WO2021090669A1 - 湿度センサ診断装置 - Google Patents

Abstract

湿度センサの診断機能が外界にさらされることになり、劣化しやすい面があった。 本発明の一態様は、静電容量が異なる複数の基準コンデンサと、それらの基準コンデンサを切り替えるスイッチとを有し、湿度センサの静電容量に応じて電圧を出力する静電容量電圧変換回路と、この静電容量電圧変換回路の出力電圧を湿度センサの基準特性から求められる基準電圧と比較し、比較結果に基づいて湿度センサを診断する診断部と、を備える。そして、診断部は、静電容量電圧変換回路の出力電圧が一定範囲内の状態において、スイッチにより静電容量電圧変換回路の静電容量を変化させることにより出力電圧を変化させ、変化後の出力電圧を基準電圧と比較する。

Description

湿度センサ診断装置

　本発明は、湿度センサを診断する湿度センサ診断装置に関する。

　自動車の有害排気ガスを減少させ、かつ燃費や運転性を向上させるための手段として、エンジン等内燃機関の排気ガス成分に関する情報によって、空燃比を制御するフィードバック方式の空燃比制御装置が実用化されている。

　上記の空燃比制御装置において、排気ガス成分の異常や、制御システム上での異常は、使用されるエアフローセンサ（空気量計測）の故障や劣化により、制御を適正に行うことができない場合が生じる。近年は、エアフローセンサの精度を向上するために、多機能のセンサが採用されており、その内容としては、エアフローセンサ、吸気温センサ、湿度センサ等がある。特に、エアフローセンサで吸入空気量を計測する場合、吸入空気量に爆露され、汚染物質が湿度センサ素子（高分子感度膜）に流入し、検出精度の悪化、又は劣化が発生する。なお、湿度センサから検出された湿度は、吸入空気量の補正や、他制御の補正等に使用される。

　北米向けの車両は、ＯＢＤ２規制（車載自己診断装置の装着を義務付けた法律）に対応する必要があり、上記湿度センサの劣化により、排気規制値の１．５倍を超えるような故障が発生した場合、速やかに運転者に異常を警告し、修理を促す必要がある。したがって、湿度センサの検出精度が何らかの原因で低下したときには、湿度センサの交換等の適切な処置を施す必要がある（多機能センサの場合は、多機能センサ毎に交換することになる）。

　そこで、本発明では、湿度センサを精度よく診断する技術が求められており、その検出方法を提供する。

　特許文献１に、湿度センサの診断に関する発明が開示されている。特許文献１に開示された技術では、異常検出用エレメント（湿度センサ自体）に診断用の第１容量Ｃｔ１及び第２容量Ｃｔ２（誘電膜）を設け、湿度の変化を捉える第１可変容量Ｃ１及び第２可変容量Ｃ２の特性劣化の判定を行う。

特開２０１４－１００１１号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の技術には、異常検出用エレメント、即ち湿度センサ自体に診断機能の一部である第１容量Ｃｔ１及び第２容量Ｃｔ２が設けられているため、診断機能が外界にさらされることになり、劣化しやすい面があった。

　上記の状況から、診断機能の検出精度が劣化しにくい湿度センサ診断装置が望まれている。

　上記課題を解決するために、本発明の一態様の湿度センサ診断装置は、内燃機関の吸気系に設けられた静電容量の変化によって吸入空気の湿度を検出する湿度センサを診断する湿度センサ診断装置であって、静電容量が異なる複数の基準コンデンサと、それらの基準コンデンサを切り替えるスイッチとを有し、湿度センサの静電容量に応じて電圧を出力する静電容量電圧変換回路と、この静電容量電圧変換回路の出力電圧を湿度センサの基準特性から求められる基準電圧と比較し、比較結果に基づいて湿度センサを診断する診断部と、を備える。そして、診断部は、静電容量電圧変換回路の出力電圧が一定範囲内の状態において、スイッチにより静電容量電圧変換回路の静電容量を変化させることにより出力電圧を変化させ、変化後の出力電圧を基準電圧と比較する。

　本発明の少なくとも一態様によれば、静電容量電圧変換回路に静電容量が異なる複数の基準コンデンサを設け、基準コンデンサを切り替えて診断を行う構成を採用することで、複数の基準コンデンサが流入気体にさらされないため、診断機能の検出精度が劣化しにくい。
　上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施形態に係る湿度センサ診断装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る湿度センサ診断装置が使用される内燃機関システムの一例を示す図である。 一般的な湿度センサ（相対湿度センサ）を含む多機能センサの構成例を示すブロック図である。 湿度センサの構造例を示す図である。 湿度センサの原理を説明するための図である。 湿度センサの相対湿度ＲＨと静電容量との関係例を示したグラフである。 従来の湿度センサの静電容量に応じた電圧を出力するＣ－Ｖ変換回路である。 湿度センサの劣化の要因（劣化モード）を検討した図である。 ゲイン劣化、ドリフト（オフセット）劣化、及び応答劣化を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態に係る湿度センサ診断装置に設けられるＣ－Ｖ変換回路の例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るＣ－Ｖ変換回路を利用した診断シーケンスの例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る湿度センサ診断装置によるゲイン劣化の検出方法を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態に係る湿度センサ診断装置によるドリフト（オフセット）劣化の検出方法を示すグラフである。 ヒータＯＮ時における湿度センサの応答劣化挙動の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る湿度センサ診断装置によるヒータＯＮ時の湿度センサの応答劣化の検出方法を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る湿度センサ診断装置によるヒータＯＮ時の湿度センサの応答劣化の検出結果例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る湿度センサ診断装置によるヒータＯＦＦ時の湿度センサの応答劣化の検出方法を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るゲイン／ドリフト診断領域判定部によるゲイン／ドリフト診断領域判定処理の手順例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る湿度センサ診断装置のＣ－Ｖ変換回路の出力処理例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る湿度センサ診断装置によるゲイン／ドリフト劣化検出処理の手順例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る湿度センサ診断装置によるヒータＯＮ時の応答劣化診断領域判定処理の手順例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る湿度センサ診断装置によるヒータＯＮ時の立ち下がり応答劣化検出処理の手順例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る湿度センサ診断装置によるヒータＯＮ時の立ち上がり応答劣化検出処理の手順例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る湿度センサ診断装置によるヒータＯＦＦ時の応答劣化診断領域判定処理の手順例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る湿度センサ診断装置によるヒータＯＦＦ時の立ち下がり応答劣化検出処理の手順例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る湿度センサ診断装置に設けられるＣ－Ｖ変換回路の例を示す図である。

　以下、本発明を実施するための形態の例について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び添付図面において実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

＜１．第１の実施形態＞
　まず、本発明の第１の実施形態に係る湿度センサ診断装置及びそれによる診断方法を詳細に説明する。本実施形態では、自動車内の内燃機関の吸気系に設けられた湿度センサを診断する例について説明する。

［湿度センサ診断装置の構成］
　図１は、第１の実施形態に係る湿度センサ診断装置の構成例を示すブロック図である。
湿度検出器１０１は、湿度センサ１０２と、静電容量電圧変換回路１０３と、温度センサ１０４（湿温度センサ）と、湿度センサ１０２を加熱するヒータ１０５とを備える。湿度センサ１０２は、後述する内燃機関２４０（図２参照）の吸気系に設けられている。

　図１に示す湿度センサ診断装置１３０は、静電容量電圧変換回路１０３と、診断部１１０とから構成される。以降、静電容量電圧変換回路を「Ｃ－Ｖ変換回路」と称する。

　ヒータ１０５付きの湿度センサ１０２を有する湿度検出器１０１は、湿度を電圧に変換して検出する。ここで、湿度センサ１０２は、湿度に応じて静電容量が変化することを利用して湿度を検出する。湿度センサ１０２は、温度センサ１０４とヒータ１０５により、一定の温度に制御される。Ｃ－Ｖ変換回路１０３は、湿度センサ１０２の静電容量に応じて電圧を出力する、いわば静電容量を電圧に変換する回路である。

　湿度センサ診断装置１３０が検出できる湿度センサ１０２の劣化には、ゲイン劣化、ドリフト（オフセット）劣化、及び応答劣化がある。これらの劣化については、図８と図９において詳細に説明する。

　診断部１１０は、ゲイン／ドリフト診断領域判定部１１１、ゲイン／ドリフト基準特性比較部１１２、基準コンデンサ切替え判定部１１３、及びゲイン／ドリフト判定部１１４を備える。また、診断部１１０は、ヒータＯＮ応答劣化診断領域判定部１１５、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６、及びヒータＯＮ応答劣化判定部１１７を備える。また、診断部１１０は、ヒータＯＦＦ応答劣化診断領域判定部１１８、ヒータＯＦＦ応答劣化診断時定数検出部１１９、及びヒータＯＦＦ応答劣化判定部１２０を備える。ゲイン／ドリフト判定部１１４、ヒータＯＮ応答劣化判定部１１７、及びヒータＯＦＦ応答劣化判定部１２０はそれぞれ、正常／異常判定部１２１を構成する。さらに、診断部１１０は、湿度センサによる各制御の補正部１２２を備える。

　ゲイン／ドリフト診断領域判定部１１１は、湿度センサ１０２が使用されるシステム（本実施形態では内燃機関システム）の状態が、湿度センサ１０２のゲイン劣化又はドリフト劣化の検出処理を実施できるゲイン／ドリフト診断領域に該当するかどうかを判定する。そして、ゲイン／ドリフト診断領域判定部１１１は、その判定結果を基準コンデンサ切替え判定部１１３及びゲイン／ドリフト基準特性比較部１１２へ出力する。

　ゲイン／ドリフト基準特性比較部１１２は、対象システムの状態がゲイン／ドリフト診断領域に該当する場合に動作する。ゲイン／ドリフト基準特性比較部１１２は、Ｃ－Ｖ変換回路１０３の出力電圧に基づいて、湿度センサ１０２の特性を正常な基準特性と比較し、比較結果（例えば正常な基準特性に対するずれ量）をゲイン／ドリフト判定部１１４に出力する。詳細については、後に図１２及び図１３を参照して説明する。

　基準コンデンサ切替え判定部１１３は、対象システムの状態がゲイン／ドリフト診断領域に該当する場合に動作する。基準コンデンサ切替え判定部１１３は、Ｃ－Ｖ変換回路１０３に適用する電圧検出シーケンスを決定し、決定した電圧検出シーケンスに基づいて基準コンデンサを切り替える指令をＣ－Ｖ変換回路１０３に出力する（後述する図１０、図１１参照）。

　ゲイン／ドリフト判定部１１４は、ゲイン／ドリフト基準特性比較部１１２の比較結果から、湿度センサ１０２のゲイン又はドリフトの正常又は異常を判定する。そして、ゲイン／ドリフト判定部１１４は、判定結果をヒータＯＮ応答劣化診断領域判定部１１５とヒータＯＦＦ応答劣化診断領域判定部１１８に出力する。

　ヒータＯＮ応答劣化診断領域判定部１１５は、湿度センサ１０２が使用されるシステム（本実施形態では内燃機関システム）の状態が、湿度センサ１０２のヒータオン時の応答劣化検出処理を実施できるヒータＯＮ応答劣化診断領域（第１の応答劣化診断領域）に該当するかどうかを判定する。ヒータＯＮ応答劣化診断領域判定部１１５は、その判定結果をヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６へ出力する。ヒータＯＮ応答劣化診断領域判定部１１５は、第１の応答劣化診断領域の一例である。

　ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、ヒータオン時の湿度センサ１０２の応答劣化診断において、Ｃ－Ｖ変換回路１０３の出力電圧に基づいて、充電時に出力電圧の立ち下がりの時定数の逆数を演算し、放電時に出力電圧の立ち上がりの時定数の逆数を演算する。詳細については、後に図１４及び図１５等を参照して説明する。

　ヒータＯＮ応答劣化判定部１１７は、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６で検出した充電時における出力電圧の立ち下がり時定数の逆数、及び放電時における出力電圧の立ち上がり時定数の逆数から、ヒータオン時の応答性の正常又は異常を判定する。

　ヒータＯＦＦ応答劣化診断領域判定部１１８は、湿度センサ１０２が使用されるシステム（本実施形態では内燃機関システム）の状態が、湿度センサ１０２のヒータオフ時の応答劣化検出処理を実施できるヒータＯＦＦ応答劣化診断領域（第２の応答劣化診断領域）に該当するかどうかを判定する。ヒータＯＦＦ応答劣化診断領域判定部１１８は、その判定結果をヒータＯＦＦ応答劣化診断時定数検出部１１９に出力する。ヒータＯＦＦ応答劣化診断領域判定部１１８は、第２の応答劣化診断領域の一例である。

