DE10161998A1

DE10161998A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Betriebsüberwachung

Info

Publication number: DE10161998A1
Application number: DE2001161998
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Krummenauer
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2003-07-17

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Überwachung des Betriebs eines elektronischen Moduls mit mehreren Bauteilen mit den Schritten, Erfassung von Werten für eine Alterung der Bauteile repräsentativer Parameter, Bestimmung eines Alterungsgrades der einzelnen Bauteile durch Auswertung der Parameterwerte für die einzelnen Bauteile und Meldung der Überschreitung eines Schwellwertes eines Alterungsfaktors, wobei der Alterungsfaktor durch Kumulation der Alterungsgrade bestimmt wird. Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Überwachung von sicherheitskritischen Modulen in Kraftfahrzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Betriebsüberwachung von Systemen mit mehreren Bauteilen (Technologien), insbesondere von elektrischen und/oder elektronischen Modulen, wie Steuergeräten, z. B. zur Bremsdruckregelung in Fahrzeugen. Weitere derartige Systeme sind z. B. elektrohydraulisch oder elektromechanisch angesteuerte Brems- oder Lenksysteme, Getriebe und/oder elektromagnetische Ventilsteuerungen. Der Fokus der Anwendung der Erfindung liegt bei sicherheitsrelevanten Systemen, deren Funktionalität über eine fahrzeuginterne Vernetzung rechnergesteuert wird (sogenannte X-by-wire Systeme). Heutige Steuergeräte werden bis zum Ausfall einer ihrer Bauteile, z. B. in Folge von Alterung und/oder Verschleiß betrieben und dann ausgetauscht. Bei sicherheitsrelevanten Systemen, z. B. in einem Fahrzeug, wie Airbagsteuerung, oder Antiblockiersystem können bei Ausfall der Elektronik lebensgefährliche Situationen für den Fahrer und die Insassen des Fahrzeuges entstehen.
Zielsetzung der technischen Entwicklung ist es daher eine gebrauchs- und zeitabhängige Schadensfrüherkennung für elektrische und elektronische Systeme zu realisieren. Dadurch kann die Systemverfügbarkeit außerhalb der spezifizierten Lebensdauern der beteiligten Bauteile abgesichert werden. Hintergrund dessen ist, dass elektrische Systeme, z. B. in heutigen Kraftfahrzeugen Betriebszeiten erreichen können, welche größer sind als die von den Herstellern von Einzelbauteilen spezifizierten Lebensdauern der Einzelbauteile, bei welchen der sichere Betrieb der Einzelbauteile vom Bauteilhersteller gewährleistet wird. Derartige spezifizierte Lebensdauern werden von den Herstellern durch experimentelle Überprüfung abgesichert und betragen z. B. einige Jahre oder einige tausend Stünden. Bei Fahrzeuglebensdauern von bis zu über dreißig Jahren ist es daher unvermeidlich, dass die Lebensdauerangaben der Hersteller überschritten werden. Bei Mechanikbauteilkomponenten ist es üblich, deren Verschleiß zu messen und bei Überschreitung eines bestimmten Abnutzungslevels die Komponente präventiv auszutauschen. Elektrik- und Elektroniksysteme werden bis zum Ausfall betrieben; es sei denn, sie weisen eindeutig äußerlich erkennbare Mängel, wie z. B. brüchige Leitungen oder Korrosion von Steckverbindern auf. Ein Austausch des elektrischen Systems zum Zeitpunkt des Ablaufes der kleinsten spezifizierten Lebensdauer würde zu einem sehr hohen, vom Kunden nicht akzeptierten Ersatzteilaufwand führen.
Das zeitliche Ausfallverhalten eines zusammengesetzten Systems zeigt eine sogenannte Badewannen-Charakteristik, welche sich aus der Zusammenfassung der Bauteileausfallraten ergibt. Der Kurvenverlauf der Badewannen-Charakteristik beschreibt im zeitlichen Verlauf zunächst Frühausfälle (infant mortality). Als Frühausfälle zeigen sich insbesondere Technologie- und Prozessschwächen, die mit Methoden der Hochlaufabsicherung korrigiert werden können.
Mit zunehmendem Zeitverlauf, d. h. zunehmendem Systemalter (aging) zeigt die Badewannen-Charakteristik den Anstieg der Ausfallrate durch Verschleißmechanismen.
Um die erwähnte technische Zielsetzung zu erreichen, ist es daher notwendig eine pragmatische Methode zur Abschätzung des Alterungszustands des Systems bereit zu stellen, welche das Systemverhalten wiedergibt. Hierzu ist es notwendig, die alterungsspezifischen Elektrik- und Elektronikumfänge des Systems zu identifizieren, um sie in einem Alterungsmodell mit zu berücksichtigen und ein möglichst einfaches Alterungsmodell für das Gesamtsystem zu entwickeln. Die Anbindung an ein fahrzeuginternes Diagnosesystem (On-Board-Diagnosesystem) sollte möglich sein. Der rechtzeitige präventive Tausch eines als gealtert identifizierten Systems kann dann vermeiden, dass Gesamtsysteme entsprechend des alterungsbedingten Anstiegs der Badewannen-Charakteristik während ihres Einsatzes ausfallen.
Die DE 37 07 980 C2 offenbart ein Verfahren zur automatischen Überwachung des Betriebs der Teile eines Antiblockiersystems. Hierzu werden von einer Mikrorechenstufe Daten ausgewertet, welche für mechanische Abnutzungsabläufe des Systems repräsentativ sind. Die Auswertung soll durch eine Schwellwertanordnung, deren Schwellen auf vorbestimmte Abnutzungsgrade der einzelnen Teile abgestimmt sind, durchgeführt werden. Nachteilig an dem Verfahren ist es, dass die Abnutzungsgrade jeweils nur einzeln betrachtet werden. Hierdurch wird die Abnutzung des Gesamtsystems unzureichend überwacht.
Die DE 196 10 065 A1 offenbart ein Verfahren zur Abschätzung der Lebensdauer eines elektrischen Bauelements, bei dem ein als Indikator für die Zuverlässigkeit oder Haltbarkeit dienender elektrischer Parameter des Bauelements in Abhängigkeit von einer Anzahl von Lastwechseln gemessen wird und die Änderung des Parameters mit der Anzahl der Lastwechsel mit einem eine bestimmte Lebensdauer repräsentierenden Sollwert verglichen wird. Auch hier wird lediglich ein Abnutzungsgrad eines einzelnen Bauteils bestimmt.
Nachteilig bei den Betriebsüberwachungsverfahren gemäß dem Stand der Technik sind folgende Einschränkungen:

