JP2015176443A - 情報処理装置及びその制御方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】給電装置から電力を供給可能であり、バッテリーを備えた情報処理装置においてバッテリーの充電効率を向上させた情報処理装置及びその制御方法、並びにプログラムを提供する。
【解決手段】受電装置１０は、供給電力が動作電力以上である場合に（ステップＳ５０５でＹＥＳ）、供給電力のうちの余剰電力をバッテリーに充電するようにバッテリーを制御する。一方、供給電力が動作電力未満である場合に（ステップＳ５０５でＮＯ）、動作電力に不足している不足電力をバッテリーから放電するようにバッテリーを制御する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、情報処理装置及びその制御方法、並びにプログラムに関する。

従来、受電装置から給電装置に対して電力供給するインタフェースとして、電源線をＶｂｕｓとしているＵＳＢ（Universal Serial Interface）ケーブル接続を用いたＵＳＢインタフェースが広く普及している。

ＵＳＢ規格において、受電装置１台あたりに供給可能な電力は、定格５Ｖ、最大５００ｍＡの２．５Ｗ（ＵＳＢ ２．０）、または定格５Ｖ、最大９００ｍＡの４．５Ｗ（ＵＳＢ ３．０）と規定されている。

近年では、このＵＳＢ規格が拡張され、供給可能な電力が最大１００ＷとなったＵＳＢ ＰＤ（USB Power Delivery）が策定されている。ＵＳＢ ＰＤ規格では、Ｖｂｕｓを介した給電装置と受電装置との通信によって、供給可能な電力を通知したり供給電力を指定したりするためのネゴシエーション方法が規定されている。

このＵＳＢ ＰＤ規格に準拠して給電装置から受電装置に対して電力供給するための最も容易な方法は、給電装置の電源容量を大きくして給電装置の動作と電力供給を両立するのに十分な電源容量を確保する方法である。

この方法を用いた場合、ＵＳＢ ＰＤ規格では受電装置１台あたり最大１００Ｗを電力供給するので、単純に給電装置の電源容量を大きくすると、コストが大幅に増加すると共に装置全体が大きくなってしまう。

そのため、限られた電源容量を有効活用するためには給電装置による給電制御だけではなく受電装置による給電制御が効果的である。

受電装置が受電制御を行う技術として、動作電力が変化している機器に対して機器の動作電力と電池の充電電力の和が交流電源の一定の電力となるように制御し、交流電源を最大限有効に使用する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、電子機器の動作優先モードと充電優先モードを切り替えて、電子機器とバッテリーのそれぞれへの供給電力を制御する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、バッテリー併用型太陽光発電設備で、太陽電池の発生電力が最大になるようにバッテリー充電及びバッテリー放電を制御する技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。

上述した特許文献１及び特許文献２に開示された技術は、受電装置の動作電力以上の電力供給を受けられる場合に有効である。

特開平６−２２５４７８号公報 特開２００２−７８２２７号公報 特開平６−２６６４５６号公報

しかしながら、給電装置から受電装置の動作電力以上の電力供給を受けられない場合には、ＵＳＢ ＰＤであっても従来ＵＳＢと同様に給電装置からの電力供給を停止してバッテリー放電に切り替えるため、バッテリー充電効率が低下するという課題がある。

また、特許文献３に開示された技術は、給電装置としての太陽電池の発生電力を受電装置として受動的に受け入れる前提がある場合に有効である。しかしながら、バッテリー制御そのものは受電装置によって能動的に行われないので、ＵＳＢ ＰＤのネゴシエーションを活用して給電装置及び受電装置の各動作状態に適したバッテリー制御を行うことができないという課題がある。

本発明の目的は、給電装置から電力を供給可能であり、バッテリーを備えた情報処理装置においてバッテリーの充電効率を向上させた情報処理装置及びその制御方法、並びにプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の情報処理装置は、給電装置から電力を供給可能であり、バッテリーを備えた情報処理装置であって、前記給電装置から供給される供給電力と、前記情報処理装置が動作するための動作電力との大きさを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果が、前記供給電力が前記動作電力以上である場合に、前記供給電力のうちの余剰電力を前記バッテリーに充電するように前記バッテリーを制御し、前記比較手段による比較結果が、前記供給電力が前記動作電力未満である場合に、前記動作電力に不足している不足電力を前記バッテリーから放電するように前記バッテリーを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、供給電力が動作電力以上である場合に、供給電力のうちの余剰電力をバッテリーに充電するようにバッテリーを制御し、供給電力が動作電力未満である場合に、動作電力に不足している不足電力をバッテリーから放電するようにバッテリーを制御するので、バッテリーの充電効率を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る給電装置及び受電装置を含むシステムの一例の概略構成を示す図である。 図１における受電装置の概略構成を示す図である。 図１における給電装置の概略構成を示す図である。 図２における受電装置の電源制御部及びＵＳＢ通信部、並びに給電装置の電源制御部及びＵＳＢ通信部の概略構成を示す図である。 図１における給電装置で用いられる電源容量、装置状態毎電力表、及び給電能力一覧表を示す図である。 図１における給電装置で用いられる最大給電容量、及び給電能力表を示す図である。 図１における受電装置で用いられるバッテリー容量、装置状態毎電力表、及びバッテリー残量を示す図である。 ＵＳＢ ＰＤ規格で定義された電力制御通知のためのメッセージ一覧を示す図である。 給電制御処理におけるネゴシエーションを示すシーケンス図である。 図１０（Ａ）は、図２におけるＣＰＵにより実行される受電制御処理の手順を示すフローチャートであり、図１０（Ｂ）はその変形例を示すフローチャートである。 受電制御処理を説明するためのタイミングチャートを示す図である。 受電制御処理を説明するためのタイミングチャートを示す図である。

