(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置起動時の温度を検出する温度検出手段と、
装置を構成する各種部品に電力を供給するバッテリと、
前記バッテリを用いて装置の消費電力が特定の上限値以下となるように前記装置を構成する各種部品全体の定電力制御を行う定電力制御回路と、
前記装置起動時に前記温度検出手段が予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記各種部品全体に流れる電流値を予め定めた初期電流値に設定して単位時間当たりの電圧降下量を予め定めた閾値と比較する比較手段と、
この比較手段の比較結果が前記閾値以下になったとき前記定電力制御回路に流れる電流を１段階増加させる電流増加手段と、
この電流増加手段による電流の増加が予め定めた値に到達するまで前記比較手段による比較処理と前記電流増加手段による電流の１段階増加の処理を反覆する反覆手段と、
この反覆手段によって電流の増加が予め定めた値に到達したとき前記各種部品全体に流れる電流の制限を解除する電流制限解除手段と、
前記装置起動時に前記温度検出手段が予め定めた特定の温度以上を検出したときこの装置起動時から前記定電力制御回路を用いて前記各種部品全体に流れる電流を制限することなく前記装置を構成する各種部品全体の消費電力を制御する通常温度時制御手段とを具備し、
前記閾値は、前記バッテリの放電カーブを環境温度の条件を変えて測定し、予め決定されたものであることを特徴とするバッテリ制御システム。
【請求項２】
装置起動時の温度を検出する温度検出手段と、
装置を構成する各種部品に電力を供給するバッテリと、
このバッテリの電力消費に対する電圧降下量が所定の閾値以下であるかを判別する電圧降下量判別手段と、
前記装置を構成する各種部品を前記装置起動時からの電力の供給開始の時期的なずれの可能性を基にして複数のグループに時系列的に分類したときのそれぞれのグループの電力供給の開始を個別に制御可能にするスイッチ手段と、
前記温度検出手段が予め定めた特定の温度未満を検出したとき、装置起動時に時系列で最初に分類されたグループの部品から前記バッテリによる電力供給を開始させる開始時制御手段と、
この開始時制御手段により１つのグループの部品に電力の供給が開始された後、前記電圧降下量判別手段が前記バッテリの電力消費に対する電圧降下量を前記閾値以下であると判別するのをそれぞれ待ってグループごとに最後のグループまで電力供給の開始の時機を制御するグループ別電力供給開始制御手段と、
前記温度検出手段が予め定めた特定の温度以上を検出したとき全グループの部品全体の消費電力を装置起動時から定電力制御する定電力制御手段とを具備し、
前記閾値は、前記バッテリの放電カーブを環境温度の条件を変えて測定し、予め決定されたものであることを特徴とするバッテリ制御システム。
【請求項３】
装置起動時の温度を検出する温度検出ステップと、
この温度検出ステップで装置起動時の温度として予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記装置を構成する各種部品にバッテリから流れる電流値を予め定めた初期電流値に設定して単位時間当たりの電圧降下量を予め定めた閾値と比較する比較ステップと、
この比較ステップの比較結果が前記閾値以下になったとき前記バッテリから流れる電流を１段階増加させる電流増加ステップと、
この電流増加ステップによる電流の増加が予め定めた値に到達するまで前記比較ステップによる比較処理と前記電流増加ステップによる電流の１段階増加の処理を反覆する反覆ステップと、
この反覆ステップによって電流の増加が予め定めた値に到達したとき前記各種部品全体に流れる電流の制限を解除する電流制限解除ステップと、
前記装置起動時に前記温度検出ステップで予め定めた特定の温度以上を検出したとき、前記装置起動時から前記反覆ステップを用いて前記各種部品全体に流れる電流を段階的に増加させ電流制限を段階的に解除していくことなく、前記装置を構成する各種部品全体の消費電力を定電力制御する通常温度時制御ステップとを具備し、
前記閾値は、前記バッテリの放電カーブを環境温度の条件を変えて測定し、予め決定されたものであることを特徴とするバッテリ制御方法。
【請求項４】
装置起動時の温度を検出する温度検出ステップと、
この温度検出ステップで予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記装置を構成する各種部品を前記装置起動時からのバッテリによる電力の供給開始の時期的なずれの可能性を基にして複数のグループに時系列的に分類したときの最初に分類されたグループの部品から前記バッテリによる電力供給を開始させる開始時制御ステップと、
１つのグループの部品への電力供給が開始した後、前記バッテリの電圧降下量が予め定めた閾値以下となるのを待ってグループごとに最後のグループまで順次、電力供給の開始の時機を制御するグループ別電力供給開始制御ステップと、
前記温度検出ステップで予め定めた特定の温度以上を検出したとき全グループの部品全体の消費電力を装置起動時から定電力制御する定電力制御ステップとを具備し、
前記閾値は、前記バッテリの放電カーブを環境温度の条件を変えて測定し、予め決定されたものであることを特徴とするバッテリ制御方法。
【請求項５】
前記電流増加ステップによる電流の増加が予め定めた値に到達するまでの時間を計測する時間計測ステップと、
この時間計測ステップで予め定めた許容時間を超える時間が計測されたときこの時間計測を停止して警告を発するエラー警告ステップ
とを具備することを特徴とする請求項３記載のバッテリ制御方法。
【請求項６】
前記グループ別電力供給開始制御ステップで前記バッテリの電圧降下量が予め定めた閾値以下となるまでの時間を計測する時間計測ステップと、
この時間計測ステップで予め定めた許容時間を超える時間が計測されたときこの時間計測を停止して警告を発するエラー警告ステップ
とを具備することを特徴とする請求項４記載のバッテリ制御方法。
【請求項７】
コンピュータに、
装置起動時の温度を検出する温度検出処理と、
この温度検出処理で装置起動時の温度として予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記装置を構成する各種部品にバッテリから流れる電流値を予め定めた初期電流値に設定して単位時間当たりの電圧降下量を予め定めた閾値と比較する比較処理と、
この比較処理の比較結果が前記閾値以下になったとき前記バッテリから流れる電流を１段階増加させる電流増加処理と、
この電流増加処理による電流の増加が予め定めた値に到達するまで前記比較処理による比較と前記電流増加処理による電流の１段階増加の処理を反覆する反覆処理と、
この反覆処理によって電流の増加が予め定めた値に到達したとき前記各種部品全体に流れる電流の制限を解除する電流制限解除処理と、
前記装置起動時に前記温度検出処理で予め定めた特定の温度以上を検出したとき、前記装置起動時から前記反覆処理を用いて前記各種部品全体に流れる電流を段階的に増加させ電流制限を段階的に解除していくことなく、前記装置を構成する各種部品全体の消費電力を定電力制御する通常温度時制御処理とを実行させるものであり、
前記閾値は、前記バッテリの放電カーブを環境温度の条件を変えて測定し、予め決定されたものであることを特徴とするバッテリ制御プログラム。
【請求項８】
コンピュータに、
装置起動時の温度を検出する温度検出処理と、
この温度検出処理で予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記装置を構成する各種部品を前記装置起動時からのバッテリによる電力の供給開始の時期的なずれの可能性を基にして複数のグループに時系列的に分類したときの最初に分類されたグループの部品から前記バッテリによる電力供給を開始させる開始時制御処理と、
１つのグループの部品への電力供給が開始した後、前記バッテリの電圧降下量が予め定めた閾値以下となるのを待ってグループごとに最後のグループまで順次、電力供給の開始の時機を制御するグループ別電力供給開始制御処理と、
前記温度検出処理で予め定めた特定の温度以上を検出したとき全グループの部品全体の消費電力を装置起動時から定電力制御する定電力制御処理とを実行させるものであり、
前記閾値は、前記バッテリの放電カーブを環境温度の条件を変えて測定し、予め決定されたものであることを特徴とするバッテリ制御プログラム。
【請求項９】
前記電流増加処理による電流の増加が予め定めた値に到達するまでの時間を計測する時間計測処理と、
