CN108627198A - 用于在组合的湿度和温度传感器上提供诊断的方法 - Google Patents

用于在组合的湿度和温度传感器上提供诊断的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于诊断组合的湿度和温度感测装置的方法，所述组合的湿度和温度感测装置包括湿度感测器件、温度感测器件和加热器件，所述加热器件被设置和构造为加热湿度感测器件的湿度感测元件。所述方法包括获取来自感测装置的第一温度(Tcell,1)和湿度(RH1)测量结果(101)，然后加热(102)湿度感测元件，然后获取第二温度(Tcell,2)和湿度(RH2)测量结果。所述方法进一步包括(103)确定加热之前和之后的测量结果的变化，并且根据测量结果的变化输出表示湿度感测器件的状况的诊断信息(104)。本方面还涉及对应的系统。

Description

用于在组合的湿度和温度传感器上提供诊断的方法
技术领域
本申请涉及一种用于在组合的湿度和温度传感器上执行范围内诊断(in-rangediagnostic)的方法，特别地涉及确定组合的湿度和温度传感器中的测量结果的有效性或相关性。
背景技术
在汽车工业中，车载诊断(OBD)系统通常用于为各种车辆部件提供自诊断能力。例如，OBD系统可以向车辆的用户或者在维护操作期间向技术人员提供关于特定车辆部件或子系统的状态的实时信息。在一些国家或地区，某些类型的自诊断可以根据当地或区域环境保护机构的要求进行强制性规定，缺少所述某些类型的自诊断可能会导致罚款。
一些自诊断先前仅限于超范围诊断(out-of-range diagnostic)，即诊断感测元件何时会执行输出预定义的有效范围之外的值的检测。然而，越来越多的环保机构和汽车行业要求提供范围内诊断能力。与超范围诊断相反，当输出值在预定义的有效范围内但根据当前应用条件是不正确的时，范围内诊断对应于对传感器输出执行的检测。例如，假设当前可测量温度为20℃的应用条件和构造为测量0℃至60℃的温度的温度传感器，由温度传感器输出的40℃的温度将落入预期的可测量温度范围中但却是不正确的，因此与当前应用条件不相干。
此外，同样在汽车工业中，已知使用湿度传感器来测量内燃发动机的进气口中的湿度。典型地，如例如在US 2004/0237646 A1中所述，这种湿度传感器可以包括用于加热并由此清洁湿度传感器的湿度感测元件的加热元件。已知将这些湿度传感器与温度传感器组合以测量湿度感测元件附近的温度。
在汽车工业中，车辆可能具有多于一个的温度传感器。因此，已知通过将给定温度传感器的输出值与由其他温度传感器(例如布置在车辆附近区域中的其他温度传感器)输出的值进行比较，以在所述给定温度传感器上执行范围内诊断。虽然该方法也可应用于识别故障湿度传感器，但它不被视为成本有效的方法。诊断湿度传感器输出信号的合理性的方法是已知的，例如从US 9 224 252 B1已知，其描述了一种方法，在该方法中，如果输出信号充分变化，则湿度传感器输出信号已通过合理性诊断。当输出信号没有充分变化时，这种已知方法依赖于基于组合的温度和压力测量结果的湿度容量指数。然而，已知的方法通常仅限于超范围诊断，并且不足以提供范围内诊断，尤其是关于湿度传感器的哪个子部件可能失效。
因此，在汽车工业中存在对用于湿度传感器的改进的范围内诊断方法的需求，特别是用于具有加热元件的组合湿度和温度传感器。
发明内容
上述问题通过根据权利要求1的方法以及根据权利要求12的系统得到解决。在从属权利要求中描述了根据本发明的方法和系统的可选特征，并且所述可选特征还将在下文中进行解释。
根据本发明，提供了一种用于在组合的湿度和温度感测装置上实现诊断的方法，所述组合的湿度和温度感测装置包括湿度感测器件、温度感测器件和加热器件，所述加热器件被设置和构造用于加热湿度感测器件的湿度感测元件。在这种组合的湿度和温度感测装置中，温度感测器件可以被优选地布置和构造成用于测量湿度感测器件附近、特别是紧邻附近的温度。该方法特别包括以下步骤：获取由组合的湿度和温度感测装置输出的第一温度和第一相对湿度，然后加热湿度感测元件，然后获取由组合的湿度和温度感测装置输出的第二温度和第二相对湿度。
此外，该方法还包括确定第一温度与第二温度之间的差异、以及确定第一相对湿度与第二相对湿度之间的差异的步骤。然后，基于这些确定结果，当第一温度与第二温度之间的差异高于预定温度差异阈值、并且第一相对湿度与第二相对湿度之间的差异低于预定湿度差异阈值时，所述方法进一步包括输出表示湿度感测器件的状况、特别是湿度感测器件的可能故障的诊断信息。
组合的湿度和温度感测装置中的加热元件允许在组合的湿度和温度感测装置的湿度感测元件上引入局部温度增高，从而也局部地影响湿度。由于组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件可以设置和构造为测量湿度感测器件附近的温度，所以在正常操作条件下，可以预期影响湿度感测器件的温度的局部变化也影响温度感测器件。然后可以使用在湿度和温度感测元件上测得的变化来确定可能的故障。因此，基于在加热湿度感测元件之前和之后执行的温度和相对湿度测量结果的比较，或者换句话说，基于加热步骤之前和之后的温度和相对湿度变化，本发明的方法允许诊断组合的湿度和温度感测装置的湿度感测器件是否可能出现故障。这对于执行范围内诊断是特别有利的，即，当组合的湿度和温度感测装置输出在预定义的有效范围内的测量结果、但考虑到当前的应用条件所述测量结果实际上是不正确的时。
