(57)【要約】【課題】蓄電部の放電中に劣化を判断しても負荷の動作を継続できる高信頼な蓄電装置を提供することを目的とする。【解決手段】主電源１５に接続された充電回路１９と、充電回路１９と負荷１７の間に接続された蓄電部２３と、充電回路１９が接続された制御回路４１とを備え、制御回路４１は、蓄電部２３が電力を蓄えた積算時間ｔを計測し、積算時間ｔが既定の警告時間ｔａを越えれば蓄電部２３が劣化状態に近づいたことを警告する警告信号を出力し、積算時間ｔが警告時間ｔａより大きい劣化限界時間ｔｅを越えれば蓄電部２３が劣化したと判断し劣化信号を出力するとともに、それ以降は蓄電部２３が放電された状態であっても充電回路１９による主電源１５から蓄電部２３への充電を禁止するようにしたので、蓄電部２３の放電中に劣化を判断しても放電は禁止されず、負荷１７の動作が継続可能となる。【選択図】図１
2009095210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主電源と負荷の間に接続され、前記主電源の電圧（Ｖｂ）が既定下限値以下になった時に、あらかじめ蓄えた電力を前記負荷に供給する蓄電装置であって、
前記蓄電装置は、前記主電源に接続された充電回路と、
前記充電回路と前記負荷の間に接続された蓄電部と、
前記充電回路が接続された制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記蓄電部が電力を蓄えた積算時間（ｔ）を計測し、前記積算時間（ｔ）が既定の警告時間（ｔａ）を越えれば前記蓄電部が劣化状態に近づいたことを警告する警告信号を出力し、
前記積算時間（ｔ）が前記警告時間（ｔａ）より大きい劣化限界時間（ｔｅ）を越えれば前記蓄電部が劣化したと判断し劣化信号を出力するとともに、それ以降は前記蓄電部が放電された状態であっても前記充電回路による前記主電源から前記蓄電部への充電を禁止するようにした蓄電装置。
【請求項２】
前記蓄電部の電圧（Ｖｃ）が基準電圧時の前記蓄電部の寿命を１とした時に、前記基準電圧と異なる電圧が印加された時の前記蓄電部の寿命が前記基準電圧の印加時における寿命の何倍になるか、の逆数を求めた電圧劣化係数（Ｋ（Ｖｃ））をあらかじめ前記制御回路に記憶しておき、
前記制御回路は、既定時間間隔（Δｔ）毎に前記蓄電部の電圧（Ｖｃ）から現在の前記電圧劣化係数（Ｋ（Ｖｃ））を求め、前記既定時間間隔（Δｔ）に現在の前記電圧劣化係数（Ｋ（Ｖｃ））を乗じた値を前記積算時間（ｔ）に加算することで、前記積算時間（ｔ）を計測するようにした請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記制御回路に接続された温度センサを前記蓄電部に配した構成を有し、
前記蓄電部の温度（Ｔ）が基準温度時の前記蓄電部の寿命を１とした時に、前記基準温度と異なる温度環境下の前記蓄電部の寿命が前記基準温度時における寿命の何倍になるか、の逆数を求めた温度劣化係数（Ｋ（Ｔ））をあらかじめ前記制御回路に記憶しておき、
前記制御回路は、既定時間間隔（Δｔ）毎に前記蓄電部の温度（Ｔ）から現在の前記温度劣化係数（Ｋ（Ｔ））を求め、前記既定時間間隔（Δｔ）に現在の前記温度劣化係数（Ｋ（Ｔ））を乗じた値を前記積算時間（ｔ）に加算することで、前記積算時間（ｔ）を計測するようにした請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記制御回路に接続された温度センサを前記蓄電部に配した構成を有し、
前記蓄電部の電圧（Ｖｃ）が基準電圧時の前記蓄電部の寿命を１とした時に、前記基準電圧と異なる電圧が印加された時の前記蓄電部の寿命が前記基準電圧の印加時における寿命の何倍になるか、の逆数を求めた電圧劣化係数（Ｋ（Ｖｃ））、および前記蓄電部の温度（Ｔ）が基準温度時の前記蓄電部の寿命を１とした時に、前記基準温度と異なる温度環境下の前記蓄電部の寿命が前記基準温度時における寿命の何倍になるか、の逆数を求めた温度劣化係数（Ｋ（Ｔ））をあらかじめ前記制御回路に記憶しておき、
前記制御回路は、既定時間間隔（Δｔ）毎に前記蓄電部の電圧（Ｖｃ）から現在の前記電圧劣化係数（Ｋ（Ｖｃ））を求めるとともに、前記蓄電部の温度（Ｔ）から現在の前記温度劣化係数（Ｋ（Ｔ））を求め、前記既定時間間隔（Δｔ）に現在の前記電圧劣化係数（Ｋ（Ｖｃ））と現在の前記温度劣化係数（Ｋ（Ｔ））を乗じた値を前記積算時間（ｔ）に加算することで、前記積算時間（ｔ）を計測するようにした請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記制御回路は、前記蓄電部の劣化判断を起動時、または使用終了時の少なくともいずれかに行うようにした請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記蓄電部と前記負荷の間に、前記制御回路と接続された放電回路を設けた構成を有し、
前記制御回路は、使用終了時に前記蓄電部を前記放電回路により放電するようにした請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項７】
前記蓄電部の電圧（Ｖｃ）が基準電圧時の前記蓄電部の寿命を１とした時に、前記基準電圧と異なる電圧（Ｖｃ）が印加された時の前記蓄電部の寿命が前記基準電圧の印加時における寿命の何倍になるか、の逆数を求めた電圧劣化係数（Ｋ（Ｖｃ））をあらかじめ前記制御回路に記憶しておき、
前記制御回路は、既定時間間隔（Δｔ）毎に前記蓄電部の電圧（Ｖｃ）から現在の前記電圧劣化係数（Ｋ（Ｖｃ））を求め、
前記電圧劣化係数（Ｋ（Ｖｃ））が１以上であれば、前記電圧劣化係数（Ｋ（Ｖｃ））から１を減じた値に前記既定時間間隔（Δｔ）を乗じた値を前記警告時間（ｔａ）、および前記劣化限界時間（ｔｅ）から減算し、
前記電圧劣化係数（Ｋ（Ｖｃ））が１未満であれば、前記電圧劣化係数（Ｋ（Ｖｃ））の逆数から１を減じた値に前記既定時間間隔（Δｔ）を乗じた値を前記警告時間（ｔａ）、および前記劣化限界時間（ｔｅ）に加算するようにした請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項８】
前記制御回路に接続された温度センサを前記蓄電部に配した構成を有し、
前記蓄電部の温度（Ｔ）が基準温度時の前記蓄電部の寿命を１とした時に、前記基準温度と異なる温度環境下の前記蓄電部の寿命が前記基準温度時における寿命の何倍になるか、の逆数を求めた温度劣化係数（Ｋ（Ｔ））をあらかじめ前記制御回路に記憶しておき、
前記制御回路は、既定時間間隔（Δｔ）毎に前記蓄電部の温度（Ｔ）から現在の前記温度劣化係数（Ｋ（Ｔ））を求め、
前記温度劣化係数（Ｋ（Ｔ））が１以上であれば、前記温度劣化係数（Ｋ（Ｔ））から１を減じた値に前記既定時間間隔（Δｔ）を乗じた値を前記警告時間（ｔａ）、および前記劣化限界時間（ｔｅ）から減算し、
前記温度劣化係数（Ｋ（Ｔ））が１未満であれば、前記温度劣化係数（Ｋ（Ｔ））の逆数から１を減じた値に前記既定時間間隔（Δｔ）を乗じた値を前記警告時間（ｔａ）、および前記劣化限界時間（ｔｅ）に加算するようにした請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項９】
