JP3678185B2 - 電気機器、コンピュータ装置、インテリジェント電池、電池診断方法、プログラム、および記憶媒体 - Google Patents
電気機器、コンピュータ装置、インテリジェント電池、電池診断方法、プログラム、および記憶媒体 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、充放電を繰り返して使用可能な電池を備えた電気機器等に係り、より詳しくは、電池のリフレッシュを適切に行うための電気機器等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノート型パーソナルコンピュータ(ノートＰＣ)に代表される情報端末機器や、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)、ＭＤ(Mini Disc)装置、ビデオカメラ等の各種電気機器では、商用電源から直接電力を供給する場合の他、充放電を繰り返しながら何度も使用できる電池(蓄電池、２次電池、バッテリ)からの電力供給が行われている。この電池としては、比較的容量も大きく価格も安いニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池(ニッカド電池)が採用されている。また、ニッケルカドミウム電池に比べて単位重量あたりのエネルギ密度の高いリチウムイオン電池、液体の電解質を利用せずに固体のポリマーを用いるリチウムポリマー電池などが存在する。
【０００３】
このニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池では、完全に放電させずに中途半端な放電と充電とを繰り返し行うと、見かけ上の充電容量が低下し、連続して使用できる時間が短くなる「メモリ効果」が発生してしまう。このメモリ効果に陥った電池は、十分な放電と充電とを２〜３回繰り返すことで、容量がかなり元に近い状態まで戻ることが知られている。このように、メモリ効果が発生した場合であっても、十分な充放電を行えば回復させることが可能であるが、その前提として、メモリ効果を検出することが必要となる。
【０００４】
現在知られているメモリ効果の検出方法では、例えば、テキサスインスツルメンツ社(旧ベンチマーク社)のＢＱ２０６０などで採用されているように、浅い放電が何回、繰り返し行われたかをカウントし、例えば３０回検出されたらメモリ効果があると見なすように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した方式では、単に中途半端な放電の回数をカウントするものであることから、メモリ効果が実際に発生していなくてもメモリ効果があると見なしてしまう場合がある。また、メモリ効果があっても検出できない場合が生じる。更に、メモリ効果を恐れるあまり、頻繁にリフレッシュを行うユーザが多く存在する。かかる頻繁なリフレッシュ操作によって、メモリ効果の発生を抑制することはできるが、電池の寿命に悪影響を及ぼす結果となる。
【０００６】
一方、電池をシステムから取り外して長時間放置したり、システムに接続したまま長時間システムを使用しないときには、自己放電によって電池の残容量の誤差が非常に大きくなってしまう。このような容量誤差が存在する場合には、ユーザに対して正確な残容量の表示ができなくなり、容量誤差をリセットして残容量の精度を改善する必要がある。この容量誤差をリセットするために、残容量を示す電池に対してリフレッシュを実施することが有効である。しかしながら、浅い放電が繰り返された回数をカウントしてリフレッシュを行う従来の方式では、容量誤差を改善するためのリフレッシュに対応することが困難である。
【０００７】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、電池のリフレッシュを適切なタイミングでユーザにガイドすることにある。
また、他の目的は、電池の残容量をより正確に把握することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明は、充放電可能な電池を接続可能に構成され、この電池から電力の供給を受ける本体を備えた電気機器であって、電池を識別するための識別子を認識する識別子認識手段と、この識別子認識手段により認識された識別子に対応付けて、電池に対してリフレッシュが実行された日付の情報を格納する情報格納手段と、この情報格納手段に格納された情報の日付から所定期間が経過した後に電池におけるリフレッシュの実行をユーザに促す出力手段と、ユーザによるリフレッシュ指示を受け付ける指示受付手段と、この指示受付手段によるリフレッシュ指示に基づいて電池に対してリフレッシュを実行するリフレッシュ実行手段とを備えている。
【０００９】
一方、本発明が適用される電気機器は、電力を消費する本体と、充電および放電を行ってこの本体に対して電力を供給する電池とを備え、電池の自己放電による残容量の誤差を予期し、この誤差を取り除くためにリフレッシュのガイドを行うことを特徴とすることができる。
【００１０】
ここで、この本体は、電池が所定期間、リフレッシュされない場合にリフレッシュのガイドを行うことを特徴とすれば、一定の間隔にて、ユーザに対して誤差を取り除いた残量表示を行うことができる点で好ましい。
【００１１】
また、本発明が適用される電気機器は、電池が最後にリフレッシュされてから所定期間が経過した後に、この電池の充放電の回数に関わらず電池に対するリフレッシュを促す表示を行うことを特徴としている。
【００１２】
更に、本発明が適用される電気機器は、電池において最後にリフレッシュがなされた日付に関する情報を格納する日付情報格納手段と、この日付情報格納手段に格納された情報における日付から所定期間が経過したことによりリフレッシュの必要性を判断する判断手段とを備えたことを特徴とすることができる。
【００１３】
他の観点から把えると、本発明は、充放電可能な電池を接続可能に構成され、商用電源に接続されるＡＣアダプタおよび/または電池から電力の供給を受けるシステム本体を備えたコンピュータ装置であって、電池の診断プログラムを実行するＣＰＵと、この電池から電池を識別する識別子を受け取ると共に、受け取った識別子をＣＰＵに出力するコントローラと、例えば複数の電池におけるリフレッシュの日付情報を格納する情報ファイルと、コントローラからの制御によりＡＣアダプタからシステム本体への電力の供給/停止を行うＡＣアダプタ電力停止回路とを備え、このＣＰＵは、コントローラから出力された識別子に対応する日付情報を情報ファイルから取得してリフレッシュの必要性を判断し、コントローラは、ＣＰＵからのリフレッシュ指示に基づいて、ＡＣアダプタ電力停止回路を制御してＡＣアダプタからシステム本体に対する電力の供給を停止させることを特徴している。
【００１４】
また、本発明が適用されるコンピュータ装置は、電池に対する最後にリフレッシュが行われた日付を示す日付情報を格納するメモリと、このメモリに格納された日付情報に示される日付から電池におけるリフレッシュが所定期間なされていない場合に、ユーザに対して電池のリフレッシュを推奨する表示を行う表示手段とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
一方、本発明は、電気機器に接続され、充放電を行って電気機器に電力を供給するインテリジェント電池として把握することができる。このインテリジェント電池は、リフレッシュがなされた日付に関する情報を格納する日付情報格納手段と、この日付情報格納手段に格納された情報に示される日付から所定期間が経過したことによりリフレッシュの必要性を判断する判断手段と、判断手段により判断された結果を電気機器のコントローラに出力する出力手段とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
また、本発明は、充放電を行い本体に対して電力を供給する電池を接続可能なコンピュータに所定の機能を実現させるためのプログラムとして、また、このようなプログラムを格納する記憶媒体として把握することができる。このプログラムとしては、電池に対してリフレッシュがなされた日付に関する情報を所定のメモリから読み出す機能と、読み出された情報に示される日付から所定期間が経過した場合に電池のリフレッシュが必要である旨を判断する機能と、ユーザに対してリフレッシュを促す出力を行う機能と、ユーザからのリフレッシュの指示を受け付ける機能と、新たなリフレッシュの日付に関する情報をメモリに格納する機能とをコンピュータに実現させることを特徴としている。
【００１７】
尚、このプログラムとしては、コンピュータのメモリ等に格納され、上記の各機能を実現させるものが挙げられる。また、コンピュータに読取可能に構成された記憶媒体に格納される場合がある。これらのプログラムの提供方法としては、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納されたプログラムを、例えばＣＤ−ＲＯＭドライブ等の記憶媒体の読取部で読み取る形態が考えられる。また、プログラム伝送装置からインターネット等のネットワークを介して各コンピュータにインストールされる形態も考えられる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態が適用されるコンピュータシステム１０のハードウェア構成を示した図である。このコンピュータシステム１０を備えるコンピュータ装置は、例えば、ＯＡＤＧ(Open Architecture Developer's Group)仕様に準拠して、所定のＯＳ(オペレーティングシステム)を搭載したノートブックＰＣ(ノートブック型パーソナルコンピュータ)として構成されている。
【００１９】
図１に示すコンピュータシステム１０において、ＣＰＵ１１は、コンピュータシステム１０全体の頭脳として機能し、ＯＳの制御下でユーティリティプログラムの他、各種プログラムを実行している。ＣＰＵ１１は、システムバスであるＦＳＢ(Front Side Bus)１２、高速のＩ/Ｏ装置用バスとしてのＰＣＩ(Peripheral Component Interconnect)バス２０、低速のＩ/Ｏ装置用バスとしてのＩＳＡ(Industry Standard Architecture)バス４０という３段階のバスを介して、各構成要素と相互接続されている。このＣＰＵ１１は、キャッシュメモリにプログラム・コードやデータを蓄えることで、処理の高速化を図っている。近年では、ＣＰＵ１１の内部に１次キャッシュとして１２８Ｋバイト程度のＳＲＡＭを集積させているが、容量の不足を補うために、専用バスであるＢＳＢ(Back Side Bus)１３を介して、５１２Ｋ〜２Ｍバイト程度の２次キャッシュ１４を置いている。尚、ＢＳＢ１３を省略し、ＦＳＢ１２に２次キャッシュ１４を接続して端子数の多いパッケージを避けることで、コストを低く抑えることも可能である。
【００２０】
ＦＳＢ１２とＰＣＩバス２０は、メモリ/ＰＣＩチップと呼ばれるＣＰＵブリッジ(ホスト−ＰＣＩブリッジ)１５によって連絡されている。このＣＰＵブリッジ１５は、メインメモリ１６へのアクセス動作を制御するためのメモリコントローラ機能や、ＦＳＢ１２とＰＣＩバス２０との間のデータ転送速度の差を吸収するためのデータバッファ等を含んだ構成となっている。メインメモリ１６は、ＣＰＵ１１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書き込み可能メモリである。例えば、複数個のＤＲＡＭチップで構成され、例えば６４ＭＢを標準装備し、３２０ＭＢまで増設することが可能である。この実行プログラムには、ＯＳや周辺機器類をハードウェア操作するための各種ドライバ、特定業務に向けられたアプリケーションプログラム、後述するフラッシュＲＯＭ４４に格納されたＢＩＯＳ(Basic Input/Output System：基本入出力システム)等のファームウェアが含まれる。
【００２１】
ビデオサブシステム１７は、ビデオに関連する機能を実現するためのサブシステムであり、ビデオコントローラを含んでいる。このビデオコントローラは、ＣＰＵ１１からの描画命令を処理し、処理した描画情報をビデオメモリに書き込むと共に、ビデオメモリからこの描画情報を読み出して、液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)１８に描画データとして出力している。
