(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電した後に放電して本体に対して電力を供給する電池と、
前記電池に対して充電電力を供給すると共に前記本体に対して電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段により前記電池および前記本体に対して電力を供給する際に、当該電池への充電電力を増すためにパワーマネージメント機能を動作させて当該本体の消費電力を低下させるパワーマネージメント手段と、
前記電池の充電時間を予測する充電時間予測手段と、
電気機器を使用するユーザの充電時間に対する要求を把握するユーザ要求把握手段とを備え、
前記パワーマネージメント手段は、前記充電時間予測手段により予測された充電時間に基づいて前記パワーマネージメント機能を動作させて前記本体の消費電力を下げた後、前記予測された充電時間が前記ユーザ要求把握手段により把握された要求充電時間に対して余裕があるか否かを判断し、余裕がある場合に当該パワーマネージメント機能を緩めるように前記本体に対する消費電力の低下レベルを制御することを特徴とする電気機器。
【請求項２】
前記電力供給手段は、ＡＣアダプタ、ＤＣインレット、ＡＣインレット、電源装置の何れかであることを特徴とする請求項１記載の電気機器。
【請求項３】
充電した後に放電してシステム本体に対して電力を供給する電池と、
外部商用電源から前記電池に対して充電電力を供給すると共に前記システム本体に対して電力を供給する電力供給装置と、
ユーザにより前記電池に対する要求充電時間を指定可能なインターフェースと、
前記インターフェースを介してユーザにより指定された前記要求充電時間に基づいて、前記電力供給装置から前記電池への充電電力レベルを制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記電池の充電に要する予測充電時間を把握し、把握された当該予測充電時間とユーザにより指定された前記要求充電時間とに基づいて前記システム本体に対するパワーマネージメント機能を動作させて当該システム本体の消費電力を下げた後、前記予測充電時間が前記要求充電時間に対して余裕がある場合には、当該パワーマネージメント機能を緩めるように当該電池への充電電力レベルを制御することを特徴とするコンピュータ装置。
【請求項４】
前記コントローラは、前記電力供給装置から前記電池および前記システム本体に電力を供給する際に、当該電池への充電電力を増大させるために前記システム本体におけるＣＰＵの動作スピードを遅くすることを特徴とする請求項３記載のコンピュータ装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記電力供給装置から前記電池および前記システム本体に電力を供給する際に、当該電池への充電電力を増大させるために前記システム本体におけるＬＣＤパネルの消費電力を下げることを特徴とする請求項３記載のコンピュータ装置。
【請求項６】
前記インターフェースは、充電時間を選択できる画面情報をユーザに対して提供し、当該画面情報に対するユーザの入力を認識することを特徴とする請求項３記載のコンピュータ装置。
【請求項７】
ユーザからの指定により実行すべき充電時間である要求充電時間を認識し、
電池の残り充電時間を把握し、
把握された前記残り充電時間が認識された前記要求充電時間に適合しているか否かを判断し、
適合していないと判断される場合にパワーマネージメント機能を動作させて電気機器における消費電力を下げ、
前記パワーマネージメント機能を動作させて前記本体の消費電力を下げた後に前記残り充電時間が前記要求充電時間に対して余裕があるか否かを判断し、
余裕がある場合に前記パワーマネージメント機能を緩めて充電を行うことを特徴とする電気機器における充電方法。
【請求項８】
前記パワーマネージメント機能は、前記電池に対する充電電力および本体に対する消費電力が同時に供給される場合に、前記電気機器における消費電力を下げることを特徴とする請求項７記載の電気機器における充電方法。
【請求項９】
充電された電池の電圧を用いて動作するコンピュータ装置に、
前記電池に対する要求充電時間をユーザが入力可能な設定画面を表示する機能と、
表示された前記設定画面に対するユーザからの入力を認識する機能と、
前記電池の予測充電時間を認識する機能と、
ユーザからの前記入力と前記予測充電時間とに基づいてパワーマネージメント機能を動作させて電力を落とすように指示する機能と、