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述する。

図１は、本発明の実施の形態に係る給電装置１００及び受電装置１０を含むシステム１の一例の概略構成を示す図である。

図１において、システム１は、給電装置１００、受電装置１０、ネットワークサーバ５０、ネットワーク端末６０，６１，６２で構成される。本実施の形態では、給電装置１００の一例として画像処理装置を用いており、情報処理装置の一例として受電装置１０を用いている。

給電装置１００は、受電装置１０とＵＳＢケーブル２０で接続される。給電装置１００は、電源ケーブル３０により電源が供給され、受電装置１０にＵＳＢケーブル２０を用いて電源を供給する。受電装置１０は給電装置１００からＵＳＢケーブル２０によって電力を供給されるだけではなく、ＵＳＢケーブル２０によって給電装置１００とデータなどの通信を行う。

また、給電装置１００は、ネットワークサーバ５０とネットワーク４０で接続される。ネットワークサーバ５０は、ネットワーク端末６０，６１，６２と接続し、給電装置１００と通信可能となっている。

例えば、給電装置１００は、ネットワーク端末６０，６１，６２のいずれかからネットワーク４０を介して受信したＰＤＬデータに対してインタプリタ処理及びレンダリング処理を実行し、得られた画像データを記録紙に印刷する。

図２は、図１における受電装置１０の概略構成を示す図である。

図２において、受電装置１０は、ＵＳＢ通信部２０１、電源制御部２０２、操作部２０３、表示部２０４、ＣＰＵ２０５、ＲＯＭ２０６、ＲＡＭ２０７、及びＨＤＤ２０８で構成され、それぞれ内部バス２００で接続されている。

ＣＰＵ２０５は、受電装置１０全体を制御する。ＲＯＭ２０６は、不揮発性記憶装置であって、受電装置１０の制御内容を記述したプログラムを記憶する記憶部である。

ＲＡＭ２０７は、不揮発性記憶装置であって、ＣＰＵ２０５がプログラムを実行する際に各種のデータを一時的に記憶するためのワークメモリとして使用されたり、送受信に関わるデータを一時記憶する通信バッファなどとして使用される。

ＨＤＤ２０８は、不揮発性記憶装置であって、受電装置１０の制御内容を記述したプログラムやデータを記憶する。後述するフローチャートは、ＲＯＭ２０６またはＨＤＤ２０８に記憶されたプログラムがＲＡＭ２０７に展開され、ＣＰＵ２０５によって実行される処理を示している。

ＵＳＢ通信部２０１は、給電装置１００との間で、ＵＳＢケーブル２０の接続を介したデータ通信と電力供給を行う。

電源制御部２０２は、受電装置１０における各部に対する電力供給、及びＵＳＢ通信部２０１を介した受電装置１０に対する電力供給を制御する。

操作部２０３は、受電装置１０で実行する処理に関するユーザからの操作情報が入力される操作キーなどのユーザインタフェースを備える。表示部２０４は、ユーザに対する情報を表示する。この表示部２０４は、例えば、液晶ディスプレイで実現され、受電装置１０で実行する処理に関する設定情報や処理結果を表示する。

図３は、図１における給電装置１００の概略構成を示す図である。

図３において、給電装置１００は、ＵＳＢ通信部３０１、ネットワーク通信部３０２、スキャナ部３０３、操作部３０４、表示部３０５、プリンタ部３０６、画像処理部３０７、電源制御部３０８、ＣＰＵ３０９、ＲＯＭ３１０、ＲＡＭ３１１、及びＨＤＤ３１２で構成され、それぞれ内部バス３００で接続されている。

ＣＰＵ３０９は、給電装置１００全体を制御する。ＲＯＭ３１０は、不揮発性記憶装置であって、給電装置１００で実行する画像データハンドリング及び画像処理の制御内容を記述したプログラムを記憶する記憶部である。

ＲＡＭ３１１は、不揮発性記憶装置であって、ＣＰＵ３０９がプログラムを実行する際に各種のデータを一時的に記憶するためのワークメモリとして使用されたり、送受信に関わるデータを一時記憶する通信バッファなどとして使用される。

ＨＤＤ３１２は、不揮発性記憶装置であって、給電装置１００の制御内容を記述したプログラムや画像データを記憶する。後述するシーケンス図は、ＲＯＭ３１０またはＨＤＤ３１２に記憶されたプログラムがＲＡＭ３１１に展開され、ＣＰＵ３０９によって実行される処理を示している。

ＵＳＢ通信部３０１は、受電装置１０との間で、ＵＳＢケーブル２０の接続を介したデータ通信と電力供給を行う。

ネットワーク通信部３０２は、ネットワーク４０や電話回線を介してデータ通信を実行する処理部である。具体的にネットワーク通信部３０２は、ネットワーク端末６０，６１，６２との間で、ネットワーク４０を介したデータ通信を行ったり、公衆電話回線を介したＦＡＸ通信を行う。

スキャナ部３０３は、読み取り駆動部によって搬送される密着型イメージセンサによって原稿全体をスキャンする際に、読み取り点灯制御部によって密着型イメージセンサ内部のＬＥＤを点灯制御する。同時に、スキャナ部３０３は、密着型イメージセンサ内部のフォトセンサが原稿画像を光学的に読み取って、原稿画像を示す画像データに変換する。

操作部３０４は、給電装置１００で実行する処理に関するユーザからの操作情報が入力される操作キーなどのユーザインタフェースを備える。表示部３０５は、ユーザに対する情報を表示する。この表示部３０５は、例えば、液晶ディスプレイで実現され、給電装置１００で実行する処理に関する設定情報や処理結果を表示する。プリンタ部３０６は、画像データが示す画像を記録紙に所定の出力解像度で印刷する。

画像処理部３０７は、画像データに対してスキャン系画像処理、プリント系画像処理、及び通信系画像処理などの画像処理を実行する。具体的に画像処理部３０７は、スキャナ部３０３から受信した画像データに対して、シェーディング補正、ガンマ補正、二値化処理、中間調処理、及びＲＧＢからＣＭＹＫへの色空間変換などのスキャンデバイス特性に適合した画像処理を実行する。