この時間計測処理で予め定めた許容時間を超える時間が計測されたときこの時間計測を停止して警告を発するエラー警告処理
とを前記コンピュータに更に実行させることを特徴とする請求項７記載のバッテリ制御プログラム。
【請求項１０】
前記グループ別電力供給開始制御処理で前記バッテリの電圧降下量が予め定めた閾値以下となるまでの時間を計測する時間計測処理と、
この時間計測処理で予め定めた許容時間を超える時間が計測されたときこの時間計測を停止して警告を発するエラー警告処理
とを前記コンピュータに更に実行させることを特徴とする請求項８記載のバッテリ制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に内蔵されるバッテリの制御を行うバッテリ制御システム、バッテリ制御方法およびバッテリ制御プログラムに係わり、特にスマートバッテリを使用した電子機器に好適なバッテリ制御システム、バッテリ制御方法およびバッテリ制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のノート型コンピュータには、スマートバッテリ規格に準拠したバッテリパックが採用されている。スマートバッテリ規格とは、ＳＢＳ-ＩＦ(Smart Battery System Implementers Forum)によって仕様が策定されている。この規格に準拠したバッテリパックは、複数の電池セルを使用した組電池で構成されており、電池の残量、電圧、電流、温度等の特性を管理するためのＩＣ（integrated circuit）としてガスゲージＩＣが組み込まれている。スマートバッテリ規格に準拠したバッテリパックの電池セルは、リチウムイオンやニッケル水素が一般的である。
【０００３】
バッテリパックを構成する電池セルは、０℃以下の低温環境で内部インピーダンスが高く、また電圧降下が大きい。このため、バッテリパックを０℃以下で使用すると、電圧降下によりバッテリの動作時間が短くなったり、システムのシャットダウンが発生する可能性がある。また、バッテリのインピーダンスが高い状態で大きな消費電流で起動すると、バッテリに負担が掛かり、通常の使用状態よりも劣化が早くなる。したがって、このような問題の発生を避けるために、一般的なノート型コンピュータの使用温度は０℃を下限とするものが多い。本発明に関連する第１の関連技術（たとえば特許文献１参照。）では、バッテリパックについての以上の状況を勘案して装置の起動後にバッテリの制御を行っている。
【０００４】
しかしながら、産業向けのノート型コンピュータの中には、０℃以下の低温環境下での使用を要求される製品もある。このような０℃以下での起動を可能にする特定用途のノート型コンピュータについては、低温環境の特性が良好な専用の電池セルを採用することにしている。また、ガスゲージＩＣによる残容量値やシャットダウン電圧値の補正処理を行って、システムのシャットダウンのリスクを最小限にしている。
【０００５】
前記したように、ノート型コンピュータは、起動時の消費電力が非常に大きい。特にハードディスクドライブを内蔵しているノート型コンピュータの場合には、起動時の電力変動が大きく、起動時はバッテリが最も冷えてセル温度が低い状態であることも原因として、起動時に大きな電力が消費されると大きな電圧降下が発生することになる。バッテリパックが新品のときには電圧降下を原因とする問題は比較的発生しない。しかしながら、バッテリパックを長期間使用し特性が劣化した場合には、起動中の電圧降下により、バッテリの使用時間が短くなったり、シャットダウンが発生するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明に関連する第２の関連技術として、低温時のバッテリを加温することが提案されている（たとえば特許文献２参照）。この第２の関連技術では、バッテリパックがバッテリの電流と温度を検出して残容量を検出し、その検出結果からバッテリの加温の可否を判定するようになっている。判定結果として加温すべきとされた場合には、加温手段でバッテリの加温が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３３４４７５号公報（第０００５段落）
【特許文献２】特開２００９−０５４４１９号公報（第００１０段落、第００３２段落、第００６４段落、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
バッテリの加温手段としてヒータを用いた場合には電力の消費が大きい。このため、第２の関連技術ではヒータ用に外部電源を使用することが必要とされることになり、外部電源のない場所ではバッテリの加熱を行うことができない。また、第２の関連技術では、電気回路をバッテリの傍に配置して電気回路の発する熱を利用することも提案しているが、これは現実的ではない。一般に電気回路の発熱はごく僅かであり、バッテリを加温するだけの発熱を期待できないだけでなく、たとえば−１５℃以下といった低温環境でバッテリを外部から加温しても電池セル内部の電解液の温度を上げるには相当な時間が必要とされるからである。
【０００９】
更に第２の関連技術ではバッテリ自身の放電による加温ついても記載している。しかしながら、バッテリに単純に放電を行わせると、これに伴って電源の電圧降下が発生する。第２の関連技術ではこの電圧降下を防止する手立てを何ら開示しておらず、このような状況でバッテリ自身の放電による加温を実現することは困難である。
【００１０】
そこで本発明の目的は、低温環境時に装置の起動の際のバッテリの電圧降下を適切に抑制した電力制御を可能にするバッテリ制御システム、バッテリ制御方法およびバッテリ制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、（イ）装置起動時の温度を検出する温度検出手段と、（ロ）装置を構成する各種部品に電力を供給するバッテリと、（ハ）前記したバッテリを用いて装置の消費電力が特定の上限値以下となるように前記した装置を構成する各種部品全体の定電力制御を行う定電力制御回路と、（ニ）前記した装置起動時に前記した温度検出手段が予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記した各種部品全体に流れる電流値を予め定めた初期電流値に設定して単位時間当たりの電圧降下量を予め定めた閾値と比較する比較手段と、（ホ）この比較手段の比較結果が前記した閾値以下になったとき前記した定電力制御回路に流れる電流を１段階増加させる電流増加手段と、（へ）この電流増加手段による電流の増加が予め定めた値に到達するまで前記した比較手段による比較処理と前記した電流増加手段による電流の１段階増加の処理を反覆する反覆手段と、（ト）この反覆手段によって電流の増加が予め定めた値に到達したとき前記した各種部品全体に流れる電流の制限を解除する電流制限解除手段と、（チ）前記した装置起動時に前記した温度検出手段が予め定めた特定の温度以上を検出したときこの装置起動時から前記した定電力制御回路を用いて前記した各種部品全体に流れる電流を制限することなく前記した装置を構成する各種部品全体の消費電力を制御する通常温度時制御手段とをバッテリ制御システムが具備する。
【００１２】
また、本発明では、（イ）装置起動時の温度を検出する温度検出手段と、（ロ）装置を構成する各種部品に電力を供給するバッテリと、（ハ）このバッテリの電力消費に対する電圧降下量が所定の閾値以下であるかを判別する電圧降下量判別手段と、（ニ）前記した装置を構成する各種部品を前記した装置起動時からの電力の供給開始の時期的なずれの可能性を基にして複数のグループに時系列的に分類したときのそれぞれのグループの電力供給の開始を個別に制御可能にするスイッチ手段と、（ホ）前記した温度検出手段が予め定めた特定の温度未満を検出したとき、装置起動時に時系列で最初に分類されたグループの部品から前記したバッテリによる電力供給を開始させる開始時制御手段と、（へ）この開始時制御手段により１つのグループの部品に電力の供給が開始された後、前記した電圧降下量判別手段が前記したバッテリの電力消費に対する電圧降下量を前記した閾値以下であると判別するのをそれぞれ待ってグループごとに最後のグループまで電力供給の開始の時機を制御するグループ別電力供給開始制御手段と、（ト）前記した温度検出手段が予め定めた特定の温度以上を検出したとき全グループの部品全体の消費電力を装置起動時から定電力制御する定電力制御手段とをバッテリ制御システムが具備する。
【００１３】
