JP4433656B2 - 情報処理装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、２次電池により供給される電力によって動作する情報処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体製造技術や小型実装化技術が急速に発展しており、これに伴って各種電子・電気機器の小型軽量化が目覚ましく進展している。このような機器のとしては、例えば、携帯型電話機、ＰＤＡ（Persnal Digital Assistant）機器と称される情報端末装置、或いは各種のコンピュータ装置等を挙げることができる。また、各種の音声データを再生する携帯型の音声再生機器や、デジタルビデオカメラに代表される各種の撮像装置においても小型軽量化が著しく進められている。
【０００３】
上述のような電子・電気機器には、小型軽量化に伴う屋外などでの利用を想定して、２次電池（バッテリー）が電源として搭載されることが一般的である。このような２次電池としては、小型軽量で大容量であることが要求されており、例えばＬｉイオン電池やＮｉ−ＭＨ電池などが用いられている。
【０００４】
ところで、上述したような電子・電気機器、特にノート型パソコンにおいては、より長時間のバッテリー駆動が可能であることが要求されており、２次電池の大容量化や高機能化を図るための技術開発が急速に進められている。
【０００５】
ここで、高機能化の例としては、一般にインテリジェントバッテリ（Inteligent Battery）と称されるような、電池モジュール自体にＣＰＵ等により構成された制御回路を搭載したものが提案されている。インテリジェントバッテリにおいては、２次電池の状態（バッテリ残量状態や充放電状態など）を監視しながら電力供給や充電動作を行うことによって、正確な残量計算や細かな電力消費制御を行うことが可能とされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に２次電池においては、電池セルが劣化した際に大電力放電を行うと電池セルが発熱し、正常な電力供給を継続することが困難となる現象がみられる。一方で上述したインテリジェントバッテリにおいては、電池セルの温度が予め設定された温度を超えた場合に、この２次電池からの電力供給を停止する機構が備えられており、従来の２次電池で生じる虞があった電池セルの異常な発熱を防止することが可能とされている。
【０００７】
しかしながら、例えばコンピュータ装置に搭載されたインテリジェントバッテリにおいて上述したような電力供給の停止機構が動作すると、電力供給が突然遮断されることから、メモリに記憶された内容が消失したり、ハードディスク装置の信号記録面が損傷するなどして、データ損失が生じてしまうといった問題があった。
【０００８】
また、コンピュータ装置に限らず、先に列挙したような各種の電子・電気機器においても、電力供給が突然遮断されてしまうと、ユーザの利便性が損なわれたり、甚大な被害が生じてしまう虞がある場合が多い。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した従来の実情に鑑みてなされたものであり、２次電池により供給される電力によって動作する機器において、２次電池からの電力供給が突然遮断されてしまうことを防止することが可能な電力制御装置、及び電力制御方法を提供することを目的とする。また、２次電池からの電力供給が突然遮断されてしまうことを起因とするデータの損失を防止することが可能な情報処理装置、及び電力制御プログラムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る情報処理装置は、２次電池により供給される電力によって動作する情報処理装置において、前記２次電池における電池セルの温度を監視する監視手段と、前記情報処理装置に配設されたCPU（Central Processing Unit）の温度が所定の値を超える場合、または、前記２次電池の電力残量が所定の値を下回る場合に、前記情報処理装置を省電力モードへと移行させる移行手段と、前記監視手段によって監視される前記電池セルの温度が所定の閾値を超えた場合、前記移行手段が、前記CPUの温度が所定の値を超える場合に前記情報処理装置を省電力モードへと移行させるときには、本来の前記CPUの温度の値を、前記所定の値を超えるCPUの温度の値に置き換え、前記移行手段が、前記２次電池の電力残量が所定の値を下回る場合に前記情報処理装置を省電力モードへと移行させるときには、前記２次電池の本来の電力残量の値を、前記所定の値を下回る電力残量の値に置き換えることにより、前記移行手段に前記情報処理装置の省電力モードへの移行を行わせる制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１４】
以上のように構成された本発明によれば、２次電池における異常な発熱に伴う電池寿命の劣化や各部の損傷などを防止することができる。また、電力供給が突然遮断されてしまうことによって、作業中のデータが消失したり、ハードディスク装置の信号記録面が損傷してしまうなどの不具合を解消することができる。
【００１５】
なお、情報処理装置は、上記電力制御部から省電力モードへの移行が要求された場合に、この旨をユーザに通知する動作モード移行通知手段をさらに備えていることが望ましい。これにより、情報処理装置は、省電力モードへ移行することをユーザに対して通知することができる。このような動作モード移行通知手段としては、具体的には例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、液晶パネル、或いはＰＤＰ（Plasma Display Panel）といった各種の表示装置や、これらの各種表示装置を駆動するインターフェース回路、さらには表示装置の画面上に表示するデータを生成する演算処理回路や画像処理回路などを挙げることができる。なお、ユーザに対して通知を行う手法としては、表示装置の画面上にメッセージやアイコンなどを表示することに限定されるものではなく、例えば音声を出力したり、専用に設けられたインジケータを点灯させるなどして通知を行うとしてもよい。
【００１６】
