JP2019118246A - 情報処理端末、及び充電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】情報処理端末を利用する際の利便性の低下を抑制することを目的とする。【解決手段】情報処理端末は、充電端子から受電した電力をバッテリに供給して充電を行う。情報処理端末は、充電電圧値を取得する取得部と、充電電圧値が所定の基準値未満であるか判定する判定部と、充電電圧値が所定の基準値未満であると判定された場合、充電電流を制限する電流制御部とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、情報処理端末、及び充電制御方法に関する。

情報処理端末を充電スタンド等に設置し、情報処理端末の端子を充電スタンドの端子に接触させることにより充電する充電方法が用いられている。

関連する技術として、充電電圧値の値と、充電電流の値と、二次電池を充電する二次電池充電電圧値の値と、二次電池に供給される二次電池充電電流の値とに基づき、充電ケーブルのインピーダンスを算出する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

また、関連する技術として、第１の蓄電装置の出力電流を第２の蓄電装置に供給する充電装置であって、第２の蓄電装置の充電電流指令値を、第１の蓄電装置の出力電流が出力電流制限値以下になるように調整する技術が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。

また、関連する技術として、半導体スイッチング素子の降下電圧が所定の電圧範囲内にあるかどうかを検出し、該降下電圧が該電圧範囲を越えたときにエラーパルスを出力して、充電器の動作を強制的に停止する技術が提案されている（例えば、特許文献３を参照）。

また、関連する技術として、充電電圧値が該充電規格の範囲内でないときは充電動作を停止し、該充電規格の範囲内であるときには充電回路により前記充電電流を可変制御する技術が提案されている（例えば、特許文献４参照）。

特開２０１５−０１２７１０号公報 特開２０１３−２５１９６１号公報 特開平１１−１２２８３８号公報 特開２００６−１０９６１８号公報

充電端子に埃、ゴミ、汗等が付着した状態で充電を行った場合、埃、ゴミ、汗等により発生する抵抗分の影響で、端子部分が発熱し、端子近傍の筐体が熱で溶けて変形するおそれがある。

そして、端子近傍の筐体の変形により、端子位置がずれて、情報処理端末の端子と充電スタンドの端子が接触しなくなり、充電が不十分となるおそれがある。充電が不十分となった場合、ユーザが情報処理端末を利用できなかったり、利用中にバッテリ切れとなり、業務に支障が出るおそれがある。また、筐体が溶けてしまった事により操作性が低下するおそれがある。すなわち、充電端子に埃、ゴミ、汗等が付着したことによりユーザの利便性が低下するという課題がある。

また、例えば、埃、ゴミ、汗等を除去するために充電端子部分の清掃を行うことをマニュアル等に記載したとしても、実際に清掃が実施されないおそれがある。

１つの側面として、本発明は、情報処理端末を利用する際の利便性の低下を抑制することを目的とする。

１つの態様では、情報処理端末は、充電端子から受電した電力をバッテリに供給して充電を行う。情報処理端末は、充電電圧値を取得する取得部と、前記充電電圧値が所定の基準値未満であるか判定する判定部と、前記充電電圧値が所定の基準値未満であると判定された場合、充電電流を制限する電流制御部とを備える。

１つの側面によれば、情報処理端末を利用する際の利便性の低下を抑制することができる。

実施形態のシステムの全体構成の一例を示す図である。 充電時における実施形態のシステムの全体構成の一例を示す図である。 実施形態のシステムにおける回路の一例を示す図である。 充電制御ＩＣの機能ブロックの一例を示す図である。 充電電圧値と充電電流の制御値との関係を示す図である。 充電制御ＩＣの処理の一例を示すフローチャート（その１）である。 充電制御ＩＣの処理の一例を示すフローチャート（その２）である。 本体電源がＯＮとなった場合の充電制御ＩＣの処理の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。図１は、実施形態のシステムの全体構成の一例を示す。実施形態のシステムは、情報処理端末１と充電用スタンド２とアダプタ３とを含む。

情報処理端末１は、表示部１１と発光部１２と端末側充電端子１３とを含む。表示部１１は、例えば、ＬＣＤ（liquid crystal display）である。発光部１２は、例えば、ＬＥＤ（light emitting diode）である。表示部１１および発光部１２は、実施形態の充電制御以外の用途にも使用されるものであってよい。

情報処理端末１は、例えば、スーパー、コンビニエンスストア、運輸業等で使用される業務用端末である。また、情報処理端末１は、業務用以外のスマートフォンやタブレット端末等であってもよい。情報処理端末１は、コンピュータの一例である。

