JP2019194762A - 情報処理装置及び制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】経済的に電力供給における効率の低下を抑制する情報処理装置又は制御方法を提供する。【解決手段】 電圧変換器は、自装置に供給される電力の入力電圧を所定の出力電圧に変換し、コンピュータシステムは電圧変換器から供給される電力を消費し、制御部は、コンピュータシステムの動作状態に応じて入力電圧を定める。制御部は、コンピュータシステムの動作モードとして消費電力が少ない動作モードほど低くなるように入力電圧を定めてもよい。本実施形態は、情報処理装置又は制御方法として実施することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、情報処理装置の電力効率を制御する技術に関する。
ノートブック型パーソナルコンピュータ（以下、「ノートＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）」と呼ぶ）などの情報処理装置は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサを備え、動作時に直流電力を消費する。これらの情報処理装置は、安定した動作を実現するために入力電圧を安定化するためにＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ；直流）／ＤＣコンバータを備える。これらの情報処理装置は、通例、外部から供給される交流電力を変換して得られる直流電力のうち消費されずに残った電力をバッテリに充電する。直流電力が供給されない場合には、バッテリに充電された電力が消費される。
例えば、特許文献１には、消費電力変動イベントが発生した場合に、バッテリが検出したバッテリ電圧、バッテリ電流、およびバッテリ残容量に基づいて、第１の周期より短い第２の周期で、バッテリ使用可能時間を算出し、算出したバッテリ使用可能時間を液晶表示パネルに更新表示するノートＰＣについて記載されている。そのため、消費電力変動イベントが生じたときに、ユーザにバッテリ使用可能時間が通知される。
特開２０１０−２８６９９４号公報
このような情報処理装置では、その使用状態に応じて電力効率が変動することがある。電力効率の低下は、発熱という現象に表れる。目的の動作に電力が消費されずに消耗されることで発熱するためである。発生した熱は、バッテリなどの部材の温度を上昇させ、情報処理装置の性能を低下させる要因となりうる。例えば、温度上昇によりバッテリへの充電調節により電流値が低下すると、充電時間が著しく長くなることがある。放熱を促進するために送風器（ファン）を動作すると、さらに電力が消費されてしまう。よって、情報処理装置への電力供給において、経済的に電力効率の低下を抑制することが期待されていた。
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様に係る情報処理装置は、自装置に供給される電力の入力電圧を所定の出力電圧に変換する電圧変換器と、前記電圧変換器から供給される電力を消費するコンピュータシステムと、前記コンピュータシステムの動作状態に応じて前記入力電圧を定める制御部と、を備える。
上記の情報処理装置は、外部から前記自装置への電力供給と、前記制御部から外部への電圧制御データの送信との両方が可能な入出力インタフェースをさらに備える。
上記の情報処理装置において、前記制御部は、前記コンピュータシステムの動作モードとして消費電力が少ない動作モードほど低くなるように前記入力電圧を定める。
上記の情報処理装置において、前記制御部は、前記コンピュータシステムの動作モードがアイドルモードであるとき、前記コンピュータシステムがスケジュール・タスクを実行するとき、当該スケジュール・タスクを実行しないときよりも前記入力電圧を高くする。
上記の情報処理装置において、前記制御部は、前記コンピュータシステムの消費電力に基づいて前記入力電圧を定める。
上記の情報処理装置において、前記制御部は、前記電圧変換器から供給される電力が前記コンピュータシステムの消費電力よりも多く、かつ前記出力電圧との差が少なくなるように前記入力電圧を定める。
上記の情報処理装置において、前記制御部は、前記コンピュータシステムが有するプロセッサの使用率に基づいて前記入力電圧を定める。
上記の情報処理装置は、自装置の温度を検出する温度センサを備え、前記制御部は、前記温度に基づいて前記入力電圧を制御する。
上記の情報処理装置は、自装置の加速度を検出する加速度センサを備え、前記制御部は、前記加速度に基づいて自装置の可動性を判定し、前記可動性に基づいて前記入力電圧を制御する。
本発明の第２態様に係る制御方法は、自装置に供給される電力の入力電圧を所定の出力電圧に変換する電圧変換器と、前記電圧変換器から供給される電力を消費するコンピュータシステムと、を備える情報処理装置における制御方法であって、前記情報処理装置の制御部が、前記コンピュータシステムの動作状態に応じて前記入力電圧を定める制御ステップ、を有する。
本発明の実施形態によれば、経済的に電力供給における効率の低下を抑制することができる。
本発明の実施形態に係る情報処理装置の構成例を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る情報処理装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るＴＡＴの例を示す図である。 本発明の実施形態に係る電圧制御におけるデータフローの例を示す概略ブロック図である。 本発明の実施形態に係る動作モードの遷移例を示す状態遷移図である。 本発明の実施形態に係る電圧制御テーブルの第１例を示す図である。 本発明の実施形態に係る電圧制御テーブルの第２例を示す図である。 本発明の実施形態に係る電圧制御テーブルの第３例を示す図である。 本発明の実施形態に係る電圧制御テーブルの第４例を示す図である。 本発明の実施形態に係る電圧制御テーブルの第５例を示す図である。 本発明の実施形態に係る電圧制御テーブルの第６例を示す図である。 本発明の実施形態に係る電圧制御テーブルの第７例を示す図である。 本発明の実施形態に係る電圧制御テーブルの第８例を示す図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の実施形態に係る情報処理装置１の概要について説明する。以下の説明では、主に情報処理装置１がノートＰＣである場合を例にする。但し、情報処理装置１は、必ずしもノートＰＣに限られず、タブレット端末装置、スマートフォン、などであってもよい。また、以下に説明する情報処理装置１は、放熱ファン７３（後述）を備える場合を例にするが、放熱ファン７３は、省略されてもよい。また、情報処理装置１において、ＯＤＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ；光ディスクドライブ）１７とＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ；ハードディスクドライブ）１９のいずれかが省略されてもよい。
図１は、本実施形態に係る情報処理装置１の構成例を示す平面図である。
情報処理装置１は、放熱ユニット７０と、プロセッサ１１と、ＯＤＤ１７と、ＨＤＤ１９と、回路基板２０と、電源回路４０と、電池パック４７と、を含んで構成され、これらの各部は、筐体の内部に配置されている。
回路基板２０には、システム・メモリ２１、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ；入出力）コントローラ２３、ファームウェアＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ；読出専用メモリ）２５及びＥＣ（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；組み込みコントローラ）２７が配置されている。
