JP2003288136A - コンピュータシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料電池から発生する水がコンピュータに浸
入する心配のないコンピュータシステムを提供する。ま
た、燃料電池で駆動されるための動作モードを持たせる
ことによってユーザの誤解によるトラブルを防ぐように
したパーソナルコンピュータを提供する。 【解決手段】 本発明のコンピュータシステムは、電源
スイッチにより前記本体の起動が指示された場合、前記
燃料電池の動作開始を本体から燃料電池へ通知し、通知
に基づいて前記燃料電池が起動された後、前記燃料電池
の出力値が所定の出力値よりも大きくなったか否かを判
断し、燃料電池の出力値が所定の出力値よりも大きくな
ったと判断された場合に、前記本体の起動処理を開始す
るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池を電源と
して使用するコンピュータシステムに関し、特に、メタ
ノールを直接酸化するタイプの燃料電池を使用するパー
ソナルコンピュータに関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池を使用するパーソナルコンピュ
ータについては種々のものが考案されているが、従来の
燃料電池を使用するパーソナルコンピュータにおいて
は、燃料電池はパーソナルコンピュータ本体の内部に設
置されている。

【０００３】このようなパーソナルコンピュータについ
ては、例えば、特開平９−２１３３５９号公報に開示さ
れている。前記特開平９−２１３３５９号公報に記載さ
れている燃料電池には、水素吸収金属が使用されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】燃料電池は、本質的に
水を発生する。この水は、コンピュータの中で発生する
熱を用いて気化させるのが普通である。しかし、種々の
環境条件によっては、気化した水蒸気がパーソナルコン
ピュータの筺体などで液化するケースがどうしても生じ
る。この水がＰＣの中に入らないように設計すること
は、放熱、換気、などの要求条件と相矛盾するという問
題がある。

【０００５】すなわち、従来のパーソナルコンピュータ
においては、燃料電池はパーソナルコンピュータ内に設
置されており、燃料電池から発生する水がパーソナルコ
ンピュータに浸入し、パーソナルコンピュータに故障が
発生してしまうという問題があった。

【０００６】一方、水素吸収合金を使用した燃料電池の
他に、ＤＭＦＣ（メタノールを直接酸化する方式の燃料
電池）が考案されている。このようなＤＭＦＣの例とし
ては、例えば、本出願と同一の出願人による特願平１０
−２７８７５９号公報に開示されている。ＤＭＦＣは、
いわゆる補機を燃料系に必要としないので、可動機構部
分がなく、小型化、軽量化しやすく、ノート型パーソナ
ルコンピュータ１の電源として最適であるという特徴が
ある。

【０００７】しかし、安価に作成するためにセルをスタ
ッキングしないようにすると、セルへの空気供給を拡散
と対流に頼ることになるため、現在のノート型パーソナ
ルコンピュータ１が必要とする電力を供給するためのＤ
ＭＦＣの面積が大きくなり過ぎるという問題がある。Ｄ
ＭＦＣの性能が、たとえば４５ｍＷ／ｃｍ² まで上がっ
たとしても、たとえば４５Ｗを供給するためには１００
０ｃｍ² を必要とする。

【０００８】携帯用機器に燃料電池を利用する最大のメ
リットは、外出先でも燃料さえ携帯していれば、事実上
無制限に長くその機器を利用できる点にあると考えら
る。しかし、燃料電池から取り出せる電力には制限があ
り、ある程度パーソナルコンピュータの性能を犠牲にし
ても長時間使用できることを優先的に考慮すると、パー
ソナルコンピュータの消費電力を大幅に制限した使い方
ができる必要がある。しかしながら、現在のノート型パ
ーソナルコンピュータは、燃料電池から取り出せる電力
での使い方を前提とした設計にはなっていないという問
題があった。

【０００９】現在のノート型パーソナルコンピュータで
は、専用のＡＣアダプタを用いて充電するＬｉイオン電
池を主電源と考えて設計することが多い。この場合、電
池パックの内部で電池を３セル直列に接続して、端子電
圧１０ボルト程度の二次電池として設計するのが、効率
その他の点から最適であると考えられている。

【００１０】一方、燃料電池のセル出力電圧は、稼動時
で０．５Ｖ程度である。多数のセルをスタッキングする
（これは、製造が難しくなるので低価格化しにくい）タ
イプの燃料電池では、その程度の出力電圧を得る設計は
一般的であるが、高価になるので利用しにくい。

