明 书 CN 102246051 A CN 102246057 A1/3 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 102246051 A CN 102246057 A2/3 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 102246051 A CN 102246057 A3/3 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 102246051 A 。