JP4551685B2 - 情報処理装置および情報処理装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、情報処理装置および情報処理装置の制御方法に係り、特に、燃料電池ユニットを備えた情報処理装置および燃料電池ユニットの制御プログラムを更新する情報処理装置の制御方法に関する。

現在、情報処理装置への電源供給源の一つである二次電池として例えばリチウムイオン電池が使用されている。二次電池の有する特徴の一つは、使い捨てタイプである一次電池と比較して、例えば商用電源を用いて充電することで繰り返し使用可能な点にある。

一方で、リチウムイオン電池は二次電池であるため、例えば商用電源を用いて充電する必要である。

また、近年における情報処理装置の機能性能の向上は著しく、これに伴って情報処理装置の消費電力は増加の傾向にある。そこで、情報処理装置に電力を供給するリチウムイオン電池が提供するエネルギの密度、即ち単位体積或いは単位質量あたりの出力エネルギ量の向上が図られているものの、顕著な向上を望むのは難しい状況にある。

一方、燃料電池のエネルギ密度は、理論的にはリチウムイオン電池の１０倍とも言われている（例えば、非特許文献１参照）。これは、燃料電池がリチウムイオン電池に対して、体積或いは質量が同じとすると、より長時間（例えば１０倍）の電力供給が可能となる潜在的能力を有していることを意味する。また、両者の電力供給時間を等しいとするならば、燃料電池の方がリチウムイオン電池に対して小型・軽量化が可能となる潜在的能力を有している事を意味する。

また、燃料電池は、燃料、例えばメタノール等を小型の容器に封入してユニット化し、小型の容器ごと交換して使用すれば、外部からの充電を必要としない。従って、例えばＡＣ電源設備の無い場所において、リチウムイオン電池を使用して電力を確保する場合と比較して燃料電池を使用して電力を確保する場合の方が、より長時間にわたって情報処理装置を使用可能である。

さらに、リチウムイオン電池を使用した情報処理装置（例えばノート型パーソナルコンピュータ）を長時間使用する場合、リチウムイオン電池の供給する電力を用いて長時間使用することは困難であるため、ＡＣ電源による電力供給が可能な環境で情報処理装置を使用しなければならないという制約が課せられる。しかしながら、燃料電池の供給する電力で情報処理装置を使用するとリチウムイオン電池を用いる場合と比較して長時間に渡る情報処理装置の使用が可能になるとともに、上述の制約から解放されることが期待できる。

以上のような観点から、情報処理装置への電力供給を目的とした燃料電池の研究・開発が進められており、これまでにも、例えば特許文献１，特許文献２に開示されている。

燃料電池の方式には種々のものがあるが（例えば非特許文献２参照）、情報処理装置に適するものとして、小型・軽量化、さらに燃料の取り扱いやすさといった観点を考慮すると、ダイレクトメタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ：Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）方式が挙げられる。この方式の燃料電池は、燃料としてメタノールを用いるものであり、メタノールを水素に変換することなく直接、燃料極に注入する方式である。

ダイレクトメタノール型燃料電池においては、燃料極に注入するメタノールの濃度が重要であり、この濃度が高いと発電効率が悪くなり十分な性能が得られない。これは燃料となるメタノールの一部が燃料極（負極）と空気極（正極）とに挟まれる電解質膜（固体高分子電解質膜）を透過してしまう現象（これをクロスオーバ現象と呼んでいる。）に起因するものである。クロスオーバ現象はメタノールの濃度が高濃度の場合に顕著になり、低濃度のメタノールを燃料極に注入した場合は低減される。

一方、低濃度のメタノールを燃料として使用した場合、高性能を確保し易いものの、高濃度メタノールに比べると燃料の容積が大きくなるため（例えば１０倍）、燃料の収納容器（燃料カートリッジ）が大型となってしまう。

そこで、燃料カートリッジ内には高濃度のメタノールを収納することによって小型化をはかりつつ、一方で、発電時に発生する水を小型のポンプやバルブ等で循環させて高濃度メタノールを燃料極に注入する前に希釈することによってメタノールの濃度を下げ、その結果クロスオーバ現象を低減させることができる。この方式によって発電効率を向上させることが可能となる。なお、以降、循環させるためのポンプやバルブ等を補機と呼び、また、このように循環させる方式を希釈循環システムと呼ぶ。

このように、燃料電池ユニット全体としては小型軽量化を図りつつ、希釈されたメタノールによって、発電効率の高い燃料電池ユニットが実現できる（非特許文献１）。
特開２００３−１４２１３７号公報 特開２００２−１６９６２９号公報 「燃料電池２００４」、日経ＢＰ社、２００３年１０月、ｐ．４９−５０，ｐ．６４ 池田宏之助編著、「燃料電池のすべて」、日本実業出版社、２００１年８月

燃料電池ユニットを備えた情報処理装置は、特に携帯型の情報処理装置であって商用電源の供給を受けない態様での動作においては、二次電池を電源とする場合に比べてより長時間の動作が可能となる。

しかしながら、燃料電池ユニットを備えた情報処理装置では燃料電池ユニット固有の制御が必要となってくる。例えば、所定の発電効率を得るためには、燃料電池に注入される燃料の量や濃度、或いは空気（酸素）の量を、複数の補機の駆動によって適切に制御する必要がある。