更に本発明では、（イ）装置起動時の温度を検出する温度検出ステップと、（ロ）この温度検出ステップで装置起動時の温度として予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記した装置を構成する各種部品にバッテリから流れる電流値を予め定めた初期電流値に設定して単位時間当たりの電圧降下量を予め定めた閾値と比較する比較ステップと、（ハ）この比較ステップの比較結果が前記した閾値以下になったとき前記したバッテリから流れる電流を１段階増加させる電流増加ステップと、（ニ）この電流増加ステップによる電流の増加が予め定めた値に到達するまで前記した比較ステップによる比較処理と前記した電流増加ステップによる電流の１段階増加の処理を反覆する反覆ステップと、（ホ）この反覆ステップによって電流の増加が予め定めた値に到達したとき前記した各種部品全体に流れる電流の制限を解除する電流制限解除ステップと、（へ）前記した装置起動時に前記した温度検出ステップで予め定めた特定の温度以上を検出したとき、前記した装置起動時から前記した反覆ステップを用いて前記した各種部品全体に流れる電流を段階的に増加させ電流制限を段階的に解除していくことなく、前記した装置を構成する各種部品全体の消費電力を定電力制御する通常温度時制御ステップとをバッテリ制御方法が具備する。
【００１４】
更にまた、本発明では、（イ）装置起動時の温度を検出する温度検出ステップと、（ロ）この温度検出ステップで予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記した装置を構成する各種部品を前記した装置起動時からのバッテリによる電力の供給開始の時期的なずれの可能性を基にして複数のグループに時系列的に分類したときの最初に分類されたグループの部品から前記したバッテリによる電力供給を開始させる開始時制御ステップと、（ハ）１つのグループの部品への電力供給が開始した後、前記したバッテリの電圧降下量が予め定めた閾値以下となるのを待ってグループごとに最後のグループまで順次、電力供給の開始の時機を制御するグループ別電力供給開始制御ステップと、（ニ）前記した温度検出ステップで予め定めた特定の温度以上を検出したとき全グループの部品全体の消費電力を装置起動時から定電力制御する定電力制御ステップとをバッテリ制御方法が具備する。
【００１５】
また、本発明では、コンピュータに、バッテリ制御プログラムとして、（イ）装置起動時の温度を検出する温度検出処理と、（ロ）この温度検出処理で装置起動時の温度として予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記した装置を構成する各種部品にバッテリから流れる電流値を予め定めた初期電流値に設定して単位時間当たりの電圧降下量を予め定めた閾値と比較する比較処理と、（ハ）この比較処理の比較結果が前記した閾値以下になったとき前記したバッテリから流れる電流を１段階増加させる電流増加処理と、（ニ）この電流増加処理による電流の増加が予め定めた値に到達するまで前記した比較処理による比較と前記した電流増加処理による電流の１段階増加の処理を反覆する反覆処理と、（ホ）この反覆処理によって電流の増加が予め定めた値に到達したとき前記した各種部品全体に流れる電流の制限を解除する電流制限解除処理と、（へ）前記した装置起動時に前記した温度検出処理で予め定めた特定の温度以上を検出したとき、前記した装置起動時から前記した反覆処理を用いて前記した各種部品全体に流れる電流を段階的に増加させ電流制限を段階的に解除していくことなく、前記した装置を構成する各種部品全体の消費電力を定電力制御する通常温度時制御処理とを実行させる。
【００１６】
更に本発明では、コンピュータに、バッテリ制御プログラムとして、（イ）装置起動時の温度を検出する温度検出処理と、（ロ）この温度検出処理で予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記した装置を構成する各種部品を前記した装置起動時からのバッテリによる電力の供給開始の時期的なずれの可能性を基にして複数のグループに時系列的に分類したときの最初に分類されたグループの部品から前記したバッテリによる電力供給を開始させる開始時制御処理と、（ハ）１つのグループの部品への電力供給が開始した後、前記したバッテリの電圧降下量が予め定めた閾値以下となるのを待ってグループごとに最後のグループまで順次、電力供給の開始の時機を制御するグループ別電力供給開始制御処理と、（ニ）前記した温度検出処理で予め定めた特定の温度以上を検出したとき全グループの部品全体の消費電力を装置起動時から定電力制御する定電力制御処理とを実行させる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明によれば、所定の低温環境でバッテリから負荷に流れる電流を、電圧降下を監視しながら段階的に増加させるようにした。このような安定した負荷制御により、電池セルは次第に温度が上昇し電池セルの内部インピーダンスが下がる。この結果、バッテリの劣化を防止してバッテリの使用時間の長時間化が可能になる。
【００１８】
また、本発明によれば、装置を構成する各種部品をグループに分けて、所定の低温環境で装置の起動開始時からの電力供給の開始の時機をずらす制御を行った。これにより、装置を構成する各部品に対してそれぞれ必要とするタイミングでバッテリから電源を供給することができ、電力の効率的な活用を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のバッテリ制御システムのクレーム対応図である。
【図２】本発明の他のバッテリ制御システムのクレーム対応図である。
【図３】本発明のバッテリ制御方法のクレーム対応図である。
【図４】本発明の他のバッテリ制御方法のクレーム対応図である。
【図５】本発明のバッテリ制御プログラムのクレーム対応図である。
【図６】本発明の他のバッテリ制御プログラムのクレーム対応図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるバッテリ制御システムの構成を表わしたシステム構成図である。
【図８】本実施の形態における定電力制御回路の構成を表わした回路図である。
【図９】本実施の形態におけるスマートバッテリの回路構成を表わした回路図である。
【図１０】本実施の形態におけるノート型コンピュータの起動時の最大電流値の制御の様子を表わした流れ図である。
【図１１】本実施の形態の０°以下の温度におけるノート型コンピュータの起動時の負荷電流値の時間的な変化を表わした特性図である。
【図１２】本発明の変形例の低温環境時におけるノート型コンピュータの起動時からの負荷電流の変化の様子の一例を表わした特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明のバッテリ制御システムのクレーム対応図を示したものである。本発明のバッテリ制御システム１０は、温度検出手段１１と、バッテリ１２と、定電力制御回路１３と、比較手段１４と、電流増加手段１５と、反覆手段１６と、電流制限解除手段１７と、通常温度時制御手段１８を備えている。ここで、温度検出手段１１は装置起動時の温度を検出する。バッテリ１２は、装置を構成する各種部品に電力を供給する。定電力制御回路１３は、バッテリ１２を用いて装置の消費電力が特定の上限値以下となるように前記した装置を構成する各種部品全体の定電力制御を行う。比較手段１４は、前記した装置起動時に温度検出手段１１が予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記した各種部品全体に流れる電流値を予め定めた初期電流値に設定して単位時間当たりの電圧降下量を予め定めた閾値と比較する。電流増加手段１５は、比較手段１４の比較結果が前記した閾値以下になったとき定電力制御回路１３に流れる電流を１段階増加させる。反覆手段１６は、電流増加手段１５による電流の増加が予め定めた値に到達するまで比較手段１４による比較処理と電流増加手段１５による電流の１段階増加の処理を反覆する。電流制限解除手段１７は、反覆手段１６によって電流の増加が予め定めた値に到達したとき前記した各種部品全体に流れる電流の制限を解除する。通常温度時制御手段１８は、装置起動時に温度検出手段１１が予め定めた特定の温度以上を検出したときこの装置起動時から定電力制御回路１３を用いて前記した各種部品全体に流れる電流を制限することなく前記した装置を構成する各種部品全体の消費電力を制御する。