前記制御回路に接続された温度センサを前記蓄電部に配した構成を有し、
前記蓄電部の電圧（Ｖｃ）が基準電圧時の前記蓄電部の寿命を１とした時に、前記基準電圧と異なる電圧が印加された時の前記蓄電部の寿命が前記基準電圧の印加時における寿命の何倍になるか、の逆数を求めた電圧劣化係数（Ｋ（Ｖｃ））、および前記蓄電部の温度（Ｔ）が基準温度時の前記蓄電部の寿命を１とした時に、前記基準温度と異なる温度環境下の前記蓄電部の寿命が前記基準温度時における寿命の何倍になるか、の逆数を求めた温度劣化係数（Ｋ（Ｔ））をあらかじめ前記制御回路に記憶しておき、
前記制御回路は、既定時間間隔（Δｔ）毎に前記蓄電部の電圧（Ｖｃ）から現在の前記電圧劣化係数（Ｋ（Ｖｃ））を求めるとともに、前記蓄電部の温度（Ｔ）から現在の前記温度劣化係数（Ｋ（Ｔ））を求め、
前記電圧劣化係数（Ｋ（Ｖｃ））と前記温度劣化係数（Ｋ（Ｔ））の積を劣化係数（Ｋ）として求め、
前記劣化係数（Ｋ）が１以上であれば、前記劣化係数（Ｋ）から１を減じた値に前記既定時間間隔（Δｔ）を乗じた値を前記警告時間（ｔａ）、および前記劣化限界時間（ｔｅ）から減算し、
前記劣化係数（Ｋ）が１未満であれば、前記劣化係数（Ｋ）の逆数から１を減じた値に前記既定時間間隔（Δｔ）を乗じた値を前記警告時間（ｔａ）、および前記劣化限界時間（ｔｅ）に加算するようにした請求項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から電力を供給する補助電源としての蓄電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境への配慮や燃費向上のために停車時にエンジン駆動を停止するアイドリングストップ機能を搭載した自動車（以下、車両という）が市販されている。このような車両は使用中に断続的に大電流を消費するスタータが駆動すると一時的にバッテリの電圧が下がる。その結果、オーディオやカーナビゲーション等の他の負荷への供給電圧も下がり、その動作が不安定になる可能性があった。
【０００３】
また、車両の制動についても、従来の機械的な油圧制御から電気的な油圧制御への各種車両制動システムの提案がなされてきているが、バッテリが異常になった時、車両制動システムが動作しなくなる等の可能性があった。
【０００４】
これらに対し、一時的なバッテリの電圧低下時に負荷に十分な電力を供給したり、バッテリ異常時に車両制動システム等に電力を供給するために、あらかじめ蓄電部を充電しておき、バッテリの電圧低下時や異常時に負荷へ蓄電部の電力を供給する補助電源としての車両用蓄電装置が開発されている。このような蓄電装置の蓄電部には、例えば急速充放電特性に優れる電気二重層キャパシタが用いられ、バッテリが正常電圧時に電気二重層キャパシタを充電するようにしている。
【０００５】
このような蓄電装置は、特にバッテリが異常になった時に車両制動システム等の負荷に電力を確実に供給できるように、高信頼性が要求される。そのために、電力を蓄える電気二重層キャパシタの劣化判断が重要となる。この劣化判断を行うために、例えば下記特許文献１の構成が提案されている。なお、特許文献１では蓄電用の電気二重層キャパシタに対してではなく、電源の電力を電動機駆動用の電力に変換する電源システムにおける平滑コンデンサ（アルミ電解コンデンサ）に対する劣化判断構成が示されている。
【０００６】
図１０はこのような電源システムのブロック回路図である。電源１０１と電動機１０３の間には電源システム１０５が接続されている。なお、電源１０１は商用電源であり、電動機１０３は誘導電動機であるので、電源システム１０５は電源１０１の電力を電動機１０３の駆動可能電力に変換する機能を有する。
【０００７】
電源システム１０５は次の構成を有する。まず、電力変換を担う電源装置１０７が電源１０１と電動機１０３の間に接続されている。ここで、電源装置１０７はリアクトル１０９、コンバータ１１１、平滑コンデンサ１１３、およびインバータ１１５から構成される。
【０００８】
また、平滑コンデンサ１１３の劣化を判断するために、平滑コンデンサ１１３の近傍には環境温度を検出するための温度センサ１１７が設けられている。温度センサ１１７の出力は環境温度検出器１１９で温度信号ＴＡに変換されて平滑コンデンサ１１３の寿命演算回路１２１に入力される。
【０００９】
さらに、平滑コンデンサ１１３には、その印加電圧を検出するための印加電圧検出器１２３が接続されている。この印加電圧出力ＶＩも寿命演算回路１２１に入力される。また、印加電圧検出器１２３の出力は稼働時間検出器１２５にも入力される。稼働時間検出器１２５は平滑コンデンサ１１３に電圧が印加されている時間（稼働時間）を検出するもので、稼動時間出力ＬＲは警報回路１２７に入力される。
【００１０】
一方、電源装置１０７の出力には平滑コンデンサ１１３の自己発熱検出回路１２９が接続されている。これは電源装置１０７の出力特性（電圧や電流）を検出して、自己発熱量を求める回路であり、その詳細構成の説明は割愛する。自己発熱検出回路１２９の出力ΔＴは寿命演算回路１２１に入力される。
【００１１】
寿命演算回路１２１は入力されたＶＩ、ＴＡ、ΔＴから平滑コンデンサ１１３の計算寿命時間Ｌを求め、警報回路１２７に出力する。なお、平滑コンデンサ１１３の寿命（劣化程度）は温度と電圧により大きく影響を受けるので、ＴＡ、ΔＴに対する温度補正量と、ＶＩに対する電圧補正量を計算することにより計算寿命時間Ｌを求めている。
【００１２】
警報回路１２７は実際の平滑コンデンサ１１３の稼働時間ＬＲと計算寿命時間Ｌを比較し、稼働時間ＬＲが計算寿命時間Ｌに達すれば寿命に至った（劣化した）と判断して警報信号を出力している。
【００１３】
このような構成とすることにより、平滑コンデンサ１１３の劣化判断が可能となり、劣化警報によりすぐに人為的に電源システム１０５を停止させ、劣化した平滑コンデンサ１１３を交換することで高信頼性が得られる。
【特許文献１】特開平１１−６９８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記の電源システム１０５によると、確かに平滑コンデンサ１１３の劣化を判断することができるのであるが、このような劣化判断構成を前記した車両用の蓄電装置に適用すると、以下のような課題が生じる。
【００１５】
従来の電源システム１０５では、平滑コンデンサ１１３の劣化警報によりすぐに電源システム１０５を停止し平滑コンデンサ１１３を交換していたが、車両用の蓄電装置では、運転中に蓄電部（電気二重層キャパシタ）の劣化が判断されて蓄電装置の動作を停止してしまうと、特に蓄電部が負荷へ電力を供給中（放電中）であれば、車両制動システム等の負荷の動作が停止したり不安定になる可能性があるという課題があった。
【００１６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、蓄電部の放電中に劣化を判断しても負荷の動作を継続できる高信頼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】
