JP2003077510A - 電子機器 - Google Patents

電子機器

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JP2003077510A JP2001266402A JP2001266402A JP2003077510A JP 2003077510 A JP2003077510 A JP 2003077510A JP 2001266402 A JP2001266402 A JP 2001266402A JP 2001266402 A JP2001266402 A JP 2001266402A JP 2003077510 A JP2003077510 A JP 2003077510A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】発明の課題は、電源として用いられる燃料電池
に供される酸素量の状態に応じてより適正な状態に維持
できるようにした電子機器を提供することである。 【解決手段】上記課題は、燃料と酸素との化学的反応に
より発電を行う燃料電池（２０）を、給電により所定の
動作を行う被給電部（２４）に対する電源として用いた
電子機器において、上記燃料電池（２０）に供される酸
素濃度に対応した酸素濃度情報を検出する酸素濃度検出
手段（２８）と、該酸素濃度検出手段（２８）にて検出
される酸素濃度情報に基づいて当該電子機器の動作制御
を行う制御手段（２２、２４）とを有する電子機器にて
達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、メタノールや水素
などの燃料と酸素との化学的反応により電気エネルギー
を発生する燃料電池を電源として用いた電子機器に関す
る。
【従来の技術】現在、多くの電子機器では、化学電池
（充電式電池など）やＡＣアダプタでの変換にて得られ
たＤＣ出力が電源として用いられている。このように化
学電池とＡＣアダプタのＤＣ出力とを電源として使用可
能な電子機器では、例えば、図１に示すように、制御手
段１６がスイッチ手段１４を制御することにより、化学
電池１０及びＡＣアダプタ１２のＤＣ出力のいずれかが
電源として電子機器の回路部１８に接続される。例え
ば、化学電池１０の容量が十分な状態では、化学電池１
０が電子機器の回路部１８に接続され、化学電池１０の
容量が少なくなった場合に、制御手段１６がスイッチ手
段１４を制御することにより、電子機器の回路部１８に
接続すべき電源が化学電池１０からＡＣアダプタのＤＣ
出力に切り換えられる。
【０００２】ところで、メタノールや水素などの燃料と
酸素との化学的反応により電気エネルギーを発生する燃
料電池が従来知られている（例えば、特開平９−２１３
３５８号公報、特公平６−５４６７４号公報参照）。こ
のような燃料電池は、近年、小型化が図られ、その燃料
電池を上述したような電子機器の電源として用いること
が提案されている。
【０００３】燃料電池は化学電池よりエネルギー密度が
高くすることができ、この燃料電池を用いることにより
寿命の長い電子機器の電源を実現すること可能となる。
また、燃料電池は、メタノール等の燃料の供給がなされ
る限り、空気中の酸素を利用して電気エネルギーを生成
できるので、充電器やＡＣアダプタの必要もなくなる。
【発明が解決しようとする課題】上述したように燃料電
池を電子機器の電源として用いた場合、その燃料電池が
有効に動作するためには、常に酸素を供給しなければな
らない。従って、何らかの原因により燃料電池に供給さ
れる酸素の濃度が低下すると、燃料電池から安定的に電
力を供給できなくなるため、電子機器の状態や動作が不
安定になってしまう。
【０００４】また、燃料電池によって酸素が消費される
ことから、電子機器を密閉空間で使用するような場合、
その電子機器の周囲での酸素濃度の低下を注意しなけれ
ばならない。
【０００５】そこで、本発明の課題は、電源として用い
られる燃料電池に供される酸素量の状態に応じてより適
正な状態に維持できるようにした電子機器を提供するこ
とである。
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、請求項１に記載されるように、燃料と酸
素との化学的反応により発電を行う燃料電池を、給電に
より所定の動作を行う被給電部に対する電源として用い
た電子機器において、上記燃料電池に供される酸素濃度
に対応した酸素濃度情報を検出する酸素濃度検出手段
と、該酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報に
基づいて当該電子機器の動作制御を行う制御手段とを有
するように構成される。
【０００６】このような電子機器では、燃料電池に供さ
れる酸素濃度に対応した酸素濃度情報に基づいて当該電
子機器の動作制御がなされる。従って、供される酸素濃
度で発揮される燃料電池の性能に応じた電子機器の動作
制御を行うことができるようになる。
【０００７】上記燃料電池に供される酸素濃度に対応し
た酸素濃度情報は、その燃料電池に供される酸素濃度に
依存する情報であれば特に限定されず、例えば、その燃
料電池に供される酸素濃度そのものを表すものであって
も、その酸素濃度からある減衰をもって検出される酸素
濃度を表す情報であってもよい。従って、酸素濃度検出
手段による酸素濃度の検出位置は、電子機器の内部であ
っても、その外部であっても、燃料電池に供される酸素
濃度に依存する酸素濃度情報が検出できる位置であれ
