JP5200312B2

JP5200312B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP5200312B2
Application number: JP2001266402A
Authority: JP
Inventors: 秀行元山; 秀樹田中; 哲風間
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2001-09-03
Filing date: 2001-09-03
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2021-09-03
Also published as: JP2003077510A; US20030044660A1; US6797419B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メタノールや水素などの燃料と酸素との化学的反応により電気エネルギーを発生する燃料電池を電源として用いた電子機器に関する。
【従来の技術】
現在、多くの電子機器では、化学電池（充電式電池など）やＡＣアダプタでの変換にて得られたＤＣ出力が電源として用いられている。このように化学電池とＡＣアダプタのＤＣ出力とを電源として使用可能な電子機器では、例えば、図１に示すように、制御手段１６がスイッチ手段１４を制御することにより、化学電池１０及びＡＣアダプタ１２のＤＣ出力のいずれかが電源として電子機器の回路部１８に接続される。例えば、化学電池１０の容量が十分な状態では、化学電池１０が電子機器の回路部１８に接続され、化学電池１０の容量が少なくなった場合に、制御手段１６がスイッチ手段１４を制御することにより、電子機器の回路部１８に接続すべき電源が化学電池１０からＡＣアダプタのＤＣ出力に切り換えられる。
【０００２】
ところで、メタノールや水素などの燃料と酸素との化学的反応により電気エネルギーを発生する燃料電池が従来知られている（例えば、特開平９−２１３３５８号公報、特公平６−５４６７４号公報参照）。このような燃料電池は、近年、小型化が図られ、その燃料電池を上述したような電子機器の電源として用いることが提案されている。
【０００３】
燃料電池は化学電池よりエネルギー密度が高くすることができ、この燃料電池を用いることにより寿命の長い電子機器の電源を実現すること可能となる。また、燃料電池は、メタノール等の燃料の供給がなされる限り、空気中の酸素を利用して電気エネルギーを生成できるので、充電器やＡＣアダプタの必要もなくなる。
【発明が解決しようとする課題】
上述したように燃料電池を電子機器の電源として用いた場合、その燃料電池が有効に動作するためには、常に酸素を供給しなければならない。従って、何らかの原因により燃料電池に供給される酸素の濃度が低下すると、燃料電池から安定的に電力を供給できなくなるため、電子機器の状態や動作が不安定になってしまう。
【０００４】
また、燃料電池によって酸素が消費されることから、電子機器を密閉空間で使用するような場合、その電子機器の周囲での酸素濃度の低下を注意しなければならない。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、電源として用いられる燃料電池に供される酸素量の状態に応じてより適正な状態に維持できるようにした電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されるように、燃料と酸素との化学的反応により発電を行う燃料電池を、給電により所定の動作を行う被給電部に対する電源として用いた電子機器において、上記燃料電池に供される酸素濃度に対応した酸素濃度情報を検出する酸素濃度検出手段と、該酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報に基づいて当該電子機器の動作制御を行う制御手段とを有し、上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報に基づいて上記被給電部での消費電力を調整するようにその動作制御を行う第一の制御手段を有するように構成される。
【０００６】
このような電子機器では、燃料電池に供される酸素濃度に対応した酸素濃度情報に基づいて当該電子機器の動作制御がなされる。従って、供される酸素濃度で発揮される燃料電池の性能に応じた電子機器の動作制御を行うことができるようになる。
【０００７】
上記燃料電池に供される酸素濃度に対応した酸素濃度情報は、その燃料電池に供される酸素濃度に依存する情報であれば特に限定されず、例えば、その燃料電池に供される酸素濃度そのものを表すものであっても、その酸素濃度からある減衰をもって検出される酸素濃度を表す情報であってもよい。従って、酸素濃度検出手段による酸素濃度の検出位置は、電子機器の内部であっても、その外部であっても、燃料電池に供される酸素濃度に依存する酸素濃度情報が検出できる位置であれば、特に限定されない。更に、燃料電池の出力特性から当該燃料電池に供される酸素濃度に依存した情報を酸素濃度情報として検出することもできる。
【０００９】