また、前記情報処理装置は、省電力モードに移行させる場合の具体的な一例として、スタンバイ状態又はハイバーネート状態に移行することを上記情報処理装置で実行されているオペレーションプログラムに対して要求するとしてもよい。ここで、スタンバイ状態とは、例えば表示装置やハードディスク装置などのような多くの電力を消費するデバイスに対する電力供給を停止して、各種のデータが記憶されたＲＡＭ（Random Access Memory）等のように作業の再開に必要なデバイスにのみ最低限の電力を供給するモードで動作する状態をいう。また、ハイバーネート状態とは、揮発性のメモリに記憶された作業の再開に必要なデータを、一時的にハードディスク装置などの記憶装置に書き出した後に、最小限必要となる回路を除いて全てのデバイスに対する電力供給を停止することをいう。
【００１７】
また、前記情報処理装置は、現在電力供給が行われている２次電池からのさらなる電力供給が限界に達し、且つ電力供給が可能な２次電池が他に存在する場合には、当該情報処理装置の各部に対する電力の供給を当該電力供給が可能な２次電池からの供給に切り替えるとしてもよい。これにより、情報処理装置が複数の２次電池を備えている場合に、一方の２次電池からの電力供給が限界に達した後も、利用可能な他の２次電池から電力を供給して、動作を継続することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
本発明は、２次電池により供給される電力によって動作する各種の電子・電気機器に対して広く適用することができる。そこで、以下では先ず、本発明の全体的な概略について、図１に示す電気機器１を参照しながら説明する。なお、図１は、２次電池を電源として用いる一般的な電気機器に対して本発明を適用した場合の一例を示すものであり、実現される機能毎に各部を模式的に示す機能ブロック図である。
【００２３】
電気機器１は、図１に示すように、当該機器における主要な機能を実現するシステム部２と、このシステム部２の動作に必要となる電力の供給を制御する電力制御部３と、当該機器の電源として備えられた２次電池４とにより構成されている。
【００２４】
システム部２は、２次電池４により供給される電力を消費することによって動作する各種のデバイスを備えている。このようなデバイスとしては、例えば、電気モータ、電熱器、各種半導体素子、各種電気・電子素子、アクチュエータ、或いはＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や液晶パネルに代表される各種の表示装置などを挙げることができる。
【００２５】
２次電池４は、充放電を繰り返し行うことが可能な電池であり、具体的には例えばＬｉイオン電池やＮｉ−ＭＨ電池などである。なお、２次電池４に対して充電を行う際には、図示しない外部電源が２次電池４に接続され、この外部電源から２次電池４に対して電力が供給される。この充電操作は、２次電池４が電気機器１に搭載されたままの状態で行われるとしてもよいし、２次電池４が電気機器１に対して着脱自在とされ、電気機器１とは別の充電装置に装着された状態で行われるとしてもよい。
【００２６】
一方、電力制御部３は、システム部２と２次電池４との間に配設され、２次電池４からシステム部２に対して供給する電力を制御する。電力制御部３は、例えば、各種の電気・電子素子や各種の半導体チップなどを組み合わせて構成されている。
【００２７】
なお、電力制御部３における電力の制御手法としては、電子・電気回路やメカニカルなスイッチ等を用いて、いわばハードウェア的に実現されていてもよいし、半導体チップの動作を記述したソフトウェアプログラムによって、いわばソフトウェア的に実現されていてもよい。また、本例においては、システム部２とは別に設けられた電力制御部３により２次電池４から供給される電力を制御する構成としているが、例えば、２次電池４をシステム部２に直接接続し、システム部２で実行されるソフトウェアプログラムによって、本例における電力制御部３に相当する機能を実現する構成とすることもできる。
【００２８】
また、電力制御部３は、２次電池４における電池セルの温度（セル温度）を検出する機構が備えられており、検出したセル温度が予め設定された所定の温度を超えた場合に、システム部２に対して、省電力モードに移行して動作することを要求する。
【００２９】
２次電池４は、一般に、電池セルが劣化した状態で大電力放電を行うと、電池セルが過度に発熱し、電池セルが損傷し、以降の充放電が不能となってしまうという特徴を有している。したがって、電力制御部３は、特に２次電池４における電池セルの温度に基づいて電力供給を行うことによって、電池セルの異常な発熱を防止して、２次電池４の長寿命化を図ることが可能となる。また、電池本体や電子機器１の各部に、電池セルの過度の発熱に伴う変形や損傷が生じてしまうことを防止することができる。
【００３０】
また、電子機器１におけるシステム部２は、必要となる分の電力を存分に消費して動作する通常動作モードと、この通常動作モード時よりも少ない電力で動作する省電力モードとを切り替え可能とされ、電力制御部３からの要求があった場合に通常動作モードから省電力モードに移行して動作することが可能とされている。ここで、省電力モードによる動作の具体的な例としては、例えば、システム部２に備えられた電気モータの回転数を通常動作モードよりも低くしたり、システム部２に備えられたデバイスのうちの一部を機能停止させたり、ＣＰＵ等の半導体チップの動作クロックを低く設定することなどを挙げることができる。また、例えば、ＣＰＵ等のデバイスを間欠動作させる（Throttleをかける）ことによって、このデバイスで消費される電力を低減させるとしてもよい。
【００３１】
また、電子機器１においては、２次電池４における電池セルが過度に発熱してしまう以前に、電力制御部３がシステム部２に対して省電力モードへの移行を要求することができる。これにより、消費電力が低減されることから、結果として２次電池４における発熱が抑制され、この２次電池４はセル温度が次第に通常温度まで低下する。したがって、例えば、２次電池４がいわゆるインテリジェントバッテリーとされ、セル温度が異常な値を示した際に電力供給を遮断してしまう類のものであっても、この２次電池４からの電力供給が突然遮断されてしまうことを防止して、省電力モードで動作を継続することができる。これにより、２次電池４からの電力供給が突然完全に遮断されてしまうことによるユーザの不便を解消することができる。
【００３２】
なお、電力制御部３は、システム部２を備える電子機器１の本体側に搭載されていてもよいし、２次電池４を備える電池部側に搭載され、２次電池４と電力制御部３とを備える電池部が電子機器１の本体に対して着脱自在とされていてもよい。
