JP2005165545A - 電子機器及びバッテリーパック - Google Patents

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隆行 矢島
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Abstract

【課題】 動作制御の適正化を図る。
【解決手段】 バッテリーパック1に設けられ該バッテリーパックの電力情報を保有する保有手段5と、機器本体部102に設けられバッテリーパックの電力情報を保有手段から取得する取得手段114と、機器本体部に設けられ取得手段によって取得されたバッテリーパックの電力情報に基づいて機器本体部の動作制御を行う制御手段113とを設けた。
【選択図】 図4

Description

本発明は電子機器及びこれに備えられるバッテリーパックについての技術分野に関する。詳しくは、バッテリーパックの電力情報を取得して動作制御の適正化を図る技術分野に関する。
電子機器には、駆動回路や制御回路等の各種の回路を有する機器本体部に、バッテリーパックが装着されて該バッテリーパックから供給される電力によって機器本体部が駆動される機器、例えば、パーソナルコンピューター等の情報処理機器がある。
このような従来の電子機器には、装着されたバッテリーパックの種類や電圧及びバッテリーパックの周囲温度を検出し、この検出結果に応じて動作を制御するようにしたものがある。
特開2003−259191号公報
ところで、近年の電子機器の高機能化等により、電子機器の種類によっては最大限消費される電力が高くなる傾向にあり、場合によっては消費電力がバッテリーパックの供給可能電力を上回ってしまう可能性がある。このように消費電力がバッテリーパックの供給可能電力を上回ってしまうと、意図せず突然の電源の切断が生じる可能性があり、このような電源の切断により、例えば、パーソナルコンピューター等の情報処理機器においてはデーターの喪失という不具合を生じるおそれがある。
そこで、従来のパーソナルコンピューター等の情報処理機器においては、上記のような不具合の発生を防止するために、例えば、機器本体部にパワーセーブ回路等の制御回路を設け、消費電力が予め設定された電力閾値を越えた時点でバッテリーパックから機器本体部に供給される電力を計測し、CPU(Central Processing Unit)の電力制御を行うようにしている。
ところが、パワーセーブ回路等を設けて意図しない突然の電源の切断を防止するようにした場合には、パワーセーブ回路等を必要とする分、製造コストの高騰を来たしてしまうという問題がある。
また、機器本体部又はバッテリーパックの電力情報が変更された場合には、パワーセーブ回路の定数をその都度検証し設定し直す必要がある。
一方、電子機器の消費電力の上昇に対応するために、バッテリーパックの電池(セル)の数を増やすことが考えられるが、電池の数を増やすとバッテリーパックが大型となり電子機器の高重量化を来たしてしまい、また、バッテリーパックが装着されるバッテリー装着部の大幅な設計変更が必要となる等の不都合を生じてしまうという問題が発生する。
そこで、本発明電子機器及びバッテリーパックは、上記した問題点を克服し、動作制御の適正化を図ることを課題とする。
本発明電子機器は、上記した課題を解決するために、バッテリーパックに設けられ該バッテリーパックの電力情報を保有する保有手段と、機器本体部に設けられバッテリーパックの電力情報を保有手段から取得する取得手段と、機器本体部に設けられ取得手段によって取得されたバッテリーパックの電力情報に基づいて機器本体部の動作制御を行う制御手段とを設けたものである。
従って、本発明電子機器にあっては、機器本体部が電力情報に応じて動作される。
別の本発明電子機器は、上記した課題を解決するために、バッテリーパックに、その種類の検出を可能とする被検出部を設け、機器本体部に、被検出部を読み取ってバッテリーパックの種類を検出する検出部を設け、機器本体部に、検出したバッテリーパックが保有する電力情報に基づいて機器本体部の動作制御を行う制御手段を設けたものである。
従って、本発明電子機器にあっては、バッテリーパックが機器本体部に装着された時点でバッテリーパックの種類の検出が行われる。
本発明バッテリーパックは、上記した課題を解決するために、機器本体部に装着されたときに、機器本体部に設けられた検出部によって読み取られ種類の検出を可能とする被検出部を設けたものである。