また、画像処理部３０７は、印刷する画像データに対して、解像度変換、及びスムージング、濃度補正などのプリンタデバイス特性に適合した画像処理を実行する。

また、画像処理部３０７は、ネットワーク通信部３０２を介して送受信する画像データに対して、解像度変換、色空間変換などの通信デバイス特性に適合した画像処理を実行する。

電源制御部３０８は、図１で示した電源ケーブル３０を介して供給される電力を元に、給電装置１００の状態に応じて、給電装置１００の各処理部や受電装置１０に対する電力供給を制御する。

図４は、図２における受電装置１０の電源制御部２０２及びＵＳＢ通信部２０１、並びに給電装置１００の電源制御部３０８及びＵＳＢ通信部３０１の概略構成を示す図である。

まずＵＳＢケーブル２０について説明する。ＵＳＢケーブル２０は、情報を通信するＵＳＢデータライン、及び、電力を供給するＵＳＢバスラインで構成される。

ＵＳＢデータラインは、Ｄ＋及びＤ−から構成され、Ｄ＋がＨｉｇｈ、Ｄ−がＬｏｗの状態でハイスピードの通信、Ｄ＋がＬｏｗ、Ｄ−がＨｉｇｈの状態でロースピードの通信が実行可能であり、Ｄ＋、Ｄ−共にＬｏｗの場合は接続されていないとみなされる。

ＵＳＢバスラインは、Ｖｂｕｓ及びＧＮＤから構成され、ＵＳＢ ＰＤ規格では、このＶｂｕｓを用いたネゴシエーション方法を定めている。

ＵＳＢ ＰＤ非対応の機器やケーブルを用いた場合には、標準規格電力として、５Ｖ、５００ｍＡの２．５Ｗ（ＵＳＢ ２．０）、または、５Ｖ、９００ｍＡの４．５Ｗ（ＵＳＢ ３．０）が供給される。

一方、ＵＳＢ ＰＤ対応の機器やケーブルを用いた場合には、必要に応じて、１２Ｖ、３Ａや１２Ｖ、５Ａ、更に、２０Ｖ、３Ａや２０Ｖ、５Ａの最大１００Ｗを供給することが可能である。

次に、受電装置１０の電源制御部２０２及びＵＳＢ通信部２０１について説明する。ＵＳＢ通信部２０１は、ＵＳＢポート４０４、及びケーブル検知部４０３を含む。ＵＳＢポート４０４は、ＵＳＢケーブル２０を接続するためのポートである。また、ケーブル検知部４０３は、ＵＳＢポート４０４にＵＳＢケーブル２０が接続されたことを検知する。

本実施の形態において、ケーブル検知部４０３は、ＵＳＢ ＰＤ規格においては、コネクタシールドとＧＮＤ間のインピーダンスがＵＳＢ ＰＤ規格の規定抵抗値以下になったか否かでケーブル接続を検知する。

ＵＳＢ通信部２０１は、ＶＢＵＳを電力供給線として用いて給電装置１００からＵＳＢケーブル２０経由で受電し、この電力供給線を電源制御部２０２に接続する。また、図２で示した内部バス２００を介したＣＰＵ２０５がプログラムを実行することでＵＳＢ経由のデータ通信を制御する。

受電装置１０の電源制御部２０２は、バッテリー４００、バッテリー制御部４０１、及び電力線通信部４０２を含む。

電力線通信部４０２は、給電装置１００との間でＵＳＢ経由の電力供給に関わるネゴシエーションをＶＢＵＳ経由で実行する。

バッテリー制御部４０１は、バッテリー４００から放電するためのＤＣ−ＤＣコンバータ４０５と、バッテリー４００に充電するためのＤＣ−ＤＣコンバータ４０６と、スイッチ４０７，４０８とを備えている。

バッテリー制御部４０１は、スイッチ４０７，４０８をＤＣ−ＤＣコンバータ４０５側に切り替えることで、バッテリー４００から必要な電力を放電する。

また、バッテリー制御部４０１は、スイッチ４０７，４０８をＤＣ−ＤＣコンバータ４０６側に切り替えることで、バッテリー４００に充電する。

電力線通信部４０２によるネゴシエーションで定められた電圧Ｖと電流ＩＡで与えられるＵＳＢ供給電力ＩＡ・Ｖが、受電装置１０の各部で必要とする動作電力Ｐ以上の場合、バッテリー制御部４０１は、バッテリー制御部４０１は、電圧Ｖ、電流ＩＢ＝ＩＡ−Ｐ／Ｖ（＞０）でバッテリー４００を充電する。

充電時において、電圧Ｖ、電流ＩＢの電力がＤＣ−ＤＣコンバータ４０６によって変換されてバッテリー４００に充電される。

また、電力線通信部４０２によるネゴシエーションで定めた電圧Ｖと電流ＩＡで与えられるＵＳＢ供給電力ＩＡ・Ｖが、受電装置１０の各処理部で必要とする動作電力Ｐ未満の場合、電圧Ｖ、電流ＩＢ＝Ｐ／Ｖ−ＩＡ（≧０）でバッテリー４００から放電する。

放電時において、バッテリー４００に蓄えられた電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０５によって電圧Ｖ、電流ＩＢに変換されて放電される。

次に、給電装置１００の電源制御部３０８及びＵＳＢ通信部３０１について説明する。

ＵＳＢ通信部３０１は、ＵＳＢポート４１４、及びケーブル検知部４１３を含む。ＵＳＢポート４１４は、ＵＳＢケーブル２０を接続するためのポートである。また、ケーブル検知部４１３は、ＵＳＢポート４１４にＵＳＢケーブル２０が接続されたことを検知する。

