JP6699511B2 - 湿度計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されてなる湿度計測装置に関する。

従来、湿度計測装置の一例として、特許文献１に開示された技術がある。特許文献１の湿度計測装置は、内燃機関の吸入空気の湿度を計測する湿度計測装置であって、湿度を検出する湿度センサのセンサ素子の表面に水滴が付着しているか否かを、吸入空気の湿度と温度の変化に基づいて判定する水滴付着判定部を有している。

また、水滴付着判定部は、絶対水分量が、吸入空気の圧力に応じて設定される基準値よりも大きく変化しているか否かを判断し、基準値よりも大きく変化している場合には、湿度センサのセンサ素子の表面に水滴が付着していると判定する。

国際公開第２０１５／８７６４４号

しかしながら、湿度センサのセンサ素子の表面に水滴が付着しているか否かは、吸入空気の圧力だけでは正しく判定できないという問題がある。また、上記湿度計測装置では、湿度が１００％付近であることを示す信号を出力するまで水滴が付着していることを判定できないため応答性が低いという問題がある。

本開示は、上記問題点に鑑みなされたものであり、誤検出を抑制しつつ、高応答で水付着を検出できる湿度計測装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本開示は、
車両に設けられ、空気の湿度を検出するための湿度センシング部（２１ｂ）を備えた湿度計測装置であって、
湿度センシング部で検出された湿度の時間的な変動量、又は、湿度の時間的な変動量に相関する情報である湿度情報を取得する湿度情報取得部（Ｓ１０、Ｓ１１）と、
車両の運転状態を示す情報、及び湿度センシング部の搭載環境の情報の少なくとも一つを含む車両情報を取得する車両情報取得部（Ｓ１２）と、
取得した車両情報に基づいて、湿度センシング部に水が付着しているか否かを判定するための閾値を設定する閾値設定部（Ｓ１３）と、
湿度情報と閾値とを比較して、湿度情報が閾値に達した場合に、湿度センシング部に水が付着していると判定する付着判定部（Ｓ１４）と、を備え、
車両情報取得部は、車両情報として車両の車速、又は車速の時間変化を取得し、
閾値設定部は、車両情報取得部が車両情報として車速を取得した場合、車速が遅い場合より早い場合の方が閾値を大きな値とし、車両情報取得部が車両情報として車速の時間変化を取得した場合、車速の時間変化が小さい場合より大きい場合の方が閾値を大きな値とすることを特徴とする。

このように、本開示は、取得した車両情報に基づいて閾値を設定して、湿度情報が閾値に達した場合に、湿度センシング部に水が付着していると判定する。このため、本開示は、湿度が１００％付近になるよりも先に、湿度センシング部に水が付着していると判定することができる。よって、本開示は、湿度センシング部に水が付着していることを高応答で検出できる。また、本開示は、湿度センシング部に水が付着しているか否かを判定するための閾値を、上記のような車両情報に応じて設定しているため誤検出を抑制できる。

なお、特許請求の範囲、及びこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

第１実施形態におけるエアフロメータの概略構成を示す斜視図である。 第１実施形態におけるエアフロメータの取り付け状態を示す断面図である。 第１実施形態における湿度センサ装置の概略構成を示す透視斜視図である。 第１実施形態における湿度センサチップの概略構成を示す断面図である。 第１実施形態におけるエアフロメータを含むシステムの概略構成を示すブロック図である。 第１実施形態における湿度処理部の処理動作を示すフローチャートである。 第１実施形態における湿度変動量の時間変位を示すグラフである。 相対湿度の時間変位を示すグラフである。 高速走行時と低速走行時の相対湿度の時間変位を示すグラフである。 第１実施形態における湿度変動量と、閾値との関係を示すグラフである。 第２実施形態における湿度処理部の処理動作を示すフローチャートである。 第２実施形態における各種車両情報と閾値との関係を示す表である。 第２実施形態における各種車両情報と閾値との関係を示す表である。

以下において、図面を参照しながら、発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。ステップ番号に関しても同様に、先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。

（第１実施形態）
本実施形態では、一例として、本発明を湿度センサ装置２０に適用して例を採用する。また、この湿度センサ装置２０は、図１などに示すように、エアフロメータ１００に取り付けられている。よって、エアフロメータ１００は、湿度測定機能付のエアフロメータと言える。

エアフロメータ１００は、内燃機関（以下、エンジン）を備えた車両に搭載される。そして、エアフロメータ１００は、エンジンの吸気システムに適用されるものである。エアフロメータ１００は、エンジンの気筒に吸入される吸入空気（以下、吸気）の流量を測定する熱式の空気流量測定機能を有している。エアフロメータ１００は、ダクト１内を流れる吸気の流量及び吸気の湿度に対応したセンサ出力信号を、外部装置であるエンジン制御装置２００に対して出力する。なお、外部装置とは、エアフロメータ１００と別体に設けられた装置であり、エアフロメータ１００と電気的に接続された装置である。以下においては、吸気の流量を吸気流量、吸気の湿度を吸気湿度、エンジン制御装置を制御装置とも称する。

まず、図１〜図５を用いて、湿度センサ装置２０、及び湿度センサ装置２０が取り付けられたエアフロメータ１００の構成に関して説明する。

エアフロメータ１００は、流量センサ装置１０と湿度センサ装置２０とハウジング３０とを備えている。エアフロメータ１００は、図１、図２に示すように、ハウジング３０に、流量センサ装置１０と湿度センサ装置２０とが設けられている。

エアフロメータ１００は、図２に示すように、吸気管（吸気ダクト）又はエアクリーナのアウトレットダクト等のダクト１に着脱自在に取り付けられる。エアフロメータ１００は、ダクト１の壁面に貫通して形成されたセンサ挿入孔に、一部がダクト１内の主流路１ａに配置されるように挿し込まれている。つまり、エアフロメータ１００は、ダクト１に取り付けられた状態で、流量センサ装置１０の一部と湿度センサ装置２０の一部が、吸気が流れる環境に配置されることになる。なお、流量センサ装置１０の一部は、後程説明する流量センシング部１１を含んでいる。一方、湿度センサ装置２０の一部は、後程説明する湿度センシング部２１ｂ、温度センシング部２１ｃを含んでいる。