従って、本発明バッテリーパックにあっては、機器本体部に装着された時点で種類の検出が行われる。
本発明電子機器は、機器本体部に装着されるバッテリーパックから供給される電力によって駆動する電子機器であって、バッテリーパックに設けられ該バッテリーパックの電力情報を保有する保有手段と、機器本体部に設けられバッテリーパックの電力情報を保有手段から取得する取得手段と、機器本体部に設けられ取得手段によって取得されたバッテリーパックの電力情報に基づいて機器本体部の動作制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする。
従って、供給可能電力の不足による意図しない突然の電源の切断という事態の発生を防止することができる。
また、突然の電源の切断という事態を防止するために機器本体部にパワーセーブ回路等の制御回路を設ける必要がないため、その分、電子機器の製造コストの低減を図ることができる。
請求項2に記載した発明にあっては、保有手段に順次保有される電力情報を取得手段によって継続的又は断続的に取得するようにしたので、その時々の電子機器の使用状態に応じた動作制御の最適化を図ることができる。
別の本発明電子機器は、機器本体部に装着されるバッテリーパックから供給される電力によって駆動する電子機器であって、バッテリーパックに、その種類の検出を可能とする被検出部を設け、機器本体部に、被検出部を読み取ってバッテリーパックの種類を検出する検出部を設け、機器本体部に、検出したバッテリーパックが保有する電力情報に基づいて機器本体部の動作制御を行う制御手段を設けたことを特徴とする。
従って、被検出部を有しないバッテリーパックは機器本体部には装着することができず、種類の異なるバッテリーパックの誤挿入を防止することができる。
また、バッテリーパックの誤挿入を防止することにより、供給可能電力の小さいバッテリーパックが消費電力の大きな機器本体部に装着されたときの意図しない突然の電源の切断という事態の発生を回避することができる。
さらに、同様の大きさ及び形状で供給可能電力の異なるバッテリーパックを設計した場合でも、消費電力の大きな機器本体部に検出用突部を設けるだけで、誤挿入を来たすことなく消費電力の大きさに見合った機器本体部に対応するバッテリーパックの装着が可能であり、バッテリーパックの電池の数を増やして供給可能電力を増加させる必要がなく、電池の数を増やすことによるバッテリーパックの大型化及び電子機器の高重量化を回避することができ、また、機器本体部のバッテリー装着部の大幅な設計変更を行う必要がない。
請求項4に記載した発明にあっては、上記被検出部としてバッテリーパックの外筐に被検出用突部又は被検出用凹部を形成し、上記検出部として被検出用突部が挿入される検出用凹部又は被検出用凹部に挿入される検出用突部を形成したので、簡単な構成によりバッテリーパックの誤挿入を確実に防止することができる。
本発明バッテリーパックは、バッテリーパックの種類を検出する検出部と検出したバッテリーパックが保有する電力情報に基づいて動作制御を行う制御手段とを有する電子機器の機器本体部に装着されて該機器本体部に駆動電力を供給するバッテリーパックであって、機器本体部に装着されたときに、検出部によって読み取られ種類の検出を可能とする被検出部を設けたことを特徴とする。
従って、被検出部を有しないバッテリーパックは機器本体部には装着することができず、種類の異なるバッテリーパックの誤挿入を防止することができる。
また、バッテリーパックの誤挿入を防止することにより、供給可能電力の小さいバッテリーパックが消費電力の大きな機器本体部に装着されたときの意図しない突然の電源の切断という事態の発生を回避することができる。
さらに、同様の大きさ及び形状で供給可能電力の異なるバッテリーパックを設計した場合でも、消費電力の大きな機器本体部に検出用突部を設けるだけで、誤挿入を来たすことなく消費電力の大きさに見合った機器本体部に対応するバッテリーパックの装着が可能であり、バッテリーパックの電池の数を増やして供給可能電力を増加させる必要がなく、電池の数を増やすことによるバッテリーパックの大型化及び電子機器の高重量化を回避することができ、また、機器本体部のバッテリー装着部の大幅な設計変更を行う必要がない。
請求項6に記載した発明にあっては、上記被検出部として外筐に被検出用突部又は被検出用凹部を形成し、機器本体部の上記検出部として設けられた検出用突部が被検出用凹部に挿入され、又は、機器本体部の上記検出部として設けられた検出用凹部に被検出用突部が挿入されることにより、種類の検出が行われるようにしたので、簡単な構成によりバッテリーパックの誤挿入を確実に防止することができる。