【００２１】
図２は、本発明の他のバッテリ制御システムのクレーム対応図を示したものである。本発明の他のバッテリ制御システム２０は、温度検出手段２１と、バッテリ２２と、電圧降下量判別手段２３と、スイッチ手段２４と、開始時制御手段２５と、グループ別電力供給開始制御手段２６と、定電力制御手段２７を備えている。ここで、温度検出手段２１は、装置起動時の温度を検出する。バッテリ２２は、装置を構成する各種部品に電力を供給する。電圧降下量判別手段２３は、バッテリ２２の電力消費に対する電圧降下量が所定の閾値以下であるかを判別する。スイッチ手段２４は、前記した装置を構成する各種部品を前記した装置起動時からの電力の供給開始の時期的なずれの可能性を基にして複数のグループに時系列的に分類したときのそれぞれのグループの電力供給の開始を個別に制御可能にする。開始時制御手段２５は、温度検出手段２１が予め定めた特定の温度未満を検出したとき、装置起動時に時系列で最初に分類されたグループの部品からバッテリ２２による電力供給を開始させる。グループ別電力供給開始制御手段２６は、開始時制御手段２５による１つのグループの部品に電力の供給が開始された後、電圧降下量判別手段２３が前記したバッテリの電力消費に対する電圧降下量を前記した閾値以下であると判別するのをそれぞれ待ってグループごとに最後のグループまで電力供給の開始の時機を制御する。定電力制御手段２７は、温度検出手段２１が予め定めた特定の温度以上を検出したとき全グループの部品全体の消費電力を装置起動時から定電力制御する。
【００２２】
図３は、本発明のバッテリ制御方法のクレーム対応図を示したものである。本発明のバッテリ制御方法３０は、温度検出ステップ３１と、比較ステップ３２と、電流増加ステップ３３と、反覆ステップ３４と、電流制限解除ステップ３５と、通常温度時制御ステップ３６を備えている。ここで、温度検出ステップ３１では、装置起動時の温度を検出する。比較ステップ３２では、温度検出ステップ３１で装置起動時の温度として予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記した装置を構成する各種部品にバッテリから流れる電流値を予め定めた初期電流値に設定して単位時間当たりの電圧降下量を予め定めた閾値と比較する。電流増加ステップ３３では、比較ステップ３２の比較結果が前記した閾値以下になったとき前記したバッテリから流れる電流を１段階増加させる。反覆ステップ３４では、電流増加ステップ３３による電流の増加が予め定めた値に到達するまで比較ステップ３２による比較処理と電流増加ステップ３３による電流の１段階増加の処理を反覆する。電流制限解除ステップ３５では、反覆ステップ３４によって電流の増加が予め定めた値に到達したとき前記した各種部品全体に流れる電流の制限を解除する。通常温度時制御ステップ３６では、前記した装置起動時に温度検出ステップ３１で予め定めた特定の温度以上を検出したとき、前記した装置起動時から反覆ステップ３４を用いて前記した各種部品全体に流れる電流を段階的に増加させ電流制限を段階的に解除していくことなく、前記した装置を構成する各種部品全体の消費電力を定電力制御する。
【００２３】
図４は、本発明の他のバッテリ制御方法のクレーム対応図を示したものである。本発明の他のバッテリ制御方法４０は、温度検出ステップ４１と、開始時制御ステップ４２と、グループ別電力供給開始制御ステップ４３と、定電力制御ステップ４４を備えている。ここで、温度検出ステップ４１では、装置起動時の温度を検出する。開始時制御ステップ４２では、温度検出ステップ４１で予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記した装置を構成する各種部品を前記した装置起動時からのバッテリによる電力の供給開始の時期的なずれの可能性を基にして複数のグループに時系列的に分類したときの最初に分類されたグループの部品から前記したバッテリによる電力供給を開始させる。グループ別電力供給開始制御ステップ４３では、１つのグループの部品への電力供給が開始した後、前記したバッテリの電圧降下量が予め定めた閾値以下となるのを待ってグループごとに最後のグループまで順次、電力供給の開始の時機を制御する。定電力制御ステップ４４では、温度検出ステップ４１で予め定めた特定の温度以上を検出したとき全グループの部品全体の消費電力を装置起動時から定電力制御する。
【００２４】
図５は、本発明のバッテリ制御プログラムのクレーム対応図を示したものである。本発明のバッテリ制御プログラム５０は、コンピュータに、温度検出処理５１と、比較処理５２と、電流増加処理５３と、反覆処理５４と、電流制限解除処理５５と、通常温度時制御処理５６を実行させるようにしている。ここで、温度検出処理５１では、装置起動時の温度を検出する。比較処理５２では、温度検出処理５１で装置起動時の温度として予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記した装置を構成する各種部品にバッテリから流れる電流値を予め定めた初期電流値に設定して単位時間当たりの電圧降下量を予め定めた閾値と比較する。電流増加処理５３では、比較処理５２の比較結果が前記した閾値以下になったとき前記したバッテリから流れる電流を１段階増加させる。反覆処理５４では、電流増加処理５３による電流の増加が予め定めた値に到達するまで比較処理５２による比較と電流増加処理５３による電流の１段階増加の処理を反覆する。電流制限解除処理５５では、反覆処理５４によって電流の増加が予め定めた値に到達したとき前記した各種部品全体に流れる電流の制限を解除する。通常温度時制御処理５６では、前記した装置起動時に温度検出処理５１で予め定めた特定の温度以上を検出したとき、前記した装置起動時から反覆処理５４を用いて前記した各種部品全体に流れる電流を段階的に増加させ電流制限を段階的に解除していくことなく、前記した装置を構成する各種部品全体の消費電力を定電力制御する。
【００２５】
図６は、本発明の他のバッテリ制御プログラムのクレーム対応図を示したものである。本発明の他のバッテリ制御プログラム６０は、コンピュータに、温度検出処理６１と、開始時制御処理６２と、グループ別電力供給開始制御処理６３と、定電力制御処理６４を実行させるようにしている。ここで、温度検出処理６１では、装置起動時の温度を検出する。開始時制御処理６２では、温度検出処理６１で予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記した装置を構成する各種部品を前記した装置起動時からのバッテリによる電力の供給開始の時期的なずれの可能性を基にして複数のグループに時系列的に分類したときの最初に分類されたグループの部品から前記したバッテリによる電力供給を開始させる。グループ別電力供給開始制御処理６３では、１つのグループの部品への電力供給が開始した後、前記したバッテリの電圧降下量が予め定めた閾値以下となるのを待ってグループごとに最後のグループまで順次、電力供給の開始の時機を制御する。定電力制御処理６４では、温度検出処理６１で予め定めた特定の温度以上を検出したとき全グループの部品全体の消費電力を装置起動時から定電力制御する。
【００２６】
＜発明の実施の形態＞
【００２７】
次に本発明の実施の形態を説明する。
【００２８】
図７は、本発明の実施の形態におけるバッテリ制御システムの構成を表わしたものである。このバッテリ制御システム１００は、ノート型コンピュータ１０１を対象としたものである。ノート型コンピュータ１０１は、外部電源用端子１０２を介してＡＣ（alternating current）アダプタ１０３の電源ライン１０４と接続されるようになっており、これにより図示しない商用電源から直流電源の供給が可能になっている。
【００２９】
また、ノート型コンピュータ１０１の背面等の図示しない筐体の一部にはスマートバッテリ１０５が着脱自在に取り付けられるようになっている。スマートバッテリ１０５は、その電源ライン１０６が充電用コネクタ１０７を介してノート型コンピュータ１０１内の充電回路１０８に接続されており、スマートバッテリ１０５からの直流電源の供給と必要時の充電が行われる。更にスマートバッテリ１０５は図示しないコネクタを介して、デバイス(チップ)間汎用コミュニケーションバスとしてのＳＭＢｕｓ（System Management Bus）１０９と接続されており、ノート型コンピュータ１０１との間で情報を交換して電源の監視が行われる。
【００３０】
