JP5330441B2 - 情報処理装置、情報処理システム及びバッテリ - Google Patents

Description

本発明は、充電電流の異なる複数のバッテリを実装することが可能な情報処理装置及びこのような装置に実装可能なバッテリ、並びに情報処理システムに関する。

近年、一般的に使用されているリチウムイオンバッテリと比較してより大電流で充電することが可能なバッテリが考案されている（以下、新型バッテリと呼ぶ）。新型バッテリはリチウムイオンバッテリよりも大電流を流して充電可能な仕様となっているため、結果としてリチウムイオンバッテリよりも短時間で満充電まで充電することが可能となる。

したがって、各ユーザの用途に応じてリチウムイオンバッテリと新型バッテリとを選択して使用することができれば、ユーザの利便性向上に資すると考えられる。
ところで、特許文献１には、電池の種類を判別するための電池判別素子を設けると共に、プラス端子の位置をニッケルカドミウム電池とニッケル水素電池の電池パックのプラス端子位置とは異なる位置に形成したリチウムイオン電池の電池パックが開示されている。ニカド電池とニッケル水素の電池パックの使用を前提とした機器に、リチウムイオン電池の電池パックを使用することができるように構成している。

特開２００６−３２４０６４号

特許文献１に記載された技術では、異なる種類のバッテリを併用できるようにするため、プラス端子の位置をバッテリの種類によって変えてはいるが、新型バッテリほどの大電流を流すために、接続端子の形状そのものや構造を異ならせることは想定されていない。

ノート型パーソナルコンピュータに代表される情報処理装置に新型バッテリを適用することを考えると、現在一般的に使用されているリチウムイオンバッテリ用の接続端子では流せる電流量が足りずに短時間での充電が困難である。

例えば、リチウムイオンバッテリと新型バッテリのように充電電流の異なる２種類のバッテリを共にサポートするためには、リチウムイオンバッテリ用の接続端子に流せる電流量よりも更に大きい電流を流すための接続端子を備えることが求められる。

そこで本発明の目的は、第１のバッテリや第１のバッテリよりも例えば充電電流の大きな第２のバッテリを装着することが可能な情報処理装置、及びこのような装置に装着可能なバッテリ、並びに情報処理システムを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係る情報処理装置は、第１及び第２のバッテリが選択的に装着されるバッテリ装着部と、前記バッテリ装着部に設けられ、前記第１のバッテリが接続される第１の接続コネクタと、前記バッテリ装着部に設けられ、前記第２のバッテリが接続されるとともに、前記第１の接続コネクタとは別に設けられた第２の接続コネクタと、を備え、前記第２の接続コネクタは、前記第１の接続コネクタよりも大電流を流すことが可能なコネクタである。

本発明によれば、第１のバッテリや第１のバッテリよりも例えば充電電流の大きな第２のバッテリを装着することが可能な情報処理装置、及びこのような装置に装着可能なバッテリを提供することができる。

本発明の実施形態に係るコンピュータを示す外観斜視図。 本発明の実施形態に係るコンピュータの背面を示す斜視図。 本発明の実施形態に係るコンピュータの構成を示すブロック図。 本発明の実施形態における充電制御に関わる構成をより詳細に説明するための図。 本発明の実施形態に係る充電制御の手順例を示すフローチャート。

以下本発明に係る実施の形態を、図面を参照して説明する。本実施形態では情報処理装置としてノート型のコンピュータを例に説明する。図１は本発明の実施形態に係るコンピュータを示す外観斜視図である。

コンピュータ１は本体筐体２を備え、本体筐体２には表示筐体３がヒンジ４を介して開閉可能に取り付けられている。表示筐体３は本体筐体２の上面２ａが露出される開き位置と、本体筐体２の上面２ａが覆われる閉じ位置とで開閉可能である。表示筐体３内にはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）から構成される表示装置３ａが組み込まれる。

本体筐体２内には複数の電子部品を搭載した回路基板（図示せず）が収容されている。本体筐体２の上面２ａには、内部入力装置としてタッチパッド５およびキーボード６が取り付けられる。本体筐体２の上面２ａにはコンピュータ１の電源をオン／オフするための電源スイッチ７も設けられる。