以下に、本発明電子機器及びバッテリーパックの最良の形態を添付図面に従って説明する。以下に示す最良の形態は、本発明電子機器及びバッテリーパックをパーソナルコンピューター及びこれに備えられるバッテリーパックに適用したものである。尚、本発明の適用範囲はパーソナルコンピューター及びこれに備えられるバッテリーパックに限られることはなく、本発明は、例えば、PDA(Personal Digital Assistant)、ネットワーク端末、携帯情報端末、ワークステーション、音響機器等の各種の電子機器及びこれに備えられるバッテリーパックに広く適用することができる。
先ず、電子機器(パーソナルコンピューター)の概要について説明する(図1及び図2参照)。
電子機器(パーソナルコンピューター)100は表示部101と機器本体部102とを備えている。
表示部101は表示用筐体101aと該表示用筐体101aに取り付けられたディスプレイ101bとを有している。
機器本体部102の後端部における左右両端部には、それぞれ上方へ突出されたヒンジ用突部103、103が設けられている。ヒンジ用突部103、103には表示部101が回動自在に支持されている。
機器本体部102の上面には横長のキーボード104が設けられ、該キーボード104は複数の所定の操作キー104a、104a、・・・を有している。機器本体部102の内部には後述するCPU(Central Processing Unit)等の処理手段が設けられており、これらのCPU等の処理手段によってキーボード104の操作キー104a、104a、・・・等に対する操作によって入力された信号についての各処理が行われる。
機器本体部102の上面には操作キー104a、104a、・・・とは別の操作デバイス、例えば、ワンタッチ操作によってソフトウェアの実行等を行うことができる所謂ホットキー105、105、・・・、任意の方向へ指で力を加えてディスプレイ101b上のポインターの移動等を行うことができるポインティングデバイス106、マウスの各釦に相当する左釦107、右釦108等が配置されている。
機器本体部102の上面には電源釦109が配置されている。
機器本体部102の一方の側面102aには、例えば、左方及び下方に開口された凹部が形成され、この凹部がバッテリー装着部110とされている。バッテリー装着部110には、図3に示すように、左方へ突出され検出部として機能する検出用突部111と接続コネクター112とが設けられている。
機器本体部102は、該機器本体部102の動作制御を行う制御手段113、主記憶装置として機能する揮発性記憶手段、補助記憶装置として機能する不揮発性記憶手段及び取得手段114を備え、こられの各手段が電源ラインによって接続されている(図4参照)。
制御手段113は、例えば、CPUであり、揮発性記憶手段に記憶された情報を読み出して各種の演算処理を行い、処理結果を揮発性記憶手段に書き込む機能を有している。
揮発性記憶手段は、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)であり、電源遮断により記憶情報が消失する読み書き可能なメモリーである。
不揮発性記憶手段は、例えば、ハードディスクドライブ装置や光学式ディスクのドライブ装置等であり、電源遮断によっても記憶情報が消失しない装置である。
取得手段114は、例えば、EC(Embedded Controller:組み込みコントローラー)やマザーボード上に搭載されるSB(South Bridge)であり、後述するバッテリーパックの機器本体部102に対する接続状態を検出して取得する等の機能と、電子機器100又はその周辺機器の各手段の電源制御や付加機能等についての制御を行う機能を有している。従って、取得手段114によって上記した制御手段113、揮発性記憶手段、不揮発性記憶手段、入力手段であるマウスやキーボード104等及び出力手段であるディスプレイ101bやプリンター等に対する電力の供給及びその遮断が行われる。
取得手段114は電源釦109に接続されており、電源釦109の操作状態を検知して電子機器100の起動を開始する機能を有する。
機器本体部102にはソフトウェア階層としてACPI115が設けられている。ACPI仕様(Advanced Configuration and Power Interface Specification)は、電子機器100のパワーマネージメントをOS(Operating System)で一元管理するための仕様であり、ACPI115はACPI機構を構成するインターフェース部である。