ば、特に限定されない。更に、燃料電池の出力特性から
当該燃料電池に供される酸素濃度に依存した情報を酸素
濃度情報として検出することもできる。
【０００８】供される酸素濃度で発揮される燃料電池の
性能に適した消費電力にて電子機器を使用することがで
きるという観点から、本発明は、請求項２に記載される
ように、上記電子機器において、上記制御手段は、上記
酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報に基づい
て上記被給電部での消費電力を調整するようにその動作
制御を行う第一の制御手段を有するように構成すること
ができる。
【０００９】電子機器の状態をより適した状態に維持で
きるように燃料電池の性能を制御できるという観点か
ら、本発明は、請求項３に記載されるように、上記各電
子機器において、上記燃料電池に供給される酸素量を調
整する供給酸素量調整手段を有し、上記制御手段は、上
記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報に基づ
いて上記供給酸素量調整手段の動作制御を行う第二の制
御手段を有するように構成することができる。
【００１０】上記供給酸素量調整手段は、燃料電池に供
給される酸素量の調整が行えるものであれば特に限定さ
れず、例えば、ファンなどのように積極的に燃料電池に
供給される酸素量を調整するものであっても、通気口の
開度を調整する機構のように燃料電池に対する酸素の供
給され易さ、難さを制御するものであってもよい。ま
た、この供給酸素量調整手段は、外気の電子機器内への
導入量を調整するものであっても、例えば、タンクから
の酸素供給量を調整するものであってもよい。
【００１１】電子機器の機能を維持させつつ、燃料電池
のより好ましい使用制御が可能であるという観点から、
本発明は、請求項４に記載されるように、上記各電子機
器において、酸素の有無にかかわりなく電力を発生する
化学電池と、上記化学電池及び上記燃料電池のいずれか
を選択的に上記被給電部に電源として接続させる電源切
換え手段とを有し、上記制御手段は、上記酸素濃度検出
手段にて検出される酸素濃度情報に基づいて上記電源切
換え手段の動作制御を行う第三の制御手段を有するよう
に構成することができる。
【００１２】電子機器のユーザに対して燃料電池に供さ
れる酸素濃度に起因した当該燃料電池の性能の状況を通
知できるという観点から、本発明は、請求項５に記載さ
れるように、上記各電子機器において、所定の警報情報
を発する警報手段を有し、上記制御手段は、上記酸素濃
度検出手段にて検出される酸素濃度情報に基づいて上記
警報手段の動作制御を行う第四の制御手段を有するよう
に構成することができる。
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面にもとづいて説明する。
【００１３】本発明の第一の実施の形態に係る電子機器
は、例えば、図２に示すように構成される。この電子機
器は、例えば、所謂ノートパソコン、携帯電話、携帯端
末（ＰＤＡ）のような携帯電子機器であっても、工場設
備機器内の所定電子機器回路部分、車両搭載機器、家電
製品等の特に携帯性を有しないものであってもよい。
【００１４】図２において、この電子機器は、燃料電池
２０、制御マイコン２２、電子機器回路２４、スイッチ
２６及び酸素濃度検出器２８を有している。燃料電池２
０は、例えば、メタノールを燃料とし、その燃料と空気
中の酸素との化学的反応により電気エネルギーを発生す
る。電子機器回路２４は、スイッチ２６を介して燃料電
池２０から給電された状態で、当該電子機器の機能を発
揮させるための種々の動作を行う。
【００１５】酸素濃度検出器２８は、例えば、燃料電池
２０の近傍に設置され、燃料電池２０の近傍の酸素濃度
を当該燃料電池２０に供される酸素濃度として検出す
る。この酸素濃度検出器２８として、例えば、ガルバニ
電池式の酸素センサを用いることができる。
【００１６】制御マイコン２２は、酸素濃度検出器２８
にて検出された酸素濃度を表す濃度信号に基づいて、後
述するように、電子機器回路２４に供給すべき省電力制
御信号や、スイッチ２６のオン、オフを制御するための
ＯＮ／ＯＦＦ制御信号を生成する。なお、この制御マイ
コン２２の電源は、上記燃料電池２０であっても、他の
化学電池であってもよい。
【００１７】制御マイコン２２は、例えば、図３に示す
手順に従って処理を行う。
【００１８】図３において、制御マイコン２２は、所定
周期で酸素濃度検出器２８からの濃度信号を読み込み
（Ｓ１０１）、その濃度信号で表される検出酸素濃度値
を内部の濃度レジスタに保存する（Ｓ１０２）。そし
て、制御マイコン２２は、濃度レジスタに保存された検
出酸素濃度値が、酸素不足の状態を判定するための基準
値１より小さいか否かを判定する（Ｓ１０３）。その検
出酸素濃度値がその基準値１以上である場合（Ｓ１０３
でＮ）、制御マイコン２２は、更に、その検出酸素濃度
値が酸素十分の状態を判定するための基準値２（＞基準
値１）を超えているか否かを判定する（Ｓ１０４）。
【００１９】上記検出酸素濃度値がその基準値２以下で
あれば、制御マイコン２２は、所定のタイミングで再
度、酸素濃度検出器２８からの濃度信号の読み込みを行
い（Ｓ１０１）、その濃度信号に対応した検出酸素濃度
値を濃度レジスタに保存する（Ｓ１０２）。以下、酸素
濃度検出器２８にて検出される酸素濃度（検出酸素濃度
検出値）が上記基準値１以上かつ上記基準値２以下とな