　ヒータＯＦＦ応答劣化診断時定数検出部１１９は、ヒータ１０５をオンからオフに切り替えたときの湿度センサ１０２の応答劣化診断において、Ｃ－Ｖ変換回路１０３の出力電圧に基づいて、ヒータオフ時の出力電圧の立ち上がり時定数を演算し、また、ヒータオン時の放電時の出力電圧の立ち上がり時定数の逆数に対しさらに逆数をとって時定数に変換（時定数化）する。詳細については、後に図１７等を参照して説明する。

　ヒータＯＦＦ応答劣化判定部１２０は、ヒータオフ時の出力電圧の立ち上がり時定数を、ヒータオン時の出力電圧の立ち上がり時定数を基に時定数化した値と比較し、比較結果に基づいて、ヒータオフ時の応答性の正常又は異常を判定する。

　補正部１２２は、湿度センサ１０２により湿度を検知することで精度を向上できる制御を補正する。

　以上が、本発明の第１の実施形態に係る湿度検出器１０１及び湿度センサ診断装置１３０の概要であり、以下、本発明の対象となる湿度センサ１０２が設けられる内燃機関システムについて説明する。

［内燃機関システム］
　図２は、湿度センサ診断装置１３０が使用される内燃機関システムの一例を示す。内燃機関システム２５０は、内燃機関２４０、吸気系、排気系から構成されており、内燃機関２４０には点火装置２０１、燃料噴射装置２０２及び回転数検出装置２０３が取り付けられている。エアークリーナ２００を介して吸気口から流入される空気は、スロットルバルブ２１３で流量を調節された後、流量検出装置２０４で流量が計測される。

　流量検出装置２０４は、図３に示すように、エアフローセンサ３１０、吸気温センサ３２０、及び湿度検出器１０１が内蔵された多機能の検出器（マルチセンサ）である。吸気管に流入した空気は、燃料噴射装置２０２から所定の角度で噴射される燃料と混合されて各気筒２１４に供給される。また、排気系において、空燃比センサ２０５（触媒前酸素センサの一例）、三元触媒２０６、酸素センサ２１５（触媒後酸素センサの一例）が取り付けられている。内燃機関２４０の排気ガスは、三元触媒２０６で浄化された後に、大気に排出される。

　内燃機関制御装置２２０は、内燃機関システム２５０と様々な信号及びデータを送受信して内燃機関システム２５０を制御する制御装置であり、一例としてＥＣＵ（Electronic Control Unit）が用いられる。内燃機関制御装置２２０は、アナログ入力回路２２１、デジタル入力回路２２２、Ａ／Ｄ変換回路２２３、Ｉ／Ｏ部２２４、ＭＰＵ２２５、クロック２２６、ＲＯＭ２２７、ＲＡＭ２２８、タイマ／カウンタ２２９、及び出力回路２３０を備える。

　ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）２２５は、クロック２２６から出力されるクロック信号に同期して動作するプロセッサ（制御部）である。ＭＰＵ２２５は、ＲＯＭ２２７に格納された制御プログラムをＲＡＭ２２８に読み出して実行する。タイマ／カウンタ２２９は、ＭＰＵ２２５の指示に従って、時間を計測したり対象事象の発生回数などを計測したりする。ＭＰＵ２２５は、制御プログラムに従って診断対象の異常を検出した場合には、インストルメントパネルなどに設けられた警告灯２３５を点灯させる。本実施形態に係る湿度センサ診断装置１３０（図１）の各ブロックの機能は、ＭＰＵ２２５がＲＯＭに格納された制御プログラムを実行することにより実現される。

　内燃機関制御装置２２０は、流量検出装置２０４の出力信号Ｑａと回転数検出装置２０３によってリングギア又はプレート２０８の回転数Ｎｅを取り込み、燃料噴射量Ｔｉを計算し、燃料噴射装置２０２の噴射量を制御する。内燃機関制御装置２２０は、内燃機関２４０内の空燃比を空燃比センサ２０５から検出し、内燃機関２４０内の空燃比を理論空燃比になるように燃料噴射量Ｔｉを補正する空燃比フィードバック制御を行う。また、内燃機関制御装置２２０は、触媒後の空燃比を酸素センサ２１５で検出する。

　一方、燃料タンク２０９内の燃料は、燃料ポンプ２１０によって、吸引及び加圧された後、プレッシャーレギュレータ２１１を備えた燃料管２１２を通って燃料噴射装置２０２の燃料入口に導かれ、余分な燃料は燃料タンク２０９に戻される。以上が、湿度センサ診断装置１３０の適用対象となる内燃機関システム２５０の構成である。

　吸気系の湿度を計測する湿度センサは、吸入空気に暴露され、汚染物質が湿度センサの素子内部（高分子感度膜）に流入し、検出精度の悪化、又は湿度センサ自体の劣化が発生する。このような環境下では、湿度センサ自体に診断機能を実現するための構成を設けると、診断機能も劣化しやすくなる。そこで、本願の発明者らは、検討を重ねた結果、本願の明細書及び添付図面に記載した、診断機能の劣化を防いで湿度センサを診断できる手法に想到した。

　以下、湿度センサ診断装置１３０について具体的に説明する。
　図３は、一般的な湿度センサ（相対湿度センサ）を含む流量検出装置２０４（多機能センサ）の構成例を示すブロック図である。本実施形態では、湿度センサ１０２に相対湿度センサを用いることを想定している。相対湿度（Relative Humidity:RH）は、飽和水蒸気量（飽和水蒸気圧）に対する、実際の水蒸気量（水蒸気圧）の割合（％）で表される。

　上述したように、流量検出装置２０４は、エアフローセンサ３１０、吸気温センサ３２０、及び湿度センサ１０２を有する湿度検出器１０１を内蔵している。また、流量検出装置２０４は、ＬＳＩ（Large-Scale Integration）３３０、及びＭＣＵ（Micro-Control Unit）３４０を備える。エアフローセンサ３１０は、吸気系の空気の流量を計測するセンサであり、吸気温センサ３２０は、吸気系の空気の温度を計測するセンサである。そして、湿度センサ１０２は、吸気系の空気の湿度を計測するセンサである。

　エアフローセンサ３１０と吸気温センサ３２０は、それぞれの検出結果として電圧をＬＳＩ３３０に出力する。また、湿度センサ１０２（Ｃ－Ｖ変換回路１０３）及び温度センサ１０４は、それぞれの検出結果として電圧をＬＳＩ３５０に出力する。そして、ＬＳＩ３３０とＬＳＩ３５０はそれぞれ、受信した電圧に応じたデータを、ＭＣＵ３４０を介して、診断部１１０を備える内燃機関制御装置２２０に送信する。詳細な説明は省略するが、ＬＳＩ３３０とＬＳＩ３５０は、各センサから入力された電圧を処理する回路、例えばサンプリング回路、ノイズ除去回路、及び増幅回路などを適宜備えている。

　内燃機関制御装置２２０の診断部１１０は、湿度センサ１０２及び温度センサ１０４の検出結果に基づいて、湿度センサ１０２の診断を行う。また、診断部１１０は、後述する図１０に示す基準コンデンサを切り替える指令を、ＭＣＵ３４０を介してＬＳＩ３５０に出力し、ＬＳＩ３５０によりＣ－Ｖ変換回路１０３の基準コンデンサを切り替える。

［湿度センサの構造］
　図４は、静電容量を用いた湿度センサ１０２の構造例を示す。図４に示した湿度センサ１０２の構造は、公知の構造である。図４上側に示すように、湿度センサ１０２は一例として感湿膜４０１を用いて構成される。感湿膜４０１の内部には、くし歯状の正極４０３と負極４０２を有し、正極４０３と負極４０２は一方のくし歯が他方のくし歯に噛み合う状態に配置されている。感湿膜４０１には、ポリイミド（比誘電率ε’＝３）などが用いられる。

　環境の湿度が変化すると、水の比誘電率（ε’＝８０）が、感湿膜４０１（ポリイミドの比誘電率ε’＝３）に影響し、感湿膜４０１の比誘電率ε’が変化し、湿度に関係する静電容量Ｃが変化する。図４下図に示すように、湿度センサ１０２の等価的な回路は、平行平板コンデンサと同等の構造となる。つまり、静電容量Ｃは、式（１）で表現できる。

　ε_０：真空中の誘電率＝８．８５４×１０^－１２［Ｆ／ｍ］
　ε’：物質のもつ電気的特性の１つである比誘電率
　（ε_０との積をとることでその物質の誘電率が求まる）
　Ｓ：表面積、ｄ：ギャップ長、Ｃ：静電容量

　図５は、湿度センサの原理を説明するための図であり、図４上側のＡ－Ａ’線で切った断面を表している。感湿膜４０１の表面（図５では上面と下面）は保護膜４０４で覆われている。感湿膜４０１は、無数の高分子孔５０１が形成された多孔質である。感湿膜４０１の内部には正極４０３と負極４０２が交互に並んでいる。電源ＯＮのとき正極４０３と負極４０２の間には電気力線が発生する。この湿度センサ１０２において、水分子５０２が保護膜４０４を通過して感湿膜４０１に混入すると、高分子孔５０１に水分子５０２が入り込み、感湿膜４０１の比誘電率ε’が変化し、結果として、湿度センサ１０２の静電容量Ｃが大きくなる。

　図６は、湿度センサの相対湿度ＲＨ［％ＲＨ］と静電容量Ｃ［Ｆ］との関係例を示したグラフである。図６から、水の比誘電率（ε’＝８０）の影響を受けて相対湿度が増加すると、湿度センサの静電容量も線形的に増加することが分かる。

［従来のＣ－Ｖ変換回路］
　図７は、従来の湿度センサの静電容量に応じて電圧を出力するＣ－Ｖ変換回路である。
湿度センサ１０２の正極側が、スイッチＳＷＴを介してオペアンプ７１０の反転入力端子に接続され、その負極側が接地されている。コンデンサＣｓは、湿度センサ１０２の等価コンデンサ（静電容量）であり、以下では「等価コンデンサＣｓ」と記述する。また、湿度センサ１０２の正極側とスイッチＳＷＴの接続中点が、スイッチＳＷＣを介して電源Ｖｃと接続されている。オペアンプ７１０の出力端子と反転入力端子に対して、基準コンデンサＣ_ＲＥＦ２とスイッチＳＷＲがそれぞれ並列に接続されている。基準コンデンサＣ_ＲＥＦ２は、湿度検出時の基準となる静電容量（以下「基準静電容量」とも称する。）を有する。オペアンプ７１０の非反転入力端子は接地されている。

　オペアンプ７１０の出力端子にかかる電圧が、Ｃ－Ｖ変換回路７００の出力電圧Ｖｏとして取り出されＬＳＩ３５０に出力される。出力電圧Ｖｏは、等価コンデンサＣｓの静電容量に応じて変化するので、湿度センサ１０２の「等価電圧」と言える。

　Ｃ－Ｖ変換回路７００は、充電時には、スイッチＳＷＣをオン、スイッチＳＷＴをオフ、及びスイッチＳＷＲをオンとし、等価コンデンサＣｓに電荷を充電する。一方、Ｃ－Ｖ変換回路７００は、放電時には、スイッチＳＷＣをオフ、スイッチＳＷＴをオン、及びスイッチＳＷＲをオフとし、等価コンデンサＣｓに電荷を放電させ、出力電圧Ｖｏを出力する。このときの状態を、式（２）で表現できる。ただし、出力電圧Ｖｏはマイナスの値をとる。　

［劣化モード］
　図８は、湿度センサの劣化の要因（劣化モード）を検討した図である。劣化は特に、揮発性有機化合物（Volatile Organic Compounds：VOC）等の被毒により発生する。この被毒によって発生する劣化は、主にゲイン劣化、応答劣化、ドリフト（オフセット）劣化が考えらえる。そこで、本発明に係る湿度センサ診断装置１３０では、これらの３つの劣化を検出する。それぞれの劣化について簡単に説明する。