次に、電子機器100において用いられるバッテリーパックについて説明する(図4及び図5参照)。
バッテリーパック1は、例えば、図5に示すように、扁平な略矩形状に形成され、外筐2の内部に複数の電池4、4、・・・(図4参照)、例えば、リチウムイオン電池やリチウムイオンポリマー電池等の二次電池や制御回路基板等の所要の各部が配置されて成る。
外筐2の一方の側面2aには、コネクター3が設けられている。外筐2の側面2aには被検出部として機能する被検出用凹部2bが形成されている。
バッテリーパック1は保有手段5を有している(図4参照)。保有手段5は、例えば、マイクロコンピューターであり、電池4、4、・・・についての各種の情報、例えば、温度や湿度等の環境条件、給電状態(バッテリー残容量や負荷状態等)、劣化状態及び電力情報等を把握して保有する。従って、保有手段5は、電池4、4、・・・の電力情報を常時検出し、電力情報検出手段としても機能する。
バッテリーパック1の電池4、4、・・・、保有手段5及び機器本体部102の上記各手段は、互いにシステムバスを介して接続されている。
後述するようにバッテリーパック1が機器本体部102に装着されると、保有手段5が取得手段114とI/O(In/Out)ポート116を介して接続される。
以下に、バッテリーパック1のバッテリー装着部110への装着動作について説明する(図6乃至図8参照)。
バッテリーパック1のバッテリー装着部110への装着は、コネクター3がバッテリー装着部110側へ向く状態でバッテリーパック1をバッテリー装着部110に挿入することにより行う。バッテリーパック1をバッテリー装着部110の奥側まで挿入すると、機器本体部102の検出用突部111がバッテリーパック1の被検出用凹部2bに相対的に挿入される(図6参照)。
検出用突部111が被検出用凹部2bに挿入されると、バッテリーパック1がバッテリー装着部110の奥側の端部まで挿入され、このときコネクター3が機器本体部102の接続コネクター112に接続されてバッテリーパック1のバッテリー装着部110への装着が完了する。バッテリーパック1のバッテリー装着部110への装着が完了すると、機器本体部102の電源が投入されることにより、I/Oポート116にバッテリーパック1のメカニカルID(Identification)が提示される。
上記のように、バッテリーパック1には被検出用凹部2bが形成されているため、該被検出用凹部2bに検出用突部111が挿入されてバッテリーパック1のバッテリー装着部110への装着が可能となる。
しかしながら、バッテリーパック1と同様の大きさ及び形状を為すバッテリーパックaも存在し(図7参照)、このバッテリーパックaの供給可能電力はバッテリーパック1の供給可能電力に比して低くされている。バッテリーパックaには被検出用凹部2bが形成されていない。従って、図8に示すように、バッテリーパックaをバッテリー装着部110に挿入したときには、バッテリーパックaの側面に検出用突部111が接触し、バッテリーパックaのバッテリー装着部110への挿入が規制される。バッテリーパックaは、その側面に検出用突部111が接触するため、バッテリー装着部110の奥側の端部までは挿入されずコネクター3は機器本体部102の接続コネクター112に接続されず、バッテリーパックaの一部が機器本体部102から突出した状態とされる。
従って、バッテリーパックaは機器本体部102には装着することができず、ユーザーは装着すべきバッテリーパックの種類を誤って挿入したことを容易に把握することができる。
また、バッテリーパックの誤挿入を防止することにより、例えば、供給可能電力の小さいバッテリーパックaが消費電力の大きな機器本体部に装着されたときの意図しない突然の電源の切断という事態を生じることがなく、パーソナルコンピューター等の情報処理機器におけるデーターの喪失という不具合を回避することができる。
尚、機器本体部102より消費電力の小さいタイプの機器本体部を有する電子機器には検出用突部は設けられておらず、この電子機器の機器本体部にはバッテリーパックa及びバッテリーパック1の何れもが装着可能である。