【００２２】
ＰＣＩバス２０は、比較的高速なデータ転送が可能なバスであり、データバス幅を３２ビットまたは６４ビット、最大動作周波数を３３ＭＨｚ、６６ＭＨｚ、最大データ転送速度を１３２ＭＢ/秒、５２８ＭＢ/秒とする仕様によって規格化されている。このＰＣＩバス２０には、Ｉ/Ｏブリッジ２１、カードバスコントローラ２２、オーディオサブシステム２５、ドッキングステーションインターフェース(Dock Ｉ/Ｆ)２６、miniＰＣＩコネクタ２７が夫々接続されている。
【００２３】
カードバスコントローラ２２は、ＰＣＩバス２０のバスシグナルをカードバススロット２３のインターフェースコネクタ(カードバス)に直結させるための専用コントローラであり、このカードバススロット２３には、ＰＣカード２４を装填することが可能である。ドッキングステーションインターフェース２６は、コンピュータシステム１０の機能拡張装置であるドッキングステーション(図示せず)を接続するためのハードウェアである。ドッキングステーションにノートＰＣがセットされると、ドッキングステーションの内部バスに接続された各種のハードウェア要素が、ドッキングステーションインターフェース２６を介してＰＣＩバス２０に接続される。また、miniＰＣＩコネクタ２７には、ミニＰＣＩ(miniＰＣＩ)カード２８が接続される。
【００２４】
Ｉ/Ｏブリッジ２１は、ＰＣＩバス２０とＩＳＡバス４０とのブリッジ機能を備えている。また、ＤＭＡコントローラ機能、プログラマブル割り込みコントローラ(ＰＩＣ)機能、プログラマブル・インターバル・タイマ(ＰＩＴ)機能、ＩＤＥ(Integrated Device Electronics)インターフェース機能、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)機能、ＳＭＢ(System Management Bus)インターフェース機能を備えると共に、リアルタイムクロック(ＲＴＣ)を内蔵している。
【００２５】
ＤＭＡコントローラ機能は、ＦＤＤ等の周辺機器とメインメモリ１６との間のデータ転送をＣＰＵ１１の介在なしに実行するための機能である。ＰＩＣ機能は、周辺機器からの割り込み要求(ＩＲＱ)に応答して、所定のプログラム(割り込みハンドラ)を実行させる機能である。ＰＩＴ機能は、タイマ信号を所定周期で発生させる機能である。また、ＩＤＥインターフェース機能によって実現されるインターフェースは、ＩＤＥハードディスクドライブ(ＨＤＤ)３１が接続される他、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３２がＡＴＡＰＩ(AT Attachment Packet Interface)接続される。このＣＤ−ＲＯＭドライブ３２の代わりに、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)ドライブのような、他のタイプのＩＤＥ装置が接続されても構わない。ＨＤＤ３１やＣＤ−ＲＯＭドライブ３２等の外部記憶装置は、例えば、ノートＰＣ本体内の「メディアベイ」または「デバイスベイ」と呼ばれる収納場所に格納される。これらの標準装備された外部記憶装置は、ＦＤＤや電池パックのような他の機器類と交換可能かつ排他的に取り付けられる場合もある。
【００２６】
また、Ｉ/Ｏブリッジ２１にはＵＳＢポートが設けられており、このＵＳＢポートは、例えばノートＰＣ本体の壁面等に設けられたＵＳＢコネクタ３０と接続されている。更に、Ｉ/Ｏブリッジ２１には、ＳＭバスを介してＥＥＰＲＯＭ３３が接続されている。このＥＥＰＲＯＭ３３は、ユーザによって登録されたパスワードやスーパーバイザーパスワード、製品シリアル番号等の情報を保持するためのメモリであり、不揮発性で記憶内容を電気的に書き換え可能とされている。
【００２７】
更にまた、Ｉ/Ｏブリッジ２１は、電源回路５０に接続されている。電源回路５０は、例えばＡＣ１００Ｖの商用電源に接続されてＡＣ/ＤＣ変換を行うＡＣアダプタ５１、バッテリ(２次電池)としてのインテリジェント電池５２、このインテリジェント電池５２を充電すると共にＡＣアダプタ５１やインテリジェント電池５２からの電力供給経路を切り換えるバッテリ切換回路５４、およびコンピュータシステム１０で使用される＋１５Ｖ、＋５Ｖ、＋３.３Ｖ等の直流定電圧を生成するＤＣ/ＤＣコンバータ(ＤＣ/ＤＣ)５５等の回路を備えている。
【００２８】
一方、Ｉ/Ｏブリッジ２１を構成するコアチップの内部には、コンピュータシステム１０の電源状態を管理するための内部レジスタと、この内部レジスタの操作を含むコンピュータシステム１０の電源状態の管理を行うロジック(ステートマシン)が設けられている。このロジックは、電源回路５０との間で各種の信号を送受し、この信号の送受により、電源回路５０からコンピュータシステム１０への実際の給電状態を認識する。電源回路５０は、このロジックからの指示に応じて、コンピュータシステム１０への電力供給を制御している。
【００２９】
ＩＳＡバス４０は、ＰＣＩバス２０よりもデータ転送速度が低いバスである(例えば、バス幅１６ビット、最大データ転送速度４ＭＢ/秒)。このＩＳＡバス４０には、ゲートアレイロジック４２に接続されたエンベデッドコントローラ４１、ＣＭＯＳ４３、フラッシュＲＯＭ４４、SuperＩ/Ｏコントローラ４５が接続されている。更に、キーボード/マウスコントローラのような比較的低速で動作する周辺機器類を接続するためにも用いられる。このSuperＩ/Ｏコントローラ４５にはＩ/Ｏポート４６が接続されており、ＦＤＤの駆動やパラレルポートを介したパラレルデータの入出力(ＰＩＯ)、シリアルポートを介したシリアルデータの入出力(ＳＩＯ)を制御している。
【００３０】
エンベデッドコントローラ４１は、図示しないキーボードのコントロールを行うと共に、電源回路５０に接続されて、内蔵されたパワー・マネージメント・コントローラ(ＰＭＣ：Power Management Controller)によってゲートアレイロジック４２と共に電源管理機能の一部を担っている。
【００３１】
次に、本実施の形態の特徴的な構成である電源供給システムについて説明する。
図２は、本実施の形態が適用される電源供給システムの回路構成を示した図である。この電源供給システムは、図１に示した電源回路５０にエンベデッドコントローラ４１やＡＣアダプタ電力停止回路８０等を加えてシステムを構成している。
【００３２】
この図２に示す電源供給システムでは、商用電源に接続される電源供給装置であるＡＣアダプタ５１、例えば充放電を繰り返して使用されるニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等からなる２次電池でＳＢＳ(Smart Battery System)に準拠したインテリジェント電池５２が含まれている。このＡＣアダプタ５１およびインテリジェント電池５２からの電力は、図１に示したＤＣ/ＤＣコンバータ５５を経由してコンピュータシステム１０の本体システム回路へ出力される。
【００３３】
また、図２に示す電源供給システムでは、本体システム側として、インテリジェント電池５２とコミュニケーションライン７４を介して通信を行うエンベデッドコントローラ４１の他、過放電時に電圧を測定してエンベデッドコントローラ４１に通知する電圧測定回路７５、過放電時にインテリジェント電池５２が接続されたか否かを確認する電池接続確認端子７６が備えられている。更に、インテリジェント電池５２のリフレッシュを行うためにエンベデッドコントローラ４１からの指示に基づいてＡＣアダプタ５１から本体システムへの電力供給を停止するＡＣアダプタ電力停止回路８０、ＡＣアダプタ５１からの電源供給とインテリジェント電池５２からの電源供給とが衝突しないように整流するための第１ダイオード(Ｄ１)７７、および第２ダイオード(Ｄ２)７８を備えている。
【００３４】
尚、電源供給装置であるＡＣアダプタ５１は、例えばノートＰＣ等の電気機器では、本体(内部)システムであるコンピュータシステム１０を内蔵する機器の外部に設けられるのが一般的であるが、電気機器の筐体内部に設けられる場合もある。本体システムとしては、例えばケーブルのコネクタを挿脱着可能なＡＣインレットやＤＣインレットが設けられる構成が考えられる。このＡＣインレットやＤＣインレットは、例えばＡＣアダプタ５１が外部にある場合にはＡＣアダプタ５１に接続されたケーブルから出るコネクタを挿脱着可能に構成され、例えばＡＣアダプタ５１が本体システムの内部にある場合には、商用電源から直接接続されるコネクタを挿脱着可能に構成される。また、インテリジェント電池５２は、電池パックとして本体システムに対して取り外しが自由であるものの他、電気機器の筐体内部に設けられる場合もある。
【００３５】
次に、インテリジェント電池５２の内部構成について説明する。図２に示すように、インテリジェント電池５２は、充放電が行われる電池として複数の単セルからなるセル６１、インテリジェント電池５２を制御すると共にエンベデッドコントローラ４１とコミュニケーションライン７４を介して通信を行うＣＰＵ６２、インテリジェント電池５２から充放電される電流値を求める電流測定回路６３、セル６１の電圧を求める電圧測定回路７０、およびセル６１の温度を測定する温度測定回路９０を備えている。セル６１は、例えば２並列３直列(１.８Ａｈ/セル)の６セルで構成されるニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池である。
【００３６】
このインテリジェント電池５２の内部に搭載されたＣＰＵ６２は、電流測定回路６３、電圧測定回路７０、および温度測定回路９０から入力された測定結果であるアナログ信号を、その内部でＡ/Ｄ(Analog to Digital)変換し、例えば電池の容量等、電池に関わる情報を把握している。また、電池の識別子(シリアル番号)に関する情報も格納している。把握された電池に関わる情報やシリアル番号に関する情報は、通信経路であるコミュニケーションライン７４を介し、例えばＳＢＳのプロトコルによってシステム側のエンベデッドコントローラ４１に送信している。
【００３７】
電流測定回路６３では、まず、セル６１から流れる電流Ｉによって、抵抗(ＲＳ)６４の両端に電圧Ｉ×ＲＳの電位差が発生する。この電圧は、オペアンプ(ＡＭＰ１)６５によって差動増幅される。また、オペアンプ(ＡＭＰ２)６６とトランジスタ６８によって、オペアンプ(ＡＭＰ１)６５の出力電圧に比例する電流Ｉ１が抵抗(Ｒ１)６７を流れる。最終的にインテリジェント電池５２の電流Ｉの値は、抵抗(Ｒ２)６９に発生する電圧Ｉ１×Ｒ２に変換することができる。この電圧(Ｉ１×Ｒ２)はＣＰＵ６２のＡ/Ｄ＃２ポートに出力され、ＣＰＵ６２にてＡ/Ｄ変換される。
【００３８】
また、電圧測定回路７０では、インテリジェント電池５２の電圧が測定される。具体的には、インテリジェント電池５２におけるセル６１の電圧がオペアンプ(ＡＭＰ３)７１によって差動増幅して変換され、一旦、低い電圧に落とされた後にＣＰＵ６２のＡ/Ｄ＃１ポートに渡され、ＣＰＵ６２にてＡ/Ｄ変換される。
【００３９】
温度測定回路９０では、図２に示すように、レジスタで分圧されたサーミスタ(サーマルセンサ)９１をセル６１の近傍に配置し、サーミスタ９１に発生する電圧がＣＰＵ６２のＡ/Ｄ＃３ポートに渡される。このように、サーミスタ９１からの電圧がＣＰＵ６２によって読み込まれ、ＣＰＵ６２にてＡ/Ｄ変換されて温度が測定される。これにより、インテリジェント電池５２では、電池内部の温度情報を把握することができる。
【００４０】
ＣＰＵ６２では、このようにして、電流測定回路６３により測定される充放電電流、電圧測定回路７０により測定される電池電圧、温度測定回路９０から得られる温度情報が読み込まれ、インテリジェント電池５２(セル６１)の容量等が管理される。また、ＣＰＵ６２は、通信機能を使用し、コミュニケーションライン７４を介してエンベデッドコントローラ４１へ電池に関わるデータを送信している。エンベデッドコントローラ４１では、把握された電池の状態に基づいて、ＡＣアダプタ電力停止回路８０によりＡＣアダプタ５１からの電力供給を停止する等の制御が実行される。
【００４１】