る状態では、上述した処理（Ｓ１０１〜Ｓ１０４）が繰
り返し実行される。
【００２０】上記の処理の過程で、何らかの原因で、燃
料電池２０に供される酸素濃度が低下し、上記酸素濃度
検出器２８にて検出される酸素濃度（濃度レジスタに保
存される検出酸素濃度値）が上記基準値１より小さくな
ると（Ｓ１０３でＹ）、制御マイコン２２は、酸素不足
の割り込みを発生し、その割り込み信号を省電力制御信
号として電子回路機器２４に出力する（Ｓ１０５）。
【００２１】一方、上述した処理の過程で、逆に、燃料
電池２０に供される酸素濃度が上昇し、上記検出酸素濃
度値が上記基準値２を超えると（Ｓ１０４でＹ）、制御
マイコン２２は、酸素十分の割り込みを発生し、その割
り込み信号を省電力制御信号として電子機器回路２４に
出力する（Ｓ１０５）。
【００２２】上述したような省電力制御信号を入力する
電子機器回路２４は、例えば、図４に示す手順に従って
処理を行う。
【００２３】図４において、電子機器回路２４は、上記
制御マイコン２２からの割り込みがない状態では、当該
電子機器の機能を発揮するための種々の処理（通常処
理）を行っている（Ｓ２０１）。その過程で、上記制御
マイコン２２から酸素不足に係る割り込み信号が入力さ
れると、電子機器回路２４は、制御マイコン２２の濃度
レジスタに保存された検出酸素濃度値（＜基準値１）を
読み込み（Ｓ２０２）、その検出酸素濃度値が上記酸素
十分の状態を判定するための基準値２を超えていないと
の確認（Ｓ２０３でＮ）を行った後に、その検出酸素濃
度値に応じた段階的な省電力制御を行う。
【００２４】この段階的な省電力制御は、大小関係が、 基準値１＞基準値３＞基準値４＞基準値５ となる各基準値と上記検出酸素濃度値との比較結果に基
づいてなされる。
【００２５】具体的には、上記検出酸素濃度値が基準値
５より小さいか否かの判定（Ｓ２０５）がなされ、その
検出酸素濃度値が基準値５以上であれば、更に、その検
出酸素濃度値が基準値４より小さいか否かの判定（Ｓ２
０７）がなされる。そして、その検出酸素濃度値が基準
値４以上であれば、その検出酸素濃度値が基準値３より
小さいか否かの判定（Ｓ２０９）がなされ、その検出酸
素濃度値が基準値３以上であれば、更に、その検出酸素
濃度値が基準値１より小さいか否かの判定がなされる
（Ｓ２１１）。
【００２６】上記の処理の結果、検出酸素濃度値が基準
値１より小さいが、基準値３は下回っていない場合（Ｓ
２１１でＹ）、電子機器回路２４は、酸素濃度が減少し
ている旨のメッセージを、警報情報として、例えば、当
該電子機器に備えられた表示ユニット（図示略）に表示
させる（Ｓ２１２）。また、上記検出酸素濃度が上記基
準値４より小さくはないものの、上記基準値３より小さ
い場合（Ｓ２０９でＹ）、電子機器回路２４は、表示ユ
ニットやインジケータ類に使用されている照明機器の輝
度を低減させる（Ｓ２１０）。これにより、照明機器の
輝度を低減させた分、電子機器回路２４での消費電力を
低減させることができる。
【００２７】更に、上記検出酸素濃度値が基準値５より
小さくないものの、上記基準値４より小さい場合（Ｓ２
０７でＹ）、電子機器回路２４は、内部の処理の同期信
号として用いているクロック信号の周波数（速度）を低
減させる（Ｓ２０８）。これにより、電子機器２４での
処理速度が低減され、単位時間当たりの処理ステップ数
が低減されることにより、当該電子機器回路２４での消
費電力を低減させることができる。
【００２８】また、更に、上記検出酸素濃度値が基準値
５より小さい場合（Ｓ２０５でＹ）、その酸素濃度に基
づいた燃料電池２０からの給電では、正常な処理が維持
できないとして、電子機器回路２４は、サスペンド処理
を実行する（Ｓ２０６）。このサスペンド処理は、例え
ば、図５に示すような手順に従って実行される。
【００２９】図５において、電子機器回路２４は、ＲＡ
Ｍなどの揮発性メモリ内のデータをフラッシュメモリな
どの不揮発性記憶装置に書き込む（Ｓ３０１）。その
後、電子機器回路２４は、制御マイコン２２に対して電
源供給停止の制御信号を供給する（Ｓ３０２）。この制
御信号を入力した制御マイコン２２は、スイッチ２６を
オフするためのＯＮ／ＯＦＦ制御信号をスイッチ２６に
供給し、そのＯＮ／ＯＦＦ制御信号によりスイッチ２６
がオフされる。その結果、電子機器回路２４に対する給
電が停止され、当該電子機器回路２４はサスペンド状態
となる（Ｓ３０３）。
【００３０】上記のように、燃料電池２０からの給電で
は電子機器回路２４の正常な処理が維持できないと予想
されるほど、当該燃料電池２０に供される酸素濃度が低
下してしまった場合、サスペンド処理を実行することに
より、酸素濃度低下に起因した燃料電池２０の出力電力
低下に伴う電子機器回路２４でのデータの消失を未然に
防止することができる。
【００３１】なお、制御マイコン２２での濃度信号のサ
ンプリング（図３のＳ１０１参照）周期、及び上記各基
準値１、３、４、５は、予想される燃料電池２０近傍の
酸素濃度変動の状態、及び酸素濃度に対する燃料電池２
０の出力特性に基づいて決められる。その結果、通常酸
素濃度が低下する過程で、図４に示すＳ２１２での処理
（酸素濃度減少報告）、Ｓ２１０での処理（輝度低
減）、Ｓ２０８での処理（クロック速度低減）、Ｓ２０
６での処理（サスペンド処理）がその順番に行われるよ
うにすることができる。また、通常酸素濃度が復帰する
過程では、逆の順にて各処理を停止させて、元の状態に
順次復帰させることができる。