- Die Bauteile eines zu überwachenden Systems werden lediglich einzeln ausgewertet. Hierdurch wird eine erhöhte Ausfallwahrscheinlichkeit des Gesamtsystems bei einem für die Einzelbauteile noch tolerierbaren Alterungszustand nicht abgebildet.
- Es erfolgt keine gezielte Auswahl der zu überwachenden Einzelbauteile hinsichtlich deren Ausfallwahrscheinlichkeit. Dies kann dazu führen, dass ausfallkritische Einzelbauteile nicht mit überwacht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung des Betriebes eines Systems mit mehreren Bauteilen bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und insbesondere die Alterung des gesamten Systems ermitteln.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch das Verfahren und die Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Besondere Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Nachfolgend wird ohne Einschränkung des allgemeinen Sinngehalts lediglich von elektronischen Modulen gesprochen. Hierunter sind auch elektrische Systeme zu verstehen. Wesentlich ist, dass die elektrischen/elektronischen Module bzw. Systeme aus mehreren Bauteilen bestehen, welche zu deren Funktion zusammen wirken. Z. B. kann ein Steuergerät als elektronisches Modul in einem Kraftfahrzeug als Bauteil einen Elektrolytkondensator, Dickdrahtverbindungen (Bonding) und einen Leistungstransistor (Power-FET) umfassen. Ein Bauteil kann z. B. auch eine elektrische Verbindung oder eine Komponente einer Integrierten Schaltung sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung des Betriebs eines Systems, bevorzugt eines elektronischen Moduls mit mehreren Bauteilen umfasst die Verfahrensschritte, Erfassen von Werten von für eine Alterung der Bauteile repräsentativen Parametern, Bestimmen eines Alterungsgrades der einzelnen Bauteile durch Auswerten der Parameterwerte für die einzelnen Bauteile und Melden der Überschreitung eines Schwellwertes eines Alterungsfaktors wobei der Alterungsfaktor durch Kumulation der Alterungsgrade bestimmt wird. Die Kumulation kann dabei, insbesondere im Falle von linearen Abhängigkeiten der Alterungsgrade der einzelnen Bauteile von den für die Alterung repräsentativen Parametern bereits durch Zusammenfassen der zum Bestimmen des Alterungsgrades der einzelnen Bauteile verwendeten formelmäßigen Abhängigkeiten durchgeführt werden. Als für eine Alterung der Bauteile repräsentative Parameter werden Einflussfaktoren auf den Verschleiß und/oder die Abnutzung der Bauteile verstanden. Hierunter ist jedoch nicht lediglich ein mechanischer Verschleiß/Abnutzung zu verstehen, sondern z. B. auch die Abnutzung eines Transistors durch Elektronenstoßprozesse und/oder rein chemische Zerfallsprozesse, Diffusionen, Degradationen, Delaminationen, Kirkendall Voids, Anzahl Schreib-Löschzyklen von elektronischen Speicherkomponenten, Austrocknen von Naßelektrolytkondensatoren. Im Folgenden werden ohne Einschränkung des allgemeinen Sinngehalts diese Alterungsprozesse als Abnutzung bezeichnet. Als repräsentative Parameter sind dabei derartige Stressparameter zu verstehen, welche die Abnutzung der Bauteile ursächlich bestimmen. Die Abnutzungserscheinungen selbst, welche nur einer Messung direkt an den Einzelbauteilen zugänglich sind werden nicht als derartige Parameter bezeichnet. Bei einem SBC-Steuergerät sind derartige Parameter z. B. die Umgebungstemperatur, die