(57)【要約】【課題】本発明の目的は、消費電力が一番大きい起動処理中にバックライトなどの不必要なデバイスの電源を制御することで最大消費電力値を下げ、燃料電池の特性に合わせた制御を行う、燃料電池のみで駆動可能な情報処理装置を提供することである。【解決手段】本発明の情報処理装置は、電池からの電流を監視し電流制限値とシステムコントローラからの装置情報により各デバイスの電源制御を行うコントローラを持ち、動的に電源制御する。起動時にはバックライトを自動的にオフにし、動作中にはＣＰＵの電流を制御することで電力を制御する。また、ユーザによってコントローラが制御するデバイスの優先順位を選択できるインターフェースを持つ。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池単体で駆動するかＡＣ電源と電池の切り替え手段を備える情報処理装置であって、駆動電源の種類を判定する手段を備え、燃料電池使用時に情報処理装置の起動に同期してバックライトを消灯させ、オペレーティングシステムが立ち上がり、ユーザが使用可能になった状態でバックライトを点灯させる手段を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
請求項１の情報処理装置であって、燃料電池用の電源層を備え、燃料電池駆動時にはバックライト、オーディオアンプ、ＣＤ−ＲＯＭなどの起動に最低限必要なデバイス以外について後から立ち上げる手段を備え、燃料電池以外のＡＣ駆動時などには全デバイスを同時に立ち上げる手段を備え、電源状態を判断してこれらの手段を切り替えて駆動する手段を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項３】
請求項１の情報処理装置であって、情報処理装置の起動時にシステム電流値によってバックライトの電力を自動的に抑える手段と、操作時にシステム電流値によってＣＰＵクロックを自動的に制御する手段を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項４】
請求項１の情報処理装置であって、電力を抑えるために制御対象のデバイスをユーザが選択できる手段を備えた情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池を用いた情報処理装置の電力制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯型情報処理装置にはＬｉイオン電池などの二次電池が使用されている。この二次電池の次世代電池として燃料電池が挙げられてきている。燃料電池はＬｉイオン電池に比べると同体積で５〜１０倍程度長持ちするというものである。従来、燃料電池は自動車など大型機器へ適用してきたが、最近では小型の情報端末に向けての開発が進んできている。現在では燃料電池の特性上まだ大電流に対応することが苦手であるため、燃料電池を効率よく使用するために二次電池と併用する方法や、燃料電池のみの使用時には強制的に電流を制限する方法が採られてきている。（例えば、特許文献１等参照。）
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１６９６２９号公報（図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、携帯型情報処理装置では二次電池と燃料電池の両方を装備するスペースがない。そのため電池を背反で使用することを考慮しなければならず、燃料電池のみで機器を駆動させることを考える必要がある。情報処理装置は、その処理状態のよって負荷が極端に変わり、必要な電力も変動する。この場合、電力消費が大きいいくつかの状態では、燃料電池に大電流を要求することになる。燃料電池はＬｉイオン電池とは違い、瞬間的な大電流には対応しきれないので、設計当初から大き目の電池容量を確保するか、装置の消費電力を減らすようにしなければならない。また、この様な大電流を頻繁におこしていると電池の劣化が早まる原因につながる。
【０００５】
本発明の目的は、消費電力が一番大きい起動処理中にバックライトなどの不必要なデバイスの電源を制御することで最大消費電力値を下げ、燃料電池の特性に合わせた制御を行う、燃料電池のみで駆動可能な情報処理装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の情報処理装置は、電池からの電流を監視し電流制限値とシステムコントローラからの装置情報により各デバイスの電源制御を行うコントローラを持ち、動的に電源制御する。起動時にはバックライトを自動的にオフにし、動作中にはＣＰＵの電流を制御することで電力を制御する。また、ユーザによってコントローラが制御するデバイスの優先順位を選択できるインターフェースを持つ。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について説明する。
【０００８】