【００１７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の蓄電装置は、主電源と負荷の間に接続され、前記主電源の電圧（Ｖｂ）が既定下限値以下になった時に、あらかじめ蓄えた電力を前記負荷に供給する蓄電装置であって、前記蓄電装置は、前記主電源に接続された充電回路と、前記充電回路と前記負荷の間に接続された蓄電部と、前記充電回路が接続された制御回路とを備え、前記制御回路は、前記蓄電部が電力を蓄えた積算時間（ｔ）を計測し、前記積算時間（ｔ）が既定の警告時間（ｔａ）を越えれば前記蓄電部が劣化状態に近づいたことを警告する警告信号を出力し、前記積算時間（ｔ）が前記警告時間（ｔａ）より大きい劣化限界時間（ｔｅ）を越えれば前記蓄電部が劣化したと判断し劣化信号を出力するとともに、それ以降は前記蓄電部が放電された状態であっても前記充電回路による前記主電源から前記蓄電部への充電を禁止するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の蓄電装置によれば、蓄電部が劣化状態に近づくと警告信号を発するので、早めの修理が可能になり、高信頼性が得られる。また、蓄電部が劣化したと判断された以降は蓄電部が放電された状態であっても、再び蓄電部を充電することを禁止しているだけで放電は禁止しないので、たとえ蓄電部が負荷に対して放電中に劣化判断されても放電が停止することがない。その結果、負荷を駆動し続けることができ、高信頼性が得られる。さらに、蓄電部の劣化後における充電禁止により、劣化した蓄電部を使い続けて負荷に十分な電力を供給できなくなるという可能性を低減でき、さらなる高信頼性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（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起動時のフローチャートである。図３は、本発明の実施の形態１における蓄電装置の使用積算時間計測のフローチャートである。図４は、本発明の実施の形態１における蓄電装置の通常動作時のフローチャートである。図５は、本発明の実施の形態１における蓄電装置の使用終了時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、本実施の形態１では蓄電装置をアイドリングストップ車に適用した場合について述べる。
【００２１】
図１において、蓄電装置１１は主電源１５と負荷１７との間に接続されている。主電源１５はバッテリであり、図示していないが大電流を断続的に消費するスタータも接続されている。また、負荷１７はオーディオやナビゲーション等の補機である。
【００２２】
蓄電装置１１は次の構成を有する。まず、主電源１５の出力には充電回路１９と、主電源１５の電圧Ｖｂを検出する主電源電圧検出回路２１が接続されている。充電回路１９は後述する蓄電部の電圧Ｖｃを検出しながら、定電流、または定電圧で設定電圧まで充電する機能を有する。さらに、検出した電圧Ｖｃを出力する機能も有する。また、主電源電圧検出回路２１は電力系配線（太線）の入力側と出力側が同電圧になるよう接続されている。
【００２３】
充電回路１９の出力と負荷１７の間には、蓄電部２３が接続されている。蓄電部２３は、例えば蓄電素子として電気二重層キャパシタを複数個直列接続して必要な電力を賄う構成としている。なお、負荷１７の要求電力仕様によって電気二重層キャパシタの個数を増減したり直並列接続としてもよい。
【００２４】
蓄電部２３には温度センサ３１が配されている。温度センサ３１は蓄電部２３の環境温度を検出している。温度センサ３１には、温度に対する抵抗値変化が大きい特性を有するサーミスタを用いた。
【００２５】
蓄電部２３と負荷１７の間には放電回路３３が接続されている。放電回路３３は蓄電部２３に蓄えられた電力を負荷１７に供給せずに放電するものである。これにより、任意に蓄電部２３の放電が可能となる。また、蓄電部２３と負荷１７の間には、さらに切替スイッチ３５と第１ダイオード３７が直列に接続されている。切替スイッチ３５は外部からオンオフ制御できる構成のもので、ここではＦＥＴを用いた。また、第１ダイオード３７はアノードが切替スイッチ３５に、カソードが負荷１７にそれぞれ接続されている。
【００２６】
なお、主電源電圧検出回路２１と負荷１７の間にも第２ダイオード３９が接続されている。第２ダイオード３９はアノードが主電源電圧検出回路２１に、カソードが負荷１７にそれぞれ接続されている。従って、第１ダイオード３７と第２ダイオード３９により主電源１５からの電力と蓄電部２３からの電力が互いに逆流することを防止している。
【００２７】
充電回路１９、主電源電圧検出回路２１、温度センサ３１、放電回路３３、および切替スイッチ３５は信号系配線で制御回路４１にも接続されている。制御回路４１はマイクロコンピュータと周辺回路から構成されており、蓄電装置１１の全体の動作を制御している。すなわち、制御回路４１は充電回路１９の出力から蓄電部２３の電圧Ｖｃを、また主電源電圧検出回路２１の出力から主電源１５の電圧Ｖｂを、さらに温度センサ３１から蓄電部２３の温度Ｔをそれぞれ読み込む。また、制御回路４１は充電回路１９に充電制御信号Ｃｃｏｎｔを送信することで充電回路１９の制御を行うとともに、放電回路３３に放電制御信号Ｄｃｏｎｔを送信することで放電回路３３の制御を行う。また、切替スイッチ３５に切替スイッチオンオフ信号Ｓｏｆを送信することで切替スイッチ３５のオンオフ制御を行う。また、制御回路４１は車両側制御回路（図示せず）とデータ信号ｄａｔａの送受信を行うことで互いに交信する機能を有している。
【００２８】
次に、このような蓄電装置１１の動作について、まず起動時における動作を図２のフローチャートを用いて説明する。なお、制御回路４１はメインルーチンから必要に応じて様々なサブルーチンを実行することにより全体の動作を行うソフトウエア構成としているので、図２に示すフローチャートをサブルーチンの形態で示した。以後同様に、全てのフローチャートをサブルーチンの形態で示す。
【００２９】
車両が起動すると、蓄電装置１１も同時に起動する。これにより、制御回路４１のメインルーチンは図２のサブルーチンを実行する。その結果、まず制御回路４１は、これまでの車両使用により蓄電部２３が電力を蓄えた積算時間ｔと劣化限界時間ｔｅを比較する（ステップ番号Ｓ１１）。ここで、積算時間ｔは制御回路４１に内蔵された不揮発性メモリに記憶されており、後述する積算時間ｔの計測フローチャートにより書き換えられる。従って、Ｓ１１の時点では前回までの車両使用による蓄電部２３の蓄電積算時間ｔを劣化限界時間ｔｅと比較することになる。なお、劣化限界時間ｔｅとは、蓄電部２３が使用可能な限界に至るまで劣化する時間であり、あらかじめ求めて制御回路４１に内蔵したメモリに記憶してある。
【００３０】
もし、積算時間ｔが劣化限界時間ｔｅを越えれば（Ｓ１１のＹｅｓ）、前回までの車両使用で既に蓄電部２３が劣化していることになるので、制御回路４１は蓄電部劣化信号を車両側制御回路に出力する（Ｓ１２）。具体的には、蓄電部劣化信号をデータ信号ｄａｔａとして車両側制御回路に送信する。これを受け、車両側制御回路は運転者に対し蓄電装置１１が劣化して、これ以上使用できないことを警告し修理を促すとともに、アイドリングストップ動作を禁止する。なお、Ｓ１２の後は図２のサブルーチンを終了してメインルーチンに戻る。
