(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電部と、
前記蓄電部に電気的に接続された充電回路と、
前記蓄電部に電気的に接続され、蓄電部電圧（Ｖｃ）が既定第１電圧（Ｖｃ１）に至ると出力が反転する第１比較器と、
前記蓄電部に電気的に接続され、蓄電部電圧（Ｖｃ）が既定第２電圧（Ｖｃ２）に至ると出力が反転する第２比較器と、
前記充電回路、第１比較器、および第２比較器と電気的に接続された制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記蓄電部を定電流（Ｉｃｓ）で充電する際に、前記第１比較器の出力
が反転してから前記第２比較器の出力が反転するまでの期間（ｔｍ）を求め、前記期間（ｔｍ）と、あらかじめ求められた前記既定第１電圧（Ｖｃ１）と前記既定第２電圧（Ｖｃ２）との電圧変化幅（ΔＶｃ）から前記蓄電部の容量値（Ｃ）を求め、
前記第１比較器、および前記第２比較器は互いに電気的に接続した接続点を有し、
この接続点が前記制御回路と、プルアップ抵抗器を介してプルアップ電圧（Ｖｃｃ）を有するプルアップ電圧源とに電気的に接続される構成を有し、
反転する前記第１比較器、および前記第２比較器は、互い逆方向に反転し、前記制御回路は、電圧検出信号（ＨＬ）が反転してから再度反転するまでを期間（ｔｍ）として求める蓄電装置。
【請求項２】
前記蓄電部に並列に接続され、前記蓄電部電圧（Ｖｃ）に比例した第１電圧（Ｖ１）と、前記蓄電部電圧（Ｖｃ）に比例し前記第１電圧（Ｖ１）とは異なる第２電圧（Ｖ２）を出力する分圧回路と、
基準電圧（Ｖｒ）を出力する基準電圧源と、をさらに備え、
前記分圧回路の前記第１電圧（Ｖ１）、および前記既定第１電圧（Ｖｃ１）に相当する前記基準電圧（Ｖｒ）が前記第１比較器に入力されるように接続されるとともに、
前記分圧回路の前記第２電圧（Ｖ２）、および前記既定第２電圧（Ｖｃ２）に相当する前記基準電圧（Ｖｒ）が前記第２比較器に入力されるように接続される構成を有する請求項１に記載の蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主電源の電圧低下時に蓄電部の電力を負荷に供給するバックアップ電源としての蓄電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
商用交流電源を整流して得られる直流電源や車両用バッテリ等の直流電源からなる主電源において、その電圧が低下したときにキャパシタ等の蓄電素子に蓄えた電力を負荷に供給することで電圧低下を補い、前記負荷の継続動作を可能とするバックアップ電源としての蓄電装置が、前記主電源の瞬間的な電圧低下（以後、瞬低という）対策用や非常用の電源として用いられている。このような蓄電装置は、前記蓄電素子が劣化していると、電圧低下時に前記負荷への十分な電力供給ができなくなる可能性があるため、劣化判断が重要である。
【０００３】
前記劣化判断のためには、前記蓄電素子として例えばキャパシタを用いた場合、その容量値を求める方法がある。すなわち、一般にキャパシタの劣化が進行すると、蓄電能力が低下するので前記容量値が小さくなる。ゆえに、前記容量値を監視することで前記劣化判断を行なうことができる。
【０００４】
キャパシタ（コンデンサ）の容量値を測定するためには、例えば特許文献１に示す方法が提案されている。図９はこのようなコンデンサの性能（容量値）測定装置の概略構成図である。測定回路１００は定電流源１１０とオシロスコープ１２０から構成される。定電流源１１０には容量値を求めたいコンデンサであるサンプル２００が接続される。さらに、サンプル２００の両端にはその電圧を観測するためのオシロスコープ１２０も接続されている。
【０００５】
前記容量値は次のようにして求める。サンプル２００を定電流源１１０により定電流で充電すると、その電圧は経時的に直線変化する。これは、前記容量値をＣ、定電流源１１０の電流をＩ、時間ｔの間の充電で変化するサンプル２００の電圧をＶとすると、Ｃ・Ｖ＝Ｉ・ｔの関係が成立し、容量値Ｃと電流Ｉが一定であるので、Ｖ＝Ｉ・ｔ／Ｃとなり、電圧Ｖが時間ｔに対し一次の相関を有するためである。この性質を利用し、オシロスコープ１２０により電圧Ｖの変化を時間軸（時間ｔ）で計測することで、Ｃ＝Ｉ・ｔ／Ｖより容量値Ｃを測定することができる。なお、特許文献１にはオシロスコープ１２０に替わってＡ−Ｄ変換器（図示せず）により電圧Ｖをデジタルデータに変換して求める構成も記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３３０５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の測定装置によると、確かにキャパシタの容量値Ｃを測定することができるのであるが、バックアップ電源としての蓄電装置にオシロスコープ１２０を含む測定装置を組み込むことは現実的ではない。これに対し、Ａ−Ｄ変換器により電圧Ｖをデジタルデータとして取り込む構成については、前記蓄電装置への搭載が可能であるものの、前記蓄電装置の仕様によっては精度面で不十分となる可能性がある。その理由は次の通りである。
【０００８】
特許文献１の構成では、コンデンサを含む回路に含まれる非線形素子の動作電圧よりも低い電圧（具体的には０．３Ｖ）までの電圧Ｖの時間変化を計測しているので、Ａ−Ｄ変換器は少なくとも０．３Ｖまでの電圧が計測できればよい。これに対し、特許文献１では１０ビットのＡ−Ｄ変換器を用い、レベルシフタも内蔵していることから、一般的なＡ−Ｄ変換器の仕様を考慮すると、その駆動電圧を５Ｖとした場合、レベルシフタにより入力電圧を例えば１０倍に増幅して１０ビットの分解能で電圧Ｖを取り込む構成が想定される。この場合、フルスケールで５Ｖまでの入力電圧を約４．９ｍＶ（＝５Ｖ／（２10−１））の分解能で取り込むことができる。なお、この分解能を１ＬＳＢという。ここで、一般的なＡ−Ｄ変換器では±５ＬＳＢ程度の誤差を有するので、前記Ａ−Ｄ変換器の出力誤差は約±０．４９％（＝±５ＬＳＢ×４．９ｍＶ／５０００ｍＶ×１００）となる。この誤差は、前記コンデンサの容量値Ｃを測定する性能測定装置としては十分な精度である。
【０００９】
これに対し、バックアップ対象となる負荷が例えば５０Ｖ程度の高電圧を必要とする場合、前記高電圧を上記した一般的なＡ−Ｄ変換器で検出する場合、取り込める電圧Ｖが５Ｖまでとなるので、前記高電圧の値を抵抗分割などの手段により１桁落として前記Ａ−Ｄ変換器に入力する必要がある。この場合の取り込み電圧精度は上記した通り±５ＬＳＢ×４．９ｍＶ＝±２４．５ｍＶとなる。従って、元の前記高電圧（５０Ｖ）に対してはその１０倍の±２４５ｍＶの取り込み誤差となる。
【００１０】