【００１１】安価にするためには、一体として製作され
る燃料電池の内部で、極板を複数に区切り、それらを直
列に接続して容易に得られるレベルの低い電圧で稼動可
能なパーソナルコンピュータが必要とされる。

【００１２】しかし、従来のコンピュータシステムで
は、このような燃料電池で得られる低い電力では、電力
を多量に消費するアプリケーションが実行されている場
合に、正常に稼動できない場合があるという問題があっ
た。

【００１３】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、燃料電池から発生する水がコンピュータに浸入
する心配のないコンピュータシステムを提供することを
目的とする。

【００１４】また、本発明は、燃料電池で得られる低い
出力でも正常に動作可能なコンピュータシステムを提供
することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】したがって、まず、上記
目的を達成するために本発明によれば、本体と、前記本
体の起動を指示可能な電源スイッチと、化学反応により
発電可能であり前記本体へ電源供給可能な燃料電池と、
前記電源スイッチにより前記本体の起動が指示された場
合、前記燃料電池の動作開始を前記本体から前記燃料電
池へ通知する通信手段と、前記通知手段を介しての通知
に基づいて前記燃料電池が起動された後、前記燃料電池
の出力値が所定の出力値よりも大きくなったか否かを判
断する手段と、前記燃料電池の出力値が所定の出力値よ
りも大きくなったと判断された場合に、前記本体の起動
処理を開始する手段とを具備することを特徴とするコン
ピュータシステム、である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００１７】＜第１の実施の形態＞図１は、本発明の第
１の実施の形態に係るノート型パーソナルコンピュータ
システムを示す図である。

【００１８】同図において、１はノート型パーソナルコ
ンピュータ、２は燃料電池、３は燃料電池２の支持台及
び４は燃料電池２からノート型パーソナルコンピュータ
へ給電をするための電源線である。

【００１９】同図に示すように、燃料電池２は、ノート
型パーソナルコンピュータ１に電源線４を介して外付け
で接続される。これにより、ノート型パーソナルコンピ
ュータ１を使用する環境条件に応じてユーザが必要に応
じて水を処理することができる。また、ノート型パーソ
ナルコンピュータ１には特別な水対策を施さなくてよい
ので、ノート型パーソナルコンピュータ１自体のコスト
アップを避けることができる。

【００２０】なお、ノート型パーソナルコンピュータ１
の電源は、燃料電池２に限定されず、内蔵Ｌｉ電池によ
って大容量の電源容量を持ち、ＡＣアダプタ５から給電
を受けることが可能である。

【００２１】この場合には、従来どおり、数十Ｗレベル
の電力を用いる高速・高機能な動作が可能である。一
方、燃料電池２を使う場合は、以下に述べるような方法
で、ノート型パーソナルコンピュータ１は消費電力が特
に多いいくつかのアプリケーションプログラム以外のア
プリケーションプログラムだけを実行できる専用の燃料
電池モードで動作する。

【００２２】図２は、ノート型パーソナルコンピュータ
の構成を示すブロック図である。なお、図１と同一部分
には同一符号を付してその説明を省略する。

【００２３】同図に示すように、ノート型パーソナルコ
ンピュータ１の電源入力コネクタ１０には、燃料電池２
及びＡＣアダプタ５のいずれも接続することが可能であ
る。電源入力コネクタ１０から入力された電源は、電源
部１１によってノート型パーソナルコンピュータ１の各
部に適した電圧に変換されて、ノート型パーソナルコン
ピュータ１の各部へ給電される。

【００２４】なお、電源部１１は電池パック１２を充電
し、或いは電池パック１２から給電される。

【００２５】電源部１１の給電先の一つが、メインボー
ド１３であり、このメインボード１３にはＣＰＵ１４が
搭載されている。ここでは、メインボード１３に接続さ
れる周辺装置の例として、モデム１５及びＤＶＤ再生／
記録装置１６が図示されている。

【００２６】ＣＰＵ１４は、ノート型パーソナルコンピ
ュータ１の全体の制御を司るものであり、モデム１５は
通信回線を介して他のコンピュータと通信を行なうもの
である。また、ＤＶＤ再生／記録装置１６は、ＤＶＤに
記録された音声や画像を再生し、または、ＤＶＤに音声
や画像を記録するためのものである。

