电气或电子控制器的制作方法

1.本发明涉及一种电气或电子控制器。


背景技术：

2.从实践中已知的电气或电子控制器具有电气或电子结构单元，该电气或电子结构单元包括：由电绝缘载体材料制成的电路板，该电路板具有在其上形成的导电的导体线路(leiterbahn)；以及与电路板并且借由导体线路连接的电气或电子组件。这种具有电路板、导电的导体线路和电气或电子组件的电气或电子结构单元也被称为组装好的电路板。在运行中，由于导电的导体线路和电气或电子组件的电阻并且由于电流的流动而使这种电气或电子控制器经受升温。不允许地高的升温可能会导致电气或电子控制器出现故障甚至损坏。迄今为止，难以简单且可靠地检测电气或电子控制器的这种升温。
3.de 10 2014 006 841 a1公开了一种机动车辆的电路装置。该电路装置具有金属承载板、金属电路板和半导体组件。金属承载板与金属电路板电绝缘地间隔开。承载板和电路板借由半导体组件电连接并且形成电气的三极。
4.de 39 37 183 a1公开了一种带有由绝缘载体材料制成的电路板的电路板装置。在电路板的正面和背面形成有导体线路。电路板被设计为多层电路板，使得其各层级形成抗干扰电容器。
5.us 2019/0 217 781 a1公开了一种车辆的电气或电子控制器。
6.us 2017/0 215 271 a1和ep 3 461 241 a1公开了其他现有技术。