尚、図２では、例えば電池パックの内部にＣＰＵ６２を備えるインテリジェント電池５２に対してガイド機能を実行するように構成されている。しかしながら、このインテリジェント電池５２の代わりに、内部にＣＰＵ６２を有していないダム電池を用いてガイド機能を実行することも可能である。かかる場合には、ダム電池としては、ＰＲＯＭ等の中に自己のシリアル番号等が格納され、他と自己とを識別できるように構成されていれば良い。また、本体のシステム側(システム内部)に、ダム電池の充放電電流を測定する電流測定回路や、ダム電池の電圧を測定する電圧測定回路を設け、エンベデッドコントローラ４１によって電池容量等のダム電池の状態を把握できることが好ましい。
【００４２】
ここで、一般に、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池の場合、完全な放電を行わずに中途半端な充放電を繰り返すと、見かけ上の充電容量が低下し、連続して使用できる時間が短くなる「メモリ効果」が発生することが知られている。そこで、中途半端な充放電の回数をカウントして電池にメモリ効果が発生していると想定される場合(例えばカウントが２０回〜３０回以上)に、ＡＣアダプタ５１が接続されていても電池からシステムに電力を供給して完全放電を行う「リフレッシュ」を実行するように、ユーザに促すように構成している。
【００４３】
次に、ＡＣアダプタ電力停止回路８０について説明する。
このＡＣアダプタ電力停止回路８０は、ＡＣアダプタ５１から供給される電源を停止する機能を備えている。本体システムであるコンピュータシステム１０では、第１ダイオード７７および第２ダイオード７８によって、ＡＣアダプタ５１と２次電池であるインテリジェント電池５２との間で電圧値の高い方から本体回路側に電力が供給できるように構成されている。ＡＣアダプタ５１が接続されている場合には、通常、ＡＣアダプタ５１側の電圧値の方がインテリジェント電池５２側の電圧よりも高いことから、第１ダイオード７７を経由してＡＣアダプタ５１側から本体回路に対して電源が供給される。
【００４４】
ここでは、ユーザからの「リフレッシュ」実行の許可があった場合に、接続されているＡＣアダプタ５１側からの電源供給をＡＣアダプタ電力停止回路８０によって停止させて、インテリジェント電池５２による完全放電を可能としている。即ち、２次電池であるインテリジェント電池５２の完全放電を実行したい場合には、エンベデッドコントローラ４１のＡＣＤＣ−ＯＦＦ信号をハイ(Ｈｉｇｈ)レベルとして、ＡＣアダプタ電力停止回路８０の第１トランジスタ(ＴＲ１)８２をオン(ＯＮ)させる。この第１トランジスタ(ＴＲ１)８２のオンにより第２トランジスタ(ＴＲ２)８３がオフ(ＯＦＦ)となり、ＦＥＴ(ＦＥＴ１)８１がオフとなる。これによって、ＡＣアダプタ５１からの供給が停止され、第１ダイオード７７への電力供給が停止される。これにより、ＡＣアダプタ５１が接続されていても第２ダイオード７８を経由するインテリジェント電池５２側から本体回路に対して電力を供給することが可能となる。
【００４５】
電池がリフレッシュ(完全放電)された場合には、ＡＣＤＣ−ＯＦＦ信号をロウ(Ｌｏｗ)レベルとして、ＡＣアダプタ電力停止回路８０の第１トランジスタ(ＴＲ１)８２をオフ(ＯＦＦ)させる。この第１トランジスタ(ＴＲ１)８２のオフにより第２トランジスタ(ＴＲ２)８３がオン(ＯＮ)となり、ＦＥＴ(ＦＥＴ１)８１がオンとなる。これにより、インテリジェント電池５２よりも電圧の高いＡＣアダプタ５１から本体回路(本体システム)に対して電力が供給されることとなる。このような一連の動作によって、インテリジェント電池５２のメモリ効果を取り除くことができる。
【００４６】
一方、インテリジェント電池５２から得られる残容量に基づいて、システム側では、例えばＬＣＤ１８を用いて残容量の表示(例えば充電率[％]の表示)がなされる。この残容量は、例えば、電流測定回路６３から測定される電流値や電圧測定回路７０により測定される電圧値等に基づいて、インテリジェント電池５２のＣＰＵ６２によって把握することができる。ここで、インテリジェント電池５２をシステム(コンピュータシステム１０)から取り外して長時間(所定期間)放置した場合や、システムに接続したまま長時間(所定期間)、システムを使用しない場合などでは、自己放電による残容量の誤差が非常に大きくなる問題がある。かかる場合において、正確な残量表示等を目的として、容量誤差をリセットして残容量精度を改善するためにリフレッシュ(完全放電)が必要になる。しかしながら、従来技術のように、中途半端な充放電の回数をカウントしてリフレッシュを実行するものでは、容量誤差の改善を図ることができない。
【００４７】
そこで、リフレッシュを実行する電池診断プログラム(コンピュータシステム１０のＣＰＵ１１にて実行されるユーティリティプログラム)では、インテリジェント電池５２の識別子(シリアル番号)、およびインテリジェント電池５２が最後に完全放電された日付(リフレッシュを実行した日付、またはユーザが電池駆動で完全放電をした日付)をファイル(またはメモリ)に記録するように構成されている。これにより、ある所定期間、インテリジェント電池５２が完全放電されず、残容量誤差が大きくなっている場合でも、例えばＬＣＤ１８を使用してユーザにリフレッシュを促すことで、ユーザに対してより正確な残量表示を行うことが可能となる。
【００４８】
図３は、電池の診断プログラム(ユーティリティプログラム)がリフレッシュの必要性を判断するフローを示した図である。ユーザが診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８を実行すると、診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８は、エンベデッドコントローラ４１とのデータ送受信を行い、また、ユーザに対して診断結果を出力(表示等)する。情報ファイル９９には、インテリジェント電池５２の識別子や、この識別子に対応させて最後にリフレッシュがなされた日付情報等が格納される。この情報ファイル９９は、例えば図１に示したＨＤＤ３１に格納される場合の他、コンピュータシステム１０における他のメモリに格納されるように構成しても構わない。
【００４９】
ここで、エンベデッドコントローラ４１がインテリジェント電池５２の接続を電池接続確認端子７６により確認すると、コミュニケーションライン７４を介して、例えばＳＢＳ通信によりインテリジェント電池５２の識別子(シリアル番号)を受け取る。一方、前述のように、情報ファイル９９には、今まで接続されたインテリジェント電池５２の識別子と、最後にリフレッシュ機能が実行された日付情報等が保存されている。診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８は、ＯＳより本日の日付を取得し、最後にリフレッシュ機能が実行された日から所定期間、例えば１ヶ月以上経過していれば、ユーザにリフレッシュ機能の実行を促す表示と共に、リフレッシュ機能をユーザが指定するボタンを表示(アクティブに)する。かかる表示に基づいてユーザがボタンを押してリフレッシュ機能を実行した場合には、情報ファイル９９の中の該当する識別子の日付が更新される。
【００５０】
ここで、所定期間として、例えば「１ヶ月」としたのは、ユーザにおける実際の使用態様として、１日に１回の充放電を行い、１ヶ月に２０日〜２２日程度の使用があった場合に(即ち、１ヶ月に２０回〜２２回程度の中途半端な充放電があった場合に)、発生するメモリ効果に対処できるようにしている。かかる場合には、例えば通常の回数(例えば３０回)をカウントする場合に比べ、実際にユーザが使用する状況に対して、より適合させてリフレッシュを実行することができる。また、「１ヶ月」程度ごとに誤差を取り除いてユーザに残容量を表示することが望ましいことから、この所定期間として、例えば「１ヶ月」を選んでいる。この所定期間は、電池の種類、使用態様等に基づいて、任意に設定することが可能である。
【００５１】
また、最初にインテリジェント電池５２を接続した場合には、情報ファイル９９に格納されるリフレッシュの日付情報が存在しない。そこで、最初にインテリジェント電池５２を接続した場合に、取得される識別子に対応して、接続された日付を日付情報の初期値として格納する。
【００５２】
次に、これらの処理の流れについて説明する。
図４は、本実施の形態が適用されたリフレッシュガイド機能の処理を示すフローチャートである。まず、診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８が実行されている場合に(ステップ１０１)、エンベデッドコントローラ４１を介してインテリジェント電池５２から識別子が読み込まれる(ステップ１０２)。また、診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８は、情報ファイル９９から、インテリジェント電池５２から読み込まれた識別子に対応する日付情報を読み込む(ステップ１０３)。
【００５３】
次に、リフレッシュの必要性の判断として、読み込まれた日付情報が示す日付から所定期間(一定期間)、例えば、１ヶ月が経過したか否かが判断される(ステップ１０４)。経過していない場合には、メモリ効果の発生状況が読み出される(ステップ１０５)。具体的には、例えば中途半端な充放電が３０回繰り返された場合等、メモリ効果が発生しているとの判断に用いられる状況が読み出される。これらの状況の読み出しにより、メモリ効果が発生しているか否かが判断される(ステップ１０６)。発生していない場合にはステップ１０１に戻り、メモリ効果が発生していると判断できる場合には、ステップ１０７へ移行する。
【００５４】
ステップ１０４にて１ヶ月以上が経過している場合、およびステップ１０６でメモリ効果が発生していると判断される場合には、ユーザに対し、例えばＬＣＤ１８を用いてリフレッシュのガイドがなされる(ステップ１０７)。例えば、ユーザに対してリフレッシュを促すボタン(実行開始指示ボタン)を示す。そして、ユーザからこのようなガイドに基づくリフレッシュの実行指示(例えばボタンのクリック)がなされたか否かが判断される(ステップ１０８)。なされていない場合には、ステップ１０１に戻り、実行指示がなされた場合には、日付情報を情報ファイル９９に書き込んで(ステップ１０９)、処理が終了する。
【００５５】
図５は、図４のステップ１０６に示したインテリジェント電池５２の内部におけるメモリ効果発生検出の処理の一例を示したフローチャートである。インテリジェント電池５２のＣＰＵ６２は、電池が完全放電されたか否かを判断する(ステップ１１１)。ここで「完全放電」とは、完全に容量が０％まで放電された場合に限られず、実質上、メモリ効果が取り除ける程度の放電がなされた場合(例えば３％や５％までの放電等)を含むものである。ステップ１１１で完全放電がなされたと判断される場合には、メモリ効果不発生と判断する(ステップ１１２)。一方、ステップ１１１で完全放電がなされていない場合には、ＣＰＵ６２によってカウントされている中途半端な放電の回数が例えば３０回を超えたか否かが判断される(ステップ１１３)。３０回を超えていない場合には、メモリ効果不発生と判断し(ステップ１１２)、超えている場合には、メモリ効果が発生したと判断する(ステップ１１４)。
【００５６】
尚、メモリ効果発生検出方法としては、例えば、メモリ効果の発生した電池は、通常の放電特性よりノーミナル電圧値が低いことに着目するものがある。即ち、放電中の電池の電圧を測定し、放電電流値に対して電池電圧が低すぎることを検知すると、メモリ効果が発生していると見なす方法である。かかる方法によれば、通常動作をさせながらメモリ効果の発生を、より正確に検出することが可能となる。
【００５７】
次に、ユーザへの出力例について説明する。
図６は、リフレッシュの実行をユーザにガイドする画面の一例を示した図である。このようなリフレッシュのガイド情報は、エンベデッドコントローラ４１から情報を得た診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８の実行により、例えば図１に示した液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)１８に対して表示される。図６に示す表示例では、４８サイクルの充放電が行われた電池の例が示されている。初期の容量１００％に対して５％容量が劣化し、Full Charge Capacityが初期容量の９５％になっている。例えばFull Charge Capacityが５１〜１００％の場合には電池を交換する必要がないので緑色のグラフで表示し、Full Charge Capacityが３１〜５０％の場合には電池の交換時期を示す黄色で表示し、Full Charge Capacityが０〜３０％の場合には、ローバッテリハイバネーションなどの機能上の不具合を発生する可能性があるので赤色で表示する等、例えば段階的、連続的にカラー表示を施すことも可能である。この結果、ユーザは、視覚的に電池の劣化度、電池の交換時期を知ることができる。