【００２７】電源部１１の中に、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ、電源マイコン、電池充放電制御ＩＣなどがあること
は、従来と同じである。ノート型パーソナルコンピュー
タ１がＯＦＦの場合でも、電源マイコンは小さな電力で
通電されて動作しており、たとえばノート型パーソナル
コンピュータ１の電源スイッチが押されるとか、電源入
力コネクタ１０へ電源が供給されるなどのイベントを監
視している点も従来どおりである。

【００２８】本実施の形態のノート型パーソナルコンピ
ュータの一つの特徴は、電源部１１の電源マイコンの動
作にある。

【００２９】すなわち、本実施の形態に係るノート型パ
ーソナルコンピュータの電源マイコンの動作の特徴は、
電源入力開始のイベントの後、入力される電源電圧を監
視して、その電源電圧に応じて以後のノート型パーソナ
ルコンピュータの動作モードを決める点にある。

【００３０】以下、本実施の形態のノート型パーソナル
コンピュータの電源マイコンの動作について、図３のフ
ローチャートを参照して説明する。

【００３１】電源マイコンは、まず、ＡＣアダプタが接
続されているか否かの判断を行なう（Ｓ１）。Ｓ１にお
いて、ＡＣアダプタが接続されていると判断された場合
には、従来どおりの動作を行なう通常モードを設定する
（Ｓ２）。

【００３２】一方、Ｓ１において、ＡＣアダプタが接続
されていないと判断された場合には、次に、燃料電池が
接続されているか否かの判断を行なう（Ｓ３）。Ｓ３に
おいて、燃料電池が接続されていると判断された場合に
は、燃料電池モードに移行する（Ｓ４）。

【００３３】また、Ｓ３において、燃料電池が接続され
ていないと判断された場合には、Ｓ１の処理に戻る。Ａ
Ｃアダプタが接続されているか否か、燃料電池が接続さ
れているか否かの判断は、入力される電源電圧に基づい
て行なわれる。

【００３４】すなわち、ＡＣアダプタが接続されたので
あれば、従来どおり、１５ボルト程度の電源が入力され
るのに対し、燃料電池３が接続されたのであれば、数ボ
ルト程度（稼動時の典型値としては２ボルト程度）が入
力される。

【００３５】電源マイコンは、前者であれば従来どおり
の動作をする通常モードに設定するが、後者であれば、
燃料電池モードに設定する。このように、電源の種類に
応じて自動的に動作モードを設定するので、ユーザの操
作ミスによるモード設定ミスが発生しない。

【００３６】なお、起動時にどちらの電源も接続されて
いない場合など内蔵電池を主な電源として動作させる場
合については少し複雑になる後述の第２の実施の形態に
おいて説明する。

【００３７】次に、燃料電池モードについて具体的に説
明する。

【００３８】燃料電池モードは、ノート型パーソナルコ
ンピュータ１が燃料電池２によって供給される電力に基
づいて稼動することができるように、ノート型パーソナ
ルコンピュータ１の稼動時の消費電力を低減させるため
のモードである。

【００３９】消費電力を低減させるための方法は、いく
つか考えられるが、ここでは代表的な例について説明す
る。なお、ここで説明する方法以外のものであっても消
費電力を低減する方法であればよく、また、ここで説明
する方法をいくつか組み合わせてもよいことはいうまで
もない。

【００４０】第１の例は、図４に示すように、燃料電池
モードに移行すると、ＣＰＵを低消費電力モードに設定
する（Ｓ１１）方法である。なお、ＣＰＵを低消費電力
モードで動作させること自体は、よく知られた技術であ
るのでここでは詳しくは説明しない。しかし、この燃料
電池モードでは、通常モードに比べて大幅に消費電力を
減らすことが必要であるので、以下のように低消費電力
モードを設定する。

【００４１】最近のＣＰＵは、高速動作をさせた場合の
消費電力を減らすことに最も重点をおいて設計されるの
で、ＣＰＵチップ内部のコアの電源電圧は限界まで下げ
られている。

【００４２】そのため、そのトランジスタの漏れ電流が
増えている。クロックの速度を大幅に落とす燃料電池モ
ードでは、コアの電源電圧を通常モードの場合のそれよ
りも若干上げる。これにより、消費電力を減らすことが
できる。従来は、コアの電源電圧を下げることにより、
消費電力を減らしてきた。

【００４３】ＣＰＵのアーキテクチャとしても低消費電
流モードをもつものが望ましい。たとえば、最近のＣＰ
Ｕでは並行処理の度合いを高めるために、プログラム上
は直列に実行するように指定された命令の複数個を並行
して実行させ、その結果を矛盾のないよう再び直列にし
たのと同じようにして結果を確定させている。燃料電池
モードでは、そのような並行処理のための回路への給電
を止めて単純に直列に実行するような設計として、消費
電力を減らすことが望ましい。

