(57)【要約】【課題】キャパシタを用いてもバックアップが可能で、かつ劣化度合いを求めることができる電源装置を提供することを目的とする。【解決手段】電源装置１１は、キャパシタからなる蓄電部１３と、蓄電部１３と電気的に接続される充電回路１５、および放電回路１７と、充電回路１５、および放電回路１７と電気的に接続される制御回路１９と、を備える。そして、制御回路１９は、使用終了時に、次回の使用開始時であって充電回路１５が蓄電部１３を充電する際に蓄電部１３の劣化度合いを測定できる既定電圧Ｖｋに蓄電部電圧Ｖｃが至るまで、蓄電部１３を放電回路１７で放電する。【選択図】図２
2013176197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャパシタからなる蓄電部と、
前記蓄電部と電気的に接続される充電回路、および放電回路と、
前記充電回路、および前記放電回路と電気的に接続される制御回路と、を備え、
前記制御回路は、使用終了時に、次回の使用開始時であって前記充電回路が前記蓄電部を充電する際に前記蓄電部の劣化度合いを測定できる既定電圧（Ｖｋ）に蓄電部電圧（Ｖｃ）が至るまで、前記蓄電部を前記放電回路で放電するようにした電源装置。
【請求項２】
前記放電回路は、前記蓄電部の劣化が実質的に進行しない既定期間（ｔｋ）以内で、前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が前記既定電圧（Ｖｋ）に至るように放電できる構成とした請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記放電回路には、前記制御回路への電力供給構成が含まれる請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記劣化度合いを、前記蓄電部の定電流充電時における前記蓄電部電圧（Ｖｃ）の変化から求めた前記蓄電部の内部抵抗値（Ｒ）と容量値（Ｃ）に基づいて測定するようにした請求項１に記載の電源装置。
【請求項５】
前記制御回路は、前記劣化度合いにより前記蓄電部が劣化していると判断した際に、前記内部抵抗値（Ｒ）による劣化と前記容量値（Ｃ）による劣化とを区別して判定するようにした請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記制御回路は、前記劣化度合いを、前記蓄電部の定電流充電時における前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が既定測定電圧範囲（ΔＶｍ）内であり、かつ、既定測定期間（ｔｍ）内における前記蓄電部電圧（Ｖｃ）の変化に基づいて測定するようにした請求項１に記載の電源装置。
【請求項７】
前記制御回路は、前記既定測定期間（ｔｍ）内に、前記劣化度合いを測定するために必要な前記蓄電部電圧（Ｖｃ）の変化を測定できなかった際に、前記蓄電部が劣化していると判断するようにした請求項６に記載の電源装置。
【請求項８】
前記既定電圧（Ｖｋ）は、前記既定測定電圧範囲（ΔＶｍ）の下限値である請求項６に記載の電源装置。
【請求項９】
前記制御回路は、次回の使用開始時に、前記蓄電部電圧（Ｖｃ）が前記既定測定電圧範囲ΔＶｍの上限値以上であれば、前記劣化度合いとして、前回の値を用いるようにした請求項６に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力をバックアップする電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特に車両において、バッテリ等の主電源電力をバックアップするための電源装置が提案されている。このような電源装置を含む車載電源システムが、特許文献１に提案されている。この車載電源システムの全体構成図を図４に示す。
【０００３】
図４において、車載電源システムは、メインバッテリ１０１、車両用発電機１０３、スタータ１０５、常用電気負荷１０７、緊急用電気装置１０９、特定電気負荷１１１、サブバッテリ１１３、電力変換装置１１５、電流センサ１１７、１１９、制御装置１２１を含む。常用電気負荷１０７は、通常の車両走行において使用される電気機器である。緊急用電気装置１０９は、緊急時に稼働させる必要のある電気機器であり、通常の車両走行において待機状態にある。特定電気負荷１１１は、運転者が必要に応じて不定期に稼働させる電気装置である。
【０００４】
サブバッテリ１１３は、緊急用電気装置１０９に対する給電がメインバッテリ１０１から正常に行われないときに、代わりに緊急用電気装置１０９に動作電力を供給する補助電源である。このサブバッテリ１１３は電力変換装置１１５によって充電される。この際、制御装置１２１は、電流センサ１１９から出力される充放電電流値の積算量にて残存容量を算出し、適正値になるように制御する。
【０００５】
また、制御装置１２１は、サブバッテリ１１３を放電させた際の放電電流値、電圧値を検出し、両者よりサブバッテリ１１３の内部抵抗値を算出する。ここで、内部抵抗値はサブバッテリ１１３の劣化度合いに応じて上昇する傾向があるため、内部抵抗値からサブバッテリ１１３の劣化度合い（残存容量）を算定する。制御装置１２１は、この動作を定期的に繰り返し、サブバッテリ１１３の残存容量をリセットすることで、誤差を排除するとともに、サブバッテリ１１３の交換時期を運転者に知らせることで、システムの破綻を抑止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２８９８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した図４の車載電源システムによると、劣化度合いを定期的に求めることで、残存容量の誤差排除や、システム破綻抑止ができるのであるが、サブバッテリ１１３に替えて、繰り返し充放電特性に優れるキャパシタを用いた場合、次のような課題があった。
【０００８】
サブバッテリ１１３を用いている場合、一般に蓄電容量がキャパシタに比べ大きいので、サブバッテリ１１３を放電させて劣化度合いの測定や算定を行っている間に緊急状態（非常状態）となっても、直ちにサブバッテリ１１３の電力を緊急用電気装置１０９に供給することができる。
【０００９】