Bremshäufigkeit und/oder die Betriebszeit des Fahrzeuges. Das Erfassen der Werte der Parameter kann dabei durch direktes Messen der Stressparameterwerte, z. B. Messen der Umgebungstemperatur und/oder bei einem Kraftfahrzeug durch Auswerten von Informationen aus Steuergeräten erfolgen. Die Werte der alterungsrelevanten Parameter werden in einem Speicher gehalten und entsprechend deren Zunahme in diesem Speicher hochgezählt. Eine derartige Speicherung ist z. B. zur Ermittlung der Gesamtfahrzeugbetriebszeit notwendig. Bevorzugt werden die Werte der alterungsrelevanten Parameter beim Neustart des Fahrzeugs redundant gespeichert. Dazu werden die Werte zum Startzeitpunkt in einen separaten Speicher geschrieben. Dies ermöglicht eine Plausibilitätsprüfung durch Vergleich der Werte in den separaten Speichern.
Das Bestimmen des Alterungsgrades der einzelnen Bauteile durch Auswerten der Parameterwerte für die einzelnen Bauteile erfolgt bevorzugt durch ein Aufsummieren der mit bauteile- und/oder parameterabhängigen Faktoren multiplizierten Parameterwerte. Die bauteile- und/oder parameterabhängigen Faktoren werden bevorzugt durch Bestimmen von Korrelationen zwischen den für eine Alterung der Bauteile repräsentativen Parametern und der tatsächlich beobachteten Alterung der Bauteile, z. B. in einem Alterungsmodell festgelegt.
Das Bestimmen der Korrelationen umfasst das Festlegen von Alterungsparametern wie z. B. Beanspruchung, abhängig z. B. von Spannung, Strom und/oder Leistung, Umwelteinflüssen, wie Temperatur und Feuchtigkeit für die als für das System hinsichtlich Alterung als relevant selektierten Bauteile. Für einen Elektrolytkondensator, z. B. mit einer Kapazität von 100 µF kann aus einem Standardtabellenwerk (MIL-HDBK-217-F) entnommen werden, dass der Einfluss der sogenannten Ripplespannung auf die Bauteilealterung einen bestimmten Wert besitzt. Es ist weiter bekannt, dass die Ripplespannung ursächlich durch die Bremsbetätigung am Kondensator anliegt. Daraus folgt, dass der Wert für die Bauteilealterung des Kondensators aufgrund des Anliegens der Ripplespannung in Korrelation zu der Anzahl von Bremsbetätigungen steht. Der entsprechende Wert für die Ripplespannung kann daher als Wertungsfaktor der Anzahl der Bremsbetätigungen verwendet werden.
Weiterhin umfasst das Auswerten der Parameterwerte bevorzugt ein Werten der Parameterwerte mit Bauteileschwellwerten, wobei es sich bei den Bauteileschwellwerten um experimentell oder theoretisch bestimmte, auf den jeweiligen Parameter bezogene Lebenserwartungen der Bauteile handelt und die Wertung der Parameterwerte durch eine Normierung auf die Lebenserwartungen, welche z. B. durch Messung und/oder Berechnung abgesichert ist, durchgeführt wird.
Die Kumulation wird bevorzugt durch ein Aufsummieren der mit Normierungsfaktoren multiplizierten Alterungsgrade durchgeführt.
Nachfolgendes Beispiel soll zur Illustration der bevorzugten Verfahrensweise dienen.
Als Parameter werden die Anzahl der Bremsbetätigungen n, die Fahrzeugbetriebsstunden t und die Betriebsstunden des Bremssystems bei Temperaturen über 75°C, die sogenannten Hochtemperaturbetriebsstunden HT zur Betriebsüberwachung herangezogen.
Das Auswerten der Parameterwerte erfolgt, z. B. für einen Elektrolytkondensator, indem dessen Alterungsgrad AG_Kondensator folgendermaßen bestimmt wird:

AG_Kondensator = WF_n.n + WF_t.t + WF_HT.HT
Bei den Wertungsfaktoren WF handelt es sich um die bauteile- und/oder parameterabhängigen Faktoren welche bevorzugt durch Bestimmung von Korrelationen zwischen den für eine Alterung der Bauteile repräsentativen Parametern und der tatsächlich beobachteten Alterung der Bauteile festgelegt werden. Es erfolgt also eine Skalierung der Parameterwerte auf spezifizierte und experimentell abgesicherte Grenzwerte. In der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Parameter auf parameterbezogenen Lebenserwartungen normiert. Z. B. könnte eine experimentell oder theoretisch bestimmte Lebensdauer eines Elektrolytkondensators 1,2.10⁶ Bremsbetätigungen betragen. Die Normierung des Parameters Anzahl Bremsbetätigungen N würde dann durch die Umrechnung

N = n/1,2.10⁶

erfolgen. In der Formel für die Bestimmung des Alterungsgrades würde n durch N ersetzt werden.
Die Kumulation der Alterungsgrade zu einem Alterungsfaktor Π erfolgt nun bevorzugt durch ein Aufsummieren der einzelnen Alterungsgrade, z. B. des Elektrolytkondensatoralterungsgrades AG_Kondensator, eines Dickdrahtbondalterungsgrades AG_{Dickdrahtbond} und eines Leistungstransistoralterungsgrades AG_{Leistungstransistor}. Bei der Kumulation werden die Alterungsgrade, vor deren Addition, bevorzugt mit Normierungsfaktoren NF multipliziert. Im einfachsten Fall sind die Normierungsfaktoren gleich dem Kehrwert der Anzahl der zu summierenden Alterungsgrade. Die Normierungsfaktoren können jedoch auch weitere Wertungen der Alterungsgrade beinhalten, was in der folgenden Formel durch die Indizierungen angedeutet ist.