ノート型コンピュータ１０１の内部には、コンピュータを構成する図示しない主要回路部品を搭載したメインボード１１１が配置されている。図７では、ノート型コンピュータ１０１の内部としてメインボード１１１と、このメインボード１１１に電源を供給したり電源の制御を行う電源関連回路が示されている。電源関連回路は、充電回路１０８の他に、電源電圧検出抵抗１１２、第１および第２の放電制御ＦＥＴ（Field effect transistor）１１３、１１４、バッテリチャージャＩＣ（integrated circuit）１１５、組込みコントローラ（Embedded Controller）１１６、定電力制御回路１１７、電源回路１１８および電源供給ＦＥＴ１１９で構成されている。組込みコントローラ１１６とスマートバッテリ１０５およびバッテリチャージャＩＣの間はＳＭＢｕｓで接続されており、組込みコントローラ１１６とメインボード１１１の間はＬＰＣ（low pin count）１２１で接続されている。また、組込みコントローラ１１６と定電力制御回路１１７の間は定電力制御線１２２によって接続されている。
【００３１】
ここで、充電回路１０８は充電用コネクタ１０７に接続されたスマートバッテリ１０５を充電するためのＤＣ（Direct Current）−ＤＣコンバータを構成している。充電回路１０８は、バッテリチャージャＩＣ１１５によるゲート制御によって第２の放電制御ＦＥＴ１１４がオンとなったとき、充電用の電源の供給を受ける。そして、ＡＣアダプタ１０３から供給される直流電圧を１対のＦＥＴ１２３、１２４でバッテリチャージャＩＣ１１５の制御によってスイッチングし、コイル１２５とコンデンサ１２６で構成される平滑回路で平滑して、充電用コネクタ１０７を介してスマートバッテリ１０５に規定の電圧を印加する。
【００３２】
ここで、バッテリチャージャＩＣ１１５は外部電源用端子１０２と第１の放電制御ＦＥＴ１１３を結ぶラインに一端を接続した電源電圧検出抵抗１１２の他端と接続されており、ＡＣアダプタ１０３が図示しない商用電源に接続されるとこれを検出する。そして、バッテリチャージャＩＣ１１５は第１の放電制御ＦＥＴ１１３のゲートを制御して、第１の放電制御ＦＥＴ１１３をオンにして電源回路１１８に電源を供給することになる。
【００３３】
ＡＣアダプタ１０３が外部電源用端子１０２から抜かれたり、商用電源からの給電がオフになると、バッテリチャージャＩＣ１１５は第１の放電制御ＦＥＴ１１３のゲートを制御して、第１の放電制御ＦＥＴ１１３をオフにする。また、この状態で第２の放電制御ＦＥＴ１１４のゲートを制御して、第２の放電制御ＦＥＴ１１３をオンにする。これにより、商用電源が使用できない状態でスマートバッテリ１０５から充電用コネクタ１０７および第２の放電制御ＦＥＴ１１４を介して、第１の放電制御ＦＥＴ１１３の後段の電源供給ライン１２８がアクティブとなる。これにより、直流電源が電源回路１１８に供給される。
【００３４】
ノート型コンピュータ１０１内に配置された組込みコントローラ１１６は、制御用のマイクロコンピュータで構成されており、バッテリチャージャＩＣ１１５および後に説明するスマートバッテリ１０５内のガスゲージＩＣとＳＭＢｕｓ１０９で接続されている。これにより、バッテリチャージャＩＣ１１５および組込みコントローラ１１６はガスゲージＩＣからバッテリの残量、電流、電圧、温度等のデータを読み取ることが可能になる。
【００３５】
図８は、本実施の形態における定電力制御回路の構成を表わしたものである。図７と共に説明する。
【００３６】
定電力制御回路１１７は、メインボード１１１に供給する電力の最大値を一定の値に制御する回路である。通常のノート型コンピュータではその起動開始時からそれ以降まで電力の最大値を１種類の値に設定し、ＡＣアダプタ１０３あるいはスマートバッテリ１０５からメインボード１１１に過電流が流れないようにしている。
【００３７】
本実施の形態の定電力制御回路１１７は、定電力制御線１２２と接続された制御用マイクロコンピュータ１３１と、この制御用マイクロコンピュータ１３１の第１〜第Ｍの制御信号線１３２1〜１３２Mにゲートを接続した第１〜第Ｍのトランジスタ１３３1〜１３３Mを備えている。第１〜第Ｍのトランジスタ１３３1〜１３３Mは第１〜第Ｍの抵抗１３４1〜１３４Mの対応するものを介して接地されている。また、第１〜第Ｍのトランジスタ１３３1〜１３３Mのコレクタは、電源供給ライン１２８に共通接続されている。
【００３８】
このような構成の定電力制御回路１１７で第１〜第Ｍのトランジスタ１３３1〜１３３Mは電源回路１１８の一部を構成しており、これら第１〜第Ｍのトランジスタ１３３1〜１３３Mの各コレクタに流れる電流は、電源回路１１８から電源供給ＦＥＴ１１９に流れる電流となっている。組込みコントローラ１１６は定電力制御線１２２を通じて制御用マイクロコンピュータ１３１にノート型コンピュータ１０１の起動信号を伝達する。制御用マイクロコンピュータ１３１はノート型コンピュータ１０１の起動信号を受信すると、図示しないクロック信号のカウントを開始する。そして、クロック信号のカウント値が予め定めたＭ通りの正の値のいずれかに到達するたびに第１〜第Ｍの制御信号線１３２1〜１３２Mの若い順にゲートをオンにする制御信号を供給する。この結果、ノート型コンピュータ１０１の起動が行われた直後から第１〜第Ｍのトランジスタ１３３1〜１３３Mが順次オンとなって、これらのコレクタ−エミッタ間に流れる電流の最大値が順次増大して、これらに応じた定電力制御が行われることになる。組込みコントローラ１１６は以上の制御の代わりに、定電力制御線１２２を通じて定電力制御回路１１７に対して第１〜第Ｍのトランジスタ１３３1〜１３３Mのうちのオンになる数を指示するようにしてもよい。
【００３９】
図９は、スマートバッテリの回路構成を表わしたものである。スマートバッテリ１０５は、電池セル１４１と、保護ＩＣ１４２、ガスゲージ（Gas Gauge）ＩＣ１４３、サーミスタ１４４、充放電制御回路１４５および電流検出用抵抗１４６により構成されている。ここで電池セル１４１はリチウム電池を複数セル分直列に接続したものである。リチウム電池のそれぞれのセルごとの端子電圧は保護ＩＣ１４２に個別に入力されて、規定の電圧値を超えることがないように監視される。また、電池セル１４１には直列に電流検出用抵抗１４６が接続されており、電池セル１４１を流れる電流が所定の上限値を超えないような監視が行われるようになっている。
【００４０】
ガスゲージＩＣ１４３は電池セル１４１からなるバッテリの残量、電流、電圧、温度等のバッテリ情報を管理する専用のＩＣである。ガスゲージＩＣ１４３はスマートバッテリ１０５内の温度を検出するためにサーミスタ１４４と接続している。また、ガスゲージＩＣ１４３は保護ＩＣ１４２との間で必要な情報を交換するようになっている。
【００４１】
充放電制御回路１４５は、電池セル１４１のプラス側端子と電源ライン１０６の間を接続する充電用ＦＥＴ１５１および放電用ＦＥＴ１５２の直列回路と、充電用ＦＥＴ１５１に並列に接続した充電用ダイオード１５３と、放電用ＦＥＴ１５２に並列に接続した放電用ダイオード１５４と、電池セル１４１のプラス側端子に一端を接続し、他端を保護ＩＣ１４２の別々の端子に接続した第１および第２の抵抗１５５、１５６と、放電用ＦＥＴ１５２のゲートに一端を接続し、他端を保護ＩＣ１４２の他の端子に接続した第３の抵抗１５７によって構成されている。充電用ＦＥＴ１５１のゲートは、第２の抵抗１５６の他端側に接続されている。
【００４２】
このような構成の充放電制御回路１４５は、保護ＩＣ１４２が電池セル１４１の充電の異常を検出したとき充電用ＦＥＴ１５１をオフにし、放電の異常を検出したとき放電用ＦＥＴ１５２をオフにして、それぞれ充電あるいは放電を停止する。保護ＩＣ１４２とガスゲージＩＣ１４３の間には制御信号１４８が送受信されるようになっている。この制御信号１４８としては、ガスゲージＩＣ１４３で温度異常等のエラーが検出されると充放電制御回路１４５の充放電を停止するための信号や、保護ＩＣ１４２内で発生したエラーの内容をガスゲージＩＣ１４３で監視するための信号が代表的である。
【００４３】
図１０は、以上のような構成のバッテリ制御システムでノート型コンピュータの起動時の最大電流値の制御の様子を表わしたものである。図７〜図９と共に説明する。
【００４４】
ノート型コンピュータ１０１の図示しない電源ボタンが押されると（ステップＳ２０１：Ｙ）、ソフトウェア的にこれが検知されて組込みコントローラ１１６が起動する（ステップＳ２０２）。このときは電源供給ＦＥＴ１１９がオフの状態であり、メインボード１１１には電流が流れない。組込みコントローラ１１６の消費電力はごく僅かであり、一般的には数十ｍＡ程度である。このため、仮にこの時点でノート型コンピュータ１０１が低温環境におかれていてもスマートバッテリ１０５への負荷の影響は少なく、電圧降下がほとんど発生することはない。
