DE102015200549A1 - Circuit device and method for monitoring a circuit device - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Schaltungsvorrichtung (100) vorgestellt, die eine elektrische Schaltung (110) und ein Gehäuse (120) zum Einhausen der elektrischen Schaltung (110) aufweist. Dabei sind mittels des Gehäuses (120) die elektrische Schaltung (110) und ein Hohlraum (130) innerhalb der Schaltungsvorrichtung (100) fluiddicht einschließbar. Das Gehäuse (120) weist hierbei eine Flusssteuereinrichtung (140) zum Steuern eines Zutritts eines gasförmigen Mediums zu dem Hohlraum (130) auf. Dabei ist die Schaltungsvorrichtung (100) gekennzeichnet durch eine Erfassungseinrichtung (150), die ausgebildet ist, um eine störungsbedingte Änderung zumindest einer Eigenschaft und/oder zumindest eines Parameters des in dem Hohlraum (130) angeordneten gasförmigen Mediums zu erfassen. A circuit device (100) is presented which has an electrical circuit (110) and a housing (120) for housing the electrical circuit (110). In this case, by means of the housing (120), the electrical circuit (110) and a cavity (130) within the circuit device (100) fluid-tight einschließbar. The housing (120) in this case has a flow control device (140) for controlling an admission of a gaseous medium to the cavity (130). In this case, the circuit device (100) is characterized by a detection device (150) which is designed to detect a disturbance-related change of at least one property and / or at least one parameter of the gaseous medium arranged in the cavity (130).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsvorrichtung und auf ein Verfahren zum Überwachen einer Schaltungsvorrichtung, insbesondere für eine Schaltungsvorrichtung in Gestalt eines Steuergerätes, beispielsweise zur Anwendung in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen. The present invention relates to a circuit device and to a method for monitoring a circuit device, in particular for a circuit device in the form of a control device, for example for use in a transmission of a motor vehicle or the like.
Gehäuse, insbesondere Gehäuse von Steuergeräten, können in einem Gehäuseinnenraum zum Schutz von im Gehäuseinnenraum angeordneten, mit elektronischen Bauelementen bestückten Leiterplatten mit einem fließfähigen Material befüllt sein bzw. werden. Dabei kann das fließfähige Material den Gehäuseinnenraum, der sich beispielsweise über elektrischen Bauelementen und einem Trägersubstrat erstreckt, weitgehend vollständig ausfüllen. Die Befüllung mit dem fließfähigen Material kann insbesondere über eine Öffnung in einem Gehäuseteil bzw. Deckelteil erfolgen, welche beispielsweise zuvor zur Dichtheitsprüfung des Gehäuseinnenraums mittels Überdruck- oder Unterdruckbeaufschlagung verwendet wurde. Housing, in particular housing of control devices, can be filled with a flowable material in a housing interior for the protection of printed circuit boards arranged in the housing interior and equipped with electronic components. In this case, the flowable material can largely completely fill the housing interior, which extends, for example, via electrical components and a carrier substrate. The filling with the flowable material can be carried out in particular via an opening in a housing part or cover part, which was previously used for example for leak testing of the housing interior by means of positive or negative pressure.
Die
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Schaltungsvorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Überwachen einer Schaltungsvorrichtung gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Against this background, the present invention provides an improved circuit device and method for monitoring a circuit device according to the main claims. Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and the description below.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann insbesondere eine Schaltungsvorrichtung mit einem solchen Gehäuse bereitgestellt bzw. solcherart genutzt werden, dass eine Dichtheitsüberwachung und/oder ein Manipulationsschutz eines mediendichten Gehäuses realisierbar ist. Dazu kann eine aktive Innenraumüberwachung des Gehäuses hinsichtlich mindestens einer Eigenschaft, beispielsweise eine Zustandsgröße, einer innerhalb des Gehäuses befindlichen, vorgebbaren Atmosphäre auf eine durch Undichtigkeit, Fehler und/oder Manipulation hervorgerufene Veränderung hin erfolgen. Es kann insbesondere überwacht werden, ob eine beispielsweise bei einem Herstellungsverfahren erzeugte, definierte Atmosphäre innerhalb des Gehäuses der Schaltungsvorrichtung einer störungsbedingten Änderung oder Schwankung unterliegt. According to embodiments of the present invention, in particular, a circuit device can be provided with such a housing or used in such a way that a tightness monitoring and / or a tamper protection of a media-tight housing can be realized. For this purpose, an active interior monitoring of the housing with regard to at least one property, for example a state variable, of a predeterminable atmosphere located within the housing can take place on a change caused by leakage, errors and / or manipulation. In particular, it can be monitored whether a defined atmosphere generated within the housing of the circuit device, for example, during a production process, is subject to a fault-related change or fluctuation.
Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine auf eine gesamte Laufzeit der Schaltungsvorrichtung ausgerichtete und gegebenenfalls kontinuierliche Dichtheitsüberwachung und/oder Manipulationsüberwachung von mediendicht abgeschlossenen Gehäusen erzielt werden. Somit können mit elektronischen Bauelementen bestückte Leiterplatten, welche wegen ihrer sensiblen elektronischen Bauelemente von äußeren Einflüssen hermetisch abgedichtet sein sollen, von Schaltungsvorrichtungen zuverlässig vor Beschädigung durch Undichtigkeit oder Manipulation geschützt werden. Es kann eine kostengünstige Überwachung von Lecks bzw. Leckagen im Gehäuse sowie zum Manipulationsschutz realisiert werden. Dabei kann die Schaltungsvorrichtung mittels eines unaufwendigen Fertigungsverfahrens hergestellt werden, wobei Einrichtungen mittels herkömmlicher Werkzeuge bestückt werden können. Durch eine solche Dichtheitsüberwachung und/oder Manipulationsüberwachung können Schäden erkannt werden, beispielsweise geplatzte Kondensatoren oder dergleichen, ist eine zerstörungsfreie Diagnose und/oder Reparatur möglich und kann vermieden werden, dass mit der Schaltungsvorrichtung chemisch interaktionsfähige bzw. reaktionsfähige Stoffe eingebracht werden. Ferner kann dadurch vermieden werden, dass Folgeschäden an Bauteilen oder Vorrichtungen entstehen, die an die Schaltungsvorrichtung angeschlossen bzw. funktional mit derselben verknüpft sind, beispielsweise Getriebe von Fahrzeugen oder dergleichen, sowie dass infolgedessen Fehlfunktionen an solchen Bauteilen oder Vorrichtungen auftreten, wie beispielsweise ein plötzlichen Liegenbleiben eines Fahrzeugs auf einer Straße. Advantageously, according to embodiments of the present invention, it is possible in particular to achieve a leak-tightness monitoring and / or manipulation monitoring of media-tightly sealed housings, which is aligned with an overall operating time of the circuit apparatus and may be continuous. Thus, printed circuit boards populated with electronic components, which due to their sensitive electronic components are to be hermetically sealed from external influences, can be reliably protected from damage by leakage or manipulation by circuit devices. It can be a cost-effective monitoring of leaks or leaks in the housing and for tamper resistance can be realized. In this case, the circuit device can be produced by means of an inexpensive production method, wherein devices can be equipped by means of conventional tools. By such leakage monitoring and / or manipulation monitoring damage can be detected, such as burst capacitors or the like, a nondestructive diagnosis and / or repair is possible and can be avoided that chemically interacting or reactive substances are introduced with the circuit device. Furthermore, it can be avoided that consequential damage to components or devices that are connected to the circuit device or functionally associated with the same, such as transmissions of vehicles or the like, and as a result malfunction of such components or devices occur, such as a sudden absences a vehicle on a road.
Eine Schaltungsvorrichtung, die eine elektrische Schaltung und ein Gehäuse zum Einhausen der elektrischen Schaltung aufweist, wobei mittels des Gehäuses die elektrische Schaltung und ein Hohlraum innerhalb der Schaltungsvorrichtung fluiddicht einschließbar und/oder eingeschlossen sind, wobei das Gehäuse eine Flusssteuereinrichtung zum Steuern eines Zutritts eines gasförmigen Mediums zu dem Hohlraum aufweist, ist gekennzeichnet durch eine Erfassungseinrichtung, die ausgebildet ist, um eine störungsbedingte Änderung zumindest einer Eigenschaft und/oder eines Parameters des in dem Hohlraum angeordneten gasförmigen Mediums zu erfassen. A circuit device comprising an electrical circuit and a housing for housing the electrical circuit, wherein by means of the housing, the electrical circuit and a cavity within the circuit device are fluid-tight einschließbar and / or enclosed, wherein the housing is a flow control device for controlling an access of a gaseous medium to the cavity, is characterized by a detection device, which is designed to detect a disturbance-induced change of at least one property and / or a parameter of the gaseous medium arranged in the cavity.
Die Schaltungsvorrichtung kann ein Steuergerät, eine Sensorvorrichtung oder dergleichen sein. Insbesondere kann die Schaltungsvorrichtung als ein Steuergerät für ein Fahrzeug, beispielsweise als ein Steuergerät für ein Getriebe eines Fahrzeugs ausgeführt sein, wobei die Schaltungsvorrichtung in einem Bereich eines Getriebes eines Fahrzeugs angeordnet sein kann. Ferner kann die Schaltungsvorrichtung insbesondere als eine Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug, beispielsweise als eine Sensorvorrichtung für ein mediendichtes Gehäuse wie eine Kraftfahrzeugbatterie oder Akkubar für ein Hybridfahrzeug ausgeführt sein. Dadurch ließe sich auf einfache Art und Weise eine Beeinflussung, Manipulation oder Zerstörung des mediendichten Gehäuses oder der in dem mediendichten Gehäuse angeordneten Komponenten durch Gasung detektieren. Die Schaltungsvorrichtung kann eine Schaltungsplatine oder Leiterplatte aufweisen, an der die elektrische Schaltung angeordnet sein kann. Die elektrische Schaltung kann zumindest ein elektrisches oder elektronisches Bauelement umfassen. Die Schaltungsvorrichtung kann zumindest eine elektrische Schaltung aufweisen. Das gasförmige Medium kann ein Gas oder ein Gasgemisch aus mehreren Gasen aufweisen. Dabei kann das gasförmige Medium zumindest bei Standardbedingungen gasförmig sein. Der Hohlraum kann zwischen einer Wand des Gehäuses und einer Schaltungsplatine oder Leiterplatte der Schaltungsvorrichtung angeordnet sein. Das Gehäuse kann ausgebildet sein, um die elektrische Schaltung und den Hohlraum fluiddicht einzuschließen oder abzudichten. Dabei kann das Gehäuse insbesondere ausgebildet sein, um die elektrische Schaltung und den Hohlraum dauerhaft oder für eine definierte Zeitdauer fluiddicht einzuschließen, wobei eine schleichende Migration von Molekülen möglich sein kann. Das Gehäuse ist unter Verwendung von Dichtmitteln zusammenfügbar oder mit einem Teil der Schaltungsvorrichtung verbindbar. Die