この取り込み誤差で電圧Ｖを求めると、電圧Ｖの誤差は次のようになる。電圧Ｖは時間ｔの前後２点の電圧絶対値の差分であるので、例えば電圧Ｖ＝２Ｖとすると、前記電圧絶対値が４８Ｖから５０Ｖのように差分が２Ｖになる２点の電圧絶対値を取り込む必要がある。ここで、４８Ｖを取り込むときの誤差が上記したように±２４５ｍＶ、５０Ｖを取り込むときの誤差も±２４５ｍＶとなる。ゆえに、両者の差分である電圧Ｖの誤差は最大±４９０ｍＶとなる。すなわち、電圧Ｖは２Ｖであったので、２Ｖに対して誤差が最大±４９０ｍＶにもなるので、パーセントで示すと誤差が±２４．５％（＝±０．４９Ｖ／２Ｖ×１００）にも達する。従って、このような電圧Ｖを用いて容量値Ｃを計算すると、その誤差も大きくなり、結果として劣化判断の精度が不十分となる。
【００１１】
これに対し、電圧Ｖを大きくすれば相対的に誤差は小さくなるが、時間ｔが大きくなるので容量値Ｃを求めて劣化判断を行なうために時間がかかってしまう上、２点の前記電圧絶対値のうち一方を低い値にしなければならないため、前記電圧絶対値が低い値から高い値まで充電している間に主電源の電圧が低下すると、十分なバックアップができなくなる可能性が高まる。従って、電圧Ｖは前記高電圧近傍でできるだけ小さくする必要がある。
【００１２】
また、容量値Ｃの測定精度を上げるためには例えばＡ−Ｄ変換器の分解能（ビット数）を上げればよいが、回路構成が複雑になるという課題があった。
【００１３】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡単な構成で高精度にキャパシタ（蓄電部）の容量値を検出可能な蓄電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記従来の課題を解決するために、本発明の蓄電装置は、蓄電部と、前記蓄電部に電気的に接続された充電回路と、前記蓄電部に電気的に接続され、蓄電部電圧（Ｖｃ）が既定第１電圧（Ｖｃ１）に至ると出力が反転する第１比較器と、前記蓄電部に電気的に接続され、蓄電部電圧（Ｖｃ）が既定第２電圧（Ｖｃ２）に至ると出力が反転する第２比較器と、前記充電回路、第１比較器、および第２比較器と電気的に接続された制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記蓄電部を定電流（Ｉｃｓ）で充電する際に、前記第１比較器の出力が反転してから前記第２比較器の出力が反転するまでの期間（ｔｍ）を求め、前記期間（ｔｍ）と、あらかじめ求められた前記既定第１電圧（Ｖｃ１）と前記既定第２電圧（Ｖｃ２）との電圧変化幅（ΔＶｃ）から前記蓄電部の容量値（Ｃ）を求め、前記第１比較器、および前記第２比較器は互いに電気的に接続した接続点を有し、この接続点が前記制御回路と、プルアップ抵抗器を介してプルアップ電圧（Ｖｃｃ）を有するプルアップ電圧源とに電気的に接続される構成を有し、反転する前記第１比較器、および前記第２比較器は、互い逆方向に反転し、前記制御回路は、電圧検出信号（ＨＬ）が反転して再度反転するまでを期間（ｔｍ）として求めるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の蓄電装置によれば、蓄電部電圧（Ｖｃ）を第１比較器と第２比較器からなる簡易な回路で監視し、第１比較器と第２比較器の出力反転の期間（ｔｍ）を検出するだけで容量値（Ｃ）を求めているので、Ａ−Ｄ変換器を用いることなく高精度に蓄電部の容量値（Ｃ）を検出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１における蓄電装置のブロック回路図
【図２】本発明の実施の形態１における蓄電装置の各種特性の経時特性図であり、（ａ）は蓄電部電圧Ｖｃの経時特性図、（ｂ）は電圧検出信号ＨＬの経時特性図
【図３】本発明の実施の形態１における蓄電装置の容量値を求め劣化判断を行なう動作のフローチャート
【図４】本発明の実施の形態２における蓄電装置のブロック回路図
【図５】本発明の実施の形態３における蓄電装置のブロック回路図
【図６】本発明の実施の形態４における蓄電装置のブロック回路図
【図７】本発明の実施の形態４における蓄電装置の容量値を求め劣化判断を行なう動作のフローチャート
【図８】本発明の実施の形態５における蓄電装置のブロック回路図
【図９】従来のコンデンサの性能測定装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における蓄電装置のブロック回路図である。図２は、本発明の実施の形態１における蓄電装置の各種特性の経時特性図であり、（ａ）は蓄電部電圧Ｖｃの経時特性図、（ｂ）は電圧検出信号ＨＬの経時特性図を、それぞれ示す。図３は、実施の形態１における蓄電装置の容量値を求め劣化判断を行なう動作のフローチャートである。なお、図１において太線は電力系配線を、細線は信号系配線をそれぞれ示す。また、図２において、横軸は時刻を示す。
【００１９】
図１において、主電源１１は直流電源であり、主電源１１に並列に負荷１３が接続されている。従って、通常は主電源１１から負荷１３に電力が供給されている。これに対し、主電源１１が瞬低を起こしても負荷１３を継続的に駆動させ続けるために、負荷１３と並列に蓄電装置１５が接続されている。
【００２０】
蓄電装置１５は次の構成を有する。蓄電装置１５は正極端子１７とグランド端子１９を介して負荷１３と電気的に接続される。グランド端子１９は蓄電装置１５内のグランドと共通になるように電気的に接続されている。
【００２１】
一方、正極端子１７には充電回路２１および電流検出回路２３を介して電力を蓄える蓄電部２５と電気的に接続されている。従って、蓄電部２５は充電回路２１により充電される構成となる。充電回路２１としては、蓄電部２５を定電流Ｉｃｓで充電できる構成のものであればよく、具体的にはドロッパ回路やＤＣ／ＤＣコンバータ等が適用できる。なお、蓄電部２５を定電流Ｉｃｓで充電する理由は蓄電部２５の容量値Ｃを容易に求めることができるためである。また、蓄電部２５は複数（ここでは２５個）の電気二重層キャパシタを直列接続した構成としている。電流検出回路２３は蓄電部２５に充電される電流Ｉｃを検出するためのもので、上記した蓄電部２５の定電流Ｉｃｓによる充電を行なう際の制御用に用いられる。本実施の形態１において、電流検出回路２３にはシャント抵抗器と差動増幅器（いずれも図示せず）からなる構成のものを用いたが、これに限定されるものではなく例えばホール素子等により電磁的に検出する構成のものでもよい。
【００２２】
また、蓄電部２５には並列に電圧検出回路２７が接続される。電圧検出回路２７は蓄電部２５の電圧Ｖｃを検出して出力する機能を有する。さらに、蓄電部２５と正極端子１７の間には瞬低時に蓄電部２５の電力を負荷１３に供給するための放電回路２９が電気的に接続されている。本実施の形態１では放電回路２９をダイオードで構成した。これにより、主電源１１の電圧が低下すると、前記ダイオードがオンになり、蓄電部２５の電力が負荷１３に供給される。なお、放電回路２９の構成は前記ダイオードに限定されるものではなく、外部からのオンオフ制御が可能なスイッチやＤＣ／ＤＣコンバータ等が適用できる。ここで、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを双方向型とすれば、充電回路２１と放電回路２９を兼用することもできる。