【００５８】
ここで、ローバッテリハイバネーション機能は、バッテリ(インテリジェント電池５２)が所定の下限容量に達した場合に、ＰＣ動作中の各種ステータスを強制的にディスクに退避させる機能である。通常はバッテリが下限容量に達しても、バッテリに残余の電力を使用し、ディスクを動作させ、必要な退避動作を完結させることができるが、バッテリが劣化している場合には、所定の下限容量に達した後、急速に容量低下が起こる場合がある。このとき、退避動作が完結せぬままバッテリからの電力が供給されない事態も生じてしまう。そこで、本実施の形態では、かかる場合に、例えば赤色で表示して、ユーザに対して特に注意を促している。
【００５９】
また、本実施の形態では、このような表示と同時に、リフレッシュ指示ボタン２０１とリフレッシュ推奨メッセージ２０２が示されている。このリフレッシュ推奨メッセージ２０２では、「バッテリリフレッシュを推奨します。」のメッセージと共に、最も近日に(最後に)リフレッシュが実行された日付情報が表示される。この表示によって、電池の寿命を縮めることなく、最適なタイミングにてリフレッシュ操作を推奨する(促す)ことが可能となる。ユーザによってリフレッシュ指示ボタン２０１がクリックされると、診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８はエンベデッドコントローラ４１に対してリフレッシュの指示を出す。エンベデッドコントローラ４１は、ＡＣＤＣ−ＯＦＦ信号をハイレベルにしてＡＣアダプタ電力停止回路８０のＦＥＴ(ＦＥＴ１)８１をオフし、これによってＡＣアダプタ５１からの電力供給が停止されて、リフレッシュが実行される。
【００６０】
このように、本実施の形態によれば、電池の残容量の誤差発生を予測してユーザにリフレッシュ(完全放電)をガイドする等、電池のリフレッシュを適切なタイミングでユーザにガイドすることにより、ユーザに対して誤差のない形で残容量を表示することが可能となる。即ち、電池をシステムから取り外して長時間放置したり、システムに接続したまま長期間システムを使用しないとき、自己放電による電池の残容量誤差が非常に大きくなる問題があるが、本実施の形態によれば、容量誤差をリセットして残容量精度を改善するためのリフレッシュが可能となり、その結果、ユーザに対して電池の残容量を正確に表示することができる。
【００６１】
尚、前述のように、完全放電は、０％までの完全な放電だけを意味するものではなく、本実施の形態では、メモリ効果を取り除くために必要な、例えば３％や５％程度までの放電をも完全放電に含めている。そこで、「リフレッシュ」とは、バッテリ(インテリジェント電池５２)に充電用電力が供給されない状態において、予め定められたバッテリ容量値に至るまで放電を続けることをいうものと定義できる。この容量をユーザが設定できるようにしても良い。「リフレッシュが実行された」として認識されるものとしては、▲１▼例えば、ユーザが下限容量を１０％に設定した場合に容量１０％に至るまでの連続放電、▲２▼例えば容量が３％に至るまでの連続放電(Windows(米マイクロソフト社)の仕様によれば３％以下は使用しないことになっている)、▲３▼例えば容量０％に至るまでの連続放電等がある。このバッテリ容量値の下限は、バッテリからの放電量を積算してバッテリのフルチャージキャパシティを求めるために、あるいはバッテリのメモリ効果の除去を充分に行うために、当該容量は３％程度が最も好ましい。
【００６２】
また、「リフレッシュ」を行う契機としては、ユーザがＰＣ(本体側)の診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８においてリフレッシュ機能を選択した場合、ＰＣはバッテリへのＡＣアダプタ５１からの充電を停止させ、バッテリから本体側に電力が供給されるようになる。このようにして、ユーザが意図的にリフレッシュを行う場合がある。一方、ＡＣアダプタ５１を接続せず、バッテリから本体に電源供給を続けた結果、容量が予め定められた値に達し、リフレッシュが完了する場合もある。
【００６３】
ここで、上述した診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８については、コンピュータシステム１０に予めインストールされている場合の他、例えば、プログラムの記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭを介して、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３２によって診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８が読み込まれて実行される形態が考えられる。また、インターネット等のネットワークを介して、外部のプログラム伝送装置からインストールされる形態も考えられる。
【００６４】
尚、以上の説明では、図３に示した情報ファイル９９をシステム側に設け、診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８によって、電池がある期間以上リフレッシュされていないことを検知するように構成した。しかしながら、日付情報をインテリジェント電池５２の内部に設け、ある期間以上リフレッシュされていないことをインテリジェント電池５２のＣＰＵ６２によって検知するように構成しても構わない。
【００６５】
かかる構成の場合、各インテリジェント電池５２は、自己の最も近日にリフレッシュされた日付情報を、例えばＣＰＵ６２に内蔵されたメモリやその他のメモリに格納する。ここでは、図３に示す情報ファイル９９のような、異なる電池の識別子に対応する日付情報を記憶する必要はない。ＣＰＵ６２では、かかる日付情報を用いて所定の期間(例えば１ヶ月)以上が経過した場合に、リフレッシュの必要性を判断する。この判断結果をＳＢＳのプロトコルを用いてエンベデッドコントローラ４１を介しシステム側に通知することが可能である。エンベデッドコントローラ４１からリフレッシュの必要性の情報を得たユーティリティプログラムは、ＬＣＤ１８を介して図６に示したような情報を表示し、ユーザからのリフレッシュ指示を待つ。リフレッシュが指示され、リフレッシュ操作が終了した際には、インテリジェント電池５２のＣＰＵ６２は、日付情報を更新して所定のメモリに格納する。
【００６６】
このように、インテリジェント電池５２の内部で、最も近日に(最後に)リフレッシュされた日付情報を保持し、リフレッシュの必要性を判断してシステムに通知するように構成すれば、各インテリジェント電池５２によって異なるテクノロジー、メーカ間の違い等をシステム側にて識別する必要がなくなる点で好ましい。また、１つのインテリジェント電池５２が複数のコンピュータシステム１０にて使用されるような場合でも適切に対応することができる。尚、かかる態様にて用いられるユーティリティプログラムは、エンベデッドコントローラ４１からの情報を受けて図６に示すような画面を表示し、また、図６に示すようなリフレッシュ指示ボタン２０１に対するユーザの操作を認識してエンベデッドコントローラ４１に送信する機能等を備えている。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電池のリフレッシュを適切なタイミングでユーザにガイドすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態が適用されるコンピュータシステムのハードウェア構成を示した図である。
【図２】 電源供給システムの回路構成を示した図である。
【図３】 電池の診断プログラム(ユーティリティプログラム)がリフレッシュの必要性を判断するフローを示した図である。
【図４】 本実施の形態が適用されたリフレッシュガイド機能の処理を示すフローチャートである。
【図５】 インテリジェント電池の内部におけるメモリ効果発生検出の処理の一例を示したフローチャートである。
【図６】 リフレッシュの実行をユーザにガイドする画面の一例を示した図である。
【符号の説明】
１０…コンピュータシステム、１１…ＣＰＵ、１８…液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)、４１…エンベデッドコントローラ、３１…ＩＤＥハードディスクドライブ(ＨＤＤ)、５０…電源回路、５１…ＡＣアダプタ、５２…インテリジェント電池、６１…セル、６２…ＣＰＵ、６３…電流測定回路、７０…電圧測定回路、７４…コミュニケーションライン、７５…電圧測定回路、７６…電池接続確認端子、７７…第１ダイオード(Ｄ１)、７８…第２ダイオード(Ｄ２)、８０…ＡＣアダプタ電力停止回路、８１…ＦＥＴ(ＦＥＴ１)、８２…第１トランジスタ(ＴＲ１)、８３…第２トランジスタ(ＴＲ２)、９０…温度測定回路、９８…診断プログラム(ユーティリティプログラム)
【発明の属する技術分野】
本発明は、充放電を繰り返して使用可能な電池を備えた電気機器等に係り、より詳しくは、電池のリフレッシュを適切に行うための電気機器等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノート型パーソナルコンピュータ(ノートＰＣ)に代表される情報端末機器や、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)、ＭＤ(Mini Disc)装置、ビデオカメラ等の各種電気機器では、商用電源から直接電力を供給する場合の他、充放電を繰り返しながら何度も使用できる電池(蓄電池、２次電池、バッテリ)からの電力供給が行われている。この電池としては、比較的容量も大きく価格も安いニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池(ニッカド電池)が採用されている。また、ニッケルカドミウム電池に比べて単位重量あたりのエネルギ密度の高いリチウムイオン電池、液体の電解質を利用せずに固体のポリマーを用いるリチウムポリマー電池などが存在する。
【０００３】
このニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池では、完全に放電させずに中途半端な放電と充電とを繰り返し行うと、見かけ上の充電容量が低下し、連続して使用できる時間が短くなる「メモリ効果」が発生してしまう。このメモリ効果に陥った電池は、十分な放電と充電とを２〜３回繰り返すことで、容量がかなり元に近い状態まで戻ることが知られている。このように、メモリ効果が発生した場合であっても、十分な充放電を行えば回復させることが可能であるが、その前提として、メモリ効果を検出することが必要となる。
【０００４】
現在知られているメモリ効果の検出方法では、例えば、テキサスインスツルメンツ社(旧ベンチマーク社)のＢＱ２０６０などで採用されているように、浅い放電が何回、繰り返し行われたかをカウントし、例えば３０回検出されたらメモリ効果があると見なすように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した方式では、単に中途半端な放電の回数をカウントするものであることから、メモリ効果が実際に発生していなくてもメモリ効果があると見なしてしまう場合がある。また、メモリ効果があっても検出できない場合が生じる。更に、メモリ効果を恐れるあまり、頻繁にリフレッシュを行うユーザが多く存在する。かかる頻繁なリフレッシュ操作によって、メモリ効果の発生を抑制することはできるが、電池の寿命に悪影響を及ぼす結果となる。
【０００６】
一方、電池をシステムから取り外して長時間放置したり、システムに接続したまま長時間システムを使用しないときには、自己放電によって電池の残容量の誤差が非常に大きくなってしまう。このような容量誤差が存在する場合には、ユーザに対して正確な残容量の表示ができなくなり、容量誤差をリセットして残容量の精度を改善する必要がある。この容量誤差をリセットするために、残容量を示す電池に対してリフレッシュを実施することが有効である。しかしながら、浅い放電が繰り返された回数をカウントしてリフレッシュを行う従来の方式では、容量誤差を改善するためのリフレッシュに対応することが困難である。