システム・メモリ２１は、プロセッサ１１の実行プログラムの読み込み領域として、あるいは実行プログラムの処理データを書き込む作業領域として利用される記憶媒体である。システム・メモリ２１は、例えば、複数個のＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）チップを含んで構成される。実行プログラムには、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、周辺機器類を操作するための各種ドライバ、特定の処理を実行するためのアプリケーションプログラム等が含まれる。
Ｉ／Ｏコントローラ２３は、情報処理装置１の各構成部間ならびに外部機器との入出力を制御する。Ｉ／Ｏコントローラ２３は、ＳＡＴＡ（Ｓｅｒｉａｌ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ、Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ、Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ） Ｅｘｐｒｅｓｓ、ＬＰＣ（Ｌｏｗ Ｐｉｎ Ｃｏｕｎｔ）などのＩ／Ｏインタフェース及びＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）を含んで構成される。
Ｉ／Ｏコントローラ２３は、例えば、ＵＳＢ３．２規格（ＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃ、とも呼ばれる）に準拠したＵＳＢインタフェースを備える。ＵＳＢインタフェースは、ＵＳＢで外部機器（例えば、ＡＤ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ−Ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ；交流−直流変換）アダプタ９１（後述））と接続可能とし、接続された外部機器から電力の供給を受けることができる。即ち、ＵＳＢインタフェースは、外部機器との間でＵＳＢを構成する信号線を介してデータの入出力を行うことも、ＵＳＢを構成する電力線を介して電力の供給を受けることもできる。ＵＳＢインタフェースによれば、例えば、外部機器から情報処理装置１への電力供給と、ＥＣ２７から外部機器への電圧制御データ（後述）の送信を行うことができる。
ファームウェアＲＯＭ２５には、Ｉ／Ｏモジュール、認証モジュールなどの各種のシステム・ファームウェアが予め格納されている。Ｉ／Ｏモジュールには、例えば、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）が含まれる。ＢＩＯＳは、ＥＣ２７への電力の供給が開始されるとき、ＥＣ２７に読み込まれる。ＥＣ２７は、各種のシステム・ファームウェアに記述された命令で指示される処理を実行する。なお、以下の説明では、システム・ファームウェアに限らず、プログラムに記述された命令で指示される処理を実行することを、「プログラムを実行する」と呼ぶことがある。また、本明細書では、ＥＣ２７などのハードウェアがプログラムに記述された命令で指示される処理を行うことを、そのプログラム自体がその処理を行う旨、表現することがある。例えば、ＥＣ２７は、ＢＩＯＳに記述された命令で指示される処理を実行することによりシステムデバイス（後述）の入出力を制御するが、このことを、「ＢＩＯＳがシステムデバイスの入出力を制御する」と呼ぶことがある。
ＥＣ２７は、プロセッサ１１とは別個に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含んで構成されるマイクロコンピュータである。ＥＣ２７は、主システム１００（後述）の動作状態に応じて電源回路４０の動作を制御し、情報処理装置１を構成する各デバイスへの電力の供給を制御する。本実施形態では、ＥＣ２７は、主システム１００の動作状態に応じてＡ／Ｄアダプタ９１から電源回路４０のＤＣ／ＤＣコンバータ４５（後述）に供給する電力の入力電圧を制御する。システムデバイスとは、主システム１００（後述）を構成するデバイスを指し、ＥＣ２７や電力制御系３００（後述）を構成するデバイスは含まれない。
電源回路４０は、ＰＤ（Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ；電力供給）コントローラ４１と、充電器４３と、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ；直流）／ＤＣコンバータ４５と、を含んで構成される。
ＰＤコントローラ４１は、ＥＣ２７の制御に従ってＤＣ／ＤＣコンバータ４５に供給する電力の入力電圧を制御する。
充電器４３は、ＥＣ２７の制御に従ってＡＤアダプタ９１から供給される電力の電池パック４７への充電を制御する。なお、ＡＤアダプタ９１から供給される電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５に供給される。供給される電力のうち、消費されずに残された電力が電池パック４７に充電される。
ＤＣ／ＤＣコンバータ４５は、ＡＤアダプタ９１から供給される直流電力の入力電圧を変換する電圧変換器であり、電圧を変換して得られる一定の電圧の電力を、情報処理装置１の各デバイスに供給する。
電池パック４７は、充電器４３から供給される電力のうち、消費されずに残った電力を充電する。電池パック４７は、例えば、リチウムイオン電池を含んで構成される。ＡＤアダプタ９１から電力が供給されない場合には、電池パック４７は、充電した電力を放電してＤＣ／ＤＣコンバータ４５に供給する。電池パック４７は、情報処理装置１に固定して装着されてもよいし、着脱可能であってもよい。
ＡＤアダプタ９１は、その一端が商用電源のアウトレットに電気的に接続され、他端が情報処理装置１のコネクタ８５を介して電気的に接続されるとともに、各データを入出力可能に接続される。
ＡＤアダプタ９１は、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換する。ＡＤアダプタ９１は、変換した直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ４５と充電器４３にコネクタ８５を介して供給する。
なお、図１に示す例では、ＡＤアダプタ９１が情報処理装置１と別体であるが、これには限られない。ＡＤアダプタ９１は、情報処理装置１の筐体に組み込まれ一体化されてもよい。
放熱ユニット７０は、放熱ファン７３と、ヒートシンク７５と、駆動回路７７と、を含んで構成される。放熱ファン７３は、薄型のファンチャンバ７１に収納されている。放熱ファン７３は、回転軸と、回転軸を回転させるファンモータと、複数のブレードを備える遠心式の放熱ファンである。複数のブレードのそれぞれは、回転軸に取り付けられている。ヒートシンク７５は、外気との熱交換により自部に伝導した熱を外気に排出する。ヒートシンク７５は、ファンチャンバ７１の側面の開口と、筐体の排気口８１に接する位置に配置される。放熱ファン７３が回転すると、外気が吸気口８３からファンチャンバ７１の吸入口に流入し、ヒートシンク７５に形成された複数のフィンを通過するとき、フィンから放射される熱を吸収しながら通過し、排気口８１から排出される。