一方、キャパシタを用いた場合、蓄電容量が小さいため、キャパシタを放電させ劣化度合い測定中に主電源が非常状態になると、緊急用の負荷への電力バックアップや、不定期な負荷要求に伴う電力バックアップを行うための電力が不足する可能性があるという課題があった。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、キャパシタからなる蓄電部を用いてもバックアップが可能で、かつ劣化度合いを求めることができる電源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】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電源装置は、キャパシタからなる蓄電部と、前記蓄電部と電気的に接続される充電回路、および放電回路と、前記充電回路、および前記放電回路と電気的に接続される制御回路と、を備え、前記制御回路は、使用終了時に、次回の使用開始時であって前記充電回路が前記蓄電部を充電する際に前記蓄電部の劣化度合いを測定できる既定電圧（Ｖｋ）に蓄電部電圧（Ｖｃ）が至るまで、前記蓄電部を前記放電回路で放電するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電源装置によれば、使用終了時に制御回路は、蓄電部の劣化度合いが測定できる既定電圧（Ｖｋ）まで蓄電部を放電し、次回の使用開始時で蓄電部を充電する際に劣化度合いを測定する。
【００１３】
従って、使用中に、キャパシタからなる蓄電部の劣化度合いを測定するために、キャパシタを放電させることによるバックアップ用電力の不足が発生するということがなくなり、キャパシタからなる蓄電部を用いた電源装置でもバックアップが可能となる。
【００１４】
また、使用開始時に直ちに蓄電部の劣化度合いを測定するので、本発明の電源装置を車両に搭載した場合、劣化度合い測定中はバックアップ用の電力が不要であることから、蓄電部の電力不足に陥ることなく劣化度合いを求めることが可能になる。
【００１５】
これらのことから、本発明の電源装置は、キャパシタからなる蓄電部を用いてもバックアップが可能で、かつ劣化度合いを求めることが可能にな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における電源装置のブロック回路図
【図２】本発明の実施の形態１における電源装置の蓄電部電圧Ｖｃの経時特性図
【図３】本発明の実施の形態２における電源装置の蓄電部電圧Ｖｃの経時特性図
【図４】従来の車載電源システムの全体構成図
【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における電源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における電源装置の蓄電部電圧Ｖｃの経時特性図である。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、本実施の形態１では、電源装置を車両に搭載した場合を述べる。
【００１９】
図１において、電源装置１１は、キャパシタからなる蓄電部１３と、蓄電部１３と電気的に接続される充電回路１５、および放電回路１７と、充電回路１５、および放電回路１７と電気的に接続される制御回路１９と、を備える。そして、制御回路１９は、使用終了時に、次回の使用開始時であって充電回路１５が蓄電部１３を充電する際に蓄電部１３の劣化度合いを測定できる既定電圧Ｖｋに蓄電部電圧Ｖｃが至るまで、蓄電部１３を放電回路１７で放電する。
【００２０】
これにより、使用中に、キャパシタからなる蓄電部１３の劣化度合いを測定するために、蓄電部１３を放電させることによるバックアップ用電力の不足が発生するということがなくなり、蓄電部１３によるバックアップが可能となる。また、使用開始時に直ちに蓄電部１３の劣化度合いを測定するので、電源装置１１の使用中に蓄電部１３の電力不足に陥ることなく劣化度合いを求めることが可能になる。従って、キャパシタからなる蓄電部１３を用いてもバックアップが可能で、かつ劣化度合いを求めることが可能な電源装置１１が実現できる。
【００２１】
以下、より具体的に本実施の形態１の構成、動作について説明する。
【００２２】
図１において、車両のエンジン（図示せず）に取り付けられる発電機２１には、主電源２３が電気的に接続される。主電源２３は鉛バッテリであり、車両に搭載されるスタータ２５や、電装品である負荷２７にも電気的に接続される。従って、発電機２１が発電している間は、その電力が負荷２７に供給されるとともに、主電源２３を充電する。また、前記エンジンを始動する際は、主電源２３の電力でスタータ２５を駆動する。
【００２３】
主電源２３には電源装置１１を介してバックアップ負荷２９が電気的に接続される。ここで、バックアップ負荷２９とは、主電源２３の電圧が低下したり失陥したりする異常が発生しても動作し続ける必要がある負荷のことで、ここでは電動ブレーキとした。従って、主電源２３が異常状態になっても、電源装置１１からバックアップ負荷２９に電力が供給されるので、車両が走行中であっても安全に停車することができる。
【００２４】
次に、電源装置１１の詳細について説明する。主電源２３の正極側には、充電回路１５を介して蓄電部１３が電気的に接続される。充電回路１５は、蓄電部１３を定電流充電、および定電圧充電ができるもので、具体的にはＤＣ／ＤＣコンバータで構成されている。また、蓄電部１３は大容量の電気二重層キャパシタを用いている。この電気二重層キャパシタとして、ここでは１個あたりの定格電圧が２．５Ｖのものを５個直列に接続して用いている。従って、定格上は１２．５Ｖ（＝２．５Ｖ×５個）まで充電できるが、本実施の形態１ではマージンを考慮して１２Ｖまで充電するように充電回路１５で制御している。ゆえに、蓄電部１３の満充電電圧Ｖｓは１２Ｖである。
【００２５】
蓄電部１３には、放電回路１７が電気的に接続される。放電回路１７は蓄電部１３に充電された電力を強制的に放電させるためのもので、本実施の形態１では放電抵抗３１と放電スイッチ３３の直列回路で構成される。なお、放電スイッチ３３は外部からの信号に応じてオンオフが切り替えられる構成であり、例えば半導体スイッチからなる。従って、放電回路１７は放電スイッチ３３をオンにすることにより、任意のタイミングで蓄電部１３の電力を放電することができる。
【００２６】
また、図１に示すように、蓄電部１３の正極には制御回路１９を駆動する電力を供給するための配線がなされている。従って、車両のイグニションスイッチ（図示せず）がオフになると、蓄電部１３の電力が制御回路１９に供給されるので、制御回路１９によっても蓄電部１３の放電を行っている。ゆえに、放電回路１７には、制御回路１９への電力供給構成が含まれる。このような構成により、前記イグニションスイッチがオフになっても、蓄電部１３の電力で制御回路１９を動作させることができるので、その分、主電源２３からの暗電流を低減できる。
