(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数の電気二重層コンデンサと、
該複数の電気二重層コンデンサの各々に並列接続され各電気二重層コンデンサを放電させる複数の放電手段と、
前記複数の電気二重層コンデンサの各々の端子間電圧を前記電気二重層コンデンサの過電圧より低い第１の設定電圧と比較する複数の電圧比較手段と、
該複数の電圧比較手段の比較出力に基づいて前記放電手段の制御動作の作動、停止を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段が、
該複数の電圧比較手段の比較出力に基づいて前記端子間電圧が前記第１の設定電圧を超えた前記電気二重層コンデンサに対応する放電手段の制御動作を作動させて、各電気二重層コンデンサの端子間電圧を揃えるようにする電気二重層コンデンサ装置において、
前記制御手段は、前記複数の電気二重層コンデンサの充電時は前記複数の電気二重層コンデンサの充電中に前記複数の電気二重層コンデンサのいずれかの電気二重層コンデンサの端子間電圧が前記第１の設定電圧より大きい第２の設定電圧に達するまで、前記複数の放電手段の制御動作を停止させることを特徴とする電気二重層コンデンサ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記複数の電気二重層コンデンサの充電中に前記複数の電気二重層コンデンサのいずれかの電気二重層コンデンサの端子間電圧が前記第１の設定電圧より大きい第２の設定電圧に達した際に、前記複数の電気二重層コンデンサの充電を停止させ、該複数の電気二重層コンデンサを放電可能状態とするように前記複数の放電手段の制御動作を作動させることを特徴とする請求項１に記載の電気二重層コンデンサ装置。
【請求項３】
前記第２の設定電圧は、前記電気二重層コンデンサの端子間電圧が過電圧に達した状態を検出する電圧であることを特徴とする請求項２に記載の電気二重層コンデンサ装置。
【請求項４】
前記放電手段は、前記複数の電気二重層コンデンサの各々に並列に接続されたスイッチとバイパス抵抗であること特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電気二重層コンデンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直列接続された複数の電気二重層コンデンサを有する電気二重層コンデンサ装置に係り、特に加速時等にエンジン出力をモータの駆動力により駆動補助（アシスト）するように構成されたハイブリッド車両の上記モータの電源として使用するに好適な電気二重層コンデンサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気二重層コンデンサは、化学反応によらない単純な物理変化を利用するために、寿命が半永久的であり、かつ非常に短時間での大電流による充電が可能であるという長所を有する点を考慮してハイブリッド車両のアシスト用モータの電源に使用することが提案されている。
ところで、電気二重層コンデンサは耐圧が低く、すなわち絶対定格電圧が約３Ｖと低いために、通常、複数の電気二重層コンデンサを直列に接続して定格電圧を高くする使い方が一般的である。大容量の電気二重層コンデンサを使用する際に、電気二重層コンデンサの両端間に過電圧が印加された場合には劣化するので、電気二重層コンデンサの両端間に過電圧が印加されるのを防止するために過電圧防止用の制御回路を直列接続された複数の電気二重層コンデンサの各々に付加する必要があると言える。
【０００３】
また、電気二重層コンデンサの自己放電性により直列接続された複数の電気二重層コンデンサの各々についてコンデンサの端子間電圧におけるばらつきが発生することは周知の事実であり、このばらつきを解消せずに電気二重層コンデンサを複数、使用することは個々の電気二重層コンデンサの性能を十分に発揮できない結果となる。すなわち、直列接続された複数の電気二重層コンデンサが充放電される際には、各電気二重層コンデンサには同等の電流が流れる。したがって、例えば、充電時には、充電開始時点における初期電圧（コンデンサの端子間電圧の初期値）の異なる電気二重層コンデンサには同一電流で充電がなされ、各電気二重層コンデンサの端子間電圧の上昇傾向も同一となる。
【０００４】