ハウジング３０は、一例として、図１、図２に示すように、バイパス部３０ａ、嵌合部３０ｂ、Ｏリング３０ｃ、コネクタ部３０ｄ、固定部３０ｅを備えた構成を採用する。

バイパス部３０ａは、主流路１ａを流れる吸気の一部が通過するバイパス流路１４ａ及びサブバイパス流路１５ａを形成している。バイパス流路１４ａは、バイパス流路入口１４ｂとバイパス流路出口１４ｃとの間の流路である。サブバイパス流路１５ａは、バイパス流路１４ａを流れる吸気の一部が、サブバイパス流路入口１５ｂから流入する流路である。

嵌合部３０ｂは、ダクト１のセンサ挿入孔にＯリング３０ｃを介して嵌合する部位である。コネクタ部３０ｄは、流量センサ装置１０及び湿度センサ装置２０と、制御装置２００などの外部装置との電気的な接続を行うための端子を囲う部位である。つまり、端子は、流量センサ装置１０及び湿度センサ装置２０のそれぞれと電気的に接続されており、且つ、制御装置２００と電気的に接続可能に構成されている。固定部３０ｅは、エアフロメータ１００をダクト１に固定するための部位である。

なお、ここでは、ハウジング３０に関して簡単に説明した。このハウジング３０は、例えば、特開２０１６−１０９６２５号公報に記載されたハウジングを参照して採用できる。また、エアフロメータ１００は、一例として、端子を介して制御装置２００と電気的に接続可能に構成されている例を採用したが、制御装置２００とセンサ信号などを通信できる構成であればよい。よって、エアフロメータ１００は、制御装置２００と無線通信できるように構成されていてもよい。

流量センサ装置１０は、サブバイパス流路１５ａを流れる吸気流量に対応したセンサ信号を出力する。この吸気流量に対応したセンサ信号は、流量信号とも称することができる。なお、流量信号は、サブバイパス流路１５ａを流れる吸気流量を示すセンサ信号とも言える。流量センサ装置１０は、図２に示すように、流量センシング部１１と、流量処理部１２と、流量センシング部１１と流量処理部１２とを収容する流量センサハウジング１３とを備えている。

流量センシング部１１は、ハウジング３０がダクト１に取り付けられた状態で、サブバイパス流路１５ａに配置される。流量処理部１２は、流量センシング部１１と電気的に接続されており、流量センシング部１１に対する入出力信号を制御する。また、流量処理部１２は、コネクタ部３０ｄの端子と電気的に接続されている。これによって、エアフロメータ１００は、流量信号を制御装置２００に出力可能となっている。なお、流量センサ装置１０は、例えば、特開２０１５−９０３３８号公報に記載された流量センサを参照して採用できる。

湿度センサ装置２０は、主流路１ａを流れる吸気湿度に対応したセンサ信号を出力する。さらに、湿度センサ装置２０は、主流路１ａを流れる吸気の温度（吸気温度）に対応したセンサ信号を出力する。この吸気湿度に対応したセンサ信号は、湿度信号と称すことができる。また、温度に対応するセンサ信号は、温度信号と称することができる。なお、湿度信号は、主流路１ａを流れる吸気湿度を示すセンサ信号とも言える。また、温度信号は、主流路１ａを流れる吸気温度を示すセンサ信号とも言える。

本実施形態では、湿度センサ装置２０として相対湿度を検出する相対湿度を採用する。しかしながら、本発明は、これに限定されず、湿度センサ装置２０として重量絶対湿度センサであっても採用できる。つまり、本発明は、湿度センサ装置２０として重量絶対湿度センサを採用しても、以下に説明する効果を奏することができる。

湿度センサ装置２０は、後程説明する湿度センシング部２１ｂに、結露などにより水が付着した時に、湿度信号の時間変化が閾値Ｔｈを超えたとき結露と判断する。この閾値Ｔｈは、車速やエンジン回転数、吸気流量などの車両情報に基づいて設定される。この点に関しては、後程説明する。

湿度センサ装置２０は、図１に示すように、流量センサ装置１０とは異なり、バイパス部３０ａの外部に設けられている。つまり、湿度センサ装置２０は、主流路１ａに配置されている。しかしながら、本発明は、これに限定されず、バイパス流路１４ａやサブバイパス流路１５ａに湿度センサ装置２０が配置されていてもよい。

湿度センサ装置２０は、図３に示すように、湿度センサチップ２１と、湿度処理部２２と、湿度センサ基板２３と、ワイヤ２４と、端子２５と、封止部２６とを備えている。なお、図３では、封止部２１ｇの内部構成をわかりやすくするために、封止部２１ｇを点線で示し、封止部２１ｇで封止された構成要素を実線で示している。

湿度センサチップ２１と湿度処理部２２とは、湿度センサ基板２３を介して電気的に接続されている。湿度センサ基板２３は、例えば、絶縁性の基材に導電性の配線が形成されている。そして、湿度センサチップ２１と湿度処理部２２とは、この配線を介して電気的に接続されている。よって、湿度処理部２２は、湿度センサチップ２１に設けられた湿度センシング部２１ｂから出力される湿度信号と、湿度センサチップ２１に設けられた温度センシング部２１ｃから出力される温度信号とを得ることができる。

湿度センサ基板２３は、リードフレームの一部に実装されている。また、湿度センサ基板２３は、リードフレームにおける他の一部である端子２５とワイヤ２４を介して電気的に接続されている。また、封止部２６は、端子２５の先端が露出した状態で、他の構成要素２１〜２５に密着しつつ、他の構成要素２１〜２５を覆っている。よって、湿度センサ装置２０は、封止部２６によって他の構成要素２１〜２５が保護されている。

