CN104101625A - 使用防冷凝加热器的湿度传感器诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电容湿度传感器的诊断方法，该传感器包含加热器和电容感应元件，该方法单独区分加热器、温度感应元件或电容感应元件的劣化。通过实施该方法，可以替代或补偿传感器的单个元件以允许进一步的运转。

Description

使用防冷凝加热器的湿度传感器诊断方法

技术领域

本发明涉及使用防冷凝加热器的湿度传感器诊断方法。

背景技术

发动机系统可以利用湿度传感器来监视发动机的工况。位于进气歧管内的湿度传感器可以用于辅助确定空燃比、测量进气中的排气再循环（EGR）量等。

湿度传感器可以测量相对湿度、绝对湿度和比湿。

美国专利US6073480公开了一种湿度传感器劣化的示例诊断方法，其中通过使用连接至湿度传感器的冷凝加热器（condensation heater）增加局部湿度以及对应的湿度来确定电容湿度传感器内的故障。然后通过比较启用加热器之前和之后的传感器的电容来确定劣化。特别地，美国专利US6073480通过在露点之上和之下的温度之间循环并且比较相对湿度的变化和电容的变化来确定电容湿度传感器劣化。如果在露点之上和露点之下的温度之间电容没有改变预期量，则指示传感器劣化。

然后，发明人在此已经认识到上述方法的一些潜在问题。也就是，劣化指示依赖于正常运转的加热器和温度传感器。从而，加热器或温度传感器的劣化可能会误判为传感器电容器的劣化，反之亦然。上述方法还依赖于响应于加热器的启用的局部温度模型；然而湿度传感器附近的温度没有隔离并且会受到环境温度或发动机热量的影响导致不精确的结果。

发明内容

发明人在此认识到，可以具体通过具有连接到湿度传感器的冷凝加热器和温度传感器的系统处理上述问题。这些系统的实施例使用探测到的绝对湿度、测量的温度以及假设的或测量的总压力来确定湿度的其它测量。通过类似的方法，可以发现绝对湿度是温度、总压力和比湿的函数。

例如，因为比湿是水和干空气的质量比，所以比湿（也称为湿度比）不受环境温度或压力的影响。从而，对于给定绝对湿度的相对湿度可以建模成压力和温度的函数。发明人发现通过比较湿度传感器的模型输出和湿度传感器的实际输出，如果模型输出和实际输出之间的差异超过余量误差阈值则可以确定劣化。

在使用特定湿度传感器的其它实施例中，相对湿度可以计算为比湿和测量温度的函数。随后如果计算的相对湿度超过相对湿度的已知极限则可以指示湿度传感器劣化。

在一个实施例中，公开了一种方法，该方法包含在发动机进气中运转传感器，传感器的设置（housing）包括温度感应元件、加热器以及电容感应元件；以及单独区分加热器、温度感应元件和电容感应元件之间每者的劣化。这样，可以提供精确的诊断和预测。

根据本发明的一个实施例，预定相对湿度最大值在90%和100%之间而预定的相对湿度最小值在15%和30%之间。

根据本发明的一个实施例，进一步包含：第一状况时，测量湿度传感器内的温度并测量绝对湿度；第二状况时，测量湿度传感器内的温度并测量绝对湿度；并且如果绝对湿度的变化不在通过温度变化确定的预定误差范围内则指示湿度传感器劣化。

根据本发明的一个实施例，进一步包含：第一状况时，测量温度、测量绝对湿度并计算相对湿度或比湿；第二状况时，测量温度、测量绝对湿度并确定相对湿度或比湿；并且如果比湿的变化高于阈值则指示湿度传感器劣化。

根据本发明的一个实施例，确定阈值包括确定湿度传感器内的蒸汽压力、环境压力、分压力或饱和压力。

根据本发明的一个实施例，进一步包含，在车辆停（vehicle-off）事件之后允许发动机平衡的第一状况期间，使用温度传感器测量湿度传感器内的温度，并使用额外的温度传感器测量发动机系统内一个或多个位置处的温度；并且如果温度传感器测量没有落到通过额外的温度传感器确定的范围值之间则指示温度传感器劣化。

