(57)【要約】【課題】吸気路に存在する感湿膜を有する湿度検出部の故障を検出できる湿度検出装置を提供する。【解決手段】判定装置は、元相対湿度および後温度とから推定される後温度における相対湿度の推定値と、後相対湿度とを比較することで湿度検出部の故障を判定する故障判定部を備える。  ここで、所定時において検出される温度を元温度、元温度における相対湿度を元相対湿度、加熱部による加熱後、または、加熱部による加熱停止後に検出される元温度と異なる温度を後温度、および、後温度における相対湿度を後相対湿度とする。  これにより、後温度における相対湿度の推定値と、後相対湿度とを比較し、両者の値が所定値より大きく離れていた場合等に湿度検出部が故障であると判定できる。  このため、吸気路に存在する感湿膜を有する湿度検出部の故障を検出できる判定装置を提供することができる。【選択図】図６
2017201293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用の内燃機関（２）に吸入される吸入空気が流れる吸気路（６）に存在する感湿膜（２２）を有し、この感湿膜の静電容量から吸入空気の相対湿度を出力する湿度検出部（３７）と、
前記感湿膜の温度を検出し、この温度を出力する温度検出部（３９）と、
前記感湿膜を加熱する加熱部（４０）とを備える湿度センサ（３）の故障を判定する判定装置（５）において、
前記感湿膜は、前記加熱部によって加熱されることで前記温度が上昇し、
所定時において検出される前記温度を元温度、この元温度における前記相対湿度を元相対湿度、前記加熱部による加熱後、または、前記加熱部による加熱停止後に検出される前記元温度と異なる前記温度を後温度、および、この後温度における前記相対湿度を後相対湿度と称し、
前記元相対湿度および前記後温度から推定される前記後温度における前記相対湿度の推定値と、前記後相対湿度とを比較することで前記湿度検出部の故障を判定する故障判定部（４５）を備えることを特徴とする判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の判定装置において、
前記後温度は、前記感湿膜の温度上昇の後に検出されるものであることを特徴とする判定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の判定装置において、
前記後温度は、前記感湿膜の温度下降の後に検出されるものであることを特徴とする判定装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうち何れか一つに記載の判定装置において、
前記故障判定部による故障の判定は、前記相対湿度に基づいて他機器の制御が行われていないときに行われることを特徴とする判定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の判定装置において、
前記故障判定部による故障の判定は、前記湿度検出部への通電開始時に行われることを特徴とする判定装置。
【請求項６】
請求項４に記載の判定装置において、
前記故障判定部による故障の判定は、車両の減速時に行われることを特徴とする判定装置。
【請求項７】
請求項４に記載の判定装置において、
前記故障判定部による故障の判定は、車両の停止時に行われることを特徴とする判定装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうち何れか一つに記載の判定装置において、
前記故障判定部による故障の判定後、前記温度が前記元温度となる、または、前記相対湿度が前記元相対湿度となった後に、前記相対湿度に基づいて他機器の制御が行われることを特徴とする判定装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のうち何れか一つに記載の判定装置において、
前記湿度センサは、前記湿度検出部を有する湿度センサチップ（２１）を有し、
前記湿度センサチップは、前記加熱部を有することを特徴とする判定装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項８のうち何れか一つに記載の判定装置において、
前記湿度センサは、前記湿度検出部を有する湿度センサチップを有し、
前記湿度センサチップは、前記加熱部を有さないことを特徴とする判定装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０のうち何れか一つに記載の判定装置において、
前記湿度センサチップは、前記温度検出部を有することを特徴とする判定装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のうち何れか一つに記載の判定装置において、