このため、上記初期電圧が高い電気二重層コンデンサはいち早く過充電状態となり、初期電圧が低い電気二重層コンデンサは初期電圧の高い電気二重層コンデンサに比較して同一時点で充電電圧が低い結果となる。この結果、充電開始時における端子間電圧（初期電圧）が異なる状態で充電された、複数の直列接続された電気二重層コンデンサから得られるエネルギーは、充電開始時に端子間電圧が揃った同数の電気二重層コンデンサより選られるエネルギーより少なくなることとなる。
【０００５】
そこで、直列接続された複数の電気二重層コンデンサの各々について過電圧が印加されないように監視し、かつ端子間電圧にばらつきがないように充電制御すれば、直列接続された複数の電気二重層コンデンサを有する電気二重層コンデンサ装置の性能は発揮できるが、この制御は困難であり、かつ装置が高価になるという問題がある。
そこで、低価格の電気二重層コンデンサ装置でその性能を十分に発揮するために、各電気二重層コンデンサの端子間電圧のばらつきを無くすように従来から制御が行われていた。
【０００６】
従来の電気二重層コンデンサ装置の構成を図５に示す。同図では説明の便宜上、単一の電気二重層コンデンサについてのみ示しているが、実際には複数の電気二重層コンデンサが直列接続され、各電気二重層コンデンサについて制御回路が設けられている。同図において、電気二重層コンデンサ１の端子間には制御トランジスタ２と、基準電圧と電気二重層コンデンサ１の端子間電圧とを比較する電圧比較部３と、電気二重層コンデンサ１の端子間電圧から基準電圧を生成する基準電圧生成部４とからなる制御回路が設けられている。
【０００７】
制御トランジスタ２は、電圧比較部３の比較結果に基づいてオン、オフ動作し、電気二重層コンデンサの端子間電圧を制御する。この場合に基準電圧を、電気二重層コンデンサの過電圧値より数パーセント低く設定することにより、電気二重層コンデンサ１の端子間電圧が基準電圧を超えたときのみトランジスタ２がオン状態となり、電気二重層コンデンサ１の端子間に過電圧が印加されないように制御される。ここで、自己放電特性の優れた電気二重層コンデンサは、そうでない電気二重層コンデンサに比較して同一の充電に対し、基準電圧を超える頻度が高いため時間経過により電気二重層コンデンサの端子間電圧のばらつきも軽減することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の電気二重層コンデンサ装置では、電圧比較部３で電気二重層コンデンサの端子間電圧と比較される基準電圧が、電気二重層コンデンサの過電圧とほぼ同等に設定されているために、電気二重層コンデンサの端子間電圧が過電圧付近まで達しない限り、直列接続された複数の電気二重層コンデンサにおける端子間電圧のばらつきを収束させることはできない。
また、電気二重層コンデンサの端子間に過電圧が印加されるのを防止するために、電気二重層コンデンサの端子間電圧が基準電圧に達した後に、さらに充電される充電電圧に相当する電流量をトランジスタ２側にバイパスするように設定する必要がある。
【０００９】
したがって、トランジスタ２自体が電気二重層コンデンサ１に流れる電流を吸収することができ、かつその電力損失はコレクタ損失内であることが絶対条件となる。バイパスさせる電流量が大きい場合には複数のトランジスタをダーリントン接続したものをバイパス用のトランジスタとして選択し、さらに放熱フィンを追加する必要性が生じる可能性があり、電気二重層コンデンサ１つに対して設けられる制御回路の１回路が非常に高価なものになる。
【００１０】
また、電気二重層コンデンサ装置でより大きなエネルギーを得ようとして電気二重層コンデンサの使用個数を増加させれば、その増加した電気二重層コンデンサの使用個数に応じた制御回路数分の価格が増加することとなる。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、直列接続された複数の電気二重層コンデンサの端子間電圧のバランスを得るに際し、無駄な電力損失の発生の防止が図れ、かつ安価な電気二重層コンデンサ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、直列接続された複数の電気二重層コンデンサと、該複数の電気二重層コンデンサの各々に並列接続され各電気二重層コンデンサを放電させる複数の放電手段と、前記複数の電気二重層コンデンサの各々の端子間電圧を前記電気二重層コンデンサの過電圧より低い第１の設定電圧と比較する