根据本发明的一个实施例，进一步包含在车辆巡航状况期间如果温度传感器测量的温度高于150华氏度则指示温度传感器劣化。

根据本发明的一个实施例，进一步包含如果指示湿度传感器劣化并且没有指示温度传感器劣化则指示电容传感器劣化。

根据本发明的一个实施例，进一步包含如果指示湿度传感器劣化并且指示温度传感器劣化则指示温度传感器劣化。

根据本发明，提供一种方法，包含：在连接至机动车的发动机的发动机进气中运转传感器，传感器的设置包括温度感应元件、加热器和电容感应元件；并且单独区分加热器、温度感应元件和电容感应元件之间每者的劣化；并且通过设置诊断代码指示识别的劣化。

根据本发明的一个实施例，加热器、温度感应元件和电容感应元件之间劣化的诊断顺序包括是否存在整体劣化的第一确定以及温度感应元件劣化的第二确定，其中区分是基于第一和第二确定，并且进一步包括如果存在整体劣化并且不存在温度感应元件劣化则指示电容感应元件劣化、如果存在整体劣化并且存在温度感应元件劣化则指示温度感应元件劣化以及如果不存在整体劣化并且存在温度感应元件劣化则指示加热器劣化。

应理解，提供上文的概述用于以简化形式引入一系列原理，其将在具体实施方式中进一步进行描述。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或实质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由权利要求书确定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决上文或本说明书中任意部分所提到的缺点的实施方式。

附图说明

图1显示了进气和排气系统的示例实施例；

图2显示了湿度传感器的示例实施例；

图3图形化地描述示例发动机状况的时间函数；

图4A图形化地描述用于实际湿度传感器输出和模型湿度传感器输出的示例相对湿度的时间函数；

图4B图形化地描述图4A中实际湿度传感器输出和模型湿度传感器输出之间的误差的时间函数；

图5A图形化地描述用于替代的实际湿度传感器输出和替代的模型湿度传感器输出的替代的示例相对湿度的时间函数；

图5B图形化地描述图5A中实际湿度传感器输出和模型湿度传感器输出之间的误差；

图6图形化地描述四个示例湿度传感器输出的平均误差；

图7是示例湿度传感器劣化诊断方法；

图8是示例湿度传感器劣化诊断方法；

图9是示例湿度传感器劣化诊断方法；

图10是示例湿度传感器劣化诊断方法；

图11是示例湿度传感器劣化诊断方法；

图12是示例湿度传感器劣化诊断方法。

具体实施方式

EGR系统可以集成进发动机系统以降低排放并增加燃料效率。输送至发动机的EGR量可以取决于包括再循环进入进气的排气的特性在内的多个工况。可以再循环排气以控制排放。还可以调节再循环的EGR量以获得发动机扭矩。可以响应于EGR路径中或进气中的传感器作出这些调节，并且传感器可以包括用于确定空气充气的湿度传感器。

可以在进气和排气系统的各个地方确定多种排放物（比如微粒物质和氮氧化物（NO_X））的浓度，并且该浓度可能响应于工况而改变。NO_X浓度可能通过发动机系统内的燃烧温度增加而通过稀释物（比如湿气）减小。所以，可以响应于湿度调节发动机工况以实现排放等级（emission rates）。

可以使用三种不同测量中的一者来监视湿度。

相对湿度定义为特定温度时水蒸汽的分压力与饱和蒸汽压的比率。可以从露点传感器的露点测量计算出相对湿度。这种类型的传感器保持镜子处于露点温度并且感应寒冷的镜子上形成的冷凝量。还可以从湿球和干球测量计算出相对湿度。可以从湿的表面上观测到的蒸发冷却效应计算出相对湿度。

绝对湿度是测量空气和水蒸汽完全混合的每个单位体积的水量。可以使用水蒸汽含量传感器来测量绝对湿度。这些传感器可以包括电容湿度传感器，其中电容器的电极之间的水量影响电容器的介电常数并从而影响电容。此外，水蒸汽传感器可以测量温度并测量或假定总压力以计算其它的湿度测量，比如相对湿度或比湿。