ヒートパイプ６１は、ヒートシンク７５とプロセッサ１１の受熱板に熱的に結合するように接触して配置される。なお、情報処理装置１には、１個又は複数の温度センサが設置される。温度センサは、それぞれ温度を検出し、検出した温度を示す温度データをＥＣ２７に出力する。温度センサは、温度管理を要するデバイスや筐体に配置される。図１に示す例では、情報処理装置１は、６個の温度センサ５１ａ〜５１ｆを備える。例えば、温度センサ５１ａは、プロセッサ１１の温度を検出する。温度センサ５１ｂは、回路基板２０のシステム・メモリ２１の近傍の温度を検出する。温度センサ５１ｃは、駆動回路７７近傍の温度を検出する。温度センサ５１ｄは、Ｉ／Ｏコントローラ２３の温度を検出する。温度センサ５１ｅは、電池パック４７の温度を検出する。温度センサ５１ｆは、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５の温度を検出する。
プロセッサ１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。プロセッサ１１は、ＣＰＵとさらにＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を備えていてもよい。ＣＰＵとＧＰＵは、一体化して１個のコアとして形成されてもよいし、個々のコアとして形成されたＣＰＵとＧＰＵの相互間で負荷が分担されてもよい。プロセッサ１１の数は、１個に限られず、複数個であってもよい。
プロセッサ１１には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５から一定の電圧の電力が供給されるが、一般に消費電力は可変である。プロセッサ１１は、消費電力に応じて動作電圧と動作周波数が可変にしてもよい。例えば、システム・ファームウェアは、主システム１００の動作状態（動作モード）に応じて許容する最大動作周波数をプロセッサ１１のレジスタに設定する。プロセッサ１１は、その時点における動作周波数が設定された最大動作周波数よりも高いとき、プロセッサ１１は、設定された最大動作周波数以下となるように段階的に動作周波数を変更する。プロセッサ１１は、動作周波数を低下させるとき、その動作周波数でプロセッサ１１の動作に要する値まで動作電圧を低下させてもよい（スピード・ステップ）。よって、プロセッサ１１の消費電力と発熱量が低下する。
また、プロセッサ１１は、一定の周期で動作と停止を繰り返して間欠動作を行うことによって平均処理速度を可変にしてもよい（スロットリング）。システム・ファームウェアは、プロセッサ１１のレジスタに、スロットリングの有効を示すスロットリング設定情報とデューティ比（スロットリング率）を設定する。スロットリングによっても、段階的にプロセッサ１１の処理能力と発熱量を変化することができる。この処理能力の変化は、消費電力の変化をもたらす。
プロセッサ１１は、スピード・ステップとスロットリングを併用し、スピード・ステップによる最低の動作周波数を維持したまま、スロットリングを実行してもよい。本実施形態に係るプロセッサ１１は、スピード・ステップ、スロットリングを、プロセッサ１１の処理能力を複数の段階に変化させるために利用する。以下の説明では、スピード・ステップとスロットリングのいずれか一方又は両方によって可変に設定されうるプロセッサ１１の処理能力もしくはその段階を、「パフォーマンス・ステップ」と呼ぶ。パフォーマンス・ステップが１００％であることは、処理能力を低下させない所定の通常状態を示す。
プロセッサ１１は、ＴＣＣ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｉｒｃｕｉｔ；温度制御回路）を備えていてもよい。ＴＣＣは、例えば、プロセッサ１１の温度を監視し、負荷が多くなることで温度が所定の温度よりも上昇するときに、動作周波数および動作電圧の低下や、間欠動作を行って温度の上昇を抑制するように、プロセッサ１１の動作を制御する。プロセッサ１１は、一般に、パフォーマンス・ステップが高く、かつ使用率が高いほど消費電力が大きくなるので、発熱量が多くなる。プロセッサ１１は、処理能力を低下させるとき、設定されたパフォーマンス・ステップに対応する所定の消費電力を、許容する最大消費電力として設定し、消費電力が設定した最大消費電力以下となるように動作する。従って、パフォーマンス・ステップが低下するほど、プロセスの実行時間が長くなる。また、プロセッサ１１が生成した熱は、それ自体の温度を上昇させるとともに、筐体内部の温度を上昇させる。
次に、本実施形態に係る情報処理装置１の機能構成について説明する。図２は、本実施形態に係る情報処理装置１の機能構成例を示すブロック図である。
情報処理装置１は、主システム１００と、パフォーマンス制御系２００と、電力制御系３００と、温度制御系４００と、を備える。
主システム１００は、プロセッサ１１、システム・メモリ２１、ＨＩＤ（Ｈｕｍａｎ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ）３１などのハードウェアと、ＯＳ１０１、スケジュール・タスク１０３などのソフトウェアと、を含んで構成されるコンピュータシステムである。プロセッサ１１は、システム・メモリ２１、ＨＩＤ３１などのハードウェアが、ＯＳ１０１、スケジュール・タスク１０３などのソフトウェアを実行して、それらのソフトウェアで指示される機能を発揮する。
ＨＩＤ３１は、キーボード、マウスおよびタッチスクリーンなど、ユーザが操作により物理的にアクセスして入力する入力デバイスや、ディスプレイ、スピーカなどユーザに情報を提示する出力デバイスを含んで構成される。
スケジュール・タスク１０３は、所定の条件（トリガ条件）が成立したときに実行されるプログラムである。スケジュール・タスク１０３は、ＯＳ１０１のタスク・スケジューリング機能に予め登録される。トリガ条件の１つとして、プロセッサ１１の動作状態（動作モード）がアイドルモードと判定されることが含まれる。トリガ条件として設定されている条件によって、スケジュール・タスク１０３は、動作モードが所定の標準状態（スタンダードモード）からアイドルモードに遷移したときに直ちに開始されるときと、開始されないときがありうる。
ＯＳ１０１は、例えば、動作モードがスタンダードモードであるとき、その時点までの過去の所定のモニタ期間（例えば、１５分）の所定割合（例えば、９０％）においてＣＰＵ使用率と、ＨＤＤ１９などの記憶媒体への入出力がなく、かつ、入力デバイスからの入力がない場合、動作モードがアイドルモードと判定する。ＯＳ１０１は、アイドルモードと判定した後、入力デバイスからの入力を検出するとき、アイドルモードの終了を判定し、動作モードをスタンダードモードに変更し、スケジュール・タスク１０３の実行を停止する。多くの場合、トリガ条件として予め設定されたデフォルトの情報が用いられる。スケジュール・タスク１０３をユーザが意図するタイミングで実行させることは、むしろ稀である。
スケジュール・タスク１０３は、情報処理装置１の動作の維持管理（メンテナンス）に係る処理、例えば、コンピュータ・ウィルス対策プログラムの動作の実行、機能診断、ＯＳ、その他の差分プログラムのダウンロード、構成などである。これらの処理は、ユーザによる指示やユーザへの情報提示を必ずしも要しない。通例、スケジュール・タスク１０３の実行は、ユーザに意識されない。
次に、パフォーマンス制御系２００の構成例について説明する。パフォーマンス制御系２００は、動作状態検出部２０１、ユーザ・インタフェース２０５、ＰＭ（Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；電力管理）ドライバ２０３、ＢＩＯＳ２１５及びパフォーマンス制御部２１７を含んで構成される。動作状態検出部２０１は、プロセッサ１１がＯＳ１０１上で実行するサービス・アプリケーション２１１とＯＳ１０１のカーネルに組み込まれた中間ドライバの協働により、その機能を奏し、プロセッサ１１の動作状態を取得する。中間ドライバはＯＳ１０１の動作モードがアイドルモードであるときに生成するアイドル・プロセスを監視する。アイドル・プロセスは、他のプロセスより高い優先順位でディスパッチされるため、ＯＳ１０１の動作状態がアイドルモードに入るとスケジュール・タスク１０３よりも先に実行される。また、中間ドライバは、アイドル・プロセスをフック（介入）することができる。