複数の電圧比較手段と、該複数の電圧比較手段の比較出力に基づいて前記放電手段の制御動作の作動、停止を制御する制御手段とを有し、該制御手段が、該複数の電圧比較手段の比較出力に基づいて前記端子間電圧が前記第１の設定電圧を超えた前記電気二重層コンデンサに対応する放電手段の制御動作を作動させて、各電気二重層コンデンサの端子間電圧を揃えるようにする電気二重層コンデンサ装置において、前記制御手段は、前記複数の電気二重層コンデンサの充電時は前記複数の電気二重層コンデンサの充電中に前記複数の電気二重層コンデンサのいずれかの電気二重層コンデンサの端子間電圧が前記第１の設定電圧より大きい第２の設定電圧に達するまで、前記複数の放電手段の制御動作を停止させることを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載の電気二重層コンデンサ装置によれば、制御手段により、前記複数の電気二重層コンデンサの充電時は前記複数の電気二重層コンデンサの充電中に前記複数の電気二重層コンデンサのいずれかの電気二重層コンデンサの端子間電圧が前記第１の設定電圧より大きい第２の設定電圧に達するまで、前記複数の放電手段の制御動作を停止させるようにしたので、直列接続された複数の電気二重層コンデンサの端子間電圧のバランスを得るに際し、充電時にバイパスさせることに起因する無駄な電力損失の発生を防止できる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電気二重層コンデンサ装置において、前記制御手段は、前記複数の電気二重層コンデンサの充電中に前記複数の電気二重層コンデンサのいずれかの電気二重層コンデンサの端子間電圧が前記第１の設定電圧より大きい第２の設定電圧に達した際に、前記複数の電気二重層コンデンサの充電を停止させ、該複数の電気二重層コンデンサを放電可能状態とするように前記複数の放電手段の制御動作を作動させることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電気二重層コンデンサ装置において、前記第２の設定電圧は、前記電気二重層コンデンサの端子間電圧が過電圧に達した状態を検出する電圧であることを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の電気二重層コンデンサ装置において、前記放電手段は、前記複数の電気二重層コンデンサの各々に並列に接続されたスイッチとバイパス抵抗であること特徴とする。
【００１４】
請求項２、３に記載の電気二重層コンデンサ装置によれば、制御手段は、前記複数の電気二重層コンデンサの充電中に前記複数の電気二重層コンデンサのいずれかの電気二重層コンデンサの端子間電圧が前記第１の設定電圧より大きい第２の設定電圧に達した際に、前記複数の電気二重層コンデンサの充電を停止させ、該複数の電気二重層コンデンサを放電可能状態とするように前記複数の放電手段の制御動作を作動させるようにしたので、請求項１に記載の発明により得られる効果に加えて、電気二重層コンデンサの端子間に過電圧以上のレベルの電圧が印加されることによる電気二重層コンデンサの破損を防止することができる。
また請求項４に記載の電気二重層コンデンサ装置によれば、電気二重層コンデンサから電流をバイパスさせる際にバイパス用のトランジスタ（スイッチ）に流れる電流量を低減することによりバイパス用のトランジスタに安価なものを使用でき、安価な電気二重層コンデンサ装置が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。本発明の実施の形態に係る電気二重層コンデンサ装置の構成を図１に示す。同図において、本発明の実施の形態に係る電気二重層コンデンサ装置は、直列接続された電気二重層コンデンサ１０−１、１０−２、…を有しており、各電気二重層コンデンサ、例えば、電気二重層コンデンサ１０−１の両端子間はスイッチング素子としてのＰＮＰトランジスタ１２−１と、バイパス抵抗１４−１を介して接続されている。
【００１６】