［ゲイン劣化］
　相対湿度センサ（湿度センサ１０２）が劣化すると、相対湿度センサの検出湿度と実湿度との間に一定の傾きが発生するが、これは相対湿度センサの出力の誤差、又は相対湿度センサの応答劣化が考えられる。劣化の要因が、相対湿度センサの出力の誤差であるとき、傾きが過大又は過小の場合には、診断によりこれらを検出する必要がある。

［応答劣化］
　劣化の要因が、相対湿度センサの応答劣化であるとき、応答劣化を検出する。

［ドリフト（オフセット）劣化］
　被毒特性が一次の傾きのみではない場合（切片を持った特性）には、被毒により特性がオフセットする劣化を検出する。相対湿度センサの元々の特性にオフセットがないことは、被毒前（湿度センサ使用前）に確認済みである。

　なお、上記の３つの劣化を図に表すと、図９に示す図で表すことができる。
　図９は、ゲイン劣化、ドリフト（オフセット）劣化、及び応答劣化を示すグラフである。図９上側の（１）ゲイン劣化と図９中央の（２）ドリフト（オフセット）劣化のグラフにおいて、横軸は相対湿度ＲＨ（等価コンデンサＣｓの静電容量）、縦軸はＣ－Ｖ変換回路７００の出力電圧Ｖｏの絶対値を表す。また、図９下側の（３）応答劣化のグラフにおいて、横軸は時間、縦軸は相対湿度センサ電圧Ｖｏを表す。

　図９上側に示すように、破線で示した相対湿度センサの正常基準特性９１０の傾きは、Ｖｃ／Ｃ_ＲＥＦ２である。ゲイン劣化が発生すると、この傾きが変化する。傾きが過大になると相対湿度センサは特性９１１となり、傾きが過小になると相対湿度センサは特性９１２となる。

　図９中央に示すように、ドリフト劣化が発生すると、傾きは一定のままで、切片が変化（オフセット）する。出力電圧｜Ｖｏ｜が増加方向にオフセットすると相対湿度センサは特性９２１となり、出力電圧｜Ｖｏ｜が減少方向にオフセットすると相対湿度センサは特性９２２となる。

　図９下側において、周期的に相対湿度センサ（出力電圧Ｖｏ）のオンとオフが繰り返されている。正常時の相対湿度センサの出力電圧Ｖｏの挙動は破線で示す応答特性９３０として示される。ここで、応答劣化（異常）が発生すると、相対湿度センサの出力電圧Ｖｏの挙動は実線の応答特性９３１として示すように、応答速度が遅くなるために最終目標値の約６３．２％に到達するまでの時間（時定数τ）が、正常時と比べて長くなる。図９下側では、出力電圧の立ち上がり及び立ち下がりについて応答劣化の例が示されている。

［Ｃ－Ｖ変換回路］
　以下、本発明の特徴であるＣ－Ｖ変換回路の構成について説明する。
　図１０は、湿度センサ診断装置１３０に設けられるＣ－Ｖ変換回路の例を示す。図１０に示すＣ－Ｖ変換回路１０３は、図７に示したＣ－Ｖ変換回路７００の基準コンデンサＣ_ＲＥＦ２の代わりに、コンデンサ並列回路１０００と、スイッチＳＷ１を備えた構成である。すなわち、コンデンサ並列回路１０００とスイッチＳＷ１を直列に接続した回路が、オペアンプ７１０の反転入力端子と出力端子との間に並列に接続されている。

　コンデンサ並列回路１０００では、基準静電容量が異なる複数の基準コンデンサＣ_ＲＥＦ１～Ｃ_ＲＥＦ３が並列に接続されている。本実施形態では、基準静電容量の大きさはＣ_ＲＥＦ３＞Ｃ_ＲＥＦ２＞Ｃ_ＲＥＦ１の順とする。スイッチＳＷ１は、基準コンデンサＣ_ＲＥＦ１～Ｃ_ＲＥＦ３のいずれか一つと接続するように切り替えられる。スイッチＳＷＣ，ＳＷＴ，ＳＷＲ及びスイッチＳＷ１は、内燃機関制御装置２２０からのスイッチ制御信号によって駆動される。

　このように、ゲイン劣化及びドリフト（オフセット）劣化を検出するために、基準コンデンサＣ_ＲＥＦ＊（図１０では＊は１，２，３）を複数準備し、これらの基準コンデンサＣ_ＲＥＦ＊をスイッチＳＷ１で切り替えられる構成とする。このときＣ－Ｖ変換回路１０３の出力電圧Ｖｏは、式（３）で表される。

　

　上記式（３）から理解されるように、Ｃ－Ｖ変換回路１０３では、図７において説明した式（２）の分母を変えることができる。分母を可変にするということは、後述する図１２及び図１３の横軸の計測ポイント（基準コンデンサＣ_ＲＥＦ＊）を変化させることである。なお、本実施形態では、３個の基準コンデンサＣ_ＲＥＦ１～Ｃ_ＲＥＦ３を設けたが、Ｃ_ＲＥＦ２を省略して２個としてもよいし、４個以上としてもよい。

［診断シーケンス］
　図１１は、Ｃ－Ｖ変換回路１０３を利用した診断シーケンスの例を示す。
　図１１に示すように、診断部１１０は、ヒータ１０５をオン後、Ｃ－Ｖ変換回路１０３により診断シーケンスを実施する。診断部１１０は、１回の診断シーケンスにおいて、基準コンデンサＣ_ＲＥＦ＊を切り替え、基準コンデンサＣ_ＲＥＦ＊に対応した出力電圧Ｖｏを求める。例えば１回目の診断シーケンス（１）では、診断部１１０は、まず基準コンデンサＣ_ＲＥＦ３に切り替えたときの出力電圧Ｖｏを検出するサブシーケンス（電圧検出シーケンス）を実施する。次いで、診断部１１０は、基準コンデンサＣ_ＲＥＦ２に切り替えたときの出力電圧Ｖｏを検出し、最後に基準コンデンサＣ_ＲＥＦ２に切り替えたときの出力電圧Ｖｏを検出する。１回目の診断シーケンス（１）が終了後、同様に２回目の診断シーケンス（２）を実施する。

　本明細書において、基準コンデンサがＣ_ＲＥＦ１であれば、そのとき検出される出力電圧ＶｏをＶ１とする。また、基準コンデンサがＣ_ＲＥＦ２であれば、そのときの出力電圧ＶｏをＶ２（Ｖ２ａ又はＶ２ｂ）とする。Ｖ２ａとＶ２ｂの違いは別途、説明する。さらに、基準コンデンサがＣ_ＲＥＦ３であれば、そのときの出力電圧ＶｏをＶ３とする。

　なお、後述する図１２で説明するが、基準コンデンサＣ_ＲＥＦ２に切り替えたときの電圧検出シーケンス（Ｖ２ａ，Ｖ２ｂ）を省略することも可能である。

［ゲイン劣化の検出方法］
　図１２は、湿度センサ診断装置１３０によるゲイン劣化の検出方法を示すグラフである。図１２では、湿度センサ１０２に被毒物質ＩＰＡ（ε’＝１８）が流入した場合の例を示している。図１２において、横軸は基準コンデンサ（Ｃ_ＲＥＦ＊）、縦軸はＣ－Ｖ変換回路１０３の出力電圧Ｖｏの絶対値を示す。図１２と後述する図１３の前提条件として、吸入空気の相対湿度ＲＨ［％ＲＨ］が一定に保たれた状態であるとする。

（ゲイン正常）
　まず、診断部１１０は、Ｃ－Ｖ変換回路１０３の基準コンデンサをＣ_ＲＥＦ２に切り替え、このとき検出される出力電圧ＶｏをＶ２ａとする。次に、診断部１１０は、基準コンデンサをＣ_ＲＥＦ３に切り替え、そのときの出力電圧ＶｏをＶ３とする。次に、診断部１１０は、基準コンデンサがＣ_ＲＥＦ３のときに、正常基準特性１２１０から求められる出力電圧ＶｏをＶ３ｒとする。そして、診断部１１０は、Ｖ３とＶ３ｒを比較し、Ｖ３がＶ３ｒに対して上限マージンＨ及び下限マージンＬの範囲内かどうかを判定する。

　ここで、Ｖ３≒Ｖ３ｒ、すなわちＶ３がＶ３ｒに対して上限マージンＨ及び下限マージンＬの範囲内であれば、診断部１１０は、次に基準コンデンサをＣ_ＲＥＦ１に切り替え、そのときの出力電圧ＶｏをＶ１とする。次に、診断部１１０は、基準コンデンサがＣ_ＲＥＦ１のときに、正常基準特性１２１０から求められる出力電圧ＶｏをＶ１ｒとする。そして、診断部１１０は、Ｖ１とＶ１ｒを比較し、Ｖ１がＶ１ｒに対して上限マージンＨ及び下限マージンＬの範囲内かどうかを判定する。

　ここで、Ｖ１≒Ｖ１ｒ、すなわちＶ１がＶ１ｒに対して上限マージンＨ及び下限マージンＬの範囲内であれば、診断部１１０は、次に基準コンデンサをＣ_ＲＥＦ２に切り替え、そのときの出力電圧ＶｏをＶ２ｂとする。その後、診断部１１０は、今回検出したＶ２ｂと前回検出したＶ２ａを比較し、Ｖ２ｂがＶ２ａに対して上限マージンＨ及び下限マージンＬの範囲内かどうかを判定する。そして、Ｖ２ｂ≒Ｖ２ａ、すなわちＶ２ｂがＶ２ａに対して上限マージンＨ及び下限マージンＬの範囲内であれば、診断部１１０は、湿度が一定の状態と判定できるので、ゲイン正常と判定する。

（ゲイン異常）
　一方、ゲイン異常は次のように検出できる。まず、診断部１１０は、基準コンデンサがＣ_ＲＥＦ２のときの出力電圧ＶｏをＶ２ａとする。そして、基準コンデンサをＣ_ＲＥＦ３に切り替え、そのときの出力電圧ＶｏをＶ３とする。このとき、正常基準特性１２１０から求められる出力電圧ＶｏをＶ３ｒとし、Ｖ３≠Ｖ３ｒ（上下限マージンを超える差分あり）であれば、ゲイン異常と判定する。例えば、計測した特性１２４０上の計測点１２４１は、上限マージンＨを超えているため異常（ＮＧ）と判断される。

　同様に、診断部１１０は、基準コンデンサをＣ_ＲＥＦ１に切り替え、そのときの出力電圧ＶｏをＶ１とする。このとき、正常基準特性１２１０から求められる出力電圧をＶ１ｒとし、Ｖ１≠Ｖ１ｒ（上下限マージンを超える差分あり）であれば、ゲイン異常と判定する。例えば、計測した特性１２４０上の計測点１２４２も、上限マージンＨを超えているため異常（ＮＧ）と判断される。

　また同様に、診断部１１０は、基準コンデンサをＣ_ＲＥＦ２に切り替え、そのときの出力電圧ＶｏをＶ２ｂとする。そして、Ｖ２ｂ≠Ｖ２ａ（上下限マージンを超える差分あり）であれば、ゲイン異常と判定する。

　このように、湿度（同一条件での出力電圧Ｖｏ）が一定範囲内の状態において、基準コンデンサＣ_ＲＥＦ＊を変更した場合に、上限マージンＨを超えているもの又は下限マージンＬを下回っている出力電圧Ｖｏが１つでもあれば、ゲイン劣化と判定する。上限マージンＨと下限マージンＬについては、吸気温センサ３２０で計測された吸気温に応じて適切な値に設定可能とする。

　なお、診断中の湿度が一定範囲内の状態であることを確認する方法として、基準コンデンサＣ_ＲＥＦ２ではなく、基準コンデンサＣ_ＲＥＦ３又はＣ_ＲＥＦ１に切り替えて出力電圧Ｖｏを複数回測定し、複数の出力電圧Ｖｏの差分が一定範囲内かどうかを判定してもよい。例えば、１回の診断シーケンス（図１１）内で、基準コンデンサＣ_ＲＥＦ３に２回切り替えて２回の出力電圧Ｖｏ（Ｖ３ａ，Ｖ３ｂ）の差分が上限マージンＨ及び下限マージンＬの範囲内に収まっているか確認する。この診断中の湿度が一定範囲内の状態であることを確認する方法は、ドリフト（オフセット）劣化の検出方法に対しても同様である。