在一些实施例中，所述方法可以进一步包括：基于上述确定结果，当第一温度与第二温度之间的差异低于预定温度差异阈值、并且第一相对湿度与第二相对湿度之间的差异高于预定湿度差异阈值时，输出表示温度感测器件的状况、特别是温度感测器件的可能故障的诊断信息。因此，也基于加热步骤之前和之后的温度和相对湿度变化的结果，本发明的方法还可以诊断组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件是否可能发生故障。
在一些实施例中，所述方法可以进一步包括：基于上述确定结果，当第一温度与第二温度之间的差异低于预定温度差异阈值、并且第一相对湿度与第二相对湿度之间的差异低于预定湿度差异阈值时，输出表示加热器件的状况、特别是加热器件的可能故障的诊断信息。在该变型中，如果对湿度和温度测量结果两者均未观察到变化，或者如果认为这些变化不相干，则基本上可以诊断加热器件。因此，仍然基于加热步骤之前和之后的温度和相对湿度变化的结果，本发明的方法甚至可以允许诊断组合的湿度和温度感测装置的加热元件是否可能发生故障。
在一些实施例中，当组合先前变型中的任何一个时，本发明具有以下优点：可以诊断组合的湿度和温度感测装置的三个主要部件，即湿度传感器、温度传感器、及甚至湿度传感器的加热元件。因此，这些变型中的任何一个在执行由组合的湿度和温度感测装置输出的测量结果的范围内诊断时特别有利。
在该实施例的变型中，所述方法可以进一步包括输出用于停止加热器件的活动的命令。在组合的湿度和温度感测装置的加热元件可能发生故障的情况下，本发明可以有利于停止加热元件的功能，并且由此防止湿度传感器的进一步故障甚至损坏。
在优选实施例中，在加热湿度感测器件之前，特别是在用组合的湿度和温度感测装置测量第一温度和相对湿度之前，该方法可以进一步包括以下步骤：获取从不同于组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件的额外的温度感测器件输出的外部温度，获取从组合的湿度和温度感测装置输出的局部温度。特别地，获取外部温度可能与从额外温度感测器件获取温度有关，该额外温度感测器件不受由湿度感测器件附近的加热器件引起的局部温度变化的影响。换句话说，外部温度可能与表示湿度传感器件附近的局部状况、但不表示湿度传感器件本身的状况的温度有关。这可以通过使用在组合的湿度和温度感测装置外部的或在组合的湿度和温度感测装置内部的、但是与加热器件充分间隔或屏蔽地布置的额外温度器件实现。然后，当外部温度和局部温度之间的差异高于预定温度差异阈值时，所述方法可以进一步包括：输出表示额外温度感测器件或组合的湿度感测装置的状况的诊断信息，该诊断信息特别地包括对额外温度感测器件或组合的湿度和温度感测装置的可能故障的怀疑，或更特别地对额外温度感测器件或组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件的可能故障的怀疑。该变型在包括至少另一个温度传感器的系统中是特别有利的，该至少另一个温度传感器与组合的湿度和温度传感装置的温度传感器不同，例如像在机动车辆的发动机系统中一样。因此，可以在组合的湿度和温度传感器的内部靠近湿度感测元件地测量温度，并且在组合传感器的外部或者至少不在湿度传感元件的紧邻周围环境中测量温度，这允许比较这些测量结果并检测它们之间的偏差。然后，本发明至少允许提出对温度传感器中的一个可能发生故障的怀疑。
在进一步优选的实施例中，在加热湿度感测器件之前，特别是在用组合的湿度和温度感测装置测量第一温度和相对湿度之前，该方法可以进一步包括以下步骤：获取从不同于组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件的额外温度感测器件输出的第一外部温度，获取从组合的湿度和温度感测装置输出的第一局部温度和第一相对湿度。当第一外部温度与第一局部温度之间的差异高于第一预定温度差异阈值时，在预定的时间段之后，所述方法可以包括：获取从额外温度感测器件输出的第二外部温度，获取从组合的湿度和温度感测装置输出的第二局部温度和第二相对湿度，确定第一外部温度与第二外部温度之间的变化以及第一局部温度与第二局部温度之间的变化是否均低于第二预定温度差异阈值，并且确定第一相对湿度与第二相对湿度之间的变化是否低于预定湿度差异阈值。
一些系统可以提供参考温度，其可以是另一个温度传感器的输出，并且可以用于区分是额外温度传感器或属于组合的湿度和温度感测装置的温度传感器中的哪一个可能发生故障。本发明的优点在于，即使没有参考温度，其也可以区分是哪个温度传感器可能出现故障。
在包括涉及额外温度感测器件的先前步骤的实施例的变型中，可以仅在所述第一外部温度与第二外部温度之间的所述变化以及所述第一局部温度与第二局部温度之间的所述变化均被确定为低于所述第二预定温度差异阈值、并且所述第一相对湿度与第二相对湿度之间的所述变化也被确定为低于所述预定湿度差异阈值时，才执行上述方法及其变型。
