(57)【要約】【課題】電気二重層キャパシタの劣化を短時間で、かつ、簡単に検知できるようにする。【解決手段】フル充電された電気二重層キャパシタ１１に放電抵抗Ｒｄを接続して、その放電抵抗Ｒｄを所定時間接続した後の電圧を測定する。そして、その測定した電圧と電気二重層キャパシタ１１の放電特性に基づいて寿命を判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フル充電された電気二重層キャパシタに放電抵抗を接続し、その放電抵抗を所定時間接続した後に電気二重層キャパシタの端子電圧を測定して、その測定した端子電圧とフル充電された電気二重層キャパシタの該放電抵抗についての寿命判断の基準となる放電特性における該所定時間経過後の残電圧とを比較して寿命を判定する電気二重層キャパシタの診断方法。
【請求項２】
フル充電された電気二重層キャパシタが負荷に所定時間接続されて作動した際、その所定時間後の電気二重層キャパシタの端子電圧を測定して、その測定した端子電圧と、フル充電された電気二重層キャパシタの該負荷についての寿命判断の基準となる放電特性における該所定時間経過時の残電圧とを比較して寿命を判定する電気二重層キャパシタの診断方法。
【請求項３】
フル充電された電気二重層キャパシタの所定負荷についての放電特性と、フル充電された電気二重層キャパシタの該所定負荷についての寿命判断の基準となる放電特性とを比較して寿命を判定する電気二重層キャパシタの診断方法。
【請求項４】
電気二重層キャパシタを充電回路または放電抵抗と接続するスイッチ手段と、前記スイッチ手段によってフル充電された電気二重層キャパシタが充電回路から放電抵抗へ接続が切り換えられてから所定時間経過後の電気二重層キャパシタの端子電圧と、フル充電された電気二重層キャパシタの該放電抵抗についての寿命判断の基準となる放電特性における該所定時間経過時の残電圧とを比較する電圧検出手段とを備え、該比較結果から電気二重層キャパシタの寿命を判定する劣化検出装置。
【請求項５】
電気二重層キャパシタの充電回路と放電抵抗との接続を所定の期間ごとに切り換えるインターバルタイマ手段と、該インターバルタイマ手段が充電回路と接続してフル充電した電気二重層キャパシタの該放電抵抗についての寿命判断の基準となる放電特性における該所定時間経過時の残電圧とを比較する電圧検出手段とを備え、該比較結果から電気二重層キャパシタの寿命を判定する劣化検出装置。
【請求項６】
フル充電された電気二重層キャパシタが負荷に所定時間接続された後の端子電圧と、フル充電された電気二重層キャパシタの該負荷についての寿命判断の基準となる放電特性における該所定時間経過時の残電圧とを比較する電圧検出手段と、該電気二重層キャパシタを該所定時間該負荷に接続した後、該電圧検出手段に接続を切り換えるスイッチ手段とを備え、該比較結果から電気二重層キャパシタの寿命を判定する劣化検出装置。
【請求項７】
電気二重層キャパシタを弁体の作動モータのバックアップ電源として備え、そのバックアップ電源に上記請求項４、５または６のいずれかに記載の劣化検出装置を設けた緊急遮断弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気二重層キャパシタの寿命を判定する電気二重層キャパシタの診断方法とその方法を用いた劣化検出装置及び緊急遮断弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層キャパシタは、電解液と電極との間に形成される電気二重層に電荷を蓄える構造で、二次電池のように化学反応を利用したものではない。そのため、物理的な蓄電方法を採用したものなので充電時間が短くて済み、しかも、ほとんどメンテナンスを必要とせずに長期間繰り返し使用できるというものである。
【０００３】