Π = NF_K.AG_{Kondendensator} + NF_D.AG_{Dickdrahtbond} + NFL.AG_{Leistungstransistor}
Die Normierungsfaktoren können z. B. derart gewählt werden, dass der Alterungsfaktor Π gerade den Wert eins annimmt, wenn das elektronische Modul als derart gealtert angesehen wird, dass z. B. ein Austausch vorgesehen wird. Der Schwellwert, bei dessen Überschreitung eine Meldung erfolgt, hat dann gerade den Wert eins.
Bevorzugt wird bei der On-Board-Diagnose in einem Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der betriebsbedingte Verschleiß von Elektronik ermittelt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung signalisiert dem Wartungspersonal den präventiven Austausch eines einen Alterungsschwellwert übersteigenden elektronischen Systems. Die Meldung der Schwellwertüberschreitung wird bevorzugt an einen Fahrer des Kraftfahrzeuges und/oder an eine Überwachungszentrale abgegeben. Die Meldung an eine Überwachungszentrale erfolgt dabei über eine Telekommunikationseinrichtung. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Kalibrierung der verfahrensmäßig zu bestimmenden Alterungsgrade der Bauteile bei einer Wartung durchgeführt. Hierbei werden z. B. Wertungsfaktoren, welche in die Bestimmung der Alterungsgrade der einzelnen Bauteile eingehen, angepasst. Weicht z. B. die Qualität in einem noch innerhalb der Qualitätsanforderungen liegenden Bereich für ein Bauteil von der ursprünglich erwarteten Qualität ab, was z. B. im Falle von vom Bauteilhersteller nachträglich erkannten Herstellungsprozessschwankungen vorkommen kann, so wird ein Abgleich der in die Alterungsfaktorbestimmung eingehenden Größen vorgenommen.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Verfahren zur Selektion der fahrzeugspezifischen alterungsrelevanten Bauteile für Bauelemente und Verbindungstechnik beschrieben. Es werden bevorzugt die Bauteile, für welche ein Alterungsgrad bestimmt wird, durch Ermitteln einer Auswahl aus allen Bauteilen des elektronischen Moduls festgelegt, wobei die Auswahl durch Bestimmen einer Rangfolge hinsichtlich bekannter Ausfallraten der Bauteile erfolgt. Die Rangfolge kann z. B. anhand der Größenordnung, d. h. des Exponenten des Zahlenwertes der Ausfallraten, wie diese aus dem Fachmann bekannten Handbüchern entnommen werden können, erfolgen. Da derartige Handbücher nicht auf herstellerspezifische Qualitätsunterschiede der Bauelemente eingehen, wird bevorzugt eine Korrektur der Rangfolge durch Höher- oder Tieferstufen der Bauteile in der Rangfolge, abhängig von herstellerspezifischen Erfahrungswerten für das jeweilige Bauteil durchgeführt. Es erfolgt also eine Bewertung der Alterungsbeschleunigung unter Berücksichtigung von herstellerspezifischen Felderfahrungswerten, z. B. können Bauteile gleicher Funktion von verschiedenen Herstellern unterschiedliche Lebenserwartungen haben.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden insbesondere folgende Vorteile realisiert:

- Absicherung von elektronischen Systemen außerhalb der spezifizierten Lebensdauer.
- Bereitstellung einer pragmatischen Methode zur einfachen Implementierung in einem On-Board-Diagnosesystem.
- Absicherung sicherheitsrelevanter Fahrzeugfunktionen mit Elektronikkomponenten, wie z. B. Rückhaltesysteme und/oder indirekte Lenk- und/oder Bremssysteme (X-by-wire Systeme) bezüglich der Alterung der Elektronik.
- Rechtzeitige Warnung bei Erreichen einer kritischen Systemalterung.
- Vermeidung von Kosten durch zu frühzeitiges präventives Austauschen von Komponenten.
- Berücksichtigung von nachträglich erfassten Bauteilqualitätsschwankungen.
- Effiziente Versorgung des Nachseriengeschäftes, also des Ersatzteil- und Gebrauchtteilemarkes, da der Alterungszustand der Teile erkennbar wird.