【００４５】
組込みコントローラ１１６が作動すると、ガスゲージＩＣ１４３はサーミスタ１４４を用いてスマートバッテリ１０５の内部温度を測定してバッテリ情報としてＳＭＢｕｓ１０９に送り出す。組込みコントローラ１１６はスマートバッテリ１０５の内部温度をリードして（ステップＳ２０３）、これが０°未満であるかを判別する（ステップＳ２０４）。
【００４６】
スマートバッテリ１０５の内部温度が０°以上であれば（Ｎ）、電池セル１４１の放電が行われても、電圧降下が著しく多くなることはなく、スマートバッテリ１０５の動作時間が短くなったり、システムのシャットダウンが発生する可能性は低い。そこで、組込みコントローラ１１６は定電力制御回路１１７に第１〜第Ｍのトランジスタ１３３1〜１３３Mのすべてをオンにする信号を送り、たとえば１０００ｍＡを上限とする電流値で電力の供給を行えるようにして、電源供給ＦＥＴ１１９をオンにする（ステップＳ２０５）。これにより、メインボード１１１には通常の電力供給が開始される。
【００４７】
一方、スマートバッテリ１０５の内部温度Ｔが０°未満であった場合（ステップＳ２０４：Ｙ）、ガスゲージＩＣ１４３が電池セル１４１の放電に伴う時間当たりの電圧降下（Δｖ／Δｔ）を数秒間検出して（ステップＳ２０６）、その検出時点が電源ボタンをオンにしてから３０分以内であれば（ステップＳ２０７：Ｙ）、計算によって求められたその電圧降下の値が予め定めた閾値以下となっているかをチェックする（ステップＳ２０８）。ここで閾値は、使用するスマートバッテリ１０５の放電カーブを放電レートや環境温度の条件を変えて測定し、予め最適な値を決定しておく。
【００４８】
もし、その時点の電圧降下の値が閾値を超える大きさであった場合には（ステップＳ２０８：Ｎ）、再びステップＳ２０６に戻って数秒間にわたって電圧降下量の検出を再度行う。そして、このような状態が電源のオン操作からたとえば３０分という規定時間を超えるような場合が生じれば（ステップＳ２０７：Ｎ）、何らかの異常が発生しているとしてエラー処理を行って（ステップＳ２０９）、全体の処理を終了する（エンド）。ここでステップＳ２０９のエラー処理としては、図示しないエラー報知用のＬＥＤ（light-emitting diode）を点灯させたり、同じく図示しないブザーを鳴動させて、ユーザにノート型コンピュータ１０１の起動の異常を通知することになる。
【００４９】
規定時間を超えることなく電圧降下の値が予め定めた閾値以下となっていれば（ステップＳ２０７：Ｙ、ステップＳ２０８：Ｙ）、定電力制御回路１１７を構成する第１〜第Ｍのトランジスタ１３３1〜１３３Mのうちでオフになっているもののうちの最も若い番号のデバイスをオンにする（ステップＳ２１０）。そして、その時点で第１〜第Ｍのトランジスタ１３３1〜１３３Mの全部がオンになっていなければ（ステップＳ２１１：Ｎ）、ステップＳ２０６に戻って、再度、電圧降下（Δｖ／Δｔ）を数秒間検出する。
【００５０】
この結果、電圧降下（Δｖ／Δｔ）が閾値以下となっていなければそれまで待つ（ステップＳ２０８：Ｎ）。電圧降下（Δｖ／Δｔ）が閾値以下となっていれば（Ｙ）、第１〜第Ｍのトランジスタ１３３1〜１３３Mのうちでオフになっているもののうちの次に若い番号のデバイスをオンにする（ステップＳ２１０）。このようにして、電源供給ＦＥＴ１１９からメインボード１１１に供給される負荷電流の最大値を１段階ずつ増加させていく。
【００５１】
このようにして第Ｍのトランジスタ１３３Mまでのすべてのトランジスタ１３３1〜１３３Mがオンになったら（ステップＳ２１１：Ｙ）、再び電圧降下（Δｖ／Δｔ）を数秒間検出して（ステップＳ２１２）、その値は閾値以下であるかの最終チェックが行われる（ステップＳ２１３）。この結果、電圧降下（Δｖ／Δｔ）が閾値以下であれば（Ｙ）、負荷に対する電流値が最大の状態が確定して、一連の定電力制御が終了する（エンド）。電圧降下（Δｖ／Δｔ）が閾値を超えている場合には（ステップＳ２１３：Ｎ）、エラー処理が行われて（ステップＳ２０９）、一連の処理が終了する（エンド）。
【００５２】
図１１は、０°以下の温度におけるノート型コンピュータの起動時の装置全体に対する負荷電流値の時間的な変化を表わしたものである。この図で縦軸は図７に示したスマートバッテリ１０５の負荷電流の大きさをミリアンペア単位で示したものであり、横軸はノート型コンピュータ１０１の起動時からの時間的な変化を示したものである。図７および図１０と共に説明する。
【００５３】
時刻ｔ0は、図１０で説明したステップＳ２０２で組込みコントローラ１１６が起動した時点を表わしている。このとき、電源供給ＦＥＴ１１９がオフになっているのでメインボード１１１への給電は開始していないが、スマートバッテリ１０５から数十ｍＡ程度の電流が組込みコントローラ１１６に流れる。
【００５４】
この後、ステップＳ２１０で第１のトランジスタ１３３1がオンになるのが時刻ｔ1である。これにより、定電力制御回路１１７の制御の下で電源回路１１８からメインボード１１１に供給される電流の最大値が１００ｍＡとなるようにメインボード１１１へ電源の供給を開始する。これ以後は電圧降下（Δｖ／Δｔ）が閾値以下となっていることを確認しながら第２〜第Ｍのトランジスタ１３３2〜１３３Mが、それぞれ時刻ｔ2〜ｔMに順次オンとなっていく。図１１では、一例として数値Ｍを「１０」とする。この場合、１０個のトランジスタ１３３1〜１３３10がすべてオンとなった時点で、通常の定電力制御に移行することになる。
【００５５】
もちろん、図１０のステップＳ２０４でノート型コンピュータ１０１の起動時のスマートバッテリ１０５の内部温度Ｔが０°未満とされなかった場合には（Ｎ）、第１〜第Ｍのトランジスタ１３３1〜１３３Mのすべてが一度にオンとなると共に、電源供給ＦＥＴ１１９もオンになる（ステップＳ２０５)。したがって、この場合には図１１に示したような負荷電流値を順次増加させる制御を行うことなく、通常の定電力制御が直ちに行われることになる。
【００５６】
なお、本実施の形態では図１０のステップＳ２０４でスマートバッテリ１０５の内部温度Ｔが０°未満とされた場合には、メインボード１１１に流れる電流を１００ｍＡから１０００ｍＡまで１０段階で変化させることにしたが、これに限るものではない。使用する電池セル１４１（図９）の放電特性やスマートバッテリ１０５の環境温度に対する仕様を考慮して決定する必要がある。ステップＳ２０９でエラーと検出するための時間を３０分としたが、これを他の時間に変更してもよいことは当然である。
【００５７】
以上説明した本実施の形態によれば、ノート型コンピュータ１０１の起動時点からスマートバッテリ１０５の電圧降下が所定の閾値以下となっていることを確認するので、装置の起動中に生じるシャットダウンのリスクを低減することができる。
【００５８】
また、本実施の形態ではスマートバッテリ１０５の電圧降下が少ない状態で起動処理を行う。したがって、ノート型コンピュータ１０１の起動してからのスマートバッテリ１０５の使用時間が長時間化する。また、低温環境でもスマートバッテリ１０５を最適な状態で起動できるので、電池セル１４１の劣化が少なくなり、寿命を長く保つことができる。
【００５９】
＜発明の変形可能性＞
【００６０】
以上説明した実施の形態では、ノート型コンピュータ１０１に対するスマートバッテリ１０５の負荷電流の大きさを、低温起動時に段階的に増加するように制御することにした。この制御では、ノート型コンピュータ１０１を構成する回路や装置を特定せず全体に対して時間経過と共に負荷電流を増加させるという制御を行った。
【００６１】
本発明の変形例では、ノート型コンピュータ１０１を構成する回路や装置を幾つかのグループに分類しておき、起動からの時間的な経過と共にバッテリの電圧降下（Δｖ／Δｔ）が閾値以下を保持するように制御しつつ、電力供給の対象となる回路装置をグループ単位で拡大するようにしている。
【００６２】
この変形例では、先の実施の形態で採り上げたノート型コンピュータ１０１の各種の回路装置を次の４つのグループに分類する。
【００６３】
第１のグループ：組込みコントローラ１１６
第２のグループ：メインボード１１１上の図示しないＣＰＵおよびハードディスクならびに各種のＬＥＤ表示素子
第３のグループ：メインボード１１１から図示しないコネクタを介して接続された図示しない液晶ディスプレイのバッククライト