端末側充電端子１３は、図１に示すように、表面が平らな形状であり、情報処理端末１の下部に設けられている。ただし、端末側充電端子１３の形状および位置は、図１に示す例には限られない。

充電用スタンド２は、スタンド側充電端子２１を含む。スタンド側充電端子２１は、図２に示すように、凸形状であり、充電用スタンド２の上部に設けられている。ただし、スタンド側充電端子２１の形状および位置は、図１に示す例には限られない。

アダプタ３は、系統電源等から供給された交流電流を直流電流に変換し、電圧を情報処理端末１の定格電圧に変圧する。

図２は、充電時における実施形態のシステムの全体構成の一例を示す。図２に示すように、充電時には、情報処理端末１の端末側充電端子１３と、充電用スタンド２のスタンド側充電端子２１とが接触するように、情報処理端末１が設置される。情報処理端末１は、充電用スタンド２のスタンド側充電端子２１から供給される電力を、端末側充電端子１３から受電する。情報処理端末１は、受電した電力をバッテリに供給して充電を行う。

端末側充電端子１３とスタンド側充電端子２１との間に付着物（埃、ゴミ、汗等）が存在する可能性がある。そのような状態で充電を行った場合、付着物により発生する抵抗分の影響で、端末側充電端子１３またはスタンド側充電端子２１が発熱して変形する可能性がある。例えば、端末側充電端子１３の上部の筐体が溶けて端末側充電端子１３が上方に持ち上がることにより端子同士が接触しなくなり、充電ができなくなる可能性がある。また、熱により端子部分の筐体が溶けて操作性に影響が出る可能性がある。

図３は、実施形態のシステムにおける回路の一例を示す図である。なお、図３に示す回路図は、概略図であり、一部の構成は省略されている。

情報処理端末１内の回路には、発光部１２、バッテリ１４、充電制御ＩＣ（Integrated Circuit）１５、電圧計１６、およびバイブレータ１７が並列接続されている。発光部１２、バッテリ１４、充電制御ＩＣ１５、および電圧計１６と直列に、端末内部抵抗１８ａ、１８ｂが接続されている。

バッテリ１４は、情報処理端末１の駆動に用いられる。バッテリ１４には、例えば、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池等が適用される。

充電制御ＩＣ１５は、充電中に電圧計１６から電圧値を取得し、電圧値に基づいて、充電電流を制御する。充電電流の制御について、詳細は後述する。

バイブレータ１７は、モータを含み、充電制御ＩＣ１５からの指示に応じてモータを駆動させることにより、情報処理端末１を振動させる。

端子接点抵抗４ａ、４ｂは、端末側充電端子１３とスタンド側充電端子２１との間に存在する付着物による抵抗を示している。よって、付着物の量や位置等によって、抵抗値は変化する。付着物により端子接点抵抗４ａ、４ｂが増加すると、充電電圧値が低下するため、電圧計１６が計測する電圧値が低下する。

充電用スタンド２は、スタンド内部抵抗２２ａ、２２ｂを含む。アダプタ３は、直流電源３１を含む。直流電源３１は、交流電流を直流電流に変換して出力する構成が模式的に示されたものである。

図４は、充電制御ＩＣ１５の機能ブロックの一例を示す図である。充電制御ＩＣ１５は、取得部４１と判定部４２と電流制御部４３とカウンタ設定部４４と通知部４５と記憶部４６とを含む。

取得部４１は、電圧計１６から充電中の電圧値（充電電圧値）を取得する。
判定部４２は、充電制御における各種判定を行う。判定部４２は、例えば、充電電圧値が所定の基準値未満であるか判定する。判定部４２は、充電電圧値が第１閾値未満であるか、または第２閾値未満であるか判定する。第１閾値は、基準値より小さい所定の値であるとする。第２閾値は、第１閾値より小さい所定の値であるとする。

電流制御部４３は、バッテリ１４に供給する充電電流を制御する。電流制御部４３は、例えば、図示しないＦＥＴ（Field effect transistor）へのバイアス電圧を調整することにより、充電電流を制御する。

電流制御部４３は、例えば、充電電圧値が所定の基準値未満であると判定された場合、充電電流を制限する（低下させる）。電流制御部４３は、充電電圧値が第１閾値未満であると所定回数以上判定された場合、充電電流を０に制御して充電を停止する。電流制御部４３は、例えば、充電電圧値が第２閾値未満であると判定された場合、充電電流を０に制御して充電を停止させる。