サービス・アプリケーション２１１は、プロセッサ１１が実行し、ＯＳ１０１の動作状態を監視するための状態監視プログラムであり、動作状態検出部２０１の一部の機能を提供する。サービス・アプリケーション２１１は、中間ドライバがフックしたアイドル・プロセスを参照して、主システム１００の動作状態がアイドルモードに遷移したことを検出することができる。サービス・アプリケーション２１１が検出するアイドルモードは、ＯＳ１０１が認識するアイドルモードと一致する。また、サービス・アプリケーション２１１は、プロセッサ１１の使用率の情報をＯＳ１０１から取得してもよい。
サービス・アプリケーション２１１は、さらに所定の監視時間におけるプロセッサ１１の平均使用率、ユーザ・アクティビティの有無、ディスク・アクセスの時間などのパラメータを取得し、取得したパラメータを用いて独自に動作状態を定義してもよい。例えば、サービス・アプリケーション２１１は、最後にユーザ・アクティビティを検出した後、ユーザ・アクティビティを検出せずに経過した時間が所定の経過時間に達したとき、プロセッサ１１の使用率が０％のとき、動作モードをアイドルモードとして判定する。動作状態検出部２０１は、独自に定義したアイドルモードを認識して、トリガ条件のオーナであるＯＳ１０１において動作モードがアイドルモードに遷移してスケジュール・タスク１０３が実行される前にプロセッサ１１の処理能力を低下させ、スケジュール・タスク１０３の実行を回避してもよい。
一般タスクのプロセスは、スケジュール・タスク１０３よりも優先順位が高い。そのため、アイドルモードで一般タスクを実行するとき、アイドル・プロセスからプロセッサ１１を使用する権利が奪われる。サービス・アプリケーション２１１は、この状態を監視して、アイドルモードの終了もしくはアイドルモードにおける一般タスクの実行開始を認識することができる。サービス・アプリケーション２１１は、プロセッサ１１の使用率、消費電力のパラメータなどに基づいて一般タスクの実行開始及びスケジュール・タスク１０３の実行終了を認識することができる。サービス・アプリケーション２１１は、検出した動作状態を示す動作状態情報をＰＭドライバ２１３に出力する。
ユーザ・インタフェース２０５は、ユーザが動作状態情報を設定するための画面を提供する。ユーザ・インタフェース２０５は、ユーザからの操作入力を受け付け、受け付けた操作入力で指示される動作状態情報を取得する。取得可能とする動作状態情報は、電力消費量に影響するパラメータ、例えば、動作モード、最大消費電力、最大使用率などのいずれあってもよい。ユーザ・インタフェース２０５は、設定した動作状態情報をパフォーマンス制御部２１７に出力する。
ＰＭドライバ２１３は、サービス・アプリケーション２１１から入力される動作状態情報を構成する各種のパラメータから、電力消費量に影響する動作状態のパラメータを抽出する。ＰＭドライバ２１３は、抽出したパラメータを含む動作状態情報をＢＩＯＳ２１５に出力する。
ＢＩＯＳ２１５は、ＥＣ２７により実行される。ＢＩＯＳ２１５は、ＰＭドライバ２１３から入力される動作状態情報を、電力制御系３００を構成する電圧制御部２７１とパフォーマンス制御部２１７に出力する。
パフォーマンス制御部２１７は、ＢＩＯＳ２１５を介して入力される動作状態情報もしくはユーザ・インタフェース２０５が設定した動作状態情報に基づいて、プロセッサ１１の処理能力を制御する。パフォーマンス制御部２１７は、例えば、システム・ファームウェアの一部として構成される。パフォーマンス制御部２１７には、動作モード毎にパフォーマンス・ステップを示す制御テーブルを予め設定しておき、制御テーブルを参照して、取得された動作モードに対応するパフォーマンス・ステップを定め、定めたパフォーマンス・ステップをプロセッサ１１のレジスタに設定する。
パフォーマンス制御部２１７は、さらに温度測定部４０１（後述）から入力されるプロセッサ１１の温度を用いて、プロセッサ１１の処理能力を制御してもよい。例えば、パフォーマンス制御部２１７には、温度と消費電力の組毎にパフォーマンス・ステップを示す制御テーブルを予め設定しておき、入力される温度と取得した動作状態情報が示す消費電力に対応するパフォーマンス・ステップを特定する。パフォーマンス制御部２１７は、特定したパフォーマンス・ステップをプロセッサ１１のレジスタに設定する。
次に、電力制御系の構成例について説明する。電力制御系３００は、電圧制御部２７１と、ＰＤコントローラ４１と、充電器４３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５と、を含んで構成される。ＥＣ２７は、所定の制御ブログラムを実行して電圧制御部２７１としての機能を実現する。
電圧制御部２７１は、ＢＩＯＳ２１５から入力される動作状態情報に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５への入力電圧を定める。電圧制御部２７１には、例えば、予め動作状態毎の入力電圧を示す電圧制御テーブルを設定しておき、電圧制御テーブルを参照して、動作状態に対応する入力電圧を定める。電圧制御部２７１は、定めた入力電圧を示す電圧制御データをＰＤコントローラ４１に出力する。
また、電圧制御部２７１は、電池パック４７（図１）の充電状態を検出し、検出した充電状態に基づいて充電器４３から電池パック４７への充電を制御する。例えば、電圧制御部２７１は、電池パック４７の起電力（電池電圧）が所定の満充電電圧以上となるとき、充電器４３への充電を停止させるために、充電停止を示す充電制御データを充電器４３に出力する。電圧制御部２７１は、電池パック４７の起電力が所定の満充電電圧未満となるとき、充電器４３への充電を実行させるために、充電実行を示す充電制御データを充電器４３に出力する。電圧制御部２７１は、充電器４３への最大充電電流の設定値と最大充電電圧の設定値を含む充電制御データを予め設定しておき、充電器４３にそれらの設定値で指示される最大充電電流以下及び最大受電電圧以下で充電を行わせてもよい。
ＰＤコントローラ４１は、電圧制御部２７１から出力される電圧制御データに基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ４５に供給する電力の入力電圧を制御する。ここで、ＰＤコントローラ４１は、電圧制御部２７１から出力される電圧制御データを、ＥＣ２７を介してＡＤアダプタ９１に入力する。ＥＣ２７からＡＤアダプタ９１への電圧制御データの送信は、Ｉ／Ｏコントローラ２３が備えるＩ／Ｏインタフェースを介する。このＩ／Ｏインタフェースは、さらにＡＤアダプタ９１から情報処理装置１への電力供給を可能とする。
ＡＤアダプタ９１は、自部に供給される交流電力を直流電力に変換する。ＡＤアダプタ９１は、変換する直流電力の電圧を、ＰＤコントローラ４１から入力される電圧制御データで指示される入力電圧に定める。情報処理装置１とＡＤアダプタ９１とは、例えば、ＵＳＢ３．２規格に順じたＵＳＢケーブルを介して接続される。ＵＳＢケーブルは、信号線ならびに電力線を有する。ＡＤアダプタ９１は、例えば、直流電力の電圧として、予め設定された複数段階の電圧から１段階の電圧を選択し、選択した電圧を入力電圧として有する直流電力を情報処理装置１に供給する。
ＡＤアダプタ９１には、それぞれの段階の電圧について供給可能とする最大電力が設定されてもよい。ＡＤアダプタ９１は、選択した電圧に対応づけられた最大電力を特定する。ＡＤアダプタ９１は、特定した最大電力の範囲内の直流電力を情報処理装置１に提供する。