【００３１】
メインルーチンは、起動時に蓄電部劣化信号が出力されたことを受け、それ以降の充電回路１９による主電源１５から蓄電部２３への充電を禁止する。その結果、Ｓ１２の時点では蓄電部２３は放電されたままの状態となるので、蓄電装置１１は使用されなくなる。
【００３２】
このような動作をまとめると、運転者が修理を行うまでは蓄電装置１１を停止し、それに伴いアイドリングストップ後のスタータ駆動時における主電源１５の電圧Ｖｂが低下している間、蓄電部２３の電力を負荷１７に供給することができなくなるので、アイドリングストップ動作も禁止するということになる。これにより、修理を行わないとアイドリングストップ動作が行われないので、運転者が蓄電部２３の劣化に気づき、速やかに修理を行う可能性を大きく高めることができる。なお、車両起動時に蓄電部２３の劣化が判断されてもアイドリングストップ動作が行われないだけで、通常の走行は可能であるので、運転者はそのまま車両を運転して修理工場に持ち込むことができる。
【００３３】
このように、蓄電部２３の劣化判断を車両の起動時に行うことにより、既に蓄電部２３が劣化していた場合、いち早く劣化判断をすることができるので、高信頼性が得られる。
【００３４】
ここでＳ１１に戻って、積算時間ｔが劣化限界時間ｔｅ以下であれば（Ｓ１１のＮｏ）、制御回路４１は積算時間ｔと警告時間ｔａを比較する（Ｓ１３）。ここで、警告時間ｔａとは、前記した劣化限界時間ｔｅに対し、例えば９０％の時間としている。従って、劣化限界時間ｔｅは必ず警告時間ｔａよりも大きくなる。これにより、Ｓ１３では、積算時間ｔが劣化限界時間ｔｅの９０％に達したか否かを判断していることになる。なお、警告時間ｔａもあらかじめ既定値として求めておき、制御回路４１のメモリに記憶しておく。
【００３５】
もし、積算時間ｔが警告時間ｔａを越えていれば（Ｓ１３のＹｅｓ）、蓄電部２３が劣化状態に近づいているので、その事実を運転者に知らせるために蓄電部警告信号をｄａｔａ信号によって車両側制御回路に出力する（Ｓ１４）。これを受け、車両側制御回路は運転者に対し蓄電装置１１が間もなく劣化することを警告し、早期の修理を促す。なお、Ｓ１４の時点では、制御回路４１は蓄電部２３の充電禁止動作等は行わず、単に警告のみを行う。その後、蓄電装置１１そのものはまだ使用できるので、後述するＳ１５にジャンプする。
【００３６】
このように、劣化判断により蓄電装置１１が使用できなくなる前に運転者に警告を発するようにしているので、蓄電装置１１が使用できる内に運転者が修理を行う可能性が高まり、蓄電装置１１だけでなく車両全体としての信頼性が向上する。
【００３７】
なお、ここでは警告時間ｔａを劣化限界時間ｔｅの９０％としているが、これは一例であり、蓄電装置１１の使用頻度や環境温度等によって適宜変更すればよい。すなわち、アイドリングストップ動作があまり行われず車両運転中の蓄電部２３の蓄電時間が長い場合や、車両において蓄電部２３の劣化が進行しやすい高温環境の位置に蓄電装置１１が設置される場合等は、蓄電部２３の劣化警告を出力してから実際に劣化するまでの時間を長く取る方が、運転者の修理可能性を向上できるので、９０％より小さな値とすればよい。逆に、アイドリングストップ動作の頻度が高い場合や、電源装置１１があまり高温にならない位置に設置される場合等は、警告から劣化に至るまでの時間が長いので、不要な修理を避けるために９０％より大きな値とすればよい。
【００３８】
ここでＳ１３に戻って、積算時間ｔが警告時間ｔａ以下であれば（Ｓ１３のＮｏ）、蓄電部２３は劣化に至るまでにまだ時間的に余裕があるので、蓄電装置１１を使用することができる。そこで、図３に示す積算時間ｔの計測ルーチンの割り込み動作を許可する（Ｓ１５）。これにより、図３の積算時間ｔの計測割り込みルーチンは既定時間間隔Δｔ毎に割り込んで実行されるため、これから蓄電部２３を使用するＳ１５の時点で割り込みを許可して積算時間ｔの計測を開始する。なお、図３の積算時間ｔの計測ルーチンの詳細は後述する。
【００３９】
次に、制御回路４１は蓄電部２３の電圧Ｖｃを充電回路１９から読み込み（Ｓ１７）、電圧Ｖｃと設定電圧を比較する（Ｓ１９）。なお、設定電圧は蓄電部２３を満充電した時の電圧である。本実施の形態１では、蓄電部２３が定格電圧２．２Ｖの電気二重層キャパシタを６個直列に接続した構成としたので、設定電圧は１３．２Ｖ（＝２．２Ｖ×６個）となる。
【００４０】
もし、電圧Ｖｃが設定電圧未満であれば（Ｓ１９のＹｅｓ）、蓄電部２３を満充電にするために充電回路１９に対して蓄電部２３を充電するよう充電制御信号Ｃｃｏｎｔを送信する（Ｓ２１）。これを受け、充電回路１９は蓄電部２３の充電を行う。その後Ｓ１７に戻り、蓄電部２３の電圧Ｖｃの読み込み以降の動作を繰り返す。
【００４１】
一方、電圧Ｖｃが設定電圧以上になれば（Ｓ１９のＮｏ）、蓄電部２３の充電が完了したので、制御回路４１は充電回路１９に対し設定電圧を維持するように充電制御信号Ｃｃｏｎｔを送信する。これにより、蓄電部２３の電圧Ｖｃは充電回路１９によって設定電圧に維持される。その後、図２のサブルーチンを終了し、メインルーチンに戻る。
【００４２】
次に、図３の積算時間ｔの計測割り込みルーチンについて説明する。既定時間間隔Δｔ（ここでは０．１秒とした）毎に割り込みが発生し、図３の計測ルーチンが実行されると、まず温度センサ３１により蓄電部２３の温度Ｔを読み込むと同時に、充電回路１９から蓄電部２３の電圧Ｖｃを読み込む（Ｓ２５）。次に、温度Ｔと電圧Ｖｃの影響を加味した積算時間ｔを計算する（Ｓ２７）。
【００４３】
ここで、積算時間ｔの計算方法について説明する。前記したように電気二重層キャパシタは印加されている電圧Ｖｃや温度Ｔによって寿命が大きく影響される。すなわち、電圧Ｖｃが高いほど、また温度Ｔが高いほど、指数関数的に寿命が短くなる傾向がある。
【００４４】
そこで、本実施の形態１では、まず蓄電部２３の電圧Ｖｃと寿命の関係から電圧劣化係数Ｋ（Ｖｃ）を求めておく。これは、電圧Ｖｃが基準電圧（例えば１２Ｖ）時の電圧劣化係数Ｋ（１２Ｖ）を１とした時に、基準電圧と異なる電圧Ｖｃが印加された時の蓄電部２３の寿命が基準電圧印加時の寿命の何倍になるか、の逆数を求めたもので、電圧Ｖｃが大きいほど電圧劣化係数Ｋ（Ｖｃ）も大きくなる。従って、同じ既定時間間隔Δｔであっても、電圧劣化係数Ｋ（Ｖｃ）が例えば２であれば、蓄電部２３に基準電圧（１２Ｖ）が印加されている場合の２倍の時間、すなわち２×Δｔを積算時間ｔに加算するようにしている。これにより、蓄電部２３の印加電圧Ｖｃの影響を加味した積算時間ｔを計算することができる。なお、電圧劣化係数Ｋ（Ｖｃ）はあらかじめ制御回路４１のメモリに記憶してある。
【００４５】
同様に、蓄電部２３の温度Ｔと寿命の関係から温度劣化係数Ｋ（Ｔ）も求めておく。これは、温度Ｔが基準温度（例えば２５℃）時の温度劣化係数Ｋ（２５℃）を１とした時に、基準温度と異なる温度Ｔの環境下における蓄電部２３の寿命が基準温度時の寿命の何倍になるか、の逆数を求めたもので、温度Ｔが高いほど温度劣化係数Ｋ（Ｔ）も大きくなる。従って、同じ既定時間間隔Δｔであっても、温度劣化係数Ｋ（Ｔ）が例えば２であれば、蓄電部２３が基準温度（２５℃）下の場合の２倍の時間、すなわち２×Δｔを積算時間ｔに加算するようにしている。これにより、蓄電部２３の温度Ｔの影響を加味した積算時間ｔを計算することができる。なお、温度劣化係数Ｋ（Ｔ）はあらかじめ制御回路４１のメモリに記憶してある。