因此，当基于由额外温度传感器输出的温度以及由组合的湿度和温度感测装置输出的温度和相对湿度在预定时间量内的变化的结果，关于额外温度传感器或组合的湿度和温度传感装置的温度传感器提出对可能故障的温度传感器的怀疑时，可以进一步继续上述本发明方法的各个步骤，包括用以执行全面诊断、特别是全面的范围内诊断的可选变型中的任何一个。
在包括涉及额外温度感测器件的先前步骤的实施例的变型中，当检测到组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件的可能故障时，所述方法可以包括输出降级模式信息，该降级模式信息包括由组合的湿度和温度感测装置输出的相对湿度和由额外温度感测器件输出的温度。因此，当诊断的输出是组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件可能发生故障时，系统的用户可能仍然能够检索湿度和温度信息，其中温度信息将例如基于额外温度感测器件的输出。
在进一步优选的实施例中，在上述变型的任何步骤之前，所述方法可以进一步包括等待预定时间量，该预定时间量特别地对应于使用所述组合的湿度和温度感测装置的系统的预定义的起动或稳定时间。该变型于在执行温度和/或湿度的任何范围内诊断之前需要稳定时间的系统中是特别有利的。因此，该变型对于机动车辆的发动机系统可能是特别有利的，其中，在发动机起动之后开始范围内诊断的第一个循环之前，上述方法步骤可以在与发动机的稳定时间相对应的预定义的等待时间之后进行。
优选地，只有当温度和相对湿度被测量为在温度和相对湿度的相应的预定有效范围内时才能执行本发明的方法及其变型。以这种方式，如果期望的话，所述方法可以特别限于对范围内温度和/或湿度值执行的范围内诊断。
在一些实施例中，所述方法可以进一步包括以预定义的次数循环上述任何变型的方法步骤。在这些实施例的变型中，每个循环可以在前一循环之后的预定义的时间量内执行。以这种方式，使得可以以规则的方式提供诊断。
根据本发明，上述问题还通过一种系统解决，该系统包括组合的湿度和温度感测装置，该组合的湿度和温度感测装置包括温度感测器件、湿度感测器件、和被设置和构造为加热湿度感测器件的湿度感测元件的加热器件、以及不同于组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件的额外温度感测器件。在这种组合的湿度和温度感测装置中，温度感测器件可以被优选地布置和构造成测量湿度感测器件附近、特别是紧邻附近的温度。进而，额外温度感测器件可以设置和构造成不受由湿度感测器件附近的加热器件引起的局部温度变化的影响。换句话说，额外温度感测器件可以输出表示湿度感测器件周围环境的局部状况、但不表示湿度感测器件本身或其紧邻附近的状况的温度。该系统，特别是组合的湿度和温度感测装置，还包括构造成执行本发明方法的任何变型的处理器件。取决于构造，系统然后将提供上述各种有利效果。
取决于优选实施例，额外温度感测器件可以在组合的湿度和温度感测装置的外部，或者在组合的湿度和温度感测装置的内部，但被布置为不受加热器件的影响。例如，它可以从加热器件充分间隔开或屏蔽。
在任何情况下，本发明的方法和系统可以更一般地用于在与加热元件和温度传感器组合的任何类型的湿度传感器上执行诊断。具体而言，在汽车工业中，本发明的方法和系统可以在车辆的驾驶循环期间以及在维护操作期间使用，具有解决上述问题的有益优点。本发明还可以应用于更广泛的领域，例如工业和商业运输(ICT)。
附图说明
基于结合以下附图描述的有利实施例，将在下文中更详细地描述本发明，在附图中：
图1是示出用于在组合的湿度和温度感测装置上提供诊断的本发明方法的实施例的简化框图；
图2是示出用于在组合的湿度和温度感测装置上提供诊断的本发明方法的另一实施例的简化框图；和
图3示意性地示出了在另一实施例中被构造为实施用于在组合的湿度和温度感测装置上提供诊断的本发明方法的系统。
具体实施方式
在下文中，将结合图1和2中所示的实施例来说明根据本发明的方法，其中将在组合的湿度和温度感测装置上提供诊断，该组合的湿度和温度感测装置包括湿度感测器件、温度感测器件和加热器件。
优选地，湿度感测器件包括湿度感测元件，并且被构造为测量并输出局部相对湿度RH。优选地，温度感测器件被布置和构造为测量湿度感测器件附近、特别是湿度感测元件附近的局部温度Tcell。优选地，加热元件被布置和构造为加热湿度感测器件的湿度感测元件。可选地，组合的湿度和温度感测装置可以被构造为使得可以针对测得的局部温度Tcell和相对湿度RH预定义相应的有效范围。然而，本发明不必限于范围内诊断，并且整体上可以用于诊断组合的湿度和温度感测装置的操作。
从图1的框图可以看出，根据本发明的一个方面，用于早上述组合的湿度和温度感测装置上提供诊断的方法可以包括步骤101：获取由组合的湿度和温度感测装置输出的第一局部温度Tcell,1和第一相对湿度RH1。优选地，这些测量结果可以基本上同时实现，或者至少时间上足够接近地实现，使得相对湿度可以作为温度的函数输出。
此外，还如图1所示，该方法还可以包括，在步骤101之后，例如在设定的预定义的时间过去之后，输出命令以使用加热器件加热湿度感测元件的步骤102。结果，如果组合的湿度和温度感测装置的所有元件正确地运行，则预期局部温度Tcell的升高和局部相对湿度RH的降低。