したがって、電気二重層キャパシタは、二次電池に比べて故障を起こす可能性は遙に小さいと考えられている。しかし、故障を起こす可能性は小さいが皆無とは言えず、例えば電解液、電極の劣化やケースの破損などで機能が低下して異常を起こすことがある。特に、電気二重層キャパシタセルを積層化した場合は、一つのセルが故障しても不都合を生じてしまうので故障のリスクを増大させる問題がある。
【０００４】
このような、問題を解決する一つの方法として〔特許文献１〕には、電気二重層キャパシタの「跳ね返り電圧」によって異常を検出する劣化検知装置が記載されている。
【０００５】
この検知装置は、ハイブリッド車両の電動アシストに用いられる電気二重層キャパシタの劣化を検知するために考えられたもので、アシスト中に電気二重層キャパシタの端子間電圧が下限検知基準電圧に達した時点で電気二重層キャパシタの放電を停止して、このとき生じる「跳ね返り電圧」のレベル変化に基づき、電気二重層キャパシタの劣化状態の判定を行おうとするものである。
【０００６】
すなわち、電気二重層キャパシタの端子間電圧は、放電中に徐々に低下するが、例えば、図１２（ａ）のように放電を停止すると、逆に上昇する方向に「跳ね返り電圧」が発生する。この「跳ね返り電圧」は時間の経過とともに、ほぼ一定の電圧に落ち着くという性質がある。したがって、この跳ね返り電圧が予め設定した劣化検出電圧Ｖｘに達すると劣化したと見なすのである。
【０００７】
また、この「跳ね返り電圧」は、図１２（ｂ）に示すように、充電中に時刻ｔ11で充電を停止すると、逆に下降する方向に発生して時間の経過とともにほぼ一定の電圧に落ち着く。したがって、減速走行中（充電中）に電気二重層キャパシタの端子間電圧が上限検知基準電圧ＶULに達した時点で電気二重層キャパシタの充電を停止し、このとき生じる「跳ね返り電圧」のレベル変化に基づいて電気二重層キャパシタの劣化状態の判定を行うこともできる。
【特許文献１】特開２００１−２９７９５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の方法は、例えば、停電時のバックアップ電源として使用される電気二重層キャパシタの劣化を検出するには不都合がある。
【０００９】
すなわち、上記の方法のように、例えばバックアップ電源として充電された電気二重層キャパシタを放電させて下限検知基準電圧に達した際に放電を停止して、このとき生じる「跳ね返り電圧」が一定の電圧に落ち着いてから測定するようにすると、判定を下すまでに、「放電」のための時間＋「跳ね返り電圧が一定の電圧に落ち着く」ための時間が必要になる。また、充電中に電気二重層キャパシタの端子間電圧が上限検知基準電圧に達することを検出して「跳ね返り電圧」を検出する場合では、バックアップ電源の電気二重層キャパシタは常時充電しているので検査のためには一度放電しなければならず（上記のものは、充放電を繰り返す走行中（作動中）の電気二重層キャパシタの異常を検出するためのものなので）、検知のためには、「充電」のための時間＋「放電」のための時間＋「跳ね返り電圧が一定の電圧に落ち着く」ための時間が必要になる。
【００１０】
このように、「跳ね返り電圧」を用いるためには、「放電」のための時間＋「跳ね返り電圧が一定の電圧に落ち着く」ための時間、あるいは、「充電」のための時間＋「放電」のための時間＋「跳ね返り電圧が一定の電圧に落ち着く」ための時間を必要とする。しかし、バックアップ用の電源は判定を下すまでの空白時間、すなわち、バックアップ電源が使えない時間はできるだけ短くしたいという課題がある。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、電気二重層キャパシタの劣化を短時間で、かつ、簡単に検知できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、この発明では、フル充電された電気二重層キャパシタに放電抵抗を接続し、その放電抵抗を所定時間接続した後に電気二重層キャパシタの端子電圧を測定して、その測定した端子電圧とフル充電された電気二重層キャパシタの該放電抵抗についての寿命判断の基準となる放電特性における該所定時間経過後の残電圧とを比較して寿命を判定するという方法を採用したのである。