【００２３】
また、蓄電部２５には分圧回路３１が並列接続されている。分圧回路３１は３つの分圧抵抗器、すなわち正極端子１７側から第１分圧抵抗器３３、第２分圧抵抗器３５および第３分圧抵抗器３６の直列回路で構成される。なお、第３分圧抵抗器３６の一端はグランド端子１９と電気的に接続される。分圧回路３１は上記の構成を有するので、蓄電部電圧Ｖｃに比例した第１電圧Ｖ１と、蓄電部電圧Ｖｃに比例し第１電圧Ｖ１とは異なる第２電圧Ｖ２を出力する。ここで、第１分圧抵抗器３３と第２分圧抵抗器３５の間の電圧を第１電圧Ｖ１、第２分圧抵抗器３５と第３分圧抵抗器３６の間の電圧を第２電圧Ｖ２と呼ぶ。
【００２４】
分圧回路３１から出力される第１電圧Ｖ１は、基準電圧源３７から出力される基準電圧Ｖｒとともに第１比較器４１に入力される。同様に、分圧回路３１から出力される第２電圧Ｖ２は、基準電圧Ｖｒとともに第２比較器４３に入力される。なお、第１比較器４１と第２比較器４３にはいずれもコンパレータを用いた。また、基準電圧Ｖｒの入力端子の極性が第１比較器４１（マイナス側）と第２比較器４３（プラス側）で異なる点に注意が必要である。また、基準電圧源３７として例えば３端子レギュレータが適用できる。
【００２５】
ここで、上記した分圧回路３１を介して第１比較器４１と第２比較器４３を接続することにより、蓄電部電圧Ｖｃが最大で例えば５０Ｖ程度の高電圧であっても分圧回路３１で蓄電部電圧Ｖｃに比例した電圧に降圧されるので、第１比較器４１や第２比較器４３として高耐電圧のコンパレータを使用しない構成とすることができる。
【００２６】
第１比較器４１と第２比較器４３の出力は接続点４５で電気的に接続される。この接続点４５はプルアップ抵抗器４７を介してプルアップ電圧Ｖｃｃを有するプルアップ電圧源４９に電気的に接続される。このように接続することで、第１比較器４１および第２比較器４３の出力の少なくともいずれか一方が例えば０Ｖ近傍の低電圧レベル（以下Ｌｏという）であれば接続点４５の電圧はＬｏに、第１比較器４１および第２比較器４３の出力の両方がプルアップ電圧Ｖｃｃとプルアップ抵抗器４７の抵抗値によって決まる例えば５Ｖ近傍の高電圧レベル（以下Ｈｉという）であれば接続点４５の電圧はＨｉになる。ゆえに、接続点４５の電圧は分圧回路３１から出力される第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２に応じてＨｉまたはＬｏのいずれか一方になる。
【００２７】
また、蓄電部２５にはその温度Ｔを検出するために温度センサ５１が配されている。本実施の形態１では２５個の前記電気二重層キャパシタを収納したケース（図示せず）の内部に配置した。また、温度センサ５１としては温度に対する感度が大きいサーミスタを用いた。なお、温度センサ５１は前記サーミスタに限定されるものではなく、熱電対や白金測温体、焦電センサなど他の温度センサでもよい。
【００２８】
充電回路２１、電流検出回路２３、電圧検出回路２７、接続点４５および温度センサ５１は信号系配線で制御回路５３にそれぞれ接続されている。制御回路５３はマイクロコンピュータと周辺回路（いずれも図示せず）から構成され、電流検出回路２３から電流Ｉｃを、電圧検出回路２７から蓄電部電圧Ｖｃを、温度センサ５１から温度Ｔを、それぞれ読み込む。さらに、接続点４５は制御回路５３の入力ポート５５に接続される。従って、接続点４５の電圧（ＨｉまたはＬｏ、以後これを電圧検出信号ＨＬと呼ぶ）は入力ポート５５を介して前記マイクロコンピュータに入力される。また、制御回路５３は充電回路２１に対して制御信号ｃｏｎｔを出力することにより、蓄電部２５の充電制御を行う。また、制御回路５３はデータ端子５７を介して外部制御回路５９とも接続されている。従って、制御回路５３は外部制御回路５９との間でデータ信号ｄａｔａにより電流Ｉｃや蓄電部電圧Ｖｃ、温度Ｔ、蓄電装置１５の動作状態など様々なデータをやり取りしている。なお、外部制御回路５９は蓄電装置１５が例えば商用交流電源のバックアップに用いられる場合には全体監視装置などに、車両用の場合には車両制御回路などに、それぞれ相当する。
【００２９】
次に、このような蓄電装置１５の動作について説明する。
【００３０】
まず、蓄電装置１５の基本的な動作を述べる。制御回路５３は主電源１１が正常に動作している状態で蓄電部電圧Ｖｃが既定の満充電電圧（ここでは５０Ｖ）に至っていなければ蓄電部２５を充電するように充電回路２１へ制御信号ｃｏｎｔを送信する。これを受け、充電回路２１は主電源１１の電力を蓄電部２５に充電する。この際、制御回路５３は電圧検出回路２７で検出された蓄電部電圧Ｖｃが前記満充電電圧に至るまでは定電流Ｉｃｓ（ここでは５Ａ）で蓄電部２５を充電する。定電流Ｉｃｓでの充電は電流検出回路２３で検出された電流Ｉｃを監視しながら制御回路５３が充電回路２１を制御することにより行なっている。なお、主電源１１が正常に動作している状態は、本実施の形態１では外部制御回路５９からのデータ信号ｄａｔａにより知ることができる構成としているが、これは例えば正極端子１７に主電源電圧検出回路（図示せず）を設けて制御回路５３により主電源１１の電圧を検出することで、蓄電装置１５内で自己完結的に主電源１１の状態を求める構成としてもよい。
【００３１】
蓄電部２５が満充電であれば、制御回路５３は蓄電部電圧Ｖｃが前記満充電電圧を維持するように充電回路２１を定電圧制御する。これにより、主電源１１がいつ瞬低を起こしても負荷１３に蓄電部２５の電力を供給することができる。
【００３２】
主電源１１で瞬低が発生すると、前記ダイオードから構成される放電回路２９がオンになる。これは瞬低により主電源１１の電圧が蓄電部電圧Ｖｃより下がるためである。その結果、蓄電部２５の電力が放電回路２９を介して負荷１３に供給される。これにより、電圧検出回路２７で検出された蓄電部電圧Ｖｃが低下していくので、この変化を制御回路５３が検出し、充電回路２１を停止するよう制御信号ｃｏｎｔを出力する。ゆえに、放電回路２９から出力された電流が充電回路２１により蓄電部２５側に逆流する可能性を低減している。
【００３３】
主電源１１の瞬低が回復すると、放電回路２９のカソード側電圧が高くなるので、放電回路２９は自動的にオフになる。従って、蓄電部電圧Ｖｃは放電回路２９がオフになった時点の電圧値をほぼ維持することになる。制御回路５３はこの蓄電部電圧Ｖｃの変化を検出して、蓄電部２５の放電が停止し、かつ主電源１１が正常に動作している状態であれば、充電回路２１により蓄電部２５を再び満充電にするように制御する。
【００３４】
これらの動作を繰り返すことにより、瞬低が発生しても負荷１３を継続して駆動し続けられる。
【００３５】
次に、このような蓄電装置１５において特徴となる蓄電部２５の容量値Ｃの求め方と、その結果による劣化判断動作について説明する。
【００３６】
まず、容量値Ｃの測定原理は従来と同じである。すなわち、蓄電部２５を定電流Ｉｃｓで充電している時の期間ｔｍにおける蓄電部電圧Ｖｃの電圧変化幅ΔＶｃより、