技术实现要素：

7.本发明的目的是实现一种新颖的电气或电子控制器。该目的通过以下所述的电气或电子控制器来实现。
8.该电气或电子控制器具有电气或电子结构单元，该电气或电子结构单元具有：由电绝缘载体材料制成的电路板、在该电路板上形成的导电的导体线路以及与该电路板并且借由这些导体线路连接的电气或电子组件。
9.该电气或电子控制器还具有至少部分地施加到该电气或电子结构单元上的涂层，其中该涂层至少包括以下层：第一电导体层；第二电导体层；布置在该第一导体层与该第二导体层之间的介电层；以及绝缘体层，该绝缘体层被施加到第二导体层上，使得该第二导体层布置在该介电层与该绝缘体层之间。
10.电气或电子控制器还具有与这些导体层连接的评估单元，该评估单元基于在该涂层的导体层处获取的测量变量来检测由于该电气或电子结构单元的温度变化而引起的该涂层的电容变化。
11.优选地，该评估单元借由测量导线分别与该涂层的第一电导体层和该涂层的第二电导体层接触。
12.该第一电导体层、该第二电导体层、布置在该第一导体层与该第二导体层之间的
该介电层以及被施加到该第二导体层上的绝缘体层被布置成彼此夹层式地上下堆叠。至少部分地施加到电气或电子结构单元上的涂层形成测量电容器。当电气或电子控制器升温时，涂层的介电层改变其介电常数并因此由涂层提供的测量电容器改变其电容。所引起的电容变化用作对控制器中温度变化的量度。这允许简单且可靠地确定控制器处的温度升高。如果所确定的电容变化或所确定的温度变化不允许地高，则可以采取适当的对策。
13.根据有利的改进方案，该涂层被至少部分地间接地施加到该结构单元的导电的导体线路中的至少一个导电的导体线路上，使得在相应的导电的导体线路与该涂层的第一电导体层之间布置有该涂层的另外的绝缘体层。替代地或额外地，该涂层被至少部分地间接地施加到该结构单元的电气或电子组件中的至少一个电气或电子组件上，使得在相应的电气或电子组件与该涂层的第一电导体层之间布置有该涂层的另外的绝缘体层。替代地或额外地，该涂层被至少部分地直接地施加到该电路板的电绝缘载体材料上，使得该涂层的第一电导体层被直接地施加到该电路板的电绝缘载体材料上。
14.涂层包括至少四个层，即至少包括第一导体层和第二导体层、布置在这些导体层之间的介电层和向外布置的绝缘体层，该绝缘体层被施加到第二导体层上，使得第二导体层布置于介电层与绝缘体层之间。当在电气或电子结构单元的导电部件的区域中、尤其是在导电的导体线路的区域中将涂层施加到电气或电子结构单元上时，存在另外的绝缘体层作为第五层，该层作为最内层布置在电气或电子结构单元的相应导电部件与第一导体层之间。
15.优选地，如果由该控制器的评估单元检测到的涂层电容变化大于第一极限值，则该评估单元触发对该控制器的测试或维护。如果检测到的涂层电容变化大于第二极限值，则该评估单元触发负载降低。即，这允许在电容变化不允许地高时以特别有利的方式触发对策。首先，如果电容变化大于第一极限值，则可以触发对控制器的测试或维护。如果电容变化变得更大并且大于第二极限值，则可以触发负载降低，以便避免由于不允许地高的高温变化、尤其是温度升高而对控制器造成损坏。
16.总体上，本发明在此提供下述1的技术方案，下述2-10为本发明的优选技术方案：
17.1.一种尤其用于交通工具的电气或电子控制器(10)，该交通工具诸如是陆地交通工具、空中交通工具或水运交通工具，该电气或电子控制器具有：
18.电气或电子结构单元(11)，该电气或电子结构单元具有：由电绝缘载体材料制成的电路板(12)、在该电路板(12)上形成的导电的导体线路(13)以及与该电路板(12)并且借由这些导体线路(13)连接的电气或电子组件(14)，
19.至少部分地施加到该电气或电子结构单元(11)上的涂层(15)，其中该涂层(15)至少包括以下层：
20.第一电导体层(16)，
21.第二电导体层(17)，
22.布置在该第一导体层(16)与该第二导体层(17)之间的介电层(18)，
23.绝缘体层(19)，该绝缘体层被施加到该第二导体层(17)上，使得该第二导体层(17)布置在该介电层(18)与该绝缘体层(19)之间，
24.与这些导体层(16，17)连接的评估单元(20)，该评估单元基于在该涂层(15)的导体层(16，17)处获取的测量变量来检测由于该电气或电子结构单元(11)的温度变化而引起
的该涂层(15)的电容变化。
25.2.根据上述1所述的电气或电子控制器，其特征在于，该涂层(15)被至少部分地间接地施加到该结构单元(11)的导体线路(13)中的至少一个导体线路上，使得在相应的导体线路(13)与该涂层(15)的第一电导体层(16)之间布置有该涂层(15)的另外的绝缘体层(23)。
26.3.根据上述1或2所述的电气或电子控制器，其特征在于，该涂层(15)被至少部分地间接地施加到该结构单元(11)的电气或电子组件(14)中的至少一个电气或电子组件上，使得在相应的电气或电子组件(14)与该涂层(15)的第一电导体层(16)之间布置有该涂层(15)的另外的绝缘体层(23)。
27.4.根据上述1至3中任一项所述的电气或电子控制器，其特征在于，该涂层(15)被至少部分地直接地施加到该电路板(12)的电绝缘载体材料上，使得该涂层(15)的第一电导体层(16)被直接施加到该电路板(12)的电绝缘载体材料上。
28.5.根据上述1至4中任一项所述的电气或电子控制器，其特征在于，该涂层(15)面型地、尤其在整个面上被施加到该电气或电子结构单元(11)的至少一个侧面上。
29.6.根据上述1至4中任一项所述的电气或电子控制器，其特征在于，该涂层(15)呈网格状地被施加到该电气或电子结构单元(11)的至少一个侧面上。
30.7.根据上述1至6中任一项所述的电气或电子控制器，其特征在于，如果检测到的该涂层(15)的电容变化或温度变化大于第一极限值，则该评估单元(20)触发对该控制器的测试或维护。
31.8.根据上述1至7中任一项所述的电气或电子控制器，其特征在于，如果检测到的该涂层(15)的电容变化或温度变化大于第二极限值，则该评估单元(20)触发负载降低。
32.9.根据上述1至8中任一项所述的电气或电子控制器，其特征在于，该评估单元(20)借由测量导线(21，22)分别与该涂层(15)的第一电导体层(16)和该涂层(15)的第二电导体层(17)接触。