然后，如从图1中还可以看出，在步骤102之后，该方法可以进一步包括步骤103，即检查在加热湿度传感元件之后测得的局部温度和局部相对湿度与在加热湿度感测元件之前测得的对应值之间的变化。因此，该步骤可以包括，在执行使用加热器件加热湿度感测元件的步骤102之后，获取由组合的湿度和温度感测装置输出的第二局部温度Tcell,2和第二局部相对湿度RH2。优选地，可以在步骤102中的加热开始之后经过预定时间量之后执行第二测量。
此外，在步骤103中，然后可以确定第一局部温度Tcell,1和第二局部温度Tcell,2之间的差异，例如ΔTcell＝|Tcell,2-Tcell,1|。类似地，然后可以确定第一局部相对湿度RH1与第二局部相对湿度RH2之间的差异，例如ΔRH＝|RH2-RH1|。应该注意的是，取决于实施例，这些差异不需要是绝对值。
在任何情况下，也如图1所示，该方法最终可以包括步骤104，即基于步骤103中的确定结果输出包括表示湿度感测器件的状况的信息的诊断。在该方面：
如果确定根据预期在步骤102之后确实发生了显着的温度升高，或者确定温度差异ΔTcelll高于指示显着温度变化的预定温度差异阈值，则步骤104中的诊断可以可选地包括表示温度感测器件如预期那样起作用的信息。
此外，当确定已经发生了显着的温度升高时，如果还确定也根据预期在步骤102之后确实发生了局部相对湿度的显着对应下降，或者相对湿度差异ΔRH也高于指示显着变化湿度的预定相对湿度差异阈值时，步骤104中的诊断可以可选地包括表示湿度感测器件和加热器件也如预期那样起作用的信息。
然而，如果确定在步骤102之后如预期地已经发生了显着的温度升高，如果确定与预期相反地在步骤102之后没有发生局部相对湿度的对应下降，或者相对湿度差异ΔRH实际上低于指示显着变化湿度的预定相对湿度差异阈值，则步骤104中的诊断可包括表示湿度传感器件发生故障或至少可能发生故障的信息。
步骤104中的其他可选诊断输出可以基于步骤103中的确定结果。例如，如果确定与预期相反地，在步骤102之后没有发生显着温度升高，或者温度差异ΔTcell低于指示显着温度变化的预定温度差异阈值，则可以在步骤104中提供以下可选诊断：
如果没有参考温度可用于验证组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件是否按预期地起作用，并且如果确定根据预期在步骤102之后实际发生了局部相对湿度的显着对应下降，或者相对湿度差异ΔRH高于指示显着变化湿度的预定相对湿度差异阈值，步骤104中的诊断可以包括温度感测器件发生故障或至少可能发生故障的信息。
然而，如果确定与预期相反，在步骤102之后没有发生局部相对湿度的下降，或者相对湿度差异ΔRH实际上低于指示显着变化湿度的预定相对湿度差异阈值，步骤104中的诊断可以包括表示加热器件发生故障或者至少可能发生故障的信息。
可选地，可以使用例如参考温度和/或外部分离的温度传感器来确认对组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件可能出现故障的怀疑。在这种情况下，取决于该确认结果，还可以确认，相反地，不是温度感测器件而是加热器件是故障元件。还可选地，基于步骤104中的包括表示对加热器件发生故障的怀疑和/或确认的信息的诊断，该方法进一步可以包括停止加热器件的活动的步骤，例如以便防止湿度感测元件的可能的未来损坏。
现在将结合图2中所示的实施例来描述本发明方法的其他可选步骤。在该实施例中，将基本上如上文关于图1所示的第一实施例所描述的那样在包括湿度感测装器件、温度感测器件和加热器件的组合的湿度和温度感测装置上提供诊断。然而，此外，在该实施例中，还提供了额外温度感测器件，其不同于组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件。
优选地，额外温度感测器件被布置和构造为测量组合的湿度和温度感测装置外部的环境温度Tair。优选地，额外温度感测器件被布置为使得测得的环境温度Tair可以表示组合的湿度和温度感测装置附近的环境温度。
从图2的框图可以看出，根据本发明的一个方面的变型，用于在上述组合的湿度和温度感测装置上提供诊断的方法可以包括待在第一实施例中关于图1的框图描述的方法步骤之前执行的一系列可选步骤。
因此，至少在加热湿度感测器件之前，特别是像在上述步骤102中那样，该方法可以包括获取从额外的外部温度检测器件输出的外部温度Tair的步骤201。在该步骤中，也可以从组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件获取局部温度Tcell(应理解，也可以在该步骤中获取局部相对湿度RH)。优选地，这些测量结果可以基本上同时实现，或者至少时间上足够接近地实现，使得操作条件基本相同。
然后，仍在加热湿度感测器件之前，该方法可以包括步骤202，其中局部温度Tcell与外部温度Tair之间的差异被确定，例如ΔT＝|Tcell-Tair|。这里再次应该注意的是，取决于实施例，这些差异不需要是绝对值。