　また、診断中の湿度が一定範囲内の状態であることを確認するために、基準コンデンサをＣ_ＲＥＦ２に切り替えて出力電圧ＶｏとしてＶ２ａ，Ｖ２ｂを測定し、両者を比較したが、この処理を省略してもよい。その理由は、Ｖ２ａ，Ｖ２ｂを測定する間隔は非常に短いため、通常、その間に診断結果に影響を及ぼすほど湿度が変化することはあまり想定されないからである。これにより、診断の手順が簡素化される。

［ドリフト（オフセット）劣化の検出方法］
　図１３は、湿度センサ診断装置１３０によるドリフト（オフセット）劣化の検出方法を示すグラフである。図１３では、湿度センサ１０２に被毒物質ＩＰＡ（ε’＝１８）が流入した場合の例を示している。図１３において、横軸は基準コンデンサ（Ｃ_ＲＥＦ＊）、縦軸はＣ－Ｖ変換回路１０３の出力電圧Ｖｏの絶対値を示す。

　図１３に示すように、ドリフト（オフセット）劣化は、正常基準特性１２１０に対し、傾きは同じであり、オフセット（切片）を持つ劣化状態を指す。ドリフト（オフセット）検出方法は、基本的に、図１２に示したゲイン劣化の検出方法と同じである。そのため、ゲイン劣化とドリフト（オフセット）劣化を判別して検出することはできないが、特性異常の１つとして、正常又は異常の判定は可能である。

　例えば、図１３において、計測した特性１２４０の傾きは、正常基準特性１２１０と同じであるが、特性１３４０上の計測点１３４１は、上限マージンＨを超えているため異常（ＮＧ）と判断される。同様に、特性１３４０上の計測点１３４２も、上限マージンＨを超えているため異常（ＮＧ）と判断される。

　このように、ドリフト（オフセット）劣化の診断においても、湿度（同一条件での出力電圧Ｖｏ）が一定範囲内の状態において、基準コンデンサＣ_ＲＥＦ＊を変更した場合に、上限マージンＨを超えているもの又は下限マージンＬを下回っている出力電圧Ｖｏが１つでもあれば、ゲイン劣化と判定する。上限マージンＨと下限マージンＬについては、吸気温センサ３２０で計測された吸気温に応じて適切な値に設定可能とする。

［応答劣化の検出方法］
　次に、湿度センサ診断装置１３０による温度センサの応答劣化の検出方法について説明する。
　応答劣化は、ヒータＯＮ時とヒータＯＦＦ時で検出方法が異なる。図１４は、ヒータＯＮ時における湿度センサ１０２の応答劣化挙動の一例を示したタイミングチャートである。図１４では、スイッチＳＷＣ、スイッチＳＷＴ、スイッチＳＷＲ、及び出力電圧Ｖｏ（等価電圧）のタイミングが示されている。この図１４のタイミングチャートの内容は、図９下側及び図１１に記載された内容を含むものであり、破線は正常時の応答特性、実線は応答劣化時の応答特性を示す。

　充電時に出力電圧Ｖｏの立ち下がりの応答劣化、放電時に出力電圧Ｖｏの立ち上がりの応答劣化を検出する。ゲイン劣化又はドリフト（オフセット）劣化が発生しているときは、環境に応じた湿度を検出することができないため、応答劣化診断は実施しない（後述する図２１及び図２４参照）。ゲイン及びドリフト（オフセット）とも正常であるとき、応答劣化診断を実施する。応答劣化を検出する意味は、出力電圧Ｖｏの時定数が非常に長い場合、環境に応じた湿度に対応した電圧に到達する前に、充放電が切り替わり、正しい湿度を検出できなくなる可能性があるためである。

　図１５は、湿度センサ診断装置１３０によるヒータＯＮ時の湿度センサの応答劣化の検出方法を示す。図１５では、スイッチＳＷＣ，ＳＷＲ、及び出力電圧Ｖｏのタイミングが示されている。

　出力電圧Ｖｏの応答劣化が一次遅れ応答とした場合、放電時の応答劣化において、応答劣化指標についての式（４）が成立する。小括弧“（）”内の数式は出力電圧Ｖｏに相当する。放電時には、立ち上がり時定数を検出する。　

　

　そして、式（４）において、Ｔ＞τが成立するため式（５）が成り立つ。　

　つまり、応答劣化指標は、応答速度の時定数τに反比例するパラメータである。基本として、充電時の場合も放電時と同じであり、応答劣化指標は時定数τに反比例することになる。放電時には、立ち下がり時定数を検出する。後述する図２２では立ち下がり応答劣化指標をＩｄ、図２３では立ち上がり応答劣化指標をＩｕとしている。

［ヒータＯＮ時の応答劣化の検出結果］
　図１６は、湿度センサ診断装置１３０によるヒータＯＮ時の湿度センサの応答劣化の検出結果例を示す。この検出結果は、ある条件の湿度センサについてのシミュレーション結果である。

　図１６の上図で、仮に被毒によりヒータＯＮ時に応答劣化したときの立ち上がり時定数τと、立ち上がり応答劣化指標との関係を示している。図１６の上図に示した応答劣化の検出結果は放電時の結果であり、立ち上がり応答劣化指標は時定数と反比例の関係であることが分かる。そこで、立ち上がり応答が異常であると判定する閾値Ｔｈ１を設定し、立ち上がり応答劣化指標が閾値以上の場合には正常、立ち上がり応答劣化指標が閾値未満の場合には異常と判定する。異常と判定される領域では、時定数が長い状態を示すことになる。なお、この閾値は、湿度と関係性の高い吸気温のテーブル（ルックアップテーブル）として設定してもよい。つまり、吸気温センサ３２０で計測される吸気温に応じて閾値を可変とすることが好ましい。

　図１６の下図は、被毒によりヒータＯＮ時に応答劣化したときの立ち下がり時定数τと、立ち下がり応答劣化指標との関係を示している。立ち下がり応答劣化指標による劣化検出も、立ち下がり応答劣化指標による場合と同様となる。つまり、立ち下がり応答劣化指標は時定数と反比例の関係である。立ち下がり応答が異常であると判定する閾値Ｔｈ２を設定し、立ち下がり応答劣化指標が閾値以上の場合には正常、立ち下がり応答劣化指標が閾値未満の場合には異常と判定する。立ち下がりの場合は、充電時の応答劣化検出となる。

　以上が、ヒータＯＮ時の応答劣化の検出方法である。次に、ヒータＯＮからヒータＯＦＦに変化したときの応答劣化の検出方法を説明する。

［ヒータＯＦＦ時の応答劣化の検出結果］
　図１７は、湿度センサ診断装置１３０によるヒータＯＦＦ時の湿度センサの応答劣化の検出方法を示す。図１７に示すように、ヒータＯＦＦ時の応答劣化の検出は、ヒータ１０５がＯＮからＯＦＦに変化した直後の応答劣化を検出するものであり、この場合、直接ヒータＯＦＦ時の時定数を計測する。ヒータＯＮ時の出力電圧Ｖｏの最終値Ｖｆに対し、ヒータＯＦＦ時に、出力電圧Ｖｏがその最終値Ｖｆの０．６３２倍に立ち上がるまでの時間を計測する。言い換えると、最終値“Ｖｆ”を０％、出力電圧“０”を１００％としたとき、出力電圧Ｖｏが０％から６３．２％に相当する電圧に到達する時間である。この時間がヒータＯＦＦ時の時定数となる。図１７に示すように、応答異常のときの時定数τ２は、応答正常のときの時定数τ１よりも大きくなる。

　ヒータＯＮ時の応答劣化指標が時定数の逆数であることから、ヒータＯＮ時の応答劣化指標の逆数を求めることで、ヒータＯＮ時の時定数を求めることができる。このヒータＯＮ時の時定数と計測したヒータＯＦＦ時の時定数とを比較し、二つの時定数が同等であれば正常と判定し、ヒータＯＮ時の時定数よりもヒータＯＦＦ時の時定数の方が長い場合は、異常と判定する。

［絶対湿度］
　以上、相対湿度ＲＨに対して、ゲイン劣化、ドリフト（オフセット）劣化、及び応答劣化の検出方法について説明した。しかし、実際は、絶対湿度の劣化状態を検出する必要がある。絶対湿度ＳＨは、式（６）で表すことができる。

　水蒸気圧Ｅ＝ＲＨ×ＥＷ／１００［ｋＰａ］
　飽和水蒸気圧ＥＷ＝α×ｅｘｐ（β×Ｔ／（λ＋Ｔ））［ｋＰａ］
　α：０．６１１２、β：１７．６２、λ：２４３．５
　０．６６２：水の分子量／乾燥空気の分子量
　ＲＨ：相対湿度［％ＲＨ］、Ｔ：温度［℃］、Ｐ：大気圧［ｋＰａ］

　相対湿度ＲＨに対して、ゲイン劣化、ドリフト（オフセット）劣化、又は応答劣化が発生すると、結果的に、絶対湿度ＳＨにも同様な劣化状態が発生する。したがって、相対湿度ＲＨに対して各異常を検出することで、絶対湿度ＳＨのゲイン劣化、ドリフト（オフセット）劣化、及び応答劣化を検出することができる。

　以下、湿度センサ診断装置１３０（図１参照）の各ブロックによる処理の手順を説明する。

［ゲイン／ドリフト診断領域判定処理］
　図１８は、ゲイン／ドリフト診断領域判定部１１１によるゲイン／ドリフト診断領域判定処理の手順例を示すフローチャートである。図１８の各ステップは、ゲイン／ドリフト診断における診断領域判定条件を示す。

　まず、ステップＳ１において、ゲイン／ドリフト診断領域判定部１１１は、内燃機関２４０の回転数が所定範囲内（所定値Ａ≦回転数≦所定値Ｂ）かどうかをチェックし、回転数が所定範囲内である場合（Ｓ１のＹＥＳ）にはステップＳ２へ移行し、回転数が所定範囲内ではない場合（Ｓ１のＮＯ）にはステップＳ１３へ移行する。

　次いで、ステップＳ２において、ゲイン／ドリフト診断領域判定部１１１は、内燃機関２４０の負荷が所定範囲内（所定値Ａ≦負荷≦所定値Ｂ）かどうかをチェックし、負荷が所定範囲内である場合（Ｓ２のＹＥＳ）にはステップＳ３へ移行し、負荷が所定範囲内ではない場合にはステップＳ１３（Ｓ２のＮＯ）へ移行する。内燃機関２４０の負荷は、例えば空気流量と回転数との比、又は回転トルクとして求めることができる。

　次いで、ステップＳ３において、ゲイン／ドリフト診断領域判定部１１１は、冷却水の温度（水温）が所定範囲内（所定値Ａ≦水温≦所定値Ｂ）かどうかをチェックし、水温が所定範囲内である場合（Ｓ３のＹＥＳ）にはステップＳ４へ移行し、水温が所定範囲内ではない場合（Ｓ３のＮＯ）にはステップＳ１３へ移行する。

　次いで、ステップＳ４において、ゲイン／ドリフト診断領域判定部１１１は、車速が所定範囲内（所定値Ａ≦車速≦所定値Ｂ）かどうかをチェックし、車速が所定範囲内である場合（Ｓ４のＹＥＳ）にはステップＳ５へ移行し、車速が所定範囲内ではない場合（Ｓ４のＮＯ）にはステップＳ１３へ移行する。

　次いで、ステップＳ５において、ゲイン／ドリフト診断領域判定部１１１は、吸気温が所定範囲内（所定値Ａ≦吸気温≦所定値Ｂ）かどうかをチェックし、吸気温が所定範囲内である場合（Ｓ５のＹＥＳ）にはステップＳ６へ移行し、吸気温が所定範囲内ではない場合（Ｓ５のＮＯ）にはステップＳ１３へ移行する。

　次いで、ステップＳ６において、ゲイン／ドリフト診断領域判定部１１１は、大気圧が所定値以上（大気圧≦所定値）かどうかをチェックし、大気圧が所定範囲内である場合（Ｓ６のＹＥＳ）にはステップＳ７へ移行し、大気圧が所定範囲内ではない場合（Ｓ６のＮＯ）にはステップＳ１３へ移行する。

　次いで、ステップＳ７において、ゲイン／ドリフト診断領域判定部１１１は、バッテリ電圧が所定範囲内（所定値Ａ≦バッテリ電圧≦所定値Ｂ）かどうかをチェックし、バッテリ電圧が所定範囲内である場合（Ｓ７のＹＥＳ）にはステップＳ８へ移行し、バッテリ電圧が所定範囲内ではない場合（Ｓ７のＮＯ）にはステップＳ１３へ移行する。