本実施の形態において、ケーブル検知部４１３は、ＵＳＢ ＰＤ規格においては、コネクタシールドとＧＮＤ間のインピーダンスがＵＳＢ ＰＤ規格の規定抵抗値以下になったか否かでケーブル接続を検知する。

ＵＳＢ通信部３０１は、ＶＢＵＳを電力供給線として用いて受電装置１０にＵＳＢケーブル２０経由で給電する。また、図２で示した内部バス３００を介したＣＰＵ３０９がプログラムを実行することでＵＳＢ経由のデータ通信を制御する。

電源制御部３０８は、電源部４１０、供給電力切替部４１１、及び電力線通信部４１２を含む。

電力線通信部４１２は、受電装置１０との間でＵＳＢ経由の電力供給に関わるネゴシエーションをＶＢＵＳ経由で実行する。

電源部４１０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１５、ＡＣ−ＤＣコンバータ４１６を含む。電源部４１０は、ＡＣ電源７０から電源ケーブル３０を介して給電される交流電力を受電し、ＡＣ−ＤＣコンバータ４１６で直流電力に変換し、変換した直流電力の電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ４１５でＵＳＢ ＰＤ規格に準拠した複数の電圧に変換して供給電力切替部４１１に出力する。また、電源部４１０は、給電装置１００の各部にも電源を供給する。

供給電力切替部４１１は、電源部４１０が出力した電力のうち、電力線通信部４０２によるネゴシエーションで定められた電圧と電流で与えられる電力を電力供給線によってＵＳＢ通信部３０１に出力する。

図５は、図１における給電装置１００で用いられる電源容量、装置状態毎電力表、及び給電能力一覧表を示す図である。

図５（Ａ）は、電源制御部３０８の電源の電源容量１０００を示す図である。この電源容量１０００はＲＯＭ３１０に記憶されている。図５（Ａ）に示されるように、本実施の形態において電源制御部３０８が有する電源の電源容量は１３００Ｗとなっている。

図５（Ｂ）は、給電装置１００において消費電力の異なる各状態の消費電力量を示す装置状態毎電力表１０１０を示す図である。この装置状態毎電力表１０１０はＲＯＭ３１０に記憶されている。例えば、給電装置１００の状態である装置状態がプリントの場合の消費電力量は、１２６８Ｗとなっている。電源容量が１３００Ｗであるので、装置状態がプリントの場合の残りの電源容量は３２Ｗということになる。

図５（Ｃ）は、給電装置１００がＶＢＵＳを用いて供給する供給電圧、供給電流、及び供給電圧と供給電流を積算した供給電力の関係を示す給電能力一覧表１０２０を示す図である。この給電能力一覧表１０２０はＲＯＭ３１０に記憶されている。

例えば、２０Ｖの場合の供給電流は５．０Ａまたは３．０Ａであり、そのときの供給電力は１００Ｗまたは６０Ｗとなっている。

また、装置状態がプリントの場合の残りの電源容量は３２Ｗであるので、プリント時には４番目以降に示される電圧、電流、及び電力を供給できる。そこで特に図５ではプリント状態給電能力１０２２、及びそのときの電力を示すプリント時供給可能電力群１０２１を示している。

上述した装置状態として、本実施の形態では、スタンバイ状態、スリープ状態、プリントやスキャンなどを実行する動作状態、及び紙切れやトナー切れなどのエラー状態などが挙げられる。

装置状態の変化とは、上記各状態から別の状態に遷移することを意味する。また、装置状態は、例えば、プリントジョブやスキャンジョブを受信したり、紙切れやトナー切れの検知したりすると現在の状態から他の状態に遷移する。さらに、本実施の形態では、電源投入後にスタンバイ状態に遷移することも、装置状態の変化に含める。

図６は、図１における給電装置１００で用いられる最大給電容量、及び給電能力表を示す図である。

図６（Ａ）は、図３におけるＣＰＵ３０９によって算出されるプリント時の最大給電容量１０３０を示す図である。この最大給電容量１０３０は、ＲＡＭ３１１に記憶される。

この最大給電容量は、給電装置１００が受電装置１０に対して供給可能な電力量を示している。

上述したように、装置状態がプリントの場合の残りの電源容量は３２Ｗであるので、最大給電容量は３２Ｗである。

プリント時に限らず、ＣＰＵ３０９は、給電最大容量＝電源容量値−プリント時消費電力値として、給電最大容量を算出する。

図６（Ｂ）は、図３におけるＣＰＵ３０９により給電能力一覧表１０２０から生成されるプリント時の供給電圧及び供給電力の組合せを記憶した給電能力表１０４０を示す図である。この給電能力表１０４０はＲＡＭ３１１に記憶される。

給電能力表１０４０を作成する場合は、まず、ＲＯＭ３１０に記憶された給電能力一覧表１０２０の供給電力のうち、算出された最大給電容量１０３０以下の供給電力値であるプリント時供給可能電力群１０２１を算出する。

例えばプリント時の最大給電容量１０３０は３２［Ｗ］であるため、プリント時供給可能電力群１０２１は、図５（Ｃ）に示されるように、１８、１０、７．５、４．５、２．５［Ｗ］の組合せとなる。

次に、プリント時供給可能電力群１０２１の各供給電力に対応する供給電圧と供給電流の組合せを給電能力一覧表１０２０から抽出し、現在の状態（図６の場合はプリント時）の給電能力表１０４０を作成してＲＡＭ３１１に記憶する。

従って、給電能力表１０４０は、図５（Ｃ）に示されるプリント状態給電能力１０２２を抽出したものである。

図７は、図１における受電装置１０で用いられるバッテリー容量、装置状態毎電力表、及びバッテリー残量を示す図である。

図７（Ａ）は、バッテリー４００のバッテリー容量を示す図である。このバッテリー４００はＲＯＭ２０６に記憶される。本実施の形態において、バッテリー容量１１０に示されるように、バッテリー４００のバッテリー容量は３００Ｗｈとなっている。