前記後温度における前記相対湿度の推定値と、前記後相対湿度とを比較することで検出値が異常か否かを判定する異常判定部（４６）と、
この異常判定部が異常と判定したときに前記元相対湿度および前記後相対湿度がともに所定の相対湿度以上であるか否かを判定する湿度判定部（４７）と、
この湿度判定部が前記元相対湿度および前記後相対湿度がともに前記所定の相対湿度以上であると判定したときに所定条件を満たすか否かを判定する条件判定部（４８）と、
この条件判定部が前記所定条件を満たすと判定したときに積算回数を１増やすとともに前記積算回数が所定回数を超えるか否かを判定する積算回数判定部（４９）とを有し、
前記故障判定部は、前記積算回数が前記積算回数判定部によって所定回数を超えたと判定されたときに前記湿度検出部の故障と判定することを特徴とする判定装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の判定装置において、
前記所定条件は、前記吸入空気の温度が所定温度以上、かつ、前記内燃機関の作動油の温度が所定温度以上であることを特徴とする判定装置。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１３のうち何れか１つに記載の判定装置において、
前記故障判定部による故障の判定は、前記吸入空気の温度が所定の温度以下の場合には、行わないことを特徴とする判定装置。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１４のうち何れか１つに記載の判定装置において、
前記湿度センサは、前記相対湿度を出力する端子と、前記吸入空気の流量を出力する流量検出部とを有し、
前記流量は前記端子を介して出力されていることを特徴とする判定装置。
【請求項１６】
請求項１ないし請求項１５のうち何れか１つに記載の判定装置において、
前記故障判定部が故障と判定したときに、報知部（５０）を動作させる信号を出力することを特徴とする判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用内燃機関に吸入される吸入空気の湿度を測定する湿度センサの故障を判定する判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関の燃費の向上や排気ガスのクリーン化の目的で、吸入空気の湿度を測定する要求が高まっている。
吸入空気の湿度を測定する湿度センサとしては、以下の構成のものが公知となっている。
湿度センサは、車両用内燃機関に吸入される吸入空気が流れる吸気路に存在する感湿膜を有し、感湿膜の静電容量から吸入空気の相対湿度を出力する湿度検出部と、感湿膜の温度を検出し、温度を出力する温度検出部と、感湿膜を加熱する加熱部とを備えている。そして、感湿膜を加熱部で常時加熱し、感湿膜の結露や汚損を抑制することで、湿度の検出精度を保っている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ここで、湿度の検出精度を悪化させる要因としては、感湿膜の結露や汚損だけではなく、湿度検出部自体の故障も考えられる。
しかし、特許文献１の湿度センサは、湿度センサ自体の故障を検出する構成とはなっていない。
【０００４】
なお、特許文献１の湿度センサは、加熱部によって湿度検出部および温度検出部を加熱し続ける構成であるため、温度検出部の温度が上昇してしまい、吸入空気の温度の検出精度が悪化してしまう。また、湿度検出部の温度が上昇することに伴って感湿膜の温度も上昇してしまい、絶対湿度の検出精度の低下も招いてしまう（図１０参照。）。さらに、加熱部を加熱し続けているため、電力の消費量も増大してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−８７１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸気路に存在する感湿膜を有する湿度センサの故障を検出できる判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の判定装置は、車両用の内燃機関に吸入される吸入空気が流れる吸気路に存在する感湿膜を有し、感湿膜の静電容量から吸入空気の相対湿度を出力する湿度検出部と、感湿膜の温度を検出し、温度を出力する温度検出部と、感湿膜を加熱する加熱部とを備える湿度センサの故障を判定する。
【０００８】
また、感湿膜は、加熱部によって加熱されることで温度が上昇する。
ここで、所定時において検出される前記温度を元温度、元温度における相対湿度を元相対湿度、加熱部による加熱後、または、加熱部による加熱停止後に検出される元温度と異なる温度を後温度、および、後温度における相対湿度を後相対湿度と称する。
【０００９】
そして、元相対湿度および後温度とから推定される後温度における相対湿度の推定値と、後相対湿度とを比較することで湿度検出部の故障を判定する故障判定部を備える。