【００４４】第２の例は、燃料電池モードでは実行する
ことができない、或いは燃料電池モードで実行するのが
適当ではないアプリケーションは実行しない方法であ
る。

【００４５】具体的には、図５に示すように、燃料電池
モードでは実行することができない、或いは燃料電池モ
ードで実行するのが適当ではないアプリケーションを予
めユーザが指定する（Ｓ１２）。

【００４６】なお、ここでは、ユーザが予め指定する場
合について説明したが、ソフトウェアにより自動的に検
出してもよいし、或いは予め工場出荷時に該当するアプ
リケーションを指定してもよい。そして、指定されたア
プリケーションをディスイネーブルにし、スタートしな
いようにする（Ｓ１３）。

【００４７】本実施の形態においては、伝統的なオフィ
ス・アプリケーション（ＷＯＲＤなど）や、モデム１５
を用いたインタネットアクセス（ただし、前述のように
動画や音楽のアプリは不可）を動作できるようにした。
これらは、大幅に性能を落としたＣＰＵでも実用的に実
行でき、また、外出先などで長時間利用する必要性が高
いと判断したものである。

【００４８】第３の例は、一部の周辺装置を起動しない
方法である。

【００４９】具体的には、図６に示すように、一部の周
辺装置をディスイネーブルにする（Ｓ２１）。本実施の
形態においては、ＤＶＤ再生／記録装置１６は燃料電池
モードでは起動しない。その理由は、ＤＶＤ再生／記録
装置１６自体の消費電力が大きいこと、及び、ＤＶＤ再
生／記録装置１６を利用する主なアプリである動画がＣ
ＰＵの性能をフルに利用しており、低消費電力モードの
ＣＰＵでは実時間処理ができない点にある。

【００５０】また、燃料電池モードにおいては、電池パ
ック１２の充電も放電（電源としての利用）も行なわな
い。これは、燃料電池モードにおいては、電池パック１
２を頼りにすることができないので、その点をユーザに
確実に理解して利用してもらうためである。また、燃料
電池の低い電圧から電池を充電するという無理を避ける
ためでもある。

【００５１】なお、燃料電池モードと通常モードとの切
り替えは、ノート型パーソナルコンピュータがＯＦＦ状
態である時にだけ行われる。これは、前記ＣＰＵアーキ
テクチャのレベルの低消費電力モードの切り替えを容易
にするものであるが、ユーザの誤操作を防ぐ観点からも
重要である。

【００５２】すなわち、通常モードで電池により動作し
ているノート型パーソナルコンピュータ１に燃料電池を
つなぎこむようなことを許さず、本実施の形態において
は、画面に警告メッセージを表示した上で、そのまま通
常モードで動作を続ける。このようにすることにより、
燃料電池モードの解釈に曖昧さがなくなり、ユーザの期
待とノート型パーソナルコンピュータ１の動作とが食い
違うことを防止することができる。

【００５３】＜第２の実施の形態＞次に、本発明の第２
の実施の形態について説明する。

【００５４】図７は、本発明の第２の実施の形態に係る
ノート型パーソナルコンピュータの構成を示すブロック
図である。なお、図２と同一部分には同一符号を付し、
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ説
明する。

【００５５】本実施の形態の特徴は、燃料電池専用の電
源入力コネクタ１７及び電気二重層コンデンサ１８を設
けたことにある。

【００５６】ノート型パーソナルコンピュータ１の電源
入力コネクタ１０は、ＡＣアダプタ５と接続される。ノ
ート型パーソナルコンピュータ１は、燃料電池専用の電
源入力コネクタ１７を持ち、燃料電池２と接続される。

【００５７】そのどちらも電源部１１へ接続され、この
電源部１１によってノート型パーソナルコンピュータ１
内部の各部に適した電圧に変換されて、ノート型パーソ
ナルコンピュータ１内の各部へ給電される。

【００５８】また、電源部１１は電池パック１２と接続
され、それを充電できることおよびそれから給電され
て、上述のようにノート型パーソナルコンピュータ１各
部へ給電できることは、従来どおりである。

【００５９】電源部の給電先の一つが、ノート型パーソ
ナルコンピュータ１メインボード１３であり、メインボ
ード１３にＣＰＵ１４が搭載される。メインボード１３
に接続される周辺装置の例として、モデム１５、ＤＶＤ
１６及びハードディスクドライブ１９が図示されてい
る。