電子機器の状態をより適した状態に維持できるように燃料電池の性能を制御できるという観点から、本発明は、請求項２に記載されるように、上記電子機器において、上記燃料電池に供給される酸素量を調整する供給酸素量調整手段を有し、上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度が所定の基準値より小さくなると上記供給酸素量調整手段のファンを駆動させる第二の制御手段を有するように構成することができる。
【００１０】
上記供給酸素量調整手段は、燃料電池に供給される酸素量の調整が行えるものであれば特に限定されず、例えば、ファンなどのように積極的に燃料電池に供給される酸素量を調整するものであっても、通気口の開度を調整する機構のように燃料電池に対する酸素の供給され易さ、難さを制御するものであってもよい。また、この供給酸素量調整手段は、外気の電子機器内への導入量を調整するものであっても、例えば、タンクからの酸素供給量を調整するものであってもよい。
【００１１】
電子機器の機能を維持させつつ、燃料電池のより好ましい使用制御が可能であるという観点から、本発明は、請求項３に記載されるように、上記各電子機器において、酸素の有無にかかわりなく電力を発生する化学電池と、上記化学電池及び上記燃料電池のいずれかを選択的に上記被給電部に電源として接続させる電源切換え手段とを有し、上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報が所定の第１基準値より小さくなると、上記電源切換え手段に前記化学電池を上記被給電部に電源として接続させ、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報が前記所定の第１基準値よりも大きい所定の第２基準値よりも大きくなると、上記電源切換え手段に前記燃料電池を上記被給電部に電源として接続させる第三の制御手段を有するように構成することができる。
【００１２】
電子機器のユーザに対して燃料電池に供される酸素濃度に起因した当該燃料電池の性能の状況を通知できるという観点から、本発明は、請求項５に記載されるように、上記各電子機器において、所定の警報情報を発する警報手段を有し、上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報が所定の基準値よりも小さい場合には、上記警報手段に警報を表示させる第四の制御手段を有するように構成することができる。
【００１３】
本発明の第一の実施の形態に係る電子機器は、例えば、図２に示すように構成される。この電子機器は、例えば、所謂ノートパソコン、携帯電話、携帯端末（ＰＤＡ）のような携帯電子機器であっても、工場設備機器内の所定電子機器回路部分、車両搭載機器、家電製品等の特に携帯性を有しないものであってもよい。
【００１４】
図２において、この電子機器は、燃料電池２０、制御マイコン２２、電子機器回路２４、スイッチ２６及び酸素濃度検出器２８を有している。燃料電池２０は、例えば、メタノールを燃料とし、その燃料と空気中の酸素との化学的反応により電気エネルギーを発生する。電子機器回路２４は、スイッチ２６を介して燃料電池２０から給電された状態で、当該電子機器の機能を発揮させるための種々の動作を行う。
【００１５】
酸素濃度検出器２８は、例えば、燃料電池２０の近傍に設置され、燃料電池２０の近傍の酸素濃度を当該燃料電池２０に供される酸素濃度として検出する。この酸素濃度検出器２８として、例えば、ガルバニ電池式の酸素センサを用いることができる。
【００１６】
制御マイコン２２は、酸素濃度検出器２８にて検出された酸素濃度を表す濃度信号に基づいて、後述するように、電子機器回路２４に供給すべき省電力制御信号や、スイッチ２６のオン、オフを制御するためのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を生成する。なお、この制御マイコン２２の電源は、上記燃料電池２０であっても、他の化学電池であってもよい。
【００１７】
制御マイコン２２は、例えば、図３に示す手順に従って処理を行う。
【００１８】
図３において、制御マイコン２２は、所定周期で酸素濃度検出器２８からの濃度信号を読み込み（Ｓ１０１）、その濃度信号で表される検出酸素濃度値を内部の濃度レジスタに保存する（Ｓ１０２）。そして、制御マイコン２２は、濃度レジスタに保存された検出酸素濃度値が、酸素不足の状態を判定するための基準値１より小さいか否かを判定する（Ｓ１０３）。その検出酸素濃度値がその基準値１以上である場合（Ｓ１０３でＮ）、制御マイコン２２は、更に、その検出酸素濃度値が酸素十分の状態を判定するための基準値２（＞基準値１）を超えているか否かを判定する（Ｓ１０４）。
【００１９】
上記検出酸素濃度値がその基準値２以下であれば、制御マイコン２２は、所定のタイミングで再度、酸素濃度検出器２８からの濃度信号の読み込みを行い（Ｓ１０１）、その濃度信号に対応した検出酸素濃度値を濃度レジスタに保存する（Ｓ１０２）。以下、酸素濃度検出器２８にて検出される酸素濃度（検出酸素濃度検出値）が上記基準値１以上かつ上記基準値２以下となる状態では、上述した処理（Ｓ１０１〜Ｓ１０４）が繰り返し実行される。
【００２０】