比湿可以定义为给定体积中水量与干空气量的比率。如此处解释的，使用热力学原理，可以发现比湿是相对湿度和其它参数的函数。比湿对于确定空气被水稀释的水平尤其有用。

现在转向关于不同湿度测量的其它细节，样本的绝对湿度可以定义为：

$H_{\mathrm{ABS}}=\frac{m_{H_{2}O}}{v_{\mathrm{air}}}.$

给定样本的相对湿度是在给定温度热力学平衡下的混合物内水蒸汽的分压力与已知的流体饱和蒸汽压值的比率：

样本的比湿是样本内水蒸汽的质量与样本内干空气的质量的比率：

$H_S=\frac{m_{H_{2}O}}{m_{\mathrm{air}}}.$

水的质量（m_(H_2O)）可以是它的摩尔质量（18g/mol）、温度和分压力的函数。类似地，可以认为空气质量（m_air）是摩尔质量（29g/mol）、温度和分压的函数。可以认为包含水蒸汽的样本内空气的分压等于环境空气的分压（P_ambient）减去水的分压（P_(H_2O)）。从而，比湿可以通过下面的方程式来表达：

$H_S=\frac{P_{H_{2}O}\×18g/\mathrm{mol}}{(P_{\mathrm{ambient}}-P_{H_{2}O})\×29g/\mathrm{mol}}1000g/\mathrm{kg}.$

还可以认为相对湿度是比湿的函数：

$H_R=\frac{P_{H_{2}O}}{P_{\mathrm{Sat}}}=\frac{P_{\mathrm{ambient}}}{P_{\mathrm{Sat}}}\left(\frac{1}{1+\frac{620.68}{H_S}}\right).$

该关系可以通过对数表示为：

log(H_R)=log(P_ambient)–log(P_Sat)+c₁log(H_S)+c₂。

给定温度下系统的饱和压力在该比率中是分母，由于分压与饱和百分比直接相关，从而相对湿度不能超过100%。所以，相对湿度的上限是100%。在地球表面上观测到的最低相对湿度大约为20%。

比湿（H_S）可以是绝对湿度和温度的函数并且在大多数气压状况下可以表达为：其中，M为摩尔质量。

类似地，相对湿度可以表达为：

$H_R=\frac{P_{\mathrm{ambient}}}{P_{\mathrm{Sat}}}\frac{1}{1+\frac{620.68M}{H_A\mathrm{RT}(P_{\mathrm{ambient}}-P_{H_{2}O})}}.$

此处R是里德伯（Rydberg）常数而T是温度。从而温度对H_S或H_R没有实际影响。

如果对空气样本加热空气的密度将减小，从而给定空气体积内的水蒸汽的质量将减小。这导致绝对湿度测量值的减小，因为绝对湿度取决于其体积。然而，由于湿度变化同等地影响两个质量，所以水蒸汽的质量与干空气的质量的比率将保持恒定。所以，比湿和相对湿度保持不受湿度变化的影响。

电容湿度传感器通过将电容器的电极置于将要测量的样本中、填充隔开电极的空气间隙来测量绝对湿度。流体或蒸汽形式的水具有介电能力使得当置于电容器的两个极板之间时其偶极矩将沿着电极之间的电场降低了电极之间的电场强度。电介质的出现提高了电容。然后可以通过监视流过具有已知电位的电路（通常通过交流（AC）电路完成）的电流来测量电容。

电极之间的电介量与电容的增加直接成比例。所以，如果绝对湿度增加，出现在电容器电极之间空间内的水的质量增加使得电容增加。类似地，如果绝对湿度减小，出现在电容器的电极之间的空间内的水的质量减小使得电容减小。从而，绝对湿度的预期变化可以建模成温度变化的函数。