【００２７】
なお、放電回路１７に、制御回路１９への電力供給構成が含まれない構成としてもよいが、この場合は信号系配線の簡略化が図れるものの、前記暗電流が増大し、主電源２３の負担が増すので、本実施の形態１の構成の方が望ましい。
【００２８】
蓄電部１３の正極には第１ダイオード３５のアノードが電気的に接続される。さらに、電源装置１１における主電源２３との接続点、および第１ダイオード３５のカソードの間には、第２ダイオード３７が電気的に接続される。なお、第１ダイオード３５のカソードと第２ダイオード３７のカソードが電気的に接続される構成としている。このような構成とすることにより、主電源２３に異常が発生し、その電圧が低下すると、第２ダイオード３７がオフに、第１ダイオード３５がオンになるため、バックアップ負荷２９へ蓄電部１３の電力を供給することができる。
【００２９】
蓄電部１３の正極には、さらに蓄電部電圧検出回路３９が電気的に接続される。蓄電部電圧検出回路３９は蓄電部１３の電圧（以下、蓄電部電圧Ｖｃと呼ぶ）を検出して出力する機能を備える。
【００３０】
充電回路１５、放電回路１７、および蓄電部電圧検出回路３９は、それぞれ信号系配線で制御回路１９と電気的に接続される。制御回路１９はマイクロコンピュータと周辺回路で構成され、蓄電部電圧検出回路３９から蓄電部電圧Ｖｃを読み込む。また制御回路１９は、制御信号ｃｏｎｔにより充電回路１５の制御を行なうとともに、スイッチ信号ＳＷにより放電回路１７における放電スイッチ３３の制御を行なう。さらに、制御回路１９は信号系配線で車両用制御回路（図示せず）と電気的に接続され、様々なデータをデータ信号ｄａｔａにより交信する。
【００３１】
なお、前記マイクロコンピュータは内蔵メモリを備えている。従って、後述する劣化度合い等の各種データは前記内蔵メモリに記憶される。
【００３２】
また、制御回路１９を駆動する電力は、上記したように蓄電部１３の正極から得る構成としている。そのため、図１に示すように蓄電部１３の正極と制御回路１９との間の信号系配線により、制御回路１９の駆動電圧Ｖｃｃが印加される。このような構成により、通常は充電回路１５が蓄電部１３の満充電電圧Ｖｓ（＝１２Ｖ）を維持するように動作しているので、制御回路１９へは発電機２１または主電源２３の電力が充電回路１５を介して供給される。そして、主電源２３が異常になれば、制御回路１９は充電回路１５を停止し、蓄電部１３の電力をバックアップ負荷２９に供給するので、制御回路１９へは蓄電部１３の電力が供給される。ゆえに、制御回路１９は主電源２３の異常時にも動作し続けることができる。
【００３３】
さらに、使用終了後も蓄電部１３の電力が制御回路１９へ供給されるので、後述する蓄電部１３の強制放電中も制御回路１９は動作し続ける。これにより、前記内蔵メモリの値は保持されるので、強制放電中に電源装置１１の使用が開始されても、必要に応じて前回の劣化度合いの値を使用することができる構成としている。
【００３４】
なお、車両の使用開始時は、蓄電部電圧Ｖｃが自然放電により、制御回路１９が動作できなくなる電圧（以下、動作停止電圧と呼び、本実施の形態１では６Ｖである）より小さくなっている場合がある。そこで、使用開始時における蓄電部１３の初期充電の間は主電源２３の電力が直接、制御回路１９に供給される構成としている。なお、このための配線については図１では省略している。また、蓄電部１３の初期充電についての詳細は後述する。
【００３５】
次に、このような電源装置１１の特徴となる動作について、図２により説明する。図２は蓄電部電圧Ｖｃの経時特性図で、横軸は時刻ｔを、縦軸は蓄電部電圧Ｖｃを、それぞれ示す。なお、主電源２３の異常時における電源装置１１の動作については上述した通りである。
【００３６】
図２の時刻ｔ０において、車両は正常に走行中である。従って、蓄電部電圧Ｖｃは満充電電圧Ｖｓ（＝１２Ｖ）を維持している。
【００３７】
その後、車両が停止し、時刻ｔ１で運転者が前記イグニションスイッチをオフにする。この時、電源装置１１の使用も終了する。制御回路１９は、前記イグニションスイッチがオフになったことを前記車両用制御回路からのデータ信号ｄａｔａにより検出すると、放電回路１７の放電スイッチ３３をオンにするようにスイッチ信号ＳＷを出力する。これにより、蓄電部１３の強制放電が行われる。また、蓄電部１３の電力は制御回路１９へも供給されるので、制御回路１９による蓄電部１３の放電も同時に行なわれる。
【００３８】
その結果、蓄電部電圧Ｖｃは時刻ｔ１以降で経時的に低下する。その間、制御回路１９は蓄電部電圧検出回路３９により蓄電部電圧Ｖｃを検出する。そして、蓄電部電圧Ｖｃが既定電圧Ｖｋに至るまで、蓄電部１３を放電する。なお、既定電圧Ｖｋの詳細は後述するが、ここでは制御回路１９の動作停止電圧と同じ６Ｖとしている。従って、時刻ｔ２で、蓄電部電圧Ｖｃが既定電圧Ｖｋに至ると、自動的に制御回路１９の動作が停止する。この時、放電スイッチ３３をノーマリーオフの構成とすることで、放電回路１７も自動的にオフになる。これにより、その分の制御回路１９の制御が容易になる。
【００３９】
なお、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間で蓄電部１３を強制放電しているが、この時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間（以下、既定期間ｔｋと呼ぶ）が長すぎると、蓄電部電圧Ｖｃが高い状態が長期間継続することになる。その結果、強制放電中であっても、蓄電部１３の劣化が進行する可能性が高くなる。そこで、本実施の形態１では、強制放電時に蓄電部１３の劣化が実質的に進行しない期間を予め実験的に求めておき、それを既定期間ｔｋとして決定している。なお、既定期間ｔｋは、蓄電部１３に使用する前記電気二重層キャパシタの電気的特性、直列接続数、並列接続数によって影響される。
【００４０】
そして、放電回路１７は、既定期間ｔｋ以内で蓄電部電圧Ｖｃが既定電圧Ｖｋに至るように放電できる構成としている。具体的には、決定された既定期間ｔｋ、蓄電部１３の容量値Ｃ、満充電電圧Ｖｓと既定電圧Ｖｋとの差、制御回路１９の消費電流などに基づいて、放電抵抗３１の抵抗値を決定している。こうして構成された放電回路１７により、蓄電部１３を強制放電することで、蓄電部１３の劣化が進行する可能性を低減できる。なお、蓄電部１３の劣化が実質的に進行しないとは、後述する劣化度合いを求める際の測定精度や演算精度の範囲内で、劣化度合いが変化しないことであると定義する。
【００４１】