充電器４３は、電圧制御部２７１から入力される充電制御データに基づいてＡＤアダプタ９１から供給される電力の電池パック４７への充電を制御する。充電器４３は、ＡＤアダプタ９１から供給される電力のうち、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５以降のデバイスが消費せずに残された電力を電池パック４７（図１）に充電する。
充電器４３は、電圧制御部２７１から充電実行を示す充電制御データが入力されるとき、ＡＤアダプタ９１から供給される電力を電池パック４７に充電する。充電器４３は、電圧制御部２７１から充電停止を示す充電制御データが入力されるとき、ＡＤアダプタ９１から供給される電力の電池パック４７への充電を停止する。
ＤＣ／ＤＣコンバータ４５は、ＡＤアダプタ９１から供給される電力の入力電圧を、情報処理装置１を構成する各デバイスの動作に要する所定の電圧に変換し、変換した電圧を有する電力をそれぞれのデバイスに供給する。なお、ＡＤアダプタ９１から電力が供給されないとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５は、電池パック４７から供給される電力の入力電圧を変換して、各デバイスに所定の電圧の電力を供給する。
次に、温度制御系の構成例について説明する。温度制御系４００は、温度センサ５１ａ−５１ｆ、温度測定部４０１、温度設定部４０３、ＴＡＴ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｃｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ；サーマル・アクション・テーブル）４０５、駆動回路７７、及び放熱ファン７３を含んで構成される。温度測定部４０１、温度設定部４０３及びＴＡＴ４０５は、ＥＣ２７の機能の一部として実現されてもよいし、プロセッサ１１の機能の一部として実現されてもよい。
温度センサ５１ａ−５１ｆは、それぞれ検出した温度を示す温度データを温度測定部４０１に出力する。
温度測定部４０１は、温度センサ５１ａ−５１ｆから入力される温度データが示す温度を温度Ｔａ〜Ｔｆとして所定時間（例えば、１秒〜１分）毎に取得する。温度測定部４０１は、取得した温度Ｔａ〜Ｔｆを示す温度データを温度設定部４０３に出力する。
温度設定部４０３は、ＴＡＴ４０５を参照して、温度Ｔａ〜Ｔｆに対応する動作状態を定める。放熱ファン７３の動作状態として、少なくとも２段階以上の動作状態を設定可能とする。例えば、動作状態のステップ数が４段階である場合には、停止、低速回転、中速回転及び高速回転が設定される。ＴＡＴ４０５は、図３に例示されるように、放熱ファン７３の動作状態毎に温度センサ毎のイネーブル温度ＨＴｅ、ＭＴｅ、ＬＴｅと、ディスエーブル温度ＨＴｄ、ＭＴｄ、ＬＴｄと、を示すデータテーブルである。イネーブル温度とは、測定される温度が上昇傾向にあるときに、回転速度がより低いステップから当該ステップに移行させる温度である。ディスエーブル温度とは、測定させる温度が下降傾向にあるときに、当該ステップよりも回転速度が低いステップに移行させる温度である。通例、１つの温度センサ及び動作状態について、イネーブル温度よりもディスエーブル温度の方が高い。即ち、回転速度が上昇する場合と、加工する場合とで、イネーブル温度とディスエーブル温度はヒステリシス特性を有する。但し、ＴＡＴ４０５には、停止に対応するイネーブル温度とディスエーブル温度は設定されない。また、停止は低速回転よりも回転速度がより低いステップに相当する。
温度設定部４０３は、いずれかの温度センサで測定された温度がある動作状態に対応するイネーブル温度以上になるとき、放熱ファン７３の動作状態として、そのイネーブル温度に対応する動作状態に定める。温度設定部４０３は、すべての温度センサで測定された測定温度がある動作状態に対応するディスエーブル温度未満となるとき、放熱ファン７３の動作状態として、その時点の動作状態よりも１ステップ低速の回転速度に定める。温度設定部４０３は、定めた動作状態を示す駆動制御信号を駆動回路７７に出力する。
駆動回路７７は、温度設定部４０３から入力される駆動制御信号が示す動作状態に対応する電力を放熱ファン７３に供給する。これにより、温度Ｔａ〜Ｔｆに基づいて放熱ファン７３の回転速度が制御される。主システム１００の発熱量は、電子デバイス、とりわけプロセッサの発熱量に依存する。そのため、高い使用率をもたらす処理、例えば、スケジュール・タスク１０３が実行されると放熱ファン７３の回転速度が上昇することがある。
次に、本実施形態に係る電圧制御におけるデータフローについて説明する。
図４は、本実施形態に係る電圧制御におけるデータフローの例を示す概略ブロック図である。
サービス・アプリケーション２１１は、プロセッサ１１の動作状態を検出し、検出した動作状態を示す動作状態情報をＰＭドライバ２１３に出力する。
ＰＭドライバ２１３は、サービス・アプリケーション２１１から入力される動作状態情報から電力消費に影響する情報を抽出し、抽出した情報をＢＩＯＳ２１５に出力する。
ＢＩＯＳ２１５は、ＰＭドライバ２１３から入力される動作状態情報をパフォーマンス制御部２１７と電圧制御部２７１に出力する。
パフォーマンス制御部２１７は、ＢＩＯＳ２１５から入力される動作状態情報に基づいてプロセッサ１１の処理能力を制御する。
電圧制御部２７１は、予め設定された電圧制御テーブルを参照して、ＢＩＯＳ２１５から入力される動作状態情報に対応する入力電圧を定める。電圧制御部２７１は、定めた入力電圧を示す電圧制御データをＰＤコントローラ４１に出力する。また、ＥＣ２７は、電池パック４７の充電状態を検出し、検出した充電状態に応じて充電制御データを生成し、生成した充電制御データを充電器４３に出力する。
ＰＤコントローラ４１は、電圧制御部２７１から入力される電圧制御データをＡＤアダプタ９１に出力する。
ＡＤアダプタ９１は、交流電力を電圧制御データが示す電圧を有する直流電力に変換し、変換した直流電力を充電器４３とＤＣ／ＤＣコンバータ４５に供給する。
充電器４３は、充電制御データに基づいてＡＤアダプタ９１から供給される直流電力を電池パック４７に充電する。
ＤＣ／ＤＣコンバータ４５は、ＡＤアダプタ９１から供給される電力の入力電圧を、情報処理装置１を構成する各デバイスに所定の電圧に変換し、変換した電圧を有する電力をそれぞれのデバイスに供給する。
（動作モード）
次に、本実施形態に係る動作モードに応じた入力電圧の設定例について説明する。
図５は、本実施形態に係る動作モードの遷移例を示す状態遷移図である。
図５に示す例では、プロセッサ１１の動作モードが２段階の動作モードとして、スタンダードモード（ＳＴＤ：Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍｏｄｅ）とアイドルモード（Ｉｄｌｅ）のいずれかをとりうる場合を例にする。スタンダードモードは、一般タスクを所定の標準的な処理能力で処理する動作モードである。アイドルモードは、標準的な処理能力よりも十分に低い処理能力で一般タスクを処理する動作モードである。アイドルモードにおいてプロセッサ１１に許容される負荷量は、一般にスタンダードモードにおいて許容される負荷量よりも小さい。図５に示す例では、スタンダードモードにおける最大消費電力、表面温度、放熱ファン７３の動作状態は、それぞれ２９Ｗ、高、高速である。最大消費電力は、主システム１００に許容する消費電力の最大値である。表面温度は、主システム１００を構成するプロセッサ１１の表面の温度Ｔａとして許容する最高温度である。この例では、表面温度は、高、低を含む複数段階のいずれかの段階をとり、それぞれの段階は特定の温度に対応付けられている。アイドルモードにおける最大消費電力、表面温度、放熱ファン７３の動作状態は、それぞれ４．５Ｗ、低、停止である。