また、燃料電池ユニットの情報、例えば燃料電池ユニットの識別情報、燃料自体の種別情報、燃料の残量情報等をモニタし、これらの情報を例えば情報処理装置のユーザに提供することも重要である。

補機の制御や情報のモニタ等は、例えばマイクロコンピュータを用いて制御プログラムを実行させる制御方法が有効である。

一般に、制御プログラム等のソフトウェアを用いたシステムでは、ハードウェアを変更せずにソフトウェアのみを変更することによってシステム全体の機能・性能を向上させることが可能である。また例えば、燃料電池ユニットに用いる燃料自体の種類が発電効率の向上等を目的として変更される場合も考えられ、これに伴って制御プログラムが保有する燃料自体の種別情報の変更が必要となってくる場合も考えられる。

制御プログラムの変更の方法は種々考えられるが、情報処理装置のユーザが、例えばインターネット等の電気通信回線を介して更新用の制御プログラム入手し、ユーザ自信が制御プログラムを容易にインストールできる方法とすれば、ユーザにとって極めて利便性の高いものとなる。

また、燃料電池ユニットを備えた情報処理装置においては、燃料電池ユニットの制御プログラムの更新中は燃料電池ユニット自体を制御することができない。このため、制御プログラムの更新前に燃料電池ユニットの発電を停止する一方、制御プログラムの更新に必要となる電源を発電電力以外から確保しておく必要がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、本発明が解決すべき課題は、燃料電池ユニットの制御プログラムを簡便な方法で更新することができる情報処理装置および情報処理装置の制御方法を提供することにある。

本発明に係る情報処理装置は、上述した課題を解決するため、燃料電池と、第１のプログラムを記憶する記憶部と、燃料電池制御部とを有する燃料電池ユニットに接続可能な情報処理装置において、外部から第２のプログラムの入力を受ける入力部と、前記前記燃料電池ユニットと通信を行う制御部と、二次電池と、を備え、前記燃料電池ユニットがスタンバイ状態にあり、前記燃料電池制御部が前記二次電池から供給される電力によって動作しているときに、前記第１のプログラムは前記第２のプログラムによって更新される、ことを特徴とするものである。

本発明に係る情報処理装置および情報処理装置の制御方法によれば、燃料電池ユニットの制御プログラムを簡便な方法で更新することができる。

本発明に係る情報処理装置および情報処理装置の制御方法の第一の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は本発明に係る情報処理装置１の構成品である燃料電池ユニット１０の一実施形態を示す外観図である。図１に示すように、この燃料電池ユニット１０は、情報処理装置本体、例えばノート型パーソナルコンピュータの後部を載置するための載置部１１と、燃料電池ユニット本体１２とから構成される。燃料電池ユニット本体１２には、電気化学反応で発電を行う燃料電池（ＤＭＦＣ）の一単位（セル）を積み重ねて構成したＤＭＦＣスタックや、ＤＭＦＣスタックに対して燃料となるメタノールや空気を注入、循環させるための補機（ポンプやバルブ等）を内蔵している。

また、燃料電池ユニット本体１２のユニットケース１２ａ内部の例えば右端に、燃料カートリッジ（図示していない）が着脱可能に内蔵されており、この燃料カートリッジを交換できるように、カバー１２ｂはユニットケース１２ａの側面に取り外し可能に設けられている。

載置部１１には図２に示す情報処理装置本体２が載置される。載置部１１の上面には、情報処理装置本体２と接続するための接続部としてドッキングコネクタ１４が設けられている。一方、情報処理装置本体２の例えば底面後部には、燃料電池ユニット１０と接続するための接続部としてドッキングコネクタ（図示していない）が設けられており、燃料電池ユニット１０のドッキングコネクタ１４と機械的、電気的に接続される。また、載置部１１上に三箇所の位置決め突起１５とフック１６が設けられており、対応して設けられた情報処理装置の底面後部の三箇所の穴に、位置決め突起１５とフック１６が挿入される。

情報処理装置本体２を燃料電池ユニット１０から取り外す時は、図１に示した燃料電池ユニット１０のイジェクトボタン１７を押すことにより、ロック機構（図示していない）の解除が行われて、容易に取り外すことができる。

図２は、情報処理装置本体２（例えば、ノート型パーソナルコンピュータ）を燃料電池ユニット１０の載置部１１の上に載置、接続した時の外観を示す図である。情報処理装置本体２は、本体部３と開閉自在のパネル部４とから構成される。パネル部４は例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）から構成されるディスプレイ６８を備えている。

また、本体部３の上面にはポインタデバイス７１、キーボード７２、電源スイッチ１０４等が配設される。

なお、図１および図２に示した情報処理装置本体２および燃料電池ユニット１０の形状や大きさ、或いはドッキングコネクタ１４の形状や位置等は、種々の形態が考えられる。

また、燃料電池ユニット１０は、ドッキングコネクタ１４，２１を介さずに情報処理装置本体２と一体的に構成された形態でもよい。

図３は、燃料電池ユニット１０の構成について、特に、ＤＭＦＣスタックとその周辺に設けられた補機による発電メカニズムに関する構成を示したものである。

燃料電池ユニット１０は、発電部４０と、燃料電池制御部４１とから構成される。燃料電池制御部４１は発電部４０の制御を行う他、情報処理装置本体２との通信を行う通信制御部としての機能を有する。