上記の処理の過程で、何らかの原因で、燃料電池２０に供される酸素濃度が低下し、上記酸素濃度検出器２８にて検出される酸素濃度（濃度レジスタに保存される検出酸素濃度値）が上記基準値１より小さくなると（Ｓ１０３でＹ）、制御マイコン２２は、酸素不足の割り込みを発生し、その割り込み信号を省電力制御信号として電子回路機器２４に出力する（Ｓ１０５）。
【００２１】
一方、上述した処理の過程で、逆に、燃料電池２０に供される酸素濃度が上昇し、上記検出酸素濃度値が上記基準値２を超えると（Ｓ１０４でＹ）、制御マイコン２２は、酸素十分の割り込みを発生し、その割り込み信号を省電力制御信号として電子機器回路２４に出力する（Ｓ１０５）。
【００２２】
上述したような省電力制御信号を入力する電子機器回路２４は、例えば、図４に示す手順に従って処理を行う。
【００２３】
図４において、電子機器回路２４は、上記制御マイコン２２からの割り込みがない状態では、当該電子機器の機能を発揮するための種々の処理（通常処理）を行っている（Ｓ２０１）。その過程で、上記制御マイコン２２から酸素不足に係る割り込み信号が入力されると、電子機器回路２４は、制御マイコン２２の濃度レジスタに保存された検出酸素濃度値（＜基準値１）を読み込み（Ｓ２０２）、その検出酸素濃度値が上記酸素十分の状態を判定するための基準値２を超えていないとの確認（Ｓ２０３でＮ）を行った後に、その検出酸素濃度値に応じた段階的な省電力制御を行う。
【００２４】
この段階的な省電力制御は、大小関係が、
基準値１＞基準値３＞基準値４＞基準値５
となる各基準値と上記検出酸素濃度値との比較結果に基づいてなされる。
【００２５】
具体的には、上記検出酸素濃度値が基準値５より小さいか否かの判定（Ｓ２０５）がなされ、その検出酸素濃度値が基準値５以上であれば、更に、その検出酸素濃度値が基準値４より小さいか否かの判定（Ｓ２０７）がなされる。そして、その検出酸素濃度値が基準値４以上であれば、その検出酸素濃度値が基準値３より小さいか否かの判定（Ｓ２０９）がなされ、その検出酸素濃度値が基準値３以上であれば、更に、その検出酸素濃度値が基準値１より小さいか否かの判定がなされる（Ｓ２１１）。
【００２６】
上記の処理の結果、検出酸素濃度値が基準値１より小さいが、基準値３は下回っていない場合（Ｓ２１１でＹ）、電子機器回路２４は、酸素濃度が減少している旨のメッセージを、警報情報として、例えば、当該電子機器に備えられた表示ユニット（図示略）に表示させる（Ｓ２１２）。また、上記検出酸素濃度が上記基準値４より小さくはないものの、上記基準値３より小さい場合（Ｓ２０９でＹ）、電子機器回路２４は、表示ユニットやインジケータ類に使用されている照明機器の輝度を低減させる（Ｓ２１０）。これにより、照明機器の輝度を低減させた分、電子機器回路２４での消費電力を低減させることができる。
【００２７】
更に、上記検出酸素濃度値が基準値５より小さくないものの、上記基準値４より小さい場合（Ｓ２０７でＹ）、電子機器回路２４は、内部の処理の同期信号として用いているクロック信号の周波数（速度）を低減させる（Ｓ２０８）。これにより、電子機器２４での処理速度が低減され、単位時間当たりの処理ステップ数が低減されることにより、当該電子機器回路２４での消費電力を低減させることができる。
【００２８】
また、更に、上記検出酸素濃度値が基準値５より小さい場合（Ｓ２０５でＹ）、その酸素濃度に基づいた燃料電池２０からの給電では、正常な処理が維持できないとして、電子機器回路２４は、サスペンド処理を実行する（Ｓ２０６）。このサスペンド処理は、例えば、図５に示すような手順に従って実行される。
【００２９】
図５において、電子機器回路２４は、ＲＡＭなどの揮発性メモリ内のデータをフラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置に書き込む（Ｓ３０１）。その後、電子機器回路２４は、制御マイコン２２に対して電源供給停止の制御信号を供給する（Ｓ３０２）。この制御信号を入力した制御マイコン２２は、スイッチ２６をオフするためのＯＮ／ＯＦＦ制御信号をスイッチ２６に供給し、そのＯＮ／ＯＦＦ制御信号によりスイッチ２６がオフされる。その結果、電子機器回路２４に対する給電が停止され、当該電子機器回路２４はサスペンド状態となる（Ｓ３０３）。
【００３０】
上記のように、燃料電池２０からの給電では電子機器回路２４の正常な処理が維持できないと予想されるほど、当該燃料電池２０に供される酸素濃度が低下してしまった場合、サスペンド処理を実行することにより、酸素濃度低下に起因した燃料電池２０の出力電力低下に伴う電子機器回路２４でのデータの消失を未然に防止することができる。
【００３１】
なお、制御マイコン２２での濃度信号のサンプリング（図３のＳ１０１参照）周期、及び上記各基準値１、３、４、５は、予想される燃料電池２０近傍の酸素濃度変動の状態、及び酸素濃度に対する燃料電池２０の出力特性に基づいて決められる。その結果、通常酸素濃度が低下する過程で、図４に示すＳ２１２での処理（酸素濃度減少報告）、Ｓ２１０での処理（輝度低減）、Ｓ２０８での処理（クロック速度低減）、Ｓ２０６での処理（サスペンド処理）がその順番に行われるようにすることができる。また、通常酸素濃度が復帰する過程では、逆の順にて各処理を停止させて、元の状態に順次復帰させることができる。
【００３２】