Ｃ＝Ｉｃｓ・ｔｍ／ΔＶｃ                              （１）
を計算することで容量値Ｃが求められる。ここで、定電流Ｉｃｓは既定値であるので、期間ｔｍと電圧変化幅ΔＶｃの求め方を図２により説明する。
【００３７】
図２（ａ）は蓄電部２５の充電時における蓄電部電圧Ｖｃの経時特性図であり、横軸は時刻ｔを、縦軸は蓄電部電圧Ｖｃをそれぞれ示す。蓄電部２５は定電流Ｉｃｓで充電されているので、蓄電部電圧Ｖｃの経時特性は図２（ａ）に示すように直線関係となる。ここで、ある期間ｔｍ（時刻ｔ１から時刻ｔ２まで）の間における電圧変化幅ΔＶｃ（既定第１電圧Ｖｃ１から既定第２電圧Ｖｃ２までの変化幅）を求めれば、（１）式より容量値Ｃが得られる。
【００３８】
次に、本実施の形態１による電圧変化幅ΔＶｃと期間ｔｍの求め方を述べる。本実施の形態１では蓄電部電圧Ｖｃは分圧回路３１により第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２が出力される。これらはそれぞれ同一の基準電圧Ｖｒとともに第１比較器４１と第２比較器４３に入力される。ここで、第１電圧Ｖ１は第１分圧抵抗器３３と第２分圧抵抗器３５の間の電圧であり、第２電圧Ｖ２は第２分圧抵抗器３５と第３分圧抵抗器３６の間の電圧であるので、図１の回路より第１電圧Ｖ１の方が第２電圧Ｖ２より高い電圧値となる。ここで、第１分圧抵抗器３３、第２分圧抵抗器３５および第３分圧抵抗器３６はいずれも固定抵抗器であり、これらの抵抗値は蓄電部電圧Ｖｃが既定第１電圧Ｖｃ１に至った時に第１電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｒに至るように、かつ蓄電部電圧Ｖｃが既定第２電圧Ｖｃ２に至った時に第２電圧Ｖ２が基準電圧Ｖｒに至るようにあらかじめ決定されている。なお、前記抵抗値の決定に際しては、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２が第１比較器４１と第２比較器４３を構成する前記コンパレータの入力許容電圧以内になるよう考慮している。
【００３９】
このように前記抵抗値を決定することで、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２が蓄電部電圧Ｖｃに相当し、既定第１電圧Ｖｃ１と既定第２電圧Ｖｃ２が基準電圧Ｖｒに相当することになる。ゆえに、第１比較器４１には分圧回路３１の第１電圧Ｖ１、および既定第１電圧Ｖｃ１に相当する基準電圧Ｖｒがそれぞれ入力され、蓄電部電圧Ｖｃ（第１電圧Ｖ１に相当）が既定第１電圧Ｖｃ１（基準電圧Ｖｒに相当）に至ると第１比較器４１の出力が反転する。同様に、第２比較器４３には分圧回路３１の第２電圧Ｖ２、および既定第２電圧Ｖｃ２に相当する基準電圧Ｖｒがそれぞれ入力され、蓄電部電圧Ｖｃ（第２電圧Ｖ２に相当）が既定第２電圧Ｖｃ２（基準電圧Ｖｒに相当）に至ると第２比較器４３の出力が反転する。
【００４０】
なお、本実施の形態１では既定第１電圧Ｖｃ１を４５Ｖ、既定第２電圧Ｖｃ２を４７Ｖと決定している。しかし、これらの数値は一例であり定電流Ｉｃｓの大きさや蓄電部２５の満充電電圧等に応じて適宜決定すればよい。但し、バックアップ用の電源として蓄電装置１５を用いる場合、通常はほぼ満充電状態であるので、蓄電部２５の劣化状態を知るために容量値Ｃを測定する場合は、できるだけ満充電電圧近くの既定第１電圧Ｖｃ１および既定第２電圧Ｖｃ２とする方が望ましい。これにより、蓄電装置１５の使用中で容量値Ｃを測定する際に、主電源１１の瞬低が発生しても負荷１３に対し十分な電圧を印加することができる。
【００４１】
第１電圧Ｖ１が第２電圧Ｖ２より高い点、および基準電圧Ｖｒが第１比較器４１と第２比較器４３において同一である点より、蓄電部２５が充電され蓄電部電圧Ｖｃが上昇すると、最初に第１電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｒに至る。これは図２（ａ）の時刻ｔ１に示すように蓄電部電圧Ｖｃが既定第１電圧Ｖｃ１に至ったことに相当する。その結果、第１比較器４１の出力がＬｏからＨｉに反転する。一方、第２電圧Ｖ２は基準電圧Ｖｒに至っていないので、第２比較器４３の出力はＨｉのままである。これは、第２比較器４３における基準電圧Ｖｒがプラス側に入力されており第１比較器４１とは逆であるので、第２比較器４３の出力は第２電圧Ｖ２が基準電圧Ｖｒに至っていなければＨｉとなる。
【００４２】
これらの結果より、前記したように第１比較器４１と第２比較器４３の出力は接続点４５で接続されるとともにプルアップ電圧源４９によりプルアップされているので、第１比較器４１と第２比較器４３の出力が両方ともＨｉの時に接続点４５の電圧、すなわち電圧検出信号ＨＬはＨｉとなる。この様子を図２（ｂ）に示す。なお、図２（ｂ）において、横軸は時刻ｔを、縦軸は電圧検出信号ＨＬをそれぞれ示す。時刻ｔ１で第１電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｒに至ると、電圧検出信号ＨＬはＬｏからＨｉに反転する。
【００４３】
次に、蓄電部２５の充電が進行すると、第２電圧Ｖ２が基準電圧Ｖｒに至る。これは図２（ｂ）の時刻ｔ２に示すように蓄電部電圧Ｖｃが既定第２電圧Ｖｃ２に至ったことに相当する。その結果、第２比較器４３の出力がＨｉからＬｏに反転する。一方、第１電圧Ｖ１は既に基準電圧Ｖｒに至っているので、第１比較器４１の出力はＨｉのままである。これらのことから、第２比較器４３の出力がＬｏとなったので接続点４５の電圧、すなわち電圧検出信号ＨＬはＬｏとなる。この様子を図２（ｂ）に示す。時刻ｔ２で第２電圧Ｖ２が基準電圧Ｖｒに至ると、電圧検出信号ＨＬはＨｉからＬｏに反転する。
【００４４】
ここで、前記したように既定第１電圧Ｖｃ１と既定第２電圧Ｖｃ２はあらかじめ決められているので、電圧変化幅ΔＶｃもあらかじめ求められる。そこで、制御回路５３は図２（ｂ）の電圧検出信号ＨＬの反転から期間ｔｍを求める。具体的には時刻ｔ１で電圧検出信号ＨＬが反転してから時刻ｔ２で再び反転するまでを制御回路５３に内蔵したカウンタで計測することで、期間ｔｍを求めている。なお、この期間ｔｍは第１比較器４１の出力が反転してから第２比較器４３の出力が反転するまでの期間と同じことである。
【００４５】
このようにして期間ｔｍが求まると、既定値である定電流Ｉｃｓおよび電圧変化幅ΔＶｃとともに（１）式に代入することで蓄電部２５の容量値Ｃを求めることができる。この容量値Ｃは劣化とともに小さくなるので、容量値Ｃがあらかじめ決められた劣化限界値以下であれば蓄電部２５が劣化していると判断できる。
【００４６】