【００３２】これにより、酸素濃度が低下する過程で
は、酸素濃度の減少に伴って電子機器回路２４での消費
電力を減少させることができ、また、酸素濃度が復帰す
る過程では、酸素濃度の回復に伴って電子機器回路２４
での消費電力を順次回復させることができる。即ち、燃
料電池２０に供される酸素濃度に応じて、電子機器回路
２４での機能をできるだけ高いレベルに維持しつつ、当
該電子機器回路２４の消費電力の調整を行うことができ
る。
【００３３】なお、上記例では、酸素濃度が減少してい
る旨のメッセージを、警報情報として、表示ユニットに
表示させる（Ｓ２１２）が、そのメッセージの表示に代
えて、例えば、所定のランプを点灯させたり、警報音を
発生させることもできる。
【００３４】制御マイコン２２から、上記酸素不足に係
る割り込み信号ではなく、酸素十分に係る割り込み信号
が電子機器回路２４に入力されると、電子機器回路２４
は、制御マイコン２２の濃度レジスタに保存された検出
酸素濃度値（＞基準値２）を読み込み（Ｓ２０２）、そ
の検出酸素濃度値が上記酸素十分の状態を判定するため
の基準値２を超えていることを確認する（Ｓ２０３で
Ｙ）。すると、電子機器回路２４は、酸素濃度が十分で
ある旨のメッセージを、例えば、当該電子機器に備えら
れた表示ユニットに表示させる（Ｓ２０４）。ユーザ
は、この表示ユニットに表示されるメッセージを確認す
ることにより、燃料電池２０が正常な状態で動作してい
ることを知ることができる。
【００３５】次に本発明の第二の実施の形態について説
明する。この第二の実施の形態では、燃料電池に供され
る酸素濃度に応じて当該燃料電池に供給される酸素量を
調整するようにしている。
【００３６】本発明の第二の実施の形態に係る電子機器
は、例えば、図６に示すように構成される。なお、図６
において、図２に示す部位と同様の部位には同じ参照番
号が付されている。
【００３７】図６において、この電子機器は、前述した
例と同様に、燃料電池２０、制御マイコン２２、電子機
器回路２４、スイッチ２６及び酸素濃度検出器２８の
他、酸素濃度調整装置３０を有している。
【００３８】酸素濃度調整装置３０は、例えば、燃料電
池２０に対して当該電子機器の外気を強制的に導くため
のファンと、そのファンを駆動するための駆動回路とを
備えている。なお、この酸素濃度調整装置３０の電源
は、上記燃料電池２０であっても、他の化学電池であっ
てもよい。
【００３９】制御マイコン２２は、例えば、図７に示す
手順に従って処理を行う。
【００４０】図７において、制御マイコン２２は、酸素
濃度検出器２８からの濃度信号を読み込み（Ｓ４０
１）、その濃度信号で表される検出酸素濃度値と各基準
値との比較を行い、その比較結果に基づいて酸素濃度調
整装置３０のファンの駆動制御を行う。
【００４１】具体的には、制御マイコン２２は、その検
出酸素濃度値が上述した酸素十分の状態を判定するため
の基準値２を超えるか否かの判定を行い（Ｓ４０２）、
超えていなければ（Ｓ４０２でＮ）、更に、その検出酸
素濃度値が基準値６より小さいか否かの判定を行う（Ｓ
４０４）。この基準値６は、前述した酸素不足の状態を
判定するための基準値１より更に小さい値に設定される
（基準値１＞基準値６）。その検出酸素濃度値が上記基
準値６以上でれば、制御マイコン２２は、更に、その検
出酸素濃度値が上記酸素部不足の状態を判定するための
基準値１より小さいか否かを判定する（Ｓ４０６）。
【００４２】上記の処理の過程で、酸素濃度検出器２８
にて検出される酸素濃度（検出酸素濃度値）が上記基準
値２以下でかつ上記基準値１以上となる濃度範囲にある
状態では、制御マイコン２２は、所定周期で酸素濃度検
出器２８からの濃度信号を読み込み（Ｓ４０１）、その
濃度信号にて表される検出酸素濃度値と各基準値２、
６、１との比較処理（Ｓ４０２、Ｓ４０４、Ｓ４０６）
を繰り返し実行する。この状態では、制御マイコン２２
から酸素濃度調整装置３０に対する制御信号は出力され
ずに、その酸素濃度調整装置３０のファンは停止状態を
維持する。
【００４３】そのような状況において、燃料電池２０近
傍の酸素濃度が低下し、酸素濃度検出器２８からの濃度
信号にて表される検出酸素濃度値が、基準値６より小さ
くはないものの、基準値１より小さくなると（Ｓ４０６
でＹ）、制御マイコン２２は、酸素濃度調整装置３０に
駆動制御信号を出力する（Ｓ４０７）。すると、この駆
動制御信号により、酸素濃度調整装置３０は、ファンを
駆動させる。それにより、燃料電池２０に対して当該電
子機器の外気が強制的に導かれる。
【００４４】このファンの駆動により燃料電池２０近傍
の酸素濃度が上昇し、検出酸素濃度値が上記基準値１を
超えても、ファンが駆動された状態が維持される。そし
て、更に酸素濃度が上昇し、検出酸素濃度値が上記基準
値２を超えると（Ｓ４０２でＹ）、制御マイコン２２
は、酸素濃度調整装置３０に対してファンの停止制御信
号を出力する（Ｓ４０３）。この停止制御信号により、
酸素濃度調整装置３０は、ファンを停止させる。
【００４５】通常は、上述したように、検出酸素濃度値
が基準値１を下回ったときに、ファンの駆動が開始さ
れ、その検出濃度値が基準値２を上回ったときに、ファ
ンが停止される。そして、そのような動作が燃料電池２
０近傍の酸素濃度に応じて繰り返し行われる。それによ
り、燃料電池２０近傍は、常に、その燃料電池２０が正
常に機能するための酸素濃度に維持されるようになる。
【００４６】しかし、上述したように、検出酸素濃度値