さらに、バッテリーパック1とバッテリーパックaのように、同様の大きさ及び形状で供給可能電力の異なるバッテリーパックを設計した場合でも、消費電力の大きな機器本体部に検出用突部を設けるだけで、誤挿入を来たすことなく消費電力の大きさに見合った機器本体部に対応するバッテリーパックが装着可能である。従って、電子機器の消費電力の上昇に対応するために、バッテリーパックの電池の数を増やす必要がなく、電池の数を増やすことによるバッテリーパックの大型化及び電子機器の高重量化を回避することができ、また、機器本体部のバッテリー装着部の大幅な設計変更を行う必要がない。
次に、機器本体部102とバッテリーパック1の保有手段5との間の通信動作について説明する(図4参照)。
電源釦109が操作されると取得手段114によって電源釦109が操作されたことが検知され、電子機器100の起動開始動作が行われ、取得手段114によって制御手段113の電源が投入される。このときバッテリーパック1のメカニカルIDが提示されたI/Oポート116の値が取得手段114によって読み取られ、バッテリーパック1が保有する情報、例えば、設計上設定されている電力情報(供給可能電力)が取得され、取得された電力情報が制御手段113に送信される。
電子機器100が起動されると、システムバスコントローラーが初期化され、システムバス上にバッテリーパック1のアドレスが指定されてバッテリーパック1の存在が確認される。バッテリーパック1の存在が確認されると、バッテリーパック1と制御手段113が通信可能な状態であるか否かが検出される。
バッテリーパック1との通信が可能であることが検出されると、通信が開始され、取得手段114によってバッテリーパック1が保有する各種の情報、例えば、電力情報が取得され、この電力情報が制御手段113に送信される。
制御手段113においては、送信された電力情報に基づいて機器本体部102の最適な動作周波数の設定が行われる。尚、電源釦109が操作されてから電子機器100が起動されるまでは、先に、メカニカルIDが提示されたI/Oポート116の値から取得された電力情報に基づいて制御手段113による機器本体部102の最適な動作周波数の設定が行われる。
以上に記載した通り、電子機器100にあっては、バッテリーパック1の電力情報を取得手段114によって保有手段5から取得し、取得手段114によって取得されたバッテリーパック1の電力情報に基づいて制御手段113により機器本体部102の動作制御を行うようにしているので、意図しない突然の電源の切断という事態を生じることがなく、例えば、パーソナルコンピューター等の情報処理機器におけるデーターの喪失という不具合を回避することができる。
また、突然の電源の切断という事態を防止するために機器本体部102にパワーセーブ回路等の制御回路を設ける必要がないため、その分、電子機器100の製造コストの低減を図ることができる。
上記には、バッテリーパック1の設計上設定された電力情報又は電子機器100の起動時における電力情報を取得する例を示したが、バッテリーパック1が機器本体部102に対して最大限供給可能な電力は周囲環境や使用時間の経過によって逐次変化する。
図9は、バッテリーパックの最大電力供給量と各パラメーターとの関係を示す図である。
バッテリーパックの最大電力供給量は、図9に示すように、バッテリーパックの周囲温度が高いほど増加し、バッテリーパックの電圧(セル電圧)が高いほど増加し、バッテリーパックの劣化率が小さいほど増加する。
そこで、電子機器100にあっては、バッテリーパック1の保有手段5によって、常時、上記の周囲温度、電圧及び劣化率を検出して最大供給電力量を算出し、この算出した値を保有手段5の記憶エリア(RAM)に書き込み、書き込まれた電力情報を取得手段114によって取得して制御手段113に送信するようにしている。
取得手段114による上記した電力情報の取得及び送信は、電子機器100の駆動時に継続的又は断続的に行われ、断続的に行われる場合には、例えば、8秒間隔で行われる。制御手段113においては、継続的又は断続的に送信された電力情報に基づいて、その都度、最適な動作周波数の設定変更が行われ機器本体部102の動作制御が行われる。
従って、電子機器100にあっては、その時々の使用状態に応じた動作制御の最適化を図ることができる。
尚、上記には、機器本体部102に検出部として検出用突部111を設け、バッテリーパック1に被検出部として被検出用凹部2bを形成した例を示したが、逆に、機器本体部に検出部として検出用凹部を形成し、バッテリーパックに被検出部として被検出用突部を設けるようにすることもできる。
また、上記のように、検出部及び被検出部として検出用突部111と被検出用凹部2bのような機械的な手段を用いるのではなく、例えば、光センサーや磁気センサー等の光学式又は磁気式の手段によって検出部及び被検出部を構成することも可能である。