【００３３】
つぎに以下では、上述した説明のさらに具体的な事例として、ノート型のパーソナルコンピュータ装置（以下、単にコンピュータ装置と称する。）に本発明を適用した場合における種々の実施の形態について順に説明する。なお、以下では、「２次電池からの電力供給が限界に達した」とする判断を、この２次電池の電池セルの温度に基づいて行う場合を例に挙げて説明することとする。
【００３４】
＜第１の実施の形態＞
まず、第１の実施の形態として、図２に示すコンピュータ装置１０について説明する。コンピュータ装置１０は、図２に示すように、上述した電子機器１におけるシステム部２に相当するシステム部１１と、電子機器１における電力制御部３に相当する電力制御部１２と、電子機器１における２次電池４に相当する２次電池１３とを備えて構成されている。
【００３５】
システム部１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やいわゆるノースブリッジと称される信号受け渡し回路などにより構成される演算処理部１４と、いわゆるサウスブリッジと称される信号受け渡し回路などにより構成される信号処理部１５とが例えばＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バス等のバスを介して接続されている。
【００３６】
また、システム部１１には、図示を省略するが、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等の各種半導体メモリ、磁気ディスクに対して情報の記録再生を行うハードディスク装置、光ディスクに対して情報の記録再生を行う光ディスク装置などが備えられている。システム部１１は、図示を省略するが、さらに、キーボードやマウス等の入力装置や液晶パネル等の表示装置、及び、これらの装置との間で信号の入出力を行う入出力インターフェースが備えられている。
【００３７】
また、電力制御部１２は、例えばバスを介して信号処理部１５に接続されることにより、システム部１１に接続されており、２次電池１３からシステム部１１に対して供給する電力を制御する。なお、本例においては、コンピュータ装置１０に搭載された組込型制御チップ（ＥＣ：Embedded Controller）及びその周辺回路により電力制御部１２としての機能が実現されているものとする。
【００３８】
また、２次電池１３は、例えばシステムマネジメントバス［SMBus（米国インテル社商標）］を介して電力制御部１２と接続されており、コンピュータ装置１０を構成する各部の動作に必要な電力を供給する電源として機能する。
【００３９】
なお、コンピュータ装置１０は、装置本体に搭載された２次電池１３から供給される電力によってバッテリー駆動することが可能とされている一方で、外部ＡＣ電源が接続された場合には、このＡＣ電源から供給される電力によっても動作することが可能とされている。
【００４０】
つぎに以下では、上述の如く構成されたコンピュータ装置１０において実現される電力制御の実際について、電力制御部１２の動作に着目して、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００４１】
電力制御部１２は、例えば２次電池１３が接続されたときに動作を開始し、図３に示すステップＳ１１において、例えば電池側に設けられたセル温度検出機構との間で電気的な信号を授受することによって、２次電池１３における電池セルの温度（セル温度）を検出する。
【００４２】
次にステップＳ１２において、電力制御部１２は、ステップＳ１１で検出されたセル温度が、予め設定された所定の温度（以下、警戒温度と称する。）を超えたか否かを判定する。この判定の結果、セル温度が警戒温度を超えた場合には処理をステップＳ１３に進め、セル温度が警戒温度以下である場合にはステップＳ１１以降の処理を繰り返し行う。
【００４３】
ここで、電力制御部１２は、図３に示す一連の処理を、他の処理とは独立して所定の時間間隔毎に繰り返し行い、２次電池の動作状態（本例ではセル温度）の検出を他の処理とは非同期で行っている。すなわち、本例においては、電力制御部１２が２次電池１３のセル温度の検出をポーリング（Polling）していることとなる。ただし、ステップＳ１１におけるセル温度の検出は、電力制御部１２によりポーリングすることに限定されるものではなく、２次電池１３に備えられたセル温度の検出機構から所定の時間間隔でセル温度が電力制御部１３に対して出力され、電力制御部１３に現在のセル温度が入力された時点でステップＳ１２の判定処理を行うとしてもよい。
【００４４】
また、ステップＳ１２における判定で用いる警戒温度の値は、例えば、電力制御部１２としての機能を実現する組込型制御チップ内の所定のメモリ領域に予め記憶されていてもよいし、組込型制御チップの動作を記述したソフトウェアプログラムに直接書き込まれていてもよい。また、警戒温度の値は、変更不能な状態で記憶されていてもよいし、外部から適宜変更自在とされていてもよい。
【００４５】
一方、ステップＳ１３において、電力制御部１２は、２次電池１３のセル温度が警戒温度を超えた時点で、省電力モードへの移行条件を満足したとして、システム部１１に対して省電力モードへの移行を要求する。この後、電力制御部１２は、ステップＳ１１に処理を戻して一連の処理を繰り返し行う。このとき、ステップＳ１３において省電力モードへの移行要求を行う処理は、コンピュータ装置１０が再度起動されるなどしてシステムがリセットされるまでの間に１回だけ行うとしてもよいし、２次電池１３のセル温度が警戒温度以下となるまでの間、繰り返し行うとしてもよい。
【００４６】
ここで、電力制御部１２から出力される省電力モードへの移行要求の出力先としては、例えば、演算処理部１４（ＣＰＵ）で主として実行され、システム部１１全体の処理を統括して制御するオペレーションシステム（ＯＳ：Operation System）、又は、このＯＳ上で実行されるアプリケーション・プログラムや各種のユーティリティー・プログラムなどを挙げることができる。
【００４７】