前記パワーマネージメント機能を動作させて前記本体の消費電力を下げた後に前記予測充電時間が前記要求充電時間に対して余裕があるか否かを判断し、余裕がある場合に前記パワーマネージメント機能を緩めるように指示する機能とを実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノートＰＣ(ノート型パーソナルコンピュータ)等の充放電可能な電池を有する電気機器等に関し、より詳しくは、充電時間をユーザが制御できる電気機器等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノートＰＣやＰＤＡ、携帯電話に代表される情報端末機器、ＭＤ(Mini Disc)装置、ビデオカメラ等の各種電気機器では、蓄電池(バッテリ、電池)を装着できるものの他、本体に充電器およびバッテリが内蔵されたバッテリパックが装着されるものが存在している。これらの蓄電池に対して充電器により充電し、充電された蓄電池の電圧を用いて、電気機器を動作させることができる。
【０００３】
例えば、ノートＰＣにおいては、ＡＣ１００Ｖの商用電源に接続されてＡＣ/ＤＣ変換を行う電力供給装置としてのＡＣアダプタが設けられるが、従来、このＡＣアダプタにおける電力容量(Ｐmax)から、システムの消費電力(Ｐsys)を引いた残りの電力(Ｐmax−Ｐsys)が電池の充電に充てられている。即ち、ＡＣアダプタの電力容量(Ｐmax)が変わらない場合に、システムの消費電力(Ｐsys)が大きくなれば、電池の充電に割り当てられる電力が小さくなる傾向にある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
その一方で、今後、例えばノートＰＣにおける消費電力は更に増える傾向にあるが、むやみにＡＣアダプタの容量・サイズを大きくすることはできない。上述のように、システムの消費電力が大きくなればなるほど、電池の充電に割り当てられる電力が小さくなり、その結果、電池の充電時間が長くなってしまう。この充電時間が長くなると、特に、短時間で充電を終わらせたいと欲するユーザに対して好ましいものではない。
【０００５】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、充放電を行う電池を用いた電気機器等において、必要に応じて充電時間を短縮することにある。
また他の目的は、ユーザが電気機器をオペレーション中において、電池の充電時間をユーザが制御可能にすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明では、ユーザが充電時間を選択可能なインターフェースを供給している。更に、充電時間を予測し、予測時間がユーザの設定した充電時間よりも長い場合には、パワーマネージメント機能を働かせてシステムの消費電力を下げ、充電電力を増やすことで充電時間を短くし、ユーザの要求を満たすことを特徴としている。
【０００７】
即ち、本発明が適用される電気機器は、充電した後に放電して本体に対して電力を供給する電池と、この電池に対して充電電力を供給すると共に本体に対して電力を供給する電力供給手段と、この電力供給手段により電池および本体に対して電力を供給する際に、電池への充電電力を増すために本体の消費電力を低下させるパワーマネージメント手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
ここで、この電池の充電時間を予測する充電時間予測手段、およびユーザの充電時間に対する要求を把握するユーザ要求把握手段とを更に備え、パワーマネージメント手段は、充電時間予測手段により予測された充電時間に基づいて本体に対するパフォーマンスの低下レベルを制御することを特徴とすることができる。また、このパワーマネージメント手段は、充電時間予測手段により予測された充電時間に基づいて前記パワーマネージメント機能を動作させて前記本体の消費電力を下げた後、予測された充電時間がユーザ要求把握手段により把握された要求充電時間に対して余裕があるか否かを判断し、余裕がある場合に当該パワーマネージメント機能を緩めるように前記本体に対する消費電力の低下レベルを制御することを特徴とすることができる。
【００１０】
他の観点から把えると、本発明が適用されるコンピュータ装置は、充電した後に放電してシステム本体に対して電力を供給する電池と、外部商用電源から電池に対して充電電力を供給すると共にシステム本体に対して電力を供給する電力供給装置と、ユーザにより電池に対する要求充電時間を指定可能なインターフェースと、このインターフェースを介してユーザにより指定された要求充電時間に基づいて、電力供給装置から電池への充電電力レベルを制御するコントローラとを備えたことを特徴とすることができる。
【００１１】