が上記基準値１を下回ってファンの駆動が開始された
後、その検出酸素濃度値が基準値６より小さくなってし
まうと（Ｓ４０７でＹ）、制御マイコン２２は、酸素濃
度調整装置３０に対して、ファンの停止制御信号を出力
する（Ｓ４０５）。この停止制御信号により、燃料電池
２０近傍の酸素濃度が正常な状態でないにもかかわら
ず、酸素濃度調整装置３０は、ファンを停止させる。
【００４７】このように、ファンを駆動させても燃料電
池２０近傍の酸素濃度が回復せずに更に低下してしまう
場合にファンを停止させることにより、酸素濃度調整装
置３０での無駄な電力消費を防止することができる。ま
た、そのように酸素濃度が回復しない状況は、電子機器
が、鞄などの密閉された空間に置かれていて、その密閉
空間の酸素濃度自体が低下している状況であると考え得
る。そのような状況において、上記のようなファンの駆
動制御により、その密閉空間の酸素欠乏を防止すること
ができる。
【００４８】従って、上記基準値６は、燃料電池２０の
出力特性と共に、ファンを停止させる目的に応じて決め
ることができる。
【００４９】なお、上記基準値６と基準値１との間に一
または複数の基準値を設定し、それらの基準値と検出酸
素濃度値との比較結果に基づいてファンの回転数を徐々
に低下させるような制御を行うことも可能である。
【００５０】また、この第二の実施の形態における酸素
濃度調整装置３０の制御と共に、前述した第一の実施の
形態における電子機器回路２４の消費電力の制御を並列
的に実行することも可能である。
【００５１】更に、本発明の第三の実施の形態について
説明する。この第三の実施の形態では、燃料電池に供さ
れる酸素濃度に応じて電子機器回路に接続すべき電源を
当該燃料電池及び他の化学電池のいずれかに切換えるよ
うにしている。
【００５２】本発明の第三の実施の形態に係る電子機器
は、例えば、図８に示すように構成される。なお、図８
において、図２及び図６に示す部位と同様の部位には同
じ参照番号が付されている。
【００５３】図８において、この電子機器は、前述した
各実施の形態と同様に、燃料電池２０、制御マイコン２
２、電子機器回路２４及び酸素濃度検出器２８を有して
いる。また、この電子機器は、更に、第一のスイッチ２
６１（スイッチＡ），第二のスイッチ２６２（スイッチ
Ｂ）、充電式の化学電池３２及び充電器３４を有してい
る。
【００５４】電子機器回路２４は、第一のスイッチ２６
１を介して燃料電池２０からの給電を受けることが可能
となると共に、第二のスイッチ２６２を介して化学電池
３２からの給電を受けることも可能となっている。制御
マイコン２２は、酸素濃度検出器２８からの濃度信号に
基づいて第一のスイッチ２６１をオン、オフするための
ＯＮ／ＯＦＦ制御信号、第二のスイッチ２６２をオン、
オフするためのＯＮ／ＯＦＦ制御信号、及び充電器３４
に対する充電制御信号を生成する。燃料電池２０の出力
端子は充電器３４を介して化学電池３２の出力端子に接
続され、燃料電池２０から化学電池３２に充電ができる
ようになっている。
【００５５】また、制御マイコン２２及び電子機器回路
２４は、第一の実施の形態と同様に（図２、図３、図
４、図５参照）、電子機器回路４２の消費電力制御を行
う（ただし、サスペンド処理は行わない）。
【００５６】制御マイコン２２は、上記消費電力制御
（図３参照）と平行して、図９に示す手順に従って電源
の切換え制御を行う。
【００５７】制御マイコン２２は、通常、第一のスイッ
チ２６１（スイッチＡ）をオンにするためのＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御信号を当該第一のスイッチ２６１に供給すると共
に、第二のスイッチ２６２をオフにするためのＯＮ／Ｏ
ＦＦ信号を当該第二のスイッチ２６２に供給している。
その結果、通常の状態では、電子機器回路２４は、燃料
電池２０を電源として、当該燃料電池２０からの給電を
受ける。
【００５８】この状態で、図９に示すように、制御マイ
コン２２は、酸素濃度検出器２８からの濃度信号を読み
込むと（Ｓ５０１）、その濃度信号にて表される検出酸
素濃度値と各基準値との比較を行い、その比較結果に基
づいて電源の切換え制御を行う。
【００５９】具体的には、その検出酸素濃度値が前述し
たサスペンド処理を実行すべきか否かの判定の基準とな
る基準値５より小さいか否かを判定し（Ｓ５０２）、そ
の検出酸素濃度値が基準値５以上であれば（Ｓ５０２で
Ｎ）、更に、その検出酸素濃度値が前述した酸素十分の
状態を判定するための基準値２より大きいか否かを判定
する（Ｓ５０３）。上記検出酸素濃度値が基準値５以上
でかつ基準値２以下の濃度範囲にある状態では、制御マ
イコン２２は、所定周期で、酸素濃度検出器２８からの
濃度信号を読み込み（Ｓ５０１）、上記各基準値５及び
２との比較処理（Ｓ５０２、Ｓ５０３）を繰り返し実行
する。そして、燃料電池２０から第一のスイッチ２６１
を介して電子機器回路２４に給電される状態が維持され
る。
【００６０】上記のような処理の過程で、燃料電池２０
近傍の酸素濃度が低下し、検出酸素濃度値が基準値５よ
り小さくなると（Ｓ５０２でＹ）、制御マイコン２２
は、各ＯＮ／ＯＦＦ制御信号の状態を切換えて、第二の
スイッチ２６２をオンにすると共に、第一のスイッチ２
６１をオフにする（Ｓ５０４、Ｓ５０５）。その結果、
化学電池３２から第二のスイッチ２６２を介して電子機
器回路２４に給電が開始されると共に、燃料電池２０か
ら電子機器回路２４に対する給電が停止される。