端子２５は、封止部２６から露出した部分が、コネクタ部３０ｄの端子と電気的に接続されている。これによって、湿度処理部２２は、センサ基板２３とワイヤ２４と端子２５を介して、コネクタ部３０ｄの端子と電気的に接続されている。このため、エアフロメータ１００（湿度処理部２２）は、湿度信号と温度信号とを制御装置２００に出力可能となっている。さらに、湿度処理部２２は、制御装置２００から各種センサ信号を取得可能に構成されている。

湿度センサチップ２１は、図４に示すように、基板２１ａと、電極２１ｄと、接合材２１ｅと、ワイヤ２１ｆと、封止部２１ｇとを備えている。図４は、図３のIII−III線に沿う、湿度センサチップ２１の断面図である。

基板２１ａは、湿度センシング部２１ｂと温度センシング部２１ｃとが形成されている。湿度センシング部２１ｂは、吸気湿度を検出する部位である。温度センシング部２１ｃは、吸気温度を検出する部位である。このように、湿度センシング部２１ｂと温度センシング部２１ｃは、一つの基板２１ａに設けられている。よって、温度センシング部２１ｃは、湿度センシング部２１ｂが湿度を検出している場所と同じ場所の温度を検出することができる。なお、湿度センシング部２１ｂと温度センシング部２１ｃは、隣り合って設けられている、又は、近傍に設けられていると言える。このため、温度信号は、湿度センサ装置２０の温度を示すセンサ信号、すなわちセンサ温度とも言える。

湿度センシング部２１ｂは、例えば結露などによって水が付着することがある。湿度センシング部２１ｂは、水が付着してしまうと、適切に吸気湿度を検出することができない。そこで、湿度処理部２２は、湿度センシング部２１ｂに水が付着しているか否かを判定する。この点に関しては、後程詳しく説明する。

なお、基板２１ａは、接合材２１ｅを介して台座に接合されている。この台座は、例えば、電極２１ｄを含むリードフレームにおけるダイパッドなどを採用できる。

また、基板２１ａは、湿度センシング部２１ｂと温度センシング部２１ｃのそれぞれに電気的に接続された電極を備えており、この電極にワイヤ２１ｆの一部が電気的に接続されている。このワイヤ２１ｆは、他の一部が電極２１ｄに電気的に接続されている。よって、基板２１ａは、湿度センシング部２１ｂと温度センシング部２１ｃのそれぞれが、ワイヤ２１ｆを介して電極２１ｄと電気的に接続されている。

封止部２１ｇは、湿度センシング部２１ｂと電極２１ｄの一部が露出した状態で、他の構成要素２１ａ〜２１ｆに密着しつつ、他の構成要素２１ａ〜２１ｆを覆っている。よって、湿度センサチップ２１は、封止部２１ｇによって他の構成要素２１ａ〜２１ｆが保護されている。なお、湿度センサチップ２１は、電極２１ｄにおける封止部２１ｇから露出した部分と、湿度センサ基板２３の配線とが、はんだなどの導電性の接続部材を介して電気的に接続されている。

本実施形態では、温度センシング部２１ｃを備えて湿度センサ装置２０を採用している。しかしながら、本発明は、これに限定されず、温度センシング部２１ｃを備えていない湿度センサ装置２０であっても採用できる。

また、図５に示すように、エアフロメータ１００は、制御装置２００に電気的に接続されている。制御装置２００は、エアフロメータ１００に加えて、車速センサ３１０、スロットル開度センサ３２０、クランク角センサ３３０、外気温センサ３４０、大気圧センサ３５０などと電気的に接続されている。さらに、制御装置２００は、制御対象４００としてのエンジンと電気的に接続されており、エンジン制御を行う。

車速センサ３１０は、車両の走行速度である車速を示すセンサ信号を出力する。スロットル開度センサ３２０は、車両のスロットル開度を示すセンサ信号を出力する。クランク角センサ３３０は、エンジン回転数を示すセンサ信号を出力する。外気温センサ３４０は、車両の外気の温度（外気温度）を示すセンサ信号を出力する。大気圧センサ３５０は、車両の外気の気圧を示すセンサ信号を出力する。

車速を示すセンサ信号、スロットル開度を示すセンサ信号、エンジン回転数を示すセンサ信号、及び上記流量信号のそれぞれは、閾値Ｔｈを設定するための車両情報として用いることができる。本実施形態では、閾値Ｔｈを設定するための車両情報の一例として、車速を示すセンサ信号を採用する。

このため、湿度処理部２２は、車速を示すセンサ信号を得ることが可能に構成されていればよく、スロットル開度を示すセンサ信号、エンジン回転数を示すセンサ信号、流量信号を得ることが可能に構成されていなくてもよい。つまり、湿度処理部２２は、車速を示すセンサ信号、スロットル開度を示すセンサ信号、エンジン回転数を示すセンサ信号、及び流量信号のうち、閾値Ｔｈを設定するのに必要なセンサ信号を得ることが可能に構成されていればよい。

また、閾値Ｔｈを設定するための車両情報としては、車速の時間変化、スロットル開度の時間変化、エンジン回転数の時間変化、吸気流量の時間変化のそれぞれを採用することができる。この場合、湿度処理部２２は、これらの時間変化を得ることができる構成とする。例えば、車速の時間変化を採用する場合、湿度処理部２２は、車速の時間変化を得ることができる構成とされる。また、湿度処理部２２は、各センサから出力されたセンサ信号に基づいて、自身で各時間変化を得る構成であってもよいし、制御装置２００などから各時間変化を取得する構成であってもよい。さらに、湿度処理部２２は、上記センサ信号と同様に、閾値Ｔｈを設定するのに必要な時間変化を得ることが可能に構成されていればよい。

なお、各時間変化は、対応するセンサ信号に相関する情報と言える。例えば、車速の時間変化は、車速に相関する情報である。

制御装置２００は、ＣＰＵ、ＲＯＭとＲＡＭを含むメモリ、入力部、出力部、電源回路など含むマイクロコンピュータを備えている。制御装置２００は、エアフロメータ１００から出力された流量信号や湿度信号と、各センサ３１０〜３５０から出力されたセンサ信号を取得可能に構成されている。