発電部４０は、発電を行うための中心となるＤＭＦＣスタック４２を有する他、燃料となるメタノールを収納する燃料カートリッジ４３を有する。燃料カートリッジ４３には高濃度のメタノールが封入されている。燃料カートリッジ４３は、燃料を消費した時には容易に交換できるよう、着脱可能となっている。

また、一般に、ダイレクトメタノール型燃料電池においては、発電効率をあげるにクロスオーバ現象を低減する必要がある。このために高濃度メタノールを希釈して低濃度化し、これを燃料極４７に注入することが有効である。この実現のため、燃料電池ユニット１０では、希釈循環システム６２を採用しており、発電部４０に希釈循環システム６２の実現に必要な補機６３を設ける。

補機６３には液体流路に設けられるものと気体流路に設けられるものがある。

液体流路に設けられる補機６３の接続関係は、燃料電池カートリッジ４３の出力部から燃料供給ポンプ４４が配管接続され、さらに燃料供給ポンプ４４の出力部から混合タンク４５に接続される。さらに、混合タンク４５の出力部は送液ポンプ４６に接続され、送液ポンプ４６の出力部はＤＭＦＣスタック４２の燃料極４７に接続される。燃料極４７の出力部は混合タンク４５に配管接続される。また、水回収タンク５５の出力部は水回収ポンプ５６に配管接続され、水回収ポンプ５６は混合タンク４５へ接続される。

一方、気体流路においては、送気ポンプ５０が送気バルブ５１を介してＤＭＦＣスタック４２の空気極５２に接続される。空気極５２の出力部は凝縮器５３に接続される。また、混合タンク４５からも、混合タンクバルブ４８を介して凝縮器５３に接続される。凝縮器５３は排気バルブ５７を介して排気口５８に接続される。また、冷却ファン５４は凝縮器５３の近傍に配設される。

次に、燃料電池ユニット１０の発電部４０の発電メカニズムについて、燃料と空気（酸素）の流れに沿って説明する。

まず、燃料カートリッジ４３内の高濃度メタノールは、燃料供給ポンプ４４によって、混合タンク４５に流入する。混合タンク４５の内部で高濃度メタノールは、回収された水や燃料極４７からの低濃度メタノール（発電反応の残余分）等と混合されて希釈され、低濃度メタノールが生成される。低濃度メタノールの濃度は発電効率の高い濃度（例えば３〜６質量％）を保てるように制御される。この制御は、例えば、濃度センサ６０の情報を基に燃料供給ポンプ４４によって混合タンク４５に供給される高濃度メタノールの量を制御したり、また、混合タンク４５に環流する水の量を水回収ポンプ５６等で制御することによって実現できる。

混合タンク４５で希釈されたメタノール水溶液は送液ポンプ４６で加圧されて、ＤＭＦＣスタック４２の燃料極（負極）４７に注入される。燃料極４７では、メタノールの酸化反応が行われることで電子が発生する。酸化反応で生成される水素イオン（Ｈ^＋）はＤＭＦＣスタック４２内の固体高分子電解質膜４２ａを透過して空気極（正極）５２に達する。

一方、燃料極４７で行われる酸化反応によって生成される二酸化炭素は、反応に供されなかったメタノール水溶液とともに再び混合タンク４５に環流する。二酸化炭素は混合タンク４５内で気化し、混合タンクバルブ４８を介して、凝縮器５３へ向かい、最終的には排気バルブ５７を介して、排気口５８から外部へ排気される。

他方、空気（酸素）の流れは、吸気口４９から取り込まれ、送気ポンプ５０で加圧され、送気バルブ５１を介し空気極（正極）５２に注入される。空気極５２では、酸素（Ｏ_２）の還元反応が進行し、外部の負荷からの電子（ｅ^―）と、燃料極４７からの水素イオン（Ｈ^＋）と、酸素（Ｏ_２）から水（Ｈ_２Ｏ）が水蒸気として生成される。この水蒸気は空気極５２から排出され、凝縮器５３に入る。凝縮器５３では、冷却ファン５４によって水蒸気が冷却されて水（液体）となり、水回収タンク５５内に一時的に蓄積される。この回収された水は水回収ポンプ５６によって混合タンク４５へと環流し、高濃度メタノールを希釈するための希釈循環システム６２が構成される。

上述にて説明した希釈循環システム６２による燃料電池ユニット１０の発電メカニズムからわかるように、ＤＭＦＣスタック４２から電力が取り出される、即ち、発電を開始するために、各部のポンプ４４，４６，５０，５６やバルブ４８、５１、５７或いは冷却ファン５４等の補機６３を駆動させる。これによってメタノール水溶液と空気（酸素）がＤＭＦＣスタック４２内に注入されそこで電気化学反応が進行することによって電力が得られる。一方、発電を停止するには、これらの補機６３の駆動を停止させればよい。

図４は、燃料電池ユニット１０がドッキングコネクタ１４，２１を介して情報処理装置本体２に接続された状態のシステム構成を示す図である。

情報処理装置本体２は、ＣＰＵ６５、主記憶６６、ディスプレイコントローラ６７、ディスプレイ６８、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）６９、キーボードコントローラ７０、ポインタデバイス７１、キーボード７２、ＦＤＤ（Ｆｌｏｐｐｙ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）７３、ＣＤ−ＲＯＭドライバ８４，ＬＡＮインタフェース８５、これら構成品間において信号を伝送するバス７４、バス７４を介して伝送される信号を変換するためのノースブリッジ７５、サウスブリッジ７６と呼ばれるデバイス等から構成される。