第４のグループ：メインボード１１１に組み込まれたオーディオ関係の回路および通信関係の回路装置
【００６４】
ここで第２のグループの回路装置は、メインボード１１１におけるノート型コンピュータ１０１のＯＳ（operating system）の起動時に必要とするものであり、第３のグループは、通常のユーザにとってＯＳの起動がある程度進展してからで間に合う回路装置が対象となっている。第４のグループは、ＯＳの起動が最終段階になって以後に必要とする回路装置が対象となっている。ＯＳの起動が終了し、アプリケーションソフトウェアの起動によって動作するようなデバイスは、第４のグループか、これよりも後に動作状態に置く第５のグループの回路装置として区分けしてもよい。たとえば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）接続されたビデオキャプチャのようなデバイスがこれに該当する。
【００６５】
図１２は、この変形例の低温環境時におけるノート型コンピュータの起動時からの負荷電流の変化の様子の一例を表わしたものである。ここでは、ノート型コンピュータ１０１に使用される回路装置を第１のグループから第４のグループまで４つのグループに分類している。図７と共に説明する。
【００６６】
時刻ｔ11にノート型コンピュータ１０１の図示しない電源ボタンが押されると、その時刻から組込みコントローラ１１６に電源の供給が開始される。この状態でスマートバッテリ１０５の温度が検出され、これがたとえば０°未満といった低温であったとする。
【００６７】
この場合には、温度の判別が行われた後の時刻ｔ12に、図示しない第２のグループ接続用スイッチがオンになり、ノート型コンピュータ１０１の図示しないＣＰＵとハードディスクに電源の供給が開始される。この状態でＣＰＵはスマートバッテリ１０５の電圧降下（Δｖ／Δｔ）が所定の閾値以下となっているかをチェックする。所定の閾値以下となっていないときは、その閾値以下となるまで待機する。ただし、待機時間が予め定めた最大時間を経過したときは、エラー表示を行って、ノート型コンピュータ１０１の終了処理を行うことになる。
【００６８】
一方、待機時間が予め定めた最大時間に到達する前にスマートバッテリ１０５の電圧降下（Δｖ／Δｔ）が所定の閾値以下となると、ＣＰＵはその時刻ｔ13に、図示しない第３のグループ接続用スイッチをオンにする。これにより、液晶ディスプレイのバッククライトが点灯を開始する。この状態でＣＰＵはスマートバッテリ１０５の電圧降下（Δｖ／Δｔ）が所定の閾値以下となっているかをチェックする。所定の閾値以下となっていないときは、その閾値以下となるまで待機する。ただし、待機時間が予め定めた最大時間を経過したときは、エラー表示を行って、ノート型コンピュータ１０１の終了処理を行うことになる。
【００６９】
一方、待機時間が予め定めた最大時間に到達する前にスマートバッテリ１０５の電圧降下（Δｖ／Δｔ）が所定の閾値以下となると、ＣＰＵはその時刻ｔ14に、図示しない第４のグループ接続用スイッチをオンにする。これにより、オーディオ（ＡＵＤＩＯ）関係の回路および通信関係の回路装置に電源が供給される。そして、この状態でＣＰＵはスマートバッテリ１０５の電圧降下（Δｖ／Δｔ）が所定の閾値以下となっているかをチェックする。所定の閾値以下となっていないときは、その閾値以下となるまで待機する。ただし、待機時間が予め定めた最大時間を経過したときは、エラー表示を行って、ノート型コンピュータ１０１の終了処理を行うことになる。
【００７０】
これに対して、待機時間が予め定めた最大時間を経過する前にスマートバッテリ１０５の電圧降下（Δｖ／Δｔ）が所定の閾値以下となれば、これ以後は通常の電源供給のための制御が行われることになる。時刻ｔ14以降の負荷電流の変動は、ＣＰＵやハードディスク等の個々の回路装置の電力消費の変動によるものである。
【００７１】
図１２に示した場合と異なり、スマートバッテリ１０５が０°といった予め定めた温度よりも高かった場合には、第２グループ〜第４グループの回路装置が通常通り最初からスマートバッテリ１０５の電源供給の対象となることは当然である。ただし、オーディオ関係の回路装置のように起動開始から直ちに給電の必要でないものについては、省電力の観点から電源供給時期が遅くなってよいことはもちろんである。
【００７２】
以上説明した変形例によれば、スマートバッテリ１０５の電圧降下をチェックしながらグループ単位に電源の供給のタイミングを設定することにした。これにより、該当する回路装置に電源供給開始時から十分な電力が供給されることになり、電源を消費しているものの該当する回路装置の立ち上がりに時間を要する場合があるといった不具合が発生しない。
【００７３】
なお、実施の形態および変形例ではリチウム電池を用いた電池セル１４１やガスゲージＩＣ１４３を使用したスマートバッテリ１０５を例に挙げて説明したが、これに限るものではなく、それ以外のバッテリにも本発明を適用することができる。また、実施の形態および変形例ではノート型コンピュータ１０１を例に挙げてバッテリの管理を説明したが、バッテリを使用する各種の情報処理装置に本発明を同様に適用することができる。
【００７４】
また、実施の形態および変形例ではバッテリ側に温度検出素子を使用したが、コンピュータ本体側に温度検出素子が配置されている場合にはこれを起動時の温度の検出に利用することも可能である。更に実施の形態および変形例ではスマートバッテリ１０５の低温時の制御を０°を境にして行うようにしたが、バッテリの特性により制御の境界となる温度はこれに限られるものでないことは当然である。更にまた実施の形態ではタイマとしての動作をクロックのカウント動作で行うようにしたが、これに限るものではない。コンデンサ等の回路部品を使用してタイマを回路的に構成することができることは、いうまでもない。
【００７５】
以上説明した実施の形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されるが、以下の記載に限定されるものではない。
【００７６】
（付記１）
装置起動時の温度を検出する温度検出手段と、
装置を構成する各種部品に電力を供給するバッテリと、
前記バッテリを用いて装置の消費電力が特定の上限値以下となるように前記装置を構成する各種部品全体の定電力制御を行う定電力制御回路と、
前記装置起動時に前記温度検出手段が予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記各種部品全体に流れる電流値を予め定めた初期電流値に設定して単位時間当たりの電圧降下量を予め定めた閾値と比較する比較手段と、
この比較手段の比較結果が前記閾値以下になったとき前記定電力制御回路に流れる電流を１段階増加させる電流増加手段と、
この電流増加手段による電流の増加が予め定めた値に到達するまで前記比較手段による比較処理と前記電流増加手段による電流の１段階増加の処理を反覆する反覆手段と、
この反覆手段によって電流の増加が予め定めた値に到達したとき前記各種部品全体に流れる電流の制限を解除する電流制限解除手段と、
前記装置起動時に前記温度検出手段が予め定めた特定の温度以上を検出したときこの装置起動時から前記定電力制御回路を用いて前記各種部品全体に流れる電流を制限することなく前記装置を構成する各種部品全体の消費電力を制御する通常温度時制御手段
とを具備することを特徴とするバッテリ制御システム。
【００７７】
（付記２）
装置起動時の温度を検出する温度検出手段と、
装置を構成する各種部品に電力を供給するバッテリと、
このバッテリの電力消費に対する電圧降下量が所定の閾値以下であるかを判別する電圧降下量判別手段と、
前記装置を構成する各種部品を前記装置起動時からの電力の供給開始の時期的なずれの可能性を基にして複数のグループに時系列的に分類したときのそれぞれのグループの電力供給の開始を個別に制御可能にするスイッチ手段と、
前記温度検出手段が予め定めた特定の温度未満を検出したとき、装置起動時に時系列で最初に分類されたグループの部品から前記バッテリによる電力供給を開始させる開始時制御手段と、
この開始時制御手段により１つのグループの部品に電力の供給が開始された後、前記電圧降下量判別手段が前記バッテリの電力消費に対する電圧降下量を前記閾値以下であると判別するのをそれぞれ待ってグループごとに最後のグループまで電力供給の開始の時機を制御するグループ別電力供給開始制御手段と、
前記温度検出手段が予め定めた特定の温度以上を検出したとき全グループの部品全体の消費電力を装置起動時から定電力制御する定電力制御手段