【００１３】
フル充電された電気二重層キャパシタの新品や正常品と劣化品とでは、放電時の電圧の降下率が劣化品の方が大きく、所定放電時間経過後の残電圧に違いが出てくる。そこで、正常品と劣化品とを峻別できる所定放電時間経過後の残電圧を寿命判断の基準電圧として設定することにより、寿命を判断することができる。このように設定した基準電圧と、所定時間の放電を行った電気二重層キャパシタの端子電圧とを比較すれば、寿命に達したかどうかの診断ができる。この診断は例えば、「跳ね返り電圧」が一定の電圧に落ち着くための時間を必要とせず、放電時の電圧を検出するだけでよいので短時間で行える。なお、上記所要時間は、電気二重層キャパシタの例えば、種類、形状、容量などによって異なるので、実験などにより適宜設定するものである。
【００１４】
このとき、フル充電された電気二重層キャパシタが負荷に所定時間接続されて作動した際、その所定時間後の電気二重層キャパシタの端子電圧を測定して、その測定した端子電圧と、フル充電された電気二重層キャパシタの該負荷についての寿命判断の基準となる放電特性における該所定時間経過時の残電圧とを比較して寿命を判定する方法を採用することができる。
【００１５】
このような方法を採用することにより、例えば、フル充電された電気二重層キャパシタが放電抵抗に代えて負荷を所定時間接続した場合でも電圧の降下率は、正常品と劣化品とでは劣化品の方が大きい。したがって、正常品と劣化品との峻別のための残電圧を寿命判断の基準電圧として設定し、その基準電圧と負荷に所定時間接続されて放電した後の電気二重層キャパシタの端子電圧とを比較すれば、寿命の判断ができる。このとき、負荷は、一定であるのが好ましく、例えば、電気二重層キャパシタがバックアップ電源であれば、バックアップする負荷も一定なので診断精度も高くできる。また、その診断は、作動後の電圧を検出するだけでよいので短時間で行える。なお、所定時間は、負荷に応じて実験などにより適宜決められる。
【００１６】
このとき、また、フル充電された電気二重層キャパシタの所定負荷についての放電特性と、フル充電された電気二重層キャパシタの該所定負荷についての寿命判断の基準となる放電特性とを比較して寿命を判定する構成を採用することができる。
【００１７】
このような構成を採用することで、例えば、予め所定の負荷（放電抵抗もしくは負荷）をフル充電した電気二重層キャパシタに接続して寿命判断の基準となる（正常品と劣化品を峻別できる）放電特性（放電特性曲線）を取得して、取得した特性と所定の負荷を接続した電気二重層キャパシタの放電特性とを比較すれば、電気二重層キャパシタが寿命に達したかどうか診断できる。
【００１８】
また、電気二重層キャパシタを充電回路または放電抵抗と接続するスイッチ手段と、前記スイッチ手段によってフル充電された電気二重層キャパシタが充電回路から放電抵抗へ接続が切り換えられてから所定時間経過後の電気二重層キャパシタの端子電圧と、フル充電された電気二重層キャパシタの該放電抵抗についての寿命判断の基準となる放電特性における該所定時間経過時の残電圧とを比較する電圧検出手段とを備え、該比較結果から電気二重層キャパシタの寿命を判定する構成を採用することができる。
【００１９】
このような構成を採用することにより、充電回路でフル充電された電気二重層キャパシタはスイッチ手段を作動させて放電抵抗と接続すると、放電抵抗と接続された電気二重層キャパシタは放電を開始するので、所定時間経過後に電圧検出手段が電圧を測定して寿命判断の基準となる放電特性における残電圧と比較すれば、寿命を判定することができる。
【００２０】