電圧が降下した場合、付着物により、端末側充電端子１３とスタンド側充電端子２１との間の抵抗が増加したことが考えられる。その場合、電流制御部４３は、充電電流を制限することにより端子間の熱の発生を抑制する。

カウンタ設定部４４は、充電電圧値が第１閾値未満となったと判定部４２が判定した回数をカウントする。

通知部４５は、充電電圧値が第１閾値未満であると判定された場合、所定の通知を実行する。通知部４５は、例えば、所定の通知として、発光部１２を点灯または点滅させる。通知部４５は、例えば、発光部１２が通常の充電時に点灯している場合、所定の通知として、色を変更する制御を行ってもよい。通知部４５は、例えば、発光部１２が通常の充電時に点滅している場合、所定の通知として、点滅間隔を変更する制御を行ってもよい。

通知部４５は、所定の通知として、バイブレータ１７を駆動させて情報処理端末１を振動させてもよい。バイブレータ１７が駆動することにより、端子間接点がずれて、付着物による電圧降下および熱の発生を抑制できる可能性がある。または、通知部４５は、所定の通知として、図示しないスピーカーから、ブザーを鳴らす制御を行ってもよい。

通知部４５は、発光部１２、バイブレータ１７、およびブザーのうちの２つ以上を組み合わせた通知を行ってもよい。

通知部４５は、充電電圧値が第１閾値未満であると所定回数以上判定された場合、表示部１１に所定の通知内容を表示させる。通知部４５は、充電電圧値が第１閾値未満であると所定回数以上判定された場合、例えば、表示部１１に異常が発生したため充電を停止したことを示すメッセージを表示させる。

上記のような通知方法とともに、端末側充電端子１３の清掃を促す説明を、情報処理端末１の取扱い説明書に記載しておくことにより、ユーザに清掃を促し、付着物を除去することができる。

記憶部４６は、充電制御に用いられる各種データを記憶する。記憶部４６は、充電電圧値に応じた充電電流の制御値を記憶する。記憶部４６は、カウンタ設定部４４によりカウントされた、充電電圧値が第１閾値未満となった回数を記憶する。記憶部４６は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）またはＲＯＭ（Read Only Memory）である。

記憶部４６は、実施形態における充電制御を実行させるための充電制御プログラムを記憶する。そして、充電制御ＩＣ１５内のプロセッサが、記憶部４６に記憶された充電制御プログラムを実行することにより、実施形態における充電制御を実現する。

図５は、充電電圧値と充電電流の制御値との関係を示す図である。充電電圧値と充電電流の制御値との関係を示すデータは、記憶部４６に記憶されている。電流制御部４３は、電圧計１６から電圧値を取得し、図５に示す電圧値に対応する充電電流の制御値に基づいて、充電電流を決定する。

図５に示すように、電流制御部４３は、充電電圧値が降下するほど、充電電流を低下させるように制御する。図５に示す例では、基準値は、１２Ｖであり、第１の閾値は１１Ｖであり、第２の閾値は１０Ｖである。基準値は、例えば、無負荷状態での充電電圧値であるとする。なお、基準値、第１の閾値、および第２の閾値は、上記の例には限られない。

充電電圧値と充電電流の制御値との関係は、図５に示す例には限られない。例えば、充電電圧値の降下に対して、充電電流の制御値がステップ状に低下する関係であってもよい。例えば、充電電圧値が１２Ｖ以下かつ１１Ｖ以上である場合、充電電流の制御値を２Ａとし、充電電圧値が１１Ｖ未満かつ１０Ｖ以上である場合、充電電流の制御値を１Ａとし、充電電圧値が１０Ｖ未満である場合、充電電流の制御値を０Ａとしてもよい。

図６および図７は、充電制御ＩＣ１５の処理の一例を示すフローチャートである。図６および図７に示す処理は、充電開始時、すなわち、情報処理端末１の端末側充電端子１３が充電用スタンド２のスタンド側充電端子２１に接触した際に開始される。

判定部４２は、電流制御の制御タイミングであるかを判定する（ステップＳ１０１）。判定部４２は、例えば、充電制御ＩＣ１５内のタイマから時刻を取得し、前回の制御タイミングから所定時間（例えば、２秒）経過している場合、制御タイミングであると判定する。すなわち、充電制御ＩＣ１５は、所定の周期で充電電流の制御を行う。

制御タイミングであると判定されない場合（ステップＳ１０１でＮＯ）、処理は、ステップＳ１０２に進まない。制御タイミングであると判定された場合（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、取得部４１は、電圧計１６から電圧値（充電電圧値）を取得する（ステップＳ１０２）。