図１は情報処理装置の内部構成を示したものである。情報処理装置１０は、電源１１と処理制御本体１２からなる。電源１１はＬｉイオン電池などの二次電池か燃料電池を使用する。この電源１１は、二次電池と燃料電池のどちらかの電池のみの専用接続でも、背反で接続できる形態でもよい。処理制御本体１２はＤＣ／ＤＣコンバータ１３、電力制御コントローラ１４、ＣＰＵモジュール１５、システムコントローラ１６、メモリ１７、表示コントローラ１８、オーディオコントローラ１９、各デバイス機器からなる。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は電源１１からの電圧を変換し、装置内の各モジュール及び電力制御コントローラを介して各部に電力を供給する。電力制御コントローラ１４は、ＣＰＵなどとは独立して動作し、電源１１からの電流とシステムコントローラ１６からのシステム状態により各デバイス機器の電源、及び、ＣＰＵモジュール１５の電源を制御する。システムコントローラ１６はＣＰＵモジュール１５、メモリ１７、各モジュールを制御する。また、システムの状態遷移を記憶し、各デバイス機器を制御する。表示コントローラ１８にはその出力を表示する液晶画面２０が接続される。オーディオコントローラ１９にはその出力を接続するアンプ２１が接続される。システムコントローラ１６が制御するデバイス機器には、ハードディスク２２、ＣＤ−ＲＯＭ２３、ＰＣカード２４、ＵＳＢ２５などがある。液晶画面２０、アンプ２１、ハードディスク２２、ＣＤ−ＲＯＭ２３、ＰＣカード２４、ＵＳＢ２５は、電力制御コントローラ１４により電源制御可能である。
【０００９】
図２は情報処理装置１０におけるパワーオン以降の電流波形例である。横軸に時間、縦軸に電流を表している。通常の起動では、電流波形３０のような電流波形をとる。電力制御コントローラ１４によって電流制限３１の値で制限をかけると、電流３２の電流値に変化する。電流の変化は時間軸に対していくつかに分類でき、起動中が期間３３、待機状態が期間３４、期間３６、期間３８、操作処理状態が期間３５、期間３７である。この様に起動後は、待機状態と操作処理状態が交互に繰り返される。待機状態においては、電流はほとんど流れない。一方、操作処理状態では、アプリケーションによって使用デバイスが違うため一定ではないが電流値は高くなる。
【００１０】
図３は電力制御コントローラ１４内のメモリ構成を表している。コントローラ内のメモリ４０には制御用のパラメータを格納している。モードパラメータ４１は、燃料電池の時には制限モードに、それ以外の時には通常モードに設定される。強制制御パラメータ４２は動作モードを選択するフラグである。制限値パラメータ４３は電流の制限値を示すものである。デバイス状態４４は各モジュールの制御順番を格納しておく場所である。
【００１１】
図４はデバイス状態４４の内部構成を示している。モジュール名欄４５には制御対象のモジュール一覧を格納する。起動中優先順位４６は起動中に電源制御する順番を格納する。動作中優先順位４７は起動後の動作中に電源制御する順番を格納する。ユーザ設定順位４８はユーザによってどのデバイスから電源制御を行うかの順番を格納する。強制制御４２のフラグがオンの時は、起動中優先順位４６及び動作中優先順位４７を使用する。強制制御４２のフラグがオフの時は、ユーザ設定順位４８を使用する。動作としては電流が制限値パラメータ４３の値を超えたときにデバイス状態の優先順位の小さいデバイスから電源制御を行う。例えば起動中で強制制御オンの状態であれば、まずバックライトを暗くするか消灯する。この状態でも電流値が制限値を超えているなら液晶モジュールの動作を停止する。更に電流値が制限値を超えているならオーディオアンプの駆動を停止する。この様に電流値が制限値を下回るまで各デバイスの電源制御を行う。
【００１２】
図５は電力制御コントローラ１４における起動時の動作を示すフローチャートである。処理５０において電源１１がシステムに組み込まれると電力制御コントローラ１４が起動する。処理５１において、電源の判定が行われる。処理５１の結果、燃料電池駆動であれば処理５２に移行してモードパラメータ４１をオンにし、制限制御を行う。処理５１の結果、二次電池やＡＣ駆動であれば処理５３に移行してモードパラメータ４１をオフにし、通常制御を行う。処理５４ではＤＣ／ＤＣ制御を監視する。
【００１３】
図６はシステムの動作を示すフローチャートである。処理６０において電源が投入されシステムがパワーオンすると、処理６１においてユーザ設定画面に移行するかどうか判定する。ユーザ設定画面に移行すると、処理６２においてモジュール名欄４５を表示し、処理６３においてユーザ設定順位４８の順位を選択する。処理６４においてシステム起動処理に移行すると、処理６５において燃料電池駆動の制限モードであれば処理６６に移行する。処理６５において通常モードであれば処理７０に移行する。処理６６において強制制御４２の状態を判定し、ユーザ設定で動作する場合、処理６７に移行する。処理６７において電流制限値の判定を行い、制限値を越えた場合、処理６８においてデバイスの電源制御を行う。処理６７で制限値を超えていなければ処理６９に移行する。処理６９において起動が終了した場合、処理７０の待機状態に移行する。この起動終了判定は、例えばオペレーティングシステムの初期化が終わり、ユーザが操作可能な状態で待機している時点を判断すればよい。処理６９において起動が終了していなければ処理６７に移行する。処理６６において強制制御４２の状態を判定し、強制設定で動作する場合、処理７１に移行する。処理７１ではバックライトを消灯し、処理７２で起動が終了するまでその状態を保持し、起動終了後、処理７３でバックライトを点灯する。その後、処理７０に移行する。
【００１４】