また、情報処理装置本体２の内部に電源部７９を設け、ここに二次電池８０として、例えばリチウムイオン電池を保有している。電源部７９は、制御部７７（以降、電源制御部７７と記載する。）によって制御される。

燃料電池ユニット１０と情報処理装置本体２との電気的インタフェースとして制御系インタフェースと電源系インタフェースとを設ける。制御系インタフェースは情報処理装置本体２の電源制御部７７と燃料電池ユニット１０の燃料電池制御部４１との間にて通信を行うために設けられるインタフェースである。制御系インタフェースを介して情報処理装置本体２と燃料電池ユニット１０との間で行われる通信は、例えばＩ２Ｃバス７８といったシリアルバスを介して行われる。

電源系インタフェースは、燃料電池ユニット１０と情報処理装置本体２との間における電力の授受のために設けられるインタフェースである。例えば、発電部４０のＤＭＦＣスタック４２で発電された電力が燃料電池制御部４１およびドッキングコネクタ１４、２１を介して情報処理装置本体２に供給される。また、電源系インタフェースには、情報処理装置本体２の電源部７９から、燃料電池ユニット１０内の補機６３等への電力供給８３もある。

なお、情報処理装置本体２の電源部７９に対してＡＣアダプタ用コネクタ８１を介してＡＣ／ＤＣ変換された直流電源が供給され、これによって情報処理装置本体２の動作、二次電池（リチウムイオン電池）８０の充電が可能である。

図５は、燃料電池ユニット１０の燃料電池制御部４１と、情報処理装置本体２の電源部７９の一実施例における機能系統を示したものである。

燃料電池ユニット１０と情報処理装置本体２とはドッキングコネクタ１４、２１によって機械的かつ電気的に接続される。ドッキングコネクタ１４、２１には、燃料電池ユニット１０のＤＭＦＣスタック４２で発電された電力を情報処理装置本体２へ供給するための第１の電源端子（出力電源端子）９１と、情報処理装置本体２から燃料電池ユニット１０のマイクロコンピュータ９５に電源を供給し、かつ補機用電源回路９７にスイッチ１０１を介して電源を供給するための第２の電源端子（補機用入力電源端子）９２とを有する。さらに、情報処理装置本体２からＥＥＰＲＯＭ９９および燃料カートリッジ４３に内蔵されたＥＥＰＲＯＭ４３ａへ電源供給するための第３の電源端子９２ａを有している。

マイクロコンピュータ９５は、制御プログラムや制御データ等を記憶するための記憶部９５ａを内蔵しており、記憶部９５ａは例えばフラッシュメモリ等で構成される。

ＥＥＰＲＯＭ９９は例えば燃料電池ユニット１０の識別情報が記憶されており、電子的に書き込み可能な不揮発性メモリで構成される。燃料カートリッジ４３のＥＥＰＲＯＭ４３ａには、例えば燃料カートリッジ４３に収納される燃料の種別を示す情報等が記憶され、同様に電子的に書き込み可能な不揮発性メモリで構成される。

さらに、ドッキングコネクタ１４、２１は情報処理装置本体２の電源制御部７７と燃料電池ユニット１０のマイクロコンピュータ９５との通信や、ＥＥＰＲＯＭ９９、ＥＥＰＲＯＭ４３ａとの通信を行うための通信用入出力端子９３を有している。

図６は、燃料電池ユニット１０の発電開始シーケンスおよび発電停止シーケンスにおける状態の遷移を示したものである。図５に示した系統図を参照しつつ図６の状態遷移について説明する。

なお、図５において、情報処理装置本体２の二次電池（リチウムイオン電池）８０には所定の電力が充電されているものとする。また、図５の中のスイッチは全て開いているものとする。

（１）「ストップステート」ＳＴ１０：この状態は、情報処理装置本体２と燃料電池ユニット１０は接続されているものの、燃料電池ユニット１０に設けられるマイクロコンピュータ９５や補機６３への電力は供給されておらず、ＤＭＦＣスタック４２での発電も行われていない状態である。ただし、第３の電源端子９２ａを介してＥＥＰＲＯＭ９９およびＥＥＰＲＯＭ４３ａには電力が供給されている。

（２）「スタンバイステート」ＳＴ２０：燃料電池ユニット１０側に設けられるメインスイッチ１０３が閉じられると情報処理装置本体２に設けられる電源制御部７７は、燃料電池ユニット１０での発電が許可されたものと認識する。メインスイッチ１０３は例えばスライドスイッチ等で構成される。メインスイッチ１０３が閉じられたことを検出した電源制御部７７は、Ｉ２Ｃバス７８を介してＥＥＰＲＯＭ９９に記憶されている燃料電池ユニット１０の識別情報およびＥＥＰＲＯＭ４３ａに記憶されている例えば燃料の種別情報を読み出す。読み出された識別情報や燃料の種別情報が適切なものであると電源制御部７７が判断すると、電源制御部７７は、情報処理装置２に設けられるスイッチ１００を閉じて二次電池８０の電力をマイクロコンピュータ９５へ供給する。この状態が「スタンバイステート」ＳＴ２０である。