图1显示了用于车辆推进系统中直列四缸发动机的示例进气和排气系统。图2显示了包括冷凝加热器、电容传感器和温度传感器的示例湿度传感器。图3描述了示例湿度传感器在一段时间内电容、相对湿度、绝对湿度和温度的关系。图4A显示了实际湿度传感器和模型湿度传感器在一段时间内输出的示例相对湿度。图4A中两个输出之间的误差在图4B中描述。图5A显示了实际湿度传感器和模型湿度传感器在一段时间内替代的示例相对湿度。图5A中两个输出之间的误差在图5B中描述。图6显示了四个示例（比如图4A和图5A中描述的那些）中实际的湿度传感器输出和它们相应的模型输出的平均误差。

图7-12显示了湿度传感器劣化诊断方法的示例实施例。在图7中，显示了响应于湿度变化而指示湿度传感器劣化的示例方法。图8显示了诊断湿度传感器内温度传感器劣化的示例方法。图9显示了诊断湿度传感器内温度传感器劣化的替代方法。图10显示了响应于认可的相对湿度范围而确定湿度传感器劣化的方法。图11显示了诊断湿度传感器内温度传感器劣化的替代方法。图12显示了诊断湿度传感器劣化以及湿度传感器中部件劣化的示例方法。

图1中的实施例显示了机动车推进系统中的示例发动机排气系统。该实施例可适用于直列四缸发动机。来自大气的空气可以进入进气管100并且响应于发动机负荷由控制系统142驱动的低压节气门102进行节流调节。在具有EGR的实施例中可以经由EGR管108将排气与进气混合。可以通过控制系统142驱动的EGR阀110测量进入空气充气的EGR气流。在涡轮增压系统中，可以通过从涡轮132接收动力的压缩机112压缩空气充气。在一些实施例中，由控制系统142驱动的节气门114可以响应于工况而控制压缩的空气充气经由压缩器旁通116再循环进压缩机。空气充气随后可以通过充气冷却器118。然后可以通过高压节气门104来节流调节压缩过的空气充气。曲轴箱通风管126和/或一个或多个进气扫气（purge）可以连接至进气系统。压缩过的空气充气可以进入与发动机燃烧室连接的进气歧管128。可以在进气歧管128内或燃烧室内将燃料喷射进空气充气。

排气歧管130可以连接至燃烧室。排气歧管130下游的排气管140可以连接至向压缩机112提供动力的涡轮132。涡轮旁通134可以具有连接至涡轮上游的排气管140的入口以及连接至涡轮下游的排气管140的出口。可以通过响应于工况经由控制系统142控制的涡轮旁通节气门136测量通过涡轮旁通134的高压排气流。排气可以经由EGR管108再循环到进气系统中。一个或多个EGR冷却器106可以连接至EGR管108。在其它实施例中，排气系统可以在涡轮的上游或下游连接至EGR管并且EGR管可以在压缩机的上游或下游连接至进气管100。此外，实施例可以包括上述EGR路径的多种组合。排气管140可以连接至排放控制装置138，比如催化剂转换器或微粒过滤器。

图1的系统可以具有与控制系统142通信连接的多个传感器144。这些传感器可以包括温度传感器、压力传感器和湿度传感器。湿度传感器可以位于进气和排气系统中的多个位置处以确定多个位置处的湿度并且与控制系统通信，该控制系统通信连接至可以响应于湿度的驱动器。在图1中湿度传感器三个可能的位置通过字母A、B和C表示。实施例可以包括A处、B处、C处、其它未指定位置处或它们组合位置处的传感器。

在处于或接近大气压力处置处（比如涡轮增压器上游的进气歧管处）的湿度传感器（例如相对湿度传感器）可以测量绝对湿度并且通过预定压力值（通常约为103kPa）补充（augment）该测量值以确定相对湿度。从而，如果大气压力已知，可以对假定压力和实际压力之间的差异作出校正。

如果湿度传感器置于压力动态改变的位置中，可以确定绝对湿度并且可以通过测量或计算的压力来补充相对湿度。可以在湿度传感器处或附近测量压力，还可以基于湿度传感器附近其它测量的状况或者实际湿度和其它工况或压力测量之间的已知关系来计算压力。