Dichtmittel können ausgebildet sein, um bei Kontakt mit einer Flüssigkeit aufzuquellen, wobei eine Dichtungswirkung verstärkt werden kann. Die Flusssteuereinrichtung kann eine Durchgangsöffnung und ein Ventil aufweisen, das in einem Bereich der Durchgangsöffnung angeordnet sein kann. Bei dem Ventil kann es sich um ein Rückschlagventil oder dergleichen handeln. Die zumindest eine Eigenschaft des Mediums kann eine Zustandsgröße, insbesondere eine thermodynamische Zustandsgröße, eine chemische Spezies oder eine Gaszusammensetzung sein. Die störungsbedingte Änderung kann durch eine Undichtigkeit des Gehäuses, durch eine Fehlfunktion der Schaltungsvorrichtung und zusätzlich oder alternativ durch eine Manipulation oder unsachgemäße Handhabung bedingt, bewirkt oder hervorgerufen sein. The circuit device may be a controller, a sensor device, or the like. In particular, the circuit device can be embodied as a control device for a vehicle, for example as a control device for a transmission of a vehicle, wherein the circuit device can be arranged in a region of a transmission of a vehicle. In addition, the circuit device may in particular be embodied as a sensor device for a vehicle, for example as a sensor device for a media-tight housing such as a motor vehicle battery or battery bay for a hybrid vehicle. This would be a simple way of influencing, manipulation or Destruction of the media-tight housing or arranged in the media-tight housing components detect by gassing. The circuit device may comprise a circuit board or printed circuit board on which the electrical circuit may be arranged. The electrical circuit may comprise at least one electrical or electronic component. The circuit device may comprise at least one electrical circuit. The gaseous medium may comprise a gas or a gas mixture of a plurality of gases. The gaseous medium may be gaseous at least at standard conditions. The cavity may be disposed between a wall of the housing and a circuit board or circuit board of the circuit device. The housing may be configured to fluid-tightly enclose or seal the electrical circuit and the cavity. In this case, the housing may in particular be designed to include the electrical circuit and the cavity in a fluid-tight manner permanently or for a defined period of time, wherein a gradual migration of molecules may be possible. The housing is attachable using sealants or connectable to a portion of the circuit device. The sealing means may be adapted to swell upon contact with a liquid, whereby a sealing effect can be enhanced. The flow control device may have a passage opening and a valve, which may be arranged in a region of the passage opening. The valve may be a check valve or the like. The at least one property of the medium may be a state variable, in particular a thermodynamic state variable, a chemical species or a gas composition. The disturbance-related change may be due to a leakage of the housing, caused by a malfunction of the circuit device and additionally or alternatively by a manipulation or improper handling caused or caused.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Erfassungseinrichtung zumindest ein Sensorelement aufweisen, das ausgebildet ist, um eine störungsbedingte Änderung eines Druckes, einer Temperatur, einer Zusammensetzung und zusätzlich oder alternativ einer Feuchte des in dem Hohlraum angeordneten gasförmigen Mediums zu erfassen. Die Schaltvorrichtung kann zusätzlich zu der Erfassungseinrichtung einen Temperatursensor aufweisen, der mit der Erfassungseinrichtung datenübertragungsfähig verbindbar oder verbunden sein kann. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine zur Störungserkennung geeignete Eigenschaft oder eine zur Störungserkennung geeignete Kombination von Eigenschaften ausgewertet werden kann, um eine zuverlässige und sichere Überwachung der Schaltungsvorrichtung auf Undichtigkeiten, Manipulationen und dergleichen durchführen zu können. Durch eine Erfassung verschiedener Eigenschaften bzw. eine Plausibilisierung durch Diversifikation von Messgrößen können Genauigkeit und Richtigkeit einer Störungserkennung verbessert werden. According to one embodiment, the detection device may comprise at least one sensor element which is designed to detect a disturbance-related change of a pressure, a temperature, a composition and additionally or alternatively a humidity of the gaseous medium arranged in the cavity. The switching device may have, in addition to the detection device, a temperature sensor, which may be connectable or connectable to the detection device in a manner capable of data transmission. Such an embodiment offers the advantage that a suitable property for fault detection or a combination of properties suitable for fault detection can be evaluated in order to be able to reliably and securely monitor the circuit device for leaks, manipulations and the like. By acquiring various properties or a plausibility check by diversification of measured variables, the accuracy and correctness of a fault detection can be improved.
Auch kann die Erfassungseinrichtung zumindest ein innerhalb des Gehäuses anordenbares oder angeordnetes, erstes Sensorelement und zumindest ein außerhalb des Gehäuses anordenbares oder angeordnetes, zweites Sensorelement aufweisen. Dabei können das erste Sensorelemente und das zweite Sensorelement ausgebildet sein, um zumindest eine identische Eigenschaft oder unterschiedliche Eigenschaften oder Größen zu erfassen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Treffsicherheit der Störungserkennung verbessert werden kann, indem ein Abgleich zwischen unterschiedlichen Orten zur Plausibilisierung ermöglicht wird. The detection device can also have at least one first sensor element which can be arranged or arranged within the housing and at least one second sensor element which can be arranged or arranged outside the housing. In this case, the first sensor element and the second sensor element can be designed to detect at least one identical property or different properties or quantities. Such an embodiment offers the advantage that an accuracy of the interference detection can be improved by a comparison between different locations for plausibility is made possible.