【００６１】上記のように、燃料電池２０からの給電で
は電子機器回路２４の正常な処理が維持できないと予想
されるほど、当該燃料電池２０に供される酸素濃度が低
下してしまった場合（検出酸素濃度値が基準値５より小
さい場合）、上述したサスペンド処理に代えて電子機器
回路２４の電源を燃料電池２０から化学電池３４に切換
えることにより、電子機器回路２４の機能を正常な状態
に維持できるようになる。
【００６２】例えば、上記のような状況から燃料電池２
０近傍の酸素濃度が回復し、検出酸素濃度値が基準値２
より大きくなると（Ｓ５０３でＹ）、制御マイコン２２
は、更に、各ＯＮ／ＯＦＦ制御信号の状態を切換えて、
第一のスイッチ２６１をオンにすると共に、第二のスイ
ッチ２６２をオフにする（Ｓ５０６、Ｓ５０７）。その
結果、燃料電池２０から第一のスイッチ２６１を介して
電子機器回路２４に給電が再開されると共に、化学電池
３４から電子機器回路２４に対する給電が停止される。
これにより、燃料電池２０近傍の酸素濃度が、十分な値
に回復すると、再び、電子機器回路２４の電源が化学電
池３４から燃料電池２０に切換えられる。
【００６３】このような電源切換えがなされた後、更
に、制御マイコン２２は、化学電池３４の、例えば、出
力電圧を測定し、その測定された出力電圧に基づいて化
学電池３４の残量が所定の残量（例えば、満タン状態で
の残量）より少ないか否かを判定する（Ｓ５０８）。そ
して、化学電池３４の残量が所定の残量より少ないと判
定されると（Ｓ５０８でＹ）、制御マイコン２２は、充
電器３２に対して充電制御信号を出力する（Ｓ５０
９）。その充電制御信号により、充電器３４は、燃料電
池２０からの出力電力により化学電池３４への充電を行
う。
【００６４】このように、燃料電池２０近傍の酸素濃度
が十分な状態（検出酸素濃度値が基準値２以上の場合）
において、燃料電池２０が電子機器回路２４の電源とし
て選択されると共に、化学電池３４への充電も行われ
る。このため、電子機器回路２４の正常な機能を維持で
きると共に、電源が化学電池３４に切換わった際にも最
良の充電状態となる化学電池３４から電子機器回路２４
への給電がなされるようになる。
【００６５】なお、上述した例では、検出酸素濃度値が
基準値５より小さい値から基準値２より大きい値に復帰
した際の動作について説明したが、検出酸素濃度値が基
準値５以上かつ基準値２以下の濃度範囲にある状態から
その検出酸素濃度値が基準値２を超える状態になった場
合も同様の処理がなされる。即ち、この場合、燃料電池
２０は既に電源として電子機器回路２４への給電を行っ
ているので、制御マイコン２２は、第一のスイッチ２６
１のオン状態を確認する（Ｓ５０６）と共に、第二のス
イッチ２６１のオフ状態を確認した（Ｓ５０７）後に、
上述した化学電池３４に対する充電処理（Ｓ５０８、Ｓ
５０９）を行う。これにより、通常の状態における、化
学電池３４の自然放電を、燃料電池２０近傍の酸素濃度
が十分なときに補うことができる。
【００６６】なお、上述した第三の実施の形態では、第
一の実施の形態で説明した消費電力制御におけるサスペ
ンド処理に代えて、電源の切換え制御を行うようにした
が、このような電源の切換え制御を単独で行うようにし
てもよい。更に、上述した消費電力制御及び電源切換え
制御と共に、第二の実施の形態で説明した酸素濃度調整
制御を並列的に行うことできる。
【００６７】上記各実施の形態において、燃料電池２０
に供される酸素濃度は、その燃料電池２０の近傍に配置
した酸素濃度検出器２８にて検出するようにしたが、燃
料電池２０の出力電圧を測定し、その出力電圧の履歴曲
線と、酸素が十分ある場合の出力電圧の履歴曲線とを比
較して、その比較結果に基づいて酸素濃度を計算するこ
とができる。
【００６８】上記各実施の形態において、酸素濃度検出
器２８は、酸素濃度検出手段に対応し、図３、図４、図
５、図７、図９に示す制御マイコン２２及び電子機器回
路２４での処理は、制御手段に対応する。特に、図３、
図４、図５に示す制御マイコン２２及び電子機器２２で
の処理は、第一の制御手段に対応し、図７に示す制御マ
イコン２２での処理は、第二の制御手段に対応し、図９
に示す制御マイコン２２での処理が第三の制御手段に対
応する。また、特に、図３に示す制御マイコン２２での
処理及び図４に示すステップＳ２１１及びＳ２１２での
処理が第四の制御手段に対応する。
【００６９】なお、本願発明を以下の通り付記として記
す。
【００７０】（付記１）燃料と酸素との化学的反応によ
り発電を行う燃料電池を、給電により所定の動作を行う
被給電部に対する電源として用いた電子機器において、
上記燃料電池に供される酸素濃度に対応した酸素濃度情
報を検出する酸素濃度検出手段と、該酸素濃度検出手段
にて検出される酸素濃度情報に基づいて当該電子機器の
動作制御を行う制御手段とを有する電子機器。
【００７１】（付記２）付記１記載の電子機器におい
て、上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出さ
れる酸素濃度情報に基づいて上記被給電部での消費電力
を調整するようにその動作制御を行う第一の制御手段を
有する電子機器。
【００７２】（付記３）付記２記載の電子機器におい
て、上記第一の制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて
検出される酸素濃度情報が表す検出酸素濃度値が２以上
の濃度範囲のいずれに属するかを判定する濃度範囲判定