制御装置２００は、取得した流量信号、湿度信号、各種センサ信号などを用いて、空燃比制御、燃料噴射制御などのエンジン制御を行う。例えば、制御装置２００は、取得した流量信号や湿度信号に基づいて、インジェクタの噴孔からエンジン４００に噴射供給する燃料噴射量を演算する。そして、制御装置２００は、この演算した燃料噴射量に応じてインジェクタの通電時間（開弁期間）を可変制御する。

近年では、低燃費化を図るという目的で、周囲の環境（天候等）に対応した高度なエンジン制御が求められている。このため、エンジン制御では、エアクリーナを通ってエンジン４００の気筒に供給される吸気流量だけでなく、吸気流量以外の物理量である湿度等も高応答で高精度に計測することが求められている。エアフロメータ１００は、このような要求に対応するために、流量センサ装置１０に加えて、湿度センサ装置２０が設けられており、流量信号と湿度信号を制御装置２００に出力している。

ここで、図６〜図１０を用いて、湿度センサ装置２０の処理動作に関して説明する。湿度センサ装置２０は、車両のイグニッションスイッチがオンの間や、車両が走行している間に、湿度処理部２２が図６のフローチャートに示す処理を実行する。

ステップＳ１０では、湿度データを取得する（湿度情報取得部）。湿度処理部２２は、湿度センシング部２１ｂから湿度データを取得する。つまり、湿度処理部２２は、湿度変動量を演算するために、湿度センシング部２１ｂから出力される湿度信号を逐次取得する。

ステップＳ１１では、湿度変動量（ΔＲＨ／Δｔｉｍｅ）を演算する（湿度情報取得部）。湿度処理部２２は、ステップＳ１０で取得した湿度信号の時間的な変動量を演算する。

ステップＳ１２では、車両情報を取得する（車両情報取得部）。湿度処理部２２は、制御装置２００から車両情報として車速を示すセンサ信号を取得する。つまり、湿度処理部２２は、閾値Ｔｈを設定するために、制御装置２００から出力される車速を示すセンサ信号を逐次取得する。

ステップＳ１３では、閾値Ｔｈを設定する（閾値設定部）。湿度処理部２２は、湿度センシング部２１ｂに水が付着しているか否かを判定する際に、湿度変動量（ΔＲＨ／Δｔｉｍｅ）と比較するための閾値Ｔｈを設定する。

車両は、車速が早いと環境の変化が早くなるため外気湿度の変化も早くなる。つまり、相対湿度は、図９の一点鎖線で示すように車両が低速走行中の場合よりも、図９の実線で示すように車両が高速走行中の場合の方が、変化が早くなる。

よって、湿度処理部２２は、図１０に示すように、車速が早い場合の閾値Ｔｈ１を、車速が遅い場合の閾値Ｔｈ２よりも大きな値とする。つまり、湿度処理部２２は、車速が早くなるにつれて、閾値Ｔｈとして大きな値を設定する。なお、閾値Ｔｈは、水付着判定閾値と称することもできる。

このように、湿度処理部２２は、車速が遅い場合よりも早い場合に閾値を上げることで、実湿度変動による結露の誤検出を抑制できる。つまり、湿度処理部２２は、湿度が高いだけで、湿度センシング部２１ｂに水が付着していない場合に、湿度センシング部２１ｂに水が付着していると誤検出することを抑制できる。また、湿度処理部２２は、閾値Ｔｈを適切な値に設定することができると言える。

なお、湿度処理部２２は、閾値Ｔｈを設定するための車両情報として車速の時間変化を採用した場合も同様に、時間変化が大きい場合の閾値Ｔｈ１を、時間変化が小さい場合の閾値Ｔｈ２よりも大きな値とする。

ステップＳ１４では、湿度変動量（ΔＲＨ／Δｔｉｍｅ）＞閾値Ｔｈであるか否かを判定する。湿度処理部２２は、湿度変動量が閾値を超えていない場合、湿度センシング部２１ｂに水が付着していないと判定してステップＳ１０、Ｓ１２へ戻る。一方、湿度処理部２２は、湿度変動量が閾値Ｔｈを超えていた場合、湿度センシング部２１ｂに水が付着していると判定してステップＳ１５へ進む。湿度変動量は、湿度情報に相当する。ステップＳ１４は、付着判定部に相当する。

また、湿度処理部２２は、湿度変動量が閾値Ｔｈを超えた場合、瞬時に、湿度センシング部２１ｂに水が付着していると判定すると好ましい。つまり、湿度処理部２２は、湿度変動量が閾値Ｔｈを超えている状態が所定時間継続した場合や、湿度変動量が閾値Ｔｈを超えた回数が所定回数に達した場合に付着と判定するのではなく、湿度変動量が閾値Ｔｈを超えたタイミングで付着と判定すると好ましい。これによって、湿度処理部２２は、湿度センシング部２１ｂに水が付着している状態を、いち早く検出できる。

ステップＳ１５では、フェールセーフモードへ移行する。湿度処理部２２は、フェールセーフモードへ移行した場合、湿度センシング部２１ｂで検出された湿度信号のかわりに、予め設定された固定値を出力する。この固定値は、例えば、制御装置２００が湿度信号を用いてエンジン制御を行う際に、走行機能や排ガスに障害が発生しないような値を採用できる。これによって、湿度センサ装置２０は、車両の誤作動を抑制できる。なお、湿度処理部２２は、湿度センシング部２１ｂに水が付着していないと判定した場合、湿度センシング部２１ｂで検出された湿度信号を出力する。

なお、本発明は、制御装置２００が図６のフローチャートに示す処理を実行するものであってもよい。この場合、湿度計測装置は、湿度センサ装置２０に加えて、制御装置２００の一部、すなわち、制御装置２００における上記湿度処理部２２の処理を行う部位を含むことになる。

さらに、本発明は、図６のフローチャートに示す処理を実行する部位が、エアフロメータ１００における湿度センサ装置２０とは別に設けられていてもよい。この場合、湿度計測装置は、湿度センサ装置２０に加えて、エアフロメータ１００の一部、すなわち、エアフロメータ１００における上記湿度処理部２２の処理を行う部位を含むことになる。