Die vorliegende Erfindung und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren beschrieben.
Fig. 1 zeigt die prinzipielle Vorgehensweise bei dem erfindungsgemäßen Betriebsüberwachungsverfahren. Fig. 2 zeigt anhand einer Tabelle eine bevorzugte Verfahrensweise zur Auswahl der für das erfindungsgemäße Verfahren zu berücksichtigenden Bauteile.
In Fig. 1 wird die Vorgehensweise zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels einer erfindungsgemäßen Betriebsüberwachungseinrichtung dargestellt. Die alterungsrelevanten Parameter 1 wirken auf das elektronische Modul 3, welches aus den Bauteilen T1 bis TN besteht ein. Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Betriebsüberwachung 7 ist eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Die Werte der für eine Alterung der Bauteile repräsentativen Parameter werden zunächst von Parametererfassungsmitteln 2 erfasst. Auf Basis dieser Parameterwerte wird jeweils ein Alterungsgrad A1 bis AN für die alterungsrelevanten Bauteile von den Alterungsgradbestimmungsmitteln 8 bestimmt. Anschließend erfolgt eine Kumulation der Alterungsgrade durch die Alterungsfaktorbestimmungsmittel 4, welcher die Alterung des Gesamtmoduls repräsentiert. Anschließend wird der Alterungsfaktor auf eine Schwellwertüberschreitung hin überprüft 5. Die Parameterwerteerfassung, die Bestimmung der Alterungsgrade, die Alterungsfaktorkumulation und die Schwellwertüberschreitungsprüfung werden zur Betriebsüberwachung zyklisch wiederholt, was in Fig. 1 durch den von der von der Schwellwertüberschreitungsprüfung 5 zur Parameterwerteerfassung 2 führenden Pfeil dargestellt ist.
Sollte die Schwellwertüberschreitung festgestellt werden, so erfolgt eine Meldung der Überschreitung durch ein Schwellwertüberschreitungsmeldemittel 6.
Fig. 2 zeigt eine Tabelle zur Auswahl der für die Alterung eines elektronischen Moduls, z. B. eines Bremskontrollmoduls in einem Kraftfahrzeug, relevanten Bauteile innerhalb des Moduls. In der ersten Spalte der Tabelle sind Bauteile, welche hinsichtlich der Modulalterung kritisch, also alterungsrelevant sein könnten, aufgelistet. Die Identifizierung dieser Bauteile erfolgt bevorzugt anhand von Parametern, welche eine den Bauteileausfall beschreibende Wahrscheinlichkeitsverteilung bestimmen. Hierbei handelt es sich um eine sogenannte Weibullverteilung, welche durch einen Weibullkoeffizienten β bestimmt wird. Ist β > 1, so wird die Technologie im zu erstellenden Lebensdauermodell berücksichtigt. Die zweite Spalte beinhaltet beispielsweise vom Hersteller angegebene Ausfallraten der Bauteile, welche bevorzugt fahrzeugspezifischen Beanspruchungen (Derating) berücksichtigen, wie z. B. die Einsatztemperatur der Komponente. Derartige beanspruchungsabhängige Ausfallraten können aus Tabellenwerken entnommen werden. Die Ausfallraten sind in der Größe 10 ^-6/Stunde angegeben. In der dritten Spalte wird eine Rangfolge R (Ranking) der Ausfallraten vorgenommen. Das Ranking erfolgt durch Einstufung der Ausfallraten in die Kategorien eins bis drei, bevorzugt nach der Größenordnung der Ausfallrate. Hat die Ausfallrate einen Wert über 10, so fällt das Bauteil in die Kategorie 3. Bauteile mit Werten zwischen 1 und 10 erhalten die Kategorie 2 und Bauteile mit Ausfallwerten unter 1 die Kategorie 1. Im Beispiel der Fig. 2 folgt aus diesem Ranking, dass die Bauteile "Power FET" und "Kondensator" für die Alterung am relevantesten sind, da diese die höchsten Ausfallraten haben. Weiterhin wird in der vierten Spalte der Tabelle eine herstellerspezifische Korrektur des Rankings vorgenommen. Dies erfolgt, da die Bauteilequalität Herstellerspezifisch schwanken kann. Beispielsweise wird in der Tabelle für das Bauteil "Bonding", d. h. die Verbindungstechnologie zwischen verschiedenen weiteren Bauteilen eine Korrektur von plus eins eingerechnet. Dies kann z. B. dadurch notwendig sein, dass bei dem entsprechenden Hersteller Qualitätsprobleme während Feldbeobachtungen und Erprobungserfahrungen beobachtet wurden. In der 5. Spalte der Tabelle wird die Summe aus der Korrektur und dem Wert des Rankings gebildet. Aus dieser Summe geht hervor, dass im vorliegenden Beispiel das Bauteil "Kondensator", "Power FET" und "Bonding" die kritischen Technologien für die Bestimmung des Alterungsfaktors des elektronischen Moduls sind. Für diese Bauteile wird daher das erfindungsgemäße Verfahren angewandt. Es wird also ein Lebensdauermodell für jede verwendete signifikante Technologie beschrieben. Dabei wird eine Kumulation der Algorithmen zur Bestimmung der Alterungsgrade der einzelnen Bauteile durchgeführt. Bezugszeichenliste 1 Parameter
2 Parametererfassungsmittel
3 elektronisches Modul
4 Alterungsfaktorbestimmungsmittel
5 Schwellwertüberschreitungsfeststellung
6 Schwellwertüberschreitungsmeldemittel
7 Elektronikbetriebsüberwachungseinrichtung
8 Alterungsgradbestimmungsmittel