また、このとき、電気二重層キャパシタの充電回路と放電抵抗との接続を所定の期間ごとに切り換えるインターバルタイマ手段と、該インターバルタイマ手段が充電回路と接続してフル充電した電気二重層キャパシタの該放電抵抗についての寿命判断の基準となる放電特性における該所定時間経過時の残電圧とを比較する電圧検出手段とを備え、該比較結果から電気二重層キャパシタの寿命を判定する構成を採用することができる。
【００２１】
このような構成を採用することにより、充電回路に接続してフル充電された電気二重層キャパシタをインターバルタイマ手段が所定期間ごとに、かつ、定期的に切り離して放電抵抗と接続する。すると、放電抵抗と接続された電気二重層キャパシタは、その都度放電を開始するので、所定時間経過後に電圧検出手段が電圧を測定して寿命判断の基準の残電圧と比較することにより寿命を判定する。そのため、滅多に作動しない例えばバックアップ電源などの劣化の判定に利用できる。また、判定後は、インターバルタイマ手段が電気二重層キャパシタと放電抵抗との接続を切り離して、電気二重層キャパシタと充電回路とを接続する。
【００２２】
また、フル充電された電気二重層キャパシタが負荷に所定時間接続された後の端子電圧と、フル充電された電気二重層キャパシタの該負荷についての寿命判断の基準となる放電特性における該所定時間経過時の残電圧とを比較する電圧検出手段と、該電気二重層キャパシタを該所定時間該負荷に接続した後、該電圧検出手段に接続を切り換えるスイッチ手段とを備え、該比較結果から電気二重層キャパシタの寿命を判定する構成を採用することができる。
【００２３】
このような構成を採用することにより、フル充電された電気二重層キャパシタが作動後、すなわち、負荷と所定時間接続された電気二重層キャパシタはスイッチ手段によって電圧検出手段に接続されて寿命判断の基準となる残電圧と比較されるので、寿命に達したかどうか判定できる。また、その判定は、放電後の電圧を検出するだけでよいので短時間で行える。なお、所定時間とはバックアップする負荷に応じて実験などにより適宜決められる。
【００２４】
このとき、電気二重層キャパシタを弁体の作動モータのバックアップ電源として備え、そのバックアップ電源に上記劣化検出装置を設けた緊急遮断弁を構成することができる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明は、以上のように構成したので、電気二重層キャパシタの劣化を短時間で、かつ、簡単に検知できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明の最良の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１は、この発明の電気二重層キャパシタの診断方法を用いた緊急遮断弁で、劣化検出回路を備えた制御基板１０とバックアップ電源用の電気二重層キャパシタ１１を備えている。
【００２８】
緊急遮断弁は、図１に示すように、ギヤードモータ１２を変速ギヤー群ｇを介して出力軸１３に接続した構造となっており、出力軸１３には弁ｂが接続されている。
【００２９】
ギヤードモータ１２は、直流モータにギヤーヘッドを取り付けたもので、ギヤーヘッドの回転軸に取り付けられたピニオンギヤー１４を介して変速ギヤー群ｇに接続されている。
【００３０】
変速ギヤー群ｇは、ドライブギヤー１５、太陽ギヤー１６、遊星ギヤー１７とで構成されており、ドライブギヤー１５と前記ピニオンギヤー１４とが噛合する。
【００３１】
すなわち、ギヤードモータ１２が作動してピニオンギヤー１４を回転させると、ドライブギヤー１５が回転してドライブギヤー１５を取り付けた太陽ギヤー１６のシャフトを回転させる。この太陽ギヤーシャフトの太陽ギヤー１６は遊星ギヤー１７と噛合する。遊星ギヤー１７は自転しながら太陽ギヤー１６の周囲を公転するが、この遊星ギヤー１７のシャフトには図１のようにキャリアギヤー１８が挿入・固定されているので、キャリアギヤー１８が回転することになる。このキャリアギヤー１８は、出力ギヤー１９と噛合しており、出力ギヤー１９の取り付けられた出力軸１３を回転させる。前記出力軸１３には弁体ｂが連結されているので、バルブの開閉ができる。