【００６０】ＡＣアダプタ５から給電される場合、また
は電池パックから給電される場合の電源部の動作は、基
本的には従来と同じである。したがって、電源部の中
に、ＤＣ／ＤＣコンバータ、電源マイコン、電池充放電
制御ＩＣなどがあることは、従来と同じである。燃料電
池から給電される場合の動作は、従来とは大幅に異な
る。

【００６１】すなわち、ＡＣアダプタから入力される電
源電圧は、典型値としては１５ボルト程度であるのに対
し、本実施の形態の燃料電池の場合には、数ボルト程度
（稼動時の典型値としては２ボルト程度）が入力され
る。

【００６２】したがって、燃料電池との接続には専用の
コネクタ１７を用い、ＤＣ／ＤＣコンバータも基本的に
は専用のものを持たせる。電源マイコンは、従来どおり
の動作をする通常モードと燃料電池から給電される燃料
電池モードを明確に区別して動作する。

【００６３】電源マイコンは、ノート型パーソナルコン
ピュータ１がＯＦＦである状態において、どちらの電源
端子から給電が開始されたかを識別して自動的に動作モ
ードを設定するので、ユーザの操作ミスによるモード設
定ミスが発生しない。

【００６４】具体的には、図８に示すように、まず、電
源入力コネクタ１０から給電されているかを判断する
（Ｓ２５）。Ｓ２５において、電源入力コネクタ１０か
ら給電されていると判断された場合には、通常モードに
移行する（Ｓ２６）。

【００６５】一方、Ｓ２５において、電源入力コネクタ
１０から給電されていないと判断された場合には、燃料
電池専用の電源入力コネクタ１７から給電されているか
否かの判断が行なわれる（Ｓ２７）。

【００６６】そして、Ｓ２７において、燃料電池専用の
電源入力コネクタ１７から給電がされていると判断され
た場合には、燃料電池モードに移行する（Ｓ２８）。ま
た、Ｓ２７において、燃料電池専用の電源入力コネクタ
１７から給電がされていないと判断された場合には、Ｓ
２５の処理に戻る。

【００６７】なお、内蔵電池を主な電源として用いる場
合でも含めたより詳しい処理は図９を用いて後述する。
また、燃料電池専用モードについては、第１の実施の形
態において説明したので、ここでは説明を省略する。

【００６８】燃料電池モードと通常モードとの切り替え
は、ノート型パーソナルコンピュータ１がＯＦＦ状態で
ある時にだけ行われる。これは、前記ＣＰＵアーキテク
チャのレベルの低消費電力モードの切り替えを容易にす
るものであるが、ユーザの誤操作を防ぐ観点からも重要
である。

【００６９】すなわち、通常モードで電池により動作し
ているノート型パーソナルコンピュータ１に燃料電池を
つなぎこむようなことを許さず、本実施の形態において
は、通常モードで動作している場合に燃料電池が接続さ
れた場合には、画面に警告メッセージを表示した上で、
そのまま通常モードで動作を続ける。

【００７０】このようにすることにより、燃料電池モー
ドの解釈に曖昧さがなくなり、ユーザの期待とノート型
パーソナルコンピュータ１の動作とが食い違うことを防
止できる。

【００７１】図９に、本実施の形態に係るノート型パー
ソナルコンピュータのモード切替を説明するための状態
遷移図を示す。具体的には、本実施の形態においては、
電源制御マイコンのファームウェアとしてこれを実現し
ている。

【００７２】状態４０が、初期状態である。従来のノー
ト型パーソナルコンピュータの電源制御の全体が枠４４
の中であり、ここでは、状態４１の電源オンシーケン
ス、状態４２の稼動シーケンス及び状態４３の電源ＯＦ
Ｆシーケンスを示している。

【００７３】状態４０は、従来のＯＦＦ状態であり、電
源ＳＷがＯＮされた／ＡＣアダプタが接続された／リジ
ューム条件が成立した／Ｗａｋｅ Ｏｎ ＬＡＮ条件が
成立したなどのイベントによって、それぞれの処理シー
ケンスが始まる。

【００７４】電源スイッチがＯＮされた場合に実行され
る一連の処理が、状態４１−４３としてまとめて例示さ
れている。

【００７５】状態４０は、燃料電池モードと通常モード
との間で遷移できる唯一の中立状態である。

【００７６】この状態で燃料電池（ＦＣ）が接続される
と、燃料電池モードのＯＦＦ状態４５へ遷移する。ここ
で電源スイッチがＯＮされると、燃料電池モードでノー
ト型パーソナルコンピュータ１が起動される。