手段を有し、該濃度範囲判定手段にて判定される上記検
出酸素濃度値が属する濃度範囲がより低い濃度範囲とな
るほど、上記被給電部での消費電力がより少なくなるよ
うにその動作制御を行うようにした電子機器。
【００７３】このような構成の電子機器により、燃料電
池に供される酸素濃度が低下するほど、消費電力を低く
抑えることができる。
【００７４】（付記４）付記３記載の電子機器におい
て、揮発性記憶手段と、不揮発性記憶手段とを有し、上
記第一の制御手段は、上記濃度範囲判定手段により上記
検出酸素濃度値が所定の値より小さくなる濃度範囲に属
すると判定されるときに、上記揮発性記憶手段に記憶さ
れていた情報を不揮発性記憶手段に保存するパックアッ
プ制御手段と、上記バックアップ制御手段により上記不
揮発性記憶手段に情報の保存がなされた後に、上記燃料
電池から上記被給電部への電源供給を遮断するサスペン
ド制御手段とを有する電子機器。
【００７５】このような構成の電子機器により、電子機
器の本来の機能を維持できないほど燃料電池の機能が低
下するような酸素濃度となった際に、より適した動作を
行いうる。
【００７６】（付記５）付記１乃至４いずれか記載の電
子機器において、上記燃料電池に供給される酸素量を調
整する供給酸素量調整手段を有し、上記制御手段は、上
記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報に基づ
いて上記供給酸素量調整手段の動作制御を行う第二の制
御手段を有する電子機器。
【００７７】（付記６）付記５記載の電子機器におい
て、上記第二の制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて
検出される酸素濃度情報が表す検出酸素濃度値が、予め
定めた第一の濃度範囲より高い値から当該第一の濃度範
囲内の値に変化したか否かを判定する低濃度変化判定手
段と、該低濃度変化判定手段にて上記検出酸素濃度値が
上記第一の濃度範囲内の値に変化したと判定されたとき
に、上記燃料電池に供給される酸素量を増やすように上
記供給酸素量調整手段の動作制御を行う第一の低酸素濃
度時制御手段を有する電子機器。
【００７８】このような構成の電子機器により、酸素濃
度低下に起因した燃料電池の機能低下を防止できる （付記７）付記６記載の電子機器において、上記第二の
制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素
濃度情報が表す検出酸素濃度値が上記第一の濃度範囲よ
り低い第二の濃度範囲にあるか否かを判定する低濃度判
定手段と、該低濃度判定手段にて上記検出酸素濃度値が
上記第二の濃度範囲にあると判定されたときに、上記燃
料電池に供給される酸素量が、上記検出酸素濃度値が上
記第一の濃度範囲にある場合に上記燃料電池に供給され
る酸素量より少なくなるように上記供給酸素量調整手段
の動作制御を行う第二の低酸素濃度時制御手段を有する
電子機器。
【００７９】このような構成の電子機器により、上記供
給酸素量調整手段が外気からの酸素の導入量を調整する
場合に、外気の酸素濃度が低下してしまう状況を防止で
き、また、供給酸素量調整手段が燃料電池からの電力供
給で動作する場合に、無駄な電力消費をなくすことがで
きる。
【００８０】（付記８）付記７記載の電子機器におい
て、上記第二の低酸素濃度時制御手段は、上記燃料電池
に供給される酸素量が上記供給酸素量調整手段にて調整
できる最小の量となるように上記供給酸素量調整手段の
動作制御を行うようにした電子機器。
【００８１】上記最小の量となるような供給酸素量調整
手段の動作制御は、燃料電池に酸素を供給しない制御も
含む。
【００８２】（付記９）付記１乃至８いずれか記載の電
子機器において、酸素の有無にかかわりなく電力を発生
する化学電池と、上記化学電池及び上記燃料電池のいず
れかを選択的に上記被給電部に電源として接続させる電
源切換え手段とを有し、上記制御手段は、上記酸素濃度
検出手段にて検出される酸素濃度情報に基づいて上記電
源切換え手段の動作制御を行う第三の制御手段を有する
電子機器。
【００８３】（付記１０）付記９記載の電子機器におい
て、上記第三の制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて
検出される酸素濃度情報が表す検出酸素濃度値が、第三
の濃度範囲及び該第三の濃度範囲より低い第四の濃度範
囲のいずれにあるかを判定する判定手段と、該判定手段
にて上記検出酸素濃度値が第三の濃度範囲にあると判定
されたときに上記燃料電池が上記被給電部に電源として
接続され、上記判定手段にて上記検出酸素濃度値が第四
の濃度範囲にあると判定さたときに上記化学電池が上記
被給電部に電源として接続されるように上記電源切換え
手段の動作制御を行う切換え制御手段とを有する電子機
器。
【００８４】このような構成の電子機器により、燃料電
池に供される酸素濃度の低下に起因して当該燃料電池の
性能が低下したときに電子機器の性能を維持できる。
【００８５】（付記１１）付記１０記載の電子機器にお
いて、上記化学電池は充電式電池であり、上記燃料電池
から上記化学電池への充電を可能とする充電器を有し、
上記第三の制御手段は、上記判定手段にて上記酸素濃度
値が第三の濃度範囲にあると判定されるときに、上記燃
料電池から上記化学電池への充電を行うように上記充電
器の動作制御を行う充電制御手段を有する電子機器。
【００８６】このような構成の電子機器により、燃料電