【００３２】
また、出力軸１３には、図１のようにメーター軸２０を取り付け、その軸２０の先端に指針２１’を取り付けて弁ｂの開度を表示できるようにし、かつ、その軸２０に開閉センサＳを取り付けて制御ができるようにしてある。
【００３３】
前記センサＳは、バルブ全開位置設定用のフォトセンサ２１とその遮蔽板２２及び全閉位置設定用のフォトセンサ２３とその遮蔽板２４とからなり、例えば、出力軸１３が左回転（図の真上から見たとき）してバルブ全開位置遮蔽板２２がバルブ全開位置設定用のフォトセンサ２１を遮ると、ギヤードモータ１２への電源供給を遮断して弁体ｂを全開位置で停止する。逆に、出力軸１３が右回転してバルブ全閉位置遮蔽板２４がバルブ全閉位置設定用のフォトセンサ２３を遮ると、ギヤードモータ１２への電源供給を遮断して弁体ｂを全閉位置で停止するようになっている。
【００３４】
制御基板１０は、図２に示すように、シーケンス制御部２６とキャパシタ充放電部２７とからなっている。シーケンス制御部２６は、バルブ位置検出回路２８と操作系の制御回路２９とからなっており、バルブ位置検出回路２８は、先に述べたバルブ全開及び全閉位置設定用のフォトセンサ２１、２３と接続され、両フォトセンサ２１、２３の出力から全開信号と全閉信号を生成して前記制御回路２９へ入力する。
【００３５】
また、前記操作系の制御回路２９には、操作盤（例えば開閉スイッチ）と感震器などからなる入力装置３０が接続され、その入力装置３０の接続された制御回路２９は、モータドライバ３１を介してギヤードモータ１２と接続されている。そのため、操作盤の指示でバルブの開閉を行ったり、感震器が作動したときの信号でバルブの緊急遮断を前記フォトセンサ２１、２３からの全開信号と全閉信号に基づいて行うようになっている。
【００３６】
キャパシタ充放電部２７は、充放電コンバータ回路３２とキャパシタ寿命診断回路３３とからなっている。充放電コンバータ回路３２は、図３に示すような３個の半導体スイッチング素子３５〜３７と２個のリアクトル３８、３９及び５個のダイオード４０〜４４とコンデンサ４５で構成したもので、充電用の昇圧回路と降圧回路及び放電用の降圧回路からなるものである。
【００３７】
充電用の昇圧回路は、図３の第１のリアクトル３８、第１の半導体スイッチング素子３５、フライホイールダイオード（第２の半導体スイッチング素子３６の保護ダイオード）４１、第１のコンデンサ４５とで構成され、図４のように、第１のリアクトル３８とダイオード４１間に第１の半導体スイッチング素子３５を並列に設けた構造となる。そのため、図６（ａ）で示すように、昇圧回路の構成となっており、充電時に電源回路の電圧（約２４Ｖ）を所要の電圧に昇圧する。
【００３８】
また、充電用の降圧回路は、図３の第３の半導体スイッチング素子３７とフライホイールダイオード４３及び第２のリアクトル３９で構成され、図４のように、第３の半導体スイッチング素子３７と第２のリアクトル３９間にフライホイールダイオード４３を並列に設けた構造となる。そのため、図６（ｂ）で示すような降圧回路の構成となっており、昇圧回路が昇圧した電圧を電気二重層キャパシタ１１の充電電圧（約７２Ｖ）まで降圧する。
【００３９】
放電用の降圧回路は、図３の第１のリアクトル３８とフライホイールダイオード（第１の半導体スイッチング素子３５の保護ダイオード）４０及び第２の半導体スイッチング素子３６とで構成され、第１のリアクトル３８と第２の半導体スイッチング素子３６との間にフライホイールダイオード４０を並列に設けた構成となっている。その際、第１と第３の半導体スイッチング素子３５、３７は、図５のようにオフとなるようにコントロールされ、電気二重層キャパシタ１１からの電流がダイオード４４を介して第２のスイッチング素子３６へ入力する。したがって、図６（ｂ）で示す降圧回路と同様の構成になり、電源回路が停止した際に、電気二重層キャパシタ１１の出力電圧（約７２Ｖ）を降圧（約２４Ｖモータの駆動電圧）することができるようになっている。