「スタンバイステート」ＳＴ２０では、マイクロコンピュータ９５は動作状態となるが、補機６３には電源が供給されておらず、ＤＭＦＣスタック４２での発電は開始されていない。

（３）「ウォームアップステート」ＳＴ３０：電源制御部７７がＩ２Ｃバス７８を介して発電の開始を指令する「運転ＯＮ要求」コマンドをマイクロコンピュータ９５に送信すると、このコマンドを受信したマイクロコンピュータ９５は燃料電池ユニット１０に設けられるスイッチ１０１を閉じる。この結果、情報処理装置本体２の二次電源８０の電力は補機用電源回路９７に入力され、さらに補機６３へ電力が供給されることによって補機６３の駆動が開始される。

補機６３の駆動によってＤＭＦＣスタック４２へ燃料および空気が供給されＤＭＦＣスタック４２での発電が開始される。

さらに、マイクロコンピュータ９５は燃料電池ユニット１０に設けられるスイッチ１０２を閉じ、情報処理装置用電源回路１０５で所定の電圧に変換した後、発電電力の供給を開始する。

ただし、発電出力は、瞬時に定格値に達するわけではないため、定格値に達するまでの状態を「ウォームアップステート」ＳＴ３０と呼んでいる。

なお、「運転ＯＮ要求」コマンドは、例えば情報処理装置本体２が起動された場合などに電源制御部７７がマイクロコンピュータ９５へ送信する。具体的には、例えば情報処理装置本体２に設けられた電源スイッチ１０４がユーザによって押されたことを電源制御部７７が検出することによって情報処理装置本体２自体を起動させるとともに、電源制御部７７が「運転ＯＮ要求」コマンドを燃料電池ユニット１０に設けられるマイクロコンピュータ９５へ送信する。

（４）「オンステート」ＳＴ４０：マイクロコンピュータ９５は、例えばＤＭＦＣスタック４２の出力電圧およびＤＭＦＣスタック４２の温度をモニタすることにより、ＤＭＦＣスタック４２の出力が定格値に達したと判断すると、燃料電池ユニット１０に設けられるスイッチ１０１を開き、補機６３への電力供給源を情報処理装置本体２からＤＭＦＣスタック４２に切り替える。この状態が「オンステート」ＳＴ４０である。

以上が「ストップステート」ＳＴ１０から「オンステート」ＳＴ４０への基本的な処理の流れであり、「オンステート」ＳＴ４０が燃料電池ユニット１０の通常の発電状態である。

（５）「クールダウンステート」ＳＴ５０：燃料電池ユニット１０が「オンステート」ＳＴ４０あるいは「ウォームアップステート」ＳＴ３０にある時に、電源制御部７７から燃料電池ユニット１０に設けられるマイクロコンピュータ９５に対して発電の停止を指令する「運転ＯＦＦ要求」コマンドが送信されると、燃料電池ユニット１０は状態を「クールダウンステート」ＳＴ５０に遷移させる。「クールダウンステート」ＳＴ５０における処理内容は次の通りである。

まず、マイクロコンピュータ９５が燃料電池ユニット１０内に設けられるスイッチ１０１を閉じることで、補機６３を駆動させるために使用される補機用電源回路９７の電力源を、第１の電源端子９２を介して供給される二次電池８０に切替える。

さらに，マイクロコンピュータ９５が燃料電池ユニット内に設けられるスイッチ１０２を開くことで、ＤＭＦＣスタック４２にて発電される電力の情報処理装置１８への供給を停止する。

次に、マイクロコンピュータ９５が送気ポンプ５０を停止させるとともに、送液ポンプ４６を作動させこのポンプ作動状態を所定期間継続する。このポンプ作動によって燃料極４７の内部の送液経路内に付着した二酸化炭素の気泡を流失・除去することができる。

次に、マイクロコンピュータ９５が送液ポンプ４６を停止し、送気ポンプ５０を最大能力で作動させる。このポンプ作動状態を所定期間継続する。このポンプ作動によって空気極５２の内部の送気経路内に付着した水滴を流失・除去することができる。

ＤＭＦＣスタックの発電によって発生した気泡や水滴を、発電の停止シーケンスのなかで自動的に流出・除去させることによって、次回発電を開始する時の発電効率を向上させることが可能となる。

その後、燃料電池ユニット１０の周囲外気から塵埃等の不要物が混入すること、および燃料電池ユニット１０内にセットされる液体燃料が漏れることを避けるために、排気バルブ５７や送気バルブ５１を閉じる。さらに、マイクロコンピュータ９５は補機用電源回路９７から補機６３への電力の供給を停止する。

以上が燃料電池ユニット１０で行われる「クールダウンステート」ＳＴ５０の処理内容である。

「クールダウンステート」ＳＴ５０の処理は、例えば概ね３０秒間行われる。クールダウン処理終了後は、燃料電池ユニット１０に設けられるスイッチ１０１を開くことによって補機６３の駆動を停止させ、「スタンバイステート」ＳＴ２０に戻る。

図７は、例えばマイクロコンピュータ９５に設けられる記憶部９５ａに記憶される制御プログラム９５ｂを更新する際の状態遷移を説明する図である。

制御プログラム９５ｂの更新は、図７の「更新ステート」ＳＴ６０で行われる。「更新ステート」ＳＴ６０への遷移は、情報処理装置本体２に設けられる電源制御部７７が送信する「更新」コマンドをマイクロコンピュータ９５が受信することによって行われる。