池の性能が十分確保されている状況において、該燃料電
池にて発生される電力を有効に利用できる。
【００８７】（付記１２）付記１乃至１０いずれか記載
の電子機器において、所定の警報情報を発する警報手段
を有し、上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検
出される酸素濃度情報に基づいて上記警報手段の動作制
御を行う第四の制御手段を有する電子機器。
【００８８】（付記１３）付記１２記載の電子機器にお
いて、上記第四の制御手段は、上記酸素濃度検出手段に
て検出される酸素濃度情報が表す検出酸素濃度値が所定
の値より小さいか否かを判定する手段と、上記検出濃度
値が所定の値より小さいと判定されたときに、上記所定
の警報情報が発せられるように上記警報手段の動作制御
を行う警報制御手段とを有する電子機器。
【００８９】このような構成の電子機器により、燃料電
池の機能低下を当該電子機器のユーザに通知できる。
【００９０】
【発明の効果】以上、説明したように、請求項１乃至５
記載の本願発明によれば、供される酸素濃度で発揮され
る燃料電池の性能に応じた電子機器の動作制御を行うこ
とができるようになるので、電子機器の状態を電源とし
て用いられる燃料電池に供される酸素量の状態に応じて
より適正な状態に維持できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来におけるＡＣアダプタと化学電池を用いた
電源管理を表す図である。
【図２】第１の実施の形態における全体構成図である。
【図３】第１の実施の形態における制御マイコンの処理
を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施の形態における電子機器回路の処理
を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施の形態におけるサスペンド処理を示
すフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態における全体構成図である。
【図７】第２の実施の形態における制御マイコンの処理
を示すフローチャートである。
【図８】第３の実施の形態における全体構成図である。
【図９】第３の実施の形態における制御マイコンの処理
を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０…燃料電池 ２２…制御マイコン ２４…電子機器回路 ２６…スイッチ ２８…酸素濃度検出器 ３０…酸素濃度調節装置 ３２…化学電池 ３４…充電器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 風間 哲 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 5H027 AA08 DD03 KK31 MM04 MM26 5H030 AS11 BB21 BB22 BB23 BB26 FF31

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】燃料と酸素との化学的反応により発電を行
    う燃料電池を、給電により所定の動作を行う被給電部に
    対する電源として用いた電子機器において、 上記燃料電池に供される酸素濃度に対応した酸素濃度情
    報を検出する酸素濃度検出手段と、 該酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報に基づ
    いて当該電子機器の動作制御を行う制御手段とを有する
    電子機器。
  2. 【請求項２】請求項１記載の電子機器において、 上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される
    酸素濃度情報に基づいて上記被給電部での消費電力を調
    整するようにその動作制御を行う第一の制御手段を有す
    る電子機器。
  3. 【請求項３】請求項１乃至２いずれか記載の電子機器に
    おいて、 上記燃料電池に供給される酸素量を調整する供給酸素量
    調整手段を有し、 上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される
    酸素濃度情報に基づいて上記供給酸素量調整手段の動作
    制御を行う第二の制御手段を有する電子機器。
  4. 【請求項４】請求項１乃至３いずれか記載の電子機器に
    おいて、 酸素の有無にかかわりなく電力を発生する化学電池と、 上記化学電池及び上記燃料電池のいずれかを選択的に上
    記被給電部に電源として接続させる電源切換え手段とを
    有し、 上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される
    酸素濃度情報に基づいて上記電源切換え手段の動作制御
    を行う第三の制御手段を有する電子機器。
  5. 【請求項５】請求項１乃至４いずれか記載の電子機器に
    おいて、 所定の警報情報を発する警報手段を有し、 上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される
    酸素濃度情報に基づいて上記警報手段の動作制御を行う
    第四の制御手段を有する電子機器。
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