【００１０】
これにより、後温度における相対湿度の推定値と実際の後相対湿度とを比較し、例えば、両者の値の差が所定値より大きく離れていた場合には湿度検出部の故障であると判定できる。
このため、吸気路に存在する感湿膜を有する湿度検出部の故障を検出できる。
なお、温度検出部の出力する温度とは、温度に変換することのできる、例えば、電圧値のような電気信号を含む。
同様に、湿度検出部の出力する相対湿度とは、相対湿度に変換することのできる、例えば、電圧値のような電気信号を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】車両用の内燃機関の吸排気システムである（実施例）。
【図２】（ａ）吸入空気流れ上流側から見た湿度センサおよび流量センサ、（ｂ）吸入空気の流れ方向に沿う流量センサの断面図である（実施例）。
【図３】感湿膜の説明図である（実施例）。
【図４】湿度センサの斜視図である（実施例）。
【図５】図４におけるＶ−Ｖ線に沿う湿度センサの断面図である（実施例）。
【図６】判定装置の制御方法を表すフロー図である（実施例）。
【図７】湿り空気線図を用いた後温度における相対湿度の推定値の求め方の説明図である（実施例）。
【図８】（ａ）正常時における加熱前後の相対湿度の変化の説明図であり、（ｂ）異常時における加熱前後の相対湿度の変化の説明図である（実施例）。
【図９】（ａ）正常時における加熱前後の相対湿度の変化の説明図であり、（ｂ）結露時における加熱前後の相対湿度の変化の説明図である（実施例）。
【図１０】湿り空気線図を用いた感湿膜の温度と絶対湿度の精度の説明図である（実施例）。
【図１１】元温度、後温度の説明図である（実施例）。
【図１２】元温度、後温度の説明図である（変形例）。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下において、発明を実施するための形態を、実施例を用いて説明する。なお、実施例は具体的な一例を開示するものであり、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。
【実施例】
【００１３】
［実施例の構成］
先ず、図１を参照して湿度測定装置１の組み込まれた車両用の内燃機関２の吸排気システムを説明する。ここで、湿度測定装置１は、後述する湿度センサ３と判定装置５を有する。
【００１４】
内燃機関２は、吸入空気を気筒に導く吸気路６と気筒内で発生した排気ガスを大気中に排出する排気路７とを備えている。
吸気路６は、吸気管、インテークマニホールドおよび吸気ポートの各内部通路によって構成される。
吸気管は、外気の取入口からインテークマニホールドまでの通路部材であり、その吸気管には、吸入空気中に含まれる塵や埃を除去するエアクリーナ８、吸入空気の湿度を測定する湿度センサ３、吸入空気の流量を測定する流量センサ９、気筒内に吸引される吸入空気量の調整を行うスロットルバルブ１０等が設けられる。
また、吸気路６のスロットルバルブ１０の下流側には吸入空気の圧力を測定する吸気圧センサ１１が配される。
【００１５】
なお、インテークマニホールドは、吸気管から供給される吸入空気を内燃機関２の各気筒内に分配する分配管である。
吸気ポートは、内燃機関２のシリンダヘッドにおいて気筒毎に形成されて、インテークマニホールドにより分配された吸入空気を気筒内に導く。
【００１６】
排気路７は、排気ポート、エキゾーストマニホールドおよび排気管の各内部通路によって構成される。
排気ポートは、吸気ポートと同様、内燃機関２のシリンダヘッドにおいて気筒毎に形成されて、気筒内で発生した排気ガスをエキゾーストマニホールドへ導く。
エキゾーストマニホールドは、各排気ポートから排出される排気ガスの集合管である。
また、排気路７には、排気ガス中の酸素の濃度を測定する空燃比センサ１２が配される。
【００１７】
なお、吸気ポートおよび排気ポートの形成されるシリンダヘッドには、気筒毎に吸気ポートの出口端を開閉する吸気バルブと、排気ポートの入口端を開閉する排気バルブとが設けられている。
【００１８】
ここで、内燃機関２は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ１３と呼ぶ。）によって運転状態が制御される。
ＥＣＵ１３は、内燃機関２の運転状態や制御状態を示すパラメータを検出する各種センサから信号が入力されている。また、ＥＣＵ１３は、入力された信号を処理する入力回路、入力された信号に基づき、内燃機関２の制御に関する制御処理や演算処理を行うＣＰＵ、内燃機関２の制御に必要なデータやプログラム等を記憶して保持する各種のメモリ、ＣＰＵの処理結果に基づき、内燃機関２の制御に必要な信号を出力する出力回路等を備えている。
【００１９】