Dabei kann die Erfassungseinrichtung einen innerhalb des Gehäuses anordenbaren oder angeordneten Drucksensor zum Erfassen eines Drucks des in dem Hohlraum angeordneten gasförmigen Mediums oder einen innerhalb des Gehäuses anordenbaren oder angeordneten Drucksensor zum Erfassen eines Drucks des in dem Hohlraum angeordneten gasförmigen Mediums und einen außerhalb des Gehäuses anordenbaren oder angeordneten Drucksensor zum Erfassen eines Drucks einer Umgebung der Schaltungsvorrichtung aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass Undichtigkeit, Manipulation und/oder Fehlfunktion der Schaltungsvorrichtung unter Verwendung kostengünstiger Sensorik zuverlässig erkannt werden kann. Denn Druckänderungen können Zusammenhang mit einer Vielzahl verschiedener Störungen stehen und somit erfasst werden. In this case, the detection device can be arranged within the housing or arranged pressure sensor for detecting a pressure of the disposed in the cavity gaseous medium or arranged within the housing or arranged pressure sensor for detecting a pressure of the disposed in the cavity gaseous medium and an outside of the housing can be arranged or arranged pressure sensor for detecting a pressure of an environment of the circuit device. Such an embodiment has the advantage that leakage, manipulation and / or malfunction of the circuit device can be reliably detected using inexpensive sensors. Because pressure changes can be related to a variety of different disorders and thus be detected.
Zudem kann die Erfassungseinrichtung einen innerhalb des Gehäuses anordenbaren oder angeordneten Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur des in dem Hohlraum angeordneten gasförmigen Mediums und zusätzlich oder alternativ einen außerhalb des Gehäuses anordenbaren oder angeordneten Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur einer Umgebung der Schaltungsvorrichtung aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass anhand von Temperaturänderungen ebenfalls eine Vielzahl von Störungen erkannt werden können, wobei Kombination mit Sensorelementen zum Erfassen anderer Messgrößen ein Temperaturabgleich zur Plausibilisierung vorgenommen werden kann, Störungen noch zuverlässiger und sicherer zu erkennen. In addition, the detection device can have a temperature sensor which can be arranged or arranged within the housing for detecting a temperature of the gaseous medium arranged in the cavity and additionally or alternatively have a temperature sensor which can be arranged or arranged outside the housing for detecting a temperature of an environment of the circuit device. Such an embodiment offers the advantage that a multiplicity of disturbances can likewise be detected on the basis of temperature changes, wherein a combination with sensor elements for acquiring other measured variables can be used to check the plausibility of the plausibility of detecting faults even more reliably and reliably.
Insbesondere kann die Erfassungseinrichtung zumindest einen Drucksensor oder einen Drucksensor und eine Temperatursensor aufweisen. Somit kann auf kostengünstige Weise eine Bestätigungserkennung realisiert werden, wobei beispielsweise auch auf bereits vorhandene Sensorik in Gestalt eines Temperatursensors zurückgegriffen werden kann. In particular, the detection device can have at least one pressure sensor or a pressure sensor and one temperature sensor. Thus, in a cost effective way a Confirmation recognition can be realized, which can be used, for example, on existing sensors in the form of a temperature sensor.
Ferner kann die Erfassungseinrichtung einen innerhalb des Gehäuses anordenbaren oder angeordneten Gassensor zum Erfassen einer Gasspezies oder Gaszusammensetzung des in dem Hohlraum angeordneten gasförmigen Mediums und zusätzlich oder alternativ einen innerhalb des Gehäuses anordenbaren oder angeordneten Feuchtesensor zum Erfassen einer Feuchte des in dem Hohlraum angeordneten gasförmigen Mediums aufweisen. Somit kann die Erfassungseinrichtung auch ausgebildet sein, um ein Auswerteverfahren zum Erfassen einer Feuchtigkeit in dem Hohlraum oder innerhalb des Gehäuses durchzuführen oder um Feuchtigkeit in dem Hohlraum oder innerhalb des Gehäuses zu detektieren. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass bei Verwendung von Spezialgasen durch deren Nachweis eine Unversehrtheit des Gehäuses auf einfache und sichere Weise feststellbar ist und zudem gegebenenfalls auch schädliche Feuchtigkeit erkannt und ein dadurch verursachbarer Schaden von der Schaltvorrichtung abgewendet werden kann. Furthermore, the detection device can have a gas sensor which can be arranged or arranged within the housing for detecting a gas species or gas composition of the gaseous medium arranged in the cavity and additionally or alternatively a humidity sensor which can be arranged or arranged within the housing for detecting a humidity of the gaseous medium arranged in the cavity. Thus, the detection device can also be designed to perform an evaluation method for detecting a moisture in the cavity or within the housing or to detect moisture in the cavity or within the housing. Such an embodiment has the advantage that when special gases are detected by their detection, an integrity of the housing in a simple and secure manner and, if necessary, also detected harmful moisture and thus damage caused by the switching device can be averted.