【００７７】しかし、Ｌｉ電池駆動などの通常モードの
場合と異なり、ノート型パーソナルコンピュータ１本体
の電源ＯＮシーケンスを開始する前に、まず燃料電池を
始動させるシーケンス４６を実行する。

【００７８】燃料電池の始動の仕方は、燃料電池装置の
設計によって大きく変わるので、このシーケンスの最初
では、まず、燃料電池装置の識別を行う。

【００７９】本実施の形態の場合、燃料電池用の電源入
力コネクタ１７は、通常のＡＣアダプタ用のコネクタ１
０と異なり、図１０に示したようにＩ² Ｃ通信のための
接続も併せもつ。

【００８０】ＣＬＩ２ＣとＤＡＩ２Ｃはそれぞれ、Ｉ²
Ｃ通信のためのクロック線とデータ線である。この通信
は、所要の信号線数の少ないものであれば、Ｉ² Ｃ通信
以外の方式でも同じように利用できる。

【００８１】燃料電池装置が種々の補助機能を併設した
ものであれば、ノート型パーソナルコンピュータ１の電
源制御マイコンから図１３のＩ² Ｃ通信線を介して燃料
電池へ送る指令は、基本的には始動指令だけでよい。

【００８２】この場合、燃料電池装置は自律的に燃料電
池セルの温度を上げ、さらに内蔵するダミー負荷を燃料
電池に接続して、燃料電池の出力を所定の値まで高め
る。このようにするのは、一般に燃料電池は、負荷応答
が非常に遅いからである。

【００８３】大きな負荷変動があった場合に、電流が安
定するまで１秒程度の時間を要することがある。したが
って、無負荷状態の燃料電池を使って直接ノート型パー
ソナルコンピュータ１を立ち上げようとすると、十分な
電力が供給されないという問題が生じる。

【００８４】燃料電池装置が基本的な機能しかもたない
安価なタイプの場合には、燃料電池モードにおいて電源
スイッチＯＮのイベントが発生したとき、電源マイコン
は、まず燃料電池の出力を、電気二重層コンデンサ１８
につないで、燃料電池を全負荷状態とし、電池の出力が
一定限度以上に上がったことを確認してから、電源ＯＮ
シーケンスを開始する。

【００８５】なお、燃料電池の種類と環境条件によって
は、この前にまず二次電池１２から図１０の電源線（＋
と−として表示）を介して逆に燃料装置の側へ電力を送
ってセルを予熱する必要があるケースもある。

【００８６】このとき、単純に燃料電池の出力線にコン
デンサを直接つなぎ、十分にその電源電圧が上がってか
ら電源ＯＮシーケンスを開始するのは、望ましくない。
十分に電源電圧が上がった状態では、図１１に示すよう
に、燃料電池の出力電流が大幅に減ってしまっているか
らである。周知のように、燃料電池の出力電流の立ち上
がりには他の電池に比べて非常に長い時間を要する。

【００８７】本実施の形態においては、図１２及び図１
３に示すように、電源マイコンの制御の下に、チャージ
ポンプ回路１１ｂを用いてダイオード１１ｃを介して能
動的にコンデンサ１８を充電する。ここで、チャージポ
ンプ回路１１ｂは、燃料電池２からのレベルの低い電圧
を昇圧する役割を有する。

【００８８】電源マイコンは、燃料電池及びコンデンサ
１８の電荷の状態を監視し、燃料電池が稼動状態になっ
たところで、ノート型パーソナルコンピュータをオンに
し、ノート型パーソナルコンピュータ１の電源ＯＮシー
ケンス４７を実行する。

【００８９】具体的には、図１２において、スイッチン
グトランジスタ１１ａに制御信号を出力し、スイッチン
グトランジスタ１１ａをオンにする。同時にチャージポ
ンプ回路１１ｂの動作を止める。これにより、燃料電池
の出力がノート型パーソナルコンピュータ１に供給され
る。

【００９０】なお、ノート型パーソナルコンピュータ１
の立ち上げの過程で、また、ノート型パーソナルコンピ
ュータ１稼動中に、停止している内蔵ＨＤＤ１９を起動
する局面を迎える。このときＨＤＤのモータを起動する
ことになるので、大きなラッシュ電流が流れる。上記の
電気二重層コンデンサ１８は、図１３に示すように、こ
のような急激な負荷の変動が燃料電池へ直接に伝わるの
を避ける働きも併せ持つ。