　次いで、ステップＳ８において、ゲイン／ドリフト診断領域判定部１１１は、燃料カット中ではないかをチェックし、燃料カット中ではない場合（Ｓ８のＹＥＳ）にはステップＳ９へ移行し、燃料カット中である場合（Ｓ８のＮＯ）にはステップＳ１３へ移行する。

　次いで、ステップＳ９において、ゲイン／ドリフト診断領域判定部１１１は、空燃比制御フィードバック中であるかどうかをチェックし、空燃比制御フィードバック中である場合（Ｓ９のＹＥＳ）にはステップＳ１０へ移行し、空燃比制御フィードバック中ではない場合（Ｓ９のＮＯ）にはステップＳ１３へ移行する。

　次いで、ステップＳ１０において、ゲイン／ドリフト診断領域判定部１１１は、用いられるセンサが故障していないかどうかをチェックし、センサが正常である場合（Ｓ１０のＹＥＳ）にはステップＳ１１へ移行し、センサが故障している場合（Ｓ１０のＮＯ）にはステップＳ１３へ移行する。判定対象のセンサは、対象システム（内燃機関システム２５０）に設けられた、湿度センサ１０２をはじめとする様々なセンサである。

　次いで、ステップＳ１１において、ゲイン／ドリフト診断領域判定部１１１は、ヒータ１０５がＯＮしているかどうかをチェックし、ヒータ１０５がＯＮしている場合（Ｓ１１のＹＥＳ）にはステップＳ１２へ移行し、ヒータ１０５がＯＦＦしている場合（Ｓ１１のＮＯ）にはステップＳ１３へ移行する。

　次いで、ステップＳ１２において、ゲイン／ドリフト診断領域判定部１１１は、ステップＳ１～Ｓ１１の条件が全て成立している場合には、内燃機関システム２５０の状態がゲイン／ドリフト診断領域内であると判定する。

　一方、ステップＳ１３において、ゲイン／ドリフト診断領域判定部１１１は、ステップＳ１～Ｓ１１の条件が一つでも成立しない場合には、内燃機関システム２５０の状態がゲイン／ドリフト診断領域内ではないと判定する。ステップＳ１２又はＳ１３の処理後、ステップＳ１に戻る。

　上述したステップＳ８（燃料カット中）とステップＳ９（空燃比フィードバック中）の処理は省略してもよい。後述する図２１及び図２４のフローチャートにおける同じ判定処理ステップも同様に省略可能である。

［Ｃ－Ｖ変換回路の出力処理］
　図１９は、湿度センサ診断装置１３０のＣ－Ｖ変換回路１０３の出力処理例を示すフローチャートである。本実施形態では、図１８において内燃機関システム２５０の状態がゲイン／ドリフト診断領域内であると判定された場合に、Ｃ－Ｖ変換回路１０３の出力電圧Ｖｏを測定する。

　ステップＳ２１において、Ｃ－Ｖ変換回路１０３の出力電圧ＶｏをＡ／Ｄ変換回路２２３によりアナログ－デジタル変換する。そして、ステップＳ２２において、ＭＰＵ２２５の指示により又は直接、デジタルデータ化された出力電圧ＶｏをＲＡＭ２２８にストアする。ここでは、１０ｍｓ毎にＲＡＭ２２８に出力電圧Ｖｏをストアする。本実施形態では、１０ｍｓタスクで動作させた例を示すが、その限りではない。

［ゲイン／ドリフト劣化検出処理］
　図２０は、ゲイン／ドリフト基準特性比較部１１２及びゲイン／ドリフト判定部１１４によるゲイン／ドリフト劣化検出処理の手順例を示すフローチャートである。

　まず、ステップＳ３１において、ゲイン／ドリフト基準特性比較部１１２は、図１１の診断シーケンスを実施した回数（診断シーケンス回数）Ｎｓを初期化（ゼロに設定）する。次いで、ステップＳ３２において、ゲイン／ドリフト基準特性比較部１１２は、ゲイン／ドリフト診断領域判定部１１１の判定結果を受信し、内燃機関システム２５０の状態がゲイン／ドリフト診断領域内かどうかをチェックする。内燃機関システム２５０の状態がゲイン／ドリフト診断領域内である場合（Ｓ３２のＹＥＳ）にはステップＳ３３へ移行し、内燃機関システム２５０の状態がゲイン／ドリフト診断領域内ではない場合（Ｓ３２のＮＯ）にはステップＳ４４へ移行する。

　次いで、ステップＳ３３において、ゲイン／ドリフト基準特性比較部１１２は、スイッチＳＷ１によりＣ－Ｖ変換回路１０３（図１０）の基準コンデンサを基準コンデンサＣ_ＲＥＦ２に切り替える。そして、ゲイン／ドリフト基準特性比較部１１２は、このとき検出したＣ－Ｖ変換回路１０３の出力電圧ＶｏをＶ２ａとする。既述したとおり、基準コンデンサの切り替えは、基準コンデンサ切替え判定部１１３が判定する。

　次に、ステップＳ３４において、ゲイン／ドリフト基準特性比較部１１２は、スイッチＳＷ１によりＣ－Ｖ変換回路１０３の基準コンデンサを基準コンデンサＣ_ＲＥＦ３に切り替え、このとき検出した出力電圧ＶｏをＶ３とする。次いで、ステップＳ３５において、ゲイン／ドリフト基準特性比較部１１２は、正常基準特性１２１０（図１２、図１３）から求められる出力電圧ＶｏをＶ３ｒとする。

　次いで、ステップＳ３６において、ゲイン／ドリフト基準特性比較部１１２は、条件（Ｖ３ｒ＋Ｈ≧Ｖ３　かつ　Ｖ３ｒ－Ｌ≦Ｖ３）が成立するかどうかを判定し、条件が成立していれば（Ｓ３６のＹＥＳ）、出力電圧Ｖｏが正常基準特性１２１０のマージン内にあるとし、ステップＳ３７に移行する。一方、ステップＳ３６の条件が不成立の場合（Ｓ３６のＮＯ）、ステップＳ４３において、ゲイン／ドリフト判定部１１４は、湿度センサ１０２のゲイン又はドリフトが異常であると判定する。

　次に、ステップＳ３７に移行したならば、ゲイン／ドリフト基準特性比較部１１２は、スイッチＳＷ１によりＣ－Ｖ変換回路１０３の基準コンデンサを基準コンデンサＣ_ＲＥＦ１に切り替え、このとき検出した出力電圧ＶｏをＶ１とする。次いで、ステップＳ３８において、ゲイン／ドリフト基準特性比較部１１２は、正常基準特性１２１０（図１２、図１３）から求められる出力電圧ＶｏをＶ１ｒとする。

　次いで、ステップＳ３９において、ゲイン／ドリフト基準特性比較部１１２は、条件（Ｖ１ｒ＋Ｈ≧Ｖ１　かつ　Ｖ１ｒ－Ｌ≦Ｖ１）が成立するかどうかを判定し、条件が成立していれば（Ｓ３９のＹＥＳ）、出力電圧Ｖｏが正常基準特性１２１０のマージン内にあるとし、ステップＳ４０に移行する。一方、ステップＳ３９の条件が不成立の場合（Ｓ３９のＮＯ）、ステップＳ４３において、ゲイン／ドリフト判定部１１４は、湿度センサ１０２のゲイン又はドリフトが異常であると判定する。

　次に、ステップＳ４０に移行したならば、ゲイン／ドリフト基準特性比較部１１２は、スイッチＳＷ１によりＣ－Ｖ変換回路１０３の基準コンデンサを基準コンデンサＣ_ＲＥＦ２に切り替え、このとき検出した出力電圧ＶｏをＶ２ｂとする。

　次いで、ステップＳ４１において、ゲイン／ドリフト基準特性比較部１１２は、条件（Ｖ２ａ＋Ｈ≧Ｖ２ｂ　かつ　Ｖ２ａ－Ｌ≦Ｖ２ｂ）が成立するかどうかを判定し、条件が成立していれば（Ｓ４１のＹＥＳ）、ステップＳ４２において、ゲイン／ドリフト判定部１１４は、湿度センサ１０２のゲイン又はドリフトが正常であると判定する。ステップＳ４１の判定処理は、診断中、湿度が一定の状態であることをチェックする条件である。

　一方、ステップＳ４１の条件が不成立の場合（Ｓ４１のＮＯ）、ステップＳ４４に移行する。そして、ステップＳ４４において、診断シーケンス回数Ｎｓをインクリメントする（Ｎｓ＝Ｎｓ＋１）。また、ステップＳ４２においてゲイン／ドリフト正常判定後、及びステップＳ４３においてゲイン／ドリフト異常判定後においても、ステップＳ４４に移行する。

　次いで、ステップＳ４５において、診断シーケンス回数Ｎｓが所定回数に到達した場合（Ｓ４５のＹＥＳ）には診断終了とし、診断シーケンス回数Ｎｓが所定回数に到達していない場合（Ｓ４５のＮＯ）には、再度ステップＳ３２ゲイン／ドリフトの診断領域判定処理に移行する。なお、本フローチャートに出てきた上限マージンＨと下限マージンＬは定数でもよいし、吸気温と関係づけて定義したテーブルでもよい。

［ヒータＯＮ時の応答劣化診断領域判定処理］
　図２１は、ヒータＯＮ応答劣化診断領域判定部１１５によるヒータＯＮ時の応答劣化診断領域判定処理の手順例を示すフローチャートである。図２１の各ステップは、ヒータＯＮ時の応答劣化診断における診断領域判定条件である。

　図２１に示すステップＳ５１～Ｓ６１の処理は、図１８のステップＳ１～Ｓ１１と同じであるため、詳細な説明を省略する。ステップＳ５１～Ｓ６１の各ステップにおいて、判定条件が成立しない場合にはステップＳ６４に移行する。

　ステップＳ６１の判定処理後、ステップＳ６２において、ヒータＯＮ応答劣化診断領域判定部１１５は、図２０のゲイン／ドリフト劣化診断の診断結果が正常であるかどうかをチェックする。そして、ヒータＯＮ応答劣化診断領域判定部１１５は、ゲイン／ドリフト劣化診断の診断結果が正常である場合（Ｓ６２のＹＥＳ）にはステップＳ６３へ移行し、ゲイン／ドリフト劣化診断の診断結果が異常である場合（Ｓ６２のＮＯ）にはステップＳ６４へ移行する。

　次に、ステップＳ６３において、ヒータＯＮ応答劣化診断領域判定部１１５は、ステップＳ５１～Ｓ６２の条件が全て成立している場合には、内燃機関システム２５０の状態はヒータＯＮ時の応答劣化診断領域内であると判定する。

　一方、ステップＳ６４において、ヒータＯＮ応答劣化診断領域判定部１１５は、ステップＳ５１～Ｓ６２の条件が一つでも成立しない場合には、内燃機関システム２５０の状態はヒータＯＮ時の応答劣化診断領域内ではないと判定する。ステップＳ６３又はＳ６４の処理後、本フローチャートの処理を繰り返す。

［ヒータＯＮ時の立ち下がり応答劣化検出処理］
　図２２は、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６及びヒータＯＮ応答劣化判定部１１７によるヒータＯＮ時の立ち下がり応答劣化検出処理の手順例を示すフローチャートである。

　まず、ステップＳ７１において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、立ち下がり応答劣化指標Ｉｄ、及び図１１の診断シーケンスを実施した回数（診断シーケンス回数）Ｎｄを初期化（ゼロに設定）する。

　次いで、ステップＳ７２において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、ヒータＯＮ応答劣化診断領域判定部１１５の判定結果を取得し、内燃機関システム２５０の状態がヒータＯＮ応答劣化診断領域内かどうかをチェックする。内燃機関システム２５０の状態がヒータＯＮ応答劣化診断領域内である場合（Ｓ７２のＹＥＳ）にはステップＳ７３へ移行し、内燃機関システム２５０の状態がヒータＯＮ応答劣化診断領域内ではない場合（Ｓ７２のＮＯ）にはステップＳ８２へ移行する。

　次いで、ステップＳ７３において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、Ｃ－Ｖ変換回路１０３のスイッチＳＷＣがオン、スイッチＳＷＴがオフ、及びスイッチＳＷＲがオンかどうかを判定する。スイッチＳＷＣ，ＳＷＴ，ＳＷＲがこの条件を満たす場合（Ｓ７３のＹＥＳ）にはステップＳ７４に移行し、条件を満たさない場合（Ｓ７３のＮＯ）にはステップＳ８２に移行する。