下面描述一下汽车行业中商业上可用的相对湿度传感器。它们通常确实是通过温度传感器补充的绝对温度传感器。这些传感器假设一个压力（通常为103kPa）。过去，它们一直位于大气压力的地方。从而，如果大气压力已知，可以对假设的压力和实际压力之间的差异作出校正。由于我们将这些湿度传感器置于压力动态改变的位置中，所以从根本上改变了我们怎样针对实际压力而不是针对假设的单个压力去补偿这些传感器。

位置A处的湿度传感器可以测量再循环进入进气的排气的湿度。EGR的湿度可以确定为EGR气体中的水蒸汽含量以及车辆在当前工况时各种排放物的浓度。可通信地连接至控制系统的驱动器146可以响应于位于A处的湿度传感器。例如，如果A处的湿度增加，可能指示EGR气体中水蒸汽浓度增加。可以响应该增加而驱动EGR节气门110并且可以增加再循环进入进气的EGR气体量。例如，控制系统可以通过指令来驱动EGR节气门以调节排放速率、发动机湿度或发动机扭矩。

位置B处的湿度传感器可以测量来自大气的可能包含一定量EGR气体的空气充气的湿度。控制系统142可以使用B处的传感器以确定将要输送至发动机的空气充气的水蒸汽含量或大气湿度。此外，可以响应于大气湿度调节低压节气门102或压缩旁通节气门114的驱动以实现内部温度、湿度、压力或燃烧效率。压缩机旁通节气门114响应于增加的湿度水平可以增加通过压缩机旁通116的空气充气量以防止压缩机由于冷凝而劣化。

位置C处的湿度传感器可以确定将要输送至发动机的压缩过的空气充气的湿度并且可以从可用于燃烧的空气充气确定总的燃料含量。高压节气门104可以响应于位置C处确定的湿度并且调节输送至进气歧管的压缩空气的量。位置C处的湿度可能受到流入进气歧管的曲轴箱蒸汽流、制动增压器空气或滤罐燃料/空气混合物的影响。

图2是可适用于本发明的湿度传感器实施例的示意图。空气充气可以流过通道200，传感器可以位于上文提到的传感器位置。所公开的湿度传感器可以连接加热器202、电容器204以及温度传感器206。描述的温度传感器206是线圈电阻式温度计，然而在其它实施例中可以使用其它的温度传感器比如替代的电阻式温度计配置或热电偶。类似地，描述的加热器是电阻式加热器，在其它实施例中可以使用其它加热器。加热器、温度传感器和电容器可以线性地对齐使得流动穿过加热器的空气可以通过电容器并且与温度传感器进行热反应。

当启用时，加热器202可以增加湿度传感器内的局部温度。特别地，局部温度增加可能导致湿度传感器内电容器204的平行板（parallel plate）之间的空气充气膨胀。因为该膨胀是均质的，该平行板之间的空间内水蒸汽量可能减小使得电容减小。随后温度传感器206可以测量穿过电容器的空气的温度。

图3描述了部件之间的关系。启用加热器之前，绝对湿度、电容、温度和相对湿度具有非零值。一旦启用加热器，测量的温度可能随时间沿着温度趋势线302增加。然而，电容可能沿与温度趋势线302倒置的电容趋势线304减小。相对湿度沿相对湿度趋势线306保持恒定。绝对湿度308与电容线性相关，并且可能遵循类似于电容趋势线304的趋势线。出于清楚的目的，图3对比湿值进行标准化并且不针对不确定性进行调节。

在公开的实施例中，使用上文提到的方程式将相对湿度建模为绝对湿度和温度的函数。图4A显示了用于湿度传感器的实施例的模型相对湿度和实际相对湿度的示例关系。可以通过方程式建立相对湿度的模型： $H_R=\frac{P_{H_{2}O}}{P_{\mathrm{Sat}}}.$

可以使用方程式确定测量的相对湿度：

$H_R=\frac{P_{\mathrm{ambient}}}{P_{\mathrm{Sat}}}\frac{1}{1+\frac{620.68M}{H_A\mathrm{RT}(P_{\mathrm{ambient}}-P_{H_{2}O})}}.$