ここで、比較例の湿度計測装置を用いつつ、湿度センサ装置２０の効果に関して説明する。比較例の湿度計測装置は、湿度が１００％付近である場合に、湿度センシング部に水が付着していると判定するものとする。

図８に示すように、比較例の湿度計測装置では、タイミングｔ０で結露が生じた場合、タイミングｔ１になるまで水が付着していると判定できない。つまり、このような湿度計測装置は、応答性が低い。これに対して、湿度センサ装置２０は、図７に示すように、タイミングｔ０で湿度センシング部２１ｂに水が付着していると判定できる。

このように、湿度センサ装置２０は、湿度変動量に基づいて、湿度センシング部２１ｂに水が付着しているか否かを判定しているため、湿度センシング部２１ｂに水が付着していることを迅速に判定できる。すなわち、湿度センサ装置２０は、湿度センシング部２１ｂに水が付着していることを高応答で検出できる。

また、湿度センサ装置２０は、湿度変動量に基づいて湿度センシング部２１ｂに水が付着しているか否かを判定しているため、応答遅れによる検出誤差が無くなり湿度センシング部２１ｂに水が付着していることを高感度に検出できる。つまり、湿度センサ装置２０は、湿度センシング部２１ｂに水が付着していることを、早く正しく水が付着していると判定できる。

さらに、湿度センサ装置２０は、上記のように湿度センシング部２１ｂに水が付着しているか否かを判定するための閾値Ｔｈを車両情報（車速）に応じて設定しているため誤検出を抑制できる。

なお、本実施形態では、閾値Ｔｈと比較する値として湿度変動量を採用している。しかしながら、本発明は、これに限定されず、湿度と温度の変化比率など湿度変動量に相関する情報であっても採用できる。この場合、湿度処理部２２は、ステップＳ１０、Ｓ１１のかわりに、湿度変動量に相関する情報を取得する処理を行ってもよい。また、本発明は、湿度変動量に相関する情報を採用した場合であっても、湿度変動量を採用した場合と同様の効果を奏することができる。湿度変動量に相関する情報は、湿度情報に相当する。

ここで、閾値Ｔｈを設定するための車両情報として、車速以外のセンサ信号を用いた場合について説明する。

エンジン回転数を用いて閾値Ｔｈを設定する場合に関して説明する。車両は、仮に同じスロットル開度であれば、エンジン回転数が早いほど、吸入空気量が多くなる。ダクト１内は、吸入空気量が多くなると、外気における湿度環境の変化に応じて湿度変化も早くなる。このため、湿度処理部２２は、エンジン回転数が早い場合の閾値Ｔｈ１を、エンジン回転数が遅い場合の閾値Ｔｈ２よりも大きな値とする。これによって、湿度処理部２２は、実湿度変動による結露の誤検出を抑制できる。なお、湿度処理部２２は、車両情報としてエンジン回転数の時間変化を採用した場合も同様に、時間変化が大きい場合の閾値Ｔｈ１を、時間変化が小さい場合の閾値Ｔｈ２よりも大きな値とする。

吸気流量を用いて閾値Ｔｈを設定する場合に関して説明する。上記のように、ダクト１内は、吸入空気量が多くなると、外気における湿度環境の変化に応じて湿度変化も早くなる。このため、湿度処理部２２は、吸気流量が多い場合の閾値Ｔｈ１を、吸気流量が少ない場合の閾値Ｔｈ２よりも大きな値とする。これによって、湿度処理部２２は、実湿度変動による結露の誤検出を抑制できる。なお、湿度処理部２２は、車両情報として吸気流量の時間変化を採用した場合も同様に、時間変化が大きい場合の閾値Ｔｈ１を、時間変化が小さい場合の閾値Ｔｈ２よりも大きな値とする。

スロットル開度を用いて閾値Ｔｈを設定する場合に関して説明する。車両は、スロットル開度が大きくなると、吸入空気量が多くなる。上記のように、ダクト１内は、吸入空気量が多くなると、外気における湿度環境の変化に応じて湿度変化も早くなる。このため、湿度処理部２２は、スロットル開度が大きい場合の閾値Ｔｈ１を、スロットル開度が小さい場合の閾値Ｔｈ２よりも大きな値とする。これによって、湿度処理部２２は、実湿度変動による結露の誤検出を抑制できる。なお、湿度処理部２２は、車両情報としてスロットル開度の時間変化を採用した場合も同様に、時間変化が大きい場合の閾値Ｔｈ１を、時間変化が小さい場合の閾値Ｔｈ２よりも大きな値とする。

なお、上記のように、閾値Ｔｈを設定するための車両情報は、車両の走行状態を示す情報や、車両の運転状態を示す情報などと言い換えることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態に何ら制限されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。

（第２実施形態）
図１１〜図１３を用いて、本実施形態における湿度センサ装置２０の処理動作に関して説明する。

上記実施形態では、閾値Ｔｈを設定するための車両情報として、車両の走行情報を示す情報を採用した。しかしながら、本発明は、閾値Ｔｈを設定するための車両情報として、センサ温度に関する情報であっても採用できる。

図１３（ａ）に示すように、閾値Ｔｈを設定するためのセンサ温度に関する情報としては、センサ温度の時間変化を採用することができる。この場合、湿度処理部２２は、このセンサ温度の時間変化を得ることができる構成とする。また、湿度処理部２２は、センサ温度を示すセンサ信号から、自身でセンサ温度の時間変化を得る構成であってもよいし、制御装置２００からセンサ温度の時間変化を取得する構成であってもよい。

湿度センシング部２１ｂは、センサ温度変化がプラス側に大きい程結露しやすい。そこで、湿度処理部２２は、プラス側におけるセンサ温度の時間変化が小さい場合の閾値Ｔｈ１を、センサ温度の時間変化が大きい場合の閾値Ｔｈ２よりも大きな値とする。これによって、湿度処理部２２は、結露の判定感度、すなわち水付着の判定感度を高くできる。