また、既定期間ｔｋは、強制放電時に蓄電部１３の劣化が実質的に進行しない期間より短く決定してもよいが、この場合は放電抵抗３１に流れる電流が大きくなるので、耐電流の観点から放電抵抗３１が大型化してしまう。従って、許容される放電抵抗３１の大きさの範囲も考慮して既定期間ｔｋを決定すればよい。
【００４２】
また、１本当たりの前記電気二重層キャパシタの印加電圧を定格電圧より低く設定することで、満充電時にも蓄電部１３の劣化が実質的に進行しない構成の場合は、既定期間ｔｋを特に設けなくてもよい。この場合、放電する期間が長くなっても、後述する方法で劣化度合いを測定することができる。しかし、このような構成とすると、必要な前記電気二重層キャパシタの本数が多くなり、大型化、高コスト化を招くため、本実施の形態１のように既定期間ｔｋを決定する構成の方が望ましい。
【００４３】
ここで、既定電圧Ｖｋについて説明する。既定電圧Ｖｋとは、次回の電源装置１１の使用開始時であって、充電回路１５が蓄電部１３を充電する際に蓄電部１３の劣化度合いを測定できる電圧のことである。なお、蓄電部１３の劣化度合いは次のようにして測定される。
【００４４】
電源装置１１の使用開始時、すなわち、車両のイグニションスイッチがオンになった時、制御回路１９は蓄電部電圧検出回路３９で検出された蓄電部電圧Ｖｃを経時的に求める。そして、蓄電部１３を初期充電する際の蓄電部電圧Ｖｃの変化から蓄電部１３の劣化度合いとして、内部抵抗値Ｒと容量値Ｃを測定する。なお、使用開始時に、イグニションスイッチがオンになるとすぐに初期充電を行い、蓄電部１３の劣化度合いを測定する場合と、イグニションスイッチがオンになり、エンジンの初期始動が完了してからすぐに初期充電を行い、蓄電部１３の劣化度合いを測定する場合があるが、本実施の形態１では、いずれの場合も使用開始時に直ちに蓄電部１３の劣化度合いを測定する動作として定義する。
【００４５】
蓄電部１３の内部抵抗値Ｒは、蓄電部１３の初期充電を定電流Ｉで開始する直前直後の電圧差（以下、第１電圧差ΔＶ１という。）から求められる。すなわち、内部抵抗値Ｒは、
Ｒ＝ΔＶ１／Ｉ                                        （１）
を計算することで求められる。一方、蓄電部１３の容量値Ｃは、初期充電中の蓄電部電圧Ｖｃの経時変化率から求められる。すなわち、定電流充電中の任意の容量値測定期間ｔｃにおける電圧差（以下、第２電圧差ΔＶ２という。）から、容量値Ｃは、
Ｃ＝Ｉ・ｔｃ／ΔＶ２                                  （２）
を計算することで求められる。
【００４６】
蓄電部１３は劣化が進むと内部抵抗値Ｒが大きくなり、容量値Ｃが小さくなる。従って、蓄電部１３の内部抵抗値Ｒと容量値Ｃに基づき、劣化度合いを測定することができる。すなわち、蓄電部１３が劣化した時の内部抵抗値と容量値をそれぞれ求めておき、初期充電により求めた内部抵抗値Ｒ、または容量値Ｃが、劣化時のそれぞれの値に至れば、蓄電部１３が劣化したと判断できる。
【００４７】
このように劣化度合いを求めるためには、蓄電部１３を初期充電する必要がある。その際、第１電圧差ΔＶ１と第２電圧差ΔＶ２とを測定できるだけの電圧幅が必要となるため、その電圧幅が得られるように、時刻ｔ１以降で蓄電部１３を強制放電しておく必要がある。
【００４８】
これらのことから、本実施の形態１では、蓄電部１３の劣化度合いが変化しても確実に第１電圧差ΔＶ１と第２電圧差ΔＶ２を検出することが可能となるように、できるだけ前記電圧幅が大きくなるよう既定電圧Ｖｋを決定した。具体的には、制御回路１９の動作停止電圧が６Ｖであることから、既定電圧Ｖｋを前記動作停止電圧と同じ６Ｖと決定した。これにより、電源装置１１の使用開始時には蓄電部電圧Ｖｃが最大６Ｖとなるので、蓄電部１３の満充電電圧Ｖｓが１２Ｖであることから、前記電圧幅を６Ｖ（＝１２Ｖ−６Ｖ）以上とすることができる。この電圧幅であれば、蓄電部１３の劣化度合いが変化しても確実に第１電圧差ΔＶ１と第２電圧差ΔＶ２を検出することができる。また、上記したように、既定電圧Ｖｋと制御回路１９の動作停止電圧とを一致させたことにより、強制放電動作の停止を自動的に行うことができる。さらに、蓄電部電圧Ｖｃが既定電圧Ｖｋに至ると、蓄電部１３を構成する前記電気二重層キャパシタ１個当たりの電圧は１．２Ｖとなり、定格電圧（２．５Ｖ）の半分以下になる。従って、蓄電部１３を定格電圧近くで維持する場合に比べて長寿命化を図ることができる。
【００４９】
なお、ここで述べた既定電圧Ｖｋは一例であり、蓄電部１３の劣化度合いが変化しても確実に第１電圧差ΔＶ１と第２電圧差ΔＶ２を検出することができる限りにおいて、既定電圧Ｖｋを６Ｖより高くしてもよいし低くしてもよい。但し、既定電圧Ｖｋを６Ｖより高くする場合は、制御回路１９が蓄電部電圧Ｖｃを検出して、既定電圧Ｖｋに至れば放電スイッチ３３をオフにするようにスイッチ信号ＳＷを出力する動作が必要となる。また、既定電圧Ｖｋを６Ｖより低くする場合は、制御回路１９の動作を継続させるために、主電源２３からの電力が制御回路１９に供給される構成とする必要がある。さらに、既定電圧Ｖｋが高すぎると、車両の非使用時に蓄電部電圧Ｖｃが定格電圧近くの高電圧のままとなるため、長期的には蓄電部１３が進む可能性がある。一方、低すぎると、初期充電に時間がかかる。従って、回路構成や制御のしやすさ、蓄電部１３の寿命や初期充電時間も考慮して、最適な既定電圧Ｖｋを決定すればよい。
【００５０】
時刻ｔ２以降は、放電回路１７がオフとなるため、蓄電部１３は、その内部抵抗値Ｒに応じて自然放電される。従って、図２の時刻ｔ２以降に示すように、蓄電部電圧Ｖｃは徐々に低下する。
【００５１】
時刻ｔ３で運転者がイグニションスイッチをオンにする。これにより、制御回路１９は、まず蓄電部電圧Ｖｃを蓄電部電圧検出回路３９から読み込む動作を開始する。以後、蓄電部電圧Ｖｃは前記マイクロコンピュータの割り込み処理により、所定間隔（例えば１０ミリ秒）毎に読み込まれる。なお、前記所定期間は１０ミリ秒に限定されるものではなく、時刻ｔ３における第１電圧差ΔＶ１を必要な精度で検出できる間隔を前記所定間隔として適宜決定すればよい。
【００５２】
次に、制御回路１９は蓄電部１３を定電流Ｉで充電するように充電回路１５へ制御信号ｃｏｎｔを出力する。これを受け、充電回路１５は蓄電部１３の充電を開始する。この時、蓄電部１３の内部抵抗値Ｒに応じて、図２の時刻ｔ３に示すように、蓄電部電圧Ｖｃが急峻に増加する。この蓄電部電圧Ｖｃの変化、すなわち第１電圧差ΔＶ１は、前記所定間隔毎に読み込まれる蓄電部電圧Ｖｃから制御回路１９により求められる。その結果、時刻ｔ３で制御回路１９は上記した（１）式により、内部抵抗値Ｒを計算する。