さらに、電気二重層コンデンサ１０−１の両端子間に並列に、該電気二重層コンデンサ１０−１の端子間電圧ＶC（コンデンサ電圧）からバイパスを開始させるための基準電圧ＶREF1（バイパス開始電圧）を生成する基準電圧生成部１８−１と、電気二重層コンデンサ１０−１の端子間電圧ＶCと基準電圧ＶREF1とを比較し、比較結果に応じた信号をＰＮＰトランジスタ１２−１のベースに出力する電圧比較部１６−１とが接続されている。基準電圧生成部１８−１により生成される基準電圧ＶREF1は電気二重層コンデンサ１０−１の過電圧（例えば、３Ｖ）より数パーセント低い、例えば、２．５Ｖに設定される。電圧比較部１６−１は、電気二重層コンデンサ１０−１の端子間電圧ＶCが基準電圧ＶREF1（２．５Ｖ）を超えた場合にＰＮＰトランジスタ１２−１をオン状態とし、電気二重層コンデンサ１０−１をバイパス抵抗１４−１を介して放電させる。
【００１７】
上記構成は他の電気二重層コンデンサ１０−２、…についても同様である。ＰＮＰトランジスタ１２−１、１２−２、…、バイパス抵抗１４−１、１４−２、…、電圧比較部１６−１、１６−２、…、基準電圧生成部１８−１、１８−２、…は電気二重層コンデンサ装置のバイパス部を構成している。ここで、各電気二重層コンデンサの端子間電圧のばらつきを収束させる能力を高めるためには、バイパス抵抗として抵抗値の小さいものを選択し、バイパス抵抗に電流を流すスイッチングトランジスタについての絶対定格を大きくすることで可能だが（この場合にバイパス電流は増加する。）、電気二重層コンデンサ装置を低価格で実現することが困難になる。
そこで、本実施の形態においては、逆に抵抗値の大きい抵抗をバイパス抵抗として選択し、ドライブ回路を構成するスイッチングトランジスタの負担を軽減するようにしている。
【００１８】
さらに、電気二重層コンデンサ装置の各電気二重層コンデンサ、例えば、電気二重層コンデンサ１０−１の両端子間には、基準電圧生成部１８−１とは異なるレベルの基準電圧、すなわち電気二重層コンデンサ１０−１の両端電圧が過電圧に達した状態を検出するための基準電圧ＶREF2（例えば、３Ｖに設定される。）を電気二重層コンデンサ１０−１の端子間電圧から生成する基準電圧生成部２０−１と、基準電圧生成部２０−１により生成される基準電圧ＶREF2と電気二重層コンデンサ１０−１の端子間電圧ＶCとを比較する電圧比較部２２−１とが並列に接続されている。
【００１９】
電気二重層コンデンサ装置は、さらに、ＰＮＰトランジスタ１２−１、１２−２、…を制御して各電気二重層コンデンサの端子間電圧のバランスを揃えるコントローラ３０と、電圧比較部２２−１の出力をコントローラ３０及び他の回路部に出力するフォトカプラ２４−１と、コントローラ３０からの制御信号をＰＮＰトランジスタ１２−１のベースに出力するフォトカプラ２６−１と有している。フォトカプラ２４−１、２４−２、…の出力側は共通接続され、コントローラ３０の入力側に接続されている。同様に、フォトカプラ２６−１、２６−２、…の入力側は共通接続され、コントローラ３０の出力側に接続されている。
【００２０】
電圧比較部２２−１は、電気二重層コンデンサ１０−１の端子間電圧ＶCと基準電圧生成部２０−１により生成される基準電圧ＶREF2とを比較し、端子間電圧ＶCが基準電圧ＶREF2に達し、過電圧領域に突入する瞬間に比較出力である過電圧検知信号を、フォトカプラ２４−１を介してコントローラ３０に出力する。コントローラ３０はこの過電圧検知信号を受けて、電気二重層コンデンサ１０−１、１０−２、…のいずれかの端子間電圧ＶCが過電圧状態になったと認識し、図示してない電気二重層コンデンサ装置の充電部に充電動作を停止させるための制御信号（充電停止信号）を出力するようになっている。このとき、後述するように、各電気二重層コンデンサの充電時に各ＰＮＰトランジスタ１２−１、１２−２、…をオフ状態にするための制御信号（充電信号）の出力は停止される。
【００２１】
また、コントローラからは、電気二重層コンデンサ装置の電気二重層コンデンサが充電状態にある場合には、制御信号（充電信号）を、各ＰＮＰトランジスタ１２−１、１２−２、…のベースに出力し、各電気二重層コンデンサ１０−１、１０−２、…への充電電流をバイパスさせないようにする。
基準電圧生成部２０−１、電圧比較部２２−１、フォトカプラ２４−１及びフォトカプラ２６−１からなる回路部の構成は、他の電気二重層コンデンサ１０−２、…についても同様である。基準電圧生成部２０−１、２０−２、…、電圧比較部２２−１、２２−２、…、フォトカプラ２４−１、２４−２、…、フォトカプラ２６−１、２６−２、…は、電気二重層コンデンサ装置の過電圧検出部を構成している。ここで、各ＰＮＰトランジスタ１２−１、１２−２、…は本発明の電流制御手段に、電圧比較部１６−１、１６−２、…は本発明の電圧比較手段に、コントローラ３０は本発明の制御手段に、それぞれ相当する。