【００４６】
以上のことから、蓄電部２３の電圧Ｖｃと温度Ｔの両方の影響を加味すると、制御回路４１は、既定時間間隔Δｔ毎に蓄電部２３の電圧Ｖｃから現在の電圧劣化係数Ｋ（Ｖｃ）を求めるとともに、蓄電部２３の温度Ｔから現在の温度劣化係数Ｋ（Ｔ）を求め、既定時間間隔Δｔに現在の電圧劣化係数Ｋ（Ｖｃ）と現在の温度劣化係数Ｋ（Ｔ）を乗じた値を積算時間ｔに加算することで、積算時間ｔを計測することになる。すなわち、これまでの積算時間ｔにΔｔ×Ｋ（Ｖｃ）×Ｋ（Ｔ）を加算して、積算時間ｔの値を更新する。
【００４７】
Ｓ２７の計算が終了すると、図３のサブルーチンを終了して、割り込み元に戻る。
【００４８】
なお、従来の電源システムでは、平滑コンデンサの自己発熱を検出して、それを加味した寿命演算を行っていたが、本実施の形態１における蓄電部２３はアイドリングストップ後の一時的な主電源１５の電圧Ｖｂの低下時における負荷１７への電力供給に用いられるので、前記平滑コンデンサのように短い周期で充放電を繰り返す動作は行わない。従って、蓄電部２３の充放電時の発熱はほとんど無視できるので、ここでは自己発熱の影響を除外している。
【００４９】
次に、蓄電装置１１の通常時の動作について図４を用いて説明する。なお、制御回路４１のメインルーチンは車両使用時に適宜（例えば一定時間毎に）図４のサブルーチンを実行している。
【００５０】
これにより、まず制御回路４１は主電源１５の電圧Ｖｂを主電源電圧検出回路２１から読み込む（Ｓ３１）。次に、電圧Ｖｂと既定下限値を比較する（Ｓ３３）。ここで、既定下限値は負荷１７を動作させるための最低電圧（本実施の形態１では１０．５Ｖ）とした。もし、電圧Ｖｂが既定下限値より大きければ（Ｓ３３のＮｏ）、車両が通常走行時等の状態であり、主電源１５は正常な電圧を出力しているので、そのまま図４のサブルーチンを終了し、メインルーチンに戻る。
【００５１】
一方、電圧Ｖｂが既定下限値以下であれば（Ｓ３３のＹｅｓ）、アイドリングストップが終了し、主電源１５がスタータを駆動している状態であるため、負荷１７を動作させられないほど電圧低下を起こしていることになる。この場合は、制御回路４１が切替スイッチ３５をオンにする（Ｓ３５）。具体的には切替スイッチオンオフ信号Ｓｏｆをオン信号として制御回路４１から切替スイッチ３５に送信する。これにより、蓄電部２３の電力が図１の放電経路と書かれた矢印の方向に流れ、負荷１７に供給される。この時、第２ダイオード３９のアノード電圧（＝主電源１５の電圧Ｖｂ）はカソード電圧（＝蓄電部２３により負荷１７に印加される電圧）より小さくなるので、第２ダイオード３９はオフになり、蓄電部２３の電力が主電源１５に供給されることはない。このことから、蓄電部２３の電力は負荷１７にのみ供給され、負荷１７は動作し続けられる。
【００５２】
次に、制御回路４１は主電源１５の電圧Ｖｂと蓄電部２３の電圧Ｖｃを読み込む（Ｓ３７）。その後、まず電圧Ｖｂと既定下限値を比較し（Ｓ３９）、もし電圧Ｖｂが既定下限値以下のままであれば（Ｓ３９のＮｏ）、スタータの駆動中であると想定されるので、次に電圧Ｖｃと既定下限値（Ｓ３９と同様に１０．５Ｖ）を比較する（Ｓ４１）。もし、電圧Ｖｃが既定下限値より大きければ（Ｓ４１のＮｏ）、蓄電部２３から負荷１７に正常な電圧が印加されていることになるので、引き続き蓄電部２３が負荷１７に電力を供給しつつＳ３７に戻り、電圧Ｖｂと電圧Ｖｃの監視を続ける。
【００５３】
一方、電圧Ｖｃが既定下限値以下であれば（Ｓ４１のＹｅｓ）、主電源１５の電圧Ｖｂが既定下限値以下であり、かつ電圧Ｖｃが既定下限値以下であることになるので、負荷１７を駆動し続けることができない。この場合は、主電源１５やスタータ等の何らかの異常により電圧Ｖｂが回復しないまま、蓄電部２３の電力を使ってしまった状態であるので、制御回路４１は車両側制御回路に主電源異常信号を出力する（Ｓ４３）。これを受け、車両側制御回路は運転者に主電源１５の電力系統の異常を警告し、修理を促す。その後、図４のサブルーチンを終了する。
【００５４】
ここでＳ３９に戻って、スタータの駆動が完了し、電圧Ｖｂが既定下限値より大きい電圧に戻れば（Ｓ３９のＹｅｓ）、再び主電源１５の電力で負荷１７を動作させることができるので、切替スイッチ３５をオフにする（Ｓ４５）。これにより、蓄電部２３からの電力供給が停止するので、第１ダイオード３７のカソード側電圧が低下するが、主電源１５の電圧Ｖｂは既定下限値以上に回復しているので、第２ダイオード３９のアノード電圧がカソード電圧より高くなり、第２ダイオード３９がオンになる。その結果、主電源１５の電力が再び負荷１７に供給される。
【００５５】
次に、制御回路４１は次回のアイドリングストップに備えるために、蓄電部２３から負荷１７に放電した分の電力を再び充電する。具体的には、図２のＳ１７にジャンプする。これにより、蓄電部２３に主電源１５の電力が充電される。
【００５６】
次に、車両の使用を終了した時の蓄電装置１１の動作について図５を用いて説明する。車両の使用が終了すると、制御回路４１は図５のサブルーチンを実行する。これにより、まず放電回路３３に対し蓄電部２３の電力を放電するように放電制御信号Ｄｃｏｎｔを送信する（Ｓ４５）。これを受け、放電回路３３は蓄電部２３の放電を行う。放電が完了すれば図３の割り込みルーチンの実行を禁止し（Ｓ４７）、図５のサブルーチンを終了する。
【００５７】
使用終了時に図５のような動作を行うのは以下の理由による。車両非使用時にも蓄電部２３に電力を蓄えたままにしておくと、蓄電部２３の劣化が進行する。そのため、図３の割り込みルーチンを車両非使用時にも実行し続ける必要がある。従って、車両非使用時に蓄電部２３を蓄電したままにしておくと、蓄電部２３の劣化が進行してしまうだけでなく、蓄電装置１１が積算時間ｔを計算し続けるために暗電流を消費し続けることになる。
【００５８】
そこで、車両使用終了時に放電回路３３により強制的に蓄電部２３の電力を放電するようにしている。これにより、蓄電部２３の電圧Ｖｃがほぼ０Ｖとなり、非使用時の劣化進行を抑制できる。さらに、電圧Ｖｃがほぼ０Ｖなので電圧劣化係数Ｋ（Ｖｃ）もほぼ０になる。従って、図３のＳ２７におけるΔｔ×Ｋ（Ｖｃ）×Ｋ（Ｔ）が０となり積算時間ｔを加算する必要がなくなる。ゆえに、図３のサブルーチンを実行し続ける必要がなくなり、暗電流消費を抑制できる。
【００５９】
なお、図２の点線枠で示した動作は図５の最後（Ｓ４７の後）に実行してもよい。この場合、車両使用終了時に蓄電部２３の警告や劣化を運転者に知らせることができるので、次回車両を使用するまでに修理等の対応を行いやすくなる。なお、警告や劣化の情報は車両側制御回路が記憶するので、警告や劣化を報知したにもかかわらず運転者が再び車両を使用すれば、車両側制御回路は改めて運転者に報知するとともに蓄電装置１１の使用を禁止し、アイドリングストップ動作を停止するようにしている。
【００６０】
また、図２の点線枠で示した動作は車両起動時と使用終了時の両方で行ってもよい。これにより、劣化判断等を行う回数が増えるので、さらに信頼性が高まる。