【００５３】
時刻ｔ３以降では、蓄電部１３が定電流Ｉで充電されるため、蓄電部電圧Ｖｃが時刻ｔに対し直線的に増加する。この定電流Ｉによる充電期間中である時刻ｔ４で、制御回路１９は蓄電部電圧Ｖｃを前記内蔵メモリに記憶する。その後、制御回路１９は容量値測定期間ｔｃが経過した時刻ｔ５における蓄電部電圧Ｖｃを前記内蔵メモリに記憶する。この動作により、制御回路１９は第２電圧差Δ２を求める。また、容量値測定期間ｔｃと定電流Ｉの値は既知であるので、制御回路１９は上記した（２）式を用いて容量値Ｃを計算する。なお、本実施の形態１では、必要十分な精度で第２電圧差ΔＶ２を求められる容量値測定期間ｔｃとして、様々な条件における実験結果より１秒と決定した。なお、容量値測定期間ｔｃは１秒に限定されるものではない。但し、容量値測定期間ｔｃが長いほど第２電圧差ΔＶ２の精度は高まるが、蓄電部１３が劣化するほど早く満充電に至るので、容量値測定期間ｔｃは、蓄電部１３の劣化時において満充電に至る期間より短くする必要がある。また、蓄電部１３の容量値Ｃや定電流Ｉの値、必要な第２電圧差ΔＶ２の精度等によっても容量値測定期間ｔｃは影響を受けるので、それらを含めて適宜決定すればよい。
【００５４】
以上のようにして、車両の使用開始時であって、走行前の状態で蓄電部１３の内部抵抗値Ｒと容量値Ｃを求めることにより、蓄電部１３の劣化度合いを測定できるので、いつ発生するかわからないバックアップ負荷２９の電力要求に伴う、電力バックアップを行うための蓄電部１３の電力が、劣化に伴い不足する可能性を極めて低減でき、蓄電部１３を用いてもバックアップが可能な電源装置１１が実現できる。
【００５５】
その後、時刻ｔ６で蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｓに近づくと、制御回路１９は蓄電部１３の過充電を防ぐため、定電流充電から定電圧充電に切り替えるように制御信号ｃｏｎｔを充電回路１５に出力する。これを受け、充電回路１５は蓄電部１３を定電圧充電する。その結果、図２に示すように、蓄電部電圧Ｖｃは満充電電圧Ｖｓまで緩やかに上昇し、時刻ｔ７で満充電電圧Ｖｓに至る。その後、制御回路１９は定電圧充電を終了し、蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｓを維持するように充電回路１５を制御する。これにより、時刻ｔ７以降の車両使用中において、主電源２３が正常な状態では、蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｓを維持する。そして、主電源２３の異常時におけるバックアップ負荷２９への電力供給に備える。
【００５６】
なお、時刻ｔ５において、内部抵抗値Ｒと容量値Ｃが求められた時点で、制御回路１９は、劣化時のそれぞれの値と比較し、劣化時の値に至れば、蓄電部１３が劣化したと判断する。そして、その劣化情報をデータ信号ｄａｔａにより前記車両用制御回路へ出力する。これにより、前記車両用制御回路は運転者に対して警告を発する。
【００５７】
また、制御回路１９は、内部抵抗値Ｒによる劣化と容量値Ｃによる劣化とを区別して判定し、前記車両用制御回路へ出力するようにしている。これにより、例えば内部抵抗値Ｒのみが劣化時の値に至っており、容量値Ｃは正常であれば、蓄電部１３そのものの劣化ではなく、蓄電部１３の電気的接続部分が劣化等の異常により抵抗値が大きくなっている可能性があることがわかる。この場合、電気的接続部分の修繕により、電源装置１１を引き続き使用することができるので、運転者の修理費用負担軽減が可能となる。このように、内部抵抗値Ｒの劣化と容量値Ｃの劣化とを区別して判定することで、電源装置１１の異常要因をより正確に把握することが可能となる。
【００５８】
以上の構成、動作により、電源装置１１は、車両使用中に、蓄電部１３の劣化度合いを測定するために、蓄電部１３を放電させることによるバックアップ用電力の不足が発生するということがなくなり、蓄電部１３によるバックアップが可能となる。また、使用開始時に直ちに蓄電部１３の劣化度合いを測定するので、電源装置１１の使用中に蓄電部１３の電力不足に陥ることなく劣化度合いを求めることが可能になる。従って、蓄電部１３を用いてもバックアップが可能で、かつ劣化度合いを求めることが可能な電源装置１１が実現できる。
【００５９】
なお、本実施の形態１では、劣化度合いを蓄電部１３の定電流充電時における蓄電部電圧Ｖｃの変化から求めた蓄電部１３の内部抵抗値Ｒと容量値Ｃに基づいて測定しているが、これは内部抵抗値Ｒと容量値Ｃに限定されるものではなく、例えば第１電圧差ΔＶ１や第２電圧差ΔＶ２を劣化度合いと定義してもよい。
【００６０】
また、本実施の形態１では、内部抵抗値Ｒと容量値Ｃのいずれかが、それぞれの劣化時の値に至れば、蓄電部１３が劣化していると判断しているが、両方の値と劣化度合いとの、予め求められた相関関係から劣化度合いを測定するようにしてもよい。例えば、内部抵抗値Ｒを横軸に、容量値Ｃを縦軸に定義した座標系において、両者の値による蓄電部１３の劣化限界線を予め求めておき、測定された内部抵抗値Ｒと容量値Ｃの座標を前記座標系に当てはめた時、その座標が前記劣化限界線に至れば、蓄電部１３が劣化していると判断するようにしてもよい。この場合、劣化判断を行うアルゴリズムが複雑になるものの、蓄電部１３の劣化判断の精度が向上する。
【００６１】
また、本実施の形態１では、蓄電部１３が劣化していると判断した際に、内部抵抗値Ｒの劣化と容量値Ｃの劣化とを区別して出力しているが、これは、区別せずに、いずれかが劣化時の値に至れば単に劣化したことを示すデータ信号ｄａｔａを出力する構成でもよい。この場合、電源装置１１の劣化等の異常要因を推定しにくくなるものの、制御回路１９のアルゴリズムが簡単になる。
【００６２】
また、本実施の形態１では、放電回路１７が放電抵抗３１と放電スイッチ３３との直列回路からなる構成として示したが、これに限定されるものではなく、例えば前記イグニションスイッチをオフにした後、リアウインドウデフォガのように、電力消費を行ってもよい負荷２７を動作させる構成でもって放電回路１７としてもよい。
【００６３】
また、本実施の形態１では、劣化度合いにより蓄電部１３が劣化していると判断した際に、内部抵抗値Ｒによる劣化と容量値Ｃによる劣化とを区別して判定し、前記車両用制御回路へ出力するようにしているが、これは、特に区別せずに、いずれか一方が劣化していると判定されれば、単に劣化情報を前記車両用制御回路へ出力するようにしてもよい。この場合、制御回路１９の動作が簡単になるが、劣化要因の推定が不十分となる可能性があるので、本実施の形態１で述べたように、両者の劣化を区別して判定し、出力する構成が望ましい。