【０００７】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、電池のリフレッシュを適切なタイミングでユーザにガイドすることにある。
また、他の目的は、電池の残容量をより正確に把握することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明は、充放電可能な電池を接続可能に構成され、この電池から電力の供給を受ける本体を備えた電気機器であって、電池を識別するための識別子を認識する識別子認識手段と、この識別子認識手段により認識された識別子に対応付けて、電池に対してリフレッシュが実行された日付の情報を格納する情報格納手段と、この情報格納手段に格納された情報の日付から所定期間が経過した後に電池におけるリフレッシュの実行をユーザに促す出力手段と、ユーザによるリフレッシュ指示を受け付ける指示受付手段と、この指示受付手段によるリフレッシュ指示に基づいて電池に対してリフレッシュを実行するリフレッシュ実行手段とを備えている。
【０００９】
一方、本発明が適用される電気機器は、電力を消費する本体と、充電および放電を行ってこの本体に対して電力を供給する電池とを備え、電池の自己放電による残容量の誤差を予期し、この誤差を取り除くためにリフレッシュのガイドを行うことを特徴とすることができる。
【００１０】
ここで、この本体は、電池が所定期間、リフレッシュされない場合にリフレッシュのガイドを行うことを特徴とすれば、一定の間隔にて、ユーザに対して誤差を取り除いた残量表示を行うことができる点で好ましい。
【００１１】
また、本発明が適用される電気機器は、電池が最後にリフレッシュされてから所定期間が経過した後に、この電池の充放電の回数に関わらず電池に対するリフレッシュを促す表示を行うことを特徴としている。
【００１２】
更に、本発明が適用される電気機器は、電池において最後にリフレッシュがなされた日付に関する情報を格納する日付情報格納手段と、この日付情報格納手段に格納された情報における日付から所定期間が経過したことによりリフレッシュの必要性を判断する判断手段とを備えたことを特徴とすることができる。
【００１３】
他の観点から把えると、本発明は、充放電可能な電池を接続可能に構成され、商用電源に接続されるＡＣアダプタおよび/または電池から電力の供給を受けるシステム本体を備えたコンピュータ装置であって、電池の診断プログラムを実行するＣＰＵと、この電池から電池を識別する識別子を受け取ると共に、受け取った識別子をＣＰＵに出力するコントローラと、例えば複数の電池におけるリフレッシュの日付情報を格納する情報ファイルと、コントローラからの制御によりＡＣアダプタからシステム本体への電力の供給/停止を行うＡＣアダプタ電力停止回路とを備え、このＣＰＵは、コントローラから出力された識別子に対応する日付情報を情報ファイルから取得してリフレッシュの必要性を判断し、コントローラは、ＣＰＵからのリフレッシュ指示に基づいて、ＡＣアダプタ電力停止回路を制御してＡＣアダプタからシステム本体に対する電力の供給を停止させることを特徴している。
【００１４】
また、本発明が適用されるコンピュータ装置は、電池に対する最後にリフレッシュが行われた日付を示す日付情報を格納するメモリと、このメモリに格納された日付情報に示される日付から電池におけるリフレッシュが所定期間なされていない場合に、ユーザに対して電池のリフレッシュを推奨する表示を行う表示手段とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
一方、本発明は、電気機器に接続され、充放電を行って電気機器に電力を供給するインテリジェント電池として把握することができる。このインテリジェント電池は、リフレッシュがなされた日付に関する情報を格納する日付情報格納手段と、この日付情報格納手段に格納された情報に示される日付から所定期間が経過したことによりリフレッシュの必要性を判断する判断手段と、判断手段により判断された結果を電気機器のコントローラに出力する出力手段とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
また、本発明は、充放電を行い本体に対して電力を供給する電池を接続可能なコンピュータに所定の機能を実現させるためのプログラムとして、また、このようなプログラムを格納する記憶媒体として把握することができる。このプログラムとしては、電池に対してリフレッシュがなされた日付に関する情報を所定のメモリから読み出す機能と、読み出された情報に示される日付から所定期間が経過した場合に電池のリフレッシュが必要である旨を判断する機能と、ユーザに対してリフレッシュを促す出力を行う機能と、ユーザからのリフレッシュの指示を受け付ける機能と、新たなリフレッシュの日付に関する情報をメモリに格納する機能とをコンピュータに実現させることを特徴としている。
【００１７】
尚、このプログラムとしては、コンピュータのメモリ等に格納され、上記の各機能を実現させるものが挙げられる。また、コンピュータに読取可能に構成された記憶媒体に格納される場合がある。これらのプログラムの提供方法としては、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納されたプログラムを、例えばＣＤ−ＲＯＭドライブ等の記憶媒体の読取部で読み取る形態が考えられる。また、プログラム伝送装置からインターネット等のネットワークを介して各コンピュータにインストールされる形態も考えられる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態が適用されるコンピュータシステム１０のハードウェア構成を示した図である。このコンピュータシステム１０を備えるコンピュータ装置は、例えば、ＯＡＤＧ(Open Architecture Developer's Group)仕様に準拠して、所定のＯＳ(オペレーティングシステム)を搭載したノートブックＰＣ(ノートブック型パーソナルコンピュータ)として構成されている。
【００１９】
図１に示すコンピュータシステム１０において、ＣＰＵ１１は、コンピュータシステム１０全体の頭脳として機能し、ＯＳの制御下でユーティリティプログラムの他、各種プログラムを実行している。ＣＰＵ１１は、システムバスであるＦＳＢ(Front Side Bus)１２、高速のＩ/Ｏ装置用バスとしてのＰＣＩ(Peripheral Component Interconnect)バス２０、低速のＩ/Ｏ装置用バスとしてのＩＳＡ(Industry Standard Architecture)バス４０という３段階のバスを介して、各構成要素と相互接続されている。このＣＰＵ１１は、キャッシュメモリにプログラム・コードやデータを蓄えることで、処理の高速化を図っている。近年では、ＣＰＵ１１の内部に１次キャッシュとして１２８Ｋバイト程度のＳＲＡＭを集積させているが、容量の不足を補うために、専用バスであるＢＳＢ(Back Side Bus)１３を介して、５１２Ｋ〜２Ｍバイト程度の２次キャッシュ１４を置いている。尚、ＢＳＢ１３を省略し、ＦＳＢ１２に２次キャッシュ１４を接続して端子数の多いパッケージを避けることで、コストを低く抑えることも可能である。
【００２０】
ＦＳＢ１２とＰＣＩバス２０は、メモリ/ＰＣＩチップと呼ばれるＣＰＵブリッジ(ホスト−ＰＣＩブリッジ)１５によって連絡されている。このＣＰＵブリッジ１５は、メインメモリ１６へのアクセス動作を制御するためのメモリコントローラ機能や、ＦＳＢ１２とＰＣＩバス２０との間のデータ転送速度の差を吸収するためのデータバッファ等を含んだ構成となっている。メインメモリ１６は、ＣＰＵ１１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書き込み可能メモリである。例えば、複数個のＤＲＡＭチップで構成され、例えば６４ＭＢを標準装備し、３２０ＭＢまで増設することが可能である。この実行プログラムには、ＯＳや周辺機器類をハードウェア操作するための各種ドライバ、特定業務に向けられたアプリケーションプログラム、後述するフラッシュＲＯＭ４４に格納されたＢＩＯＳ(Basic Input/Output System：基本入出力システム)等のファームウェアが含まれる。
【００２１】
ビデオサブシステム１７は、ビデオに関連する機能を実現するためのサブシステムであり、ビデオコントローラを含んでいる。このビデオコントローラは、ＣＰＵ１１からの描画命令を処理し、処理した描画情報をビデオメモリに書き込むと共に、ビデオメモリからこの描画情報を読み出して、液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)１８に描画データとして出力している。
【００２２】
ＰＣＩバス２０は、比較的高速なデータ転送が可能なバスであり、データバス幅を３２ビットまたは６４ビット、最大動作周波数を３３ＭＨｚ、６６ＭＨｚ、最大データ転送速度を１３２ＭＢ/秒、５２８ＭＢ/秒とする仕様によって規格化されている。このＰＣＩバス２０には、Ｉ/Ｏブリッジ２１、カードバスコントローラ２２、オーディオサブシステム２５、ドッキングステーションインターフェース(Dock Ｉ/Ｆ)２６、miniＰＣＩコネクタ２７が夫々接続されている。
【００２３】
カードバスコントローラ２２は、ＰＣＩバス２０のバスシグナルをカードバススロット２３のインターフェースコネクタ(カードバス)に直結させるための専用コントローラであり、このカードバススロット２３には、ＰＣカード２４を装填することが可能である。ドッキングステーションインターフェース２６は、コンピュータシステム１０の機能拡張装置であるドッキングステーション(図示せず)を接続するためのハードウェアである。ドッキングステーションにノートＰＣがセットされると、ドッキングステーションの内部バスに接続された各種のハードウェア要素が、ドッキングステーションインターフェース２６を介してＰＣＩバス２０に接続される。また、miniＰＣＩコネクタ２７には、ミニＰＣＩ(miniＰＣＩ)カード２８が接続される。
【００２４】
Ｉ/Ｏブリッジ２１は、ＰＣＩバス２０とＩＳＡバス４０とのブリッジ機能を備えている。また、ＤＭＡコントローラ機能、プログラマブル割り込みコントローラ(ＰＩＣ)機能、プログラマブル・インターバル・タイマ(ＰＩＴ)機能、ＩＤＥ(Integrated Device Electronics)インターフェース機能、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)機能、ＳＭＢ(System Management Bus)インターフェース機能を備えると共に、リアルタイムクロック(ＲＴＣ)を内蔵している。
【００２５】
ＤＭＡコントローラ機能は、ＦＤＤ等の周辺機器とメインメモリ１６との間のデータ転送をＣＰＵ１１の介在なしに実行するための機能である。ＰＩＣ機能は、周辺機器からの割り込み要求(ＩＲＱ)に応答して、所定のプログラム(割り込みハンドラ)を実行させる機能である。ＰＩＴ機能は、タイマ信号を所定周期で発生させる機能である。また、ＩＤＥインターフェース機能によって実現されるインターフェースは、ＩＤＥハードディスクドライブ(ＨＤＤ)３１が接続される他、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３２がＡＴＡＰＩ(AT Attachment Packet Interface)接続される。このＣＤ−ＲＯＭドライブ３２の代わりに、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)ドライブのような、他のタイプのＩＤＥ装置が接続されても構わない。ＨＤＤ３１やＣＤ−ＲＯＭドライブ３２等の外部記憶装置は、例えば、ノートＰＣ本体内の「メディアベイ」または「デバイスベイ」と呼ばれる収納場所に格納される。これらの標準装備された外部記憶装置は、ＦＤＤや電池パックのような他の機器類と交換可能かつ排他的に取り付けられる場合もある。
【００２６】
また、Ｉ/Ｏブリッジ２１にはＵＳＢポートが設けられており、このＵＳＢポートは、例えばノートＰＣ本体の壁面等に設けられたＵＳＢコネクタ３０と接続されている。更に、Ｉ/Ｏブリッジ２１には、ＳＭバスを介してＥＥＰＲＯＭ３３が接続されている。このＥＥＰＲＯＭ３３は、ユーザによって登録されたパスワードやスーパーバイザーパスワード、製品シリアル番号等の情報を保持するためのメモリであり、不揮発性で記憶内容を電気的に書き換え可能とされている。