このようにして容量値（Ｃ）を求めると次の理由で高精度化が可能になる。まず、制御回路５３は期間ｔｍのみを計測すればよく、そのために前記マイクロコンピュータのカウンタを用いるが、前記カウンタの分解能は前記マイクロコンピュータのクロック周波数程度となるため、期間ｔｍの計測精度は従来の１０ビットのＡ−Ｄ変換器の精度に比べ極めて高い。次に、第１分圧抵抗器３３、第２分圧抵抗器３５および第３分圧抵抗器３６の抵抗値が例えば環境温度により変化すると、それに応じて第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２も変化するが、その変化幅はほぼ等しい。すなわち、例えば第１電圧Ｖ１が変化して第１電圧Ｖ１から逆算される既定第１電圧Ｖｃ１が４５Ｖから４５．２Ｖに変化したとしても、第２電圧Ｖ２も変化するので、逆算した既定第２電圧Ｖｃ２は４７Ｖから４７．２Ｖに変化することになる。従って、電圧変化幅ΔＶｃは変化前後でいずれも２Ｖのまま安定している。同様に、基準電圧Ｖｒが変化しても第１比較器４１と第２比較器４３の両方に入力されているので、電圧検出信号ＨＬの反転時刻が変化するものの期間ｔｍは一定となる。従って、容量値Ｃを求める際に蓄電部電圧Ｖｃの検出を直接行なわず、既定第１電圧Ｖｃ１と既定第２電圧Ｖｃ２に至ったか否かを２値の信号（電圧検出信号ＨＬ）で求めるだけなので、従来のＡ−Ｄ変換器の誤差要因がなく高精度に容量値Ｃを求めることが可能となる。
【００４７】
ここで、上記のようにして容量値Ｃを求めるための回路構成は、図１に示すように分圧回路３１、第１比較器４１、第２比較器４３、プルアップ抵抗器４７およびプルアップ電圧源４９から構成されるので、極めて簡易な回路からなる。従って、簡易な回路構成で高精度に蓄電部２５の容量値Ｃを求めることができる。
【００４８】
なお、さらなる高精度化の構成として、第１分圧抵抗器３３、第２分圧抵抗器３５および第３分圧抵抗器３６の抵抗値が環境温度に応じていっそう同様に変化するようにするため、例えば同一の回路基板上に、互いに近い位置にこれら３個の抵抗器を実装する構成とすればよい。なお、基準電圧源３７やプルアップ電圧源４９はそれぞれ１つしかないので必ずしも同一回路基板上に実装する必要はないが、回路基板の１枚化による蓄電装置１５の構造簡易化や小型化の観点からは同一回路基板への実装が望ましい。
【００４９】
次に、このような蓄電装置１５の容量値Ｃを求めて劣化を判断する動作を図３のフローチャートにより説明する。なお、図３のフローチャートは制御回路５３に内蔵したソフトウエアのメインルーチン（図示せず）から必要に応じて実行されるサブルーチンとして示した。
【００５０】
定電流Ｉｃｓによる蓄電部２５の充電中に図３のサブルーチンが実行されると、まず制御回路５３は入力ポート５５の状態を監視する（ステップ番号Ｓ１１）。次に、入力ポート５５に入力される電圧検出信号ＨＬがＬｏからＨｉに反転したか否かを判断する（Ｓ１３）。もし反転していなければ（Ｓ１３のＮｏ）、Ｓ１１に戻り入力ポート５５の状態監視を継続する。
【００５１】
一方、電圧検出信号ＨＬが反転すれば（Ｓ１３のＹｅｓ）、第１電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｒに至った状態である。これにより制御回路５３は電圧検出信号ＨＬが一旦反転すると、第１比較器４１がチャタリングを起こして反転を繰り返しても、以後の動作において図３のサブルーチンが終了するまで無視するようにしている。このように動作することで、電圧検出信号ＨＬに対しソフトウエア的にヒステリシスを持たせている。なお、前記ヒステリシスはハードウエア的に一旦電圧が反転すれば既定の電圧幅を超えるまで再度反転させないようにしてもよい。
【００５２】
Ｓ１３のＹｅｓで第１電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｒに至ると、制御回路５３は前記マイクロコンピュータに内蔵したカウンタをスタートさせる（Ｓ１５）。なお、図３のフローチャートでは電圧検出信号ＨＬが反転するまではＳ１１とＳ１３の動作を繰り返すように動作しているが、この動作の途中で電圧検出信号ＨＬが反転すると僅かではあるがカウンタのスタートにずれが生じる。従って、さらなる高精度な容量値Ｃを求める場合は、電圧検出信号ＨＬが反転することにより割り込みを発生させ、割り込み先でカウンタをスタートするようにすればよい。
【００５３】
次に、再び入力ポート５５の状態を監視し（Ｓ１７）、入力ポート５５に入力される電圧検出信号ＨＬがＨｉからＬｏに反転したか否かを判断する（Ｓ１９）。もし反転していなければ（Ｓ１９のＮｏ）、Ｓ１７に戻り入力ポート５５の状態監視を継続する。
【００５４】
一方、電圧検出信号ＨＬが反転すれば（Ｓ１９のＹｅｓ）、第２電圧Ｖ２が基準電圧Ｖｒに至ったと判断する。なお、この動作も上記したようにソフトウエア的なヒステリシスを持たせている。Ｓ１９でＹｅｓになることにより、制御回路５３は前記カウンタをストップさせる（Ｓ２１）。なお、高精度な容量値Ｃが必要な場合には、上記したように電圧検出信号ＨＬの反転による割り込みを発生させ、割り込み先でカウンタをストップするようにすればよい。その後、前記カウンタの値は期間ｔｍと比例するので、カウンタ値と時間との間の既知の比例定数より期間ｔｍを求める（Ｓ２３）。
【００５５】
次に、制御回路５３は求めた期間ｔｍを用いて、（１）式より蓄電部２５の容量値Ｃを求める（Ｓ２５）。ここで、既定値である定電流Ｉｃｓおよび電圧変化幅ΔＶｃはあらかじめ前記マイクロコンピュータのメモリに記憶されている。
【００５６】
なお、本実施の形態１では定電流Ｉｃｓの値を前記メモリに記憶しているが、これは電流検出回路２３によって都度電流Ｉｃを測定するようにしてもよい。この場合は実際の電流値を用いて容量値Ｃを求めることができるので、さらなる高精度化が図れる。
【００５７】
その後、制御回路５３は温度センサ５１より温度Ｔを求める（Ｓ２７）。次に、あらかじめ前記メモリに内蔵された温度Ｔと容量値Ｃとの相関から容量値Ｃを補正する（Ｓ２９）。ここで、容量値Ｃは温度Ｔが下がると緩やかに低下する非線形の相関関係を有する。従って、現在の温度Ｔから前記相関関係により容量値Ｃの変化率を求め、Ｓ２５で計算した容量値Ｃに前記変化率を乗じることで温度Ｔによる容量値Ｃの補正を行なっている。このように温度補正を行なうことで次に述べる劣化判断の精度が向上する。
【００５８】
次に、制御回路５３は温度補正した容量値Ｃと劣化限界値を比較する（Ｓ３１）。ここで、劣化限界値は蓄電装置１５としてこれ以上使用できない限界の容量値のことで、蓄電装置１５や負荷１３等の仕様に応じてあらかじめ決定され、前記メモリに記憶されている。なお、既述したように容量値Ｃは劣化とともに小さくなるので、もし容量値Ｃが劣化限界値以下であれば、蓄電部２５が劣化したと判断する（Ｓ３１のＹｅｓ）。この場合、制御回路５３は蓄電部２５の劣化信号をデータ信号ｄａｔａとして外部制御回路５９に出力し（Ｓ３３）、その後、図３のサブルーチンを終了し前記メインルーチンに戻る。この劣化信号を受け、外部制御回路５９は警告を発するなどの動作を行なうことで、蓄電部２５、あるいは蓄電装置１５の交換を促す。
【００５９】
一方、容量値Ｃが劣化限界値より大きければ（Ｓ３１のＮｏ）、蓄電部２５は劣化していないので、そのまま図３のサブルーチンを終了し前記メインルーチンに戻る。