なお、ＥＣＵ１３に信号を出力する各種センサには、湿度センサ３、流量センサ９、吸気圧センサ１１、空燃比センサ１２の他に、内燃機関２の作動油の温度を検出する油温センサ１４、内燃機関２の回転数を検出する回転数センサ１５等が含まれている。
そして、これらの信号に基づいて、ＥＣＵ１３は、スロットルバルブ１０を制御して吸入空気の流量を増減させたり、燃料を噴射する燃料噴射弁１６を制御して内燃機関２への燃料噴射量を増減させたりすることで内燃機関２の運転状態を制御している。
また、ＥＣＵ１３は、後に詳述する判定装置５を有している。
【００２０】
図２を参照して、実施例の湿度センサ３および流量センサ９について詳しく説明する。
流量センサ９は、吸気路６に配される。
以下、吸気路６における吸入空気の流れる方向を、方向Ｆと呼ぶことがある。
【００２１】
流量センサ９は、流量センサチップ１７を保持するとともに吸気路６の内周に突き出し、吸入空気の流量を検出する。
流量センサ９は、樹脂材料によって設けられ、内部に通路が形成されている。
流量センサ９の内部に形成される通路の構造は、例えば、バイパス通路１８とサブバイパス通路１９とが設けられている。
【００２２】
バイパス通路１８は、吸気路６を流れる吸入空気の一部が流れる通路であり、方向Ｆに沿うように通路が形成されている。そして、バイパス通路１８の上流側に取入口１８ａが設けられ、バイパス通路１８の下流側に排出口１８ｂが設けられる。
なお、バイパス通路１８の下流側には、バイパス通路１８を通過する吸入空気の流れを絞る排出口絞り１８ｃが形成されている。
【００２３】
サブバイパス通路１９は、排出口絞り１８ｃで絞られたバイパス通路１８を流れる吸入空気の一部が流入する入口１９ａと、サブバイパス通路１９を通過した吸入空気を吸気路６へ戻す出口１９ｂとを備える。そして、入口１９ａから流入した吸入空気を流量センサ９の内部でＵターンさせ出口１９ｂへと導く。
【００２４】
流量センサチップ１７は、流量を出力する流量検出部を有し、流量検出部は吸入空気の流量に感応する流量検出素子２０を有する。ここで流量検出素子２０は、サブバイパス通路１９の内部を通過する吸入空気の伝熱により流量を測定する伝熱式となっており、発熱抵抗体と測温抵抗体を表面に有する周知の構成となっている。
なお、流量検出部の出力する流量とは、流量に変換することのできる、例えば、電圧値のような電気信号を含む。
【００２５】
湿度センサ３は、湿度センサチップ２１を保持するとともに流量センサ９から離れて吸気路６の内周に突き出し、吸入空気の湿度を検出する。
湿度センサ３は、突き出す方向を長手方向とした場合、長手方向が方向Ｆに直交するように突き出している。
湿度センサチップ２１は、例えば、吸入空気の湿度に感応する感湿膜２２を有する。ここで、湿度センサチップ２１は、感湿膜２２を自身の表面に有し、感湿膜２２が吸気路６に露出するように湿度センサ３に保持されている。より具体的には、湿度センサチップ２１は、感湿膜２２の表面が長手方向に平行かつ方向Ｆに平行になるように保持されている。
【００２６】
湿度センサチップ２１は、例えば、湿度に応じて感湿膜２２の静電容量が変化する静電容量式となっており、相対湿度を出力するものである。そして、感湿膜２２は、高分子膜であり、周囲の湿度に応じて取り込む水分子の量が変化することで自身の静電容量が変化する。
より具体的には、センサチップ２１は、図３に示すように、感湿膜２２中に水分子が周囲の湿度に応じた量だけ入り込むことで、電極間で検出される静電容量値が変化する構成となっている。なお、図中点線は、電気力線を表している。
【００２７】
ここで、湿度センサ３と流量センサ９とは、基部２３にともに接続されている。すなわち、基部２３は、湿度センサ３と流量センサ９の突き出しの根元になるように形成されている。なお、基部２３は、金型内に湿度センサ３および流量センサ９の端部を収容し金型内に溶融樹脂を注入することで形成される。
【００２８】
また、吸気路６において、湿度センサ３および流量センサ９が装着される箇所には、吸気路６の内外を貫通する装着孔が形成されている。そして、基部２３が装着孔に嵌め込まれて吸気路６に固定されることで、湿度センサ３および流量センサ９が吸気路６に固定される。
また、基部２３にはコネクタ２５が設けられ、コネクタ２５内の端子から流量および相対湿度の信号が出力されている。ここで、流量と相対湿度とは同一の端子から出力されている。
【００２９】
ここで、湿度センサ３は、図４に示すように、湿度センサチップ２１、湿度センサチップ２１の搭載されるＦＰＣ製の回路基板３３、回路基板３３の端子とワイヤボンディングで接続されるリードフレーム３４ａ〜３４ｄを有し、全体が樹脂部材３５によってモールドされている。
ここで、リードフレーム３４ｂは、端部に回路基板３３を搭載する搭載部３６を有している。そして、リードフレーム３４ａ〜３４ｄの搭載部３６とは異なる側の端部、搭載部３６の回路基板３３を搭載しない側の面、および、湿度センサチップ２１の感湿膜２２が樹脂部材３５から露出している。