電圧制御部２７１には、一例として動作状態として動作モード毎に入力電圧を示す電圧制御テーブルを予め設定しておく。ＡＤアダプタ９１は、例えば、３段階の入力電圧として２０Ｖ、１２Ｖ、５Ｖのいずれか１通りを選択可能とし、２０Ｖ、１２Ｖ、５Ｖのそれぞれについて、供給可能な最大電圧を、例えば、それぞれ２．２５Ａ、３Ａ、３Ａとする。電圧制御テーブルには、ＡＤアダプタ９１の性能に応じてスタンダードモード、アイドルモードのそれぞれについて、入力電力が２０Ｖ、１２Ｖと設定させておく。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５から供給される電力（出力電力）の電圧（例えば、８．８Ｖ）との差が少なくなり、かつＡＤアダプタ９１から供給可能とする最大電力がプロセッサ１１の最大消費電力よりも十分大きくなるように入力電力が設定されればよい。入力電力と出力電力との差が小さいほど、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５における電力の変換効率が高くなり、熱として散逸する電力が少なくなるためである。図６に示す例では、電圧制御テーブルには、スタンダードモード、アイドルモードのそれぞれについて、入力電圧が２０Ｖ、１２Ｖと設定されている。
図５、図６に示す例では、電圧制御部２７１は、動作状態情報が示す動作モードがアイドルモードからスタンダートモードに変化するとき、入力電圧として２０Ｖを示す電力制御データをＡＤアダプタ９１に通知する。ＡＤアダプタ９１は、電圧制御部２７１からの電圧制御データに基づいて入力電圧、入力電流をそれぞれ２０Ｖ、２．２５Ａとする直流電力のＤＣ／ＤＣコンバータ４５への供給を開始する。ＡＤアダプタ９１が供給する電力の入力電圧、入力電流の初期値は、情報処理装置１の起動に十分な量（例えば、１２Ｖ、３Ａ）であればよい。
他方、電圧制御部２７１は、動作状態情報が示す動作モードがアイドルモードからスタンダートモードに変化するとき、入力電圧として１２Ｖを示す電圧制御データをＡＤアダプタ９１に通知する。ＡＤアダプタ９１は、電圧制御部２７１からの電圧制御部に基づいて入力電圧、入力電流をそれぞれ１２Ｖ、３Ａとする直流電力のＤＣ／ＤＣコンバータ４５への供給を開始する。
図５、図６に示す例では、入力電力の制御に係る動作モードとして、アイドルモードとスタンダードモードといった２段階の動作モードをとりうる場合を例にしたが、動作モードは３段階以上であってもよい。制御に係る動作モードには、さらにスリープ、ハイバネーションのいずれか又は両方が含まれてもよい。スリープとは、システム・メモリ２１とＥＣ２７やそれらの配下のデバイス以外のデバイスへの給電を停止し、起動していたプログラムの実行を停止する動作モードである。従って、スリープにおける消費電力は、アイドルモードよりも消費電力が小さくなる。サービス・アプリケーション２１１は、例えば、所定の遷移条件が満たされるとき、動作モードをスタンダードモードもしくはアイドルモードスリープモードに遷移する。スリープモードへの遷移条件は、例えば、ＨＩＤ３１からの入力が検出されない状態が所定時間（例えば、３〜５分）以上継続するときである。情報処理装置１がノートＰＣである場合には、リッドセンサ（図示せず）により筐体が折り畳まれた状態が検出されたときである。スリープモードからスタンダードモードへの遷移条件は、例えば、ＨＩＤ３１からの入力が検出されるときである。
ハイバネーションとは、スリープに対して、プロセッサ１１から即座にアクセス可能とする補助記憶装置にシステム・メモリ２１に記憶していた情報を全て退避させ、その後、システム・メモリ２１への給電もさらに停止するモードである。ハイバネーションは、休止状態とも呼ばれる。従って、ハイバネーションにおける消費電力は、スリープよりも消費電力が小さくなる。スタンダードモード、アイドルモード又はスリープからハイバネーションへの遷移条件は、例えば、電池パック４７の起電力が低下し所定の起電力の閾値に満たなくなったときである。ハイバネーションからスタンダードモードへの遷移条件は、例えば、電池パック４７の起電力が所定の起電力の閾値以上となり、かつ、ＨＩＤ３１からの入力が検出されるときである。
なお、入力電力の制御において、動作状態としてシステム消費電力（Ｐｓｙｓ）が用いられてもよい。システム消費電力とは、主システム１００が消費する電力である。ここで、サービス・アプリケーション２１１は、主システム１００の動作状態としてシステム消費電力を検出する。電圧制御部２７１には、システム消費電力の段階毎に入力電圧を示す電圧制御テーブルを予め設定しておく。図７に示す例では、システム消費電力は、大、小の２段階である。「大」、「小」に対応する入力電圧は、それぞれ２０Ｖ、１２Ｖである。「大」、「小」は、例えば、３４Ｗ以上、３４Ｗ未満の範囲をそれぞれ示す。
この例において、ＥＣ２７は、動作状態情報が示すシステム消費電力が増加し、３４Ｗを超えるとき、入力電圧を２０Ｖと定める。
電圧制御部２７１は、動作状態情報が示すシステム消費電力が減少し、３４Ｗを下回るとき、入力電力を１２Ｖと定める。システム消費電力は、主システム１００が現実に消費する電力であるため、動作モードに基づく制御よりも、入力電圧をきめ細かく制御することができる。例えば、スケジュール・タスク１０３は、アイドルモードの際に実行されるが、単純に動作モードによる制御に頼ると、ＡＤアダプタ９１からＤＣ／ＤＣコンバータ４５を介して供給される電力がプロセッサ１１の消費電力に不足するおそれがある。そこで、スケジュール・タスク１０３が実行されるときには、スケジュール・タスクを実行しないときよりも入力電圧を高くして、情報処理装置１に供給される電力を多くすることができる。
但し、入力電圧が低いときにはＡＤアダプタ９１から供給される電力が比較的少ない。そのため、システム消費電力が急激に増加すると、ＡＤアダプタ９１から供給される電力が不足するおそれがある。そこで、電圧制御部２７１は、主システム１００の動作状態として、システム消費電力と、その変動量をさらに用いて入力電力を定めてもよい。
その場合、サービス・アプリケーション２１１は、各時点のシステム消費電力と、その変動量をさらに算出してもよい。変動量として、前時点から現時点のシステム消費電力の変動の大きさを示すパラメータが利用可能である。変動量は、例えば、現時点におけるシステム消費電力から前時点におけるシステム消費電力の差分を、前時点まで所定期間（例えば、１０秒〜１分）以内の変動幅で正規化して得られる値である。変動幅は、所定期間におけるシステム消費電力の最大値から最小値の差分であってもよいし、所定期間におけるシステム消費電力の偏差であってもよい。電圧制御部２７１には、システム消費電力と変動量の組毎に入力電圧を示す電力制御テーブルを設定しておく。図８に示す例では、システム消費電力は、「大」、「小」の２段階であり、変動量は、「大」、「小」の２段階である。変動量「大」、「小」は、例えば、１以上、１未満の範囲の実数を示す。１未満の範囲には、正値に限らず負値も含まれる。この例において、電圧制御部２７１は、動作状態情報が示すシステム消費電力が「大」であるとき、変動量に関わらず、入力電圧を２０Ｖと定める。電圧制御部２７１は、システム消費電力が「小」であって変動量が「小」であるとき、入力電圧を１２Ｖと定める。ＥＣ２７は、動作状態情報が示すシステム消費電力が「小」であっても変動量が「大」であるとき、入力電圧を２０Ｖと定める。これにより、システム消費電力の増加により、供給される電力が不足する現象を回避することができる。