在此，如果确定温度差异ΔT小于预定温度差异阈值，则诊断可以输出两个温度感测器件看起来像预期的那样工作的信息。然后可以使用例如在步骤201中获取的局部温度Tcell和相对湿度RH的测量结果作为在先前实施例的步骤101中的第一温度和第一相对湿度，来执行关于图1中所示的实施例描述的方法步骤。在这种情况下，基本确定组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件应该是如预期那样起作用。因此，基于上述步骤103中的确定结果，可以使用关于组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件的这种诊断来检查组合的传感器的另一个元件是否发生故障，并且相应地提供如上面关于图1所示的方法所述的步骤104中的诊断。
然而，如果确定温度差异ΔT大于预定温度差异阈值，则至少可以关于外部温度感测器件及组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件提出对可能发生故障的温度传感器的怀疑。然后可以使用例如要与局部温度Tcell和环境温度Tair进行比较的温度参考来识别有缺陷的温度传感器。然后，可以如上所述执行图1中所示的前一个实施例的方法步骤。
如果确定温度差异ΔT大于预定温度差异阈值，并且没有温度参考可用，则只提出对可能故障的温度传感器的怀疑。怀疑可以作为从测得的外部和局部温度之间比较得到的诊断信息的一部分输出。
因此，为了提供更完整的诊断，确定温度差异ΔT大于预定温度差异阈值，在图2所示的实施例中，在步骤201中，还可以考虑外部温度Tair是第一外部温度Tair，1，并且局部温度是第一局部温度Tcell,1。因此，局部相对湿度RH也可以被考虑为是第一局部相对湿度RH1。如上所述，优选地至少在本发明方法的加热湿度传感器件的步骤之前执行这些测量，例如关于图1所示的实施例的步骤102所述。实际上，优选地，甚至可以关于前一实施例的步骤101描述的测量第一温度和相对湿度的步骤之前执行这些测量。
然后，当在步骤202中确定第一局部温度Tcell,1与第一外部温度Tair，1之间的温度差异ΔT＝|Tcell,1-Tair，1|大于预定温度差异阈值时，该方法可以进一步包括后续步骤203，即特别地动态地检查环境或外部温度Tair、局部温度Tcell以及局部相对湿度RH的变化。因此，步骤203可以包括获取分别由外部温度感测器件和由组合的湿度和温度感测装置输出的第二环境温度Tair,2、第二局部温度Tcell,2以及第二局部相对湿度RH2。优选地，可以在步骤201中执行的第一测量之后经过预定时间量之后执行第二测量。
此外，在步骤203中，然后可以确定第一和第二环境温度之间的差异ΔTair＝|Tair，2-Tair，1|，第一和第二局部温度之间的差异ΔTcell＝|Tcell,2-Tcell,1|，以及第一和第二相对湿度之间的差异ΔRH＝|RH2-RH1|。在此，应该注意的是，取决于实施例，这些差异不需要是绝对值。
然后可以确定用以继续上面关于图1所示的实施例描述的方法步骤的条件。特别地，如果在步骤203中确定环境温度基本没有变化或者环境温度变化ΔTair低于预定义的显着性阈值，并且基本没有局部温度变化或局部温度变化ΔTcell低于预定义的显着性阈值(该预定义的显着性阈值可以与用于环境温度的预定义的显着性阈值相同或不同),并且局部相对湿度基本上没有变化或局部相对湿度变化ΔRH低于预定义的显着性阈值，那么所述方法可以进行到图2中也示出的使用加热器件加热湿度感测元件的步骤204，其基本上对应于图1所示的前一实施例中的步骤102。在此，在步骤203中获取的第二局部温度和第二局部相对湿度可以被用作步骤101中的第一局部温度和第一局部相对湿度。替代地，在步骤203和204之间，可以执行局部温度和相对湿度的新测量，如基本上关于前一实施例中的步骤101所描述的。
从图2还可以看出，在步骤204之后，该方法还可以包括步骤205，即检查在步骤204之前执行的测量结果与在步骤204之后测得的新值之间的局部温度的和相对湿度的变化。因此，步骤205可以基本上对应于前一实施例中的步骤103。
此外，还如图2所示，该方法还可以包括基于在步骤205中进行的确定来输出诊断的后续步骤206。该步骤可以基本上对应于图1所示的实施例中的步骤104。
在图2所示的实施例中，在关于图1或图2描述的各个步骤之后，如果确定组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件发生故障，则步骤206中输出的诊断还可以包括输出组合的湿度和温度感测装置切换到降级模式的信息。然后，在降级模式中，组合的湿度和温度感测装置可输出测得的相对湿度RH，该相对湿度RH作为由外部温度感测器件测得的环境温度Tair的函数，而不是作为由故障温度感测器件输出的局部温度Tcell的函数。这样，用户仍然可以接收至少一定程度可用的信息。
可选地，步骤101或201可以在等待预定时间量之后进行或者可以包括等待预定时间量。例如，在稳定之前需要一定时间量的系统中，仅在预定义的起动周期之后才开始全面诊断、特别是全面的范围内诊断可能是有利的。