これにより、酸素濃度が低下する過程では、酸素濃度の減少に伴って電子機器回路２４での消費電力を減少させることができ、また、酸素濃度が復帰する過程では、酸素濃度の回復に伴って電子機器回路２４での消費電力を順次回復させることができる。即ち、燃料電池２０に供される酸素濃度に応じて、電子機器回路２４での機能をできるだけ高いレベルに維持しつつ、当該電子機器回路２４の消費電力の調整を行うことができる。
【００３３】
なお、上記例では、酸素濃度が減少している旨のメッセージを、警報情報として、表示ユニットに表示させる（Ｓ２１２）が、そのメッセージの表示に代えて、例えば、所定のランプを点灯させたり、警報音を発生させることもできる。
【００３４】
制御マイコン２２から、上記酸素不足に係る割り込み信号ではなく、酸素十分に係る割り込み信号が電子機器回路２４に入力されると、電子機器回路２４は、制御マイコン２２の濃度レジスタに保存された検出酸素濃度値（＞基準値２）を読み込み（Ｓ２０２）、その検出酸素濃度値が上記酸素十分の状態を判定するための基準値２を超えていることを確認する（Ｓ２０３でＹ）。すると、電子機器回路２４は、酸素濃度が十分である旨のメッセージを、例えば、当該電子機器に備えられた表示ユニットに表示させる（Ｓ２０４）。ユーザは、この表示ユニットに表示されるメッセージを確認することにより、燃料電池２０が正常な状態で動作していることを知ることができる。
【００３５】
次に本発明の第二の実施の形態について説明する。この第二の実施の形態では、燃料電池に供される酸素濃度に応じて当該燃料電池に供給される酸素量を調整するようにしている。
【００３６】
本発明の第二の実施の形態に係る電子機器は、例えば、図６に示すように構成される。なお、図６において、図２に示す部位と同様の部位には同じ参照番号が付されている。
【００３７】
図６において、この電子機器は、前述した例と同様に、燃料電池２０、制御マイコン２２、電子機器回路２４、スイッチ２６及び酸素濃度検出器２８の他、酸素濃度調整装置３０を有している。
【００３８】
酸素濃度調整装置３０は、例えば、燃料電池２０に対して当該電子機器の外気を強制的に導くためのファンと、そのファンを駆動するための駆動回路とを備えている。なお、この酸素濃度調整装置３０の電源は、上記燃料電池２０であっても、他の化学電池であってもよい。
【００３９】
制御マイコン２２は、例えば、図７に示す手順に従って処理を行う。
【００４０】
図７において、制御マイコン２２は、酸素濃度検出器２８からの濃度信号を読み込み（Ｓ４０１）、その濃度信号で表される検出酸素濃度値と各基準値との比較を行い、その比較結果に基づいて酸素濃度調整装置３０のファンの駆動制御を行う。
【００４１】
具体的には、制御マイコン２２は、その検出酸素濃度値が上述した酸素十分の状態を判定するための基準値２を超えるか否かの判定を行い（Ｓ４０２）、超えていなければ（Ｓ４０２でＮ）、更に、その検出酸素濃度値が基準値６より小さいか否かの判定を行う（Ｓ４０４）。この基準値６は、前述した酸素不足の状態を判定するための基準値１より更に小さい値に設定される（基準値１＞基準値６）。その検出酸素濃度値が上記基準値６以上でれば、制御マイコン２２は、更に、その検出酸素濃度値が上記酸素部不足の状態を判定するための基準値１より小さいか否かを判定する（Ｓ４０６）。
【００４２】
上記の処理の過程で、酸素濃度検出器２８にて検出される酸素濃度（検出酸素濃度値）が上記基準値２以下でかつ上記基準値１以上となる濃度範囲にある状態では、制御マイコン２２は、所定周期で酸素濃度検出器２８からの濃度信号を読み込み（Ｓ４０１）、その濃度信号にて表される検出酸素濃度値と各基準値２、６、１との比較処理（Ｓ４０２、Ｓ４０４、Ｓ４０６）を繰り返し実行する。この状態では、制御マイコン２２から酸素濃度調整装置３０に対する制御信号は出力されずに、その酸素濃度調整装置３０のファンは停止状態を維持する。
【００４３】
そのような状況において、燃料電池２０近傍の酸素濃度が低下し、酸素濃度検出器２８からの濃度信号にて表される検出酸素濃度値が、基準値６より小さくはないものの、基準値１より小さくなると（Ｓ４０６でＹ）、制御マイコン２２は、酸素濃度調整装置３０に駆動制御信号を出力する（Ｓ４０７）。すると、この駆動制御信号により、酸素濃度調整装置３０は、ファンを駆動させる。それにより、燃料電池２０に対して当該電子機器の外気が強制的に導かれる。
【００４４】
このファンの駆動により燃料電池２０近傍の酸素濃度が上昇し、検出酸素濃度値が上記基準値１を超えても、ファンが駆動された状態が維持される。そして、更に酸素濃度が上昇し、検出酸素濃度値が上記基準値２を超えると（Ｓ４０２でＹ）、制御マイコン２２は、酸素濃度調整装置３０に対してファンの停止制御信号を出力する（Ｓ４０３）。この停止制御信号により、酸素濃度調整装置３０は、ファンを停止させる。
【００４５】
通常は、上述したように、検出酸素濃度値が基準値１を下回ったときに、ファンの駆動が開始され、その検出濃度値が基準値２を上回ったときに、ファンが停止される。そして、そのような動作が燃料電池２０近傍の酸素濃度に応じて繰り返し行われる。それにより、燃料電池２０近傍は、常に、その燃料電池２０が正常に機能するための酸素濃度に維持されるようになる。
【００４６】