ここで、このコントローラは、電池の充電に要する予測充電時間を把握し、把握された予測充電時間とユーザにより指定された要求充電時間とに基づいてシステム本体に対するパワーマネージメント機能を動作させてシステム本体の消費電力を下げた後、予測充電時間が要求充電時間に対して余裕がある場合には、パワーマネージメント機能を緩めるように電池への充電電力レベルを制御することを特徴とすることができる。この予測充電時間の把握は、内部にＣＰＵを備えるインテリジェント電池であれば、インテリジェント電池から出力される情報により把握でき、内部にＣＰＵを備えない所謂ダム電池の場合には、他に設けた電流測定回路から検出できる充電電流値等により、コントローラ自身で把握することが可能である。また、電池への充電電力レベルの制御は、コントローラ自身が全て制御する場合の他、例えばシステム本体に設けられるＣＰＵで実行されるユーティリティプログラムの指示等により制御することが可能である。
【００１４】
一方、本発明が適用される電気機器における充電方法は、ユーザからの指定により実行すべき充電時間である要求充電時間を認識し、電池の残り充電時間を把握し、把握された残り充電時間が認識された要求充電時間に適合しているか否かを判断し、適合していないと判断される場合にパワーマネージメント機能を動作させて電気機器における消費電力を下げることを特徴としている。そして、パワーマネージメント機能を動作させて消費電力を下げた後に残り充電時間が要求充電時間に対して余裕があるか否かを判断し、余裕がある場合にパワーマネージメント機能を緩めて充電を行うことを特徴としている。
【００１６】
更に、本発明は、これらの機能をコンピュータ装置に実現させるためのプログラムとして把握することができる。これらのプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されて、ＣＤ−ＲＯＭドライブ等の記憶媒体を読取可能に構成されるコンピュータ装置によって読み取られる場合がある。また、例えば、インターネット等のネットワークを介してコンピュータ装置にダウンロードされる形態が考えられる。このプログラムをダウンロードする形態では、プログラムを伝送する伝送装置として、プログラムを格納する格納手段と、格納手段から読み出したプログラムを伝送する伝送手段とを備えていれば足りる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態が適用されるコンピュータシステム１０のハードウェア構成を示した図である。このコンピュータシステム１０を備えるコンピュータ装置は、例えば、ＯＡＤＧ(Open Architecture Developer's Group)仕様に準拠して、所定のＯＳ(オペレーティングシステム)を搭載したノートブックＰＣ(ノートブック型パーソナルコンピュータ)として構成されている。
【００１８】
図１に示すコンピュータシステム１０において、ＣＰＵ１１は、コンピュータシステム１０全体の頭脳として機能し、ＯＳの制御下で各種プログラムを実行している。ＣＰＵ１１は、システムバスであるＦＳＢ(Front Side Bus)１２、高速のＩ/Ｏ装置用バスとしてのＰＣＩ(Peripheral Component Interconnect)バス２０、低速のＩ/Ｏ装置用バスとしてのＩＳＡ(Industry Standard Architecture)バス４０という３段階のバスを介して、各構成要素と相互接続されている。このＣＰＵ１１は、キャッシュメモリにプログラム・コードやデータを蓄えることで、処理の高速化を図っている。近年では、ＣＰＵ１１の内部に１次キャッシュとして１２８Ｋバイト程度のＳＲＡＭを集積させているが、容量の不足を補うために、専用バスであるＢＳＢ(Back Side Bus)１３を介して、５１２Ｋ〜２Ｍバイト程度の２次キャッシュ１４を置いている。尚、ＢＳＢ１３を省略し、ＦＳＢ１２に２次キャッシュ１４を接続して端子数の多いパッケージを避けることで、コストを低く抑えることも可能である。
【００１９】
ＦＳＢ１２とＰＣＩバス２０は、メモリ/ＰＣＩチップと呼ばれるＣＰＵブリッジ(ホスト−ＰＣＩブリッジ)１５によって連絡されている。このＣＰＵブリッジ１５は、メインメモリ１６へのアクセス動作を制御するためのメモリコントローラ機能や、ＦＳＢ１２とＰＣＩバス２０との間のデータ転送速度の差を吸収するためのデータバッファ等を含んだ構成となっている。メインメモリ１６は、ＣＰＵ１１の実行プログラムの読み込み領域として、あるいは実行プログラムの処理データを書き込む作業領域として利用される書き込み可能メモリである。例えば、複数個のＤＲＡＭチップで構成され、例えば６４ＭＢを標準装備し、３２０ＭＢまで増設することが可能である。この実行プログラムには、ＯＳや周辺機器類をハードウェア操作するための各種ドライバ、特定業務に向けられたアプリケーションプログラム、後述するフラッシュＲＯＭ４４に格納されたＢＩＯＳ(Basic Input/Output System：基本入出力システム)等のファームウェアが含まれる。
【００２０】