判定部４２は、直前の制御タイミングにおける充電電圧値と今回取得した充電電圧値とを比較し、変化があるか判定する（ステップＳ１０３）。判定部４２は、例えば、充電電圧値の変化量が所定値以上である場合、変化があると判定する。

充電電圧値に変化がないと判定された場合（ステップＳ１０３でＮＯ）、処理は、ステップＳ１０１に戻る。充電電圧値に変化があると判定された場合（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、判定部４２は、充電電圧値が第２閾値未満であるか判定する（ステップＳ１０４）。充電電圧値が第２閾値未満であると判定された場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、電流制御部４３は、充電電流を０に制御して充電を停止する制御を行う（ステップＳ１０５）。

充電電圧値が第２閾値未満ではないと判定された場合（ステップＳ１０４でＮＯ）、判定部４２は、充電電圧値が基準値未満であるか判定する（ステップＳ１０６）。充電電圧値が基準値未満でないと判定された場合（ステップＳ１０６でＮＯ）、処理は、図７のステップＳ１１６に移行する。

充電電圧値が基準値未満であると判定された場合（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、電流制御部４３は、充電電流を制限する制御を行う（ステップＳ１０７）。電流制御部４３は、例えば、図５の例に示す、予め記憶された充電電圧値と充電電流の制御値との関係に基づいて、電圧に応じて充電電流を変化させる制御を行う。

判定部４２は、充電電圧値が第１閾値未満であるか判定する（ステップＳ１０８）。判定部４２は、充電電圧値が第１閾値未満でないと判定した場合（ステップＳ１０８でＮＯ）、通知部４５が異常通知を実行中であるか判定する（ステップＳ１０９）。通知部４５が異常通知を実行中でない場合（ステップＳ１０９でＮＯ）、処理は、ステップＳ１１６に移行する。

通知部４５が異常通知を実行中である場合（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、通知部４５は、通知を停止する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０の処理後、処理は、ステップＳ１１６に移行する。

ステップＳ１０９でＹＥＳとなる場合、前回の制御時では、充電電圧値が第１閾値未満であったが、充電電圧値が上昇したことにより、充電電圧値が第１閾値以上となったことが想定される。例えば、ユーザが情報処理端末１を動かしたことにより、端末側充電端子１３とスタンド側充電端子２１との接点が、付着物がない部分に移動したことが想定される。または、バイブレータ１７が駆動したことにより、端末側充電端子１３とスタンド側充電端子２１との接点が、付着物がない部分に移動したことが想定される。

判定部４２は、充電電圧値が第１閾値未満であると判定した場合（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、通知部４５が異常通知を実行中であるか判定する（ステップＳ１１１）。通知部４５が異常通知を実行中であると判定した場合（ステップＳ１１１でＹＥＳ）、再度通知を実行する必要がないため、処理は、ステップＳ１１６に移行する。

通知部４５が異常通知を実行中でないと判定した場合（ステップＳ１１１でＮＯ）、カウンタ設定部４４は、異常カウンタを１増加させる（ステップＳ１１２）。そして、異常カウンタが５以上である場合（ステップＳ１１３でＹＥＳ）、電流制御部４３は、電流を０に制御して充電を停止させる（ステップＳ１１４）。なお、ステップ１１３で、閾値として「５」を用いているが、他の値を用いてもよい。

異常カウンタが５以上でない場合（ステップＳ１１３でＮＯ）、通知部４５は、充電異常を示す所定の通知を実行する（ステップＳ１１５）。所定の通知は、上述のように、発光部１２の点灯または点滅、バイブレータ１７の駆動、またはブザーの鳴動等である。

そして、判定部４２は、充電を完了するか判定する（ステップＳ１１６）。判定部４２は、例えば、バッテリ１４の残容量を検出し、満充電状態であれば充電を完了すると判定する。また、判定部４２は、情報処理端末１が充電用スタンド２から取り外されたことを検出した場合に、充電を完了すると判定してもよい。

ステップＳ１１６でＹＥＳの場合、処理は終了し、ステップＳ１１６でＮＯの場合、処理は、図６のステップＳ１０１に戻る。

図８は、本体電源がＯＮとなった場合の充電制御ＩＣ１５の処理の一例を示すフローチャートである。なお、充電制御ＩＣ１５の電源は、情報処理端末１の本体電源とは独立しており、情報処理端末１の本体電源がＯＦＦであっても、充電制御ＩＣ１５は動作可能であるとする。