【００６１】
ここまでに述べた蓄電装置１１の特徴となる動作をまとめると、以下のようになる。
【００６２】
制御回路４１は、蓄電部２３が電力を蓄えた積算時間ｔを計測し、積算時間ｔが既定の警告時間ｔａを越えれば蓄電部２３が劣化状態に近づいたことを警告する警告信号を出力し、積算時間ｔが警告時間ｔａより大きい劣化限界時間ｔｅを越えれば蓄電部２３が劣化したと判断し劣化信号を出力するとともに、それ以降は蓄電部２３が放電された状態であっても充電回路１９による主電源１５から蓄電部２３への充電を禁止する。
【００６３】
以上の構成、動作により、積算時間ｔにより警告、劣化の２段階の報知を行うので早期修理の可能性が高まるとともに、劣化後は蓄電部２３への充電を禁止するが負荷１７への放電は可能なので、放電が中断されることがなくなり、信頼性の高い蓄電装置１１を実現できる。
【００６４】
なお、本実施の形態１では、蓄電部２３を放電する放電回路３３を設け、使用終了時に蓄電部２３を放電しているが、これは放電回路３３を設けずに、使用終了時に蓄電部２３を放電しないようにしてもよい。この場合、蓄電部２３が非使用時にも充電されたままになるので、蓄電部２３の劣化が進んだり、積算時間ｔを計算するための暗電流が必要となるが、次回の起動時に蓄電部２３にはあらかじめ電力が蓄えられているので、高速に起動することが可能なる。従って、蓄電部２３の寿命を重視するか高速起動を重視するかで用途に合わせ最適な方を選択すればよい。
【００６５】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における蓄電装置の起動時のフローチャートである。図７は、本発明の実施の形態２における蓄電装置の使用積算時間計測、および警告判断、劣化判断のフローチャートである。図８は、本発明の実施の形態２における蓄電装置の通常動作時のフローチャートである。
【００６６】
本実施の形態２における蓄電装置の構成は実施の形態１で説明した図１の構成と全く同じであるので、詳細な説明を省略する。また、本実施の形態２においても蓄電装置をアイドリングストップ車に適用した場合について述べる。
【００６７】
本実施の形態２における蓄電装置１１の特徴となる動作は、図７の割り込みルーチン（後述）において劣化判断や警告判断を行い、図８の通常動作ルーチン（後述）にて蓄電部２３の劣化や警告の報知を行うようにした点である。これにより、実施の形態１のように起動時、または使用終了時の少なくともいずれかに行うよりもタイムリーに劣化や警告の報知を行うことができる。以下に、このような特徴点を中心とした動作を説明する。
【００６８】
まず、車両起動時においては、制御回路４１はメインルーチンから図６に示すサブルーチンを実行する。これにより、まず後述する図７の割り込みルーチンの実行を許可する（Ｓ５１）。これにより、既定時間間隔Δｔ（０．１秒）毎に図７の割り込みルーチンが実行される。
【００６９】
その後、実施の形態１の図２におけるＳ１７にジャンプし、それ以降の動作（蓄電部２３の満充電動作）を実行する。
【００７０】
次に、使用積算時間ｔの計測、および警告判断、劣化判断の割り込みルーチンについて説明する。図７の割り込みルーチンが実行されると、まず制御回路４１は温度センサ３１により蓄電部２３の温度Ｔを読み込むと同時に、充電回路１９から蓄電部２３の電圧Ｖｃを読み込む（Ｓ７１）。次に、温度Ｔと電圧Ｖｃの影響を加味した積算時間ｔを計算する（Ｓ７３）。なお、積算時間ｔの計算方法は図３と全く同じである。
【００７１】
次に、制御回路４１はＳ７３で計算した積算時間ｔと劣化限界時間ｔｅを比較する（Ｓ７５）。劣化限界時間ｔｅの定義は実施の形態１と同じである。もし、積算時間ｔが劣化限界時間ｔｅを越えれば（Ｓ７５のＹｅｓ）、蓄電部２３が劣化したことを示す劣化フラグをオンにする（Ｓ７７）。なお、劣化フラグは蓄電部２３が劣化していなければオフ、劣化するとオンになるフラグで、制御回路４１に内蔵されたメモリの一部に記憶される。従って、メインルーチンやサブルーチンで劣化フラグの状態を判断することにより、蓄電部２３の劣化を知ることができる。その後、図７の割り込みルーチンを終了し、割り込み元に戻る。
【００７２】
一方、積算時間ｔが劣化限界時間ｔｅ以下であれば（Ｓ７５のＮｏ）、蓄電部２３は劣化していないので劣化フラグをオフにし（Ｓ７９）、次に積算時間ｔと警告時間ｔａを比較する（Ｓ８１）。警告時間ｔａの定義は実施の形態１と同じである。もし、積算時間ｔが警告時間ｔａを越えれば（Ｓ８１のＹｅｓ）、蓄電部２３が間もなく劣化することを示す警告フラグをオンにする（Ｓ８３）。なお、警告フラグは蓄電部２３が間もなく劣化すると判断された場合はオンに、まだ劣化しないと判断されればオフになるフラグで、制御回路４１に内蔵されたメモリの一部に記憶される。従って、メインルーチンやサブルーチンで警告フラグの状態を判断することにより、蓄電部２３が間もなく劣化するか否かを知ることができる。その後、図７の割り込みルーチンを終了し、割り込み元に戻る。
【００７３】
一方、積算時間ｔが警告時間ｔａ以下であれば（Ｓ８１のＮｏ）、蓄電部２３は劣化するまでに時間的余裕があるので、警告フラグをオフにした後（Ｓ８５）、図７の割り込みルーチンを終了し、割り込み元に戻る。
【００７４】
このような割り込みルーチンの動作を行うことにより、警告フラグや劣化フラグが一度オンになると、以後常にオンになったままになるようにしているので、走行中にオンになれば蓄電部２３の警告や劣化の報知を行い続けることができ、運転者の警告や劣化に対する認識可能性を高めることができる。
【００７５】
次に、蓄電装置１１の通常時の動作について図８を用いて説明する。なお、制御回路４１のメインルーチンは車両使用時に適宜（例えば一定時間毎に）図８のサブルーチンを実行している。
【００７６】
これにより、まず制御回路４１は主電源１５の電圧Ｖｂを主電源電圧検出回路２１から読み込む（Ｓ１０１）。次に、電圧Ｖｂと既定下限値を比較する（Ｓ１０３）。ここで、既定下限値は実施の形態１で述べたように１０．５Ｖである。もし、電圧Ｖｂが既定下限値より大きければ（Ｓ１０３のＮｏ）、車両が通常走行時等の状態であり、主電源１５は正常な電圧を出力している。従って、蓄電部２３は負荷１７への放電を行っていないので、その間に蓄電部２３の劣化、警告の状態を調べる。すなわち、まず劣化フラグの状態を判断する（Ｓ１０５）。もし、劣化フラグがオンになっていれば（Ｓ１０５のＹｅｓ）、蓄電部２３の劣化を報知するため、後述するＳ１２１にジャンプする。
【００７７】
一方、劣化フラグがオフであれば（Ｓ１０５のＮｏ）、次に警告フラグの状態を判断する（Ｓ１０６）。もし、警告フラグがオンになっていれば（Ｓ１０６のＹｅｓ）、蓄電部２３が間もなく劣化することを警告するため、後述するＳ１２５にジャンプする。
【００７８】
一方、警告フラグがオフであれば（Ｓ１０６のＮｏ）、蓄電部２３は正常状態であるので、そのまま図８のサブルーチンを終了し、メインルーチンに戻る。
【００７９】
ここでＳ１０３に戻って、主電源１５の電圧Ｖｂが既定下限値以下であれば（Ｓ１０３のＹｅｓ）、アイドリングストップが終了し、主電源１５がスタータを駆動している状態であるため、制御回路４１は切替スイッチ３５をオンにする（Ｓ１０７）。これにより、実施の形態１と同様に蓄電部２３の電力が負荷１７に供給される。