【００２７】
更にまた、Ｉ/Ｏブリッジ２１は、電源回路５０に接続されている。電源回路５０は、例えばＡＣ１００Ｖの商用電源に接続されてＡＣ/ＤＣ変換を行うＡＣアダプタ５１、バッテリ(２次電池)としてのインテリジェント電池５２、このインテリジェント電池５２を充電すると共にＡＣアダプタ５１やインテリジェント電池５２からの電力供給経路を切り換えるバッテリ切換回路５４、およびコンピュータシステム１０で使用される＋１５Ｖ、＋５Ｖ、＋３.３Ｖ等の直流定電圧を生成するＤＣ/ＤＣコンバータ(ＤＣ/ＤＣ)５５等の回路を備えている。
【００２８】
一方、Ｉ/Ｏブリッジ２１を構成するコアチップの内部には、コンピュータシステム１０の電源状態を管理するための内部レジスタと、この内部レジスタの操作を含むコンピュータシステム１０の電源状態の管理を行うロジック(ステートマシン)が設けられている。このロジックは、電源回路５０との間で各種の信号を送受し、この信号の送受により、電源回路５０からコンピュータシステム１０への実際の給電状態を認識する。電源回路５０は、このロジックからの指示に応じて、コンピュータシステム１０への電力供給を制御している。
【００２９】
ＩＳＡバス４０は、ＰＣＩバス２０よりもデータ転送速度が低いバスである(例えば、バス幅１６ビット、最大データ転送速度４ＭＢ/秒)。このＩＳＡバス４０には、ゲートアレイロジック４２に接続されたエンベデッドコントローラ４１、ＣＭＯＳ４３、フラッシュＲＯＭ４４、SuperＩ/Ｏコントローラ４５が接続されている。更に、キーボード/マウスコントローラのような比較的低速で動作する周辺機器類を接続するためにも用いられる。このSuperＩ/Ｏコントローラ４５にはＩ/Ｏポート４６が接続されており、ＦＤＤの駆動やパラレルポートを介したパラレルデータの入出力(ＰＩＯ)、シリアルポートを介したシリアルデータの入出力(ＳＩＯ)を制御している。
【００３０】
エンベデッドコントローラ４１は、図示しないキーボードのコントロールを行うと共に、電源回路５０に接続されて、内蔵されたパワー・マネージメント・コントローラ(ＰＭＣ：Power Management Controller)によってゲートアレイロジック４２と共に電源管理機能の一部を担っている。
【００３１】
次に、本実施の形態の特徴的な構成である電源供給システムについて説明する。
図２は、本実施の形態が適用される電源供給システムの回路構成を示した図である。この電源供給システムは、図１に示した電源回路５０にエンベデッドコントローラ４１やＡＣアダプタ電力停止回路８０等を加えてシステムを構成している。
【００３２】
この図２に示す電源供給システムでは、商用電源に接続される電源供給装置であるＡＣアダプタ５１、例えば充放電を繰り返して使用されるニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等からなる２次電池でＳＢＳ(Smart Battery System)に準拠したインテリジェント電池５２が含まれている。このＡＣアダプタ５１およびインテリジェント電池５２からの電力は、図１に示したＤＣ/ＤＣコンバータ５５を経由してコンピュータシステム１０の本体システム回路へ出力される。
【００３３】
また、図２に示す電源供給システムでは、本体システム側として、インテリジェント電池５２とコミュニケーションライン７４を介して通信を行うエンベデッドコントローラ４１の他、過放電時に電圧を測定してエンベデッドコントローラ４１に通知する電圧測定回路７５、過放電時にインテリジェント電池５２が接続されたか否かを確認する電池接続確認端子７６が備えられている。更に、インテリジェント電池５２のリフレッシュを行うためにエンベデッドコントローラ４１からの指示に基づいてＡＣアダプタ５１から本体システムへの電力供給を停止するＡＣアダプタ電力停止回路８０、ＡＣアダプタ５１からの電源供給とインテリジェント電池５２からの電源供給とが衝突しないように整流するための第１ダイオード(Ｄ１)７７、および第２ダイオード(Ｄ２)７８を備えている。
【００３４】
尚、電源供給装置であるＡＣアダプタ５１は、例えばノートＰＣ等の電気機器では、本体(内部)システムであるコンピュータシステム１０を内蔵する機器の外部に設けられるのが一般的であるが、電気機器の筐体内部に設けられる場合もある。本体システムとしては、例えばケーブルのコネクタを挿脱着可能なＡＣインレットやＤＣインレットが設けられる構成が考えられる。このＡＣインレットやＤＣインレットは、例えばＡＣアダプタ５１が外部にある場合にはＡＣアダプタ５１に接続されたケーブルから出るコネクタを挿脱着可能に構成され、例えばＡＣアダプタ５１が本体システムの内部にある場合には、商用電源から直接接続されるコネクタを挿脱着可能に構成される。また、インテリジェント電池５２は、電池パックとして本体システムに対して取り外しが自由であるものの他、電気機器の筐体内部に設けられる場合もある。
【００３５】
次に、インテリジェント電池５２の内部構成について説明する。図２に示すように、インテリジェント電池５２は、充放電が行われる電池として複数の単セルからなるセル６１、インテリジェント電池５２を制御すると共にエンベデッドコントローラ４１とコミュニケーションライン７４を介して通信を行うＣＰＵ６２、インテリジェント電池５２から充放電される電流値を求める電流測定回路６３、セル６１の電圧を求める電圧測定回路７０、およびセル６１の温度を測定する温度測定回路９０を備えている。セル６１は、例えば２並列３直列(１.８Ａｈ/セル)の６セルで構成されるニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池である。
【００３６】
このインテリジェント電池５２の内部に搭載されたＣＰＵ６２は、電流測定回路６３、電圧測定回路７０、および温度測定回路９０から入力された測定結果であるアナログ信号を、その内部でＡ/Ｄ(Analog to Digital)変換し、例えば電池の容量等、電池に関わる情報を把握している。また、電池の識別子(シリアル番号)に関する情報も格納している。把握された電池に関わる情報やシリアル番号に関する情報は、通信経路であるコミュニケーションライン７４を介し、例えばＳＢＳのプロトコルによってシステム側のエンベデッドコントローラ４１に送信している。
【００３７】
電流測定回路６３では、まず、セル６１から流れる電流Ｉによって、抵抗(ＲＳ)６４の両端に電圧Ｉ×ＲＳの電位差が発生する。この電圧は、オペアンプ(ＡＭＰ１)６５によって差動増幅される。また、オペアンプ(ＡＭＰ２)６６とトランジスタ６８によって、オペアンプ(ＡＭＰ１)６５の出力電圧に比例する電流Ｉ１が抵抗(Ｒ１)６７を流れる。最終的にインテリジェント電池５２の電流Ｉの値は、抵抗(Ｒ２)６９に発生する電圧Ｉ１×Ｒ２に変換することができる。この電圧(Ｉ１×Ｒ２)はＣＰＵ６２のＡ/Ｄ＃２ポートに出力され、ＣＰＵ６２にてＡ/Ｄ変換される。
【００３８】
また、電圧測定回路７０では、インテリジェント電池５２の電圧が測定される。具体的には、インテリジェント電池５２におけるセル６１の電圧がオペアンプ(ＡＭＰ３)７１によって差動増幅して変換され、一旦、低い電圧に落とされた後にＣＰＵ６２のＡ/Ｄ＃１ポートに渡され、ＣＰＵ６２にてＡ/Ｄ変換される。
【００３９】
温度測定回路９０では、図２に示すように、レジスタで分圧されたサーミスタ(サーマルセンサ)９１をセル６１の近傍に配置し、サーミスタ９１に発生する電圧がＣＰＵ６２のＡ/Ｄ＃３ポートに渡される。このように、サーミスタ９１からの電圧がＣＰＵ６２によって読み込まれ、ＣＰＵ６２にてＡ/Ｄ変換されて温度が測定される。これにより、インテリジェント電池５２では、電池内部の温度情報を把握することができる。
【００４０】
ＣＰＵ６２では、このようにして、電流測定回路６３により測定される充放電電流、電圧測定回路７０により測定される電池電圧、温度測定回路９０から得られる温度情報が読み込まれ、インテリジェント電池５２(セル６１)の容量等が管理される。また、ＣＰＵ６２は、通信機能を使用し、コミュニケーションライン７４を介してエンベデッドコントローラ４１へ電池に関わるデータを送信している。エンベデッドコントローラ４１では、把握された電池の状態に基づいて、ＡＣアダプタ電力停止回路８０によりＡＣアダプタ５１からの電力供給を停止する等の制御が実行される。
【００４１】
尚、図２では、例えば電池パックの内部にＣＰＵ６２を備えるインテリジェント電池５２に対してガイド機能を実行するように構成されている。しかしながら、このインテリジェント電池５２の代わりに、内部にＣＰＵ６２を有していないダム電池を用いてガイド機能を実行することも可能である。かかる場合には、ダム電池としては、ＰＲＯＭ等の中に自己のシリアル番号等が格納され、他と自己とを識別できるように構成されていれば良い。また、本体のシステム側(システム内部)に、ダム電池の充放電電流を測定する電流測定回路や、ダム電池の電圧を測定する電圧測定回路を設け、エンベデッドコントローラ４１によって電池容量等のダム電池の状態を把握できることが好ましい。
【００４２】
ここで、一般に、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池の場合、完全な放電を行わずに中途半端な充放電を繰り返すと、見かけ上の充電容量が低下し、連続して使用できる時間が短くなる「メモリ効果」が発生することが知られている。そこで、中途半端な充放電の回数をカウントして電池にメモリ効果が発生していると想定される場合(例えばカウントが２０回〜３０回以上)に、ＡＣアダプタ５１が接続されていても電池からシステムに電力を供給して完全放電を行う「リフレッシュ」を実行するように、ユーザに促すように構成している。
【００４３】
次に、ＡＣアダプタ電力停止回路８０について説明する。
このＡＣアダプタ電力停止回路８０は、ＡＣアダプタ５１から供給される電源を停止する機能を備えている。本体システムであるコンピュータシステム１０では、第１ダイオード７７および第２ダイオード７８によって、ＡＣアダプタ５１と２次電池であるインテリジェント電池５２との間で電圧値の高い方から本体回路側に電力が供給できるように構成されている。ＡＣアダプタ５１が接続されている場合には、通常、ＡＣアダプタ５１側の電圧値の方がインテリジェント電池５２側の電圧よりも高いことから、第１ダイオード７７を経由してＡＣアダプタ５１側から本体回路に対して電源が供給される。
【００４４】
ここでは、ユーザからの「リフレッシュ」実行の許可があった場合に、接続されているＡＣアダプタ５１側からの電源供給をＡＣアダプタ電力停止回路８０によって停止させて、インテリジェント電池５２による完全放電を可能としている。即ち、２次電池であるインテリジェント電池５２の完全放電を実行したい場合には、エンベデッドコントローラ４１のＡＣＤＣ−ＯＦＦ信号をハイ(Ｈｉｇｈ)レベルとして、ＡＣアダプタ電力停止回路８０の第１トランジスタ(ＴＲ１)８２をオン(ＯＮ)させる。この第１トランジスタ(ＴＲ１)８２のオンにより第２トランジスタ(ＴＲ２)８３がオフ(ＯＦＦ)となり、ＦＥＴ(ＦＥＴ１)８１がオフとなる。これによって、ＡＣアダプタ５１からの供給が停止され、第１ダイオード７７への電力供給が停止される。これにより、ＡＣアダプタ５１が接続されていても第２ダイオード７８を経由するインテリジェント電池５２側から本体回路に対して電力を供給することが可能となる。
【００４５】
電池がリフレッシュ(完全放電)された場合には、ＡＣＤＣ−ＯＦＦ信号をロウ(Ｌｏｗ)レベルとして、ＡＣアダプタ電力停止回路８０の第１トランジスタ(ＴＲ１)８２をオフ(ＯＦＦ)させる。この第１トランジスタ(ＴＲ１)８２のオフにより第２トランジスタ(ＴＲ２)８３がオン(ＯＮ)となり、ＦＥＴ(ＦＥＴ１)８１がオンとなる。これにより、インテリジェント電池５２よりも電圧の高いＡＣアダプタ５１から本体回路(本体システム)に対して電力が供給されることとなる。このような一連の動作によって、インテリジェント電池５２のメモリ効果を取り除くことができる。
【００４６】