可以通过压力传感器确定水蒸气压力并且可以响应于工况计算饱和蒸汽压力，饱和蒸汽压力可以是预定值或者可以去掉饱和蒸汽压力。图4A显示了可以在用于诊断的控制系统中使用的示例模型输出和实际输出。在诊断测试中可以多次取样实际输出变量（H_A和T）和模型输出变量（P_ambient和P_Sat）。图4B显示了实际相对湿度和模型相对湿度之间的误差。在该示例中模型值保持在实际值的20%内。

在湿度传感器内的电容器传感器以RH报告相对湿度的实施例中，控制系统可以基于电容传感器输出和测量的温度首先计算相对湿度。可以假设湿度传感器内的压力并且计算绝对湿度。

传感器可以报告相对湿度和温度。使用由控制系统计算的绝对湿度和由传感器报告的相对湿度，可以计算期望报告的温度。其它的实施例可以计算期望的比湿或露点。这可以与从传感器报告的温度进行比较用于指示劣化。可替代地，通过控制系统计算的绝对湿度和通过传感器报告的温度可以用于确定期望的相对湿度。期望的相对湿度可以与报告的相对湿度进行比较用于指示劣化。期望的输出可以指“模型输出”。报告的输出可以指“实际输出”。

图5A显示了与图4A中用于劣化的湿度传感器的相同关系。此处的模型输出保持显著高于来自传感器的实际输出。在该示例中，如图5B所示测量之间的百分比误差达到70%。

平均了取样期间内实际输出和模型输出之间的误差以用于图6中四个不同传感器上运行的诊断。对第一传感器诊断602和第二传感器诊断604发现的误差平均低于20%。对第三传感器诊断606和第四传感器诊断608发现的误差平均高于60%。在第一分布线610处描绘用于第一传感器诊断602和第二传感器诊断604的误差分布。在第二分布线612处描绘用于第三传感器诊断606和第四传感器诊断608的误差分布。如果样本分布线（比如线612）的分布最大值高于阈值600，可以指示劣化。

在一段时间内能够保持稳定相对湿度的发动机系统中，在一些实施例中如果在加热器运转期间报告的相对湿度变化则可以指示劣化。因为相对湿度是传感器输出的函数，温度范围内不期望报告的不稳定相对湿度可以指示温度传感器和/或传感器电容器的劣化。

在替代的实施例中（比如图7显示的），在700处开始，在702处可以在第一状况时测量传感器电容器的电容而在704处测量湿度传感器内的温度。在706处，可以使用针对特定系统的预定的绝对湿度与电容的关系来确定第一绝对湿度HA1。然后在708处可以使用可以连接至湿度传感器内温度传感器和电容器的冷凝加热器增加局部温度。第二状况时，在710处可以再次测量局部温度T2。在710处可以在T2处再次测量传感器电容器的电容并且可以使用706中的方法确定绝对湿度HA2。在716处可以通过ΔT=T1-T2/T1确定温度的百分比变化，类似地，在718处可以使用ΔH=HA1-HA2/HA1确定绝对湿度的百分比变化。在720处，如果绝对湿度的百分比变化不在温度百分比变化的阈值误差值内，可以指示劣化。换句话讲，如果在测量区域内取样的发动机空气中热量的变化没有导致取样的发动机空气的绝对湿度的变化，可以指示劣化。

应理解，发动机空气中的局部温度以及观察的和期望的效果是针对湿度传感器内少量取样的发动机空气，并且可能不适用于大量的发动机气流。

公开的温度传感器诊断方法可以替代图8中描述的其它湿度传感器诊断方法或者与其一起实施。方法在800处开始。如果发起合理性检查，在802处可以首先确定发动机是否停机。如果发动机没有停机则方法可以终止。随后可以确定是否满足合理性检查状况，示例合理性检查状况可以包括整个发动机系统中或发动机钥匙关闭（key-off）期间的环境温度或发动机系统内的温度、湿度、热量均质（thermalhomogeneity）。在一些实施例中，合理性检查状况可以包括达到6个小时或更多小时的钥匙关闭而发动机不运转。