図７はシステムの操作中動作を示すフローチャートである。処理８０において待機状態から操作が開始されると処理８１に移行し、処理８１において燃料電池駆動の制限モードであれば処理８２に移行する。処理８１において通常モードであれば処理８６に移行する。処理８２において強制制御４２の状態を判定し、ユーザ設定で動作する場合、処理８３に移行する。処理８３において電流制限値の判定を行い、制限値を越えた場合、処理８４においてデバイスの電源制御を行う。処理８３で制限値を超えていなければ処理８５に移行する。処理８５において起動が終了した場合、処理８６の待機状態に移行する。処理８５において起動が終了していなければ処理８３に移行する。処理８２において強制制御４２の状態を判定し、強制設定で動作する場合、処理８７に移行する。処理８７ではＣＰＵクロックをダウンし、処理８８で起動が終了するまでその状態を保持し、起動終了後、処理８９でＣＰＵクロックをもとにもどす。その後、処理８６に移行する。
【００１５】
図８は電源層を分けた実施例である。常時通電電源層９０は電源１１が接続されている間、常時電源を供給する電源層である。ワーキング電源層９１はシステム稼動中に電源を供給する電源層である。このワーキング電源層９１はシステムのサスペンド状態を制御するサスペンド電源層９２を含む。燃料電池電源層９３はシステム起動完了後に電源を供給する電源層である。起動順序は次の通りである。電源１１がシステムに組み込まれるとＤＣ／ＤＣコンバータ１３及び電源制御コントローラ１４が動作し、スイッチ９４がオン状態になり、常時通電電源層９０に接続されたデバイスが駆動する。例えばこの常時通電電源層９０には、電源ボタンの検出及びシステム起動に必要な回路など、システムコントローラ内のサスペンドコントローラ部が含まれる。また、この電源接続時に電源１１の種類も判定し電源制御コントローラ１４内のメモリ４０に結果を格納する。パワーオン状態になるとスイッチ９５がオン状態になり、ワーキング電源層９１に接続されたデバイスが駆動する。例えばこのワーキング電源層９１には、ＣＰＵ、システムコントローラ、メモリなど大半のデバイスが含まれる。システム起動が完了するとスイッチ９６がオン状態になり、燃料電池電源層９３に接続されたデバイスが駆動する。例えばこの燃料電池電源層９３には、バックライト、オーディオアンプ、ＣＤ−ＲＯＭなどのデバイスが含まれる。燃料電池駆動時には燃料電池電源層９３のデバイスが起動時に使用できないが、ＡＣ駆動などの通常起動の時には燃料電池電源層９３の電源をワーキング電源層９１と同等に扱えば全ての機能が起動時から使用できる。システム終了時にはワーキング電源層９１及び燃料電池電源層９３をスイッチ９５及びスイッチ９６で切断することにより電源を切断する。
【００１６】
図９は図８によるシステムの起動シーケンスを示すフローチャートである。処理１００において電源が接続されると処理１０１において常時通電電源層９０の電源が投入される。処理１０２においてシステムがパワーオンすると処理１０３においてワーキング電源層９１の電源が投入される。その後、処理１０４において燃料電池駆動かどうか判定し、ＡＣ駆動などの通常起動であれば処理１０５において燃料電池電源層９３の電源が投入され、処理１０６において起動処理が行われ、処理１０７の待機状態に移行する。処理１０４において燃料電池駆動と判定されれば、処理１０８に移行し起動処理が終了するのを待つ。例えばこの起動処理の判断は、オペレーティングシステムが操作可能になりアイドル時状態になることで起動処理終了と判定できる。処理１０８で起動処理が終了すると処理１０９において燃料電池電源層９３の電源が投入され、処理１０７の待機状態に移行する。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明では燃料電池のみで機器を動作させることができるので機器内のスペースを確保でき、また、大電流を抑制することで、電池寿命を延ばすことも可能である。更に、デバイスの電源層を分割することで制御が簡単にでき、燃料電池使用時のデバイス選択が明示的に分かるため、システム構築が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】情報処理装置の内部構成を示したものである。
【図２】システムの電流波形例である。
【図３】電力制御コントローラ内のメモリ構成を表したものである。
【図４】デバイス状態の内部構成を示している。
【図５】電力制御コントローラの起動動作を示すフローチャートである。
【図６】システムの動作を示すフローチャートである。
【図７】システムの操作中動作を示すフローチャートである。
【図８】システムの電源層を分けた構成図である。
【図９】電源層を分けたシステムの起動動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１…電源、１４…電力制御コントローラ、１５…ＣＰＵ、１６…システムコントローラ、１７…メモリ、１８…表示コントローラ、１９…オーディオコントローラ、２０…液晶モジュール、２１…オーディオアンプ、９０…常時通電電源層、９１…ワーキング電源層、９２…サスペンド電源層、９３…燃料電池電源層。
【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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