【００４０】
キャパシタ寿命診断回路３３は、図７に示すように、放電回路４６とその放電回路４６を所定時間作動させるタイマ回路４７を備えている。放電回路４６は、放電抵抗Ｒｄと半導体スイッチング素子４８とからなっており、図７のように、放電抵抗Ｒｄと半導体スイッチング素子４８とは直列に接続して、電気二重層キャパシタ１１と並列になるように接続してある。ここでは、前記スイッチング素子４８にＦＥＴを用いて、そのゲート端子にタイマ回路４７の出力を接続している。このようにＦＥＴを用いることで入力インピーダンスを高くして出力の小さな素子でも駆動できるようにしてある。
【００４１】
タイマ回路４７は、ワンショットマルチバイブレータを用いたもので、図７の診断スイッチ４９をオンにして、タイマ回路４７の入力をハイレベルにすると、所定幅のパルスを出力して放電回路４６を所定時間作動させることができる。
【００４２】
このとき、プルアップされた診断スイッチ４９とワンショットマルチバイブレータのタイマ回路４７の入力間にフォトカプラ５０を直列に設けて、前記フォトカプラ５０へ充電時に信号を入力してオンとなるようにしてある。このように充電時（診断時）に診断スイッチ４９を有効に、かつ、放電時（遮断弁が作動する緊急時）に無効にして診断回路を作動しないようにしている。
【００４３】
また、キャパシタ寿命診断回路３３には、診断結果を報知するための回路が設けられている。前記報知回路は、電圧測定回路５１と報知用のＬＥＤを点灯するための点灯回路５２とからなっている。
【００４４】
電圧測定回路５１は、ここでは、図７のように、例えば内部にコンパレータを備えた電圧測定用のＩＣを用いたもので、前記ＩＣの比較入力の一方に電気二重層キャパシタ１１の出力を分圧抵抗５３を介して入力し、他方の入力に基準電源５４の出力を入力して両者を比較するようになっており、基準電源５４の電圧が分圧抵抗５３の電圧を下回った際にハイレベル出力を点灯回路５２へ出力するようになっている。その際、基準電源５４は、定電流源とツェナーダイオードを直列に接続したものとして、電気二重層キャパシタ１１の出力が変動しても内部のコンパレータに基準電圧を供給できるようにしてある。
【００４５】
前記基準電圧は、寿命判断の基準となる放電特性における所定時間経過後の残電圧に相当するものである。
【００４６】
また、点灯回路５２は、ＬＥＤ点灯用のＦＥＴとその点灯時間を調整するためのワンショットマルチバイブレータとからなっており、ワンショットマルチバイブレータのクロック入力に前記電圧測定用ＩＣの比較出力を接続することで、比較出力が入力すると所定幅のパルスでＬＥＤを点灯できるようなっている。その際、図７のように、ワンショットマルチバイブレータのクリア端子にゲート信号としてタイマ回路４７の出力を入力することにより、前記ＬＥＤを診断時のみ点灯するようにしている。
【００４７】
さらに、タイマ出力を図７の符号５５のようにフォトアイソレータを介して、例えば充放電コンバータ回路３２へ充電禁止信号として出力することにより、前記回路３２の第２または第３のスイッチ手段３６、３７を開放して、診断時に充電を停止するようにしてある。
【００４８】
電気二重層キャパシタ１１は、ここでは、電気二重層キャパシタセルを積層して、先述したような７２Ｖ程度の電圧を出力するようにしたものである。
【００４９】
この形態は、上記のように構成され、以下、その動作を述べることにより寿命を判定する電気二重層キャパシタの診断方法を説明する。
【００５０】
図１の緊急遮断弁では、電気二重層キャパシタ１１の寿命の診断を定期的に診断スイッチ４９を使って行う（因みに、診断スイッチ４９は、例えば、基板上に設けても良いが、端子台を別に設けて配置しても良いし、これ以外に、操作盤や遮断弁の筐体に設けることもできる）。
【００５１】