しかし、上述したように、検出酸素濃度値が上記基準値１を下回ってファンの駆動が開始された後、その検出酸素濃度値が基準値６より小さくなってしまうと（Ｓ４０７でＹ）、制御マイコン２２は、酸素濃度調整装置３０に対して、ファンの停止制御信号を出力する（Ｓ４０５）。この停止制御信号により、燃料電池２０近傍の酸素濃度が正常な状態でないにもかかわらず、酸素濃度調整装置３０は、ファンを停止させる。
【００４７】
このように、ファンを駆動させても燃料電池２０近傍の酸素濃度が回復せずに更に低下してしまう場合にファンを停止させることにより、酸素濃度調整装置３０での無駄な電力消費を防止することができる。また、そのように酸素濃度が回復しない状況は、電子機器が、鞄などの密閉された空間に置かれていて、その密閉空間の酸素濃度自体が低下している状況であると考え得る。そのような状況において、上記のようなファンの駆動制御により、その密閉空間の酸素欠乏を防止することができる。
【００４８】
従って、上記基準値６は、燃料電池２０の出力特性と共に、ファンを停止させる目的に応じて決めることができる。
【００４９】
なお、上記基準値６と基準値１との間に一または複数の基準値を設定し、それらの基準値と検出酸素濃度値との比較結果に基づいてファンの回転数を徐々に低下させるような制御を行うことも可能である。
【００５０】
また、この第二の実施の形態における酸素濃度調整装置３０の制御と共に、前述した第一の実施の形態における電子機器回路２４の消費電力の制御を並列的に実行することも可能である。
【００５１】
更に、本発明の第三の実施の形態について説明する。この第三の実施の形態では、燃料電池に供される酸素濃度に応じて電子機器回路に接続すべき電源を当該燃料電池及び他の化学電池のいずれかに切換えるようにしている。
【００５２】
本発明の第三の実施の形態に係る電子機器は、例えば、図８に示すように構成される。なお、図８において、図２及び図６に示す部位と同様の部位には同じ参照番号が付されている。
【００５３】
図８において、この電子機器は、前述した各実施の形態と同様に、燃料電池２０、制御マイコン２２、電子機器回路２４及び酸素濃度検出器２８を有している。また、この電子機器は、更に、第一のスイッチ２６_１（スイッチＡ），第二のスイッチ２６_２（スイッチＢ）、充電式の化学電池３２及び充電器３４を有している。
【００５４】
電子機器回路２４は、第一のスイッチ２６_１を介して燃料電池２０からの給電を受けることが可能となると共に、第二のスイッチ２６_２を介して化学電池３２からの給電を受けることも可能となっている。制御マイコン２２は、酸素濃度検出器２８からの濃度信号に基づいて第一のスイッチ２６_１をオン、オフするためのＯＮ／ＯＦＦ制御信号、第二のスイッチ２６_２をオン、オフするためのＯＮ／ＯＦＦ制御信号、及び充電器３４に対する充電制御信号を生成する。燃料電池２０の出力端子は充電器３４を介して化学電池３２の出力端子に接続され、燃料電池２０から化学電池３２に充電ができるようになっている。
【００５５】
また、制御マイコン２２及び電子機器回路２４は、第一の実施の形態と同様に（図２、図３、図４、図５参照）、電子機器回路４２の消費電力制御を行う（ただし、サスペンド処理は行わない）。
【００５６】
制御マイコン２２は、上記消費電力制御（図３参照）と平行して、図９に示す手順に従って電源の切換え制御を行う。
【００５７】
制御マイコン２２は、通常、第一のスイッチ２６_１（スイッチＡ）をオンにするためのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を当該第一のスイッチ２６_１に供給すると共に、第二のスイッチ２６_２をオフにするためのＯＮ／ＯＦＦ信号を当該第二のスイッチ２６_２に供給している。その結果、通常の状態では、電子機器回路２４は、燃料電池２０を電源として、当該燃料電池２０からの給電を受ける。
【００５８】
この状態で、図９に示すように、制御マイコン２２は、酸素濃度検出器２８からの濃度信号を読み込むと（Ｓ５０１）、その濃度信号にて表される検出酸素濃度値と各基準値との比較を行い、その比較結果に基づいて電源の切換え制御を行う。
【００５９】
具体的には、その検出酸素濃度値が前述したサスペンド処理を実行すべきか否かの判定の基準となる基準値５より小さいか否かを判定し（Ｓ５０２）、その検出酸素濃度値が基準値５以上であれば（Ｓ５０２でＮ）、更に、その検出酸素濃度値が前述した酸素十分の状態を判定するための基準値２より大きいか否かを判定する（Ｓ５０３）。上記検出酸素濃度値が基準値５以上でかつ基準値２以下の濃度範囲にある状態では、制御マイコン２２は、所定周期で、酸素濃度検出器２８からの濃度信号を読み込み（Ｓ５０１）、上記各基準値５及び２との比較処理（Ｓ５０２、Ｓ５０３）を繰り返し実行する。そして、燃料電池２０から第一のスイッチ２６_１を介して電子機器回路２４に給電される状態が維持される。
【００６０】
上記のような処理の過程で、燃料電池２０近傍の酸素濃度が低下し、検出酸素濃度値が基準値５より小さくなると（Ｓ５０２でＹ）、制御マイコン２２は、各ＯＮ／ＯＦＦ制御信号の状態を切換えて、第二のスイッチ２６_２をオンにすると共に、第一のスイッチ２６_１をオフにする（Ｓ５０４、Ｓ５０５）。その結果、化学電池３２から第二のスイッチ２６_２を介して電子機器回路２４に給電が開始されると共に、燃料電池２０から電子機器回路２４に対する給電が停止される。
【００６１】