【００９１】なお、ある程度のシステム側の負荷の影響
が燃料電池２に及んでも許容することができる場合に
は、図１４に示すような構成の電源部１１を用いてもよ
い。この場合、チャージポンプ回路１１ｂによってコン
デンサ１８を充電し、燃料電池２の出力などが所定の値
に達した場合に、スイッチングトランジスタ１１ｅ、１
１ｆをオンにすることになる。

【００９２】再び図９の説明に戻る。電源ＯＮシーケン
ス４７は、従来の電源ＯＮシーケンス４１と同じである
が、電源を投入すべきコンポーネントの数は、消費電力
と機能を減らしているため、少なくなっている。

【００９３】これ以後は、燃料電池モードにおいても通
常モードとほぼ同じであるため、以下の説明は省略す
る。図の枠５１の中が、燃料電池モードにある状態であ
る。この中で、ノート型パーソナルコンピュータ１が何
らかの動作をしている状態においては、モードの遷移は
許されていない。

【００９４】ノート型パーソナルコンピュータ１がＯＦ
Ｆになって状態４５へ移った後で、初めてモードの変更
が許される。同様に、通常モードにある間、すなわち、
枠４４の中の状態にある間は、燃料電池モードへの遷移
は許されない。

【００９５】なお、通常モードにある間は、燃料電池か
らの電源入力端子１７は、電源部１１の中のスイッチで
切り離されている。したがって、ノート型パーソナルコ
ンピュータ１がたとえば電池駆動で稼動中にユーザが燃
料電池をつなぎこんだとしても、その時点では燃料電池
は実質的に切り離された状態のままであり、ユーザがノ
ードＰＣをＯＦＦにした後で、初めて中立モードを経て
燃料電池モードへ遷移する。

【００９６】燃料電池をつないでいるがノードＰＣはＯ
ＦＦになっている状態４５でたとえばＷａｋｅ Ｏｎ
ＬＡＮの条件が成立すると、中立モードにあってその条
件が成立したのと同じように動作する。

【００９７】すなわち、電池を電源としてノート型パー
ソナルコンピュータ１が起動され、Ｗａｋｅ Ｏｎ Ｌ
ＡＮの処理が開始される。このとき通常モードになるの
で、前述のように燃料電池からの電源は、切り離されて
ノート型パーソナルコンピュータ１とは無関係となる。

【００９８】従って、本実施形態のノート型パーソナル
コンピュータシステムによれば、第１の実施の形態のコ
ンピュータシステムの効果に加えて、燃料電池の出力が
安定するまでの間、コンデンサに燃料電池を使用して充
電するので、システム全体のエネルギーロスが少なくな
る。また、コンデンサをシステムに直結しないようにし
ているので、過大なラッシュ電流が燃料電池に流れるの
を防止することができる。

【００９９】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
燃料電池から発生する水がコンピュータに浸入する心配
のないコンピュータシステムを提供することができる。
また、出力電力及び出力電圧ともに低いという特徴を持
つ燃料電池でも正常に動作可能なコンピュータシステム
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るノート型パー
ソナルコンピュータシステムを示す図。