燃料電池ユニット１０の状態が「スタンバイステート」ＳＴ２０である場合、燃料電池ユニット１０の状態は「更新ステート」ＳＴ６０に遷移することが可能な状態である。

燃料電池ユニット１０の状態が「ストップステート」ＳＴ１０である場合、燃料電池ユニット１０に設けられるメインスイッチ１０３をオンにすることで、「スタンバイステート」ＳＴ２０に遷移する。燃料電池ユニット１０の状態が「スタンバイステート」ＳＴ２０において、マイクロコンピュ―タ９５が「更新」コマンドを受信すると「更新ステート」ＳＴ６０に遷移する。

一方、燃料電池ユニット１０が「ウォームアップステート」ＳＴ３０或いは「オンステート」ＳＴ４０にある場合、マイクロコンピュータ９５が「更新」コマンドを受信した後に、燃料電池ユニット１０の状態が「クールダウンステート」ＳＴ５０に遷移する。「クールダウンステート」ＳＴ５０にて、燃料電池ユニット１０は所定期間クールダウン処理を行った後、「スタンバイステート」ＳＴ２０に遷移する。燃料電池ユニット１０がクールダウン処理を行う理由は、次回、発電を開始する場合に発電効率を向上させるためである。

図８は、制御プログラム更新処理（情報処理装置本体２側）の手順を説明するフローチャートである。

まず、電源制御部７７は、燃料電池ユニット１０に設けられるマイクロコンピュータ９５に「更新」コマンドを送信する（Ｓ１）。さらに、ユーザの利便性のため、例えば情報処理装置本体２のパネル部４のディスプレイ６８に、制御プログラム９５ｂを更新中である旨を表示させる（Ｓ２）。

図９（ａ）は、ディスプレイ６８への表示例を示した図である。

マイクロコンピュータ９５は「更新」コマンドを受信すると、燃料電池ユニット１０の状態が「スタンバイステート」ＳＴ２０である、つまり、プログラム更新準備完了状態であることを示す信号（以下、「更新準備完了」信号と称す。）を、電源制御部７７に送信する。また、マイクロコンピュータ９５は電源制御部７７から送信される「更新」コマンドを受信すると、燃料電池ユニット１０の状態を「更新ステート」に遷移させる。その後、電源制御部７７は更新用制御プログラム９５ｃをマイクロコンピュータ９５に送信する。

ここで、情報処理装置本体２には、マイクロコンピュータ９５に送信される更新用制御プログラム９５ｃが入力されていなければならい。更新用制御プログラム９５ｃの情報処理装置本体２への入力方法は、例えば、図４のシステム構成図に示したＬＡＮインタフェース８５を介して電気通信回線８６（例えばインターネット等）から更新用制御プログラム９５ｃを入力する方法や、ＣＤ−ＲＯＭに記憶されている更新用制御プログラム９５ｃをＣＤ−ＲＯＭドライバ８４を介して入力する方法等が考えられる。更新用制御プログラム９５ｃの情報処理装置本体２への入力方法は、上記にて説明した方法に限定されず、情報処理装置本体２が備えたその他データ入力方法を適用することが可能である。

なお、電源制御部７７が所定期間以内に「更新準備完了」信号を受信しない場合は、タイムアウトであるとして（Ｓ４のｙｅｓ）、ディスプレイ６８にエラーメッセージを表示する。この表示内容は例えば図９（ｃ）に示した内容である。

一方、電源制御部７７が所定期間以内に「更新準備完了」信号を受信すると（Ｓ３のｙｅｓ）、電源制御部７７は更新用制御プログラム９５ｃをマイクロコンピュータ９５へ送信する（Ｓ５）。

次に、電源制御部７７は、マイクロコンピュータ９５から送信される「プログラム受信正常」信号を受信したか否かを判断する（Ｓ６）。「プログラム受信正常」信号とは、マイクロコンピュータ９５が更新用制御プログラム９５ｃを正常に受信したことを示す情報である。

電源制御部７７が「プログラム受信正常」を受信すると（Ｓ６のｙｅｓ）、電源制御部７７は、マイクロコンピュータ９５から送信される「更新完了」信号を受信したか否かを判断する（Ｓ９）。

「更新完了」信号とは、マイクロコンピュータ９５において更新用制御プログラム９５ｃが正常に更新されたことを示す情報である。

電源制御部７７が「更新完了」信号を受信すると（Ｓ９のｙｅｓ）、燃料電池ユニット１０側にて更新用制御プログラム９５の更新が完了したことを示すメッセージ（例えば図９（ｂ））をディスプレイ６８に表示する（Ｓ１１）。その後、制御プログラム更新処理を終了する。

一方、電源制御部７７が「プログラム受信正常」を受信せず（Ｓ６のｎｏ）、かつ「プログラム受信異常」信号を受信した場合（Ｓ７のｙｅｓ）は、ディスプレイ６８にエラーメッセージ（例えば図９（ｃ））が表示される（Ｓ１２）。その後、制御プログラム更新処理を終了する。

「プログラム受信異常」信号とは、マイクロコンピュータ９５が更新用制御プログラム９５ｃを正常に受信できなかったことを示す情報である。

この他、電源制御部７７が「プログラム受信正常」または「プログラム受信異常」のいずれの信号を所定期間に受信しなかった（タイムアウト）場合（Ｓ８のｙｅｓ）であっても、ディスプレイ６８にエラーメッセージを表示して（Ｓ１２）、その後、制御プログラム更新処理を終了する。