【００６０】
このような動作を蓄電部２５の充電毎に繰り返すことにより、蓄電部２５の劣化を高精度に判断できるので、蓄電装置１５の信頼性が高まる。
【００６１】
なお、図３のサブルーチンの実行中、すなわち容量値Ｃを求め蓄電部２５の劣化判断を行なう動作中に、主電源１１が瞬低を起こす等により定電流Ｉｃｓでの蓄電部２５の充電が途切れた場合、制御回路５３は容量値Ｃを求める動作を停止する。具体的には、制御回路５３は電流検出回路２３により電流Ｉｃを検出しているので、主電源１１の瞬低が発生すると電流Ｉｃも一瞬変化する。この変化を検出すると、制御回路５３は図３のサブルーチンの実行を直ちに停止するよう割り込みをかける。これにより、容量値Ｃを求める動作を停止している。このような動作を行なう理由は、瞬低が発生すると蓄電部電圧Ｖｃが既定第１電圧Ｖｃ１から既定第２電圧Ｖｃ２に至るまでの期間ｔｍに誤差が発生するためである。従って、容量値Ｃを求める動作を停止することで、容量値Ｃの誤差を低減し劣化判断の高精度化を図ることができる。なお、瞬低発生の判断は電流Ｉｃの変化に限定されるものではなく、蓄電部電圧Ｖｃを電圧検出回路２７で検出し、その変化から瞬低発生を判断するようにしてもよい。
【００６２】
以上の構成、動作により、簡単な構成で高精度に蓄電部２５の容量値Ｃを検出可能な蓄電装置１５を実現できる。
【００６３】
なお、本実施の形態１ではプルアップ電圧源４９を独立して設けているが、これは例えば第１比較器４１や第２比較器４３の駆動電圧源（図示せず）と共用する構成としてもよい。この場合は独立してプルアップ電圧源４９を設ける必要がなくなるので、さらに簡易な回路構成とすることができる。
【００６４】
また、制御回路５３において、内部でプルアップ電圧源４９とプルアップ抵抗器４７の直列回路が入力ポート５５に接続されている構成の前記マイクロコンピュータを用いてもよい。この場合はプルアップ電圧源４９とプルアップ抵抗器４７の両方が不要となり、さらに簡易な回路構成とすることができる。
【００６５】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における蓄電装置のブロック回路図である。なお、図４において太線は電力系配線を、細線は信号系配線をそれぞれ示す。
【００６６】
図４において、図１と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。すなわち、本実施の形態２における特徴となる構成は以下の点である。
【００６７】
１）分圧回路３１において、第２分圧抵抗器３５を外し、第１分圧抵抗器３３と第３分圧抵抗器３６を直列接続する構成とした。
【００６８】
２）第１比較器４１と第２比較器４３には、第１分圧抵抗器３３と第３分圧抵抗器３６の間の電圧が入力される構成とした。従って、分圧回路３１から第１比較器４１と第２比較器４３に入力される電圧は等しくなる（第１電圧Ｖ１＝第２電圧Ｖ２）。
【００６９】
３）基準電圧源３７の正極側とグランドの間に２個の直列接続された基準電圧分圧抵抗器６１を設けた。
【００７０】
４）２個の基準電圧分圧抵抗器６１の間の電圧（以下、第１基準電圧Ｖｒ１と呼ぶ）が第１比較器４１に入力される構成とした。
【００７１】
上記以外の構成は図１と同じである。なお、図４において第１比較器４１と第２比較器４３の位置が異なる点に注意が必要である。また、実施の形態１で述べた第２比較器４３に入力される基準電圧Ｖｒを本実施の形態２では第２基準電圧Ｖｒ２と呼ぶ。従って、基準電圧Ｖｒと第２基準電圧Ｖｒ２は等しい。
【００７２】
図４の構成を図１の構成と比較すると、分圧回路３１から第１比較器４１と第２比較器４３に入力される電圧が等しくなるようにし、基準電圧源３７から第１比較器４１と第２比較器４３に入力される電圧が異なるようにしたことになる。従って、本実施の形態２において第１比較器４１と第２比較器４３の出力が反転する動作は次のようになる。
【００７３】
まず、第２比較器４３に入力される第２基準電圧Ｖｒ２は基準電圧Ｖｒと等しいので、実施の形態１と同様にして第１分圧抵抗器３３と第３分圧抵抗器３６の抵抗値は蓄電部電圧Ｖｃが既定第２電圧Ｖｃ２に至った時に第２電圧Ｖ２が第２基準電圧Ｖｒ２に至るようにあらかじめ決定される。この際、第２電圧Ｖ２が第２比較器４３を構成する前記コンパレータの入力許容電圧以内になるよう考慮している。
【００７４】
次に、第１比較器４１に入力される第１電圧Ｖ１は第２電圧Ｖ２と等しいことから、蓄電部電圧Ｖｃが既定第１電圧Ｖｃ１に至った時に第１電圧Ｖ１が第１基準電圧Ｖｒ１に至るように２個の基準電圧分圧抵抗器６１の抵抗値が決定される。ここで、図４の回路より明らかなように第１基準電圧Ｖｒ１は第２基準電圧Ｖｒ２（＝基準電圧Ｖｒ）より低いので、第１比較器４１の出力が第２比較器４３の出力より先に反転する。
【００７５】
このようにして第１分圧抵抗器３３、第３分圧抵抗器３６および２個の基準電圧分圧抵抗器６１の抵抗値を決定することで、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２（両者は等しい）が蓄電部電圧Ｖｃに相当し、既定第１電圧Ｖｃ１と既定第２電圧Ｖｃ２がそれぞれ第１基準電圧Ｖｒ１と第２基準電圧Ｖｒ２に相当することになる。ゆえに、第１比較器４１には分圧回路３１の第１電圧Ｖ１、および既定第１電圧Ｖｃ１に相当する第１基準電圧Ｖｒ１がそれぞれ入力され、蓄電部電圧Ｖｃ（第１電圧Ｖ１に相当）が既定第１電圧Ｖｃ１（第１基準電圧Ｖｒ１に相当）に至ると第１比較器４１の出力が反転する。同様に、第２比較器４３には分圧回路３１の第２電圧Ｖ２、および既定第２電圧Ｖｃ２に相当する第２基準電圧Ｖｒ２がそれぞれ入力され、蓄電部電圧Ｖｃ（第２電圧Ｖ２に相当）が既定第２電圧Ｖｃ２（第２基準電圧Ｖｒ２に相当）に至ると第２比較器４３の出力が反転する。
【００７６】
このような構成の蓄電装置１５において、容量値Ｃを求める動作は実施の形態１の図３と同じである。また、図３のサブルーチン実行中に瞬低が発生した場合に容量値Ｃを求める動作を停止する点も実施の形態１と同じである。従って、実施の形態１と同様に高精度な容量値Ｃの検出、および蓄電部２５の劣化判断が可能となる。
【００７７】
なお、図４の構成とすることで図１に比べて分圧回路３１に用いる抵抗器の数が３個から２個に減る。従って、図１では３個の抵抗器が環境温度に対して同様に抵抗値が変化するように、例えば同一回路基板上に互いに近い位置に配置する構成を述べたが、図４の構成では２個の抵抗器に対して環境温度に応じ同様の抵抗値変化をするように配置すればよいので、回路基板上の抵抗器等の部品配置における設計自由度が増す。但し、２個の基準電圧分圧抵抗器６１も環境温度に応じ同様の抵抗値変化をするよう配置を考慮する必要があるが、必ずしも分圧回路３１に用いる抵抗器と２個の基準電圧分圧抵抗器６１とを全て同一回路基板上に互いに近い位置に配置する必要はない。
【００７８】
以上の構成、動作により、簡単な構成で高精度に蓄電部２５の容量値Ｃを検出可能な蓄電装置１５を実現できる。