一方、インテリジェント電池５２から得られる残容量に基づいて、システム側では、例えばＬＣＤ１８を用いて残容量の表示(例えば充電率[％]の表示)がなされる。この残容量は、例えば、電流測定回路６３から測定される電流値や電圧測定回路７０により測定される電圧値等に基づいて、インテリジェント電池５２のＣＰＵ６２によって把握することができる。ここで、インテリジェント電池５２をシステム(コンピュータシステム１０)から取り外して長時間(所定期間)放置した場合や、システムに接続したまま長時間(所定期間)、システムを使用しない場合などでは、自己放電による残容量の誤差が非常に大きくなる問題がある。かかる場合において、正確な残量表示等を目的として、容量誤差をリセットして残容量精度を改善するためにリフレッシュ(完全放電)が必要になる。しかしながら、従来技術のように、中途半端な充放電の回数をカウントしてリフレッシュを実行するものでは、容量誤差の改善を図ることができない。
【００４７】
そこで、リフレッシュを実行する電池診断プログラム(コンピュータシステム１０のＣＰＵ１１にて実行されるユーティリティプログラム)では、インテリジェント電池５２の識別子(シリアル番号)、およびインテリジェント電池５２が最後に完全放電された日付(リフレッシュを実行した日付、またはユーザが電池駆動で完全放電をした日付)をファイル(またはメモリ)に記録するように構成されている。これにより、ある所定期間、インテリジェント電池５２が完全放電されず、残容量誤差が大きくなっている場合でも、例えばＬＣＤ１８を使用してユーザにリフレッシュを促すことで、ユーザに対してより正確な残量表示を行うことが可能となる。
【００４８】
図３は、電池の診断プログラム(ユーティリティプログラム)がリフレッシュの必要性を判断するフローを示した図である。ユーザが診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８を実行すると、診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８は、エンベデッドコントローラ４１とのデータ送受信を行い、また、ユーザに対して診断結果を出力(表示等)する。情報ファイル９９には、インテリジェント電池５２の識別子や、この識別子に対応させて最後にリフレッシュがなされた日付情報等が格納される。この情報ファイル９９は、例えば図１に示したＨＤＤ３１に格納される場合の他、コンピュータシステム１０における他のメモリに格納されるように構成しても構わない。
【００４９】
ここで、エンベデッドコントローラ４１がインテリジェント電池５２の接続を電池接続確認端子７６により確認すると、コミュニケーションライン７４を介して、例えばＳＢＳ通信によりインテリジェント電池５２の識別子(シリアル番号)を受け取る。一方、前述のように、情報ファイル９９には、今まで接続されたインテリジェント電池５２の識別子と、最後にリフレッシュ機能が実行された日付情報等が保存されている。診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８は、ＯＳより本日の日付を取得し、最後にリフレッシュ機能が実行された日から所定期間、例えば１ヶ月以上経過していれば、ユーザにリフレッシュ機能の実行を促す表示と共に、リフレッシュ機能をユーザが指定するボタンを表示(アクティブに)する。かかる表示に基づいてユーザがボタンを押してリフレッシュ機能を実行した場合には、情報ファイル９９の中の該当する識別子の日付が更新される。
【００５０】
ここで、所定期間として、例えば「１ヶ月」としたのは、ユーザにおける実際の使用態様として、１日に１回の充放電を行い、１ヶ月に２０日〜２２日程度の使用があった場合に(即ち、１ヶ月に２０回〜２２回程度の中途半端な充放電があった場合に)、発生するメモリ効果に対処できるようにしている。かかる場合には、例えば通常の回数(例えば３０回)をカウントする場合に比べ、実際にユーザが使用する状況に対して、より適合させてリフレッシュを実行することができる。また、「１ヶ月」程度ごとに誤差を取り除いてユーザに残容量を表示することが望ましいことから、この所定期間として、例えば「１ヶ月」を選んでいる。この所定期間は、電池の種類、使用態様等に基づいて、任意に設定することが可能である。
【００５１】
また、最初にインテリジェント電池５２を接続した場合には、情報ファイル９９に格納されるリフレッシュの日付情報が存在しない。そこで、最初にインテリジェント電池５２を接続した場合に、取得される識別子に対応して、接続された日付を日付情報の初期値として格納する。
【００５２】
次に、これらの処理の流れについて説明する。
図４は、本実施の形態が適用されたリフレッシュガイド機能の処理を示すフローチャートである。まず、診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８が実行されている場合に(ステップ１０１)、エンベデッドコントローラ４１を介してインテリジェント電池５２から識別子が読み込まれる(ステップ１０２)。また、診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８は、情報ファイル９９から、インテリジェント電池５２から読み込まれた識別子に対応する日付情報を読み込む(ステップ１０３)。
【００５３】
次に、リフレッシュの必要性の判断として、読み込まれた日付情報が示す日付から所定期間(一定期間)、例えば、１ヶ月が経過したか否かが判断される(ステップ１０４)。経過していない場合には、メモリ効果の発生状況が読み出される(ステップ１０５)。具体的には、例えば中途半端な充放電が３０回繰り返された場合等、メモリ効果が発生しているとの判断に用いられる状況が読み出される。これらの状況の読み出しにより、メモリ効果が発生しているか否かが判断される(ステップ１０６)。発生していない場合にはステップ１０１に戻り、メモリ効果が発生していると判断できる場合には、ステップ１０７へ移行する。
【００５４】
ステップ１０４にて１ヶ月以上が経過している場合、およびステップ１０６でメモリ効果が発生していると判断される場合には、ユーザに対し、例えばＬＣＤ１８を用いてリフレッシュのガイドがなされる(ステップ１０７)。例えば、ユーザに対してリフレッシュを促すボタン(実行開始指示ボタン)を示す。そして、ユーザからこのようなガイドに基づくリフレッシュの実行指示(例えばボタンのクリック)がなされたか否かが判断される(ステップ１０８)。なされていない場合には、ステップ１０１に戻り、実行指示がなされた場合には、日付情報を情報ファイル９９に書き込んで(ステップ１０９)、処理が終了する。
【００５５】
図５は、図４のステップ１０６に示したインテリジェント電池５２の内部におけるメモリ効果発生検出の処理の一例を示したフローチャートである。インテリジェント電池５２のＣＰＵ６２は、電池が完全放電されたか否かを判断する(ステップ１１１)。ここで「完全放電」とは、完全に容量が０％まで放電された場合に限られず、実質上、メモリ効果が取り除ける程度の放電がなされた場合(例えば３％や５％までの放電等)を含むものである。ステップ１１１で完全放電がなされたと判断される場合には、メモリ効果不発生と判断する(ステップ１１２)。一方、ステップ１１１で完全放電がなされていない場合には、ＣＰＵ６２によってカウントされている中途半端な放電の回数が例えば３０回を超えたか否かが判断される(ステップ１１３)。３０回を超えていない場合には、メモリ効果不発生と判断し(ステップ１１２)、超えている場合には、メモリ効果が発生したと判断する(ステップ１１４)。
【００５６】
尚、メモリ効果発生検出方法としては、例えば、メモリ効果の発生した電池は、通常の放電特性よりノーミナル電圧値が低いことに着目するものがある。即ち、放電中の電池の電圧を測定し、放電電流値に対して電池電圧が低すぎることを検知すると、メモリ効果が発生していると見なす方法である。かかる方法によれば、通常動作をさせながらメモリ効果の発生を、より正確に検出することが可能となる。
【００５７】
次に、ユーザへの出力例について説明する。
図６は、リフレッシュの実行をユーザにガイドする画面の一例を示した図である。このようなリフレッシュのガイド情報は、エンベデッドコントローラ４１から情報を得た診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８の実行により、例えば図１に示した液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)１８に対して表示される。図６に示す表示例では、４８サイクルの充放電が行われた電池の例が示されている。初期の容量１００％に対して５％容量が劣化し、Full Charge Capacityが初期容量の９５％になっている。例えばFull Charge Capacityが５１〜１００％の場合には電池を交換する必要がないので緑色のグラフで表示し、Full Charge Capacityが３１〜５０％の場合には電池の交換時期を示す黄色で表示し、Full Charge Capacityが０〜３０％の場合には、ローバッテリハイバネーションなどの機能上の不具合を発生する可能性があるので赤色で表示する等、例えば段階的、連続的にカラー表示を施すことも可能である。この結果、ユーザは、視覚的に電池の劣化度、電池の交換時期を知ることができる。
【００５８】
ここで、ローバッテリハイバネーション機能は、バッテリ(インテリジェント電池５２)が所定の下限容量に達した場合に、ＰＣ動作中の各種ステータスを強制的にディスクに退避させる機能である。通常はバッテリが下限容量に達しても、バッテリに残余の電力を使用し、ディスクを動作させ、必要な退避動作を完結させることができるが、バッテリが劣化している場合には、所定の下限容量に達した後、急速に容量低下が起こる場合がある。このとき、退避動作が完結せぬままバッテリからの電力が供給されない事態も生じてしまう。そこで、本実施の形態では、かかる場合に、例えば赤色で表示して、ユーザに対して特に注意を促している。
【００５９】
また、本実施の形態では、このような表示と同時に、リフレッシュ指示ボタン２０１とリフレッシュ推奨メッセージ２０２が示されている。このリフレッシュ推奨メッセージ２０２では、「バッテリリフレッシュを推奨します。」のメッセージと共に、最も近日に(最後に)リフレッシュが実行された日付情報が表示される。この表示によって、電池の寿命を縮めることなく、最適なタイミングにてリフレッシュ操作を推奨する(促す)ことが可能となる。ユーザによってリフレッシュ指示ボタン２０１がクリックされると、診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８はエンベデッドコントローラ４１に対してリフレッシュの指示を出す。エンベデッドコントローラ４１は、ＡＣＤＣ−ＯＦＦ信号をハイレベルにしてＡＣアダプタ電力停止回路８０のＦＥＴ(ＦＥＴ１)８１をオフし、これによってＡＣアダプタ５１からの電力供給が停止されて、リフレッシュが実行される。
【００６０】
このように、本実施の形態によれば、電池の残容量の誤差発生を予測してユーザにリフレッシュ(完全放電)をガイドする等、電池のリフレッシュを適切なタイミングでユーザにガイドすることにより、ユーザに対して誤差のない形で残容量を表示することが可能となる。即ち、電池をシステムから取り外して長時間放置したり、システムに接続したまま長期間システムを使用しないとき、自己放電による電池の残容量誤差が非常に大きくなる問題があるが、本実施の形態によれば、容量誤差をリセットして残容量精度を改善するためのリフレッシュが可能となり、その結果、ユーザに対して電池の残容量を正確に表示することができる。
【００６１】
尚、前述のように、完全放電は、０％までの完全な放電だけを意味するものではなく、本実施の形態では、メモリ効果を取り除くために必要な、例えば３％や５％程度までの放電をも完全放電に含めている。そこで、「リフレッシュ」とは、バッテリ(インテリジェント電池５２)に充電用電力が供給されない状態において、予め定められたバッテリ容量値に至るまで放電を続けることをいうものと定義できる。この容量をユーザが設定できるようにしても良い。「リフレッシュが実行された」として認識されるものとしては、▲１▼例えば、ユーザが下限容量を１０％に設定した場合に容量１０％に至るまでの連続放電、▲２▼例えば容量が３％に至るまでの連続放電(Windows(米マイクロソフト社)の仕様によれば３％以下は使用しないことになっている)、▲３▼例えば容量０％に至るまでの連続放電等がある。このバッテリ容量値の下限は、バッテリからの放電量を積算してバッテリのフルチャージキャパシティを求めるために、あるいはバッテリのメモリ効果の除去を充分に行うために、当該容量は３％程度が最も好ましい。