上記のように、燃料電池２０からの給電では電子機器回路２４の正常な処理が維持できないと予想されるほど、当該燃料電池２０に供される酸素濃度が低下してしまった場合（検出酸素濃度値が基準値５より小さい場合）、上述したサスペンド処理に代えて電子機器回路２４の電源を燃料電池２０から化学電池３４に切換えることにより、電子機器回路２４の機能を正常な状態に維持できるようになる。
【００６２】
例えば、上記のような状況から燃料電池２０近傍の酸素濃度が回復し、検出酸素濃度値が基準値２より大きくなると（Ｓ５０３でＹ）、制御マイコン２２は、更に、各ＯＮ／ＯＦＦ制御信号の状態を切換えて、第一のスイッチ２６_１をオンにすると共に、第二のスイッチ２６_２をオフにする（Ｓ５０６、Ｓ５０７）。その結果、燃料電池２０から第一のスイッチ２６_１を介して電子機器回路２４に給電が再開されると共に、化学電池３４から電子機器回路２４に対する給電が停止される。これにより、燃料電池２０近傍の酸素濃度が、十分な値に回復すると、再び、電子機器回路２４の電源が化学電池３４から燃料電池２０に切換えられる。
【００６３】
このような電源切換えがなされた後、更に、制御マイコン２２は、化学電池３４の、例えば、出力電圧を測定し、その測定された出力電圧に基づいて化学電池３４の残量が所定の残量（例えば、満タン状態での残量）より少ないか否かを判定する（Ｓ５０８）。そして、化学電池３４の残量が所定の残量より少ないと判定されると（Ｓ５０８でＹ）、制御マイコン２２は、充電器３２に対して充電制御信号を出力する（Ｓ５０９）。その充電制御信号により、充電器３４は、燃料電池２０からの出力電力により化学電池３４への充電を行う。
【００６４】
このように、燃料電池２０近傍の酸素濃度が十分な状態（検出酸素濃度値が基準値２以上の場合）において、燃料電池２０が電子機器回路２４の電源として選択されると共に、化学電池３４への充電も行われる。このため、電子機器回路２４の正常な機能を維持できると共に、電源が化学電池３４に切換わった際にも最良の充電状態となる化学電池３４から電子機器回路２４への給電がなされるようになる。
【００６５】
なお、上述した例では、検出酸素濃度値が基準値５より小さい値から基準値２より大きい値に復帰した際の動作について説明したが、検出酸素濃度値が基準値５以上かつ基準値２以下の濃度範囲にある状態からその検出酸素濃度値が基準値２を超える状態になった場合も同様の処理がなされる。即ち、この場合、燃料電池２０は既に電源として電子機器回路２４への給電を行っているので、制御マイコン２２は、第一のスイッチ２６_１のオン状態を確認する（Ｓ５０６）と共に、第二のスイッチ２６_１のオフ状態を確認した（Ｓ５０７）後に、上述した化学電池３４に対する充電処理（Ｓ５０８、Ｓ５０９）を行う。これにより、通常の状態における、化学電池３４の自然放電を、燃料電池２０近傍の酸素濃度が十分なときに補うことができる。
【００６６】
なお、上述した第三の実施の形態では、第一の実施の形態で説明した消費電力制御におけるサスペンド処理に代えて、電源の切換え制御を行うようにしたが、このような電源の切換え制御を単独で行うようにしてもよい。更に、上述した消費電力制御及び電源切換え制御と共に、第二の実施の形態で説明した酸素濃度調整制御を並列的に行うことできる。
【００６７】
上記各実施の形態において、燃料電池２０に供される酸素濃度は、その燃料電池２０の近傍に配置した酸素濃度検出器２８にて検出するようにしたが、燃料電池２０の出力電圧を測定し、その出力電圧の履歴曲線と、酸素が十分ある場合の出力電圧の履歴曲線とを比較して、その比較結果に基づいて酸素濃度を計算することができる。
【００６８】
上記各実施の形態において、酸素濃度検出器２８は、酸素濃度検出手段に対応し、図３、図４、図５、図７、図９に示す制御マイコン２２及び電子機器回路２４での処理は、制御手段に対応する。特に、図３、図４、図５に示す制御マイコン２２及び電子機器２２での処理は、第一の制御手段に対応し、図７に示す制御マイコン２２での処理は、第二の制御手段に対応し、図９に示す制御マイコン２２での処理が第三の制御手段に対応する。また、特に、図３に示す制御マイコン２２での処理及び図４に示すステップＳ２１１及びＳ２１２での処理が第四の制御手段に対応する。
【００６９】
なお、本願発明を以下の通り付記として記す。
【００７０】
（付記１）燃料と酸素との化学的反応により発電を行う燃料電池を、給電により所定の動作を行う被給電部に対する電源として用いた電子機器において、
上記燃料電池に供される酸素濃度に対応した酸素濃度情報を検出する酸素濃度検出手段と、
該酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報に基づいて当該電子機器の動作制御を行う制御手段とを有する電子機器。
【００７１】
（付記２）付記１記載の電子機器において、
上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報に基づいて上記被給電部での消費電力を調整するようにその動作制御を行う第一の制御手段を有する電子機器。
【００７２】
（付記３）付記２記載の電子機器において、
上記第一の制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報が表す検出酸素濃度値が２以上の濃度範囲のいずれに属するかを判定する濃度範囲判定手段を有し、