なお、搭載部３６が樹脂部材３５から吸気路６に一部分が露出し吸入空気に晒されているため、湿度センサチップ２１の温度も吸入空気の温度と略等しい温度となっている。
【００３０】
そして、リードフレーム３４ａ〜３４ｄの搭載部３６とは異なる側の端部が、それぞれコネクタ２５内の端子と電気的に接続している。なお、搭載部３６を除くリードフレーム３４ａ〜３４ｄは、基部２３内に埋め込まれている。
ここで、リードフレーム３４ａは、直流電源に接続され、リードフレーム３４ｂは、接地されている。そして、リードフレーム３４ｃ、３４ｄは、ＥＣＵ１３との間で、例えば、Ｉ２Ｃのプロトコルに従ってデータ信号をやり取りしている。
【００３１】
ここで、湿度センサチップ２１は、図５に示すように、湿度検出部３７、温度検出部３９、および、加熱部４０を有する。
湿度検出部３７は、感湿膜２２と、感湿膜２２の静電容量から相対湿度を検出し相対湿度に対応する電圧信号を出力する相対湿度出力部４１とを有する。
温度検出部３９は、感湿膜２２の温度を検出する測温部４２と、測温部４２の信号から温度を検出し温度に対応する電圧信号を出力する温度出力部４３とを有する。
そして、感湿膜２２の近傍に設けられる加熱部４０は、感湿膜２２を加熱する。
【００３２】
そして、湿度センサチップ２１は、リードフレーム３４ａ、３４ｂを介する直流電源の電圧によって駆動され、リードフレーム３４ｃ、３４ｄを介するＥＣＵ１３の指令信号に従って、相対湿度等の信号を出力したり、加熱部４０によって感湿膜２２を加熱したりする。
【００３３】
［実施例の特徴］
次に、実施例の特徴的な構成について説明する。
実施例の湿度測定装置１は、判定装置５を有している。
そして、判定装置５は、感湿膜２２の温度を加熱部４０によって昇温させる昇温指令部４４と、元相対湿度と後温度とから推定される後温度における相対湿度の推定値と、後相対湿度とを比較することで湿度検出部３７の故障を判定する故障判定部４５とを備える（図１参照。）。
ここで、加熱部４０による感湿膜２２の温度上昇の前に検出される温度を元温度、元温度における相対湿度を元相対湿度、加熱部４０による感湿膜２２の温度上昇の後に検出される温度を後温度、および、後温度における相対湿度を後相対湿度とする。
【００３４】
なお、元温度、後温度は、図１１（ａ）に示すように温度上昇前後の定温状態における温度であってもよく、図１１（ｂ）に示すように温度上昇中の温度であってもよい。
なお、図中黒丸が、元温度、後温度の検出時を表している。
【００３５】
また、故障判定部４５による故障の判定は、相対湿度に基づいて他機器の制御が行われていないときに行われる。
また、故障判定部４５による故障の判定後、温度が元温度となった後に、相対湿度に基づいて他機器の制御が行われる。
【００３６】
また、判定装置５は、以下に説明する異常判定部４６、湿度判定部４７、条件判定部４８、積算回数判定部４９を有する（図１参照。）。
異常判定部４６は、後温度における相対湿度の推定値と後相対湿度とを比較することで相対湿度の検出値が異常であるか否かを判定する。
湿度判定部４７は、異常判定部４６が異常と判定したときに元相対湿度および後相対湿度がともに９０％以上であるか否かを判定する。
条件判定部４８は、湿度判定部４７が、元相対湿度および後相対湿度がともに９０％以上であると判定したときに所定条件を満たすか否かを判定する。
ここで、所定条件とは、吸入空気の温度が３０度以上、かつ、内燃機関２の作動油の温度が８０度以上となる条件である。
積算回数判定部４９は、条件判定部４８が所定条件を満たすと判定したときに積算回数を１増やすとともに積算回数が５を超えるか否かを判定する。
【００３７】
また、故障判定部４５による故障の判定は、吸入空気の温度が１０度以下の場合には行わない。
さらに、判定装置５は、故障と判定したときに、報知部５０を動作させる信号を出力する（図１参照。）。
【００３８】
［実施例の制御方法］
実施例の判定装置５の制御方法の具体例を図６のフロー図を用いて説明する。
先ず、ステップＳ１００において、吸入空気の温度が１０度より高いか否か判定する。
吸入空気の温度が１０度より高い場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１１０に移行する。
吸入空気の温度が１０度以下の場合（ＮＯ）、処理を終了する。
なお、吸入空気の温度は、温度検出部３９の出力する温度としている。
【００３９】
次に、ステップＳ１１０において、相対湿度が他機器の制御に利用されているか否かを判定する。ここで、他機器とは、例えば、スロットルバルブ１０や燃料噴射弁１６である。
相対湿度が他機器の制御に利用されていると判定した場合（ＹＥＳ）、処理を終了する。