Claims

1. Verfahren zum Überwachen des Betriebs eines Systems mit mehreren Bauteilen mit den Schritten,

- Erfassen von Werten von für eine Alterung der Bauteile repräsentativen Parametern,

- Bestimmen eines Alterungsgrades der einzelnen Bauteile durch Auswerten der Parameterwerte für die einzelnen Bauteile und

- Melden der Überschreitung eines Schwellwertes eines Alterungsfaktors

dadurch gekennzeichnet, dass der Alterungsfaktor durch Kumulation der Alterungsgrade bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem System um ein elektronisches Modul handelt.

3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen der Parameterwerte durch direktes Messen und/oder Auswerten von Informationen aus Steuergeräten eines Kraftfahrzeuges erfolgt.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Kumulation durch ein Aufsummieren der Alterungsgrade durchgeführt wird, wobei die Alterungsgrade mit Normierungsfaktoren multipliziert werden.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der Alterungsgrade der einzelnen Bauteile durch Auswerten der Parameterwerte für die einzelnen Bauteile durch ein Aufsummieren der mit bauteile- und/oder parameterabhängigen Faktoren multiplizierten Parameterwerte durchgeführt wird und/oder dass das Auswerten der Parameterwerte ein Werten der Parameterwerte mit Bauteileschwellwerten umfasst, wobei es sich bei den Bauteileschwellwerten um experimentell oder theoretisch bestimmte, auf den jeweiligen Parameter bezogene Lebenserwartungen der Bauteile handelt und das Werten der Parameterwerte durch ein Normieren auf die Lebenserwartungen durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die bauteile- und/oder parameterabhängigen Faktoren durch Bestimmen von Korrelationen zwischen den für eine Alterung der Bauteile repräsentativen Parametern und der tatsächlich beobachteten Alterung der Bauteile festgelegt werden.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile, für welche ein Alterungsgrad bestimmt wird, durch Ermitteln einer Auswahl aus allen Bauteilen des elektronischen Moduls festgelegt werden, wobei die Auswahl durch Bestimmen einer Rangfolge hinsichtlich bekannter Ausfallraten der Bauteile und Korrektur der Rangfolge durch Höher- oder Tieferstufen des Bauteils in der Rangfolge erfolgt.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachen im Rahmen einer On-Board-Diagnose in einem Kraftfahrzeug durchgeführt wird.

9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem elektronischen Modul um ein Bauteil eines Antiblockiersystems oder eines indirekten Brems- oder Lenksystems in einem Kraftfahrzeug handelt.

10. Verfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Parametern mindestens um die Parameter Betriebsstunden des Fahrzeuges und/oder Anzahl von Bremsbetätigungen und/oder eine Hochtemperaturbetriebsstundenzahl einer Bremsanlage handelt.

11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass das Melden der Überschreitung des Schwellwertes des Alterungsfaktors an einen Fahrer des Kraftfahrzeuges und/oder an eine Überwachungszentrale erfolgt.

12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass eine Kalibrierung von in die Bestimmung der Alterungsgrade der Bauteile eingehenden Faktoren bei einer Wartung durchgeführt wird.

13. Betriebsüberwachungseinrichtung eines elektronischen Moduls mit mehreren Bauteilen mit,

- Mitteln, eingerichtet zur Erfassung von Werten für eine Alterung der Bauteile repräsentativer Parameter,

- Mitteln, eingerichtet zur Bestimmung eines Alterungsgrades der einzelnen Bauteile durch Auswertung der Parameterwerte für die einzelnen Bauteile und

- Mitteln, eingerichtet zur Meldung der Überschreitung eines Schwellwertes eines Alterungsfaktors

dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Bestimmung des Alterungsfaktors durch Kumulation der Alterungsgrade vorgesehen sind.