【００２２】
上記構成からなる電気二重層コンデンサ装置の制御動作を図２及び図３に示すフローチャートを参照して説明する。なお、本実施の形態に係る電気二重層コンデンサ装置は、ハイブリッド車両の駆動補助（アシスト）用モータの電源として使用するものとして説明する。図２に示す制御ルーチンはタイマ割込みにより一定時間毎に起動され、コントローラ３０により実行されるものである。エンジンキーを操作することによりバッテリより各部に電源が供給されると、図２に示す制御ルーチンが起動され、電気二重層コンデンサ装置において各電気二重層コンデンサ１０−１、１０−２、…の端子間電圧のチェックが行われる。すなわち、電圧比較部１６−１、１６−２、…において各電気二重層コンデンサにおける端子間電圧ＶCと基準電圧ＶREF1（２．５Ｖ）との大小比較が行われる（ステップ１００）。
【００２３】
次いで、ステップ１０１でＶC＜ＶREF1であるか否かが判定される。ステップ１０１でＶC≧ＶREF1であると判定された場合には、処理はステップ１０４に移行する。またＶC＜ＶREF1であると判定された場合には、車両が減速中であるか否か、換言すれば、エンジンの駆動補助用モータが回生運転することにより発電機として機能し、電気二重層コンデンサが充電されている状態にあるか否かが判定される（ステップ１０２）。車両が減速中でない、すなわち、走行中（電気二重層コンデンサが放電中）であると判定された場合には、ステップ１０８に移行する。
【００２４】
また、ステップ１０２で車両が減速中であると判定された場合には、コントローラ３０よりフォトカプラ２６−１、２６−２、…を介して各電気二重層コンデンサ１０−１、１０−２、…に対応して設けられた各ＰＮＰトランジスタ１２−１、１２−２、…にこれらのトランジスタをそれぞれ強制的にオフ状態にする制御信号が充電期間中、出力される。この結果、充電期間中は、各電気二重層コンデンサ１０−１、１０−２、…バイパス動作は停止される。
各電気二重層コンデンサにおける端子間電圧ＶCと基準電圧ＶREF1とが、ＶC≧ＶREF1であるか否かが判定される（ステップ１０３）。
【００２５】
ステップ１０３でＶC＜ＶREF1であると判定された場合には、処理はステップ１００に戻る。また、ステップ１０３でＶC≧ＶREF1であると判定された場合には、各電気二重層コンデンサが充電中であるか否かが判定される（ステップ１０４）。ステップ１０４で充電中でないと判定された場合には、コントローラ３０から各ＰＮＰトランジスタ１２−１、１２−２、…を強制的にオフ状態とする制御信号がこれらのトランジスタのベースに出力されないので、ステップ１０８では、ＶC≧ＶREF1となっている電気二重層コンデンサについて該当するＰＮＰトランジスタが対応する電圧比較部からの出力によりオン状態とされ、電気二重層コンデンサの端子間電圧がバイパス抵抗を介して放電される（ステップ１０８、１０９）。
【００２６】
次いで、ステップ１１０で各電気二重層コンデンサについてＶC＜ＶREF1であるか否かが判定され、複数の電気二重層コンデンサのうちいずれかがＶC≧ＶREF1である場合には、ステップ１０８に戻り、ステップ１０８〜１１０の処理を繰り返す。すべての電気二重層コンデンサの端子間電圧ＶCがＶC＜ＶREF1となった場合には、各澱圧比較部からは、対応するスイッチング素子としてのＰＮＰトランジスタに該トランジスタをオフ状態にする比較信号が出力されるので、各電気二重層コンデンサのバイパス動作は停止される（ステップ１１１）。
一方、ステップ１０４で各電気二重層コンデンサが充電中であると判定された場合には、端子間電圧ＶCがＶC≧ＶREF2となった電気二重層コンデンサがあるか否かが判定される（ステップ１０５）。ステップ１０５の判定が否定された場合には、処理はステップ１０４に戻り、同様の処理を行う。
【００２７】
また、ステップ１０５の判定が肯定された場合、すなわち端子間電圧ＶCがＶC≧ＶREF2となった電気二重層コンデンサがあると判定された場合には、該当する電気二重層コンデンサ、例えば、電気二重層コンデンサ１０−１の端子間電圧ＶCがＶC≧ＶREF2となったとすると、電気二重層コンデンサ１０−１に対応して設けられた電圧比較部２２−１から過電圧検知信号がフォトカプラ２４−１を介してコントローラ３０に出力され、コントローラ３０はＶC≧ＶREF2となった、すなわち端子間電圧が過電圧領域に達した電気二重層コンデンサがあることを認識し、各電気二重層コンデンサ１０−１、１０−２、…に対し充電を行っている図示してない充電部に対し充電動作を停止させるための制御信号（充電停止信号）を出力する（ステップ１０６）。