ビデオサブシステム１７は、ビデオに関連する機能を実現するためのサブシステムであり、ビデオコントローラを含んでいる。このビデオコントローラは、ＣＰＵ１１からの描画命令を処理し、処理した描画情報をビデオメモリに書き込むと共に、ビデオメモリからこの描画情報を読み出して、液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)１８に描画データとして出力している。
【００２１】
ＰＣＩバス２０は、比較的高速なデータ転送が可能なバスであり、データバス幅を３２ビットまたは６４ビット、最大動作周波数を３３ＭＨｚ、６６ＭＨｚ、最大データ転送速度を１３２ＭＢ/秒、５２８ＭＢ/秒とする仕様によって規格化されている。このＰＣＩバス２０には、Ｉ/Ｏブリッジ２１、カードバスコントローラ２２、オーディオサブシステム２５、ドッキングステーションインターフェース(Dock Ｉ/Ｆ)２６、miniＰＣＩコネクタ２７が夫々接続されている。
【００２２】
カードバスコントローラ２２は、ＰＣＩバス２０のバスシグナルをカードバススロット２３のインターフェースコネクタ(カードバス)に直結させるための専用コントローラであり、このカードバススロット２３には、ＰＣカード２４を装填することが可能である。ドッキングステーションインターフェース２６は、コンピュータシステム１０の機能拡張装置であるドッキングステーション(図示せず)を接続するためのハードウェアである。ドッキングステーションにノートＰＣがセットされると、ドッキングステーションの内部バスに接続された各種のハードウェア要素が、ドッキングステーションインターフェース２６を介してＰＣＩバス２０に接続される。また、miniＰＣＩコネクタ２７には、ミニＰＣＩ(miniＰＣＩ)カード２８が接続される。
【００２３】
Ｉ/Ｏブリッジ２１は、ＰＣＩバス２０とＩＳＡバス４０とのブリッジ機能を備えている。また、ＤＭＡコントローラ機能、プログラマブル割り込みコントローラ(ＰＩＣ)機能、プログラマブル・インターバル・タイマ(ＰＩＴ)機能、ＩＤＥ(Integrated Device Electronics)インターフェース機能、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)機能、ＳＭＢ(System Management Bus)インターフェース機能を備えると共に、リアルタイムクロック(ＲＴＣ)を内蔵している。
【００２４】
ＤＭＡコントローラ機能は、ＦＤＤ等の周辺機器とメインメモリ１６との間のデータ転送をＣＰＵ１１の介在なしに実行するための機能である。ＰＩＣ機能は、周辺機器からの割り込み要求(ＩＲＱ)に応答して、所定のプログラム(割り込みハンドラ)を実行させる機能である。ＰＩＴ機能は、タイマ信号を所定周期で発生させる機能である。また、ＩＤＥインターフェース機能によって実現されるインターフェースは、ＩＤＥハードディスクドライブ(ＨＤＤ)３１が接続される他、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３２がＡＴＡＰＩ(AT Attachment Packet Interface)接続される。このＣＤ−ＲＯＭドライブ３２の代わりに、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)ドライブのような、他のタイプのＩＤＥ装置が接続されても構わない。ＨＤＤ３１やＣＤ−ＲＯＭドライブ３２等の外部記憶装置は、例えば、ノートＰＣ本体内の「メディアベイ」または「デバイスベイ」と呼ばれる収納場所に格納される。これらの標準装備された外部記憶装置は、ＦＤＤや電池パックのような他の機器類と交換可能かつ排他的に取り付けられる場合もある。
【００２５】
また、Ｉ/Ｏブリッジ２１にはＵＳＢポートが設けられており、このＵＳＢポートは、例えばノートＰＣ本体の壁面等に設けられたＵＳＢコネクタ３０と接続されている。更に、Ｉ/Ｏブリッジ２１には、ＳＭバスを介してＥＥＰＲＯＭ３３が接続されている。このＥＥＰＲＯＭ３３は、ユーザによって登録されたパスワードやスーパーバイザーパスワード、製品シリアル番号等の情報を保持するためのメモリであり、不揮発性で記憶内容を電気的に書き換え可能とされている。
【００２６】
更にまた、Ｉ/Ｏブリッジ２１は、電源回路５０に接続されている。電源回路５０は、例えばＡＣ１００Ｖの商用電源に接続されてＡＣ/ＤＣ変換を行うＡＣアダプタ５１、バッテリ(２次電池、電池)としてのインテリジェント電池５２、このインテリジェント電池５２を充電すると共にＡＣアダプタ５１やインテリジェント電池５２からの電力供給経路を切り換えるバッテリ切換回路５４、およびコンピュータシステム１０で使用される＋１５Ｖ、＋５Ｖ、＋３.３Ｖ等の直流定電圧を生成するＤＣ/ＤＣコンバータ(ＤＣ/ＤＣ)５５等の回路を備えている。