【００８０】
次に、制御回路４１は主電源１５の電圧Ｖｂと蓄電部２３の電圧Ｖｃを読み込む（Ｓ１０９）。その後、まず電圧Ｖｂと既定下限値を比較し（Ｓ１１１）、もし電圧Ｖｂが既定下限値以下のままであれば（Ｓ１１１のＮｏ）、スタータの駆動中であると想定されるので、次に電圧Ｖｃと既定下限値（１０．５Ｖ）を比較する（Ｓ１１３）。もし、電圧Ｖｃが既定下限値より大きければ（Ｓ１１３のＮｏ）、蓄電部２３から負荷１７に正常な電圧が印加されていることになるので、引き続き蓄電部２３が負荷１７に電力を供給しつつＳ１０９に戻り、電圧Ｖｂと電圧Ｖｃの監視を続ける。
【００８１】
一方、電圧Ｖｃが既定下限値以下であれば（Ｓ１１３のＹｅｓ）、主電源１５の電圧Ｖｂが既定下限値以下であり、かつ電圧Ｖｃが既定下限値以下であることになるので、負荷１７を駆動し続けることができない。この場合は、電圧Ｖｂが回復しないまま、蓄電部２３の電力を使ってしまった状態であるので、制御回路４１は車両側制御回路に主電源異常信号を出力する（Ｓ１１５）。これを受け、車両側制御回路は運転者に主電源１５の電力系統の異常を警告し、修理を促す。その後、図８のサブルーチンを終了する。
【００８２】
ここでＳ１１１に戻って、スタータの駆動が完了し、電圧Ｖｂが既定下限値より大きい電圧に戻れば（Ｓ１１１のＹｅｓ）、再び主電源１５の電力で負荷１７を動作させることができるので、切替スイッチ３５をオフにする（Ｓ１１７）。これにより、蓄電部２３からの電力供給が停止し、主電源１５の電力が再び負荷１７に供給される。
【００８３】
その後、蓄電部２３からの電力供給が停止している間に蓄電部２３の劣化、警告の状態を調べる。すなわち、まずＳ１０５と同様に劣化フラグの状態を判断する（Ｓ１１９）。もし、劣化フラグがオンになっていれば（Ｓ１１９のＹｅｓ）、蓄電部２３の劣化を報知するため、蓄電部劣化信号を車両側制御回路に送信する（Ｓ１２１）。これを受け、車両側制御回路は蓄電部２３が劣化したことを運転者に報知し、修理を促す。その後、図８のサブルーチンを終了し、メインルーチンに戻る。なお、車両側制御回路は蓄電部劣化信号を受信することにより、以降のアイドリングストップ動作を禁止する。同時に制御回路４１は、Ｓ１２１の時点で蓄電部２３が放電された状態であるが、それ以降の主電源１５から蓄電部２３への充電回路１９による充電を禁止するように制御する。その結果、劣化した蓄電部２３を使い続けることによる負荷１７への電力供給不足の可能性を低減している。
【００８４】
一方、劣化フラグがオフであれば（Ｓ１１９のＮｏ）、次に警告フラグの状態を判断する（Ｓ１２３）。もし、警告フラグがオンになっていれば（Ｓ１２３のＹｅｓ）、蓄電部２３が間もなく劣化することを警告するため、蓄電部警告信号を車両側制御回路に送信する（Ｓ１２５）。これを受け、車両側制御回路は運転者に間もなく蓄電部２３が劣化することを報知する。その後、蓄電部２３はまだ使うことができるので、蓄電部２３を再充電するために、図２のＳ１７にジャンプする。
【００８５】
一方、警告フラグがオフであれば（Ｓ１２３のＮｏ）、蓄電部２３は正常状態であるので、そのまま蓄電部２３を再充電するために、図２のＳ１７にジャンプする。
【００８６】
以上の図８の動作を繰り返すことで、蓄電部２３の劣化判断や警告判断をタイムリーに行うことができるので、蓄電装置１１の早期劣化警告による高信頼性を得ることができる。
【００８７】
次に、車両の使用を終了した時の蓄電装置１１の動作についてであるが、これは図５と同じなので詳細な説明を省略する。
【００８８】
以上の構成、動作により、積算時間ｔにより警告、劣化の２段階の報知をタイムリーに行うことができるので、さらなる早期修理の可能性が高まるとともに、劣化後は蓄電部２３への充電を禁止するが、Ｓ１０７からＳ１１７までの動作に示すように蓄電部２３が劣化しても負荷１７への放電は停止しないので、信頼性の高い蓄電装置１１を実現できる。
【００８９】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３における蓄電装置の警告時間と劣化限界時間の計算フローチャートである。
【００９０】
本実施の形態３における蓄電装置の構成は実施の形態１で説明した図１の構成と全く同じであるので、詳細な説明を省略する。また、本実施の形態３においても蓄電装置をアイドリングストップ車に適用した場合について述べる。
【００９１】
本実施の形態３における蓄電装置１１の特徴となる動作は、図９の割り込みルーチン（後述）において、実施の形態１、２のように蓄電部２３の電圧Ｖｃや温度Ｔの影響を加味して積算時間ｔを計測するのではなく、積算時間ｔは既定時間間隔Δｔ毎に積算していくだけであり、警告時間ｔａと劣化限界時間ｔｅを蓄電部２３の電圧Ｖｃや温度Ｔの影響により増減するようにした点である。それ以外の動作は実施の形態１と同じである。このような動作によっても蓄電部２３の劣化や警告の報知を行うことができる。以下に、このような特徴点を中心とした動作を説明する。
【００９２】
既定時間間隔Δｔ（０．１秒）毎に図９の割り込みルーチンが実行されると、まず制御回路４１は温度センサ３１により蓄電部２３の温度Ｔを読み込むと同時に、充電回路１９から蓄電部２３の電圧Ｖｃを読み込む（Ｓ２０１）。その後、電圧劣化係数Ｋ（Ｖｃ）と温度劣化係数Ｋ（Ｔ）を求め、両者の積を劣化係数Ｋとして計算する（Ｓ２０３）。なお、電圧劣化係数Ｋ（Ｖｃ）と温度劣化係数Ｋ（Ｔ）は実施の形態１と同じ定義である。ゆえに、劣化係数Ｋは蓄電部２３の電圧Ｖｃと温度Ｔの両方の影響を加味した値となる。
【００９３】
次に、劣化係数Ｋが１未満であるか否かを判断する（Ｓ２０５）。もし、劣化係数Ｋが１以上であれば（Ｓ２０５のＮｏ）、蓄電部２３の劣化が基準電圧時や基準温度時（以下、基準状態という）よりも進行することになる。従って、警告時間ｔａと劣化限界時間ｔｅを減少させている。具体的には、劣化係数Ｋから１を減じた値に既定時間間隔Δｔを乗じた値を警告時間ｔａ、および劣化限界時間ｔｅから減算し、その結果を警告時間ｔａ、劣化限界時間ｔｅとして更新している。すなわち、警告時間ｔａについては、ｔａ−Δｔ・（Ｋ−１）を新たなｔａとして更新し、劣化限界時間ｔｅについては、ｔｅ−Δｔ・（Ｋ−１）を新たなｔｅとして更新している（Ｓ２０７）。このように更新することにより、蓄電部２３の劣化が基準状態より進行する状況では警告時間ｔａ、および劣化限界時間ｔｅが小さくなるようにしている。その結果、電圧Ｖｃや温度Ｔによる劣化進行分、早く積算時間ｔが警告時間ｔａや劣化限界時間ｔｅに至るので、電圧Ｖｃや温度Ｔの影響を加味した蓄電部２３の劣化や警告の報知を行うことが可能となる。なお、劣化係数Ｋが１と等しい場合（基準状態時）にもＳ２０５でＮｏとなるので、Ｓ２０７の動作が実行されるが、Ｋ＝１であるので警告時間ｔａや劣化限界時間ｔｅは更新されない。
【００９４】
Ｓ２０７の後は積算時間ｔの更新のために、後述するＳ２１３にジャンプする。
【００９５】