【図２】ノート型パーソナルコンピュータの構成を示す
ブロック図。

【図３】ノート型パーソナルコンピュータの電源マイコ
ンの動作を説明するためのフローチャート。

【図４】燃料電池モードの第１の例を説明するためのフ
ローチャート。

【図５】燃料電池モードの第２の例を説明するためのフ
ローチャート。

【図６】燃料電池モードの第３の例を説明するためのフ
ローチャート。

【図７】本発明の第２の実施の形態に係るノート型パー
ソナルコンピュータの構成を示すブロック図。

【図８】電源マイコンの動作を説明するためのフローチ
ャート。

【図９】モード切替を説明するための状態遷移図。

【図１０】燃料電池とパーソナルコンピュータとのイン
ターフェイスを示す図。

【図１１】燃料電池の出力電圧が十分に上がるのを待っ
て、パーソナルコンピュータの電源をＯＮすると仮定し
た場合の燃料電池の出力特性を示す図。

【図１２】本実施の形態のノート型パーソナルコンピュ
ータの電源部を示す回路図。

【図１３】本実施の形態のノート型パーソナルコンピュ
ータの燃料電池の出力特性を示す図。

【図１４】本実施の形態のノート型パーソナルコンピュ
ータの電源部の他の例を示す回路図。

【符号の説明】

１…ノート型パーソナルコンピュータ、 ２…燃料電池、 ３…支持台、 ４…電源線、 ５…ＡＣアダプタ、 １０…電源入力コネクタ、 １１…電源部、 １１ａ，１１ｅ，１１ｆ…スイッチングトランジスタ、 １１ｂ…チャージポンプ回路、 １１ｃ，１１ｄ…ダイオード、 １２…電池パック、 １３…メインボード、 １４…ＣＰＵ， １５…モデム、 １６…ＤＶＤ再生／記録装置、 １８…コンデンサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 直樹 東京都青梅市新町３丁目３番地の１ 東芝 デジタルメディアエンジニアリング株式会 社内 (72)発明者 佐藤 文孝 東京都青梅市今寺４−18−３ Ｆターム(参考） 5B011 DA02 DA12 EA02 HH03 MB11 5H027 DD03

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体と、 前記本体の起動を指示可能な電源スイッチと、 化学反応により発電可能であり前記本体へ電源供給可能
   な燃料電池と、 前記電源スイッチにより前記本体の起動が指示された場
   合、前記燃料電池の動作開始を前記本体から前記燃料電
   池へ通知する通信手段と、 前記通知手段を介しての通知に基づいて前記燃料電池が
   起動された後、前記燃料電池の出力値が所定の出力値よ
   りも大きくなったか否かを判断する手段と、 前記燃料電池の出力値が所定の出力値よりも大きくなっ
   たと判断された場合に、前記本体の起動処理を開始する
   手段とを具備することを特徴とするコンピュータシステ
   ム。
2. 【請求項２】 前記燃料電池は、前記通知手段からの通
   知に基づいて、前記燃料電池の起動を開始することを特
   徴とする請求項１記載のコンピュータシステム。
3. 【請求項３】 前記燃料電池は、前記通知手段からの通
   知に基づいて、前記燃料電池での前記化学反応が開始さ
   れることを特徴とする請求項１記載のコンピュータシス
   テム。
4. 【請求項４】 前記通知手段により通知した後、前記燃
   料電池へ電力を供給する手段をさらに具備することを特
   徴とする請求項１記載のコンピュータシステム。
5. 【請求項５】 充放電可能な二次電池と、 前記二次電池から前記燃料電池へ電力を供給する手段と
   をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のコン
   ピュータシステム。
6. 【請求項６】 前記所定の出力値よりも大きくないと判
   断された場合、前記燃料電池により発生された電力を蓄
   えるコンデンサをさらに具備することを特徴とする請求
   項１記載のコンピュータシステム。
7. 【請求項７】 前記燃料電池からの出力電力値に基づい
   て、電源供給を前記コンデンサと前記本体のシステム電
   源との間で切り替える手段とをさらに具備することを特
   徴とする請求項６記載のコンピュータシステム。
8. 【請求項８】 本体と、前記本体の起動を指示可能な電
   源スイッチと、前記本体へ電源供給可能な燃料電池とを
   具備するコンピュータシステムにおける起動方法におい
   て、 前記電源スイッチにより前記本体の起動が指示された場
   合、前記燃料電池の動作開始を前記本体から前記燃料電
   池へ通知し、 前記指示に基づいて前記燃料電池が起動された後、前記
   燃料電池の出力値が所定の出力値よりも大きくなったか
   否かを判断し、 前記燃料電池の出力値が所定の出力値よりも大きくなっ
   たと判断された場合に、前記本体の起動処理を開始する
   ことを特徴とする起動方法。
9. 【請求項９】 前記燃料電池は、前記通知手段からの通
   知に基づいて、前記燃料電池の起動を開始することを特
   徴とする請求項８記載の起動方法。
10. 【請求項１０】 前記燃料電池は、前記通知手段からの
    通知に基づいて、前記燃料電池での化学反応が開始され
    ることを特徴とする請求項８記載の起動方法。
11. 【請求項１１】 前記通知手段により通知した後、前記
    燃料電池へ電力を供給するステップをさらに具備するこ
    とを特徴とする請求項８記載の起動方法。
12. 【請求項１２】 前記コンピュータシステムは、充放電
    可能な二次電池をさらに具備し、 前記本体の起動前に、前記二次電池から前記燃料電池へ
    電力を供給するステップをさらに具備することを特徴と
    する請求項８記載の起動方法。