図２は本発明の実施形態に係るコンピュータの背面を示す斜視図である。コンピュータ１の本体筐体２の背面２ｂには、バッテリ装着部１０が設けられる。バッテリ装着部１０には、第１のバッテリ１００または第２のバッテリ２００が選択的に装着される。第１のバッテリ１００には第１の接続端子１０１が設けられる。第２のバッテリ２００には第２の接続端子２０１が設けられる。本実施形態では第２のバッテリ２００には、第２の接続端子２０１と共に、第１の接続端子１０１も設けられるものとして説明しているが、第２のバッテリ２００に第１の接続端子１０１を設けるか設けないかは任意である。

バッテリ装着部１０には、第１のバッテリ１００と第２のバッテリ２００とのいずれもが着脱可能となるように、接続用のコネクタが設けられる。すなわち、第１のバッテリ１００の有する接続端子１０１と接続される第１の接続コネクタ１１と、第２のバッテリ２００の有する接続端子２０１と接続される第２の接続コネクタ２１と、が設けられる。

本実施形態において、第２のバッテリ２００は第１のバッテリ１００よりも大電流での充電が可能となるように構成されている。そのため、第２のバッテリ２００は第１のバッテリよりも急速に充電することが可能である。

具体的な数字を一例として、提示する。第１の接続端子１０１および第１の接続コネクタ１１を用いて充電を行う場合、１．８Ａの電流を流すことができるとする。このとき、第１のバッテリ１００の容量４０００ｍＡｈに対して、１．８Ａの電流を２時間流して充電することで３６００ｍＡ（９０％）まで充電される。

一方、第２の接続端子２０１および第２の接続コネクタ２１を用いて充電を行う場合、２１．６Ａの電流を流すことができるとする。このとき、第２のバッテリ２００の容量４０００ｍＡｈに対して、２１．６Ａの電流を流して充電するため、わずか１０分で３６００ｍＡ（９０％）まで充電される。このような大電流を流すことにより比較的短時間で行う充電を、本実施形態上では便宜上、急速充電と呼ぶことがある。

この仕様を実現するため、第２のバッテリ２００の接続端子２０１および第２のバッテリ２００が接続される第２の接続コネクタ２１は、第１のバッテリ１００の接続端子１０１および第１のバッテリ１００が接続される接続コネクタ１１よりも、接続端子自身、コネクタ自身が太く形成されている。第２のバッテリ２００に対して、第１のバッテリ１００より大きな充電電流を流すことができるようにするためである。

可能であるならば、接続端子自身、コネクタ自身を太く形成する代わりに、より大きな充電電流を流すことの可能な素材を用いて、第２のバッテリ２００の接続端子２０１および第２のバッテリ２００が接続される第２の接続コネクタ２１が形成されても良い。

なお、本実施形態では、第２のバッテリ２００を使用する際に、充電時は第２の接続端子２０１によってより大きな充電電流を流すことで、比較的短時間で充電を行い、放電時には、第２のバッテリ２００に設けられた第１の接続端子１０１から放電することも可能である。

図３は本発明の実施形態に係るコンピュータの構成を示すブロック図である。コンピュータ１には、ＣＰＵ３０、ノースブリッジ３１、主メモリ（ＲＡＭ）３２、グラフィックスコントローラ３３、サウスブリッジ３４、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）３６、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ３７、エンベデッドコントローラ／キーボードコントローラＩＣ（ＥＣ／ＫＢＣ）４０、および表示装置３ａ、タッチパッド５、キーボード６、電源スイッチ７等が設けられている。

ＣＰＵ３０は、コンピュータ１の各コンポーネントの動作を制御するプロセッサである。このＣＰＵ３０は、ＨＤＤ３６から主メモリ（ＲＡＭ）３２にロードされるオペレーティングシステムおよび各種アプリケーションプログラム／ユーティリティプログラムを実行する。主メモリ（ＲＡＭ）３２は、各種データバッファの格納にも用いられる。

また、ＣＰＵ３０は、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ３７に格納されたＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）も実行する。ＢＩＯＳはハードウェア制御のためのプログラムである。ＢＩＯＳにはＢＩＯＳドライバ群が含まれ、各ＢＩＯＳドライバは、ハードウェア制御のための複数の機能をオペレーティングシステムやアプリケーションプログラムに提供するために、それらの機能に対応する複数のファンクション実行ルーチン群を含んでいる。