とを具備することを特徴とするバッテリ制御システム。
【００７８】
（付記３）
前記バッテリはスマートバッテリであることを特徴とする付記１または付記２記載のバッテリ制御システム。
【００７９】
（付記４）
前記バッテリはリチウムイオンによるバッテリセルで構成されることを特徴とする付記３記載のバッテリ制御システム。
【００８０】
（付記５）
前記バッテリはニッケル水素によるバッテリセルで構成されることを特徴とする付記３記載のバッテリ制御システム。
【００８１】
（付記６）
前記電流増加手段による電流の増加が予め定めた値に到達するまでの時間が予め定めた規定時間を超過したとき前記反覆手段は反覆処理を停止して警告を発するエラー処理手段を具備することを特徴とする付記１記載のバッテリ制御システム。
【００８２】
（付記７）
装置起動時の温度を検出する温度検出ステップと、
この温度検出ステップで装置起動時の温度として予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記装置を構成する各種部品にバッテリから流れる電流値を予め定めた初期電流値に設定して単位時間当たりの電圧降下量を予め定めた閾値と比較する比較ステップと、
この比較ステップの比較結果が前記閾値以下になったとき前記バッテリから流れる電流を１段階増加させる電流増加ステップと、
この電流増加ステップによる電流の増加が予め定めた値に到達するまで前記比較ステップによる比較処理と前記電流増加ステップによる電流の１段階増加の処理を反覆する反覆ステップと、
この反覆ステップによって電流の増加が予め定めた値に到達したとき前記各種部品全体に流れる電流の制限を解除する電流制限解除ステップと、
前記装置起動時に前記温度検出ステップで予め定めた特定の温度以上を検出したとき、前記装置起動時から前記反覆ステップを用いて前記各種部品全体に流れる電流を段階的に増加させ電流制限を段階的に解除していくことなく、前記装置を構成する各種部品全体の消費電力を定電力制御する通常温度時制御ステップ
とを具備することを特徴とするバッテリ制御方法。
【００８３】
（付記８）
装置起動時の温度を検出する温度検出ステップと、
この温度検出ステップで予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記装置を構成する各種部品を前記装置起動時からのバッテリによる電力の供給開始の時期的なずれの可能性を基にして複数のグループに時系列的に分類したときの最初に分類されたグループの部品から前記バッテリによる電力供給を開始させる開始時制御ステップと、
１つのグループの部品への電力供給が開始した後、前記バッテリの電圧降下量が予め定めた閾値以下となるのを待ってグループごとに最後のグループまで順次、電力供給の開始の時機を制御するグループ別電力供給開始制御ステップと、
前記温度検出ステップで予め定めた特定の温度以上を検出したとき全グループの部品全体の消費電力を装置起動時から定電力制御する定電力制御ステップ
とを具備することを特徴とするバッテリ制御方法。
【００８４】
（付記９）
前記電流増加ステップによる電流の増加が予め定めた値に到達するまでの時間を計測する時間計測ステップと、
この時間計測ステップで予め定めた許容時間を超える時間が計測されたときこの時間計測を停止して警告を発するエラー警告ステップ
とを具備することを特徴とする付記７記載のバッテリ制御方法。
【００８５】
（付記１０）
前記グループ別電力供給開始制御ステップで前記バッテリの電圧降下量が予め定めた閾値以下となるまでの時間を計測する時間計測ステップと、
この時間計測ステップで予め定めた許容時間を超える時間が計測されたときこの時間計測を停止して警告を発するエラー警告ステップ
とを具備することを特徴とする付記８記載のバッテリ制御方法。
【００８６】
（付記１１）
コンピュータに、
装置起動時の温度を検出する温度検出処理と、
この温度検出処理で装置起動時の温度として予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記装置を構成する各種部品にバッテリから流れる電流値を予め定めた初期電流値に設定して単位時間当たりの電圧降下量を予め定めた閾値と比較する比較処理と、
この比較処理の比較結果が前記閾値以下になったとき前記バッテリから流れる電流を１段階増加させる電流増加処理と、
この電流増加処理による電流の増加が予め定めた値に到達するまで前記比較処理による比較と前記電流増加処理による電流の１段階増加の処理を反覆する反覆処理と、
この反覆処理によって電流の増加が予め定めた値に到達したとき前記各種部品全体に流れる電流の制限を解除する電流制限解除処理と、
前記装置起動時に前記温度検出処理で予め定めた特定の温度以上を検出したとき、前記装置起動時から前記反覆処理を用いて前記各種部品全体に流れる電流を段階的に増加させ電流制限を段階的に解除していくことなく、前記装置を構成する各種部品全体の消費電力を定電力制御する通常温度時制御処理
とを実行させることを特徴とするバッテリ制御プログラム。
【００８７】
（付記１２）
コンピュータに、
装置起動時の温度を検出する温度検出処理と、
この温度検出処理で予め定めた特定の温度未満を検出したとき、前記装置を構成する各種部品を前記装置起動時からのバッテリによる電力の供給開始の時期的なずれの可能性を基にして複数のグループに時系列的に分類したときの最初に分類されたグループの部品から前記バッテリによる電力供給を開始させる開始時制御処理と、
１つのグループの部品への電力供給が開始した後、前記バッテリの電圧降下量が予め定めた閾値以下となるのを待ってグループごとに最後のグループまで順次、電力供給の開始の時機を制御するグループ別電力供給開始制御処理と、
前記温度検出処理で予め定めた特定の温度以上を検出したとき全グループの部品全体の消費電力を装置起動時から定電力制御する定電力制御処理
とを実行させることを特徴とするバッテリ制御プログラム。
【００８８】
（付記１３）
前記電流増加処理による電流の増加が予め定めた値に到達するまでの時間を計測する時間計測処理と、
この時間計測処理で予め定めた許容時間を超える時間が計測されたときこの時間計測を停止して警告を発するエラー警告処理
とを前記コンピュータに更に実行させることを特徴とする付記１１記載のバッテリ制御プログラム。
【００８９】
（付記１４）
前記グループ別電力供給開始制御処理で前記バッテリの電圧降下量が予め定めた閾値以下となるまでの時間を計測する時間計測処理と、
この時間計測処理で予め定めた許容時間を超える時間が計測されたときこの時間計測を停止して警告を発するエラー警告処理
とを前記コンピュータに更に実行させることを特徴とする付記１３記載のバッテリ制御プログラム。
【符号の説明】
【００９０】
１０、２０、１００  バッテリ制御システム
１１、２１  温度検出手段
１２、２２  バッテリ
１３、１１７  定電力制御回路
１４  比較手段
１５  電流増加手段
１６  反覆手段
１７  電流制限解除手段
１８  通常温度時制御手段
２３  電圧降下量判別手段
２４  スイッチ手段
２５  開始時制御手段
２６  グループ別電力供給開始制御手段
２７  定電力制御手段
３０、４０  バッテリ制御方法
３１、４１  温度検出ステップ
３２  比較ステップ
３３  電流増加ステップ
３４  反覆ステップ
３５  電流制限解除ステップ
３６  通常温度時制御ステップ
４２  開始時制御ステップ
４３  グループ別電力供給開始制御ステップ
４４  定電力制御ステップ
５０、６０  バッテリ制御プログラム
５１、６１  温度検出処理
５２  比較処理
５３  電流増加処理
５４  反覆処理
５５  電流制限解除処理
５６  通常温度時制御処理
６２  開始時制御処理
６３  グループ別電力供給開始制御処理
６４  定電力制御処理
１０１  ノート型コンピュータ
１０５  スマートバッテリ
１０８  充電回路
１１１  メインボード
１１５  バッテリチャージャＩＣ
１１６  組込みコントローラ
１１８  電源回路
１１９  電源供給ＦＥＴ
１３１  制御用マイクロコンピュータ
１３２  制御信号線
１４１  電池セル
１４２  保護ＩＣ
１４３  ガスゲージＩＣ
１４４  サーミスタ
【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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