33.10.根据上述1至9中任一项所述的电气或电子控制器，其特征在于，该电气或电子控制器是被设计为电动车辆或混合动力车辆的陆地交通工具的高压系统的组成部分。
附图说明
34.本发明的优选改进方案自从属权利要求和以下说明中确定。将借助附图详细说明本发明的实施例，但并不局限于这些实施例。在附图中：
35.图1示出了第一电气或电子控制器的示意图；
36.图2示出了第二电气或电子控制器的示意图；
37.图3示出了第三电气或电子控制器的示意图。
具体实施方式
38.本发明涉及一种电气或电子控制器。
39.电气或电子控制器尤其是交通工具(例如陆地交通工具、空中交通工具或水运交通工具)的控制器。
40.特别优选地，在受电力驱动的交通工具中在作为高压系统的组成部分的电气或电
子控制器的领域中使用本发明。本发明可用于例如被设计为电动车辆或混合动力车辆的陆地交通工具(尤其是乘用车)的控制器中，尤其在这种交通工具的功率电子装置的领域中应用。
41.图1高度示意性地示出了具有电气或电子结构单元11的电气或电子控制器10，其中该结构单元11在图1的实施例中包括由电绝缘载体材料制成的电路板12、在该电路板12上形成的导电的导体线路13以及与电路板12并且借由导体线路13连接的电气或电子组件14。在图1中，这些组件14布置在电路板12的第一侧面12a上。
42.电气或电子控制器10还具有至少部分地施加到电气或电子结构单元11上的涂层15。
43.在图1的实施例中，这个涂层15面型地即在整个面上被施加到电路板12的与电路板12的侧面12a相对的侧面12b上。
44.在图1的实施例中，这个涂层15包括：面向电气或电子结构单元11的第一电导体层16；背离电气或电子结构单元的第二导体层17；布置在第一导体层16与第二导体层17之间的介电层18；以及绝缘体层19，该绝缘体层被施加到第二导体层17上，以使得第二导体层17布置在介电层18与绝缘体层19之间。
45.第一电导体层16、第二电导体层17、布置在第一导体层16与第二导体层17之间的介电层18以及被施加到第二导体层17上的绝缘体层19被布置成彼此夹层式地上下堆叠。
46.上述层16、17、18和19因而层式地或夹层式地被施加到电路板12的侧面12b上，即首先是直接施加到由电绝缘载体材料制成的电路板12的侧面12b上的第一导体层16，然后是直接施加到第一导体层16上的介电层18，接着是直接施加到介电层18上的第二导体层17，并且随后是直接施加到第二导体层17上的绝缘体层19。
47.涂层15形成测量电容器。
48.控制器10还具有评估单元20，该评估单元与两个导体层16、17导电连接，更确切地在图1中借由测量导线21、22导电连接。
49.测量导线21从第一导体层16开始延伸穿过电路板12并且与评估单元20接触。测量导线22从第二导体层17开始同样延伸穿过电路板12并且与评估单元20导电地接触。测量导线22与层16和18电绝缘。
50.如上所述，评估单元20基于在涂层15的导体层16、17处获取的测量变量来检测尤其由于电气或电子结构单元11的温度升高而引起的涂层15的电容变化。
51.如果评估单元确定检测到的涂层15的电容变化大于或变得大于第一极限值，则评估单元20可以触发对控制器10的测试或维护，例如通过存储随后在下一维护周期中触发对控制器的测试的错误条目。
52.如果检测到的涂层15的电容变化大于或变得大于比第一极限值大的第二极限值，则评估单元20可以触发负载降低，以便例如降低电流和/或电压，从而阻止控制器10的不允许地高的受热或升温，以避免对其造成损坏。
53.图2示出了另一电气或电子控制器10，其与图1中的实施例的不同之处在于电气或电子结构单元11的电气或电子组件14以及涂层15被施加在电路板12的同一侧面12b上。
54.在此在图2中，涂层15在电路板12的侧面12b上、更确切地在电气或电子组件14和导电的导体线路13上面型地(即在整个面上)延伸。于是在这种情况下，涂层15除了包括两
个导体层16和17、介电层18和外绝缘体层19之外，还包括另外的内绝缘体层23，该内绝缘体层被施加到组件14以及可触及侧面12b的导体线路13上。第一导体层16于是布置在另外的绝缘体层23与介电层18之间。
55.控制器10的评估单元20又借由测量导线21和22与涂层15的两个导体层16和17导电式地接触，以便获取测量变量并且基于这些测量变量检测由于电气或电子结构单元的温度升高而引起的涂层15的电容变化。
56.图3示出了根据本发明的电气或电子控制器10的另一实施例，其中在图3中，提供测量电容器的涂层15被施加到电路板12的与电气或电子组件14相同的侧面12b上，但在这些组件14的区域之外并且在导电的导体线路13的区域之外。因此，在图3中，涂层15仅被施加到电路板12的电绝缘材料上，因此可以省去内绝缘体层或另外的绝缘体层23。
57.除了测量电容器功能之外，相应的涂层15还可以为电路板12提供保护功能。
58.如图1、图2和图3所示，涂层15可以面型地、更确切地说在整个面上或部分面上被施加到电路板12的相应侧面上，替代地通过形成网格而呈网格状。
59.因此，在本发明的意义上，将形成测量电容器的涂层15施加到控制器10的电气或电子结构单元11上。当电气或电子结构单元11的区域中发生温度变化、尤其温度升高时，涂层15的介电层18会改变其介电常数。由此引起由涂层15提供的测量电容器的电容变化，该电容变化可以通过测量技术被检测到。为此，涂层15的导体层16、17借由测量导线21、22与检测电容变化的评估单元20接触。电容变化可以例如根据特性图或特性曲线换算为温度变化。
60.评估单元20可根据电容变化或温度变化是否低于相应的极限值来触发对策，以便触发对控制器10的测试或维护或者是触发负载降低。
61.本发明允许在最短的时间内检查控制器10是否经历不允许地高的升温。以此方式，可以保护控制器10免受损坏以增加其使用寿命。
62.除了测量电容器的功能外，涂层15还可以为电路板12提供机械保护功能。
63.本发明尤其用于交通工具的高压系统(例如电动车辆或混合动力车辆的高压系统)的控制器中。