【００６４】
また、本実施の形態１では、蓄電部１３の劣化が判断された際に、劣化情報を前記車両用制御回路へ出力するようにしているが、これに加え、これ以上、蓄電部１３の劣化が進行しないように、制御回路１９は蓄電部電圧Ｖｃが既定電圧Ｖｋより低くなるよう放電回路１７を制御するとともに、電源装置１１の使用を禁止するよう前記車両用制御回路へ報知する構成としてもよい。これにより、さらなる信頼性の向上が図れる。
【００６５】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における電源装置の蓄電部電圧Ｖｃの経時特性図である。なお、本実施の形態２における電源装置の構成は実施の形態１の図１と同じであるため、詳細な説明を省略する。
【００６６】
すなわち、本実施の形態２における特徴は、制御回路１９が、劣化度合いを、蓄電部１３の定電流充電時における蓄電部電圧Ｖｃが既定測定電圧範囲ΔＶｍ内であり、かつ、既定測定期間ｔｍ内における蓄電部電圧Ｖｃの変化に基づいて測定するようにした点である。
【００６７】
これにより、蓄電部１３の定電流充電時における蓄電部電圧Ｖｃの時刻ｔに対する変化の直線性が良好な領域で劣化度合いの測定を行うことができるので、高精度に劣化度合いを求めることが可能な電源装置１１を実現できる。
【００６８】
以下、より具体的に本実施の形態２の動作について、図３により説明する。なお、図３の横軸は時刻ｔを、縦軸は蓄電部電圧Ｖｃを、それぞれ示す。
【００６９】
まず、図３の時刻ｔ０から時刻ｔ２までの動作は、図２の時刻ｔ０から時刻ｔ２までの動作と同じであるので、詳細な説明を省略する。
【００７０】
次に、時刻ｔ１３で運転者がイグニションスイッチをオンにする。これにより、制御回路１９は蓄電部１３を定電流Ｉで充電するように充電回路１５へ制御信号ｃｏｎｔを出力する。これを受け、充電回路１５は蓄電部１３の充電を開始する。この時、蓄電部１３の内部抵抗値Ｒに応じて、図３の時刻ｔ１３に示すように、蓄電部電圧Ｖｃが急峻に増加する。実施の形態１では、この蓄電部電圧Ｖｃの変化から内部抵抗値Ｒを求めているが、本実施の形態２では、後述するように、制御回路１９は、蓄電部電圧Ｖｃが既定測定電圧範囲ΔＶｍ内であり、かつ、既定測定期間ｔｍ内で内部抵抗値Ｒを求めるようにしている。従って、本実施の形態２においては、時刻ｔ１３で充電開始のみを行う。
【００７１】
時刻ｔ１３から時刻ｔ１４で蓄電部１３が充電されるに従って、蓄電部電圧Ｖｃは経時的に上昇する。但し、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４の充電初期においては、充電回路１５の初期的な不安定性、前記電気二重層キャパシタの品種やバラツキなどに起因して、定電流充電を行っても微視的には時刻ｔと蓄電部電圧Ｖｃが直線関係にならない場合がある。従って、本実施の形態２では、前記直線関係に不安定性が残る時刻ｔ１３から時刻ｔ１４では蓄電部１３の劣化度合い（内部抵抗値Ｒと容量値Ｃ）の測定を行わないようにしている。
【００７２】
なお、充電初期における前記直線関係の不安定性が無視できる性能を有する電源装置１１の構成の場合は、実施の形態１のように、充電開始時の時刻ｔ１３で内部抵抗値Ｒを求めてもよい。
【００７３】
時刻ｔ１４で、蓄電部電圧Ｖｃは既定測定電圧範囲ΔＶｍの下限値に達する。ここで、既定測定電圧範囲ΔＶｍとは、蓄電部１３の定電流充電時における蓄電部電圧Ｖｃの時刻ｔに対する変化の直線性が良好な領域の電圧範囲のことである。従って、この既定測定電圧範囲ΔＶｍ内で劣化度合いを測定すると、（１）、（２）式がほぼ正確に成立することになるので、劣化度合いの精度が向上する。
【００７４】
なお、既定測定電圧範囲ΔＶｍは、新品状態の蓄電部１３を定電流充電した時の蓄電部電圧Ｖｃの経時変化を予め実測し、直線性が良好な範囲を決定することにより求められる。
【００７５】
また、これに付随して、既定測定電圧範囲ΔＶｍを決定すると同時に、既定測定期間ｔｍも決定する。すなわち、決定された既定測定電圧範囲ΔＶｍ内では、時刻ｔと蓄電部電圧Ｖｃとの直線性が良好であることから、図３に示すように、蓄電部電圧Ｖｃが既定測定電圧範囲ΔＶｍの下限値に至る時刻ｔ１４と、上限値に至る時刻ｔ１９までの期間が既定測定期間ｔｍとして決定される。
【００７６】
これらのことから、劣化度合いを求めるための蓄電部電圧Ｖｃの変化は、蓄電部１３の定電流充電時における、蓄電部電圧Ｖｃが既定測定電圧範囲ΔＶｍ内であり、かつ、既定測定期間ｔｍ内における変化であることになる。
【００７７】
なお、本実施の形態２では、既定電圧Ｖｋが、既定測定電圧範囲ΔＶｍの下限値であるように決定した。これにより、強制放電で必ず既定測定電圧範囲ΔＶｍの下限値まで蓄電部電圧Ｖｃが低下するので、次回車両を使用する際に、制御回路１９は、劣化度合いを、蓄電部１３の定電流充電時における蓄電部電圧Ｖｃが既定測定電圧範囲ΔＶｍ内であり、かつ、既定測定期間ｔｍ内における蓄電部電圧Ｖｃの変化に基づいて測定することができる。
【００７８】
但し、既定電圧Ｖｋが、既定測定電圧範囲ΔＶｍの下限値である構成に限定されるものではなく、蓄電部電圧Ｖｃが既定測定電圧範囲ΔＶｍ内において、制御回路１９が劣化度合い（内部抵抗値Ｒと容量値Ｃ）を測定できれば、既定電圧Ｖｋが、既定測定電圧範囲ΔＶｍの下限値より高くても低くてもよい。しかし、既定電圧Ｖｋが、既定測定電圧範囲ΔＶｍの下限値より低すぎれば、車両使用開始時に多くの電力を蓄電部１３に充電する必要があり、電力の無駄となる。また、既定電圧Ｖｋが、既定測定電圧範囲ΔＶｍの下限値より高すぎれば、既定測定電圧範囲ΔＶｍが狭くなるので、精度よく劣化度合いを測定できる可能性が低減する。従って、既定電圧Ｖｋが、既定測定電圧範囲ΔＶｍの下限値である構成の方が望ましい。
【００７９】
また、実施の形態１と同様に既定電圧Ｖｋを制御回路１９の動作停止電圧である６Ｖとしている。従って、強制放電動作の停止を自動的に行うことができる。但し、既定電圧Ｖｋと動作停止電圧を一致させる構成に限定されるものではない。
【００８０】