【００２８】
次いで、これまでの充電期間中にコントローラ３０より出力されていた、コントローラ３０よりフォトカプラ２６−１、２６−２、…を介して各電気二重層コンデンサ１０−１、１０−２、…に対応して設けられた各ＰＮＰトランジスタ１２−１、１２−２、…にこれらのトランジスタをそれぞれ強制的にオフ状態にしバイパス動作を禁止する制御信号（充電信号）の出力が停止される。この結果、各ＰＮＰトランジスタ１２−１、１２−２、…は、対応して設けられた電圧比較部１６−１、１６−２、…の出力によりオン、オフ状態に駆動されることが可能な状態になり、放電モードに移行する（ステップ１０７）。
【００２９】
次いで、ステップ１０８に移行し、ステップ１０８〜１１１のバイパス処理を行い、この処理を終了する。
上述した制御ルーチンはタイマ割込みにより繰り返し、実行されることにより、各電気二重層コンデンサの端子電圧の値は収束する方向に変化し、最終的に揃うこととなる。
【００３０】
上記処理によりハイブリッド車両に搭載された電気二重層コンデンサ装置における各電気二重層コンデンサの端子間電圧ＶCが、ハイブリッド車両が走行中において時間経過と共に、変化する状態を図４に示す。図４では、説明の便宜上、直列接続された、初期電圧の異なる３つの電気二重層コンデンサの端子間電圧ＶCにおける変化状態について示している。同図において区間Ｔ１（ｔ0≦ｔ＜ｔ1）では電気二重層コンデンサへの充電能力がバイパス能力に比して非常に大きいために電気二重層コンデンサＡ，Ｂの端子間電圧ＶCがバイパス領域、すなわちＶREF1≦ＶC＜ＶREF2の電圧領域に達しても、端子間電圧ＶCの電圧推移に対してほとんど、バイパス効果は見られない。
【００３１】
このために、電気二重層コンデンサの端子間電圧ＶCは時間の経過により電気二重層コンデンサＡの端子間電圧ＶCは過電圧領域ＶC≧ＶREF2に達してしまい、このまま充電状態が継続し行われると、劣化してしまうこととなる。そこで、既述したように過電圧検出部における電圧比較部から過電圧検知信号がコントローラ３０に出力され、この信号に基づいてコントローラ３０により充電を中止する制御が行われる。すなわち、図４において、時刻ｔ１で電気二重層コンデンサＡの端子間電圧ＶCが過電圧領域に達したために各電気二重層コンデンサＡ，Ｂ，Ｃへの充電は停止される。
【００３２】
本発明では、電気二重層コンデンサの充電期間中における充電電流をバイパスするのは無駄な電流をバイパス部（スイッチング素子及びバイパス抵抗）に流し、無駄な電力を消費することになるので、これをなくすべく充電中は一切、充電電流のバイパスは行わないようにしている。これによりバイパス効果が得られない充電時には、バイパス部の機能を停止し、放電時のみバイパス部を駆動することにより電力損失の少ない電気二重層コンデンサ装置の電圧制御を実現している。
【００３３】
また、図４の時刻ｔ２で過電圧検出部により、電気二重層コンデンサＡの端子間電圧ＶCが過電圧（ＶREF2）に達したと判断されたために期間Ｔ２（ｔ1≦ｔ＜ｔ3）では、充電中止となり、各電気二重層コンデンサＡ，Ｂ，Ｃが放電状態に移行している。電気二重層コンデンサＣの端子間電圧ＶCの変化は、負荷駆動（走行）によるものであり、電気二重層コンデンサＡ，Ｂの端子間電圧ＶCの変化は、負荷駆動とバイパス効果によるものである。電気二重層コンデンサＡ，Ｂの端子間電圧ＶCの変化は、電気二重層コンデンサＣのそれに比して単位時間当りの電圧変動が大きくなっていることが判る。
【００３４】
また、電気二重層コンデンサＢの端子間電圧ＶCは、放電により時刻ｔ2で、バイパス領域を外れたために時刻ｔ2から負荷駆動のためだけの放電に切り替わり、電気二重層コンデンサＣと同様の電圧変動となっている。図４における期間Ｔ１、Ｔ２のようなサイクルを繰り返すことにより初期電圧の異なる複数の電気二重層コンデンサにおける端子間電圧の値が所定値に収束し、すなわち、揃うこととなる。
【００３５】
以上に説明したように、本発明の実施の形態に係る電気二重層コンデンサ装置によれば、複数の電気二重層コンデンサの充電時には充電電流をバイパスするのを禁止するようにしたので、直列接続された複数の電気二重層コンデンサの端子間電圧のバランスを得るに際し、充電時にバイパスさせることに起因する無駄な電力損失の発生を防止できる。