図７（Ｂ）は、受電装置１０において消費電力の異なる各状態の消費電力量を示す装置状態毎電力表１１１０を示す図である。この装置状態毎電力表１１１０はＲＯＭ２０６に記憶される。

例えば、装置状態が低電力モードの場合の消費電力量は６０Ｗとなっている。上記バッテリー容量１１００、及び装置状態毎電力表１１１０から、フル充電状態において、電力供給を受けない場合、通常モード時の消費電力１００Ｗで３時間、低電力モード時の消費電力６０Ｗで５時間の電力をバッテリー４００は確保できることがわかる。

図７（Ｃ）は、バッテリー４００のバッテリー残量を示す図である。このバッテリー残量１１２０はＣＰＵ２０５によって検知または算出され、ＲＡＭ２０７に記憶される。

例えば、バッテリー残量が１２０Ｗｈの充電状態において、電力供給を受けない場合、通常モード時の消費電力１００Ｗで１．２時間、低電力モード時の消費電力６０Ｗで２時間の動作電力をバッテリー４００が確保していることがわかる。

図８は、ＵＳＢ ＰＤ規格で定義された電力制御通知のためのメッセージ一覧を示す図である。

図８に示される一覧には、電力制御通知のためのメッセージと、メッセージの送受信先を示す方向と、メッセージの内容とが示されている。

給電能力通知（Capability）は、給電装置１００から受電装置１０に対して、給電可能な電力を複数の電圧及び電流の組合せを提示するためのメッセージである。

給電要求通知（Request）は、受電装置１０から給電装置１００に対して、給電能力通知で提示された電圧と電流の組合せのうちから要求する電圧と電流の組合せを提示するためのメッセージである。

また、給電要求通知には、能力非適合を示すMismatchフラグが含まれ、このMismatchフラグは、給電能力通知に対する給電要求が能力非適合であるか否かをＯＮまたはＯＦＦで示すフラグである。このフラグは、能力非適合であればＯＮとなり、能力適合であればＯＦＦとなる。

さらに、給電要求通知には、給電開始後における供給電力の変更可否を示すGiveBack属性フラグが含まれ、GiveBack属性フラグは、給電開始後に供給電力を制限したい場合に、給電装置１００から受電装置１０への供給電力を変更可能か否かをＯＮまたはＯＦＦで示すフラグである。このフラグは、供給電力を変更可能であればＯＮとなり、変更不可能であればＯＦＦとなる。

給電許可（Accept）は、給電装置１００から受電装置１０に対して、給電要求通知に従った給電を実施できることを示すためのメッセージである。

準備完了（PS_RDY）は、給電装置１００から受電装置１０に対して、給電要求通知に従った給電を開始する準備が整ったことを示すためのメッセージである。

給電拒否（Reject）は、給電装置１００から受電装置１０に対して、給電要求通知に従った給電を実施できないことを示すためのメッセージである。

給電最小化要求（GoToMin）は、給電装置１００から受電装置１０に対して、給電要求通知に従った給電最小化のための供給電力の変更要求を示すためのメッセージである。

給電停止要求（HardReset）は、受電装置１０から給電装置１００に対して、給電要求通知に従った給電を停止することを示すためのメッセージであり、例えば充電完了などの際に通知される。

図９は、給電制御処理におけるネゴシエーションを示すシーケンス図である。

図９に示されるシーケンス図は、ＵＳＢ ＰＤ規格に準拠したネゴシエーションの一例を示したものである。

まず、給電装置１００から受電装置１０に対して、給電能力通知を送信する。次に、受電装置１０から給電装置１００に対して、給電能力表１０４０で通知された供給電圧と供給電流の組合せのうちいずれかを選択し、これを給電要求で通知する。

ここで、給電能力表１０４０に示される供給電圧と供給電流の中に給電要求したいものがない場合はMismatchフラグをＯＮとした給電要求で通知する。

また、給電開始後に供給電力を変更可能であることを通知したい場合はGiveBack属性フラグをＯＮとして通知する。図では、MismatchフラグをＯＦＦとし、GiveBack属性フラグをＯＮとした給電要求で通知している。

次いで、給電装置１００から受電装置１０に対して、給電要求に従った給電許可、及び、給電準備完了を通知する。

このように、本実施の形態において、受電装置１０は、給電装置１００に対する給電要求通知において、GiveBack属性フラグをＯＮにすることで、給電開始後の供給電力の変更が可能であることを通知する。

受電装置１０は、給電装置１００にＵＳＢ接続した際、上記ネゴシエーションによって受電装置１０の動作電力を確保し、余剰電力があればバッテリー制御部４０１でバッテリー４００を充電するように制御する。

また、受電装置１０は、図に示されるように、給電装置１００が印刷指示を受信した際、ネゴシエーションによって給電装置１００からの給電最小化要求に応答し、必要に応じてバッテリー制御部４０１によるバッテリー放電を併用して受電装置１０の動作電力を確保する。

さらに、受電装置１０は、給電装置１００が印刷ジョブを終了した際、ネゴシエーションによって再び受電装置１０の動作電力を確保し、余剰電力があればバッテリー制御部４０１でバッテリー充電するように制御する。

このように、受電装置１０は、給電装置１００の状態変化に伴うネゴシエーションに応答することで、ＵＳＢ給電の電力量を動的に選択し直し、選択後の供給電力に対する動作電力の差を埋めるようにバッテリー充放電を制御する。

図１０（Ａ）は、図２におけるＣＰＵ２０５により実行される受電制御処理の手順を示すフローチャートであり、図１０（Ｂ）はその変形例を示すフローチャートである。

図１０（Ａ）において、ＣＰＵ２０５は、ＵＳＢ通信部３０１におけるケーブル検知部４０３によって、給電装置１００と接続されているＵＳＢケーブル２０がＵＳＢポート４０４に接続されたことを検知する（ステップＳ５０１）。