【００７９】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３における蓄電装置のブロック回路図である。なお、図５において太線は電力系配線を、細線は信号系配線をそれぞれ示す。
【００８０】
図５において、図４と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。すなわち、実施の形態２の構成に対する本実施の形態３における特徴となる構成は以下の点である。
【００８１】
１）分圧回路３１を廃した。
【００８２】
２）第１比較器４１と第２比較器４３には、蓄電部電圧Ｖｃを直接入力される構成とした。従って、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２は蓄電部電圧Ｖｃと等しくなる。
【００８３】
３）第１比較器４１と第２比較器４３に蓄電部電圧Ｖｃを直接入力するために第１比較器４１と第２比較器４３の前記コンパレータを高耐電圧タイプのものにした。
【００８４】
４）基準電圧源３７の基準電圧Ｖｒ（＝第２基準電圧Ｖｒ２）を４７Ｖと高電圧化した。従って、第２基準電圧Ｖｒ２は既定第２電圧Ｖｃ２と等しくなる。
【００８５】
５）２個の基準電圧分圧抵抗器６１の間の電圧（第１基準電圧Ｖｒ１）が４５Ｖになるように２個の基準電圧分圧抵抗器６１の抵抗値をそれぞれ決定した。従って、第１基準電圧Ｖｒ１は既定第１電圧Ｖｃ１と等しくなる。
【００８６】
上記以外の構成は図４と同じである。
【００８７】
以上の構成上の変更により、本実施の形態３において第１比較器４１と第２比較器４３の出力が反転する動作は次のようになる。
【００８８】
まず、第１比較器４１には第１電圧Ｖ１（＝蓄電部電圧Ｖｃ）、および第１基準電圧Ｖｒ１（＝既定第１電圧Ｖｃ１）がそれぞれ入力される。従って、蓄電部電圧Ｖｃ（＝第１電圧Ｖ１）が既定第１電圧Ｖｃ１（＝第１基準電圧Ｖｒ１）に至ると第１比較器４１の出力が反転する。次に、第２比較器４３には第２電圧Ｖ２（＝蓄電部電圧Ｖｃ）、および第２基準電圧Ｖｒ２（＝既定第２電圧Ｖｃ２）がそれぞれ入力される。従って、蓄電部電圧Ｖｃ（＝第２電圧Ｖ２）が既定第２電圧Ｖｃ２（＝第２基準電圧Ｖｒ２）に至ると第２比較器４３の出力が反転する。
【００８９】
このような構成の蓄電装置１５において、容量値Ｃを求める動作は実施の形態１の図３と同じである。また、図３のサブルーチン実行中に瞬低が発生した場合に容量値Ｃを求める動作を停止する点も実施の形態１と同じである。従って、実施の形態１と同様に高精度な容量値Ｃの検出、および蓄電部２５の劣化判断が可能となる。
【００９０】
なお、図５の構成とすることで図４に比べて分圧回路３１が不要となるので、さらに簡易な回路構成とすることができる。但し、高電圧を直接入力できる高価な前記コンパレータが必要となる。また、２個の基準電圧分圧抵抗器６１に対し環境温度に応じて同様の抵抗値変化をするよう配置を考慮する方が望ましい点は実施の形態２と同様である。
【００９１】
以上の構成、動作により、簡単な構成で高精度に蓄電部２５の容量値Ｃを検出可能な蓄電装置１５を実現できる。
【００９２】
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４における蓄電装置のブロック回路図である。図７は、実施の形態４における蓄電装置の容量値を求め劣化判断を行なう動作のフローチャートである。なお、図６において太線は電力系配線を、細線は信号系配線をそれぞれ示す。
【００９３】
図６において、図１と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。すなわち、実施の形態１の構成に対する本実施の形態４における特徴となる構成は以下の点である。
【００９４】
１）第１比較器４１の出力を制御回路５３の第１入力ポート６３に、第２比較器４３の出力を制御回路５３の第２入力ポート６５に、それぞれ接続した。
【００９５】
２）プルアップ抵抗器４７とプルアップ電圧源４９を廃した。
【００９６】
３）上記より第１比較器４１と第２比較器４３の出力がプルアップされないので、第１比較器４１と第２比較器４３をコンパレータからオペアンプに変更した。
【００９７】
上記以外の構成は図１と同じである。
【００９８】
以上の構成上の変更によっても、第１比較器４１と第２比較器４３の出力が反転する動作は実施の形態１と同じである。従って、蓄電部２５の充電進行とともに、まず第１比較器４１の出力（以下、第１電圧検出信号ＨＬ１と呼ぶ）が反転し、次に第２比較器４３の出力（以下、第２電圧検出信号ＨＬ２と呼ぶ）が反転する。但し、本実施の形態４では２つの信号が独立して制御回路５３に入力されるので、蓄電部２５の容量値Ｃを求め劣化判断を行なう動作において実施の形態１と異なる点がある。そこで、この相違点を中心に図７のフローチャート（サブルーチン）を用いて動作を説明する。なお、図７のフローチャートで図３のフローチャートと同一の動作を行なう部分には同一のステップ番号を付して詳細な説明を省略する。
【００９９】
図７のサブルーチンが実行されると、制御回路５３はまず第１入力ポート６３の状態を監視する（Ｓ５１）。次に、第１入力ポート６３に入力される第１電圧検出信号ＨＬ１がＬｏからＨｉに反転したか否かを判断する（Ｓ５３）。もし反転していなければ（Ｓ５３のＮｏ）、Ｓ５１に戻り第１入力ポート６３の状態監視を継続する。
【０１００】
一方、第１電圧検出信号ＨＬ１が反転すれば（Ｓ５３のＹｅｓ）、第１電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｒに至ったので前記マイクロコンピュータに内蔵したカウンタをスタートさせる（Ｓ５５）。次に、第２入力ポート６５の状態を監視し（Ｓ５７）、第２入力ポート６５に入力される第２電圧検出信号ＨＬ２がＨｉからＬｏに反転したか否かを判断する（Ｓ５９）。もし反転していなければ（Ｓ５９のＮｏ）、Ｓ５７に戻り第２入力ポート６５の状態監視を継続する。
【０１０１】
一方、第２電圧検出信号ＨＬ２が反転すれば（Ｓ５９のＹｅｓ）、第２電圧Ｖ２が基準電圧Ｖｒに至ったので前記カウンタをストップさせる（Ｓ２１）。Ｓ２１以下の動作は図３と同じであるため説明を省略する。また、図７のサブルーチン実行中に瞬低が発生した場合に容量値Ｃを求める動作を停止する点も実施の形態１と同じである。さらに、図３のサブルーチンと同様に、第１電圧検出信号ＨＬ１や第２電圧検出信号ＨＬ２の反転判断にヒステリシスを設けたり、反転発生時に割り込みによりカウンタのスタートやストップを行なうようにしてもよい。
【０１０２】
このような動作によっても高精度に蓄電部２５の容量値Ｃを求め、劣化判断を行なうことができる。
【０１０３】
なお、本実施の形態４の構成とすることで実施の形態１と比べプルアップ抵抗器４７とプルアップ電圧源４９が不要となるため、さらに簡易な回路構成とすることができる。但し、制御回路５３の入力ポートを２系統使用するため、入力ポート数に余裕があるか否かで実施の形態１の構成とするか、本実施の形態４の構成とするかを適宜決定すればよい。