さらに、図１２（ｂ）、図１３（ｂ）に示すように、閾値Ｔｈを設定するためのセンサ温度に関する情報としては、センサ温度と外気温度との温度差や、その温度差の時間変化を採用することができる。この場合、湿度処理部２２は、この温度差や、温度差の時間変化を得ることができる構成とする。また、湿度処理部２２は、吸気温度を示すセンサ信号と外気温度を示すセンサ信号とから、自身で温度差を得る構成であってもよいし、制御装置２００から温度差を取得する構成であってもよい。さらに、湿度処理部２２は、上記のようにして得た温度差から、自身で温度差の時間変化を得る構成であってもよいし、制御装置２００から温度差の時間変化を取得する構成であってもよい。

湿度センシング部２１ｂは、（センサ温度−外気温度）が低い程、結露しやすい。また、湿度センシング部２１ｂは、（センサ温度−外気温度）の時間変化がマイナス側に大きい程、結露しやすい。そこで、湿度処理部２２は、温度差が大きい場合の閾値Ｔｈ１を、温度差が小さい場合の閾値Ｔｈ２よりも大きな値とする。また、湿度処理部２２は、車両情報として温度差の時間変化を採用した場合も同様に、時間変化が大きい場合の閾値Ｔｈ１を、時間変化が小さい場合の閾値Ｔｈ２よりも大きな値とする。これによって、湿度処理部２２は、結露の判定感度、すなわち水付着の判定感度を高くできる。

本実施形態の湿度センサ装置２０は、車両のイグニッションスイッチがオンの間や、車両が走行している間に、湿度処理部２２が図１１のフローチャートに示す処理を実行する。

ステップＳ２０では、車両情報を取得する（判定情報取得部）。湿度センサ装置２０は、湿度センシング部２１ｂに水が付着しているか否かの判定に移行するか否かを判定するために、車両情報を取得する。ここでの車両情報は、湿度信号やセンサ温度に関する情報を採用できる。

ステップＳ２１では、判定に移行するか否かを判定する（移行判定部）。湿度処理部２２は、ステップＳ２０で取得した車両情報と判定移行閾値Ｔｈ０と比較して、湿度センシング部２１ｂに水が付着しているか否かの判定に移行するか否かを判定する。そして、湿度処理部２２は、移行すると判定した場合はステップＳ１０、Ｓ１１に進み、移行すると判定しなかった場合はステップＳ２０へ戻る。

判定移行閾値Ｔｈ０は、例えば、図１２（ａ）に示すように、センサ温度を採用できる。この場合、湿度処理部２２は、センサ温度が判定移行閾値Ｔｈ０を超えている場合、ステップＳ２１でＮＯ判定することになり、湿度センシング部２１ｂに水が付着しているか否かの判定を行わない。一方、湿度処理部２２は、センサ温度が判定移行閾値Ｔｈ０を超えていない場合、ステップＳ２１でＹＥＳ判定することになり、湿度センシング部２１ｂに水が付着しているか否かの判定を行う。このように、湿度処理部２２は、センサ温度が判定移行閾値Ｔｈ０に達していない場合に限って、湿度センシング部２１ｂに水が付着しているか否かの判定を行う。

なお、判定移行閾値Ｔｈ０は、例えば、図１３（ａ）に示すように、センサ温度の時間変化を採用できる。この場合、湿度処理部２２は、センサ温度の時間変化が判定移行閾値Ｔｈ０に達していない場合、ステップＳ２１でＮＯ判定することになり、湿度センシング部２１ｂに水が付着しているか否かの判定を行わない。一方、湿度処理部２２は、センサ温度の時間変化が判定移行閾値Ｔｈ０を超えている場合、ステップＳ２１でＹＥＳ判定することになり、湿度センシング部２１ｂに水が付着しているか否かの判定を行う。このように、湿度処理部２２は、センサ温度の時間変化が判定移行閾値Ｔｈ０を超えている場合に限って、湿度センシング部２１ｂに水が付着しているか否かの判定を行う。

また、判定移行閾値Ｔｈ０は、例えば、図１２（ｂ）に示すように、センサ温度と外気温度との温度差を採用できる。この場合、湿度処理部２２は、温度差が判定移行閾値Ｔｈ０を超えている場合、ステップＳ２１でＮＯ判定することになり、湿度センシング部２１ｂに水が付着しているか否かの判定を行わない。一方、湿度処理部２２は、温度差が判定移行閾値Ｔｈ０を超えていない場合、ステップＳ２１でＹＥＳ判定することになり、湿度センシング部２１ｂに水が付着しているか否かの判定を行う。このように、湿度処理部２２は、温度差が判定移行閾値Ｔｈ０に達していない場合に限って、湿度センシング部２１ｂに水が付着しているか否かの判定を行う。

なお、判定移行閾値Ｔｈ０は、例えば、図１２（ａ）に示すように、センサ温度と外気温度との温度差の時間変化を採用できる。湿度処理部２２は、温度差の場合と同様に、温度差の時間変化が判定移行閾値Ｔｈ０を超えている場合、ステップＳ２１でＮＯ判定することになり、温度差が判定移行閾値Ｔｈ０を超えていない場合、ステップＳ２１でＹＥＳ判定することになる。

さらに、判定移行閾値Ｔｈ０は、例えば、図１２（ｂ）に示すように、湿度（湿度信号）を採用できる。この場合、湿度処理部２２は、湿度が判定移行閾値Ｔｈ０に達していない場合、ステップＳ２１でＮＯ判定することになり、湿度センシング部２１ｂに水が付着しているか否かの判定を行わない。一方、湿度処理部２２は、湿度が判定移行閾値Ｔｈ０を超えている場合、ステップＳ２１でＹＥＳ判定することになり、湿度センシング部２１ｂに水が付着しているか否かの判定を行う。このように、湿度処理部２２は、湿度が判定移行閾値Ｔｈ０に達している場合に限って、湿度センシング部２１ｂに水が付着しているか否かの判定を行う。