一方、劣化係数Ｋが１未満であれば（Ｓ２０５のＹｅｓ）、蓄電部２３の劣化が基準状態よりもゆっくり進行することになる。従って、警告時間ｔａと劣化限界時間ｔｅを増加させることになる。しかし、両者を増加させるために、後述するＳ２１１で劣化係数Ｋの逆数を求めているのであるが、蓄電部２３がほぼ放電していて、その電圧Ｖｃが極めて小さい場合や、温度Ｔが極めて低い場合は劣化がほとんど進行しないので、劣化係数Ｋは極めて小さい値となる。従って、そのまま逆数を計算すると巨大な値になり、警告時間ｔａ、および劣化限界時間ｔｅの更新値が無限に近くなってしまう。これにより、正しい警告や劣化の判断ができなくなる可能性がある。そこで、次に制御回路４１は劣化係数Ｋが既定値（ここでは０．０１とした）より小さいか否かを判断する（Ｓ２０９）。これにより、劣化係数Ｋが極端に小さい場合の判断誤差を除外することができる。なお、既定値として０．０１としたのは、電圧劣化係数Ｋ（Ｖｃ）と温度劣化係数Ｋ（Ｔ）がそれぞれ０．１、すなわち基準状態の１０倍の寿命となる場合までは電圧Ｖｃと温度Ｔの影響を加味するようにしたためである。従って、この値は使用する蓄電素子の寿命特性等により適宜決定すればよい。
【００９６】
もし、劣化係数Ｋが０．０１未満であれば（Ｓ２０９のＹｅｓ）、そのまま図９の割り込みサブルーチンを終了し、割り込み元に戻る。このように動作することで、蓄電部２３がほとんど劣化しない状態では、警告時間ｔａ、劣化限界時間ｔｅ、および積算時間ｔの更新を行わないようにしている。
【００９７】
一方、劣化係数Ｋが０．０１以上であれば（Ｓ２０９のＮｏ）、電圧Ｖｃと温度Ｔの影響を加味した警告時間ｔａと劣化限界時間ｔｅの増加計算を行う。具体的には、劣化係数Ｋの逆数から１を減じた値に既定時間間隔Δｔを乗じた値を警告時間ｔａ、および劣化限界時間ｔｅに加算し、その結果を警告時間ｔａ、劣化限界時間ｔｅとして更新している。すなわち、警告時間ｔａについては、ｔａ＋Δｔ・（１／Ｋ−１）を新たなｔａとして更新し、劣化限界時間ｔｅについては、ｔｅ＋Δｔ・（１／Ｋ−１）を新たなｔｅとして更新している（Ｓ２１１）。このように更新することにより、蓄電部２３の劣化が基準状態よりゆっくり進行する状況では警告時間ｔａ、および劣化限界時間ｔｅが大きくなるようにしている。その結果、電圧Ｖｃや温度Ｔによる劣化進行の遅延分、積算時間ｔが警告時間ｔａや劣化限界時間ｔｅに至るまでに時間がかかり、寿命が伸びる方向への電圧Ｖｃや温度Ｔの影響を加味した蓄電部２３の劣化や警告の報知を行うことが可能となる。
【００９８】
その後、積算時間ｔに既定時間間隔Δｔを加算して、積算時間ｔを更新し（Ｓ２１３）、図９の割り込みサブルーチンを終了して割り込み元に戻る。
【００９９】
なお、図９以外（起動時、通常動作時、使用終了時）の動作は、それぞれ実施の形態１の図２、図４、図５と同じであるので、詳細な説明を省略する。
【０１００】
以上の構成、動作によっても、積算時間ｔにより警告、劣化の２段階の報知を行うので早期修理の可能性が高まるとともに、劣化後は蓄電部２３への充電を禁止するが負荷１７への放電は可能なので、放電が中断されることがなくなり、信頼性の高い蓄電装置１１を実現できる。
【０１０１】
なお、本実施の形態３では図９のＳ２０９に示したように、劣化係数Ｋが既定値（０．０１）未満であれば積算時間ｔの加算を行わないようにしているが、これは実施の形態１、２において同様な動作を行ってもよい。
【０１０２】
また、上記の場合、劣化係数Ｋが既定値未満であれば、実施の形態１、２における積算時間ｔの加算値、または実施の形態３における警告時間ｔａと劣化限界時間ｔｅの加算値を、例えばＫ＝０．０１の時の値のように小さい一定値に固定するようにしてもよい。
【０１０３】
また、実施の形態１〜３において蓄電部２３には蓄電素子として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蓄電素子でもよい。
【０１０４】
また、実施の形態１〜３において蓄電装置１１をアイドリングストップ車の補助電源に適用した場合について述べたが、それらに限らず、ハイブリッド車や、電動パワーステアリング、車両制動システム、電動過給器等の各システムにおける車両用補助電源等にも適用可能である。
【０１０５】
また、実施の形態１、２において、積算時間ｔが、実施の形態３においては警告時間ｔａや劣化限界時間ｔｅが、それぞれ蓄電部２３の電圧Ｖｃと温度Ｔの影響を加味して計算されているが、これはいずれか一方のみの影響を加味してもよい。この場合、例えば車両制動システムのように、主電源１５の異常時にのみ動作するシステムでは、通常車両使用時は蓄電部２３の電圧Ｖｃが満充電電圧のまま一定であるので、電圧Ｖｃの影響は加味せず、温度の影響のみを加味して積算時間ｔや、警告時間ｔａ、劣化限界時間ｔｅを計算してもよい。また、蓄電装置１１が温度の影響を受けにくい車室内等に設置された場合は、温度の影響を加味せず、電圧Ｖｃの影響のみを加味して計算してもよい。さらに、電圧Ｖｃや温度Ｔの両方の影響を受けにくい場合（例えば車両制動システムを車室内等に設置した場合）は両者の影響を加味せずに計算してもよい。なお、温度Ｔについては、車両非使用時に車両の置かれた環境により大きく変化することが考えられるが、実施の形態１、２においては車両非使用時には蓄電部２３が放電されているので、車両の環境温度が変化しても蓄電部２３の劣化にはほとんど影響しない。従って、車両非使用時の温度Ｔの影響を考慮しなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明にかかる蓄電装置は、早期の劣化警告ができる上、放電中に劣化しても放電が中断することなく高信頼性が得られるので、特に主電源の電圧低下時に蓄電部から電力を供給する車両用補助電源としての蓄電装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【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起動時のフローチャート
【図３】本発明の実施の形態１における蓄電装置の使用積算時間計測のフローチャート
【図４】本発明の実施の形態１における蓄電装置の通常動作時のフローチャート
【図５】本発明の実施の形態１における蓄電装置の使用終了時のフローチャート
【図６】本発明の実施の形態２における蓄電装置の起動時のフローチャート
【図７】本発明の実施の形態２における蓄電装置の使用積算時間計測、および警告判断、劣化判断のフローチャート
【図８】本発明の実施の形態２における蓄電装置の通常動作時のフローチャート
【図９】本発明の実施の形態３における蓄電装置の警告時間と劣化限界時間の計算フローチャート
【図１０】従来の電源システムのブロック回路図
【符号の説明】
【０１０８】
１１  蓄電装置
１５  主電源
１７  負荷
１９  充電回路
２３  蓄電部
３１  温度センサ
３３  放電回路
４１  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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【図１０】
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