コンピュータ装置１０においては、ハードウェアとソフトウェアとが図４に示すような階層構造で互いに連携して動作することにより、全体として機能するよう構成されている。すなわち、コンピュータ装置１０は、ＣＰＵやメモリ等により構成された物理的な構造である演算処理部１４及び信号処理部１５、或いはハードディスク装置やキーボード等のデバイスからなるハードウェア層と、このハードウェア層の各部における動作を制御するソフトウェア層とにより構成されている。ソフトウェア層は、コンピュータ装置１０の全体としての動作を統括制御するＯＳ、各種デバイスを専用に制御する複数のデバイスドライバ、ＯＳよりも高度で具体的な機能を提供するミドルウェア、これらＯＳやミドルウェア等により提供される機能を利用して具体的な機能をユーザに提供するアプリケーションプログラムやユーティリティープログラムなどにより構成されている。
【００４８】
そこで、電力制御部１２は、上述したＯＳに対して、或いは、ＯＳ上に常駐して実行され、２次電池１３の状態を監視するユーティリティープログラムに対して、省電力モードへの移行を要求するメッセージを出力する。そして、このメッセージを受け取ったＯＳは、コンピュータ装置１０のシステム全体を省電力モードへと移行させる。なお、このメッセージをユーティリティープログラムに対して出力する場合には、ユーティリティープログラムがメッセージを受け取った時点で、ＯＳに対して省電力モードへの移行を要求し、ＯＳがシステム全体を省電力モードへと移行させる。
【００４９】
ここで、電力制御部１２は、２次電池１３から供給する電力の制御を行うために用意された専用のメッセージを出力することにより省電力モードへの移行を要求するとしてもよいが、例えば、省電力モードに移行するためのメッセージが予めＯＳ等システム部１１側に用意されている場合には、これと同等のメッセージを出力することにより省電力モードへの移行を要求すればよい。このように予め用意されたメッセージとしては、例えば、米国マイクロソフト社のＯＳであるWindows（登録商標）には、システムスリープ処理に移行するために所定のスキャンコード（E05F）を挙げることができる。また、例えば、ユーザがコンピュータ装置１０に設けられた電源ボタンやスリープボタンを操作するによって省電力モードへの移行を要求したときに発生するメッセージと同等なメッセージを出力するとしてもよい。
【００５０】
ここで、省電力モードとしては、通常の動作時よりも消費電力が低い動作モードであれば特に限定されるものではないが、一例として、いわゆるスタンバイ状態やハイバーネート状態に移行することを挙げることができる。
【００５１】
スタンバイ状態とは、コンピュータ装置１０を構成する各部のうち、例えばＣＰＵやハードディスク装置、或いは表示装置などのように、比較的消費電力が大きなデバイスの動作を停止したり、動作速度などを意図的に低下させることなどによって通常時よりも低い消費電力で動作する状態である。このスタンバイ状態から通常状態への復帰は、例えば以下のようにして行われる。すなわち、例えばユーザがキーボードやマウスを操作したり電源ボタンを押下することなどにより、復帰イベントが発生すると、組込型制御チップ（ＥＣ）がこの復帰イベントを検知し、システム部１１に対してスタンバイ状態からの復帰を要求する。そしてシステム部１１で実行されているオペレーションシステム（ＯＳ）が各デバイスに対して動作状態の復帰を指示するメッセージを送出し、これにより各デバイスが通常状態に復帰する。
【００５２】
また、ハイバーネート（Hibernate）状態とは、コンピュータ装置１０のメモリ領域に存在するデータや、現在の作業環境を再現するために必要となる情報などをハードディスク装置などの不揮発性記憶手段に書き出し、待機電力等のような最低限必要となる電力以外を全て遮断する状態である。ハイバーネート状態から通常状態への復帰は、コンピュータ装置１０の各部に対して電力を供給した後に、ハードディスク装置などに書き出したデータや情報を読み出して、以前の作業状態を再現することにより行われる。このハイバーネート状態においては、電力をほぼ全て遮断することから、スタンバイ状態よりもさらに消費電力を低減することができる。なお、ハイバーネート状態は、一般に、サスペンド状態、休眠状態、或いは休止状態とも称されている。
【００５３】
なお、省電力モードに移行するに際しては、上述のように、システム全体をスタンバイ状態やハイバーネート状態へ移行することに限定されるものではなく、例えばＣＰＵの動作クロックを低減したり、表示装置として備えられる液晶パネルのバックライトにおける輝度を低減させるなどのように、各デバイスを個別に省電力モードへ移行させるとしてもよい。
【００５４】
コンピュータ装置１０においては、電力制御部１２が上述の如く動作することにより、２次電池１３における電池セルが警戒温度を超えた場合に、省電力モードに移行し、消費電力を低減することができる。このため、２次電池１３における発熱が抑制され、この２次電池１３はセル温度が次第に通常温度まで低下する。したがって、２次電池１３におけるセル温度の異常な発熱に伴う電池セルの劣化を防止して、２次電池１３の長寿命化を図ることができるとともに、発熱に伴って、コンピュータ装置１０の各部に変形が生じたり、ユーザがやけどを追ってしまう事故などを防止することができる。
【００５５】
また、例えば、２次電池１３がいわゆるインテリジェントバッテリーとされ、セル温度が異常な値を示した際に電力供給を遮断してしまう類のものであっても、「異常な値」としてインテリジェントバッテリー側で規定された温度よりも低い温度を電力制御部１２における「警戒温度」として設定しておくことにより、おこのインテリジェントバッテリーにおける電力遮断動作を防止することができる。したがって、電力供給が突然遮断されてしまうことにより生じるデータ損失を防止することができる。
【００５６】
なお、コンピュータ装置１０においては、電力制御部１２から省電力モードへの移行要求がなされた時点で即座に省電力モードへ移行するとしてもよいが、例えばＣＲＴや液晶パネルにより構成された表示装置の画面上に、所定のメッセージやアイコンなどを表示することにより、省電力モードに移行することをユーザに対して通知することが望ましい。これにより、例えば、ユーザに対して必要な操作を早急に終わらせることを促したり、外部ＡＣ電源を接続するように促すことができる。
【００５７】
上述のようなユーザに対する通知処理は、オペレーションシステム（ＯＳ）により実現されていてもよいし、このＯＳ上で実行処理されて、電力の制御に関する情報をユーザに対して通知する機能に特化した専用のユーティリティー・プログラムにより実現されていてもよい。
【００５８】