また、電源制御部７７が「更新完了」を所定期間内に受信しなかった場合（Ｓ１０のｙｅｓ）であっても、ディスプレイ６８にエラーメッセージを表示し（Ｓ１２）、制御プログラム更新処理を終了する。

図１０は、燃料電池ユニット１０側における制御プログラム更新処理手順を示したフローチャートである。

まず、マイクロコンピュータ９５は、電源制御部７７から「更新」コマンドを受信したか否かを判断する（Ｓ２０）。マイクロコンピュータ９５が「更新」コマンドを受信すると（Ｓ２０のｙｅｓ）、マイクロコンピュータ９５は、燃料電池ユニット１０にて行われている発電の停止処理を実施する（Ｓ２１）。

ステップ２１（Ｓ２１）の燃料電池ユニット１０にて行われる発電停止処理の詳細を図１１に示す。

図１１のステップ２１ａないし２１ｃにおいて、マイクロコンピュータ９５は、燃料電池ユニット１０の状態が「スタンバイステート」ＳＴ２０、「ウォームアップステート」ＳＴ３０或いは「オンステート」ＳＴ４０のいずれであるかを判断する。

燃料電池ユニット１０の状態が「スタンバイステート」ＳＴ２０の状態である場合は（Ｓ２１ａのｙｅｓ）、その状態が維持される（Ｓ２１ｅ）。

一方、燃料電池ユニット１０の状態が「ウォームアップステート」ＳＴ３０の場合（ｓ２１ｂのｙｅｓ）、或いは「オンステート」ＳＴ４０の場合（Ｓ２１ｃのｙｅｓ）には「クールダウンステート」ＳＴ５０に遷移させて、クールダウン処理を行なう（Ｓ２１ｄ）。その後「スタンバイステート」ＳＴ２０に移行させる（Ｓ２１ｅ）。

このように、燃料電池ユニット１０の発電停止処理（Ｓ２１）によって、燃料電池ユニット１０は更新コマンドを受信した時の状態にかかわらず「スタンバイステート」ＳＴ２０に移行させる。

「スタンバイステート」ＳＴ２０に移行させた後（図１０のステップ２１）、マイクロコンピュータ９５は電源制御部７７に対して「更新準備完了」信号を送信する（Ｓ２２）。

この後、電源制御部７７から送信されてくる更新用制御プログラム９５ｃを受信する（Ｓ２３）。

マイクロコンピュータ９５は、更新用制御プログラム９５ｃが正常に受信されたことを例えばチェックサムを用いて判断する（Ｓ２４）。

チェックサム法はデータを送受信する際の誤り検出方法の一つである。送信前にデータを所定長のブロックに分割し、それぞれのブロック内のデータを数値とみなして合計を取ったものをチェックサムと呼ぶ。求めたチェックサムはデータと一緒に送信する。受信側では送られてきたデータ列から同様にチェックサムを計算し、送信側から送られてきたチェックサムと一致するかどうかを検査する。両者が異なれば、通信系路上でデータに誤りが生じたと判断するものである。

チェックサムが正常の場合は、マイクロコンピュータ９５は「プログラム受信正常」情報を電源制御部７７に送信する（Ｓ２５）。

その後、マイクロコンピュータ９５の記憶部９５ａに記憶されている制御プログラム９５ｂ（旧プログラム）を、情報処理装置本体２の電源制御部７７から送られてきた更新用制御プログラム９５ｃ（新プログラム）に更新する（Ｓ２７）。

さらに記憶部９５ａの所定のデータ領域に対して初期化処理を実行させることにより、更新用制御プログラム９５ｃを実行可能な状態に設定する（Ｓ２８）。

その後、電源制御部７７へ更新処理が完了したことを示す「更新完了」信号を送信する（Ｓ２９）。「更新完了」信号を送信後、燃料電池ユニット１０は状態「スタンバイステート」に戻して（Ｓ３０）、制御プログラムの更新処理を終了する。

一方、チェックサムが異常と判断された場合は、「プログラム受信異常」を電源制御部７７に対して送信した後（Ｓ２６）、「スタンバイステート」に戻して（Ｓ３０）、制御プログラムの更新処理を終了する。

上述した燃料電池ユニット１０の制御プログラム更新処理によれば、
（１）情報処理装置１が保有しているデータバス（例えばＩ２Ｃバス）を用いて更新用制御プログラム９５ｃを燃料電池ユニットに設けられるマイクロコンピュータ９５へ送信できるため、新たなデータ書き込み用のケーブルインターフェースが不要である。
（２）更新用制御プログラム９５ｃの入手は、情報処理装置本体２が有しているＬＡＮインタフェース８５やＣＤ−ＲＯＭドライバ８４等を利用することによって容易に情報処理装置本体２に入力できる。
（３）情報処理装置本体２の操作によって更新コマンドを送信することができ、この更新コマンドの送信のみによって制御プログラムの更新処理を自動的に行うことができる。 （４）燃料電池ユニット１０が発電中であっても自動的に発電を停止させ、かつ自動的に制御プログラムの更新処理に必要な電力を情報処理装置本体２から燃料電池ユニット１０に供給することができる。
等の優れた効果により、ユーザにとって利便性の高い情報処理装置あるいは情報処理装置の制御方法を提供することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。