また、ＢＩＯＳ３７はＨＤＤ３６のような記憶装置からオペレーティングシステムを主メモリ（ＲＡＭ）３２に展開して、コンピュータ１をユーザが操作可能な状態にするための処理も実行する。

ノースブリッジ３１は、ＣＰＵ３０のローカルバスとサウスブリッジ３４との間を接続するブリッジデバイスである。また、ノースブリッジ３１は、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓバスなどを介してグラフィックスコントローラ３３との通信を実行する機能も有している。さらに、ノースブリッジ３１には、主メモリ（ＲＡＭ）３２を制御するメモリコントローラも内蔵されている。

グラフィクスコントローラ３３は本コンピュータ１のディスプレイモニタとして使用される表示装置３ａを制御する表示コントローラである。このグラフィクスコントローラ３３は、ＯＳまたはアプリケーションプログラムによってビデオメモリ（ＶＲＡＭ）３３１に書き込まれた表示データに対応する映像信号を表示装置３ａに送出する。

サウスブリッジ３４は、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）バスおよびＬＰＣ（Ｌｏｗ Ｐｉｎ Ｃｏｕｎｔ）バスにそれぞれ接続されており、ＰＣＩデバイス、ＬＰＣデバイス等の制御を行う。ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）３６は、ＯＳや各種のアプリケーションプログラム／ユーティリティプログラムおよびデータファイルを格納する。

エンベデッドコントローラ／キーボードコントローラ（ＥＣ／ＫＢＣ）４０は、電源管理のためのエンベデッドコントローラと、タッチパッド５およびキーボード６などを制御するキーボードコントローラとが集積された１チップマイクロコンピュータである。ＥＣ／ＫＢＣ４０は、電源コントローラ４１と共同して、ユーザによる電源スイッチ７の操作に応答してコンピュータ１をパワーオン／パワーオフする処理を実行する。電源コントローラ４１は、コンピュータ１に接続された第１のバッテリ１００または第２のバッテリ２００からの電力、またはＡＣアダプタ４３を介して外部から供給される電力を用いて、コンピュータ１内の各コンポーネントに電力を供給する。

充電回路４５は、バッテリ装着部１０に装着された第１のバッテリ１００または第２のバッテリ２００に対して充電用の電流を供給する。
温度センサ４６は充電回路４５に接続され、充電回路４５の温度を検出する。この温度センサ４６は、充電回路４５の動作に伴い、充電回路４５内のＦＥＴや抵抗等の素子自体が発熱することによって生じる温度上昇を検出するために設けられているセンサである。

一方、温度センサ４７は、バッテリ装着部１０に装着された第１のバッテリ１００または第２のバッテリ２００の温度を検出するためのセンサである。
なお、第１のバッテリ１００はバッテリ内部にＥＥＰＲＯＭ１０５を備える。同様に、第２のバッテリ２００はバッテリ内部にＥＥＰＲＯＭ２０５を備える。コンピュータ１のシステムは、例えば電源コントローラ４１を介して、ＥＥＰＲＯＭ１０５から第１のバッテリ１００の情報を読み出すとともに、ＥＥＰＲＯＭ２０５から第２のバッテリ２００の情報を読み出すことができる。

第１のバッテリ１００のＥＥＰＲＯＭ１０５には、第１のバッテリ１００に関する情報、すなわち、第１のバッテリ１００であることを示すＩＤ情報、あるいは第１のバッテリ１００の容量、第１のバッテリ１００の満充電時の終始電流値のような充電制御に関係するパラメータ等が記憶されている。

同様に、第２のバッテリ２００のＥＥＰＲＯＭ２０５には、第２のバッテリ２００に関する情報、すなわち、第２のバッテリ２００であることを示すＩＤ情報、あるいは第２のバッテリ２００の容量、第２のバッテリ２００の満充電時の終始電流値のような充電制御に関係するパラメータ、および第２のバッテリ２００が急速充電に対応したバッテリであることを示す情報等が記憶されている。