このような通知処理は、例えば、図５に示す手順により実現される。図５に示すように、電力制御部１２は、２次電池１３が接続されているか否かを判定した後、接続されている場合には、この２次電池１３のセル温度Ｔｂｃを随時検出（ポーリング）する。そして、セル温度Ｔｂｃが予め設定された警戒温度Ｔｂｗを超えた場合に、電力制御部１２は、ＯＳ又はユーティリティー・プログラムに対して、この旨を示すメッセージや信号を出力する。
【００５９】
一方、ＯＳ又はユーティリティー・プログラムの動作としては、図５に示すように、電力制御部１２から出力された上記のメッセージを待機した状態において、このメッセージを受信すると、セル温度Ｔｂｃが予め設定された警戒温度Ｔｂｗを超えたことをユーザに通知するウィンドウを表示装置の画面上に表示する。このとき表示するウィンドウには、例えば「外部ＡＣ電源を接続して下さい」又は「電池の温度が上昇しています」などのメッセージを表示すればよい。
【００６０】
なお、ユーザに対して通知を行う手法としては、表示装置の画面上にメッセージやアイコンなどを表示することに限定されるものではなく、例えば音声を出力したり、専用に設けられたインジケータを点灯させるなどして通知を行うとしてもよい。
【００６１】
また、本例においては、電池制御部１２によって２次電池１３のセル温度Ｔｂｃが警戒温度Ｔｂｗを超えているか否かを判定するとして説明したが、このような判定は電池制御部１２で行うことに限定されるものではなく、例えばＯＳや、このＯＳ上で実行されるユーティリティー・プログラム等のソフトウェア・プログラムによって実現してもよい。この場合に、電池制御部１２は、２次電池１３のセル温度Ｔｂｃを、判定を行うプログラムに対して受け渡す機能を有していればよい。また、この場合には、所定の時間間隔でセル温度Ｔｂｃを電池制御部１２からプログラムに送出するとしてもよいし、プログラムからの要求がなされる毎に、電池制御部１２からプログラム側に現在のセル温度Ｔｂｃを受け渡すとしてもよい。
【００６２】
また、上述の説明においては、２次電池１３のセル温度Ｔｂｃが予め設定された所定の警戒温度Ｔｂｗを超えた場合に、省電力モードへの移行要求や、ユーザに対する通知を行うとしたが、警戒温度を予め段階的に複数設定しておくこともできる。
【００６３】
この場合には、例えば、セル温度Ｔｂｃが第１の警戒温度Ｔｂｗ１を超えた時点で、表示装置の画面上に「電池の温度が上昇しています」等のメッセージを表示することによりユーザに対して注意を促す。また、第１の警戒温度Ｔｂｗ１よりも高い第２の警戒温度Ｔｂｗ２をセル温度Ｔｂｃが超えた時点で、表示装置の画面上に「外部ＡＣ電源を接続して下さい」等のメッセージを表示することにより、ユーザに対してＡＣ電源の接続を要求し、第２の警戒温度Ｔｂｗ２よりも高い第３の警戒温度Ｔｂｗ３をセル温度Ｔｂｃが超えた時点で、コンピュータ装置１０のシステムを省電力モードに移行させる。
【００６４】
コンピュータ装置１０においては、上述の如く、警戒温度を段階的に複数設定しておき、セル温度Ｔｂｃが各警戒温度を超えた時点でそれぞれ異なる動作を行う構成とすることにより、例えば、省電力モードへの移行が間近であることを段階的にユーザに対して通知することができ、ユーザの利便性を向上させることができる。
【００６５】
ところで、近年のノート型パソコンは、平均消費電力と比較して、ピーク時における消費電力が非常に高いという特徴がみられる。したがって、ピーク時の電力消費を十分に満足する放電特性を有する２次電池を搭載することが求められるが、特にノート型パソコンの場合には、小型軽量であることが大きな商品価値を有することからセット体積に限界があり、十分な放電特性を有する２次電池を搭載することが困難な場合がある。
【００６６】
しかしながら、上述したコンピュータ装置１０においては、電力制御部１２を備えていることから、通常使用時の消費電力に対応する程度の放電特性を有する２次電池を搭載した場合であっても、消費電力のピーク時に、電力制御部１２が機能することにより、自動的にシステム全体の消費電力を低減させることができる。すなわち、電力制御部１２がいわば安全機構として機能することから、通常使用時の消費電力に対応した小型軽量な２次電池を搭載した場合であっても、電力消費のピーク時に２次電池が異常に発熱したり、電力供給が突然遮断されることによりデータが損失する虞を防止することができる。したがって、全体として小型で軽量なノート型パソコンを実現することが可能となる。
【００６７】
＜第２の実施の形態＞
つぎに、第２の実施の形態として、図６に示すコンピュータ装置２０について説明する。コンピュータ装置２０は、上述した第１の実施例におけるコンピュータ装置１０と比較して、図６に示すように、電力制御部１２にＡＴＦ部２１が接続されている点で大きく異なり、他の各部は、コンピュータ装置１０と同一又は同等の構成とされている。そこで、本例においては、上述した第１の実施の形態と同一又は同等な部位についての説明を省略し、図中において同一の符号を付すこととする。
【００６８】
なお、後述で例示して説明する各実施の形態についても、特別に記述する点を除いて、上述した第１の実施の形態におけるコンピュータ装置１０と同一又は同様な構成とすることができることから、各実施の形態の説明においては第１の実施の形態と同一又は同等な部位についての説明を省略し、図中において同一の符号を付すこととする。
【００６９】
コンピュータ装置２０に備えられるＡＴＦ（Active Thermal Feedback）部２１は、システムマネジメントバス（SMBus）を介して電力制御部１２に接続されており、システム部１１に配設されたＣＰＵの温度を監視する機能を有するデバイスである。ＡＴＦ部２１は、ＣＰＵの温度を検出して、この温度を電力制御部１２に対して通知する。
【００７０】
本例において、コンピュータ装置２０は、米国インテル社、米国マイクロソフト社、及び株式会社東芝などにより共同で策定されているＡＣＰＩ（Advanced Configuration & Power Interface）と称される規格に沿って基本構造が設計されたものと想定する。ＡＣＰＩでは、ＣＰＵの温度が予め設定された警戒温度に達した際に、自身の発熱によってＣＰＵが損傷してしまうことを防止するために、ＣＰＵの動作クロックを低下させるなどして消費電力を低下させる機構が実装されている。
【００７１】
本例においては、２次電池１３のセル温度が所定の温度を超えた場合に、電力制御部１２が上述したＡＣＰＩの機構を利用してＣＰＵの消費電力を低下させることにより、２次電池１３の異常な温度上昇を防止するように構成されている。より具体的には、以下で説明するように、２次電池１３のセル温度を監視する処理と、ＡＣＰＩ規格に基づいてＣＰＵの温度を監視する処理とを電力制御部１２が並行して行うことにより実現されている。