相対湿度が他機器の制御に利用されていないと判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ１２０に移行する。
【００４０】
ここで、相対湿度が他機器の制御に利用されていない時とは、例えば、湿度検出部３７への通電開始時、車両の減速時、車両の停止時である。
なお、湿度検出部３７への通電開始時には、相対湿度を用いて内燃機関２の制御の開始される前であり、相対湿度が他機器の制御に利用されていない。また、車両の減速時は、内燃機関２への燃料の供給が中断されるので、相対湿度を用いて内燃機関２の制御等が行われておらず、相対湿度が他機器の制御に利用されていない。なお、車両の停止時も、相対湿度が他機器の制御に利用されていない。
【００４１】
次に、ステップＳ１２０において、湿度センサチップ２１は、相対湿度、温度を判定装置５としてのＥＣＵ１３に出力し、ＥＣＵ１３は自身のメモリ等に相対湿度、温度を、元相対湿度、元温度として記憶させ、ステップＳ１３０に移行する。
【００４２】
次に、ステップＳ１３０において、感湿膜２２の温度を加熱部４０によって昇温させる。
なお、感湿膜２２の温度を加熱部４０によって昇温させるとは、感湿膜２２が加熱部４０によって加熱されていない状態から加熱されている状態に移行する場合のみではなく、感湿膜２２が加熱部４０によって予め加熱されている状態から、さらに加熱されている状態に移行する場合を含む。
なお、ステップＳ１３０が昇温指令部４４の機能に相当する。
そして、ステップＳ１４０に移行する。
【００４３】
次に、ステップＳ１４０において、湿度センサチップ２１は、相対湿度、温度を判定装置５としてのＥＣＵ１３に出力し、ＥＣＵ１３は自身のメモリ等に相対湿度、温度を、後相対湿度、後温度として記憶させ、ステップＳ１５０に移行する。
【００４４】
次に、ステップＳ１５０において、元相対湿度と後温度とから推定される後温度における相対湿度の推定値と、後相対湿度とを比較することで相対湿度の検出値が異常であるか否かを判定する。
なお、ステップＳ１５０が異常判定部４６の機能に相当する。
【００４５】
より具体的には、図７に示す湿り空気線図を用いることで元相対湿度から、先ず、絶対湿度量が算出できる。例えば、元温度２５度、元相対湿度５０％のときに絶対湿度は１０ｇ／ｋｇとなる。そして、絶対湿度量は感湿膜２２の加熱によっても変化しないので、湿り空気線図から後温度における相対湿度の値を推定することができる。例えば、後温度３５度、絶対湿度１０ｇ／ｋｇのときの相対湿度の推定値は、２８．３％となる。そして、後温度における相対湿度の推定値と後相対湿度とが略一致するか否かによって湿度検出部３７の検出値が異常であるか否かを判定する（図８参照。）。なお、図中矢印は、図８（ａ）の温度変化に対応する相対湿度の変化を表している。
なお、湿り空気線図は、ＥＣＵ１３のメモリ等にデータセット、または、計算式として予め記憶されている。
【００４６】
検出値が異常であると判定した場合（ＹＥＳ）（図８（ｂ）点線参照。）、ステップＳ１６０に移行する。
検出値が異常でないと判定した場合（ＮＯ）（図８（ａ）参照。）、ステップＳ２３０に移行し、加熱部４０による感湿膜２２の昇温を停止する。そして、ステップＳ２４０に移行し、温度検出部３９によって検出される感湿膜２２の温度が元温度となるまで待機した後に処理を終了する。
なお、処理終了後には、相対湿度に基づいて他機器の制御を行うことができる。
なお、図８（ａ）および図８（ｂ）は、それぞれ感湿膜２２の昇温前後における元温度、元相対湿度、および、後温度、後相対湿度の時間変化を表している。
【００４７】
次に、ステップＳ１６０において、元相対湿度および後相対湿度が９０％以上であるか否かを判定する。
元相対湿度および後相対湿度が９０％以上であると判定した場合（ＹＥＳ）（図９（ｂ）参照。）、ステップＳ１７０に移行する。
後相対湿度が９０％未満であると判定した場合（ＮＯ）（図９（ａ）参照。）、ステップＳ２００に移行する。
なお、ステップＳ１６０が湿度判定部４７の機能に相当する。
なお、図９（ａ）および図９（ｂ）は、それぞれ感湿膜２２の昇温前後における元温度、元相対湿度、および、後温度、後相対湿度の時間変化を表している。
【００４８】
次に、ステップＳ１７０において、吸入空気の温度が３０度以上、かつ、内燃機関２の作動油の温度が８０度以上の条件を満たしているか否かを判定する。
吸入空気の温度が３０度以上、かつ、内燃機関２の作動油の温度が８０度以上の条件を満たしていると判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１８０に移行する。