【００２７】
尚、インテリジェント電池５２は、電池パックとして本体システムに対して取り外しが自由であるものの他、本体システムの筐体内部に設けられる場合もある。また、インテリジェント電池５２は、ＣＰＵを備えないダム電池に置き換えられる場合がある。更に、電源供給装置の１つであるＡＣアダプタ５１は、本体システムの筐体外部に設けられるものが一般的ではあるが、本体システムの筐体内部に設けられていても構わない。本体システムとしては、例えばケーブルのコネクタを挿脱着可能なＡＣインレットやＤＣインレットが設けられる構成が考えられる。このＡＣインレットやＤＣインレットは、例えばＡＣアダプタ５１が外部にある場合にはＡＣアダプタ５１に接続されたケーブルから出るコネクタを挿脱着可能に構成され、例えばＡＣアダプタ５１が本体システムの内部にある場合には、商用電源から直接接続されるコネクタを挿脱着可能に構成される。
【００２８】
一方、Ｉ/Ｏブリッジ２１を構成するコアチップの内部には、コンピュータシステム１０の電源状態を管理するための内部レジスタと、この内部レジスタの操作を含むコンピュータシステム１０の電源状態の管理を行うロジック(ステートマシン)が設けられている。このロジックは、電源回路５０との間で各種の信号を送受し、この信号の送受により、電源回路５０からコンピュータシステム１０への実際の給電状態を認識する。電源回路５０は、このロジックからの指示に応じて、コンピュータシステム１０への電力供給を制御している。
【００２９】
ＩＳＡバス４０は、ＰＣＩバス２０よりもデータ転送速度が低いバスである(例えば、バス幅１６ビット、最大データ転送速度４ＭＢ/秒)。このＩＳＡバス４０には、ゲートアレイロジック４２に接続されたエンベデッドコントローラ４１、ＣＭＯＳ４３、フラッシュＲＯＭ４４、Ｓｕｐｅｒ Ｉ/Ｏコントローラ４５が接続されている。更に、キーボード/マウスコントローラのような比較的低速で動作する周辺機器類を接続するためにも用いられる。このＳｕｐｅｒ Ｉ/Ｏコントローラ４５にはＩ/Ｏポート４６が接続されており、ＦＤＤの駆動やパラレルポートを介したパラレルデータの入出力(ＰＩＯ)、シリアルポートを介したシリアルデータの入出力(ＳＩＯ)を制御している。
【００３０】
エンベデッドコントローラ４１は、図示しないキーボードのコントロールを行うと共に、電源回路５０に接続されて、内蔵されたパワー・マネージメント・コントローラ(ＰＭＣ：Power Management Controller)によってゲートアレイロジック４２と共に電源管理機能の一部を担っている。
【００３１】
図２は、本実施の形態が適用される電源供給システムの構成を示した図である。この電源供給システムでは、電力供給装置であるＡＣアダプタ５１からの電流値を検出する電流検出器６２、インテリジェント電池５２に対して充電電圧を供給する充電器６１、ＣＰＵ１１やＬＣＤ１８のインバータ６６等に出力する電圧を調整する電圧調整器６３を備えている。また、ＣＰＵ１１のユーティリティプログラムからのパワーコントロール情報をゲートアレイロジック４２を経由してエンベデッドコントローラに渡す基本入出力/オペレーティングシステム(ＢＩＯＳ/ＯＳ)６４、エンベデッドコントローラ４１からのモードコントロールに基づきＣＰＵ１１の動作周波数を制御するＣＰＵオペレーティングモードコントロールロジック６５、エンベデッドコントローラ４１の輝度コントロールに基づいてＬＣＤ１８のランプ６７を駆動するインバータ回路６６を備えている。
【００３２】
ここで用いられるインテリジェント電池５２は、それ自身にＣＰＵ(図示せず)を搭載し、バッテリの状態(バッテリ残量、充放電状態)などを管理でき、例えば標準規格であるＳＢＳ(Smart Battery System)に準拠している。本実施の形態におけるインテリジェント電池５２は、残り充電時間を電池パックの中で計算し、エンベデッドコントローラ４１に対して計算された値を出力している。
【００３３】
このインテリジェント電池５２の代わりに、ＣＰＵを備えていない単純なバッテリ(ダム電池)を用いることも可能である。かかる場合には、充電器６１とバッテリとの間に電流値を測定する充電電流検出機構を設け、充電電流検出機構により検出されるバッテリの充電電流値をエンベデッドコントローラ４１に入力し、エンベデッドコントローラ４１にて、入力された電流値を積算し、バッテリの容量値を保持するように構成すれば良い。
【００３４】
ＳＢＳ準拠のインテリジェント電池５２で計算された残り充電時間は、一連の電池に関する情報と共に、AverageTimeToFull(コマンド0x13)としてエンベデッドコントローラ４１に送られる。ＣＰＵ１１のユーティリティプログラムは、ゲートアレイロジック４２、ＢＩＯＳ/ＯＳ６４経由でこの情報を受け取ることができる。ユーティリティプログラムは、ＢＩＯＳ/ＯＳ６４、ゲートアレイロジック４２経由でエンベデッドコントローラ４１にパワーコントロールの指示を出す。