可选地，通过循环上述方法步骤，在关于图1和图2描述的任何实施例和其变型中，该方法可以允许在一定时间段(例如其中使用该方法的系统的活动时段)内执行全面诊断、特别是全面的范围内诊断，。循环可以重复预定义的次数和/或可以被预定义的时间量分开。
可选地，还可以使用图1和图2所示的实施例中描述的本发明的方法和变型用于控制组合的湿度和温度感测装置的校准和/或用于组合的湿度和温度感测装置的自动校准。
接下来，将结合图3中所示的实施例来说明根据本发明的装置的一般原理。
从图3中可以看出，根据本发明的另一方面，本发明的方法可以在具有组合的湿度和温度感测装置300的系统中实施，该组合的湿度和温度感测装置300包括温度传感器301(或温度感测器件)、湿度传感器302(或湿度感测器件)和加热单元303(或加热器件)，其中该系统还包括与温度传感器301不同的额外温度传感器305。
特别地，湿度传感器302可以包括湿度感测单元(或湿度感测元件)，并且被构造为测量和输出局部相对湿度RH。此外，温度传感器301被布置和构造为测量湿度传感器302附近、特别是湿度感测单元附近的局部温度Tcell。因此，温度传感器301可以受到湿度传感器302周围的局部温度变化的影响，无论是自然的还是由加热单元303引起的局部温度变化，如下所述。因此，温度传感器301可以输出能够表示湿度传感器302的紧邻环境的温度，或者甚至如果期望的话，可以输出表示湿度传感器302的湿度感测单元的紧邻环境的温度。因此，组合的湿度和温度感测装置300可以被构造为使用组合的湿度和温度感测装置300例如朝向客户系统306输出测得的局部温度Tcell和/或测得的相对湿度RH。
此外，加热单元303可以被布置和构造为加热湿度传感器302的湿度感测单元，并且使得由加热单元303引起的局部温度变化可以在正常操作条件下由温度传感器301检测。例如，加热单元303可以被布置和构造成也直接或间接地加热温度传感器301的温度感测单元。可选地，组合的湿度和温度感测装置300可以被构造为使得可以例如如客户系统306所要求的那样针对所测得的局部温度Tcell和相对湿度RH预定义相应的有效范围。然而，如上所述，本发明不必限于范围内诊断，并且通常可以用于诊断组合的湿度和温度感测装置300的操作。
此外，额外温度传感器305可以被布置和构造成用于测量环境温度Tair，其可以表示在湿度传感器302的周围环境中的较大环境，例如在组合的湿度和温度感测装置300的外部，使得其不受由加热单元303引起的局部温度变化的影响。优选地，额外温度传感器305可以被布置成使得测得的环境温度Tair可以表示组合的湿度和温度感测装置300附近的环境温度，使得当加热单元303不工作时，可以预期由温度传感器301和额外温度传感器305输出的温度基本相似。如图3所示，额外温度传感器305可以被设置为外部系统的元件，例如客户系统306，其可以被构造为接收额外温度传感器305的输出以及组合的湿度和温度传感装置300的输出。尽管在该实施例中，额外温度传感器305布置在组合的湿度和温度感测装置300的外部，但在其他实施例中，其可以设置在组合的湿度和温度感测装置300中，从加热单元303充分间隔开和/屏蔽。
还如图3所示，根据本发明的一个方面，系统可以进一步包括处理单元304(或处理器件)，处理单元304被构造为执行本发明的方法和/或其任何变型，特别是执行关于图1和2中所示的实施例描述的任何变型。这里，应该注意的是，在没有额外温度传感器305的替代实施例中，处理单元304仍然可以被构造为执行关于图1中所示的实施例所描述的本发明方法的变型。
因此，在任何情况下，处理单元304都可以被构造为特别地用于接收从温度传感器301输出的局部温度Tcell和从湿度传感器302输出的局部相对湿度RH。因此，在优选实施例中，处理单元304可以被提供为组合的湿度和温度感测装置300的一体的部分。
如还从图3中可以看到的，处理单元304也可以被构造为控制加热单元303，特别是用于启动或停止加热单元303，以便开始或停止湿度传感器302的湿度感测单元的加热，并在适用的情况下也开始或停止温度传感器301的温度单元的加热。此外，视情况而定，处理单元304还可被构造为接收从额外温度传感器305输出的环境温度Tair。
此外，如图3所示，组合的湿度和温度感测装置300，特别是其处理单元304也可以被构造为输出表示温度传感器301和/或湿度传感器302和/或加热单元303的状况的诊断信息。
可选地，如上所述，例如在确定温度传感器301可能发生故障之后，处理单元304甚至可以被构造为向客户系统306输出降级信息。在这种情况下，不是输出包括由湿度传感器302测得的相对湿度RH和由温度传感器301测得的局部温度Tcell的温度和湿度信息T、RH，在降级模式下，组合的湿度和温度传感器300、特别是处理单元304可以用环境温度Tair代替局部温度Tcell。在其他变型中，温度Tcell、Tair可以与相对湿度RH一起输出，并且指示局部温度Tcell未能进行诊断，特别是范围内诊断。
可选地，处理单元304可以被构造为基于方法步骤中的确定结果来控制组合的湿度和温度感测装置300的校准和/或用于执行组合的湿度和温度感测装置300的自动校准。