【０１０４】
以上の構成、動作により、簡単な構成で高精度に蓄電部２５の容量値Ｃを検出可能な蓄電装置１５を実現できる。
【０１０５】
なお、分圧回路３１における３個の抵抗器に対し環境温度に応じて同様の抵抗値変化をするよう配置を考慮する方が望ましい点は実施の形態１と同様である。
【０１０６】
また、本実施の形態４において、実施の形態２と同様に分圧回路３１を２個の抵抗器で簡略化するとともに、基準電圧源３７に２個の基準電圧分圧抵抗器６１を設ける構成としてもよい。この際の効果は実施の形態２と同様である。
【０１０７】
また、本実施の形態４では第１入力ポート６３と第２入力ポート６５が独立しているので、第１比較器４１と第２比較器４３の出力が逆になっていてもよい。すなわち、第１電圧検出信号ＨＬ１がＬｏからＨｉに反転するように構成してもＨｉからＬｏに反転するように構成してもよい。第２電圧検出信号ＨＬ２においても同様である。従って、第１電圧検出信号ＨＬ１と第２電圧検出信号ＨＬ２の出力反転は任意の組み合わせで選択すればよい。
【０１０８】
（実施の形態５）
図８は、本発明の実施の形態５における蓄電装置のブロック回路図である。なお、図８において太線は電力系配線を、細線は信号系配線をそれぞれ示す。
【０１０９】
図８において、図５、および図６と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。すなわち、本実施の形態５における特徴となる構成は実施の形態４の構成に対し、分圧回路３１を廃するとともに実施の形態３における基準電圧源３７に２個の基準電圧分圧抵抗器６１を設ける構成を組み合わせた点である。従って、第１比較器４１と第２比較器４３には蓄電部電圧Ｖｃが直接入力されるので、これらの前記オペアンプを高耐電圧タイプのものとしている。また、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２は蓄電部電圧Ｖｃと等しくなる。さらに、第２基準電圧Ｖｒ２を４７Ｖに高電圧化し、第１基準電圧Ｖｒ１が４５Ｖになるように２個の基準電圧分圧抵抗器６１の抵抗値をそれぞれ決定している。従って、第１基準電圧Ｖｒ１は既定第１電圧Ｖｃ１と、第２基準電圧Ｖｒ２は既定第２電圧Ｖｃ２と、それぞれ等しくなる。上記以外の構成は図６と同じである。
【０１１０】
また、本実施の形態５における第１比較器４１と第２比較器４３の出力が反転する動作は実施の形態３と同様である。すなわち、第１比較器４１には第１電圧Ｖ１（＝蓄電部電圧Ｖｃ）、および第１基準電圧Ｖｒ１（＝既定第１電圧Ｖｃ１）がそれぞれ入力される。従って、蓄電部電圧Ｖｃ（＝第１電圧Ｖ１）が既定第１電圧Ｖｃ１（＝第１基準電圧Ｖｒ１）に至ると第１比較器４１の出力が反転する。この出力が第１電圧検出信号ＨＬ１として第１入力ポート６３に入力される。また、第２比較器４３には第２電圧Ｖ２（＝蓄電部電圧Ｖｃ）、および第２基準電圧Ｖｒ２（＝既定第２電圧Ｖｃ２）がそれぞれ入力される。従って、蓄電部電圧Ｖｃ（＝第２電圧Ｖ２）が既定第２電圧Ｖｃ２（＝第２基準電圧Ｖｒ２）に至ると第２比較器４３の出力が反転する。この出力が第２電圧検出信号ＨＬ２として第２入力ポート６５に入力される。
【０１１１】
従って、このような構成の蓄電装置１５における容量値Ｃを求める動作は実施の形態４の図７と同じである。また、図７のサブルーチン実行中に瞬低が発生した場合に容量値Ｃを求める動作を停止する点も実施の形態１と同じである。ゆえに、実施の形態４と同様に高精度な容量値Ｃの検出、および蓄電部２５の劣化判断が可能となる。
【０１１２】
なお、図８の構成とすることで分圧回路３１もプルアップ抵抗器４７とプルアップ電圧源４９も不要となるので、極めて簡易な回路構成で高精度に容量値Ｃの検出が可能となる。但し、制御回路５３における入力ポート数の余裕と高耐電圧オペアンプへのコスト的余裕が必要となる。また、２個の基準電圧分圧抵抗器６１に対し環境温度に応じて同様の抵抗値変化をするよう配置を考慮する方が望ましい点は実施の形態２と同様である。また、第１電圧検出信号ＨＬ１と第２電圧検出信号ＨＬ２の出力反転を任意の組み合わせで選択してもよい点は実施の形態４と同様である。
【０１１３】
以上の構成、動作により、簡単な構成で高精度に蓄電部２５の容量値Ｃを検出可能な蓄電装置１５を実現できる。
【０１１４】
なお、実施の形態１〜５において、第１比較器４１と第２比較器４３の入力端子の極性は一例であり、それぞれが逆転していてもよい。この場合は第１比較器４１と第２比較器４３の出力における反転方向が逆になるので、制御回路５３における電圧検出信号ＨＬの反転判断を逆にする必要がある。また、この際に回路構成によっては分圧回路３１の抵抗値や基準電圧分圧抵抗器６１の抵抗値を変更する必要がある。
【０１１５】
また、実施の形態１〜５において、温度センサ５１を設ける構成を示したが、これは例えば蓄電装置１５を非常用電源として使用する場合のように環境温度の変化が小さければ温度センサ５１を設けない構成としてもよい。この場合は求めた容量値Ｃの温度補正をせずに劣化判断を行なう動作となる。
【０１１６】
また、実施の形態１〜５において、容量値Ｃを求め劣化判断を行なう動作を蓄電部２５の定電流Ｉｃｓによる充電時に行なっているが、これは蓄電部２５と並列に定電流Ｉｃｓでの放電が可能な定電流放電回路（図示せず）を設け、定電流Ｉｃｓでの放電中に容量値Ｃを求め劣化判断を行なうようにしてもよい。この場合、図２（ａ）の蓄電部電圧Ｖｃの経時特性の傾きが右下がりの直線になるものの、容量値Ｃの求め方は実施の形態１〜５と同様である。このような前記定電流放電回路を設ける構成は、例えば蓄電部２５の充電回路２１が主電源１１側に設けられており、蓄電装置１５内で定電流充電の制御ができない場合で、容量値Ｃから劣化判断を行ないたい際に効果的である。なお、この場合も放電中に瞬低が発生すれば、容量値Ｃを求める動作を停止するように制御することで、さらに高精度な劣化判断が可能となる。
【０１１７】
また、実施の形態１〜５において、蓄電部２５には電気二重層キャパシタを用いたが、これは電気化学キャパシタ等の他のキャパシタでもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明にかかる蓄電装置は、簡単な構成で高精度に蓄電部の容量値を求めることができ劣化判断が可能となるので、特に主電源の電圧低下時に蓄電部から電力を供給する蓄電装置等として有用である。
【符号の説明】
【０１１９】
２１  充電回路
２５  蓄電部
３１  分圧回路
３７  基準電圧源
４１  第１比較器
４３  第２比較器
４５  接続点
４７  プルアップ抵抗器
４９  プルアップ電圧源
５１  温度センサ
５３  制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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