在804处如果满足合理性检查状况，可以确定发动机是否处于稳态平衡（stable equilibrium）。可以通过多种方式确定稳态平衡，包括监视一段时间中的发动机状况或者将发动机状况与已知的稳态平衡进行比较。在806处如果发动机处于稳态平衡，那么在808处可以通过连接至湿度传感器的温度传感器测量第一温度T1。在810处可以将第一温度与通过发动机系统内第二温度传感器测量的温度测量值T2进行比较。在热平衡中发动机系统所有部件的温度可能在余量误差阈值内，与发动机运行或非稳态平衡期间相比能够更加精确地预先确定该阈值。在812处如果T1和T2之间的差异不在阈值内，在814处可以指示劣化。

稳态平衡状况可特定于第一和第二温度传感器的位置。从而，当状况将导致第一传感器的位置和第二传感器的位置处相似的温度和温度读数时可以执行图8中的合理性检查。

图9描述了额外的温度传感器检查方法。一旦在900处开始，在902处可以确定发动机是否在运行。如果发动机正在运转，那么在904处可以确定是否满足合理性检查状况。该状况可以包括自执行上次检查起经过的时间量（使得在定期间隔处发生该检查）、当前的工况或本发明公开的一种或多种方法得出的指示。如果满足状况，那么在906处可以使用连接的温度传感器确定湿度传感器内的温度。发动机可以在已知的温度运转范围之间运转，其中最小值可以是大气温度而最大值可以是最高的运转温度。从而，在908处通过传感器确定的温度可以与已知的运转温度进行比较。如果温度传感器指示温度在可接受的范围之外，在912处可以指示劣化。

在图10描述的另一个实施例中，在920处开始，在922处可以从绝对湿度和温度测量或计算比湿。可以使用针对给定湿度传感器的电容和绝对湿度之间预先确定的关系来确定相对湿度。可以使用连接至湿度传感器的温度传感器或者通过本发明没有具体说明的另一种方法确定温度。

在924处，可以针对给定的比湿计算相对湿度，其中环境压力可以通过系统内的压力传感器来测量或者可以是用于系统或工况的一组预定值。类似地，饱和蒸汽压力可以是用于系统的一组预定值或者可以基于一个或多个传感器测量。可以征对特定的操作系统预先确定相对湿度范围。该范围可以在可能的最大相对湿度（100%）和最小观察的相对湿度（约为20%）之间；该范围还可以是确定最小相对湿度阈值和最大相对湿度阈值的替代预定范围。在926处如果发现相对湿度（RH）在最小和最大阈值之间，在930处可以终止劣化检查。在926处如果发现相对湿度在该范围之外，在928处可以指示劣化。

进一步的实施例中（比如图11中描述的），在940处开始，可以包括在942处通过使用连接至湿度传感器的温度传感器测量第一状况时的温度来诊断湿度传感器劣化。在944处，可以使用连接至湿度传感器的冷凝加热器来增加湿度传感器内的局部温度。在946处在预定时间量之后可以使用连接至湿度传感器的温度传感器来测量第二温度。可以针对系统确定在加热器启用期间可接受的最大温度变化和最小的温度变化。在950处如果观察的温度变化在最大和最小温度变化阈值（ΔTmin和ΔTmax）之内，方法可以在952处终止。如果观察的温度变化在最大和最小温度变化阈值之外，可以在948处指示劣化。

在一些实施例中，可以一起使用上述诊断方法中的一个或多个。图12中指示了组合所公开的方法的示例方法。在960处发起湿度传感器诊断程序之后，可以执行上述湿度传感器诊断程序中的一个。在960处执行的湿度传感器诊断的示例实施例可以包括图7、图10中描述的程序或上文描述的模型误差程序中的一个或多个。在962处执行湿度传感器诊断。在964处如果指示劣化，在966处可以在控制系统内设置标记。