Insbesondere kann zumindest ein Sensorelement der Erfassungseinrichtung in einem teilweise in einem Gehäusematerial oder einer Vergussmasse eingebetteten Schutzelement angeordnet sein. Hierbei kann das Schutzelement ausgeformt sein, um eine Fluidverbindung zwischen dem Hohlraum und dem zumindest einen Sensorelement der Erfassungseinrichtung herzustellen. Bei dem Schutzelement kann es sich um ein Rohr, einen offenen Hohlzylinder oder ein anderes schnorchelartig ausgeformtes Element handeln. In der Vergussmasse kann die elektrische Schaltung der Schaltungsvorrichtung zumindest teilweise eingegossen sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass zusätzlich eine Vergussmasse zur Verbesserung eines Schutzes vor einem Eindringen feindlicher Medien eingesetzt werden kann, ohne eine Funktion der Erfassungseinrichtung zu beeinträchtigen. In particular, at least one sensor element of the detection device can be arranged in a protective element partially embedded in a housing material or a potting compound. In this case, the protective element may be formed in order to establish a fluid connection between the cavity and the at least one sensor element of the detection device. The protective element can be a tube, an open hollow cylinder or another snorkel-shaped element. In the potting compound, the electrical circuit of the circuit device may be at least partially encapsulated. Such an embodiment offers the advantage that in addition a potting compound can be used to improve protection against intrusion of hostile media without impairing a function of the detection device.
Ein Verfahren zum Überwachen einer Schaltungsvorrichtung gemäß einer hier vorgestellten Variante ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Steuern eines Zutritts eines gasförmigen Mediums zu dem Hohlraum unter Verwendung der Flusssteuereinrichtung des Gehäuses, um eine Menge des gasförmigen Mediums in dem Hohlraum einzustellen; und
Erfassen einer störungsbedingten Änderung zumindest einer Eigenschaft und/oder zumindest eines Parameters des in dem Hohlraum angeordneten gasförmigen Mediums unter Verwendung der Erfassungseinrichtung der Schaltungsvorrichtung. A method for monitoring a circuit device according to a variant presented here is characterized in that the method comprises the following steps:
Controlling an admission of a gaseous medium to the cavity using the flow control means of the housing to adjust an amount of the gaseous medium in the cavity; and
Detecting a disturbance-related change of at least one property and / or at least one parameter of the gaseous medium disposed in the cavity using the detection device of the circuit device.
Das Verfahren kann in Verbindung mit einer Ausführungsform der vorstehend genannten Schaltungsvorrichtung vorteilhaft ausgeführt werden, um die Schaltungsvorrichtung auf einen unversehrten und zusätzlich oder alternativ ordnungsgemäßen Zustand hin zu überwachen. Im Schritt des Steuerns kann eine Menge von gasförmigem Medium in dem Hohlraum eingeleitet und zusätzlich oder alternativ aus dem Hohlraum ausgeleitet werden. Hierbei kann im Schritt des Steuerns ein Überdruck oder ein Unterdruck in dem Hohlraum erzeugt werden, wobei ein Druckwert eines in dem Hohlraum erzeugten Drucks auf einen definierten Wert eingestellt werden kann. Wenn im Schritt des Steuerns ein Überdruck an dem Hohlraum angelegt wird, kann ein Eintritt von Fremdstoffen, insbesondere Wasser, Wasserdampf, Öl oder dergleichen, in dem Hohlraum verringert oder vermieden werden. Zudem kann so eine Überwachungsmöglichkeit geschaffen werden, falls Fremdstoffen eingedrungen sein sollten. Im Schritt des Steuerns kann insbesondere ein Spezialgas oder können Spezialgase in den Hohlraum eingeleitet werden. Ein Spezialgas kann ein Schutzgas, beispielsweise Stickstoff, aufweisen. Durch eine Verwendung von Spezialgasen kann eine verbesserte Wärmeabfuhr bzw. ein verbessertes Wärmemanagement erreicht werden, ein außerplanmäßiger Gasaustausch bzw. eine damit verbundene Manipulation überwacht und erkannt werden und eine Korrosionsgefahr, beispielsweise an Kontaktstellen, Lötstellen, etc., reduziert werden. Insbesondere kann im Schritt des Steuerns ein gasförmiges Medium mit definierten Eigenschaften, wie beispielsweise Feuchte und Gaszusammensetzung, in dem Hohlraum eingeleitet werden. Somit kann eine Einstellung und Überwachung einer gewünschten Atmosphäre, beispielsweise hinsichtlich Feuchtigkeit und Schutzgas, ermöglicht werden. Nach dem Schritt des Steuerns kann das Verfahren einen Schritt des fluiddichten Verschließens der Flusssteuereinrichtung aufweisen. Dabei kann die Flusssteuereinrichtung beispielsweise verschweißt oder mit einen Pfropfen oder dergleichen verschlossen oder versiegelt werden. Damit kann eine verbesserte Sicherstellung einer Dichtheit des Gehäuses erreicht werden. The method may be advantageously carried out in conjunction with an embodiment of the aforementioned circuit device to monitor the circuit device for an intact and additionally or alternatively proper condition. In the step of controlling, a quantity of gaseous medium may be introduced into the cavity and additionally or alternatively discharged out of the cavity. In this case, in the step of controlling an overpressure or a negative pressure in the cavity can be generated, wherein a pressure value of a pressure generated in the cavity can be set to a defined value. If an overpressure is applied to the cavity in the step of controlling, entry of foreign matter, especially water, water vapor, oil or the like, in the cavity can be