さらに、バッテリーパック1及びバッテリーパックaの大きさ及び形状は図5及び図7に示したものに限られることはなく、例えば、図10及び図11に示すようなバッテリーパック1及びバッテリーパックaよりも大きさの小さいバッテリーパック1A及びバッテリーパックbのようなものでもよい。バッテリーパック1Aはバッテリーパックbよりも供給可能電力が大きくされており、バッテリーパック1Aには被検出用凹部2c又は被検出用突部が形成されており、バッテリーパックbには被検出用凹部及び被検出用突部が設けられていない。
上記した最良の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施する際の具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
機器本体部からバッテリーパックを分離した状態で示す電子機器の斜視図である。 機器本体部にバッテリーパックを装着した状態で示す電子機器の斜視図である。 機器本体部のバッテリー装着部を示す概念図である。 電子機器の構成を概略的に示すブロック図である。 バッテリーパックを示す拡大斜視図である。 バッテリーパックがバッテリー装着部に装着された状態を示す概念図である。 被検出用凹部を有しないバッテリーパックを示す拡大斜視図である。 被検出用凹部を有しないバッテリーパックがバッテリー装着部に挿入されたときの状態を示す概念図である。 バッテリーパックの最大電力供給量と各パラメーターとの関係を示す図である。 大きさが異なる別のバッテリーパックを示す拡大斜視図である。 被検出用凹部を有しない大きさが異なる別のバッテリーパックを示す拡大斜視図である。
符号の説明
100…電子機器、102…機器本体部、111…検出用突部(検出部)、113…制御手段、114…取得手段、1…バッテリーパック、2…外筐、2b…被検出用凹部(被検出部)、5…保有手段、1A…バッテリーパック、2c…被検出用凹部(被検出部)

Claims (6)

  1. 機器本体部に装着されるバッテリーパックから供給される電力によって駆動する電子機器であって、
    バッテリーパックに設けられ該バッテリーパックの電力情報を保有する保有手段と、
    機器本体部に設けられバッテリーパックの電力情報を保有手段から取得する取得手段と、
    機器本体部に設けられ取得手段によって取得されたバッテリーパックの電力情報に基づいて機器本体部の動作制御を行う制御手段とを備えた
    ことを特徴とする電子機器。
  2. 保有手段に順次保有される電力情報を取得手段によって継続的又は断続的に取得するようにした
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  3. 機器本体部に装着されるバッテリーパックから供給される電力によって駆動する電子機器であって、
    バッテリーパックに、その種類の検出を可能とする被検出部を設け、
    機器本体部に、被検出部を読み取ってバッテリーパックの種類を検出する検出部を設け、
    機器本体部に、検出したバッテリーパックが保有する電力情報に基づいて機器本体部の動作制御を行う制御手段を設けた
    ことを特徴とする電子機器。
  4. 上記被検出部としてバッテリーパックの外筐に被検出用突部又は被検出用凹部を形成し、
    上記検出部として被検出用突部が挿入される検出用凹部又は被検出用凹部に挿入される検出用突部を形成した
    ことを特徴とする請求項3に記載の電子機器。
  5. バッテリーパックの種類を検出する検出部と検出したバッテリーパックが保有する電力情報に基づいて動作制御を行う制御手段とを有する電子機器の機器本体部に装着されて該機器本体部に駆動電力を供給するバッテリーパックであって、
    機器本体部に装着されたときに、検出部によって読み取られ種類の検出を可能とする被検出部を設けた
    ことを特徴とするバッテリーパック。
  6. 上記被検出部として外筐に被検出用突部又は被検出用凹部を形成し、
    機器本体部の上記検出部として設けられた検出用突部が被検出用凹部に挿入され、又は、機器本体部の上記検出部として設けられた検出用凹部に被検出用突部が挿入されることにより、種類の検出が行われるようにした
    ことを特徴とする請求項5に記載のバッテリーパック。
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