【００３５】
エンベデッドコントローラ４１は、充電器６１のＯＮ/ＯＦＦの制御と共に、パワーマネージメント制御機能を備えている。このパワーマネージメント機能として、エンベデッドコントローラ４１は、ＣＰＵオペレーティングモードコントロールロジック６５にＣＰＵ１１の動作(動作スピードの制御)を指示し、ＣＰＵオペレーティングモードコントロールロジック６５は、例えば、ＣＰＵ１１の動作周波数の制御と、電圧調整器６３に対する供給電圧の制御を行う。また、エンベデッドコントローラ４１は、ＬＣＤ１８におけるランプ６７の輝度レベルを調整するために、インバータ回路６６に対して指示を出している。
【００３６】
次に、本実施の形態における充電速度調整の処理について説明する。
図３は、充電速度調整の処理を示したフローチャートである。本実施の形態における充電速度調整の処理では、まず、現在、パワーオンであるか否かが判断される(ステップ１０１)。パワーオンでなければパワーオンになるまで待ち、パワーオンである場合には、ＣＰＵ１１のユーティリティプログラムを用いてユーザに対して充電モードを設定してもらう(ステップ１０２)。ここで、例えば、所定のノートＰＣでは、電池保護の観点から、ある一定の状態(例えば電池容量が９５％以下)にならないと充電を行わないものが存在する。そこで、例えば、インテリジェント電池５２により検出される電池の容量が９５％以下であるか等、充電する状態にあるか否か、即ち、電池を充電するか否かがChargingCurrent(コマンド０×１４)としてエンベデッドコントローラ４１に送られる(ステップ１０３)。充電する状態にない場合には、充電する状態になるまで待機し、充電する状態になった場合には、充電器６１をオンして充電を開始する(ステップ１０４)。
【００３７】
次に、インテリジェント電池５２により残り充電時間が算出される(ステップ１０５)。エンベデッドコントローラ４１は、残りの充電時間がユーザの要求する充電モードに適合しているか否かが判断される(ステップ１０６)。適合していないと判断される場合には、エンベデッドコントローラ４１は、パワーマネージメント機能を動作させて消費電力を下げ、充電能力を高めて充電を行う(ステップ１０７)。残りの充電時間がユーザの要求する充電モードに適合している場合には、ユーザの要求に合わせた調整を行う。即ち、余裕があるか否かが判断され(ステップ１０８)、余裕がある場合には、パワーマネージメント機能を緩めて(ステップ１０９)、ステップ１１０へ移行する。余裕がない場合には、パワーマネージメント機能をそのままにしてステップ１１０に移行する。
【００３８】
次に、エンベデッドコントローラ４１により、充電完了か否かが判断される(ステップ１１０)。充電完了ではない場合には、ステップ１０５に戻り処理が継続される。充電完了である場合には、パワーマネージメント機能を充電前の状態に戻し(ステップ１１１)、処理が終了する。
【００３９】
図４は、ステップ１０２に示したユーザによる充電モード設定を行う際の設定画面例を示した図である。このような設定画面は、ＣＰＵ１１が実行するユーティリティプログラムによって、ＬＣＤ１８に表示される。ここでは、充電モードの設定として、「最短時間で充電する」、「２時間以内で充電する」、「３時間以内で充電する」、「４時間以内で充電する」、「現在の設定のまま充電する」がメニューとして示されており、ユーザにより選択できるように構成されている。これらの項目以外に、「システムのパフォーマンスを最大にしながら充電を行う(最も長い時間)」といったメニューを準備することも可能である。また、動作状態の設定では、「ＣＰＵの低速化を許可する」、「ＬＣＤの低輝度化を許可する」の各項目について、はい/いいえを選択できるように構成されている。その他、パワーマネージメント機能として適当なものがあれば、これらについて、許可するか否かをユーザに求めればよい。図４に示す例では、充電モードとして「３時間以内で充電」、動作状態として「ＣＰＵの低速化を許可する」、「ＬＣＤの低輝度化を許可する」がそれぞれ設定されている状態が示されている。
【００４０】
次に、ユーザが設定画面で、図４に示すような設定がなされていたと仮定し、図２を用いて具体的な処理を説明する。
ＣＰＵ１１のユーティリティプログラムは、エンベデッドコントローラ４１、ゲートアレイロジック４２、およびＢＩＯＳ/ＯＳ６４を経由して、インテリジェント電池５２における現在の残り充電時間を把握する。ユーティリティプログラムは、この把握した残り充電時間とユーザが指定した時間とを比較し、ユーザの期待するよりも充電時間が長くかかる場合には、ＢＩＯＳ/ＯＳ６４、ゲートアレイロジック４２を経由して、エンベデッドコントローラ４１に電力を落とす指示を出す(パワーコントロール)。