なお、本実施形態では、閾値Ｔｈを設定するための車両情報として、センサ温度に関する情報を採用したが、上記実施形態と同様に、車両の走行情報を示す情報であっても採用できる。

１…ダクト、１ａ…主流路、１０…流量センサ装置、１１…流量センシング部、１２…流量処理部、１３…流量センサハウジング、１４ａ…バイパス流路、１４ｂ…バイパス流路入口、１４ｃ…バイパス流路出口、１５ａ…サブバイパス流路、１５ｂ…サブバイパス流路入口、２０…湿度センサ装置、２１…湿度センサチップ、２１ａ…基板、２１ｂ…湿度センシング部、２１ｃ…温度センシング部、２１ｄ…電極、２１ｅ…接合材、２１ｆ…ワイヤ、２１ｇ…封止部、２２…湿度処理部、２３…湿度センサ基板、２４…ワイヤ、２５…端子、２６…封止部、３０…ハウジング、３０ａ…バイパス部、３０ｂ…嵌合部、３０ｃ…Ｏリング、３０ｄ…コネクタ部、３０ｅ…固定部、１００…エアフロメータ、２００…制御装置、３１０…車速センサ、３２０…スロットル開度センサ、３３０…クランク角センサ、３４０…外気温センサ、３５０…大気圧センサ

Claims (14)