现在将在汽车应用的背景下描述一个示例。然而，应该理解的是，本发明不限于这种特定的上下文，并且视情况而定可以应用于包括被构造为加热如上所述的湿度感测元件的加热器件的类型的任何组合的湿度和温度感测装置。
在该示例中，当图3所示的实施例中描述的系统用于机动车辆中、特别是用于车辆发动机的系统中或子系统中时，本发明将用于提供范围内诊断。
因此，作为示例且以非限制性的方式，并且遵循本发明的变型，客户系统306及组合的湿度和温度感测装置300可以被构造为使得由温度传感器301测得的局部温度Tcell和由额外温度传感器305测得的环境温度Tair可以在相应的预定义的温度有效范围内被认为是有效的。为了易于理解，温度传感器301和305两者都可以采用有效范围为0℃<Tcell，Tair<60℃的相同示例。
类似地，客户系统306和组合的湿度和温度感测装置300也可以被构造为使得由湿度传感器302测得的局部相对湿度RH可以在预定义的相对湿度有效范围内被认为是有效的。在该示例中，并且也以非限制性方式，30％<RH<80％可以是湿度传感器302采用的有效范围。
根据本发明的一个变型，在车辆发动机起动后大约30分钟的稳定时段之后，才执行全面的范围内诊断。然后，根据本发明的另一变型，只要发动机正在运转，就执行全面的范围内诊断，例如每分钟。每个诊断的输出被发送到客户系统306，例如车载计算机。
由于在这个示例中额外温度传感器305是可用的，所以处理单元304可以被构造为执行之前描述的任何方法步骤。当执行检查环境温度和局部温度之间的温度偏差的步骤202时，例如当ΔT＝|Tcell,1-Tair，1|>10℃时，可以启动对有缺陷的温度传感器的识别。可以理解的是，该阈值可以根据应用条件而变化，例如根据额外温度传感器305相对于组合的湿度和温度感测装置300的布置。
此外，在该示例中，对于对有缺陷的温度传感器的怀疑，即当在步骤202中确定ΔT>10℃时，如上所述，可以基于在步骤203中确定的变化的相关性触发控制加热单元303加热湿度传感器302的湿度感测元件的步骤204。例如，如果处理单元304已经在步骤203中确定了在过去的5s内ΔTair<1℃，ΔTcell<1℃并且ΔRH<2％，则处理单元304可以触发步骤204。
然后，如上所述，基于在步骤206中处理单元304的诊断输出，根据本发明的进一步优选的变型，特别是可以由处理单元304触发进一步的动作。例如，根据情况而定并以非限制性方式，处理单元304可以输出诊断，基于该诊断可以停止加热单元303的活动，和/或可以触发降级模式，和/或可以触发校准模式，和/或可以触发进一步的范围内诊断周期。
因此，本发明提供了一种用于对组合的湿度和温度感测装置执行范围内诊断的解决方案，该组合的湿度和温度感测装置具有加热器件，如用于汽车工业中的发动机系统中。然而，从上述各种实施例可以看出，本发明基本上可用于任何组合的湿度和温度传感装置，其中加热器件被设置和构造为加热该组合的湿度和温度传感装置的湿度感测元件。此外，本发明不必限于范围内诊断。
附图标记列表
300 组合的湿度和温度感测装置
301 温度传感器
302 湿度传感器
303 加热单元
304 处理单元
305 额外温度传感器
306 客户系统

Claims (14)

1.一种用于在组合的湿度和温度感测装置上提供诊断的方法，所述组合的湿度和温度感测装置包括湿度感测器件、温度感测器件和加热器件，所述加热器件被设置和构造为加热所述湿度感测器件的湿度感测元件，所述方法包括：
获取(101)由所述组合的湿度和温度感测装置输出的第一温度(Tcell,1)和第一相对湿度(RH1；然后
加热(102)所述湿度感测元件；和然后
获取由所述组合的湿度和温度感测装置输出的第二温度(Tcell,2)和第二相对湿度(RH2)；
其特征在于，所述方法进一步包括(103)：
确定所述第一温度(Tcell,1)和所述第二温度(Tcell,2)之间的差异(ΔTcell)；和
确定所述第一相对湿度(RH1)和所述第二相对湿度(RH2)之间的差异(ΔRH)；然后：
当所述第一温度(Tcell,1)与所述第二温度(Tcell,2)之间的差异(ΔTcell)高于预定温差异阈值，且
所述第一相对湿度(RH1)与所述第二相对湿度(RH2)之间的差异(ΔRH)低于预定湿度差异阈值时，
输出表示所述湿度感测器件的状况的诊断信息(104)，特别是表示湿度感测器件的可能故障的诊断信息(104)。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
当所述第一温度(Tcell,1)与所述第二温度(Tcell,2)之间的差异(ΔTcell)低于预定温差异阈值，且
所述第一相对湿度(RH1)与所述第二相对湿度(RH2)之间的差异(ΔRH)高于预定湿度差异阈值时，
输出表示所述温度件感测器件的状况的诊断信息，特别是表示温度感测器件的可能故障的诊断信息。
3.根据权利要求1或2中所述的方法，进一步包括：
当所述第一温度(Tcell,1)与所述第二温度(Tcell,2)之间的差异(ΔTcell)低于预定温差异阈值，且
所述第一相对湿度(RH1)与所述第二相对湿度(RH2)之间的差异(ΔRH)低于预定湿度差异阈值时，