【００７２】
すなわち、２次電池１３のセル温度を監視する一連の処理として、電力制御部１２は、２次電池１３が接続されているか否かを確認し、接続されている場合には、この２次電池１３のセル温度Ｔｂｃを非同期処理にて検出（ポーリング）する。そして、検出されたセル温度Ｔｂｃが予め設定された所定の警戒温度Ｔｂｗを超えた場合に、この旨を示す所定のフラグを立てる。また、警戒温度Ｔｂｗを下回る場合には、フラグを解除する。このようなフラグは、例えば、電力制御部１２に備えられた半導体メモリ内の所定のアドレスにあるビットを反転させることなどにより実現すればよい。
【００７３】
一方、２次電池のＣＰＵ温度を監視する一連の処理として、電力制御部１２は、ＡＴＦ部２１により検出されたＣＰＵ温度Ｔｃｃが予め設定された所定の温度（警戒温度）Ｔｃｗを超えた場合に、ＣＰＵの動作クロックを低減させる要求をシステム部１１に対して出力し、ＣＰＵ温度Ｔｃｃが予め設定された所定の温度（シャットダウン温度）Ｔｃｅを超えた場合に、システム部１１に対して機能停止（シャットダウン）動作を行う要求をシステム部１１に対して出力する。また、電力制御部１２は、上述のセル温度を監視する一連の処理で用いられるフラグを参照し、このフラグが立っていて且つＴｃｃ＜Ｔｃｅである場合には、ＣＰＵ温度の値Ｔｃｃを、Ｔｃｗ＜Ｔｃｃ＜Ｔｃｅを満足する値に設定し直す。
【００７４】
すなわち本例においては、２次電池１３のセル温度が警戒温度を超えた場合に、電力制御部１２によって、ＣＰＵ温度が警戒温度を超えたと偽った要求をシステム部１１に対して出力することにより、ＣＰＵにおける消費電力を低減させる構成とされている。このようにＣＰＵにおける消費電力が低減すると、２次電池１３から放電される電力も低下することから、この２次電池１３における発熱が抑制されることとなる。
【００７５】
本例のように、例えばＡＣＰＩにより実現される消費電力の制御機構を備えるコンピュータ装置２０においては、２次電池１３のセル温度が警戒温度Ｔｂｗを超えた場合に、ＡＣＰＩの機能を利用してコンピュータ装置２０全体の消費電力を低減する構成とすることにより、省電力モードへの移行機構を新たに設ける必要がなく、２次電池１３の異常な発熱や突然の電力供給の停止を効果的に防止することが可能なシステムを低コストにて実現することができる。
【００７６】
＜第３の実施の形態＞
つぎに、第３の実施の形態として、図７に示すコンピュータ装置３０について説明する。コンピュータ装置３０は、図７に示すように、第１の実施の形態として示したコンピュータ装置１０と同様な装置構成とされている。
【００７７】
本例において、コンピュータ装置３０は、第２の実施の形態で説明したＡＣＰＩ規格に沿って基本構造が設計されたものと想定する。このコンピュータ装置３０は、２次電池１３の電力残量が低下した際に、省電力モードに移行させる機構が備えられているものとする。このような機構は、近年利用されている多くのコンピュータ装置に搭載されており、システム部１１に備えられたＢＩＯＳ（Basic Input Output System）及びオペレーションシステム（ＯＳ）が対応していることが前提となる。
【００７８】
本例においては、電力制御部１２が偽って報告する対象が、ＣＰＵの温度ではなくて、２次電池１３の電力残量である点が、第２の実施の形態で説明したコンピュータ装置２０との相違点である。
【００７９】
コンピュータ装置３０は、電力制御部１２において、コンピュータ装置２０の場合と同様な２次電池１３のセル温度を監視する処理と、ＡＣＰＩ規格に基づいて２次電池１３の電力残量を監視する処理とが並行して行われる。
【００８０】
２次電池の電力残量を監視する一連の処理として、電力制御部１２は、所定の時間が経過する毎に２次電池１３の電力残量を検出し、予め規定された所定のメモリ領域に電力残量を示す値Ｃを書き込む。
【００８１】
一方、システム部１１は、この値Ｃを随時参照しており、予め設定された警戒残量Ｃｗを下回った場合に、スタンバイ状態又はハイバーネート状態などの省電力モードに移行する。
【００８２】
また、電力制御部１２は、２次電池１３のセル温度を監視する処理で用いられたフラグを参照し、このフラグが立っている場合には、本来の電池残量の値Ｃではなく、Ｃ'＜Ｃｗとなる値Ｃ'を所定のメモリ領域に書き込む。
【００８３】
すなわち、本例においては、２次電池１３のセル温度Ｔｂｃが所定の警戒温度Ｔｂｗを超えた場合に、電池残量の値Ｃを電力制御部１２が意図的に偽ることにより、システム部１１に対して省電力モードへの移行を要求する構成とされている。
【００８４】
本例のように、２次電池１３の電力残量に応じてシステムを省電力モードに移行させる機構がコンピュータ装置３０に備わっている場合には、電力制御部１２が電池残量を偽ってシステムに報告することにより、２次電池１２におけるセル温度の異常な発熱を防止する構成とすることができる。これにより、従来から用いられているＢＩＯＳやＯＳなどに対して新たな変更を加えることなく、本発明を極めて低コストで効果的に適用することができる。
【００８５】
なお、本例に関する上述の説明においては、電池残量の値Ｃを偽るデバイスが電力制御部１２であるとしたが、例えば２次電池１３がインテリジェントバッテリーとして構成されている場合には、セル温度Ｔｂｃが警戒温度Ｔｂｗを超えた場合に電池残量の値Ｃを偽って報告する機構を、このインテリジェントバッテリー側に搭載された制御回路に組み込むこともできる。この場合には、コンピュータ装置３０の本体側を、ＡＣＰＩに対応した従来のコンピュータ装置と同等の構成とすることができ、インテリジェントバッテリーの制御回路以外の部分には改変を加える必要がないという利点を有する。
【００８６】
＜第４の実施の形態＞
つぎに、第４の実施の形態として、図８に示すコンピュータ装置４０について説明する。コンピュータ装置４０は、図８に示すように、複数の２次電池が搭載され、これら複数の２次電池１３が電池切替部４１を介して電力制御部１２に接続されている点で、第１の実施の形態として示したコンピュータ装置１０とは異なる装置構成とされている。なお、本例においては、コンピュータ装置４０に第１の２次電池１３ａと第２の２次電池１３ｂとの２つの２次電池が搭載された場合を想定するが、コンピュータ装置４０に搭載する２次電池の数については特に制限されるものではない。