次に、ＣＰＵ２０５は、電源制御部２０２における電力線通信部４０２によって、ＵＳＢ経由の給電装置１００との間で図９で説明したネゴシエーションを実行する（ステップＳ５０２）。

ＣＰＵ２０５は、電源制御部２０２におけるバッテリー制御部４０１によって、供給電圧Ｖ及び供給電流ＩＡで定まる供給電力量を設定する（ステップＳ５０３）。次に、ＣＰＵ２０５は、ＵＳＢ通信部２０１を介した電源制御部２０２にて、ＵＳＢ経由の受電を開始する（ステップＳ５０４）。

次いで、ＣＰＵ２０５は、ＵＳＢ経由の供給電力Ｖ・ＩＡと受電装置１０の動作電力Ｐとを比較し、供給電力≧動作電力か否か判別する（ステップＳ５０５）。このステップＳ５０５は、給電装置１００から供給される供給電力と、受電装置１０が動作するための動作電力との大きさを比較する比較手段に対応する。

ステップＳ５０５の判別の結果、供給電力Ｖ・ＩＡが動作電力Ｐ未満と判別された場合には（ステップＳ５０５でＮＯ）、ＣＰＵ２０５は、バッテリー制御部４０１により電圧Ｖ、電流ＩＢ＝Ｐ／Ｖ−ＩＡ（≧０）でバッテリー４００から放電するように制御し（ステップＳ５０６）、ステップＳ５０８に進む。ステップＳ５０６でのＩＢ・Ｖは不足電力である。

一方、ステップＳ５０５の判別の結果、供給電力Ｖ・ＩＡが動作電力Ｐ以上と判別された場合には（ステップＳ５０５でＹＥＳ）、ＣＰＵ２０５は、バッテリー制御部４０１により電圧Ｖ、電流ＩＢ＝ＩＡ−Ｐ／Ｖ（＞０）でバッテリー４００を充電するように制御する（ステップＳ５０７）。ステップＳ５０７でのＩＢ・Ｖは余剰電力である。

上記ステップＳ５０７は、ステップＳ５０５による比較結果が、供給電力が動作電力以上である場合に、供給電力のうちの余剰電力をバッテリー４００に充電するようにバッテリー４００を制御する制御手段に対応する。また、上記ステップＳ５０６は、ステップＳ５０５によるによる比較結果が、供給電力が動作電力未満である場合に、動作電力に不足している不足電力をバッテリー４００から放電するようにバッテリー４００を制御する制御手段に対応する。

次いで、ＣＰＵ２０５は、給電装置１００から給電最小化要求が通知されたか否か判別する（ステップＳ５０８）。

ステップＳ５０８の判別の結果、給電最小化要求が通知された場合には（ステップＳ５０８でＹＥＳ）、ステップＳ５０２に戻り、再びネゴシエーションを実行する。このように、本実施の形態では、供給電力が変更された場合には、ＣＰＵ２０５はステップＳ５０２の処理に戻り、ステップＳ５０３に続いてステップＳ５０５により再び比較を行い、ステップＳ５０５による比較結果に応じてバッテリーを制御する（ステップＳ５０６，５０７）。

一方、ステップＳ５０８の判別の結果、給電最小化要求が通知されていない場合には（ステップＳ５０８でＮＯ）、停止要求が通知されたか否か判別する（ステップＳ５０９）。この停止要求とは、給電装置１００の装置状態の変化に伴い、ＵＳＢ給電の継続が不可能になった際に給電装置１００から受電装置１０に対して通知されるメッセージである。

ステップＳ５０９の判別の結果、停止要求が通知されていない場合には（ステップＳ５０９でＮＯ）、ステップＳ５０８に戻る。

一方、ステップＳ５０９の判別の結果、停止要求が通知された場合には（ステップＳ５０９でＹＥＳ）、ＣＰＵ２０５は、電源制御部２０２における電力線通信部４０２によって、給電停止要求を通知する（ステップＳ５１０）。

そして、ＣＰＵ２０５は、ＵＳＢ通信部３０１におけるケーブル検知部４０３によって、給電装置１００と接続されているＵＳＢケーブル２０がＵＳＢポート４０４から切断されたことを検知して（ステップＳ５１１）、本処理を終了する。

次に、図１０（Ｂ）のフローチャートについて説明する。図１０（Ｂ）のフローチャートは、図１０（Ａ）のステップＳ５０８とステップＳ５０９との間に１ステップ設けられた処理となる。

従って、ステップＳ５０８の判別の結果、給電最小化要求が通知されていない場合には（ステップＳ５０８でＮＯ）、装置状態が変化したか否か判別する（ステップＳ５１２）。この装置状態の変化については後述する。

ステップＳ５１２の判別の結果、装置状態が変化した場合には（ステップＳ５１２でＹＥＳ）、ステップＳ５０２に戻り、再びネゴシエーションを実行する。装置状態が変化したことは、動作電力が変更された場合に該当し、ＣＰＵ２０５はステップＳ５０２の処理に戻り、ステップＳ５０３に続いてステップＳ５０５により再び比較を行い、ステップＳ５０５による比較結果に応じてバッテリーを制御する（ステップＳ５０６，５０７）。

一方、ステップＳ５１２の判別の結果、装置状態が変化していない場合には（ステップＳ５１２でＮＯ）、上記ステップＳ５０９に進む。

受電装置１０の装置状態の変化について説明する。装置状態の変化には複数の変化が考えられるため、順に説明していく。

装置状態の変化として、動作状態から停止状態への移行という変化が挙げられる。

この場合は、動作状態から停止状態に移行することから、動作電力以下の供給電力に変更しても問題ないので、ステップＳ５０２で受電装置１０から給電装置１００へのネゴシエーションを実行する。