なお、入力電力の制御において、動作状態としてプロセッサ１１の使用率が用いられてもよい。一般に、使用率が高いほど消費電力が多くなる。使用率は、例えば、１から所定の観測時間（例えば、１秒）内におけるアイドル・プロセスのユーザ・モード時間とアイドル・プロセスのカーネル・モード時間の和を観測時間で除算して得られる比率を差し引いて算出される。従って、アイドル状態では、使用率が０％に近似する。ここで、サービス・アプリケーション２１１は、主システム１００の動作状態として使用率を算出する。ＥＣ２７には、使用率の段階毎に入力電圧を示す電圧制御テーブルを予め設定しておく。図９に示す例では、使用率は、大、小の２段階である。「大」、「小」に対応する入力電圧は、それぞれ２０Ｖ、１２Ｖである。「大」、「小」は、例えば、２０％以上、２０％未満の範囲をそれぞれ示す。
この例において、電圧制御部２７１は、動作状態情報が示す使用率が増加し、２０％を超えるとき、入力電圧を２０Ｖと定める。
電圧制御部２７１は、動作状態情報が示す使用率が減少し、２０％を下回るとき、入力電力を１２Ｖと定める。
電圧制御部２７１は、主システム１００の動作状態として、使用率と、その変動量をさらに用いて入力電力を定めてもよい。
その場合、サービス・アプリケーション２１１は、システム消費量と同様の手法で、使用率について、その変動量をさらに算出する。電圧制御部２７１には、使用率と変動量の組毎に入力電圧を示す電圧制御テーブルを設定しておく。図１０に示す例では、使用率は、「大」と「小」の２段階であり、変動量は、「大」と「小」の２段階である。変動量「大」、「小」は、例えば、１以上の実数、１未満の実数をそれぞれ示す。
この例において、電圧制御部２７１は、動作状態情報が示す使用率が「大」であるとき、変動量に関わらず、入力電圧を２０Ｖと定める。電圧制御部２７１は、使用率が「小」であって変動量が「小」であるとき、入力電圧を１２Ｖと定める。電圧制御部２７１は、動作状態情報が示す使用率が「小」であっても変動量が「大」であるとき、入力電圧を２０Ｖと定める。これにより、使用率の増加によりシステム消費電力が増加するとき、供給される電力が不足する現象を回避することができる。
なお、入力電力の制御において、動作状態として情報処理装置１の温度が用いられてもよい。用いられる温度として、主たる熱源であるプロセッサ１１の温度Ｔａ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５の温度Ｔｆなどのいずれかを観測温度として用いてもよい。
そこで、サービス・アプリケーション２１１は、主システム１００の動作状態として温度測定部４０１から温度データを取得し、取得した温度データが示す観測温度を動作状態情報に含める。電圧制御部２７１には、観測温度毎に入力電圧を示す電圧制御テーブルを設定しておく。図１１に示す例では、温度は、高、低の２段階である。「高」、「低」に対応する入力電圧は、それぞれ２０Ｖ、１２Ｖである。「高」、「低」は、例えば、３０°Ｃ以上、３０°Ｃ未満の範囲をそれぞれ示す。
この例において、電圧制御部２７１は、動作状態情報が示す温度が上昇し、３０°Ｃを超えるとき、入力電圧を１２Ｖと定める。電圧制御部２７１は、動作状態情報が示す温度が低下し、３０°Ｃを下回るとき、入力電力を２０Ｖと定める。
なお、入力電圧の制御には、１箇所の温度に限られず、複数箇所の温度が観測温度として用いられてもよい。例えば、温度センサ５１ａ−５１ｆが検出した温度Ｔａ−Ｔｆの全てが用いられてもよい。その場合、サービス・アプリケーション２１１は、主システム１００の動作状態として温度測定部４０１から取得した温度Ｔａ−Ｔｆを示す温度データを動作状態情報に含める。電圧制御部２７１には、入力電圧毎に観測温度のセットを示す電圧制御テーブルを予め設定しておく。図１２に示す例では、入力電圧は、２０Ｖ、１２Ｖ、５Ｖの３段階である。電力制御テーブルには、各段階について温度センサ毎に許容される観測温度の温度範囲ａ２０，ａ１２，…，ｆ５が記述される。一般に、入力電力が高いほど温度範囲が狭くなる。即ち、同一の温度センサについて、ある入力電力に対応する温度範囲は、より低い入力電力に対応する温度範囲に含まれる。
この例では、電圧制御部２７１は、電圧制御テーブルを参照して、動作状態情報が示す各１つの温度センサの温度が、いずれの温度範囲に属するかを判定し、その温度が属する温度範囲に対応する入力電圧のうち、最も高い入力電圧を特定する。特定される入力電圧は、温度センサ毎に検出された温度に対応する入力電圧となる。そして、電圧制御部２７１は、温度センサ毎に特定した入力電圧のうち、最も低い入力電圧をＡＤアダプタ９１から供給される電力の入力電力として定める。
なお、パフォーマンス制御部２１７は、そのシステム消費電力が実効供給電力よりも小さくなるように、入力電圧の設定に係る温度を参照してプロセッサ１１に設定するパフォーマンス・ステップを定めてもよい。ここで、実効供給電力は、入力電圧と入力電力との積にさらにＤＣ／ＤＣコンバータ４５の変換効率を乗じて算出される。これにより、供給される電力がシステム消費電力に不足する現象が回避される。
なお、入力電圧の制御において、動作状態として稼働中の情報処理装置１の可動性（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）を示すパラメータが用いられてもよい。可動性とは、移動しているか否か、移動の度合いを意味する。例えば、静止した机上に設置されている状態、着席中のユーザの身体（例えば、膝上）に設置されている状態、歩行中のユーザにより運搬されている状態の順に可動性が高くなる。一般に可動性が低いほどユーザは複雑な操作を行うので、より多くの電力を消費する処理が実行される可能性が高くなる傾向がある。
そこで、電圧制御部２７１は、情報処理装置１の可動性に基づいて入力電力を定めてもよい。情報処理装置１は、加速度センサ（図示せず）をさらに備える。加速度センサは、例えば、３軸の加速度センサである。３軸の加速度センサは、３次元空間内において互いに直交する３個の感度軸を有し、各感度軸方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ方向）に検出した加速度を示す加速度データをＥＣ２７に出力する。
ＥＣ２７は、加速度処理部（図示せず）を備える。加速度処理部は、加速度センサから入力され加速度データが示す感度軸方向毎の加速度について重み付き時間平均を行って重力加速度の成分を推定する。加速度処理部は、加速度データが示す加速度から推定された重力加速度の成分を差し引き、移動による成分を抽出する。加速度処理部は、感度軸方向毎に抽出した成分から、さらに人間の動作による移動として可能性がある周波数帯域の成分（例えば、１−２０Ｈｚ）を抽出する。加速度処理部は、抽出した成分の絶対値、つまり、抽出した成分の感度軸方向間の二乗和の平方根を算出する。加速度処理部は、算出した絶対値の現時点までの所定の期間（例えば、１〜５秒）内の時間平均値を、可動性を示す指標値として算出する。そして、加速度処理部は、算出した指標値をサービス・アプリケーション２１１に出力する。
サービス・アプリケーション２１１は、情報処理装置１の動作状態として加速度処理部から可動性を取得し、動作状態情報に含める。
電圧制御部２７１には、可動性毎の入力電圧を示す電力制御テーブルを設定しておく。図１３に示す例では、可動性は、静止、低、高の３段階である。「静止」、「低」、「高」に対応する入力電圧は、それぞれ２０Ｖ、１２Ｖ、５Ｖと、可動性が高いほど低くなる。例えば、「静止」、「低」、「高」は、０ｍ／ｓ２以上０．０１ｍ／ｓ２未満、０．０１ｍ／ｓ２以上０．３ｍ／ｓ２未満、０．３ｍ／ｓ２以上の範囲をそれぞれ示す。
この例において、電圧制御部２７１は、動作状態情報が示す可動性が０ｍ／ｓ２以上０．０１ｍ／ｓ２未満となるとき、入力電圧を２０Ｖと定め、動作状態情報が示す可動性が０．０１ｍ／ｓ２以上０．３ｍ／ｓ２未満となるとき、入力電圧を１２Ｖと定め、動作状態情報が示す可動性が０．３ｍ／ｓ２以上となるとき、入力電圧を５Ｖと定める。