該濃度範囲判定手段にて判定される上記検出酸素濃度値が属する濃度範囲がより低い濃度範囲となるほど、上記被給電部での消費電力がより少なくなるようにその動作制御を行うようにした電子機器。
【００７３】
このような構成の電子機器により、燃料電池に供される酸素濃度が低下するほど、消費電力を低く抑えることができる。
【００７４】
（付記４）付記３記載の電子機器において、
揮発性記憶手段と、不揮発性記憶手段とを有し、
上記第一の制御手段は、上記濃度範囲判定手段により上記検出酸素濃度値が所定の値より小さくなる濃度範囲に属すると判定されるときに、上記揮発性記憶手段に記憶されていた情報を不揮発性記憶手段に保存するパックアップ制御手段と、
上記バックアップ制御手段により上記不揮発性記憶手段に情報の保存がなされた後に、上記燃料電池から上記被給電部への電源供給を遮断するサスペンド制御手段とを有する電子機器。
【００７５】
このような構成の電子機器により、電子機器の本来の機能を維持できないほど燃料電池の機能が低下するような酸素濃度となった際に、より適した動作を行いうる。
【００７６】
（付記５）付記１乃至４いずれか記載の電子機器において、
上記燃料電池に供給される酸素量を調整する供給酸素量調整手段を有し、
上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報に基づいて上記供給酸素量調整手段の動作制御を行う第二の制御手段を有する電子機器。
【００７７】
（付記６）付記５記載の電子機器において、
上記第二の制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報が表す検出酸素濃度値が、予め定めた第一の濃度範囲より高い値から当該第一の濃度範囲内の値に変化したか否かを判定する低濃度変化判定手段と、
該低濃度変化判定手段にて上記検出酸素濃度値が上記第一の濃度範囲内の値に変化したと判定されたときに、上記燃料電池に供給される酸素量を増やすように上記供給酸素量調整手段の動作制御を行う第一の低酸素濃度時制御手段を有する電子機器。
【００７８】
このような構成の電子機器により、酸素濃度低下に起因した燃料電池の機能低下を防止できる
（付記７）付記６記載の電子機器において、
上記第二の制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報が表す検出酸素濃度値が上記第一の濃度範囲より低い第二の濃度範囲にあるか否かを判定する低濃度判定手段と、
該低濃度判定手段にて上記検出酸素濃度値が上記第二の濃度範囲にあると判定されたときに、上記燃料電池に供給される酸素量が、上記検出酸素濃度値が上記第一の濃度範囲にある場合に上記燃料電池に供給される酸素量より少なくなるように上記供給酸素量調整手段の動作制御を行う第二の低酸素濃度時制御手段を有する電子機器。
【００７９】
このような構成の電子機器により、上記供給酸素量調整手段が外気からの酸素の導入量を調整する場合に、外気の酸素濃度が低下してしまう状況を防止でき、また、供給酸素量調整手段が燃料電池からの電力供給で動作する場合に、無駄な電力消費をなくすことができる。
【００８０】
（付記８）付記７記載の電子機器において、
上記第二の低酸素濃度時制御手段は、上記燃料電池に供給される酸素量が上記供給酸素量調整手段にて調整できる最小の量となるように上記供給酸素量調整手段の動作制御を行うようにした電子機器。
【００８１】
上記最小の量となるような供給酸素量調整手段の動作制御は、燃料電池に酸素を供給しない制御も含む。
【００８２】
（付記９）付記１乃至８いずれか記載の電子機器において、
酸素の有無にかかわりなく電力を発生する化学電池と、
上記化学電池及び上記燃料電池のいずれかを選択的に上記被給電部に電源として接続させる電源切換え手段とを有し、
上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報に基づいて上記電源切換え手段の動作制御を行う第三の制御手段を有する電子機器。
【００８３】
（付記１０）付記９記載の電子機器において、
上記第三の制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報が表す検出酸素濃度値が、第三の濃度範囲及び該第三の濃度範囲より低い第四の濃度範囲のいずれにあるかを判定する判定手段と、
該判定手段にて上記検出酸素濃度値が第三の濃度範囲にあると判定されたときに上記燃料電池が上記被給電部に電源として接続され、上記判定手段にて上記検出酸素濃度値が第四の濃度範囲にあると判定さたときに上記化学電池が上記被給電部に電源として接続されるように上記電源切換え手段の動作制御を行う切換え制御手段とを有する電子機器。
【００８４】
このような構成の電子機器により、燃料電池に供される酸素濃度の低下に起因して当該燃料電池の性能が低下したときに電子機器の性能を維持できる。
【００８５】
（付記１１）付記１０記載の電子機器において、
上記化学電池は充電式電池であり、
上記燃料電池から上記化学電池への充電を可能とする充電器を有し、