吸入空気の温度が３０度以上、かつ、内燃機関２の作動油の温度が８０度以上の条件を満たしていないと判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ２３０に移行し、加熱部４０による感湿膜２２の昇温を停止する。そして、ステップＳ２４０に移行し、温度検出部３９によって検出される感湿膜２２の温度が元温度となるまで待機した後に処理を終了する。
なお、ステップＳ１７０が条件判定部４８の機能に相当する。
【００４９】
次に、ステップＳ１８０において、積算回数を１増やしステップＳ１９０に移行する。
次に、ステップＳ１９０において、積算回数が５を上回るか否か判定する。
積算回数が５を上回ると判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２００に移行し故障と判定し、ステップＳ２１０に移行し、加熱部４０による感湿膜２２の昇温を停止した後、ステップＳ２２０に移行する。そして、ステップＳ２２０において、報知部５０を動作させる信号を出力する。なお、ステップ１５０およびステップＳ２００が故障判定部４５の機能に相当する。
積算回数が５以下と判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ２３０に移行し、加熱部４０による感湿膜２２の昇温を停止する。そして、ステップＳ２４０に移行し、温度検出部３９によって検出される感湿膜２２の温度が元温度となるまで待機した後に処理を終了する。
なお、ステップＳ１８０とステップＳ１９０が積算回数判定部４９の機能に相当する。
【００５０】
［実施例の効果］
実施例の判定装置５は、元相対湿度および後温度とから推定される後温度における相対湿度の推定値と、後相対湿度とを比較することで湿度検出部３７の故障を判定する故障判定部４５を備える。
【００５１】
これにより、後温度における相対湿度の推定値と実際の後相対湿度とを比較し、例えば、両者の値の差が所定値より大きく離れていた場合には湿度検出部３７の故障であると判定できる。
このため、吸気路６に存在する感湿膜２２を有する湿度検出部３７の故障を検出できる。
【００５２】
実施例の判定装置５によれば、故障判定部４５による故障の判定は、相対湿度に基づいて他機器の制御が行われていないときに行われる。
これにより、他機器の制御時に感湿膜２２の加熱部４０による加熱は行われていないため、感湿膜２２の温度は上昇していない。このため、湿り空気線図から算出される絶対湿度の精度を確保できる。
【００５３】
ここで、感湿膜２２の温度が高いほど、相対湿度から湿り空気線図を用いて絶対湿度を求める際に、絶対湿度の精度が悪くなってしまう理由について図１０を用いて説明する。
例えば、感湿膜２２の温度が３０度における相対湿度７０％の上下３％の変動幅に対応する絶対湿度の変動幅は１８．３〜１９．７ｇ／ｋｇである。なお、温度が３０度、相対湿度７０％の場合における絶対湿度は、１８．８ｇ／ｋｇである。
これに対し、感湿膜２２の温度が５０度における絶対湿度１８．８ｇ／ｋｇにおける相対湿度の上下３％の変動幅に対応する絶対湿度の変動幅は１６．４〜２１．３ｇ／ｋｇとなっている。
【００５４】
すなわち、感湿膜２２の温度が高くなればなるほど相対湿度１％のずれに対する絶対湿度のずれ量が大きくなる。
このため、感湿膜２２の温度が低いほど、湿り空気線図から求めることのできる絶対湿度の精度は良くなる。
なお、感湿膜２２の加熱部４０による加熱は、故障の判定時のみであり、常時加熱ではないため消費電力を削減することもできる。
【００５５】
実施例の判定装置５によれば、故障判定部４５による故障の判定後、温度が元温度となった後に、相対湿度に基づいて他機器の制御を行う。
これにより、感湿膜２２の温度が元温度に戻った後に、他機器の制御が行われるため、湿り空気線図から算出される絶対湿度の精度をより確保できる。
また、相対湿度が元相対湿度に戻った後に、他機器の制御を行ってもよい。この場合、相対湿度が元相対湿度に戻るのに要する時間は、温度が元温度に戻るのに要する時間より長いため、相対湿度が元相対湿度に戻った後に、他機器の制御を行った方が、絶対湿度の精度をより確保できる。
【００５６】
実施例の判定装置５によれば、湿度センサ３は、湿度検出部３７を有する湿度センサチップ２１を有しており、加熱部４０も有している。
これにより、湿度センサチップ２１とは別に加熱部４０を設ける必要がなくなる。
また、湿度センサチップ２１は、温度検出部３９を有する。
これにより、測温部４２を感湿膜２２の近傍に設けることができるので、感湿膜２２の温度をより正確に検出することができる。
なお、測温部４２と感湿膜２２とが近接しており、加熱による温度上昇検出の時間遅れを抑制できるため、故障検出の際に、特にＰＩＤ制御等の温度制御を行って感湿膜２２の温度を一定に保つ必要がない。
【００５７】
実施例の判定装置５は、異常判定部４６、湿度判定部４７、条件判定部４８、積算回数判定部４９を有する。
これにより、感湿膜２２上に結露水が付着した状態までをも、故障と判定しないようにしている。