1. 車両に設けられ、空気の湿度を検出するための湿度センシング部（２１ｂ）を備えた湿度計測装置であって、
   前記湿度センシング部で検出された前記湿度の時間的な変動量、又は、前記湿度の時間的な変動量に相関する情報である湿度情報を取得する湿度情報取得部（Ｓ１０、Ｓ１１）と、
   前記車両の運転状態を示す情報、及び前記湿度センシング部の搭載環境の情報の少なくとも一つを含む車両情報を取得する車両情報取得部（Ｓ１２）と、
   取得した前記車両情報に基づいて、前記湿度センシング部に水が付着しているか否かを判定するための閾値を設定する閾値設定部（Ｓ１３）と、
   前記湿度情報と前記閾値とを比較して、前記湿度情報が前記閾値に達した場合に、前記湿度センシング部に水が付着していると判定する付着判定部（Ｓ１４）と、を備え、
   前記車両情報取得部は、前記車両情報として前記車両の車速、又は前記車速の時間変化を取得し、
   前記閾値設定部は、前記車両情報取得部が前記車両情報として前記車速を取得した場合、前記車速が遅い場合より早い場合の方が前記閾値を大きな値とし、前記車両情報取得部が前記車両情報として前記車速の時間変化を取得した場合、前記車速の時間変化が小さい場合より大きい場合の方が前記閾値を大きな値とする湿度計測装置。
2. 車両に設けられ、空気の湿度を検出するための湿度センシング部（２１ｂ）を備えた湿度計測装置であって、
   前記湿度センシング部で検出された前記湿度の時間的な変動量、又は、前記湿度の時間的な変動量に相関する情報である湿度情報を取得する湿度情報取得部（Ｓ１０、Ｓ１１）と、
   前記車両の運転状態を示す情報、及び前記湿度センシング部の搭載環境の情報の少なくとも一つを含む車両情報を取得する車両情報取得部（Ｓ１２）と、
   取得した前記車両情報に基づいて、前記湿度センシング部に水が付着しているか否かを判定するための閾値を設定する閾値設定部（Ｓ１３）と、
   前記湿度情報と前記閾値とを比較して、前記湿度情報が前記閾値に達した場合に、前記湿度センシング部に水が付着していると判定する付着判定部（Ｓ１４）と、を備え、
   前記車両情報取得部は、前記車両情報として前記車両の内燃機関におけるエンジン回転数、又は前記エンジン回転数の時間変化を取得し、
   前記閾値設定部は、前記車両情報取得部が前記車両情報として前記エンジン回転数を取得した場合、前記エンジン回転数が遅い場合より早い場合の方が前記閾値を大きな値とし、前記車両情報取得部が前記車両情報として前記エンジン回転数の時間変化を取得した場合、前記エンジン回転数の時間変化が小さい場合より大きい場合の方が前記閾値を大きな値とする湿度計測装置。
3. 車両に設けられ、空気の湿度を検出するための湿度センシング部（２１ｂ）を備えた湿度計測装置であって、
   前記湿度センシング部で検出された前記湿度の時間的な変動量、又は、前記湿度の時間的な変動量に相関する情報である湿度情報を取得する湿度情報取得部（Ｓ１０、Ｓ１１）と、
   前記車両の運転状態を示す情報、及び前記湿度センシング部の搭載環境の情報の少なくとも一つを含む車両情報を取得する車両情報取得部（Ｓ１２）と、
   取得した前記車両情報に基づいて、前記湿度センシング部に水が付着しているか否かを判定するための閾値を設定する閾値設定部（Ｓ１３）と、
   前記湿度情報と前記閾値とを比較して、前記湿度情報が前記閾値に達した場合に、前記湿度センシング部に水が付着していると判定する付着判定部（Ｓ１４）と、を備え、
   前記車両情報取得部は、前記車両情報として前記車両の内燃機関における吸入空気流量、又は前記吸入空気流量の時間変化を取得し、
   前記閾値設定部は、前記車両情報取得部が前記車両情報として前記吸入空気流量を取得した場合、前記吸入空気流量が少ない場合より多い場合の方が前記閾値を大きな値とし、前記車両情報取得部が前記車両情報として前記吸入空気流量の時間変化を取得した場合、前記吸入空気流量の時間変化が小さい場合より大きい場合の方が前記閾値を大きな値とする湿度計測装置。
4. 車両に設けられ、空気の湿度を検出するための湿度センシング部（２１ｂ）を備えた湿度計測装置であって、
   前記湿度センシング部で検出された前記湿度の時間的な変動量、又は、前記湿度の時間的な変動量に相関する情報である湿度情報を取得する湿度情報取得部（Ｓ１０、Ｓ１１）と、
   前記車両の運転状態を示す情報、及び前記湿度センシング部の搭載環境の情報の少なくとも一つを含む車両情報を取得する車両情報取得部（Ｓ１２）と、
   取得した前記車両情報に基づいて、前記湿度センシング部に水が付着しているか否かを判定するための閾値を設定する閾値設定部（Ｓ１３）と、
   前記湿度情報と前記閾値とを比較して、前記湿度情報が前記閾値に達した場合に、前記湿度センシング部に水が付着していると判定する付着判定部（Ｓ１４）と、を備え、
   前記車両情報取得部は、前記車両情報として前記車両のスロットル開度、又は前記スロットル開度の時間変化を取得し、
   前記閾値設定部は、前記車両情報取得部が前記車両情報として前記スロットル開度を取得した場合、前記スロットル開度が小さい場合より大きい場合の方が前記閾値を大きな値とし、前記車両情報取得部が前記車両情報として前記スロットル開度の時間変化を取得した場合、前記スロットル開度の時間変化が小さい場合より大きい場合の方が前記閾値を大きな値とする湿度計測装置。
5. 車両に設けられ、空気の湿度を検出するための湿度センシング部（２１ｂ）を備えた湿度計測装置であって、
   前記湿度センシング部で検出された前記湿度の時間的な変動量、又は、前記湿度の時間的な変動量に相関する情報である湿度情報を取得する湿度情報取得部（Ｓ１０、Ｓ１１）と、
   前記車両の運転状態を示す情報、及び前記湿度センシング部の搭載環境の情報の少なくとも一つを含む車両情報を取得する車両情報取得部（Ｓ１２）と、
   取得した前記車両情報に基づいて、前記湿度センシング部に水が付着しているか否かを判定するための閾値を設定する閾値設定部（Ｓ１３）と、
   前記湿度情報と前記閾値とを比較して、前記湿度情報が前記閾値に達した場合に、前記湿度センシング部に水が付着していると判定する付着判定部（Ｓ１４）と、を備え、
   前記車両情報取得部は、前記車両情報である前記湿度センシング部の搭載環境の情報として、前記湿度センシング部の温度の時間変化を取得し、
   前記閾値設定部は、前記車両情報取得部が前記車両情報として前記温度の時間変化を取得した場合、前記温度の時間変化がプラス側に小さい場合より大きい場合の方が前記閾値を小さな値とする湿度計測装置。
6. 車両に設けられ、空気の湿度を検出するための湿度センシング部（２１ｂ）を備えた湿度計測装置であって、
   前記湿度センシング部で検出された前記湿度の時間的な変動量、又は、前記湿度の時間的な変動量に相関する情報である湿度情報を取得する湿度情報取得部（Ｓ１０、Ｓ１１）と、
   前記車両の運転状態を示す情報、及び前記湿度センシング部の搭載環境の情報の少なくとも一つを含む車両情報を取得する車両情報取得部（Ｓ１２）と、
   取得した前記車両情報に基づいて、前記湿度センシング部に水が付着しているか否かを判定するための閾値を設定する閾値設定部（Ｓ１３）と、
   前記湿度情報と前記閾値とを比較して、前記湿度情報が前記閾値に達した場合に、前記湿度センシング部に水が付着していると判定する付着判定部（Ｓ１４）と、を備え、
   前記車両情報取得部は、前記車両情報である前記湿度センシング部の搭載環境の情報として、前記湿度センシング部の温度と大気温度との温度差、又は前記温度差の時間変化を取得し、
   前記閾値設定部は、前記車両情報取得部が前記車両情報として前記温度差を取得した場合、前記温度差が大きい場合より小さい場合の方が前記閾値を小さな値とし、前記車両情報取得部が前記車両情報として前記温度差の時間変化を取得した場合、前記温度の時間変化がマイナス側に小さい場合より大きい場合の方が前記閾値を小さな値とする湿度計測装置。
7. 前記湿度センシング部は、前記車両の内燃機関における吸入空気が流れる環境に配置され、前記吸入空気の前記湿度を計測する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の湿度計測装置。
8. 前記付着判定部による判定に移行するか否かを判定する移行判定部（Ｓ２１）と、
   前記移行判定部による判定を行うために、前記湿度センシング部の搭載環境の情報を取得する判定情報取得部（Ｓ２０）と、を備えており、
   前記移行判定部は、前記判定情報取得部が取得した前記情報に基づいて、前記付着判定部による判定に移行するか否かを判定する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の湿度計測装置。
9. 前記判定情報取得部は、前記湿度センシング部の搭載環境の情報として、前記湿度センシング部の温度を取得し、
   前記移行判定部は、前記判定情報取得部が取得した前記温度が所定値を超えていない場合、前記付着判定部による判定に移行すると判定し、前記温度が所定値を超えている場合、前記付着判定部による判定に移行しないと判定する請求項８に記載の湿度計測装置。
10. 前記判定情報取得部は、前記湿度センシング部の搭載環境の情報として、前記湿度センシング部の温度と大気温度との温度差を取得し、
    前記移行判定部は、前記判定情報取得部が取得した前記温度差が所定値を超えていない場合、前記付着判定部による判定に移行すると判定し、前記温度が所定値を超えている場合、前記付着判定部による判定に移行しないと判定する請求項８に記載の湿度計測装置。
11. 前記判定情報取得部は、前記湿度センシング部の搭載環境の情報として、前記湿度センシング部の温度と大気温度との温度差の時間変化を取得し、
    前記移行判定部は、前記判定情報取得部が取得した前記温度差の時間変化が所定値を超えていない場合、前記付着判定部による判定に移行すると判定し、前記温度差の時間変化が所定値を超えている場合、前記付着判定部による判定に移行しないと判定する請求項８に記載の湿度計測装置。
12. 前記付着判定部は、前記湿度情報が前記閾値に達したタイミングで、前記湿度センシング部に水が付着していると判定する請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の湿度計測装置。
13. 前記湿度として、相対湿度を検出する請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の湿度計測装置。
14. 前記湿度として、重量絶対湿度を検出する請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の湿度計測装置。

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