　ステップＳ７２のＮＯ、又はステップＳ７３のＮＯの場合には、ステップＳ８２において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、立ち下がり応答劣化指標Ｉｄ、及び診断シーケンス回数Ｎｄの初期化を行う。

　次いで、ステップＳ７３のＹＥＳの場合、ステップＳ７４において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、出力電圧Ｖｏの信号（時系列データ）を微分する。すなわち、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、前回の診断シーケンスで測定した出力電圧Ｖｏと、今回の診断シーケンスで測定した出力電圧Ｖｏとの差分値ΔＶｏを演算する。

　次いで、ステップＳ７５において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、差分値ΔＶｏの２乗を演算する。次いで、ステップＳ７６において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、立ち下がり応答劣化指標Ｉｄに差分値ΔＶｏの２乗値を加算（積算）する。

　次いで、ステップＳ７７において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、診断シーケンス回数Ｎｄをインクリメントする（Ｎｄ＝Ｎｄ＋１）。ここで、ステップＳ７８において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、診断シーケンス回数Ｎｄが第１の所定回数に達したかどうかを判定する。そして、診断シーケンス回数Ｎｄが第１の所定回数に達した場合にはステップＳ７９へ移行し、診断シーケンス回数Ｎｄが第１の所定回数に達していない場合にはステップＳ７３へ移行する。

　次いで、ステップＳ７９において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、立ち下がり応答劣化指標Ｉｄを予め設定した第１の閾値と比較する。そして、立ち下がり応答劣化指標Ｉｄが第１の閾値以上の場合（Ｓ７９のＹＥＳ）にはステップＳ８０へ移行し、立ち下がり応答劣化指標Ｉｄが第１の閾値未満の場合（Ｓ７９のＮＯ）にはステップＳ８１へ移行する。

　次いで、ステップＳ７９のＹＥＳの場合には、ステップＳ８０において、ヒータＯＮ応答劣化判定部１１７は、ヒータＯＮ時の立ち下がり応答が正常であると判定する。また、ステップＳ７９のＮＯの場合には、ステップＳ８１において、ヒータＯＮ応答劣化判定部１１７は、ヒータＯＮ時の立ち下がり応答が異常であると判定する。ステップＳ８０～Ｓ８２のいずれかの処理が終了後、本フローチャートの処理を繰り返す。

　なお、立ち下がり応答劣化指標Ｉｄは、出力電圧Ｖｏの時定数の逆数を示すことになる。また、第１の閾値は、吸気温と関係づけて定義したテーブルでもよい。

［ヒータＯＮ時の立ち上がり応答劣化検出処理］
　図２３は、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６及びヒータＯＮ応答劣化判定部１１７によるヒータＯＮ時の立ち上がり応答劣化検出処理の手順例を示すフローチャートである。本フローチャートは、図２２の立ち下がり応答劣化指標Ｉｄを「立ち上がり応答劣化指標Ｉｕ」に、診断シーケンス回数Ｎｕを「診断シーケンス回数Ｎｕ」に置き換えたものであり、図２２と類似の処理ステップを有する。

　まず、ステップＳ９１において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、立ち上がり応答劣化指標Ｉｕ、及び図１１の診断シーケンスを実施した回数（診断シーケンス回数）Ｎｕを初期化（ゼロに設定）する。

　次いで、ステップＳ９２において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、ヒータＯＮ応答劣化診断領域判定部１１５の判定結果を取得し、内燃機関システム２５０の状態がヒータＯＮ応答劣化診断領域内かどうかをチェックする。内燃機関システム２５０の状態がヒータＯＮ応答劣化診断領域内である場合（Ｓ９２のＹＥＳ）にはステップＳ９３へ移行し、内燃機関システム２５０の状態がヒータＯＮ応答劣化診断領域内ではない場合（Ｓ９２のＮＯ）にはステップＳ１０２へ移行する。

　次いで、ステップＳ９３において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、Ｃ－Ｖ変換回路１０３のスイッチＳＷＣがオフ、スイッチＳＷＴがオン、及びスイッチＳＷＲがオフかどうかを判定する。スイッチＳＷＣ，ＳＷＴ，ＳＷＲがこの条件を満たす場合（Ｓ９３のＹＥＳ）にはステップＳ９４に移行し、条件を満たさない場合（Ｓ９３のＮＯ）にはステップＳ１０２に移行する。

　ステップＳ９２のＮＯ、又はステップＳ９３のＮＯの場合には、ステップＳ１０２において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、立ち上がり応答劣化指標Ｉｕ、及び診断シーケンス回数Ｎｕの初期化を行う。

　次いで、ステップＳ９３のＹＥＳの場合、ステップＳ９４において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、出力電圧Ｖｏを微分する。すなわち、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、前回の診断シーケンスで測定した出力電圧Ｖｏと、今回の診断シーケンスで測定した出力電圧Ｖｏとの差分値ΔＶｏを演算する。

　次いで、ステップＳ９５において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、差分値ΔＶｏの２乗を演算する。次いで、ステップＳ９６において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、立ち上がり応答劣化指標Ｉｕに差分値ΔＶｏの２乗値を加算（積算）する。

　次いで、ステップＳ９７において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、診断シーケンス回数Ｎｕをインクリメントする（Ｎｕ＝Ｎｕ＋１）。ここで、ステップＳ９８において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、診断シーケンス回数Ｎｕが第２の所定回数に達したかどうかを判定する。そして、診断シーケンス回数Ｎｕが第２の所定回数に達した場合にはステップＳ９９へ移行し、診断シーケンス回数Ｎｕが第２の所定回数に達していない場合にはステップＳ９３へ移行する。

　次いで、ステップＳ９９において、ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部１１６は、立ち上がり応答劣化指標Ｉｕを予め設定した第２の閾値と比較する。そして、立ち上がり応答劣化指標Ｉｕが第２の閾値以上の場合（Ｓ９９のＹＥＳ）にはステップＳ１００へ移行し、立ち上がり応答劣化指標Ｉｕが第２の閾値未満の場合（Ｓ９９のＮＯ）にはステップＳ１０１へ移行する。

　次いで、ステップＳ９９のＹＥＳの場合には、ステップＳ１００において、ヒータＯＮ応答劣化判定部１１７は、ヒータＯＮ時の立ち上がり応答が正常であると判定する。また、ステップＳ９９のＮＯの場合には、ステップＳ１０１において、ヒータＯＮ応答劣化判定部１１７は、ヒータＯＮ時の立ち上がり応答が異常であると判定する。ステップＳ１００～Ｓ１０２のいずれかの処理が終了後、本フローチャートの処理を繰り返す。

　なお、上述した立ち上がり応答劣化検出の場合と同様に、立ち上がり応答劣化指標Ｉｕは、出力電圧Ｖｏの時定数の逆数を示すことになる。また、第２の閾値は、吸気温と関係づけて定義したテーブルでもよい。

［ヒータＯＦＦ時の応答劣化診断領域判定処理］
　図２４は、ヒータＯＦＦ応答劣化診断領域判定部１１８によるヒータＯＦＦ時の応答劣化診断領域判定処理の手順例を示すフローチャートである。図２４の各ステップは、ヒータＯＦＦ時の応答劣化診断における診断領域判定条件である。

　図２４に示すステップＳ１１１～Ｓ１２０の処理は、図２１のステップＳ５１～Ｓ６０と同じであるため、詳細な説明を省略する。ステップＳ５１～Ｓ６０の各ステップにおいて、判定条件が成立しない場合にはステップＳ１２４に移行する。

　ステップＳ１２０の判定処理後、ステップＳ１２１において、ヒータＯＦＦ応答劣化診断領域判定部１１８は、ヒータ１０５がＯＦＦしているかどうかをチェックする。そして、ヒータ１０５がＯＦＦしている場合（Ｓ１２１のＹＥＳ）にはステップＳ１２２へ移行し、ヒータ１０５がＯＮしている場合（Ｓ１２１のＮＯ）にはステップＳ１２４へ移行する。

　次いで、ステップＳ１２２において、ヒータＯＦＦ応答劣化診断領域判定部１１８は、図２０のゲイン／ドリフト劣化診断の診断結果が正常であるかどうかをチェックする。そして、ヒータＯＦＦ応答劣化診断領域判定部１１８は、ゲイン／ドリフト劣化診断の診断結果が正常である場合（Ｓ１２２のＹＥＳ）にはステップＳ１２３へ移行し、ゲイン／ドリフト劣化診断の診断結果が異常である場合（Ｓ１２２のＮＯ）にはステップＳ１２４へ移行する。

　次に、ステップＳ１２３において、ヒータＯＦＦ応答劣化診断領域判定部１１８は、ステップＳ１１１～Ｓ１２２の条件が全て成立している場合には、内燃機関システム２５０の状態はヒータＯＦＦ時の応答劣化診断領域内であると判定する。

　一方、ステップＳ１２４において、ヒータＯＦＦ応答劣化診断領域判定部１１８は、ステップＳ１１１～Ｓ１２２の条件が一つでも成立しない場合には、内燃機関システム２５０の状態はヒータＯＦＦ時の応答劣化診断領域内ではないと判定する。ステップＳ１２３又はＳ１２４の処理後、本フローチャートの処理を繰り返す。

［ヒータＯＦＦ時の立ち上がり応答劣化検出処理］
　図２５は、ヒータＯＦＦ応答劣化診断時定数検出部１１９及びヒータＯＦＦ応答劣化判定部１２０によるヒータＯＦＦ時の立ち上がり応答劣化検出処理の手順例を示すフローチャートである。

　まず、ステップＳ１３１において、ヒータＯＦＦ応答劣化診断時定数検出部１１９は、ヒータＯＦＦ時（ヒータＯＮからヒータＯＦＦに切り替えたとき）のＣ－Ｖ変換回路１０３の出力電圧Ｖｏを最終値Ｖｆ（図１７）とする。

　次いで、ステップＳ１３２において、ヒータＯＦＦ応答劣化診断時定数検出部１１９は、ヒータＯＦＦ応答劣化診断領域判定部１１８の判定結果を取得し、内燃機関システム２５０の状態がヒータＯＦＦ応答劣化診断領域内かどうかをチェックする。内燃機関システム２５０の状態がヒータＯＦＦ応答劣化診断領域内である場合（Ｓ１３２のＹＥＳ）にはステップＳ１３３へ移行し、内燃機関システム２５０の状態がヒータＯＦＦ応答劣化診断領域内ではない場合（Ｓ１３２のＮＯ）には検出処理を終了する。

　次いで、ステップＳ１３３において、ヒータＯＦＦ応答劣化診断時定数検出部１１９は、最終値Ｖｆ×０．６３２倍にまで上昇する時間Ｔｕを計測する。図１７の例では、時間Ｔｕは時定数τ１又はτ２に相当する。

　次いで、ステップＳ１３４において、ヒータＯＦＦ応答劣化診断時定数検出部１１９は、（定数／Ｉｕ）（図２３）とＴｕを比較し、（定数／Ｉｕ）がＴｕ以上である場合（Ｓ１３４のＹＥＳ）にはステップＳ１３５へ移行し、（定数／Ｉｕ）がＴｕ未満である場合（Ｓ１３４のＮＯ）にはステップＳ１３６へ移行する。

　次いで、ステップＳ１３４のＹＥＳの場合には、ステップＳ１３５において、ヒータＯＦＦ応答劣化判定部１２０は、ヒータＯＦＦ時の立ち上がり応答が正常であると判定する。また、ステップＳ１３４のＮＯの場合には、ステップＳ１３６において、ヒータＯＦＦ応答劣化判定部１２０は、ヒータＯＦＦ時の立ち上がり応答が異常であると判定する。ステップＳ１３２のＮＯの場合、ステップＳ１３５又はＳ１３６の処理が終了後、本フローチャートの処理を繰り返す。

　（定数／Ｉｕ）は、立ち上がり応答劣化指標Ｉｕが時定数の逆数であるため、その逆数をとることで時定数に換算され、時間Ｔｕと比較することができる。

　上述した実施形態により、湿度センサ１０２に対してより正確な機能診断（ゲイン劣化、ドリフト（オフセット）劣化、応答劣化）を実施することができるとともに、その状態が持続する。