例えば定期点検（緊急遮断弁を使用しないとき）のときなどに診断スイッチ４９を作動させる。このとき、定常時の電気二重層キャパシタ１１は充電状態に維持されており、診断スイッチ４９とタイマ回路（ワンショットマルチバイブレータ）４７間に設けたフォトカプラ５０はオン状態となっている。そのため、診断スイッチ４９からハイレベルの信号がタイマ回路４７へ入力される。すると、タイマ回路４７は所定幅のパルスを出力し、放電回路４６を所定時間作動させる。このとき、前記タイマ回路４７からの所定幅のパルスは、符号５５のフォトアイソレータを介して充電禁止信号として充放電コンバータ回路３２へ出力されるので、電気二重層キャパシタ１１への充電は禁止される。
【００５２】
一方、タイマ回路４７から所定幅のパルスが出力すると、報知用のＬＥＤが点灯する。また、所定時間経過中に電圧測定回路５１のＩＣが電圧の低下を検出すると、タイマ回路４７からの所定幅のパルスが終了しても報知用のＬＥＤが点灯して寿命に達したことを報知する。
【００５３】
ここで、電気二重層キャパシタ１１の診断方法について説明する。
【００５４】
すなわち、未使用で新品の電気二重層キャパシタ１１と、所要の期間使用して劣化した電気二重層キャパシタ１１とをフル充電して同じ放電抵抗Ｒｄを使って放電させたときの電圧を時間の経過とともにプロットすると、図８のような放電特性を呈する。
【００５５】
そのため、図８のように「新品（正常品）」と「劣化品」との寿命判断の基準となる点（残電圧）を設けることにした。まず、この残電圧の算出では、電気二重層キャパシタ１１の電圧は、少なくとも緊急遮断を行える電圧が必要なので、前記電気二重層キャパシタ１１に放電抵抗Ｒｄを所定時間接続（負荷に応じた）した後の電圧が充放電コンバータ回路３２の作動電圧（安定して作動する）の最下限値以上であれば良いと考えた（ちなみに、この電圧は、緊急遮断弁の作動限界となるので、ここでは「劣化品」の電圧とした）。さらに、この電圧に「安全値」を加えることにして、遮断弁の作動を余裕を持ってできるように図８「Ａ」の点（残電圧値）に設定した。前記基準電圧は、図８「Ａ」点に対応する電圧である。
【００５６】
また、このとき、放電特性は図８のように線形なので、寿命判断基準となる放電特性として、新品の放電特性を参照して、前記残電圧値Ａの点を通る線分をプロットした。このような寿命判断基準の特性曲線を設けたことにより、前記線分に基づいて寿命判断ができる。
【００５７】
例えば、電気二重層キャパシタ１１の放電特性の放電特性曲線の勾配と寿命判断基準となる放電特性曲線の勾配とを比較して、劣化品か否かを判定できる。また、電気二重層キャパシタ１１の放電特性曲線の勾配から求められる残電圧値が、前記線分から求められる前記残電圧値を下回ると劣化品と見なすことができる。
【００５８】
すなわち、前記タイマ回路４７のマルチバイブレータから所定幅のパルスが出力されている所定時間の経過中に前記残電圧を下回ると、報知用のＬＥＤが点灯状態を維持するので、これにより寿命の診断ができる。一方、所定時間の経過中に前記残電圧を下回らない場合は、報知用のＬＥＤが消灯するので正常である事が判る。
【００５９】
こうした診断方法により、フル充電された電気二重層キャパシタ１１に放電抵抗Ｒｄを接続して、その放電抵抗Ｒｄを所定時間接続した後の電圧を測定し、その測定した電圧と電気二重層キャパシタ１１の放電特性に基づいて寿命を判定するので、放電だけの短時間で診断ができる。
【００６０】
次に、第２実施形態として診断スイッチ４９に代えて、図９に示すように、インターバルタイマ６０を備えたものを示す。
【００６１】
この形態のインターバルタイマ６０は、長時間タイマで、何日あるいは何週間または何ヵ月かの間隔で（期間は任意）トリガパルスを出力するもので、このトリガパルスでタイマ回路４７のマルチバイブレータをトリガすることにより、診断を長期間のスケージュールに沿って行うようにして、人為的なミスによる診断漏れを無くすというものである。
【００６２】