次に、制御回路１９は、蓄電部電圧Ｖｃが既定測定電圧範囲ΔＶｍ内であり、かつ既定測定期間ｔｍ内の時刻ｔ１５から時刻ｔ１６で、まず内部抵抗値Ｒを求める。但し、時刻ｔ１５までの時点では、既に蓄電部１３が定電流充電されているため、制御回路１９は、内部抵抗値Ｒを測定するために、時刻ｔ１５で定電流充電を一旦停止するよう充電回路１５を制御する。これにより、蓄電部電圧Ｖｃは図３の時刻ｔ１５に示すように、内部抵抗値Ｒに比例した電圧降下を起こす。その後、制御回路１９は、内部抵抗値測定期間ｔｒ（ここでは０．１秒とした）が経過した時刻ｔ１６で再び充電回路１５による定電流充電を再開するよう充電回路１５を制御する。これにより、充電再開直後に、蓄電部電圧Ｖｃは内部抵抗値Ｒに比例した電圧上昇を起こす。このような充電制御を行なう間、制御回路１９は第１電圧差ΔＶ１を測定する。具体的には、制御回路１９は、時刻ｔ１６で充電が再開される直前直後の蓄電部電圧Ｖｃを読み込むことにより、第１電圧差ΔＶ１を求める。そして、制御回路１９は、（１）式により内部抵抗値Ｒを求める。
【００８１】
なお、第１電圧差ΔＶ１は、時刻ｔ１６の充電再開時ではなく、時刻ｔ１５の充電停止時における直前直後の蓄電部電圧Ｖｃを読み込んで求めてもよい。
【００８２】
また、充電を一旦停止する内部抵抗値測定期間ｔｒ（時刻ｔ１５から時刻ｔ１６までの期間）は、上記した０．１秒に限定されるものではない。但し、あまり短い期間であると、充電停止時における電圧降下が十分に起こらないうちに充電が再開されるので、内部抵抗値Ｒの精度が低下する。一方、内部抵抗値測定期間ｔｒが長すぎると、既定測定期間ｔｍ内に内部抵抗値Ｒや容量値Ｃを求められなくなる可能性がある。従って、内部抵抗値測定期間ｔｒは、第１電圧差ΔＶ１を必要十分な精度で求められる期間となるように、予め実験的に求めることで決定しておく。
【００８３】
次に、制御回路１９は、定電流充電を再開した後の時刻ｔ１７における蓄電部電圧Ｖｃを読み込むとともに、容量値測定期間ｔｃが経過した時刻ｔ１８における蓄電部電圧Ｖｃを読む込むことで、第２電圧差ΔＶ２を求める。この動作は、図２の時刻ｔ４から時刻ｔ５までの動作と同じである。但し、時刻ｔ１８で蓄電部電圧Ｖｃを読み込んだ時点は、既定測定期間ｔｍ内である。また、時刻ｔ１８における蓄電部電圧Ｖｃは既定測定電圧範囲ΔＶｍ内である。このように、第２電圧差ΔＶ２も既定測定電圧範囲ΔＶｍ内、かつ既定測定期間ｔｍ内に求めているので、時刻ｔと蓄電部電圧Ｖｃとの直線関係が良好な範囲で第２電圧差ΔＶ２が求められることになる。その結果、（２）式より求められる容量値Ｃの精度が向上する。
【００８４】
こうして内部抵抗値Ｒと容量値Ｃが求められれば、制御回路１９は実施の形態１と同様にして劣化度合いを求め、劣化情報をデータ信号ｄａｔａにより前記車両用制御回路へ出力する。
【００８５】
その後、時刻ｔ２０で制御回路１９は蓄電部１３への充電を定電圧充電に切り替えるよう充電回路１５を制御する。そして、時刻ｔ２１で蓄電部電圧Ｖｃが満充電電圧Ｖｓに至れば、蓄電部１３への充電を完了する。これらの動作は図２の時刻ｔ６、時刻ｔ７の動作と同じである。
【００８６】
以上のようにして、制御回路１９は劣化度合いを求めているが、蓄電部１３の劣化が進行すると、容量値Ｃが小さくなるため、時刻ｔに対する蓄電部電圧Ｖｃの傾きが大きくなる。その結果、図３に示す既定測定電圧範囲ΔＶｍ内、かつ既定測定期間ｔｍ内に劣化度合いが求められない場合がある。すなわち、前記傾きが大きくなるので、例えば第１電圧差ΔＶ１を求めることができても、次のステップである第２電圧差ΔＶ２を求めている間に、蓄電部電圧Ｖｃが既定測定電圧範囲ΔＶｍを超えてしまう可能性がある。このように、既定測定期間ｔｍ内に、劣化度合いを測定するために必要な蓄電部電圧Ｖｃの変化を測定できなかった際に、制御回路１９は蓄電部１３が劣化していると判断する。これにより、前記車両用制御回路は、蓄電部１３の劣化をさらに的確に検知することが可能となる。
【００８７】
なお、実施の形態１で述べたように、制御回路１９は、求められた内部抵抗値Ｒと容量値Ｃの値からも蓄電部１３の劣化を判断しているので、既定測定期間ｔｍ内に、劣化度合いを測定するために必要な蓄電部電圧Ｖｃの変化を測定できなかった際に、蓄電部１３が劣化していると判断する動作は必須ではない。しかし、本実施の形態２のように、複数の方法で劣化を検知することで、電源装置１１の信頼性を向上することができるため、本実施の形態２の構成の方が望ましい。
【００８８】
また、本実施の形態２では、電源装置１１の使用終了時に、蓄電部電圧Ｖｃが既定電圧Ｖｋに至るまで、蓄電部１３が放電された場合について説明したが、強制放電が完了する前に運転者がイグニションスイッチをオンにして、電源装置１１の使用を開始する場合がある。この時、蓄電部電圧Ｖｃが既定測定電圧範囲ΔＶｍ内に入っていれば、制御回路１９は図３に示した動作により劣化度合いを測定できる。また、本実施の形態２では、既定測定電圧範囲ΔＶｍの下限値と既定電圧Ｖｋが等しくなるように決定しているが、既定電圧Ｖｋを既定測定電圧範囲ΔＶｍの下限値よりも低く決定している場合は、運転者がイグニションスイッチをオンにした時、蓄電部電圧Ｖｃが既定測定電圧範囲ΔＶｍ内に入っているか、その下限値よりも低ければ、制御回路１９は図３に示した動作により劣化度合いを測定できる。
【００８９】
一方、運転者がイグニションスイッチをオンにした時、蓄電部電圧Ｖｃが既定測定電圧範囲ΔＶｍの上限値以上であれば、劣化度合いを精度よく測定できない可能性が高くなる。そこで、制御回路１９は、劣化度合いとして、前回に求めた値を用いるようにした。このようにして劣化度合いを求めても、その誤差は最小限に抑制される。これは、以下の理由による。
【００９０】
上記したとおり、放電回路１７は、蓄電部１３の劣化が実質的に進行しない既定期間ｔｋ以内で、蓄電部電圧Ｖｃが既定電圧Ｖｋに至るように放電できる構成としている。従って、強制放電の過程で、蓄電部１３の劣化は実質的に進行しないので、強制放電中にイグニションスイッチがオンになり、蓄電部電圧Ｖｃが既定測定電圧範囲ΔＶｍの上限値以上であっても、蓄電部１３の劣化は実質的に進行していない状態である。ゆえに、前回の劣化度合いの値も実質的に変化していない。これらのことから、制御回路１９が今回の劣化度合いの測定を行わず、前回の劣化度合いの値を今回値としてもよいこととなる。
【００９１】
また、このように動作する際、蓄電部１３は強制放電中であるので、蓄電部１３の電力が制御回路１９に供給されており、制御回路１９の前記内蔵メモリの値も保持された状態である。従って、制御回路１９は、強制放電中にイグニションスイッチがオンになり、蓄電部電圧Ｖｃが既定測定電圧範囲ΔＶｍの上限値以上となっていれば、前記内蔵メモリに保持された前回の劣化度合いを今回値として用いることができる。これは、以下の理由による。
【００９２】