【００４１】
エンベデッドコントローラ４１は、この指示に基づき、ＣＰＵオペレーティングモードコントロールロジック６５に対してＣＰＵ１１をローパワーモード(Low Power Mode)で動作するように指示を出す(モードコントロール)。Low Power Modeの指示によりＣＰＵ１１の動作スピードを遅くする方法としては、米インテル社のSpeedStep技術(プロセッサの動作周波数と動作電圧を低くする)や、スロットリング技術(プロセッサを定期的にオン/オフ動作させることにより、擬似的に動作周波数を落とす方法)がある。ＣＰＵオペレーティングモードコントロールロジック６５は、Low Power Modeの指示を受けると、例えば、動作周波数を落とすようにＣＰＵ１１を制御し、更に、電圧調整器６３を制御してＣＰＵ１１に供給する電圧を下げるように動作する。この結果、ＣＰＵ１１は、Low Power Modeで動作するようになる。Low Power Modeでは、例えば、ＣＰＵ１１のクロックが通常８５０ＭＨｚに対して７５０ＭＨｚに、ＣＰＵ１１の電圧を通常１.６Ｖに対して１.３５Ｖに下げられる。
【００４２】
ＣＰＵ１１がLow Power Modeで動作を開始した後、ユーティリティプログラムは、再び電池(インテリジェント電池５２)内部で計算される残り充電時間データを受け取る。このとき、電池が３時間以内に充電されるのであれば、この状態で充電を継続する。充電時間が３時間よりも長い場合、ユーティリティプログラムは、ＢＩＯＳ/ＯＳ６４、ゲートアレイロジック４２を経由してエンベデッドコントローラ４１に対し、更に電力を落とす指示を出す。
【００４３】
エンベデッドコントローラ４１からは、次にＬＣＤ１８におけるランプ６７の輝度レベルを１段下げるようにインバータ回路６６に指示が出される(輝度コントロール)。ユーティリティプログラムは、残り充電時間データを受け取り、ユーザの設定した充電時間を満たすまでエンベデッドコントローラ４１に対して輝度を下げるように指示を出す。ユーティリティプログラムは、ユーザの要求を満たす状態に設定することができた場合に、その状態で充電を継続させる。エンベデッドコントローラ４１は、充電が完了した場合に、ユーティリティプログラムの指示または自らの判断で、ＣＰＵ１１の動作モード(動作スピード)およびＬＣＤ１８の輝度を元の設定に戻す。
【００４４】
尚、前述の説明では、ＣＰＵ１１のユーティリティプログラムからのパワーコントロールによってエンベデッドコントローラ４１が動作するものを例に挙げたが、ユーザの期待する時間の情報をエンベデッドコントローラ４１が受け取り、エンベデッドコントローラ４１の判断にて、パワーコントロールを実行するように構成することも可能である。
【００４５】
図５(ａ)〜(ｃ)は充電特性を示した図である。図５(ａ)は通常のオペレーション時の充電特性を示し、図５(ｂ)はＣＰＵ１１をLow Power Modeにしたときの充電特性を示し、図５(ｃ)はＣＰＵ１１をLow Power Mode、ＬＣＤ１８におけるランプ６７の輝度を最小にしたときの充電特性を示している。それぞれ、横軸は充電時間(ｍｉｎ)、縦軸は充電電流値(ｍＡ)と電池容量(％)を示し、電池容量の変化の状態と充電電流の変化の状態が示されている。図５(ａ)に示す通常状態の実測データでは、充電に約２４０分(４時間)かかっている。一方、図５(ｂ)に示すＣＰＵ１１をLow Power Modeにしたときの実測データでは、充電が約１７０分(２時間５０分)と短縮され、図５(ｃ)に示すＣＰＵ１１をLow Power Mode、ＬＣＤ１８におけるランプ６７の輝度を最小にしたときの実測データでは、更に充電が約１６１分(２時間４１分)に短縮される。このように、パワーコントロールを施すことによって、充電時間を大幅に短縮することができる。
【００４６】
次に、本実施の形態における予測充電時間の算出方法について説明する。この予測充電時間の算出は、内部にＣＰＵを有するインテリジェントタイプの場合には、インテリジェント電池５２の電池内部で行われる。電池内部にＣＰＵを有さないダム電池を用いたシステム構成をとる場合には、例えば測定された充電電流値等に基づいてエンベデッドコントローラ４１によって実行される。
【００４７】
図６は、リチウムイオン電池における充電特性を示した図である。ここでは、横軸に充電容量(ｍＷｈ)、縦軸に充電電流値(ｍＡ)と電圧値(Ｖ)が取られ、充電容量に対する電圧の変化と充電電流の変化が示されている。リチウムイオン電池における充電特性は、充電電流の値が一定である定電流モード(Constant Current mode)から、充電電流が大きく下がる一方で電圧値がほぼ一定となる定電圧モード(Constant Voltage mode)へ移行する。この定電流モードから定電圧モードに移行するときの充電容量をＣthとする。電池の現在の容量をＣnowとすると、残りの充電時間Ｔ[min]は、以下のように求めることができる。