　以上のとおり、本実施形態に係る湿度センサ診断装置（湿度センサ診断装置１３０）は、内燃機関の吸気系に設けられた静電容量の変化によって吸入空気の湿度を検出する湿度センサ（湿度センサ１０２）を診断する湿度センサ診断装置であって、静電容量が異なる複数の基準コンデンサ（Ｃ_ＲＥＦ１～Ｃ_ＲＥＦ３）と、基準コンデンサを切り替えるスイッチ（スイッチＳＷ１）とを有し、湿度センサの静電容量に応じて電圧を出力する静電容量電圧変換回路（Ｃ-Ｖ変換回路１０３）と、その静電容量電圧変換回路の出力電圧（Ｖｏ）を湿度センサの基準特性（正常基準特性１２１０）から求められる基準電圧と比較し、比較結果に基づいて湿度センサを診断する診断部（診断部１１０）と、を備える。この診断部は、静電容量電圧変換回路の出力電圧が一定範囲内の状態において、スイッチにより静電容量電圧変換回路の静電容量を変化させることにより出力電圧を変化させ、変化後の出力電圧を基準電圧と比較する。

　上記のように構成された第１の実施形態では、静電容量電圧変換回路に静電容量が異なる複数の基準コンデンサを設ける。そして、静電容量電圧変換回路の出力電圧が一定範囲内の状態を維持しているときに、静電容量電圧変換回路の静電容量を変化させることで、出力電圧を変化させ、変化後の出力電圧を基準特性から求められる基準電圧と比較し、湿度センサを診断する。第１の実施形態によれば、湿度センサ素子自体に診断機能（診断用の基準コンデンサ）を備えず、静電容量電圧変換回路の基準コンデンサを切り替えるため、複数の基準コンデンサが流入気体にさらされず、複数の基準コンデンサが劣化しにくい。そのため、湿度センサ診断装置の診断機能の検出精度が劣化しにくい。湿度センサに対してより正確な機能診断を実施することができるとともに、その状態が持続する。

　また、本実施形態は、特許文献１に記載の技術と比較してスイッチの個数が少ないため、スイッチ故障による誤診断の可能性が低下する。

　また、上述した第１の実施形態において、湿度センサを加熱するヒータ（ヒータ１０５）が設けられ、湿度センサの温度がヒータにより一定に保たれている。これにより、診断時の湿度センサの温度を一定に維持して診断を実施できるため、正確な診断を行うことができる。

　また、上述した第１の実施形態において、上記診断部（診断部１１０）は、静電容量電圧変換回路（Ｃ-Ｖ変換回路１０３）の出力電圧（Ｖｏ）を湿度センサ（湿度センサ１０２）の基準特性（正常基準特性１２１０）から求められる基準電圧と比較し、出力電圧と基準電圧の差異が所定値（上限マージンＨ、下限マージンＬ）以内である場合には湿度センサは正常と判定し、出力電圧と基準電圧の差異が所定値を超える場合には湿度センサにゲイン劣化又はドリフト劣化による異常ありと判定するように構成されている。

　上記構成の本実施形態によれば、湿度センサのゲイン劣化又はドリフト劣化をより正確に実施できるとともに、その状態が持続する。

　また、上述した第１の実施形態において、上記診断部（診断部１１０）は、湿度センサ（湿度センサ１０２）のゲイン劣化又はドリフト劣化を検出しなかった場合に、湿度センサの応答劣化診断に移行可能となるように構成されている。

　上記構成の本実施形態によれば、湿度センサの特性（ゲイン、スライド（オフセット））が正常の場合には、応答劣化診断を行うことが可能であり、特性診断及び応答診断の両方を行うことができる。また、ゲイン及びドリフトが正常な場合に応答劣化診断を行うため、湿度センサに対してより正確な応答劣化診断を行うことができる。

　また、上述した第１の実施形態において、上記診断部（診断部１１０）は、ヒータオン時の湿度センサ（湿度センサ１０２）の応答劣化診断において、静電容量電圧変換回路（Ｃ-Ｖ変換回路１０３）に対し、充電時に出力電圧の立ち下がりの時定数を演算し、放電時に出力電圧の立ち上がりの時定数を演算するように構成されている。このような構成により、ヒータオン時の出力電圧の立ち下がり及び立ち上がりの応答劣化を診断できる。

　また、上述した第１の実施形態において、上記診断部（診断部１１０）は、充電時に出力電圧（Ｖｏ）の信号を微分し、次いで微分した値を２乗し、その後２乗した値を積分することで、出力電圧の立ち下がり時定数の逆数（応答劣化指標Ｉｄ）を演算するように構成されている。さらに、診断部（診断部１１０）は、出力電圧（Ｖｏ）の立ち下がり時定数の逆数が閾値（Ｔｈ２）以上の場合には、出力電圧の立ち下がりの応答特性が正常と判定し、閾値未満の場合には、出力電圧の立ち下がりの応答特性が異常と判定するように構成されている。

　このような構成により、診断部は、出力電圧の立ち下がり時定数の逆数を立ち下がり応答劣化指標とし、閾値（Ｔｈ２）と比較して立ち下がり応答劣化を診断することができる。

　また、上述した第１の実施形態において、上記診断部（診断部１１０）は、放電時に出力電圧（Ｖｏ）の信号を微分し次いで２乗し、その後積分することで、出力電圧の立ち上がり時定数の逆数（応答劣化指標Ｉｕ）を演算するように構成されている。さらに、診断部（診断部１１０）は、出力電圧（Ｖｏ）の立ち上がり時定数の逆数が閾値（Ｔｈ１）以上の場合には、出力電圧の立ち上がりの応答特性が正常と判定し、閾値未満の場合には、出力電圧の立ち上がりの応答特性が異常と判定するように構成されている。

　このような構成により、診断部は、出力電圧の立ち上がり時定数の逆数を立ち上がり応答劣化指標とし、閾値（Ｔｈ１）と比較して立ち上がり応答劣化を診断することができる。

　また、上述した第１の実施形態において、上記診断部（診断部１１０）は、ヒータ（ヒータ１０５）をオンからオフに切り替えたときの湿度センサ（湿度センサ１０２）の応答劣化診断において、静電容量電圧変換回路（Ｃ-Ｖ変換回路１０３）に対し、ヒータオフ時の出力電圧の立ち上がり時定数（Ｔｕ）を演算し、また、ヒータオン時の放電時の出力電圧の立ち上がり時定数の逆数に対しさらに逆数（定数／Ｉｕ）をとって時定数化し、ヒータオフ時の出力電圧の立ち上がり時定数を、ヒータオン時の出力電圧の立ち上がり時定数を基に時定数化した値と比較するように構成されている。そして、診断部は、ヒータオフ時の出力電圧の立ち上がり時定数が時定数化した値以下の場合には、ヒータオフ時の出力電圧の応答特性が正常と判定し、ヒータオフ時の出力電圧の立ち上がり時定数が時定数化した値を超える場合には、ヒータオフ時の出力電圧の応答特性が異常と判定する。

　上記構成の本実施形態によれば、ヒータオフ時の出力電圧の立ち下がり及び立ち上がりの応答劣化を診断できる。

　また、上述した第１の実施形態において、上記診断部（診断部１１０）は、内燃機関（内燃機関２４０）の状態が湿度センサ（湿度センサ１０２）のゲイン劣化又はドリフト劣化の検出処理を実施できるゲイン／ドリフト診断領域に該当するかどうかを判定するゲイン／ドリフト診断領域判定部（ゲイン／ドリフト診断領域判定部１１１）を備える。そして、診断部は、ゲイン／ドリフト診断領域判定部において、内燃機関の状態がゲイン／ドリフト診断領域に該当すると判定した場合に、湿度センサのゲイン劣化又はドリフト劣化を検出する処理に移行可能に構成されている。

　上記構成の本実施形態によれば、内燃機関の状態がゲイン／ドリフト診断領域に該当する場合に、湿度センサのゲイン劣化又はドリフト劣化を検出する処理に移行するため、より正確にゲイン劣化又はドリフト劣化を検出することが可能となる。

　また、上述した第１の実施形態において、上記診断部（診断部１１０）は、内燃機関（内燃機関２４０）の状態が湿度センサ（湿度センサ１０２）のヒータオン時の応答劣化検出処理を実施できる第１の応答劣化診断領域に該当するかどうかを判定する第１の応答劣化診断領域判定部（ヒータＯＮ応答劣化診断領域判定部）を備える。そして、第１の応答劣化診断領域判定部は、少なくともヒータ（ヒータ１０５）がオフしている場合、又は、ゲイン劣化又はドリフト劣化が検出された場合には、内燃機関の状態が第１の応答劣化診断領域に該当しないと判定し、診断部は、第１の応答劣化診断領域判定部の判定結果を受けて、ヒータオン時の応答劣化検出処理に移行しないように構成されている。

　上記構成の本実施形態によれば、少なくともヒータがオフしている場合、又は、ゲイン劣化又はドリフト劣化が検出された場合には、第１の応答劣化診断領域判定部の判定結果を受けて、ヒータオン時の応答劣化検出処理に移行しないため、ヒータオン時における応答劣化の検出精度の悪化を防止できる。

　また、上述した第１の実施形態において、上記診断部（診断部１１０）は、診断部は、内燃機関（内燃機関２４０）の状態が湿度センサ（湿度センサ１０２）のヒータオフ時の応答劣化検出処理を実施できる第２の応答劣化診断領域に該当するかどうかを判定する第２の応答劣化診断領域判定部（ヒータＯＦＦ応答劣化診断領域判定部）を備える。そして、第２の応答劣化診断領域判定部は、少なくともヒータ（ヒータ１０５）がオンしている場合、又は、ゲイン劣化又はドリフト劣化が検出された場合には、内燃機関の状態が第２の応答劣化診断領域に該当しないと判定し、診断部は、第２の応答劣化診断領域判定部の判定結果を受けて、ヒータオフ時の応答劣化検出処理に移行しないように構成されている。

　上記構成の本実施形態によれば、少なくともヒータがオンしている場合、又は、ゲイン劣化又はドリフト劣化が検出された場合には、第２の応答劣化診断領域判定部の判定結果を受けて、ヒータオフ時の応答劣化検出処理に移行しないため、ヒータオフ時における応答劣化の検出精度の悪化を防止できる。

　また、上述した第１の実施形態において、静電容量電圧変換回路（Ｃ-Ｖ変換回路１０３）は、空気中の水分の比誘電率と当該湿度センサ内に設けられた水と異なる比誘電率を持つ物質（感湿膜４０１）との関係で変化する静電容量（Ｃｓ）に基づいて、湿度に相当する電圧（Ｖｏ）を出力する。

　また、上述した第１の実施形態において、上記診断部（診断部１１０）は、スイッチ(スイッチＳＷ１)により同じ基準コンデンサ（例えばＣ_ＲＥＦ２）に２回切り替え、当該基準コンデンサに切り替えたときに静電容量電圧変換回路（Ｃ-Ｖ変換回路１０３）で得られる２つの出力電圧（Ｖｏ）の差分が、一定範囲内であることを確認する。このような構成により、診断中に湿度センサの環境が一定であることを確認し、正確な診断を行うことができる。

＜２．第２の実施形態＞
　第２の実施形態は、第１の実施形態のＣ－Ｖ変換回路１０３（図１０参照）に対して、コンデンサ並列回路１０００の代わりに、基準コンデンサの静電容量を増幅する回路が設けられた構成である。

　図２６は、第２の実施形態に係る湿度センサ診断装置に設けられるＣ－Ｖ変換回路の例を示す。図２６に示すＣ－Ｖ変換回路１０３Ａは、オペアンプ７１０の反転入力端子と出力端子との間に並列に、静電容量増幅回路２６００が接続され、小さい静電容量でも本発明の診断を実施できる。