より具体的には、感湿膜２２上に結露水が付着した場合、加熱前後で元相対湿度と後相対湿度が変化しない（図９（ｂ）参照。）。このような場合まで、故障と判定しないように結露水が付着する条件であるか否かを条件判定部４８で確認している。そして、結露水が付着しない条件であると判定され、さらに積算回数判定部４９によって故障判定を繰り返すようであれば故障と判定している。
【００５８】
実施例の判定装置５によれば、故障判定部４５による故障の判定は、吸入空気の温度が１０度以下の場合には行わない。
吸入空気の温度が低いときには、吸入空気の温度が高いときに比して絶対湿度として取り得る値の範囲自体が小さくなるため、この狭い範囲の絶対湿度の値のみを用いて故障の判定を行わなければならなくなる。
【００５９】
そこで、吸入空気の温度を所定値より高い温度とすることで、より広い範囲の絶対湿度の値を故障の判定に用いることができる。これにより、より広い範囲の絶対湿度の値を用いて故障の判定を行うことができるため、故障判定の確度を高めることができ、誤判定を抑制することができる。
【００６０】
実施例の判定装置５によれば、湿度センサ３は、相対湿度を出力する端子と、吸入空気の流量を出力する流量検出部とを有し、流量は相対湿度を出力する端子を介して出力されている。
これにより、湿度検出部３７と流量検出部の端子を共通化でき、端子数を削減できる。
【００６１】
実施例の判定装置５は、故障判定部４５が故障と判定したときに、報知部５０を動作させる信号を出力する。これにより、車両の乗員に故障を報知し、湿度検出部３７が故障したまま内燃機関２を運転させ続けることを防止できる。
【００６２】
［変形例］
本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形例を考えることができる。
実施例において、湿度センサチップ２１は、加熱部４０を有していたが、加熱部４０を湿度センサチップ２１外に設けてもよい。
【００６３】
実施例において、湿度判定部４７における元相対湿度および後相対湿度の基準値はともに９０％以上であったが、この値に拘るものではなく、他の値としてもよい。
実施例において、条件判定部４８における所定条件は、吸入空気の温度が３０度以上、かつ、内燃機関２の作動油の温度が８０度以上の条件であったが、吸入空気の温度、および、内燃機関２の作動油の温度としてこれらの値に拘るものではなく、他の値としてもよい。
【００６４】
実施例において、積算回数判定部４９は、５を超えるか否かによって判定を行っていたが、この値に拘るものではなく、他の値としてもよい。
また、実施例において、故障判定部４５による故障の判定の行われない吸入空気の温度は１０度以下となっていたが、吸入空気の温度としてこの値に拘るものではなく、他の値としてもよい。
【００６５】
また、実施例においては、後温度が加熱部４０の加熱により元温度より高くなる場合を示したが、後温度が元温度より低くなる構成としてもよい。より具体的には、感湿膜２２が加熱部４０によって予め加熱されている状態から、加熱部４０の加熱を停止することで後温度を元温度より低くすることができる。また、感湿膜２２が加熱部４０によって予め加熱されている状態から、加熱部４０による出力を抑制することによっても後温度を元温度より低くすることができる。
【００６６】
なお、後温度が元温度より低くなる場合であっても、故障判定部４５によって、後温度における相対湿度の推定値と実際の後相対湿度とを比較し、例えば、両者の値の差が所定値より大きく離れていた場合には湿度検出部３７の故障であると判定することができる。
【００６７】
なお、元温度、後温度は、図１２（ａ）に示すように温度下降前後の定温状態における温度であってもよく、図１２（ｂ）に示すように温度下降中の温度であってもよい。
なお、図中黒丸が、元温度、後温度の検出時を表している。
【符号の説明】
【００６８】
１  湿度測定装置  ２  内燃機関  ５  判定装置  ３７  湿度検出部  ３９  温度検出部
４０  加熱部  ４４  昇温指令部  ４５  故障判定部
【図１】
2017201293.tif 000003
【図２】
2017201293.tif 000004
【図３】
2017201293.tif 000005
【図４】
2017201293.tif 000006
【図５】
2017201293.tif 000007
【図６】
2017201293.tif 000008
【図７】
2017201293.tif 000009
【図８】
2017201293.tif 000010
【図９】
2017201293.tif 000011
【図１０】
2017201293.tif 000012
【図１１】
2017201293.tif 000013
【図１２】
2017201293.tif 000014