【００８７】
コンピュータ装置４０においては、各２次電池１３と電池切替部４１との間、及び電池切替部４１と電力制御部１２との間が、それぞれシステムマネジメントバス（SMBus）により接続されている。電池切替部４１は、電力制御部１２からの要求に応じて、第１の２次電池１３ａと第２の２次電池１３ｂとのうちから、システム部１１に対する電力供給に用いる電池を切り替える機能を具備している。
【００８８】
また、電力制御部１２は、第１の２次電池１３ａのセル温度Ｔｂｃ１と第２の２次電池１３ｂのセル温度Ｔｂｃ２とを検出するとともに、各々の電池の電力残量を検出する。そして、電力制御部１２は、各２次電池１３のセル温度と電力残量とに基づいて、各２次電池からの電力供給を制御する。
【００８９】
ここで、電力制御部１２における電力制御処理のうち、セル温度が警戒温度を超えた場合の処理に注目し、この処理の一例について、図９に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００９０】
電力制御部１２は、第１又は第２の２次電池１３ａ，１３ｂが接続されることにより動作を開始し、図９に示すステップＳ２１において、第１の２次電池１３ａのセル温度Ｔｂｃ１及び第２の２次電池１３ｂのセル温度Ｔｂｃ２をそれぞれ検出する。次にステップＳ２２において、電力制御部１２は、第１の２次電池１３ａの電力残量Ｃ１及び第２の２次電池１３ｎの電力残量Ｃ２を検出する。このとき、電力残量を検出する手法としては、例えば電池側に設けられた電力残量検出機構との間で電気的な信号を授受することによって行うとすればよい。
【００９１】
次にステップＳ２３において、電力制御部１２は、ステップＳ１１で検出された各２次電池１３のセル温度Ｔｂｃ１，Ｔｂｃ２が警戒温度Ｔｂｗを超えたか否かを判定する。この判定の結果、セル温度が警戒温度を超えた場合には処理をステップＳ２４に進め、いずれのセル温度も警戒温度以下である場合にはステップＳ２１以降の処理を繰り返し行う。
【００９２】
ステップＳ２４において、電力制御部１２は、図１０に示す判定表を参照し、、各２次電池１３の動作状態（セル温度と電力残量）に応じて、各２次電池１３からの電力供給が可能であるか否かを判定する処理を行う。すなわち、各２次電池１３のセル温度Ｔｂｃ１，Ｔｂｃ２がそれぞれ警戒温度Ｔｂｗを超えているか否かという条件と、各２次電池１３の電力残量Ｃ１，Ｃ２がそれぞれ、当該２次電池からのさらなる電力の供給が困難となる限界残量Ｃ０を下回っているか否かという条件との２つの条件に基づいた判定処理を行う。
【００９３】
ここで、ステップＳ２４における判定処理について、図１０に示す判定表を参照しながら具体的に説明する。
【００９４】
第１の２次電池１３ａのセル温度Ｔｂｃ１が警戒温度Ｔｂｗを下回っており、且つ、電力残量Ｃ１が限界残量Ｃ０を上回っているときに、第２の２次電池１３ｂのセル温度Ｔｂｃ２が警戒温度Ｔｂｗを超えている場合、又は第２の２次電池１３ｂの電池残量Ｃ２が限界残量Ｃ０を下回っている場合には、第１の２次電池１３ａから電力供給を行う。
【００９５】
第２の２次電池１３ｂのセル温度Ｔｂｃ２が警戒温度Ｔｂｗを下回っており、且つ、電力残量Ｃ２が限界残量Ｃ０を上回っているときに、第１の２次電池１３ａのセル温度Ｔｂｃ１が警戒温度Ｔｂｗを超えている場合、又は第１の２次電池１３ａの電池残量Ｃ１が限界残量Ｃ０を下回っている場合には、第２の２次電池１３ｂから電力供給を行う。
【００９６】
なお、この判定処理で、現在電力供給を行っている電池とは異なる電池から電力供給を行うとする結果が得られた場合には、電力制御部１２が電池切替部４１に対して、使用する電池を切り替えることを要求する。また、現在電力供給を行っている電池と同じ電池から電力供給を行うとする結果が得られた場合には、電力制御部１２は特に制御処理を行わず、現在の電力供給を行っている電池からの電力供給を維持する。
【００９７】
また、第１の２次電池１３ａ及び第２の２次電池１３ｂのいずれも十分に電力供給を行うことが可能な状態である場合、すなわち、Ｔｂｃ１＜Ｔｂｗ、Ｃ１＞Ｃ０、Ｔｂｃ２＜Ｔｂｗ、及びＣ２＞Ｃ０なる４つの条件を満足する場合には、電力制御部１２は特に制御処理を行わず、現在の電力供給を行っている電池からの電力供給を維持する。
【００９８】
さらに、上述した結果以外の場合、すなわち、図１０中において「ＴＢＨ」及び「ＬＢＨ」として示す場合には、第１の２次電池１３ａ及び第２の２次電池１３ｂの双方が共に、さらなる電力供給に限界が生じており、コンピュータ装置４０を省電力モードに移行させる必要があることを示している。これらの場合については、ステップＳ２５以降で説明する。
【００９９】
上述したステップＳ２４での判定処理の後に、ステップＳ２５において電力制御部１２は、この判定結果が「ＴＢＨ」又は「ＬＢＨ」であるか否かを判断する。そして、判定結果が「ＴＢＨ」又は「ＬＢＨ」のいずれでもない場合には、ステップＳ２４の判定結果に応じた動作を行うとともに、処理をステップＳ２０又はステップＳ２１に戻し、上述した一連の処理を繰り返す。また、判定結果が「ＴＢＨ」又は「ＬＢＨ」である場合には、処理をステップＳ２６に進める。
【０１００】
ステップＳ２６において、電力制御部１２は、省電力モードへの移行条件を満足したとして、システム部１１に対して省電力モードへの移行を要求する。この後、電力制御部１２は、ステップＳ２１に処理を戻して一連の処理を繰り返し行う。このステップＳ２６における処理は、図３におけるステップＳ１３における処理と同等なものであり、この処理が行われることによって、コンピュータ装置４０は省電力モードへ移行することとなる。
【０１０１】
以上で説明したように、本例においては、各２次電池１３のセル温度と電力残量との２つの条件に基づいて、実際に電力供給を行う電池を選択的に用いると同時に、いずれの２次電池からも電力供給が困難となった場合にシステムを省電力モードに移行させるという制御が電力制御部１２により実現されている。
【０１０２】
これにより、例えば、第１の２次電池１３ａと第２の２次電池１３ｂとの双方に十分な電力残量がある状況で、現在電力供給を行っている２次電池のセル温度が上昇した場合であっても、他の２次電池に切り替えて電力供給を継続しつつ、元の２次電池の異常な発熱を防止することができる。また、元の２次電池が十分に冷却された際には、この２次電池を再び利用して電力供給を行うことができる。
【０１０３】