判定部４２は、情報処理端末１の本体電源がＯＮであるか判定する（ステップＳ２０１）。情報処理端末１の本体電源がＯＮでない場合（ステップＳ２０１でＮＯ）、処理は、ステップＳ２０２に進まない。

情報処理端末１の本体電源がＯＮである場合（ステップＳ２０１でＹＥＳ）、判定部４２は、異常カウンタが５以上であるか判定する（ステップＳ２０２）。異常カウンタが５以上である場合（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、通知部４５は、表示部１１に所定の警告メッセージを表示させる。

図７のステップＳ１１４に示すように、異常カウンタが５以上である場合、充電を停止する制御が行われている。よって、通知部４５は、表示部１１に、異常が発生したため充電を停止したことを示すメッセージを表示させる。異常カウンタが５以上でなくても、例えば、充電電圧値が第２閾値未満となり、充電停止した場合（図６のステップＳ１０５）、通知部４５は、表示部１１に、異常が発生したため充電を停止したことを示すメッセージを表示させてもよい。

なお、ステップＳ２０２で用いる閾値は５でなくても構わない。例えば、ステップＳ２０２で用いる閾値を３として、通知部４５は、表示部１１に、異常が発生したことを示すメッセージを表示させてもよい。また、通知部４５は、端子部分の清掃を促すメッセージを表示させてもよい。

以上のように、充電制御ＩＣ１５は、充電電圧値が所定の基準値未満であると判定された場合、充電電流を制限し、充電電圧値が第２閾値未満であると判定された場合、充電を停止する。電圧降下した場合、充電端子に付着物が存在して端子間抵抗が増加しているおそれがあるが、充電制御ＩＣ１５は、充電電流を制限したり、充電を停止することにより端子間抵抗による熱の発生を抑制することができる。

実施形態の情報処理端末１は、熱の発生を抑制することにより、筐体の変形等を防ぎ、充電が不十分となったり、操作性が低下することを防ぐことができるので、ユーザの利便性の低下を抑制することができる。また、情報処理端末１は、回路や構造を変更しなくても、充電制御ＩＣ１５のファームウェアの修正により、上記効果を得ることができる。

さらに、充電制御ＩＣ１５の通知部４５は、電流制御部４３が充電電流を制限したり充電を停止した場合、所定の通知を行う。これにより、情報処理端末１は、充電中に異常が発生したことをユーザに知らせることができる。

＜その他＞
本実施形態は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または実施形態を取ることができる。

１ 情報処理端末
２ 充電用スタンド
３ アダプタ
４ａ、４ｂ 端子接点抵抗
１１ 表示部
１２ 発光部
１３ 端末側充電端子
１４ バッテリ
１５ 充電制御ＩＣ
１６ 電圧計
１７ バイブレータ
１８ａ、１８ｂ 端末内部抵抗
２１ スタンド側充電端子
２２ａ、２２ｂ スタンド内部抵抗
３１ 直流電源
４１ 取得部
４２ 判定部
４３ 電流制御部
４４ カウンタ設定部
４５ 通知部
４６ 記憶部

Claims (7)

1. 充電端子から受電した電力をバッテリに供給して充電を行う情報処理端末であって、
   充電電圧値を取得する取得部と、
   前記充電電圧値が所定の基準値未満であるか判定する判定部と、
   前記充電電圧値が所定の基準値未満であると判定された場合、充電電流を制限する電流制御部と
   を備えることを特徴とする情報処理端末。
2. 前記充電電圧値が第１閾値未満であると判定された場合、所定の通知を実行する通知部を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理端末。
3. 前記電流制御部は、前記充電電圧値が前記第１閾値未満であると所定回数以上判定された場合、充電を停止する
   ことを特徴とする請求項２に記載の情報処理端末。
4. 前記通知部は、前記充電電圧値が前記第１閾値未満であると所定回数以上判定された場合、表示部に所定の通知内容を表示させる
   ことを特徴とする請求項２に記載の情報処理端末。
5. 前記通知部は、前記充電電圧値が前記第１閾値未満であると判定された場合、バイブレータを駆動させる
   ことを特徴とする請求項２記載に記載の情報処理端末。
6. 前記電流制御部は、前記充電電圧値が第２閾値未満であると判定された場合、充電を停止する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の情報処理端末。
7. 充電端子から受電した電力をバッテリに供給して充電を行うコンピュータが、
   充電電圧値を取得し、
   前記充電電圧値が所定の基準値未満であるか判定し、
   前記充電電圧値が所定の基準値未満であると判定した場合、充電電流を制限する
   処理を実行することを特徴とする充電制御方法。

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