【００３６】
また、本発明の実施の形態に係る電気二重層コンデンサ装置によれば、電気二重層コンデンサから電流をバイパスさせる際にバイパス用のトランジスタに流れる電流量を低減するように抵抗値の大きい抵抗をバイパス抵抗と使用するようにしたので、バイパス用のスイッチング素子としてのトランジスタに安価なものを使用でき、安価な電気二重層コンデンサ装置が得られる。
【００３７】
さらに、本発明の実施の形態に係る電気二重層コンデンサ装置によれば、複数の電気二重層コンデンサのいずれかの電気二重層コンデンサの端子間電圧が設定電圧（過電圧）に達した際に、前記複数の電気二重層コンデンサの充電を停止させ、該複数の電気二重層コンデンサを放電可能状態に制御するようにしたので、電気二重層コンデンサの端子間に過電圧以上のレベルの電圧が印加されることによる電気二重層コンデンサの破損を防止することができる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１に記載の電気二重層コンデンサ装置によれば、制御手段により、前記複数の電気二重層コンデンサの充電時は前記複数の電気二重層コンデンサの充電中に前記複数の電気二重層コンデンサのいずれかの電気二重層コンデンサの端子間電圧が前記第１の設定電圧より大きい第２の設定電圧に達するまで、前記複数の放電手段の制御動作を停止させるようにしたので、直列接続された複数の電気二重層コンデンサの端子間電圧のバランスを得るに際し、充電時にバイパスさせることに起因する無駄な電力損失の発生を防止できる。
【００３９】
また、請求項１に記載の電気二重層コンデンサ装置によれば、電気二重層コンデンサから電流をバイパスさせる際にバイパス用のトランジスタに流れる電流量を低減することによりバイパス用のトランジスタに安価なものを使用でき、安価な電気二重層コンデンサ装置が得られる。
【００４０】
請求項２、３に記載の電気二重層コンデンサ装置によれば、請求項１に記載の電気二重層コンデンサ装置において、制御手段は、前記複数の電気二重層コンデンサの充電中に前記複数の電気二重層コンデンサのいずれかの電気二重層コンデンサの端子間電圧が前記第１の設定電圧より大きい第２の設定電圧に達した際に、前記複数の電気二重層コンデンサの充電を停止させ、該複数の電気二重層コンデンサを放電可能状態とするように前記複数の放電手段の制御動作を作動させるようにしたので、請求項１に記載の発明により得られる効果に加えて、電気二重層コンデンサの端子間に過電圧以上のレベルの電圧が印加されることによる電気二重層コンデンサの破損を防止することができる。
また請求項４に記載の電気二重層コンデンサ装置によれば、電気二重層コンデンサから電流をバイパスさせる際にバイパス用のトランジスタ（スイッチ）に流れる電流量を低減することによりバイパス用のトランジスタに安価なものを使用でき、安価な電気二重層コンデンサ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る電気二重層コンデンサ装置の構成を示すブロック図。
【図２】  図１に示した電気二重層コンデンサ装置におけるコントローラの制御動作を示すフローチャート。
【図３】  図１に示した電気二重層コンデンサ装置におけるコントローラの制御動作を示すフローチャート。
【図４】  電気二重層コンデンサ装置における各電気二重層コンデンサの端子間電圧の時間経過に伴う変化状態を示す特性図。
【図５】  従来の電気二重層コンデンサ装置の基本構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１０−１、１０−２  電気二重層コンデンサ
１２−１、１２−２  ＰＮＰトランジスタ（電流制御手段）
１４−１、１４−２  バイパス抵抗
１６−１、１６−２、２２−１、２２−２  電圧比較部（電圧比較手段）
１８−１、１８−２  ２０−１、２０−２  基準電圧生成部
２４−１，２４−２  ２６−１、２６−２  フォトカプラ
３０  コントローラ（制御手段）
【図１】
0003768376.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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