上記第三の制御手段は、上記判定手段にて上記酸素濃度値が第三の濃度範囲にあると判定されるときに、上記燃料電池から上記化学電池への充電を行うように上記充電器の動作制御を行う充電制御手段を有する電子機器。
【００８６】
このような構成の電子機器により、燃料電池の性能が十分確保されている状況において、該燃料電池にて発生される電力を有効に利用できる。
【００８７】
（付記１２）付記１乃至１０いずれか記載の電子機器において、
所定の警報情報を発する警報手段を有し、
上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報に基づいて上記警報手段の動作制御を行う第四の制御手段を有する電子機器。
【００８８】
（付記１３）付記１２記載の電子機器において、
上記第四の制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報が表す検出酸素濃度値が所定の値より小さいか否かを判定する手段と、
上記検出濃度値が所定の値より小さいと判定されたときに、上記所定の警報情報が発せられるように上記警報手段の動作制御を行う警報制御手段とを有する電子機器。
【００８９】
このような構成の電子機器により、燃料電池の機能低下を当該電子機器のユーザに通知できる。
【００９０】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１乃至５記載の本願発明によれば、供される酸素濃度で発揮される燃料電池の性能に応じた電子機器の動作制御を行うことができるようになるので、電子機器の状態を電源として用いられる燃料電池に供される酸素量の状態に応じてより適正な状態に維持できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来におけるＡＣアダプタと化学電池を用いた電源管理を表す図である。
【図２】第１の実施の形態における全体構成図である。
【図３】第１の実施の形態における制御マイコンの処理を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施の形態における電子機器回路の処理を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施の形態におけるサスペンド処理を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態における全体構成図である。
【図７】第２の実施の形態における制御マイコンの処理を示すフローチャートである。
【図８】第３の実施の形態における全体構成図である。
【図９】第３の実施の形態における制御マイコンの処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０…燃料電池
２２…制御マイコン
２４…電子機器回路
２６…スイッチ
２８…酸素濃度検出器
３０…酸素濃度調節装置
３２…化学電池
３４…充電器

Claims

燃料と酸素との化学的反応により発電を行う燃料電池を、給電により所定の動作を行う被給電部に対する電源として用いた電子機器において、
上記燃料電池に供される酸素濃度に対応した酸素濃度情報を検出する酸素濃度検出手段と、
該酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報に基づいて当該電子機器の動作制御を行う制御手段とを有し、
上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報に基づいて上記被給電部での消費電力を調整するようにその動作制御を行う第一の制御手段を有する電子機器。
請求項１記載の電子機器において、
上記燃料電池に供給される酸素量を調整する供給酸素量調整手段を有し、
上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度が所定の基準値より小さくなると上記供給酸素量調整手段のファンを駆動させる第二の制御手段を有する電子機器。
請求項１記載の電子機器において、
酸素の有無にかかわりなく電力を発生する化学電池と、
上記化学電池及び上記燃料電池のいずれかを選択的に上記被給電部に電源として接続させる電源切換え手段とを有し、
上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報が所定の第１基準値より小さくなると、上記電源切換え手段に前記化学電池を上記被給電部に電源として接続させ、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報が前記所定の第１基準値よりも大きい所定の第２基準値よりも大きくなると、上記電源切換え手段に前記燃料電池を上記被給電部に電源として接続させる第三の制御手段を有する電子機器。
請求項３記載の電子機器において、
上記化学電池を充電する充電器をさらに有し、
上記制御手段は、上記電源切換え手段に前記燃料電池を上記被給電部に電源として接続させた後に、上記化学電池の残量が所定の残量より少ない場合には、上記充電器に上記化学電池を充電させる電子機器。
請求項１記載の電子機器において、
所定の警報情報を発する警報手段を有し、
上記制御手段は、上記酸素濃度検出手段にて検出される酸素濃度情報が所定の基準値よりも小さい場合には、上記警報手段に警報を表示させる第四の制御手段を有する電子機器。