強制放電中で、蓄電部電圧Ｖｃが既定測定電圧範囲ΔＶｍの上限値以上であれば、強制放電の開始後、早期にイグニションスイッチがオンになった状態であるので、蓄電部１３の劣化は実質的に進行しない。従って、劣化度合いの値も変化せず保持された状態となる。ゆえに、前記内蔵メモリに保持された前回の劣化度合いを今回値として用いることができる。
【００９３】
一方、強制放電中で、蓄電部電圧Ｖｃが既定測定電圧範囲ΔＶｍの上限値より低い場合、蓄電部１３の劣化は実質的に進行しないものの、強制放電を行っている期間が長くなるので、厳密には僅かな劣化が進行することになる。この場合は、蓄電部電圧Ｖｃが劣化度合いを測定する電圧になる構成としているので、制御回路１９は、劣化度合いの測定を行う。
【００９４】
これらのことから、外部メモリは特に必要ではないので、低コスト化を図ることができる。
【００９５】
以上の構成、動作により、電源装置１１は、実施の形態１の効果に加え、蓄電部１３の定電流充電時における蓄電部電圧Ｖｃの時刻ｔに対する変化の直線性が良好な領域で劣化度合いの測定を行うことができるので、高精度に劣化度合いを求めることが可能となる。従って、蓄電部１３を用いてもバックアップが可能で、かつ高精度に劣化度合いを求めることが可能な電源装置１１が実現できる。
【００９６】
なお、本実施の形態２では、蓄電部１３の内部抵抗値Ｒを求めるために、充電を一旦停止する動作を行っているが、これは実施の形態１で行ってもよい。
【００９７】
また、実施の形態１、２では、劣化度合いとして、まず内部抵抗値Ｒを求め、次のステップとして容量値Ｃを求めているが、これは逆の順番でもよい。
【００９８】
また、本実施の形態２において、劣化度合いを求める際、内部抵抗値Ｒと容量値Ｃをそれぞれ１回のみ測定しているが、これは、蓄電部電圧Ｖｃが既定測定電圧範囲ΔＶｍ内であり、かつ、既定測定期間ｔｍ内において、複数回ずつ測定してもよい。この場合は、複数の内部抵抗値Ｒと容量値Ｃがそれぞれ得られるので、これらを例えば平均することにより、さらに高精度な劣化度合いを測定することができる。
【００９９】
また、本実施の形態２において、劣化度合いを蓄電部１３の内部抵抗値Ｒと容量値Ｃに基づいて測定しているが、これは、実施の形態１で述べたように、第１電圧差ΔＶ１や第２電圧差ΔＶ２に基づいて測定してもよい。
【０１００】
また、実施の形態１、２において、劣化度合いを蓄電部１３の内部抵抗値Ｒと容量値Ｃに基づいて測定しているが、これに加え、蓄電部１３の劣化が進行する電圧範囲（予め実験的に求めておく）に蓄電部電圧Ｖｃが入っている期間を積算し、蓄電部１３の寿命期間（既知）に至るまでの残期間を求め、この残期間を考慮して劣化度合いを求めるようにしてもよい。この場合、さらなる高精度な劣化度合いを求めることができる。
【０１０１】
さらに、蓄電部１３に温度センサを設け、劣化度合いを測定する際に、蓄電部１３の温度による劣化度合いへの影響を考慮するようにしてもよい。すなわち、蓄電部１３に使用される電気二重層キャパシタは、低温ほど内部抵抗値Ｒが下がり容量値Ｃが上がるので、制御回路１９は、この温度特性を前記温度センサの出力に応じて補正し、劣化度合いを求めればよい。これにより、さらなる高精度な劣化度合いを求めることができる。
【０１０２】
また、実施の形態１、２では、蓄電部１３の充電時に劣化度合いを測定するようにしているが、これは、強制放電時にも劣化度合いを測定してもよい。これにより、例えば車両使用終了から、次回の車両使用時までが長期間であった場合、強制放電時の劣化度合いと次回充電時の劣化度合いを対比することにより、電源装置１１の非使用時における蓄電部１３の劣化進行を把握することができる。その結果、蓄電部１３の劣化判断をさらに高精度化できる。
【０１０３】
また、実施の形態１、２において、既定電圧Ｖｋは予め決定した１つの値（＝６Ｖ）であるとしているが、これは、蓄電部１３の劣化度合いに応じて可変するようにしてもよい。すなわち、例えば蓄電部１３の劣化度合いにより、蓄電部１３の劣化が進行していると判断した場合、制御回路１９は、既定電圧Ｖｋを下げるように制御する。その結果、強制放電により、より低い電圧まで蓄電部１３が放電されるので、その分、蓄電部１３の劣化進行を抑制することができる。
【０１０４】
同様に、既定期間ｔｋについても、実施の形態１、２では一定の値としているが、蓄電部１３の劣化度合いに応じて可変するようにしてもよい。すなわち、制御回路１９は、蓄電部１３の劣化が進行するほど、既定期間ｔｋを短くするような構成、制御とする。これにより、蓄電部１３を早く放電できるので、蓄電部電圧Ｖｃが早期に低下する。その結果、蓄電部１３の劣化進行を抑制することができる。なお、既定期間ｔｋを短くして、蓄電部１３を早く放電するための構成として、例えば放電抵抗３１の抵抗値を可変する構成や、放電回路１７を並列に複数設ける構成とすればよい。
【０１０５】
また、実施の形態１、２では、蓄電部１３として電気二重層キャパシタを用いたが、これに限定されるものではなく、電気化学キャパシタ等の他の大容量キャパシタを用いてもよい。
【０１０６】
また、実施の形態１、２では、バックアップ負荷２９として電動ブレーキを例に説明したが、これに限定されるものではなく、電動ブレーキ以外の、主電源２３の電圧が低下したり失陥したりする異常が発生しても動作し続ける必要がある負荷でもよい。また、これらの複数を電源装置１１に接続する構成としてもよい。さらに、例えば一時的に大電力を消費する電動パワーステアリングや、アイドリングストップ車のスタータをバックアップ負荷２９としてもよい。この場合、前記電動パワーステアリングや前記スタータの駆動時に蓄電部１３の電力が供給されるので、主電源２３の一時的な電圧低下を抑制することができ、その他の負荷２７への電力供給を安定化することが可能となる。
【０１０７】
また、実施の形態１、２では、電源装置１１を車両に適用した場合について説明したが、車両以外の非常用電源等に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明にかかる電源装置は、キャパシタを用いてもバックアップが可能で、かつ劣化度合いを求めることが可能となるので、特にバッテリ等の主電源に対するバックアップ用電源装置等として有用である。
【符号の説明】
【０１０９】
１１  電源装置
１３  蓄電部
１５  充電回路
１７  放電回路
１９  制御回路
【図１】
2013176197.tif 000003
【図２】
2013176197.tif 000004
【図３】
2013176197.tif 000005
【図４】
2013176197.tif 000006