本発明に係る情報処理装置の構成品である燃料電池ユニットの一実施形態を示す外観図。 本発明に係る情報処理装置の一実施形態を示す外観図。 上記燃料電池ユニットの、特に発電部の構成を示す図。 上記情報処理装置の、特に情報処理装置本体の構成を示す図。 上記情報処理装置の制御プログラム更新の機能系統を示す図。 上記燃料電池ユニットの基本的な状態遷移を示す図。 上記燃料電池ユニットの制御プログラム更新時の状態遷移を示す図。 制御プログラム更新処理（情報処理装置本体側）の処理の流れの一例を示す図。 上記情報処理装置のディスプレイ画面の一例を示す図。 制御プログラム更新処理（燃料電池ユニット側）の処理の流れの一例を示す図。 燃料電池ユニット発電停止処理の処理の流れの一例を示す図。

符号の説明

１ 情報処理装置
２ 情報処理装置本体
３ 本体部
４ パネル部
１０ 燃料電池ユニット
１４ ドッキングコネクタ（燃料電池ユニット側）
２１ ドッキングコネクタ（情報処理装置側）
４０ 発電部
４１ 燃料電池制御部
４２ ＤＭＦＣスタック
４６ 送液ポンプ
５０ 送気ポンプ
５１ 送気バルブ
５７ 排気バルブ
６３ 補機
６８ ディスプレイ
７０ キーボードコントローラ
７２ キーボード
７７ 電源制御部
７８ Ｉ２Ｃバス
７９ 電源部
８０ 二次電池
８４ ＣＤ−ＲＯＭドライバ
８５ ＬＡＮインタフェース
８６ 電気通信回線
９５ マイクロコンピュータ
９５ａ 記憶部
９５ｂ 制御プログラム
９５ｃ 更新用制御プログラム
９７ 補機用電源回路
９９ 不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）
１０３ メインスイッチ
１０４ 電源スイッチ

Claims (10)

1. 燃料電池と、第１のプログラムを記憶する記憶部と、燃料電池制御部とを有する燃料電池ユニットに接続可能な情報処理装置において、
   外部から第２のプログラムの入力を受ける入力部と、
   前記前記燃料電池ユニットと通信を行う制御部と、
   二次電池と、
   を備え、
   前記燃料電池ユニットがスタンバイ状態にあり、前記燃料電池制御部が前記二次電池から供給される電力によって動作しているときに、前記第１のプログラムは前記第２のプログラムによって更新される、
   ことを特徴とする情報処理装置。
2. 前記第２のプログラムは、前記燃料電池ユニット側で行われる制御に使用されるプログラムであることを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
3. 前記第２のプログラムは、前記燃料電池制御部によって実行されるプログラムであることを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
4. 前記燃料電池制御部と前記制御部との間を接続するシリアルバスをさらに有し、
   前記制御部は前記シリアルバスを介して前記燃料電池制御部と通信することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
5. 前記制御部は、前記第２のプログラムによって前記第１のプログラムを更新するためのコマンドを、前記燃料電池ユニットへ送信し、
   前記第１のプログラムは、前記燃料電池を用いて行われる発電が停止した状態において更新されることを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
6. 情報を表示する表示部をさらに備え、
   前記制御部は、前記第１のプログラムが更新中であることを示す情報を、前記燃料電池ユニットから受信し、
   前記表示部は、前記制御部が受信した、前記第１のプログラムが更新中であることを示す情報に基づいて、前記第１のプログラムが更新中であることを表示することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
7. 前記制御部は前記第１のプログラムの更新が終了したことを示す情報を前記燃料電池ユニットから受信した後、前記二次電池から前記燃料電池制御部への電力供給を停止し、
   前前記二次電池から前記燃料電池制御部への電力供給を停止した後、前記制御部は前記燃料電池ユニットに前記燃料電池を用いた発電を再開させるコマンドを送信することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
8. 燃料電池と、第１のプログラムを記憶する記憶部と、燃料電池制御部とを有する燃料電池ユニットに接続可能な情報処理装置の制御方法において、
   前記燃料電池ユニットを制御する第２のプログラムを外部から入力し、
   前記燃料電池ユニットに前記第２のプログラムの送信をし、
   前記燃料電池ユニットがスタンバイ状態にあり、前記燃料電池制御部が前記情報処理装置が具備する二次電池から供給される電力によって動作しているときに、前記第１のプログラムを前記第２のプログラムによって更新する、
   ことを特徴とする情報処理装置の制御方法。
9. 前記第２のプログラムを前記燃料電池ユニットに送信する前に、前記燃料電池制御部に前記二次電池の電力を供給し、
   前記燃料電池ユニットに前記第１のプログラムの更新を指令するコマンドを送信し、
   前記燃料電池を用いた発電を停止させ、
   前記燃料電池ユニットから前記第１のプログラムの更新のための準備が完了したことを示す情報を受信することを特徴とする請求項８に記載の情報処理装置の制御方法。
10. 前記第２のプログラムよる前記第１のプログラムの更新を実行させた後に、
    前記燃料電池ユニットから前記更新が終了したことを示す情報を受信し、
    前記燃料電池を用いた発電を再開させることを特徴とする請求項８に記載の情報処理装置の制御方法。

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