【００６２】
また、「リフレッシュ」を行う契機としては、ユーザがＰＣ(本体側)の診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８においてリフレッシュ機能を選択した場合、ＰＣはバッテリへのＡＣアダプタ５１からの充電を停止させ、バッテリから本体側に電力が供給されるようになる。このようにして、ユーザが意図的にリフレッシュを行う場合がある。一方、ＡＣアダプタ５１を接続せず、バッテリから本体に電源供給を続けた結果、容量が予め定められた値に達し、リフレッシュが完了する場合もある。
【００６３】
ここで、上述した診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８については、コンピュータシステム１０に予めインストールされている場合の他、例えば、プログラムの記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭを介して、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３２によって診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８が読み込まれて実行される形態が考えられる。また、インターネット等のネットワークを介して、外部のプログラム伝送装置からインストールされる形態も考えられる。
【００６４】
尚、以上の説明では、図３に示した情報ファイル９９をシステム側に設け、診断プログラム(ユーティリティプログラム)９８によって、電池がある期間以上リフレッシュされていないことを検知するように構成した。しかしながら、日付情報をインテリジェント電池５２の内部に設け、ある期間以上リフレッシュされていないことをインテリジェント電池５２のＣＰＵ６２によって検知するように構成しても構わない。
【００６５】
かかる構成の場合、各インテリジェント電池５２は、自己の最も近日にリフレッシュされた日付情報を、例えばＣＰＵ６２に内蔵されたメモリやその他のメモリに格納する。ここでは、図３に示す情報ファイル９９のような、異なる電池の識別子に対応する日付情報を記憶する必要はない。ＣＰＵ６２では、かかる日付情報を用いて所定の期間(例えば１ヶ月)以上が経過した場合に、リフレッシュの必要性を判断する。この判断結果をＳＢＳのプロトコルを用いてエンベデッドコントローラ４１を介しシステム側に通知することが可能である。エンベデッドコントローラ４１からリフレッシュの必要性の情報を得たユーティリティプログラムは、ＬＣＤ１８を介して図６に示したような情報を表示し、ユーザからのリフレッシュ指示を待つ。リフレッシュが指示され、リフレッシュ操作が終了した際には、インテリジェント電池５２のＣＰＵ６２は、日付情報を更新して所定のメモリに格納する。
【００６６】
このように、インテリジェント電池５２の内部で、最も近日に(最後に)リフレッシュされた日付情報を保持し、リフレッシュの必要性を判断してシステムに通知するように構成すれば、各インテリジェント電池５２によって異なるテクノロジー、メーカ間の違い等をシステム側にて識別する必要がなくなる点で好ましい。また、１つのインテリジェント電池５２が複数のコンピュータシステム１０にて使用されるような場合でも適切に対応することができる。尚、かかる態様にて用いられるユーティリティプログラムは、エンベデッドコントローラ４１からの情報を受けて図６に示すような画面を表示し、また、図６に示すようなリフレッシュ指示ボタン２０１に対するユーザの操作を認識してエンベデッドコントローラ４１に送信する機能等を備えている。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電池のリフレッシュを適切なタイミングでユーザにガイドすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態が適用されるコンピュータシステムのハードウェア構成を示した図である。
【図２】 電源供給システムの回路構成を示した図である。
【図３】 電池の診断プログラム(ユーティリティプログラム)がリフレッシュの必要性を判断するフローを示した図である。
【図４】 本実施の形態が適用されたリフレッシュガイド機能の処理を示すフローチャートである。
【図５】 インテリジェント電池の内部におけるメモリ効果発生検出の処理の一例を示したフローチャートである。
【図６】 リフレッシュの実行をユーザにガイドする画面の一例を示した図である。
【符号の説明】
１０…コンピュータシステム、１１…ＣＰＵ、１８…液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)、４１…エンベデッドコントローラ、３１…ＩＤＥハードディスクドライブ(ＨＤＤ)、５０…電源回路、５１…ＡＣアダプタ、５２…インテリジェント電池、６１…セル、６２…ＣＰＵ、６３…電流測定回路、７０…電圧測定回路、７４…コミュニケーションライン、７５…電圧測定回路、７６…電池接続確認端子、７７…第１ダイオード(Ｄ１)、７８…第２ダイオード(Ｄ２)、８０…ＡＣアダプタ電力停止回路、８１…ＦＥＴ(ＦＥＴ１)、８２…第１トランジスタ(ＴＲ１)、８３…第２トランジスタ(ＴＲ２)、９０…温度測定回路、９８…診断プログラム(ユーティリティプログラム)
Claims (21)
- 充放電可能な電池を接続可能に構成され、当該電池から電力の供給を受ける本体を備えた電気機器であって、
前記電池を識別するための識別子を認識する識別子認識手段と、
前記識別子認識手段により認識された前記識別子に対応付けて、前記電池に対してリフレッシュが実行された日付の情報を格納する情報格納手段と
を備えたことを特徴とする電気機器。 - 前記情報格納手段に格納された前記情報の日付から所定期間が経過した後に前記電池におけるリフレッシュの実行をユーザに促す出力手段を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の電気機器。
- ユーザによるリフレッシュ指示を受け付ける指示受付手段と、
前記指示受付手段によるリフレッシュ指示に基づいて前記電池に対してリフレッシュを実行するリフレッシュ実行手段とを更に備えたことを特徴とする請求項１記載の電気機器。 - 前記情報格納手段は、前記リフレッシュ実行手段によりリフレッシュが実行された日付に関する情報を前記識別子に対応して格納することを特徴とする請求項３記載の電気機器。
- 前記情報格納手段により格納される前記日付の情報は、前記電池に対してリフレッシュが最後になされた日付の情報であることを特徴とする請求項１記載の電気機器。
- 電力を消費する本体と、
充電および放電を行って前記本体に対して電力を供給する電池とを備え、
前記電池のリフレッシュが実行された日付に関する情報から自己放電による残容量の誤差を予期し、当該誤差を取り除くためにリフレッシュのガイドを行うことを特徴とする電気機器。 - 前記本体は、前記電池が所定期間、リフレッシュされない場合にリフレッシュのガイドを行うことを特徴とする請求項６記載の電気機器。
- 電力を消費する本体と、
充電の後に放電を行って前記本体に対して電力を供給する電池とを備え、
前記電池が最後にリフレッシュされてから所定期間が経過した後に、当該電池の充放電の回数に関わらず当該電池に対するリフレッシュを促す表示を行うことを特徴とする電気機器。 - 電力を消費する本体と、充電および放電を行って当該本体に対して電力を供給する電池とを備え、
前記電池において最後にリフレッシュがなされた日付に関する情報を格納する日付情報格納手段と、
前記日付情報格納手段に格納された情報における日付から所定期間が経過したことによりリフレッシュの必要性を判断する判断手段と
を備えたことを特徴とする電気機器。 - 充放電可能な電池を接続可能に構成され、当該電池から電力の供給を受けるシステム本体を備えたコンピュータ装置であって、
前記電池の診断プログラムを実行するＣＰＵと、
前記電池から当該電池を識別する識別子を受け取ると共に、受け取った識別子を前記ＣＰＵに出力するコントローラと、
電池におけるリフレッシュの日付情報を格納する情報ファイルとを備え、
前記ＣＰＵは、前記コントローラから出力された前記識別子に対応する前記日付情報を前記情報ファイルから取得し、リフレッシュの必要性を判断することを特徴とするコンピュータ装置。 - 前記システム本体は、商用電源に接続されるＡＣアダプタおよび/または前記電池から電力の供給を受けると共に、前記コントローラからの制御により当該ＡＣアダプタからシステム本体への電力の供給/停止を行うＡＣアダプタ電力停止回路を更に備え、
前記コントローラは、前記ＣＰＵからのリフレッシュ指示に基づいて、前記ＡＣアダプタ電力停止回路を制御して前記ＡＣアダプタから前記システム本体に対する電力の供給を停止させることを特徴とする請求項１０記載のコンピュータ装置。 - 前記ＣＰＵは、リフレッシュが必要である場合に、リフレッシュのガイドをユーザに対して出力することを特徴とする請求項１０記載のコンピュータ装置。
- 充放電を行う電池を接続可能に構成され、当該電池からシステム本体に対して電力の供給を行うコンピュータ装置であって、
前記電池に対する最後にリフレッシュが行われた日付を示す日付情報を格納するメモリと、
前記メモリに格納された日付情報に示される日付から前記電池におけるリフレッシュが所定期間なされていない場合に、ユーザに対して当該電池のリフレッシュを推奨する表示を行う表示手段と
を備えたことを特徴とするコンピュータ装置。 - 前記表示手段は、ユーザによるリフレッシュ指示を受け付けるリフレッシュ指示ボタンを表示することを特徴とする請求項１３記載のコンピュータ装置。
- 電気機器に接続され、充放電を行って当該電気機器に電力を供給するインテリジェント電池であって、
リフレッシュがなされた日付に関する情報を格納する日付情報格納手段と、
前記日付情報格納手段に格納された情報に示される日付から所定期間が経過したことによりリフレッシュの必要性を判断する判断手段と
を備えたことを特徴とするインテリジェント電池。 - 前記判断手段により判断された結果を前記電気機器のコントローラに出力する出力手段を更に備えたことを特徴とする請求項１５記載のインテリジェント電池。
- 充放電を行い本体に対して電力を供給する電池の診断を行う電池診断方法であって、
前記電池に対してリフレッシュがなされた際の日付に関する情報を格納し、
格納されている前記情報から前記電池に対してリフレッシュが所定期間なされていないことを認識し、リフレッシュの必要性を判断することを特徴とする電池診断方法。 - 前記電池のリフレッシュが必要と判断される場合に、ユーザにリフレッシュを推奨する表示を行うことを特徴とする請求項１７記載の電池診断方法。
- 充放電を行い本体に対して電力を供給する電池を接続可能なコンピュータに、
前記電池に対してリフレッシュがなされた日付に関する情報を所定のメモリから読み出す機能と、
読み出された前記情報に示される日付から所定期間が経過した場合に前記電池のリフレッシュが必要である旨を判断する機能と、
ユーザに対してリフレッシュを促す出力を行う機能と
を実現させるためのプログラム。 - ユーザからのリフレッシュの指示を受け付ける機能と、
新たなリフレッシュの日付に関する情報を前記メモリに格納する機能と
を更に実現させるための請求項１９記載のプログラム。 - 充放電を行い本体に対して電力を供給する電池を接続可能なコンピュータに実行させるプログラムを当該コンピュータが読取可能に記憶した記憶媒体であって、
前記プログラムは、
前記電池に対してリフレッシュがなされた日付に関する情報を所定のメモリから読み出す機能と、
読み出された前記情報に示される日付から所定期間が経過した場合に、前記電池に対してリフレッシュが必要であることを判断する機能と、
ユーザに対してリフレッシュを促す出力を行う機能と、
ユーザからのリフレッシュの指示を受け付ける機能と、
新たなリフレッシュの日付に関する情報を前記メモリに格納する機能と
を前記コンピュータに実行させることを特徴とする記憶媒体。
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