(Ａ) Ｃnow＜Ｃthのとき
Ｔ[min]＝(Ｃth[mWh]−Ｃnow[mWh])×６０/(充電電流[mA]×電圧[V])＋Ｔtable[min]
(Ｂ) Ｃnow≧Ｃthのとき
Ｔ[min]＝Ｔtable[min]
ここで、Ｔtableは、定電圧モードにおける容量と充電時間との関係を示すテーブルである。
【００４８】
図７は、この定電圧モードにおける電池容量と充電時間との関係を示すテーブルの一例を示した図である。例えば電池の容量が８０％未満では定電流モードとして上述の(Ａ)の式により算出した値を用い、例えば電池の容量が８０％以上では、図７に示した電池の容量(％)から残り充電時間(min)を読み取ればよい。尚、パワーマネージメントを働かせた場合には、上述の(Ａ)の式における充電電力を示す「充電電流[mA]×電圧[V]」の値が大きくなり、残りの充電時間Ｔ[min]が小さくなる。
【００４９】
このように、本実施の形態によれば、ＡＣアダプタ５１の容量(出力電力)が変わらず、システムの電力が大きくなる場合に、電池の充電時間が長くなる問題に対し、システムのパワーマネージメント機能と組み合わせることによって、ユーザは最適な充電時間を選択することができる。
【００５０】
また、本実施の形態では、ユーザが充電時間を選択可能なインターフェース(ユーティリティプログラム)を提供している。これによって、従来では対処されていなかった、ユーザの充電時間の選択が可能となる。更に、システム本体側(エンベデッドコントローラ４１)またはインテリジェント電池５２により充電時間を予測し、この予測時間がユーザの設定した充電時間よりも長い場合に、パワーマネージメント機能を働かせてシステム本体の消費電力を下げ、充電電力を増すことで、充電時間を短くし、ユーザの要求を満たすことが可能となる。
【００５１】
このパワーマネージメント機能として、上述では、ＣＰＵ１１をLow Power modeにするものと、ＬＣＤ１８のランプ６７の輝度を下げるものを示した。このＣＰＵ１１をLow Power modeにした場合には、上述のように、ＣＰＵ１１のクロックが通常８５０ＭＨｚに対して７５０ＭＨｚ、ＣＰＵ１１の電圧が通常１.６Ｖに対して１.３５Ｖ程度であり、例えば、ＡＣアダプタ５１を抜いてノートＰＣをバッテリ駆動したときのパフォーマンスと同程度のパフォーマンスを確保することが可能である。
【００５２】
尚、パワーマネージメント機能としては、上例の他、適宜、採用することができる。例えば、使用していない通信機能をディスエーブルすることや、ＵＳＢ対応機器の電力供給を停止すること、ビデオチップやビデオコントローラのパフォーマンスを落とすこと等、システムの性能、機能に応じて、任意に選択することが可能である。また、このような急速充電を優先させる機能については、ノートＰＣ等のコンピュータ機器に限られず、他の電気機器にも適用することが可能である。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、充放電を行う電池を用いた電気機器において、必要に応じて充電時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施の形態が適用されるコンピュータシステムのハードウェア構成を示した図である。
【図２】  本実施の形態が適用される電源供給システムの構成を示した図である。
【図３】  充電速度調整の処理を示したフローチャートである。
【図４】  ステップ１０２に示したユーザによる充電モード設定を行う際の設定画面例を示した図である。
【図５】  (ａ)〜(ｃ)は充電特性を示した図である。
【図６】  リチウムイオン電池における充電特性を示した図である。
【図７】  定電圧モードにおける電池容量と充電時間との関係を示すテーブルの一例を示した図である。
【符号の説明】
１０…コンピュータシステム、１１…ＣＰＵ、１８…液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)、４１…エンベデッドコントローラ、４２…ゲートアレイロジック、５０…電源回路、５１…ＡＣアダプタ、５２…インテリジェント電池、６１…充電器、６２…電流検出器、６３…電圧調整器、６４…基本入出力/オペレーティングシステム(ＢＩＯＳ/ＯＳ)、６５…ＣＰＵオペレーティングモードコントロールロジック、６６…インバータ回路、６７…ランプ
【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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