　静電容量増幅回路２６００は、固定基準コンデンサＣ_ＲＥＦ、抵抗並列回路２６１０（抵抗Ｒ２）、スイッチＳＷ１、オペアンプ２６２０、抵抗Ｒ１、及び抵抗Ｒ３から構成されている。固定基準コンデンサＣ_ＲＥＦ、抵抗並列回路２６１０（抵抗Ｒ２）、及びスイッチＳＷ１の直列回路が、オペアンプ７１０の反転入力端子と出力端子との間に並列に接続されている。抵抗並列回路２６１０は３つの基準抵抗Ｒ_ＲＥＦ１～Ｒ_ＲＥＦ３の並列回路であり、スイッチＳＷ１によりいずれか一つの基準抵抗Ｒ_ＲＥＦ＊が選択される。また、コンデンサＣ_ＲＥＦと抵抗並列回路２６１０との接続中点がオペアンプ２６２０の非反転入力端子に接続され、オペアンプ７１０の出力端子が抵抗Ｒ３を介してオペアンプ２６２０の出力端子に接続されている。さらに、オペアンプ２６２０の反転入力端子と出力端子との間には、抵抗Ｒ１が接続されている。そして、オペアンプ７１０の反転入力端子と出力端子との間には、スイッチＳＷＲが接続されている。

　上記構成において、静電容量増幅回路２６００における基準コンデンサＣ_ＲＥＦ＊の静電容量は、式（７）で表すことができる。抵抗Ｒ２の基準抵抗Ｒ_ＲＥＦ１～Ｒ_ＲＥＦ３を切り替えることで、基準コンデンサＣ_ＲＥＦ＊の静電容量を増幅することができる。　

　一般に、コンデンサは静電容量が大きくなると、その筐体も大きくなるため、回路の面積及び体積が大きくなる。その対策として、集積度を保つ意味で静電容量増幅回路２６００を使用することもできる。診断方式自体は、第１の実施形態と同じであり、抵抗Ｒ２（基準抵抗Ｒ_ＲＥＦ１～Ｒ_ＲＥＦ３）をスイッチＳＷ１で切り替えることで基準コンデンサＣ_ＲＥＦ＊の静電容量を切り替え、診断を実行する。抵抗は、抵抗率が高くなっても、その大きさはそれほど変わらないため、本回路を使用することは回路の小型化の点で有効となる。また、抵抗の材料として酸化アルミニウム（アルミナ）とガラスの複合材が用いられることが多いが、コンデンサよりも抵抗の方が経時劣化しにくい。

　なお、抵抗Ｒ２に代えて抵抗Ｒ３をスイッチで切り替えることで、静電容量を切り替える構成としてもよい。

　湿度センサ診断装置１３０は、内燃機関システム２５０に取り付けられた湿度センサ１０２に対して、ゲイン劣化、ドリフト（オフセット）劣化、及び応答劣化を的確に診断することが可能であり、車両自己診断規制強化に利用して好適な技術である。

　さらに、本発明は上述した各実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。

　例えば、上述した各実施形態は本発明に対する理解を助けるために湿度センサ診断装置の構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成要素の追加又は置換、削除をすることも可能である。

　また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。ハードウェアとして、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などを用いてもよい。また、上記の各構成要素、機能等は、コンピュータが備えるプロセッサ（例えばＭＰＵ２２５）がそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、半導体メモリ（ＲＯＭ２２７）やハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又はＩＣカード、ＳＤカード、光ディスク等の記録媒体に置くことができる。

　また、第１の実施形態において説明したフローチャートでは、処理結果に影響を及ぼさない範囲で、複数の処理を並列的に実行したり、処理順序を変更したりしてもよい。

　また、上述した実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成要素が相互に接続されていると考えてもよい。

　１０１…湿度検出器、　１０２…湿度センサ、　１０３，１０３Ａ…Ｃ－Ｖ変換回路、　１０４…温度センサ、　１０５…ヒータ、　１１０…診断部、　１１１…ゲイン／ドリフト診断領域判定部、　１１２…ゲイン／ドリフト基準特性比較部、　１１３…基準コンデンサ切替え判定部、　１１４…ゲイン／ドリフト判定部、　１１５…ヒータＯＮ応答劣化診断領域判定部（第１の応答劣化診断領域判定部）、　１１６…ヒータＯＮ応答劣化診断時定数検出部、　１１７…ヒータＯＮ応答劣化判定部、　１１８…ヒータＯＦＦ応答劣化診断領域判定部（第２の応答劣化診断領域判定部）、　１１９…ヒータＯＦＦ応答劣化診断時定数検出部、　１２０…ヒータＯＦＦ応答劣化判定部、　１２１…正常／異常判定部、　１２２…湿度センサによる各制御の補正部、　１３０…湿度センサ診断装置（Ｃ－Ｖ変換回路１０３、診断部１１０）、　２００…エアークリーナ、　２０１…点火装置、　２０２…燃料噴射装置、　２０４…流量検出装置（マルチセンサ）、　２０５…空燃比センサ、　２０６…三元触媒、　２１５…酸素センサ、　２２０…内燃機関制御装置（ＥＣＵ）、　２２５…ＭＰＵ、　２２７…ＲＯＭ、　２３５…警告灯、　２４０…内燃機関、　２５０…内燃機関システム、　３１０…エアフローセンサ、　３２０…吸気温センサ、　４０１…湿感膜、　７１０…オペアンプ、　９１０…正常基準特性、　９１１，９１２，９２１，９２２…特性、　９３０，９３１…応答特性、　１０００…コンデンサ並列回路、　１２１０…正常基準特性、　１２１１…上側マージン、　１２１２…下側マージン、　２６００…静電容量増幅回路、　２６１０…抵抗並列回路、　２６２０…オペアンプ、　Ｃ_Ｓ…等価コンデンサ、　Ｃ_ＲＥＦ…固定基準コンデンサ、Ｃ_ＲＥＦ＊，Ｃ_ＲＥＦ１～Ｃ_ＲＥＦ３…基準コンデンサ、　Ｒ２，Ｒ３…抵抗、　Ｒ_ＲＥＦ１～Ｒ_ＲＥＦ３…基準抵抗、　ＳＷ１…スイッチ、　Ｔｈ１，Ｔｈ２…閾値、　Ｖ_Ｏ…出力電圧、　τ，τ１，τ２…時定数

Claims (15)

1. 　内燃機関の吸気系に設けられた静電容量の変化によって吸入空気の湿度を検出する湿度センサを診断する湿度センサ診断装置であって、
   　静電容量が異なる複数の基準コンデンサと、前記基準コンデンサを切り替えるスイッチとを有し、前記湿度センサの前記静電容量に応じて電圧を出力する静電容量電圧変換回路と、
   　前記静電容量電圧変換回路の出力電圧を前記湿度センサの基準特性から求められる基準電圧と比較し、比較結果に基づいて前記湿度センサを診断する診断部と、を備え、
   　前記診断部は、前記静電容量電圧変換回路の前記出力電圧が一定範囲内の状態において、前記スイッチにより前記静電容量電圧変換回路の前記静電容量を変化させることにより前記出力電圧を変化させ、変化後の前記出力電圧を前記基準電圧と比較する
   　湿度センサ診断装置。
2. 　前記湿度センサの温度がヒータにより一定に保たれている
   　請求項１に記載の湿度センサ診断装置。
3. 　前記診断部は、前記静電容量電圧変換回路の出力電圧を前記湿度センサの基準特性から求められる前記基準電圧と比較し、前記出力電圧と前記基準電圧の差異が所定値以内である場合には前記湿度センサは正常と判定し、前記出力電圧と前記基準電圧の差異が所定値を超える場合には前記湿度センサにゲイン劣化又はドリフト劣化による異常ありと判定する
   　請求項２に記載の湿度センサ診断装置。
4. 　前記診断部は、前記湿度センサのゲイン劣化又はドリフト劣化を検出しなかった場合に、前記湿度センサの応答劣化診断に移行可能である
   　請求項３に記載の湿度センサ診断装置。
5. 　前記診断部は、前記ヒータオン時の前記湿度センサの応答劣化診断において、前記静電容量電圧変換回路に対し、充電時に前記出力電圧の立ち下がりの時定数を演算し、放電時に前記出力電圧の立ち上がりの時定数を演算する
   　請求項４に記載の湿度センサ診断装置。
6. 　前記診断部は、充電時に前記出力電圧の信号を微分し、次いで微分した値を２乗し、その後２乗した値を積分することで、前記出力電圧の立ち下がり時定数の逆数を演算する
   　請求項５に記載の湿度センサ診断装置。
7. 　前記診断部は、放電時に前記出力電圧の信号を微分し次いで２乗し、その後積分することで、前記出力電圧の立ち上がり時定数の逆数を演算する
   　請求項５に記載の湿度センサ診断装置。
8. 　前記診断部は、前記出力電圧の立ち下がり時定数の逆数が閾値以上の場合には、前記出力電圧の立ち下がりの応答特性が正常と判定し、閾値未満の場合には、前記出力電圧の立ち下がりの応答特性が異常と判定する
   　請求項６に記載の湿度センサ診断装置。
9. 　前記診断部は、前記出力電圧の立ち上がり時定数の逆数が閾値以上の場合には、前記出力電圧の立ち上がりの応答特性が正常と判定し、閾値未満の場合には、前記出力電圧の立ち上がりの応答特性が異常と判定する
   　請求項７に記載の湿度センサ診断装置。
10. 　前記診断部は、前記ヒータをオンからオフに切り替えたときの前記湿度センサの応答劣化診断において、
    　前記静電容量電圧変換回路に対し、前記ヒータオフ時の前記出力電圧の立ち上がり時定数を演算し、また、前記ヒータオン時の放電時の前記出力電圧の立ち上がり時定数の逆数に対しさらに逆数をとって時定数化し、
    　前記ヒータオフ時の前記出力電圧の立ち上がり時定数を、前記ヒータオン時の前記出力電圧の立ち上がり時定数を基に時定数化した値と比較し、
    　前記ヒータオフ時の前記出力電圧の立ち上がり時定数が前記時定数化した値以下の場合には、前記ヒータオフ時の前記出力電圧の応答特性が正常と判定し、
    　前記ヒータオフ時の前記出力電圧の立ち上がり時定数が前記時定数化した値を超える場合には、前記ヒータオフ時の前記出力電圧の応答特性が異常と判定する
    　請求項４に記載の湿度センサ診断装置。
11. 　前記診断部は、前記内燃機関の状態が前記湿度センサのゲイン劣化又はドリフト劣化の検出処理を実施できるゲイン／ドリフト診断領域に該当するかどうかを判定するゲイン／ドリフト診断領域判定部を備え、
    　前記診断部は、前記ゲイン／ドリフト診断領域判定部において、前記内燃機関の状態が前記ゲイン／ドリフト診断領域に該当すると判定した場合に、前記湿度センサのゲイン劣化又はドリフト劣化を検出する処理に移行可能である
    　請求項３に記載の湿度センサ診断装置。
12. 　前記診断部は、前記内燃機関の状態が前記湿度センサの前記ヒータオン時の応答劣化検出処理を実施できる第１の応答劣化診断領域に該当するかどうかを判定する第１の応答劣化診断領域判定部を備え、
    　前記第１の応答劣化診断領域判定部は、少なくとも前記ヒータがオフしている場合、又は、前記ゲイン劣化又はドリフト劣化が検出された場合には、前記内燃機関の状態が前記第１の応答劣化診断領域に該当しないと判定し、前記診断部は、前記第１の応答劣化診断領域判定部の判定結果を受けて、前記ヒータオン時の応答劣化検出処理に移行しない
    　請求項４に記載の湿度センサ診断装置。
13. 　前記診断部は、前記内燃機関の状態が前記湿度センサの前記ヒータオフ時の応答劣化検出処理を実施できる第２の応答劣化診断領域に該当するかどうかを判定する第２の応答劣化診断領域判定部を備え、
    　前記第２の応答劣化診断領域判定部は、少なくとも前記ヒータがオンしている場合、又は、前記ゲイン劣化又はドリフト劣化が検出された場合には、前記内燃機関の状態が前記第２の応答劣化診断領域に該当しないと判定し、前記診断部は、前記第２の応答劣化診断領域判定部の判定結果を受けて、前記ヒータオフ時の応答劣化検出処理に移行しない
    　請求項４に記載の湿度センサ診断装置。
14. 　前記静電容量電圧変換回路は、空気中の水分の比誘電率と当該湿度センサ内に設けられた前記水と異なる比誘電率を持つ物質との関係で変化する静電容量に基づいて、湿度に相当する電圧を出力する
    　請求項１に記載の湿度センサ診断装置。
15. 　前記診断部は、前記スイッチにより同じ前記基準コンデンサに２回切り替え、当該基準コンデンサに切り替えたときに前記静電容量電圧変換回路で得られる２つの出力電圧の差分が、前記一定範囲内であることを確認する
    　請求項１に記載の湿度センサ診断装置。

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