输出表示所述加热器件的状况的诊断信息，特别是表示所述加热器件的可能故障的诊断信息。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：输出用于停止所述加热器件的活动的命令。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括，在加热所述湿度感测器件之前，特别是在用所述组合的湿度和温度感测装置测量第一温度和相对湿度之前：
获取从额外温度感测器件输出的外部温度(Tair)，所述额外温度感测器件不同于所述组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件；
获取从所述组合的湿度和温度感测装置输出的局部温度(Tcell)；和
当所述外部温度(Tair)和所述局部温度(Tcell)之间的差异高于预定温度差异阈值时，输出表示所述额外温度感测器件或组合的湿度感测装置的状况的诊断信息，所述诊断信息特别地包括对所述额外温度感测器件或所述组合的湿度和温度感测装置的可能故障的怀疑，或更特别地对所述额外温度感测器件或所述组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件的可能故障的怀疑。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括，在加热所述湿度感测器件之前，特别是在用所述组合的湿度和温度感测装置测量第一温度和相对湿度之前：
获取(201)从额外温度感测器件输出的外部温度(Tair，1)，该额外温度感测器件不同于所述组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件；
获取从所述组合的湿度和温度感测装置输出的第一局部温度(Tcell,1)和第一相对湿度(RH1)；和
当所述第一外部温度(Tair，1)与所述第一局部温度(Tcell,1)之间的差异(202)高于第一预定温度差异阈值时，在预定时间段之后：
获取从所述额外温度感测器件输出的第二外部温度(Tair，2)；
获取从所述组合的湿度和温度感测装置输出的第二局部温度(Tcell,2)和第二相对湿度(RH2)；
确定(203)所述第一外部温度(Tair，1)与所述第二外部温度(Tair，2)之间的变化以及所述第一局部温度(Tcell,1)与所述第二局部温度(Tcell,2)之间的变化是否均低于第二预定温度差异阈值；和
确定所述第一相对湿度(RH1)与所述第二相对湿度(RH2)之间的变化是否低于预定湿度差异阈值。
7.根据单独采用的或与权利要求5组合地采用的权利要求6，其中，仅在所述第一外部温度(Tair，1)与第二外部温度(Tair，2)之间的所述变化以及所述第一局部温度(Tcell,1)与第二局部温度(Tcell,2)之间的所述变化均被确定为低于所述第二预定温度差异阈值、并且所述第一相对湿度(RH1)与第二相对湿度(RH2)之间的所述变化也被确定为低于所述预定湿度差异阈值时，执行权利要求1至4中任一项中的步骤。
8.根据与权利要求2组合地采用的权利要求5至7中任一项所述的方法，进一步包括，输出降级模式信息，所述降级模式信息包括由所述组合的湿度和温度感测装置输出的相对湿度和由所述额外温度感测器件输出的温度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括，在权利要求1至7中任一项中的步骤之前，等待预定时间量，该预定时间量特别地对应于使用所述组合的湿度和温度感测装置的系统的预定义的起动或稳定时间。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，只有当温度(Tcell)和相对湿度(RH)被测量为在温度和相对湿度的相应的预定有效范围内时才执行所述方法。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括以预定义的次数循环所述方法，并且其中，每个循环在前一个循环之后的预定义的时间量内执行。
12.一种系统，包括：
组合的湿度和温度感测装置(300)，其包括温度感测器件(301)、湿度感测器件(302)和加热器件(303)，所述加热器件(303)被布置和构造为加热所述湿度感测器件(302)的湿度感测元件；和
额外温度感测器件(305)，其不同于所述组合的湿度和温度感测装置的温度感测器件(301)；
其特征在于，
所述系统进一步包括被构造为执行权利要求1至12中任一项所述的方法的处理器件(304)。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述额外温度感测器件(305)在所述组合的湿度和温度感测装置(300)的外部。
14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述额外温度感测器件(305)在所述组合的湿度和温度感测装置(300)的内部，并且被设置为不受所述加热器件(303)的影响。
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