reduced or avoided. In addition, such a monitoring option can be created if foreign substances should have penetrated. In the step of controlling, in particular a special gas or special gases can be introduced into the cavity. A special gas may have a protective gas, for example nitrogen. By using special gases, improved heat dissipation or improved thermal management can be achieved, an unscheduled gas exchange or a manipulation associated therewith can be monitored and detected, and a risk of corrosion, for example at contact points, solder joints, etc., can be reduced. In particular, in the step of controlling, a gaseous medium having defined properties, such as moisture and gas composition, may be introduced into the cavity. Thus, adjustment and monitoring of a desired atmosphere, for example in terms of moisture and inert gas, can be made possible. After the step of controlling, the method may include a step of fluid-tightly closing the flow control device. In this case, the flow control device can for example be welded or closed or sealed with a plug or the like. Thus, an improved assurance of tightness of the housing can be achieved.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Erfassens ein Gradient und zusätzlich oder alternativ ein Wert der zumindest einen Eigenschaft und/oder des zumindest einen Parameters mit einem Schwellenwert verglichen werden, um die störungsbedingte Änderung zu erfassen. Auch kann der Schritt des Erfassens wiederholt ausgeführt werden. Insbesondere kann der Schritt des Erfassens bei jeder Inbetriebnahme der Schaltungsvorrichtung ausgeführt werden und zusätzlich oder alternativ während eines Betriebs der Schaltungsvorrichtung wiederholt ausgeführt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Vielzahl von unterschiedlichen Störungsereignissen zuverlässig erkannt werden kann, um Folgeschäden zu verhindern oder zu minimieren. According to an embodiment, in the step of detecting, a gradient and additionally or alternatively a value of the at least one property and / or the at least one parameter may be compared to a threshold value in order to detect the disturbance-related change. Also, the step of detecting may be repeatedly performed. In particular, the step of detecting may be performed every time the circuit device is put into operation, and additionally or alternatively during operation of the circuit device be executed repeatedly. Such an embodiment offers the advantage that a large number of different fault events can be reliably detected in order to prevent or minimize consequential damage.
Ferner können im Schritt des Erfassens eine erste Eigenschaft und/oder eines ersten Parameters des in dem Hohlraum angeordneten gasförmigen Mediums und eine zweite Eigenschaft und/oder eines zweiten Parameters des in dem Hohlraum angeordneten gasförmigen Mediums und zusätzlich oder alternativ zumindest eine Eigenschaft und/oder zumindest eines Parameters des in dem Hohlraum angeordneten gasförmigen Mediums und zumindest eine Eigenschaft und/oder zumindest eines Parameters einer Umgebung der Schaltungsvorrichtung ausgewertet werden, um die störungsbedingte Änderung zu erfassen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine derartige Störungserkennung besonders sichere Ergebnisse liefern kann, wobei durch eine Ausrichtung der Störungserkennung auf verschiedene Messgrößen sowohl eine Plausibilisierung von Messergebnissen kann als auch eine Erhöhung einer Erkennungsgenauigkeit realisiert werden kann. Furthermore, in the step of detection, a first property and / or a first parameter of the gaseous medium arranged in the cavity and a second property and / or a second parameter of the gaseous medium arranged in the cavity and additionally or alternatively at least one property and / or at least a parameter of the disposed in the cavity gaseous medium and at least one property and / or at least one parameter of an environment of the circuit device are evaluated to detect the disturbance-induced change. Such an embodiment offers the advantage that such a fault detection can provide particularly reliable results, with an alignment of the fault detection on different measured variables both a plausibility of measurement results and an increase in a recognition accuracy can be realized.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird. A computer program product with program code which can be stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the method according to one of the embodiments described above if the program is installed on a computer or a device is also of advantage is performed.
Bei einer Ausführungsvariante der Schaltungsvorrichtung als Getriebesteuergerät, das beispielsweise in einem Getriebefluid oder Öl platziert ist, ist ein Gehäuseinnenraum zu einer äußeren Umgebung abdichtbar, um ein Eindringen von Getriebefluid in den Gehäuseinnenraum und eine Beschädigung elektrischer Bauelemente bzw. eine elektrische Schaltung der Schaltungsvorrichtung zuverlässig zu verhindern, und kann eine Schutzfunktion des Gehäuses zusätzlich auf ihre Wirksamkeit hin überprüft werden. In one embodiment variant of the circuit device as a transmission control unit, which is placed, for example, in a transmission fluid or oil, a housing interior can be sealed to an external environment in order to reliably prevent the penetration of transmission fluid into the housing interior and damage to electrical components or an electrical circuit of the circuit device , And a protective function of the housing can be additionally checked for their effectiveness.