装置状態の変化として、停止状態から動作状態への移行という変化がある。

この場合は、動作電力が変更されたことに該当し、停止状態から動作状態に移行することから、動作電力以上の供給電力が必要になるので、ステップＳ５０２で受電装置１０から給電装置１００へのネゴシエーションを実行する。

上述した装置状態の変化の際には、図７に示した装置状態毎電力表１１１０を参照して、供給電力の変更を行う。

装置状態の変化として、バッテリー残量１１２０が閾値以上になったという変化がある。

この場合は、現在より小さい供給電力に変更しても問題ないので、ステップＳ５０２で受電装置１０から給電装置１００へのネゴシエーションを実行する。

装置状態の変化として、バッテリー残量１１２０が閾値未満になったという変化がある。

この場合は、現在より大きい供給電力が必要になるので、ステップＳ５０２で受電装置１０から給電装置１００へのネゴシエーションを実行する。

装置状態の変化として、受電装置１０の充電速度設定を高速モードに設定したという変化がある。

この場合は、現在より大きい供給電力が必要にあるので、ステップＳ５０２で受電装置１０から給電装置１００へのネゴシエーションを実行する。

装置状態の変化として、受電装置１０の充電速度設定を低速モードに設定したという変化がある。

この場合は、現在より小さい供給電力でも問題ないので、ステップＳ５０２で受電装置１０から給電装置１００へのネゴシエーションを実行する。

このように、本実施の形態では、動作電力が変更された場合、バッテリー残量１１２０が予め定めれらた閾値以上になった場合、バッテリー残量１１２０が予め定めれらた閾値未満になった場合、またはバッテリー４００への充電速度が変更された場合には、給電装置１００に供給電力の変更を要求するようになっている。

図１１，１２は、受電制御処理を説明するためのタイミングチャートを示す図である。

各図において、横軸は時間、縦上軸は動作電力、縦下軸は充電電力を示している。また、図中の「Ｖｂｕｓ切断」、「ＰＤ切断」はＵＳＢケーブル２０が切断されたことを示し、「Ｖｂｕｓ接続」、「ＰＤ接続」はＵＳＢケーブル２０が接続されたことを示し、「ＰＤネゴ」は、ネゴシエーションを示している。

図１１（Ａ）は、従来のＵＳＢ規格に準拠した電力供給を受ける受電装置１０の受電制御におけるバッテリー充放電を示している。

受電装置１０は、時刻Ｔ_０から時刻Ｔ_１の間、受電装置１０の動作電力Ｐに対するＵＳＢ供給電力Ｉ_Ａ・Ｖの余剰電力をバッテリー４００の充電電力Ｉ_Ｂ・Ｖとしてバッテリー充電する。

ここで、受電装置１０は、時刻Ｔ_１において、ＵＳＢケーブル２０が切断されたことをケーブル検知部４０３で検知する。これを受けて、受電装置１０は、時刻Ｔ_１から時刻Ｔ_２の間、バッテリー４００の放電電力Ｉ_Ｂ・Ｖを用いてバッテリー放電することで動作電力を確保する。

次に、受電装置１０は、時刻Ｔ_２において、動作状態から停止状態に装置状態が変化する。その後、受電装置１０は、時刻Ｔ_３において、ＵＳＢケーブル２０が接続されたことをケーブル検知部４０３で検知する。

これを受けて、受電装置１０は、時刻Ｔ_３以降で、ＵＳＢ供給電力Ｉ_Ａ・Ｖをそのままバッテリー４００への充電電力Ｉ_Ｂ・Ｖとして用いてバッテリー４００を充電する。

図１１（Ｂ）は、ＵＳＢ ＰＤ規格に準拠した電力供給を受ける受電装置１０の受電制御におけるバッテリー充放電において、本実施の形態の受電制御処理を適用しない場合の例を示している。

受電装置１０がＵＳＢ ＰＤ規格に対応している場合には、最大１００Ｗの動作電力を必要とするときがある。

図１１（Ｂ）の場合、時刻Ｔ_１から時刻Ｔ_２の間、バッテリー放電で確保しなければならない受電装置１０の動作電力が大きくなるので、バッテリー駆動時間を長くするためにはバッテリー４００のバッテリー容量を大きくする必要がある。

図１２（Ａ）は、図１０（Ａ）の受電制御処理において、ＵＳＢ ＰＤ規格に準拠した電力供給を受ける受電装置１０の受電制御におけるバッテリー充放電を示している。

受電装置１０は、時刻Ｔ_０から時刻Ｔ_１の間、受電装置１０の動作電力Ｐに対するＵＳＢ供給電力Ｉ_Ａ・Ｖの余剰電力をバッテリー４００の充電電力Ｉ_Ｂ・Ｖとしてバッテリー充電する。

次に、受電装置１０は、時刻Ｔ_１において、給電装置１００からのネゴシエーションによるメッセージを電力線通信部４０２で通信し、ＵＳＢ供給電力を１００Ｗから３６Ｗに変更する。

これを受けて、受電装置１０は、時刻Ｔ_１から時刻Ｔ_２の間、ネゴシエーションで定めたＵＳＢ供給電力３６Ｗに対してバッテリー４００の放電電力Ｉ_Ｂ・Ｖを用いたバッテリー放電を併用することで動作電力を確保する。

さらに受電装置１０は、時刻Ｔ_２において、給電装置１００からのネゴシエーションによるメッセージを電力線通信部４０２で通信し、ＵＳＢ供給電力を３６Ｗから６０Ｗに変更する。

これを受けて、受電装置１０は、時刻Ｔ_２から時刻Ｔ_３の間、ネゴシエーションで定めたＵＳＢ供給電力６０Ｗに対してバッテリー４００の放電電力Ｉ_Ｂ・Ｖを用いたバッテリー放電を併用することで動作電力を確保する。