なお、パフォーマンス制御部２１７は、そのシステム消費電力が実効電力よりも小さくなるように、入力電力の設定に係る可動性を参照してプロセッサ１１に設定するパフォーマンス・ステップを定めてもよい。これにより、供給される電力がシステム消費電力に不足する現象が回避される。
以上に説明したように、本実施形態に係る情報処理装置１は、自装置に供給される電力の入力電圧を所定の出力電圧に変換する電圧変換器（例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５）と、電圧変換器から供給される電力を消費するコンピュータシステム（例えば、主システム１００）を備える。また、情報処理装置１は、コンピュータシステムの動作状態に応じて入力電圧を定める制御部（例えば、ＥＣ２７）を備える。
この構成により、システムの動作状態に応じた入力電圧を有する電力が電圧変換器に供給される。一般に、電圧変換器の変換効率は入力電圧に依存するため、入力電圧を可変にすることでシステムへの電圧供給の効率を制御することができる。例えば、出力電圧との差が小さくすることで、電圧供給の効率を向上させることができる。
また、情報処理装置１において、制御部は、コンピュータシステムの動作モードとして消費電力が少ない動作モードほど入力電圧を低くする。そのため、動作モード毎に供給すべき電力を確保したうえで入力電圧と出力電圧との差を少なくすることで、システムの動作に支障をきたさずに充電効率を向上することができる。
また、情報処理装置１において、制御部は、コンピュータシステムの動作モードがアイドルモードであるとき、コンピュータシステムがスケジュール・タスクを実行するとき、当該スケジュール・タスクを実行しないときよりも入力電圧を高くする。そのため、システムに供給される電力が、スケジュール・タスクの実行によって消費電力が増加するときでも、電力の不足を回避することができる。
また、情報処理装置１において、制御部は、コンピュータシステムの消費電力に基づいて入力電圧を定める。そのため、コンピュータシステムが消費する電力が確保されるように入力電圧が設定される。
また、情報処理装置１において、制御部は、電圧変換器から供給される電力がコンピュータシステムの消費電力よりも多く、かつ電圧変換部からの出力電圧との差が少なくなるように入力電圧を定める。
この構成により、システムの動作に支障をきたさずに、入力電圧と出力電圧との差を少なくすることで、電圧変換器の変換効率を向上することができる。効率を向上することで、電圧変換器からの発熱が抑制されるので、温度上昇に伴う電池（例えば、電池パック４７）への充電効率の低下を回避又は緩和することができる。
また、情報処理装置１において、制御部は、コンピュータシステムが有するプロセッサの使用率に基づいて入力電圧を定める。プロセッサの消費電力は、情報処理装置１のシステムの消費電力の大半を占め、その処理量が多いほど消費電力が多くなる傾向がある。そのため、プロセッサの使用率に応じて必要とする電力が確保されるように入力電圧が設定される。
また、情報処理装置１は、自装置の温度を検出する温度センサを備え、制御部は、検出された温度に基づいて入力電圧を制御する。この構成により、情報処理装置１は、自装置の温度に基づいて入力電圧を制御することができる。例えば、温度が高くなるとき、入力電圧を低くして、コンピュータシステムに供給される電圧を減少させることができる。許容される消費電力が少なくなるため、電力の消費や消費されずに散逸する電力による温度上昇を停止又は緩和させることができる。ひいては、温度上昇による動作障害を予防することができる。
また、情報処理装置１は、自装置の加速度を検出する加速度センサ（図示せず）を備え、制御部は、検出された加速度に基づいて自装置の可動性を判定し、判定した可動性に基づいて入力電圧を制御する。一般に自装置の可動性が低いほどユーザにより指示される処理の処理量が多くなるため、判定された可動性に基づいて入力電圧を制御することができる。例えば、可動性が高くなるほど、入力電圧を低くして、コンピュータシステムに供給される電圧を減少させることができる。許容される消費電力が少なくなるため、電力の消費や消費されずに散逸する電力による温度上昇を停止又は緩和させることができる。ひいては、温度上昇による動作障害を予防することができる。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。上述の実施形態において説明した各構成は、任意に組み合わせることができる。
１…情報処理装置、１１…プロセッサ、２７…ＥＣ、４０…電源回路、４１…ＰＤコントローラ、４３…充電器、４５…ＤＣ／ＤＣコンバータ、４７…電池パック、９１…ＡＤアダプタ、１００…主システム、１０３…スケジュール・タスク、２００…パフォーマンス制御系、２０１…動作状態検出部、２０３…ＰＭドライバ、２１１…サービス・アプリケーション、２１５…ＢＩＯＳ、２１７…パフォーマンス制御部、２７１…電圧制御部

Claims (10)

  1. 自装置に供給される電力の入力電圧を所定の出力電圧に変換する電圧変換器と、
    前記電圧変換器から供給される電力を消費するコンピュータシステムと、
    前記コンピュータシステムの動作状態に応じて前記入力電圧を定める制御部と、
    を備える情報処理装置。
  2. 外部から前記自装置への電力供給と、前記制御部から外部への電圧制御データの送信との両方が可能な入出力インタフェースをさらに備える
    請求項１に記載の情報処理装置。
  3. 前記制御部は、
    前記コンピュータシステムの動作モードとして消費電力が少ない動作モードほど低くなるように前記入力電圧を定める
    請求項１または請求項２に記載の情報処理装置。
  4. 前記制御部は、
    前記コンピュータシステムの動作モードがアイドルモードであるとき、
    前記コンピュータシステムがスケジュール・タスクを実行するとき、当該スケジュール・タスクを実行しないときよりも前記入力電圧を高くする
    請求項３に記載の情報処理装置。
  5. 前記制御部は、
    前記コンピュータシステムの消費電力に基づいて前記入力電圧を定める
    請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  6. 前記制御部は、
    前記電圧変換器から供給される電力が前記コンピュータシステムの消費電力よりも多く、かつ前記出力電圧との差が少なくなるように前記入力電圧を定める
    請求項５に記載の情報処理装置。
  7. 前記制御部は、
    前記コンピュータシステムが有するプロセッサの使用率に基づいて前記入力電圧を定める
    請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  8. 自装置の温度を検出する温度センサを備え、
    前記制御部は、
    前記温度に基づいて前記入力電圧を制御する
    請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  9. 自装置の加速度を検出する加速度センサを備え、
    前記制御部は、
    前記加速度に基づいて自装置の可動性を判定し、
    前記可動性に基づいて前記入力電圧を制御する
    請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  10. 自装置に供給される電力の入力電圧を所定の出力電圧に変換する電圧変換器と、
    前記電圧変換器から供給される電力を消費するコンピュータシステムと、を備える情報処理装置における制御方法であって、
    前記情報処理装置の制御部が、前記コンピュータシステムの動作状態に応じて前記入力電圧を定める制御ステップ、
    を有する制御方法。
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