在968处，可以在湿度传感器内的温度传感器上执行温度传感器诊断方法。温度传感器诊断方法可以包括上述温度传感器诊断方法（比如图9或图11中描述的那些方法）中的任意者。在972处如果指示温度传感器内的劣化，则在974处可以确定在966处控制系统中是否设置有标记。如果在966处已经设置了标记，那么在978处可以指示湿度传感器的温度传感器内的劣化。如果在966处还没有设置标记，那么在976处可以确定冷凝加热器内已经发生劣化。这是因为本发明公式的湿度传感器诊断方法依赖于温度传感器测量，从而劣化的冷凝加热器不会影响基于相对湿度、比湿或绝对湿度的湿度传感器的诊断。

在972处如果没有指示温度传感器劣化，那么在970处可以再次确定966处的控制系统中是否设置有标记。如果在966处设置了标记，可以在971处指示湿度传感器的电容传感器内的劣化。如果没有设置标记，程序可以在980处终止。通过该方法，可以确定湿度传感器内的劣化，此外，可以确定劣化的部件使得可以替换或修理该部件而不需要替换整个传感器或执行额外的及时的或昂贵的诊断。

注意，各种发动机和/或车辆系统配置可以使用本发明包括的示例控制和估算程序。此外，该技术可以应用到任何种类的动力系，包括但不限于与纯电动、混合动力电动、插电式混合动力电动、燃料电池电动以及柴油发动机驱动的车辆相关联的动力系。本发明描述的特定程序可以代表任意数量处理策略中的一者或多者，比如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样，所说明的多个动作、运转或功能可以说明的序列、并行执行，或在某些情况下有所省略。同样，由于便于说明和描述，处理顺序并非达到本文描述的示例实施例的特征和优点所必需的，而提供用于说明和描述的方便。取决于使用的特定策略，可以重复执行一个或多个说明的动作或功能。此外，描述的动作可以形象地代表编程在发动机控制系统中计算机可读存储媒介中的代码。

应理解，本说明书公开的配置和程序实际是示例性的，并且那些具体的实施例不应当认为是限制，因为可能有多种变型。例如，上述技术可以应用到V6、I4、I6、V12、对置4缸和其它类型的发动机。本公开的主题包括所有在此公开的多种系统和配置（以及其它特征、功能和/或属性）的新颖的和非显而易见的组合和子组合。

权利要求特别指出了某些认为是新颖的非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可提及“一个”要素或“第一”要素或其等同物。这样的权利要求应该理解为包括一个或多个这样的要素的合并，既不要求也不排除两个或更多这样的要素。公开的特征、功能、要素和/或属性的其它组合和子组合可通过修改当前的权利要求或在本申请或相关申请里通过正式提交的新权利要求来要求保护。

这样的权利要求，不管在保护范围上和原始权利要求相比是宽、窄、同样的或不同的，也认为包括在本发明所公开的主题中。

Claims (10)

1.一种方法，包含：

在发动机进气中运转传感器，所述传感器的设置包括温度感应元件、加热器和电容感应元件；并且

单独区分加热器、温度感应元件和电容感应元件之间每者的劣化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热器、温度感应元件和电容感应元件之间劣化的诊断顺序包括是否存在整体劣化的第一确定以及温度感应元件劣化的第二确定。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述区分基于所述第一和第二确定，并且包括如果存在整体劣化并且不存在温度感应元件劣化则指示电容感应元件的劣化、如果存在整体劣化并且存在温度感应元件的劣化则指示温度感应元件的劣化并且如果不存在整体劣化并且存在温度感应元件劣化则指示加热器劣化。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述整体传感器劣化基于相对湿度是否在范围内。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述整体传感器劣化基于不同温度时确定的不同绝对湿度。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述整体传感器劣化基于比湿。

7.一种用于发动机系统的方法，包含：

响应于传感器测量的湿度指示基于电容的湿度传感器的劣化，所述湿度传感器包括温度传感器；并且

响应于温度传感器劣化指示所述湿度传感器的部件内的劣化。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述测量的湿度是相对湿度、比湿或绝对湿度中的一者或多者。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包含如果模型湿度和测量湿度之间的误差超过阈值则指示湿度传感器劣化。

10.根据权利要求8所述的方法，进一步包含基于测量的湿度确定相对湿度并且如果所述相对湿度落在预定的相对湿度最大值之上或者预定的相对湿度最小值之下则指示湿度传感器劣化。