Insbesondere kann gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vermieden werden, dass zum Schutz der Schaltungsvorrichtung beispielsweise lediglich Vergussmasse eingesetzt wird. So kann beispielsweise verhindert werden, dass es beim Füllen zu Lufteinschlüssen bzw. Rissbildungen in der Vergussmasse kommt und somit externe Medien eindringen könnten sowie dass die Schaltungsvorrichtung trotz Befüllung mit Vergussmasse undicht werden könnte, Füllmasse austreten und/oder Fremdstoffe eindringen könnten. Solche bekannten, mit Vergussmasse ausgefüllten, als mediendicht geltenden Gehäuse können üblicher Weise durch eine Dichtheitsprüfung einmalig, beispielsweise zu einem Produktionszeitpunkt, auf ihre Mediendichtheit geprüft werden. Somit kann vor diesem Hintergrund gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vermieden werden, dass bei einem Aushärteprozess der gehäuseabdichtenden Vergussmasse undichten Stellen entstehen und die auf Dichtheit geprüfte Schaltungsvorrichtung beispielsweise nach wenigen Tagen im Betrieb ausfällt, wobei gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine undicht gewordene Stelle im Gehäuse auch bereits vor einem Ausfall der Schaltungsvorrichtung festgestellt werden kann. Es kann gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung daher verhindert werden, dass es zu sicherheitskritischen und unkalkulierbaren Sicherheitsrisiken, Aussetzern und/oder Fehlverhalten kommt, beispielsweise dass ein Fahrzeug mitten im Fahrbetrieb auf einer Autobahn oder dergleichen liegen bleibt. Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann insbesondere eine dauerhafte Überwachung einer Gehäusedichtheit über eine Laufzeit der Schaltungsvorrichtung hinweg realisiert werden, was eine Frühwarnung vor einem baldigen und wahrscheinlichen Ausfall der Schaltungsvorrichtung ermöglichen kann. Ferner kann eine zerstörungsfreie Fehlerdiagnose und/oder Reparatur der Scheidungsvorrichtung, insbesondere der elektrischen Schaltung, ermöglicht werden. Es kann auch verhindert werden, dass die Schaltungsvorrichtung spurlos bzw. unbemerkt von Dritten bzw. Unbefugten zur Auslesung bzw. Manipulation beispielsweise einer Telematiksteuereinheit (TCU, Telematic Control Unit) geöffnet und wieder verschlossen werden kann und dadurch Spätfolgen, z. B. eine Zerstörung eines Getriebes eines Fahrzeugs, verursacht werden können. Beispielsweise können damit auch Rufschädigungen eines Herstellers, Reparaturkosten, etc. vermieden werden, die durch zum Beispiel ein derart manipuliertes Getriebe entstünden. Auch kann gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei auf eine Vergussmasse teilweise oder vollständig verzichtet werden kann, das Problem umgangen werden, dass durch spätere Beschädigungen, durch eventuell eindringende Verschmutzungen bzw. durch mechanische Belastung eine Vergussmasse sich zersetzen oder aufreißen könnte, was zu einem partiellen Eindringen von Fremdstoffen führen würde. Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann auf eine Vergussmasse teilweise oder vollständig verzichtet werden, wobei vermieden werden kann, dass es durch beispielsweise einen verglichen mit einer Leiterplatte der Schaltungsvorrichtung unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Vergussmasse zu mechanischen Spannungen in der Schaltungsvorrichtung kommt. Auch kann verhindert werden, dass an freiliegenden oder offenen Stellen einer Leiterplatte der Schaltungsvorrichtung, beispielsweise um sogenannte Exposed-Pads herum, an denen ein Basismaterial der Leiterplatte offen liegt, die Vergussmasse bzw. Füllmasse eindringen und zu noch nicht absehbaren Schäden führen könnte, wie beispielsweise kapazitive Einflüsse im Hochfrequenzbereich, Kriechströme, Wärmestau bzw. Wärmebelastung von benachbarten Bauteilen, Unterwanderung und damit eventuell Ablösung von Bauteilen, Wechselwirkungen mit Zersetzungsprodukten oder dergleichen. In particular, it can be avoided according to embodiments of the present invention that, for example, only potting compound is used to protect the circuit device. Thus, it can be prevented, for example, that air pockets or cracks in the potting compound during filling and thus could penetrate external media and that the circuit device could be leaking in spite of filling with potting, leaking filler and / or foreign substances could penetrate. Such known, filled with potting, applicable as media-tight housing can be tested by a leak test once, for example, at a production time, on their media tightness usual way. Thus, in accordance with embodiments of the present invention, it can be avoided that leaks occur in a curing process of the package sealing compound, and the leak tested circuit fails, for example, after a few days of operation, and in accordance with embodiments of the present invention, a leak in the package also occurs can already be determined before a failure of the circuit device. It can therefore be prevented in accordance with embodiments of the present invention that there are safety-critical and incalculable safety risks, dropouts and / or misconduct, for example, that a vehicle remains in the middle of driving on a highway or the like. In particular, according to embodiments of the present invention, a permanent monitoring of a housing density over a term of the circuit device can be realized, which may allow early warning of a sudden and likely failure of the circuit device. Furthermore, a non-destructive fault diagnosis and / or repair of the divider device, in particular the electrical circuit, can be made possible. It can also be prevented that the circuit device without a trace or unnoticed by third parties or unauthorized persons for reading or manipulation example, a telematics control unit (TCU, Telematic Control Unit) can be opened and closed again and thereby late effects, eg. As a destruction of a transmission of a vehicle can be caused. For example, this can also reputation damage of a manufacturer, repair costs, etc. are avoided, which would be created by, for example, such a manipulated gear. Also, according to embodiments of the present invention, which can be partially or completely dispensed with a potting compound, the problem can be circumvented that by subsequent damage, by any penetrating dirt or by mechanical stress, a potting compound could decompose or rupture, resulting in a partial Ingress of foreign substances would result. According to embodiments of the present invention can be dispensed with a potting compound partially or completely, it can be avoided that, for example, by comparison with a circuit board of the circuit device different expansion coefficients of the potting compound to mechanical stresses in the circuit device comes. It can also be prevented at exposed or open positions of a printed circuit board of the circuit device, for example around so-called exposed pads, to which a Base material of the circuit board is open, the encapsulant or filling material penetrate and could lead to unforeseeable damage, such as capacitive influences in the high frequency range, leakage currents, heat accumulation or heat load of adjacent components, infiltration and thus possibly detachment of components, interactions with decomposition products or like.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: The invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird. In the following description of preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similarly acting, wherein a repeated description of these elements is omitted.