これに対して、例えば従来のインテリジェントバッテリーにおいては、２次電池の電力残量とセル温度とのうちのいずれか一方が２次電池の放電停止条件を満足した時点で、即座に電力供給が遮断されてしまう。このため、たとえ２次電池に電力残量に余裕があっても、セル温度が規定の温度に達した時点で、以後の電力供給を継続することができない。
【０１０４】
したがって、本例に係るコンピュータ装置４０は、従来よりも効率的に２次電池１３に蓄えられた電力を利用することが可能であり、２次電池１３による駆動を長時間化することができるといった利点を有している。
【０１０５】
＜他の実施の形態＞
なお、上述においては、ノート型パソコンとして構成されたコンピュータ装置に対して本発明を適用した場合の実施の形態について説明したが、本発明は、２次電池により供給される電力によって動作する各種の電子・電気機器に対して広く適用可能である。具体的には例えば、携帯型電話機、ＰＤＡ（Persnal Digital Assistant）機器と称される情報端末装置、各種の音声データを再生する携帯型の音声再生機器、或いはデジタルビデオカメラに代表される各種の撮像装置に対しても適用することができる。
【０１０６】
また、上述した電力制御部３或いは電力制御部１２における電力制御動作は、所望の電子機器で実行処理させるソフトウェアプログラムとして構成することができる。また、このようなソフトウェアプログラムを各種の記録媒体に格納して提供するとしてもよい。
【０１０７】
【発明の効果】
本発明によれば、２次電池により供給される電力によって動作する機器において、２次電池における異常な発熱に伴う電池寿命の劣化や各部の損傷などを防止することができるとともに、電力供給が突然遮断されてしまうことによるユーザの不便を解消することができる。
【０１０８】
したがって、例えば、電力供給が突然遮断されてしまうことを起因とするデータの損失や、機器の損傷・故障を防止することができ、２次電池を利用して動作する機器や情報処理装置の信頼性と利便性とを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略について説明するためのブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態として示すコンピュータ装置のシステムブロック図である。
【図３】同コンピュータ装置における電力制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】同コンピュータ装置におけるハードウェアとソフトウェアとの階層構造について説明するための模式図である。
【図５】同コンピュータ装置におけるユーザに対する通知処理について説明するための模式図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態として示すコンピュータ装置のシステムブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態として示すコンピュータ装置のシステムブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態として示すコンピュータ装置のシステムブロック図である。
【図９】同コンピュータ装置における電力制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】同コンピュータ装置における電力制御の判定処理について説明するための図であり、２つ具備された２次電池の動作状態に応じて行う処理についてまとめた表である。
【符号の説明】
１ 電子機器、２ システム部、３ 電力制御部、４ ２次電池、１０ コンピュータ装置、１１ システム部、１２ 電力制御部、１３ ２次電池、１３ａ第１の２次電池、１３ｂ 第２の２次電池、１４ 演算処理部、１５ 信号処理部、２０ コンピュータ装置、２１ ＡＴＦ部、３０ コンピュータ装置、４０ コンピュータ装置

Claims (5)

  1. ２次電池により供給される電力によって動作する情報処理装置において、
    前記２次電池における電池セルの温度を監視する監視手段と、
    前記情報処理装置に配設されたCPU（Central Processing Unit）の温度が所定の値を超える場合、または、前記２次電池の電力残量が所定の値を下回る場合に、前記情報処理装置を省電力モードへと移行させる移行手段と、
    前記監視手段によって監視される前記電池セルの温度が所定の閾値を超えた場合、前記移行手段が、前記CPUの温度が所定の値を超える場合に前記情報処理装置を省電力モードへと移行させるときには、本来の前記CPUの温度の値を、前記所定の値を超えるCPUの温度の値に置き換え、前記移行手段が、前記２次電池の電力残量が所定の値を下回る場合に前記情報処理装置を省電力モードへと移行させるときには、前記２次電池の本来の電力残量の値を、前記所定の値を下回る電力残量の値に置き換えることにより、前記移行手段に前記情報処理装置の省電力モードへの移行を行わせる制御手段と
    を備えることを特徴とする情報処理装置。
  2. 省電力モードへの移行が要求された場合に、この旨をユーザに通知する動作モード移行通知手段をさらに備えている
    ことを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
  3. 省電力モードとして、スタンバイ状態又はハイバーネート状態に移行することを前記情報処理装置で実行されているオペレーションプログラムに対して要求する要求手段をさらに備える
    ことを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
  4. 現在電力供給が行われている２次電池からのさらなる電力供給が限界に達し、且つ電力供給が可能な２次電池が他に存在する場合には、前記情報処理装置の各部に対する電力の供給を前記電力供給が可能な２次電池からの供給に切り替える切替手段をさらに備える
    ことを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
  5. 前記所定の閾値を段階的に複数設定する設定手段と、
    前記設定手段により複数設定された前記所定の閾値に応じて、前記情報処理装置の動作を制御する動作制御手段とをさらに備える
    ことを特徴とする請求項４記載の情報処理装置。
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