このとき、インターバルタイマ６０には、クロックＩＣなどを組み合わせたディスクリート素子で構成してもよいが、マイクロコンピュータなどのプログラマブルな素子を使用すれば、他の全ての制御（例えば  診断などもＯＫ）をソフトウェアで実現できるので好都合である。
【００６３】
ちなみに、放電中はインターバルタイマ６０とタイマ回路４７の間に設けたフォトカプラ５０はオフ状態で、診断は行われないようにする。
【００６４】
なお、他の構成及び作用効果については第１実施形態と同じなので、図面の同一部材に同一符号を付して説明は省略する。
【００６５】
次に、第３実施形態として、放電回路４６を省略できるようにしたものについて述べる。
【００６６】
この形態では、遮断弁（主としてギヤードモータ１２）を負荷として放電回路４６と見なすことで、放電回路４６を省略するものである。
【００６７】
この場合、遮断弁が作動したときに診断を行う。したがって、ときどき遮断弁が作動するような場合が好適である。遮断弁が滅多に作動しない場合は、第１及び第２実施形態の方が好ましい。
すなわち、電気二重層キャパシタ１１の放電特性に注目すると、図１０に示すように、負荷が決められた放電抵抗Ｒｄでない場合でも、図８と同様峻別することが可能である。よって、寿命判断基準となる残電圧を負荷に合わせて設定し、緊急遮断に備えればよい。  
【００６８】
そのため、キャパシタ寿命診断回路３３は、図１１に示すように、タイマ回路４７と報知用の回路（電圧測定回路５１と点灯回路５２回路）及び充電を停止するための回路（フォトアイソレータ）５５とでよく、後は停電時にトリガ信号をタイマ回路４７のマルチバイブレータへ入力できるようにすればよい（例えば、電圧監視用の回路やＩＣを使って停電時に信号を得られるようにすれば良い）。
【００６９】
このようにすれば、停電時（放電時）にタイマ回路４７から所定の幅のパルスが出力されるので、そのパルスが出力されている間に電圧測定回路５１のＩＣが電圧の低下を検出すれば、点灯回路５２のＬＥＤが点灯するので診断できる。
【００７０】
なお、他の構成及び作用効果については第１実施形態と同じなので図面の同一部材に同一符号を付して説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
この診断方法は、充電された電気二重層キャパシタを放電させて、その電圧を測定することにより電気二重層キャパシタの良否を簡単に判定できるので、電気二重層キャパシタを使用した機器全てに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】第１実施形態の断面図
【図２】第１実施形態のブロック図
【図３】第１実施形態の回路図
【図４】第１実施形態の作用説明図
【図５】第１実施形態の作用説明図
【図６】第１実施形態の作用説明図
【図７】第１実施形態のブロック回路図
【図８】第１実施形態の作用説明図
【図９】第２実施形態のブロック回路図
【図１０】実施形態の作用説明図
【図１１】第３実施形態のブロック回路図
【図１２】従来例の作用説明図
【符号の説明】
【００７３】
１１  電気二重層キャパシタ
３５  第１の半導体スイッチング素子
３６  第２の半導体スイッチング素子
３７  第３の半導体スイッチング素子
３８  第１のリアクトル
３９  第２のリアクトル
４０  フライホイールダイオード
４１  フライホイールダイオード
４３  フライホイールダイオード
４５  第１のコンデンサ
４４  ダイオード
４６  放電回路
４７  タイマ回路
５１  電圧測定回路
５２  点灯回路
５３  分圧抵抗
５４  基準電源
６０  インターバルタイマ
Ａ  残電圧点
Ｒｄ  放電抵抗
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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