Die Schaltungsvorrichtung
Das Gehäuse
Die Schaltungsvorrichtung
Die elektrische Schaltung
Die in
Gemäß dem
Anders ausgedrückt zeigt
Bevor Auswerteverfahren bzw. Verfahren zum Überwachen der Schaltungsvorrichtung
In einer ersten Variante eines Auswerteverfahrens, einer Druckabfallmessung, ist der Drucksensor, insbesondere ein Barometer, der Erfassungseinrichtung
Eine weitere Variante eines Auswerteverfahrens ist eine Restdruckmessung. Dabei kann von einer bestimmten Laufzeit, beispielsweise 15 Jahre oder Ähnliches, der Schaltungsvorrichtung
Es können insbesondere auch schnelle Druckschwankungen durch beispielsweise periodisch wiederholende und häufige Ausführung des Verfahrens detektiert werden. Solche Schwankungen können beispielsweise durch ein Öffnen des Gehäuses oder beispielsweise durch eine Kondensatorexplosion mit dadurch bewirkten Aufpumpen des Hohlraums
Der zusätzliche Drucksensor außerhalb des Gehäuses der Schaltungsvorrichtung
Bei einem solchen Auswerteverfahren kann optional auf Temperatursensoren verzichtet werden. Alternativ kann auch ein manipulatives Öffnen des Gehäuses in einer Druckkammer, wobei Außendruck gleich Innendruck gilt, unter Verwendung von zumindest einem Temperatursensor erkannt werden. Bei Verzicht auf außen und/oder innen angebrachte Temperatursensoren kann eine kostengünstige Schaltungsvorrichtung
Anders ausgedrückt zeigt
Alternativ kann die Schaltvorrichtung
Das Verfahren
In einem nachfolgenden Schritt
In einem bezüglich des Schrittes
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt
Unter Bezugnahme auf die
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf
Zur Dichtheitsprüfung eines Gehäuses
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Erfassungseinrichtung
Alternativ kann die Erfassungseinrichtung
Eine Auswertung kann beispielsweise unter Verwendung der allgemeinen idealen Gasgleichung p·V·T = konst., oder insbesondere für isochore Zustandsänderungen (V = konst.) unter Verwendung von p·T = konst. durchgeführt werden. An evaluation can be carried out, for example, using the general ideal gas equation p * V * T = const., Or in particular for isochoric state changes (V = const.) Using p * T = const.
Falls das Gehäuse
Ferner kann gemäß einem Ausführungsbeispiel ein Eindringen bzw. ein Vorhandensein von Öl oder Wasserdampf in dem Hohlraum
Zudem kann sich beispielsweise ein Volumen in dem Hohlraum
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann mittels Kohlenmonoxid-Sensoren bzw. CO-Detektoren eine Branderkennung durchgeführt werden. Ferner kann ein CO-Detektor eine Zusammensetzung des eingefüllten gasförmigen Mediums ermitteln und verifizieren. Dies gilt auch für andere Stoffzusammensetzungen bzw. Gassensoren. According to one exemplary embodiment, fire detection can be carried out by means of carbon monoxide sensors or CO detectors. Furthermore, a CO detector can detect and verify a composition of the charged gaseous medium. This also applies to other compositions of substances or gas sensors.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist. If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, this can be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment, either only the first Feature or only the second feature.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100 100
- Schaltungsvorrichtung circuit device
- 110 110
- elektrische Schaltung electrical circuit
- 120 120
- Gehäuse casing
- 130 130
- Hohlraum bzw. Luftkammer Cavity or air chamber
- 140 140
- Flusssteuereinrichtung bzw. Einlassventil Flow control device or inlet valve
- 150 150
- Erfassungseinrichtung detector
- 210 210
- elektronisches Bauelement electronic component
- 215 215
- Leiterplatte circuit board
- 222 222
- Gehäuseboden caseback
- 224 224
- Gehäusedeckel housing cover
- 226 226
- Dichtmittel bzw. Dichteelement Sealant or sealing element
- 260 260
- Stecker plug
- 455 455
- Schutzelement bzw. Luftröhrchen Protective element or trachea
- 470 470
- Vergussmasse potting compound
- 500 500
- Verfahren zum Überwachen Method of monitoring
- 510 510
- Schritt des Bereitstellens Step of providing
- 520 520
- Schritt des Steuerns Step of controlling
- 530 530
- Schritt des Erfassens Step of grasping
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102007003009 A1 [0003] DE 102007003009 A1 [0003]
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