そして受電装置１０は、時刻Ｔ_３において、動作状態から停止状態に装置状態が変化する。

これを受けて、受電装置１０は、時刻Ｔ_３から時刻Ｔ_４の間、ＵＳＢ供給電力Ｉ_Ａ・Ｖである６０Ｗをそのままバッテリー４００への充電電力Ｉ_Ｂ・Ｖとして用いてバッテリー４００を充電する。

さらに、受電装置１０は、時刻Ｔ_４において、給電装置１００からのネゴシエーションによるメッセージを電力線通信部４０２で通信し、ＵＳＢ供給電力を６０Ｗから１００Ｗに変更する。

図１２（Ａ）の場合、例えば、時刻Ｔ_１から時刻Ｔ_３の間、バッテリー放電で確保しなければならない受電装置１０の動作電力を図１１（Ｂ）の場合よりも小さくできるので、バッテリー４００の限られたバッテリー容量でもバッテリー充電効率を向上することができる。

図１２（Ｂ）は、図１０（Ｂ）の受電制御処理において、ＵＳＢ ＰＤ規格に準拠した電力供給を受ける受電装置１０の受電制御におけるバッテリー充放電を示している。

図１２（Ｂ）における時刻Ｔ_０から時刻Ｔ_３の間の処理については、図１２（Ａ）と同じであるので、説明を省略する。

受電装置１０は、時刻Ｔ_３において、動作状態から停止状態に装置状態が変化する。

これを受けて、受電装置１０は、給電装置１００に対してネゴシエーションを実行し、停止状態においては現在より小さい供給電力に変更しても問題ないので、供給電力を６０Ｗから３６Ｗに変更する。

時刻Ｔ_３から時刻Ｔ_４の間、変更後の３６Ｗで与えられるＵＳＢ供給電力Ｉ_Ａ・Ｖをバッテリー４００への充電電力Ｉ_Ｂ・Ｖとして用いてバッテリー充電を実行する。

図１２（Ｂ）の場合、時刻Ｔ_３以降で、ＵＳＢ供給電力を図１２（Ａ）の場合よりも小さくできるので、給電装置１００の限られた電源容量を圧迫することなく、バッテリー４００の限られたバッテリー容量でもバッテリー充電効率を向上することができる。

このように、図１０（Ｂ）の受電制御処理によれば、受電装置の状態変化に伴い、受電装置の動作電力が変化した場合に、給電装置との間でネゴシエーションして受電装置の電力供給を必要に応じて変更するように制御する。

これによって、給電装置の限られた電源容量を圧迫することなく、ＵＳＢ経由の電力供給において受電装置の状態に応じて最適なバッテリー充電を実現することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、供給電力が動作電力以上である場合に（ステップＳ５０５でＹＥＳ）、供給電力のうちの余剰電力をバッテリーに充電するようにバッテリーを制御する。

一方、供給電力が動作電力未満である場合に（ステップＳ５０５でＮＯ）、動作電力に不足している不足電力をバッテリーから放電するようにバッテリーを制御するので、バッテリーの充電効率を向上させることができる。

なお、本実施の形態では情報処理装置の一例として図２に示した構成の受電装置１０を用いて説明したが、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＡＳＩＣなどの演算装置や、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどの記憶装置など、情報処理装置の基本的構成を備えていれば本実施の形態を適用できる。

（他の実施の形態）
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）をネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムコードを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

１０ 受電装置
１００ 給電装置
２０１ ＵＳＢ通信部
２０２ 電源制御部
２０５ ＣＰＵ
２０６ ＲＯＭ
２０７ ＲＡＭ
４００ バッテリー
４０１ バッテリー制御部

Claims (5)

1. 給電装置から電力を供給可能であり、バッテリーを備えた情報処理装置であって、
   前記給電装置から供給される供給電力と、前記情報処理装置が動作するための動作電力との大きさを比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果が、前記供給電力が前記動作電力以上である場合に、前記供給電力のうちの余剰電力を前記バッテリーに充電するように前記バッテリーを制御し、前記比較手段による比較結果が、前記供給電力が前記動作電力未満である場合に、前記動作電力に不足している不足電力を前記バッテリーから放電するように前記バッテリーを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする情報処理装置。
2. 前記供給電力、または前記動作電力が変更された場合には、前記比較手段により再び比較を行い、前記制御手段は、前記比較手段による比較結果に応じて前記バッテリーを制御することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
3. 前記動作電力が変更された場合、前記バッテリーの残量が予め定めれらた閾値以上になった場合、前記バッテリーの残量が予め定めれらた閾値未満になった場合、または前記バッテリーへの充電速度が変更された場合には、前記給電装置に前記供給電力の変更を要求することを特徴とする請求項１または請求項２記載の情報処理装置。
4. 給電装置から電力を供給可能であり、バッテリーを備えた情報処理装置の制御方法であって、
   前記給電装置から供給される供給電力と、前記情報処理装置が動作するための動作電力との大きさを比較する比較ステップと、
   前記比較ステップによる比較結果が、前記供給電力が前記動作電力以上である場合に、前記供給電力のうちの余剰電力を前記バッテリーに充電するように前記バッテリーを制御し、前記比較ステップによる比較結果が、前記供給電力が前記動作電力未満である場合に、前記動作電力に不足している不足電力を前記バッテリーから放電するように前記バッテリーを制御する制御ステップとを備えたことを特徴とする制御方法。
5. 給電装置から電力を供給可能であり、バッテリーを備えた情報処理装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   前記制御方法は、
   前記給電装置から供給される供給電力と、前記情報処理装置が動作するための動作電力との大きさを比較する比較ステップと、
   前記比較ステップによる比較結果が、前記供給電力が前記動作電力以上である場合に、前記供給電力のうちの余剰電力を前記バッテリーに充電するように前記バッテリーを制御し、前記比較ステップによる比較結果が、前記供給電力が前記動作電力未満である場合に、前記動作電力に不足している不足電力を前記バッテリーから放電するように前記バッテリーを制御する制御ステップとを備えたことを特徴とするプログラム。

Images