電源コントローラ４１は、ＥＥＰＥＯＭ１０５に記憶されている情報を、Ｉ２Ｃバス１０８で通信をすることで第１のバッテリ１００から取得することができる。電源コントローラ４１は、同様にＥＥＰＲＯＭ２０５に記憶されている情報をＩ２Ｃバス２０８で通信をすることで第２のバッテリ２００から取得することができる。

図４は本発明の実施形態における充電制御に関わる構成をより詳細に説明するための図である。なお、図３に関する記述で既に説明した事項については重複した説明を省略することがある。

電源コントローラ４１は、バッテリ装着部１０に装着された第１のバッテリ１００からＩ２Ｃバス１０８を通じて、あるいは第２のバッテリ２００からＩ２Ｃバス２０８を通じて、バッテリに関する情報を読み出す。電源コントローラ４１は、先の説明で述べた、バッテリのＩＤ情報、バッテリの容量、バッテリの充電制御に関係するパラメータ、急速充電に対応したバッテリであることを示す情報等を取得する他に、バッテリが満充電であること、バッテリ過電圧が生じていること、バッテリ容量がある閾値よりも低下しているローバッテリ状態であること、を検出することができる。

電源コントローラ４１は、第１のバッテリ１００または第２のバッテリ２００からＩ２Ｃバスを通じて読み出した情報を元に、バッテリを充電する充電電流を選択し、充電電流を流す旨を充電回路４５に対して通知する。

この時、電源コントローラ４１は充電パスのＯＮ／ＯＦＦ信号をスイッチ４８に送る。電源コントローラ４１からスイッチ４８に送られた信号に応じて、第１の充電パス５１を通じて第１のバッテリ１００へ充電電流を供給するか、第２の充電パス５２を通じて第２のバッテリ２００へ充電電流を供給するか、が選択される。

充電回路４５が電源コントローラ４１からバッテリに対して充電電流を流す旨の通知を受けると、充電回路４５はバッテリ装着部１０に装着されているバッテリに対して充電電流を供給する。第１のバッテリ１００が装着されていれば、第１の充電パス５１を通じて第１のバッテリ１００に適した充電電流を供給し、第２のバッテリ２００が装着されていれば、第２の充電パス５２を通じて第２のバッテリ２００に適した充電電流を供給する。

このように、バッテリ装着部１０に接続されたバッテリの種類に応じて、バッテリに供給される充電電流が選択される。すなわち、第１のバッテリ１００が装着されていれば、第１のバッテリ１００に適した充電電流が供給され、第２のバッテリ２００が装着されていれば、第１のバッテリ１００用の充電電流よりも大きな充電電流が供給される。本実施形態のコンピュータ１では、第１のバッテリ１００に対する充電と、第２のバッテリ２００に対する急速充電との両方に対応することが可能となる。

図５は本発明の実施形態に係る充電制御の手順例を示すフローチャートである。まず、電源コントローラ４１は、Ｉ２Ｃバスを用いた通信をすることで、第１のバッテリ１００あるいは第２のバッテリ２００がバッテリ装着部１０に装着されているか否かを監視する（ステップ１−１）。

第１のバッテリ１００あるいは第２のバッテリが装着されていることが検出されると（ステップ１−１のＹｅｓ）、装着されているバッテリからバッテリのＩＤ情報、バッテリの容量、バッテリの充電制御に関係するパラメータ、急速充電に対応したバッテリであることを示す情報等を取得する（ステップ１−２）。このとき、バッテリが満充電であること、バッテリ過電圧が生じていること、バッテリ容量がある閾値よりも低下しているローバッテリ状態であることも検出する。

電源コントローラ４１は、取得した情報を元に、バッテリ装着部１０に装着されているバッテリが充電可能か否かを判断する（ステップ１−３）。この判断は、バッテリの充電容量や、バッテリ温度により行われる。判断基準の例としては、バッテリが満充電状態、過充電状態ではないか、バッテリ温度が正常温度の範囲内にあるか、等が挙げられる。この判断の結果、バッテリ充電が不可能である場合には（ステップ１−３のＮｏ）、バッテリに対する充電は行わない。この時、電源コントローラ４１からコンピュータ１のシステムに対してエラー通知を行うようにしても良い。

バッテリ装着部１０に装着されているバッテリに特に異常がなく、充電可能である場合は（ステップ１−３のＹｅｓ）、装着されているバッテリから取得したバッテリのＩＤ情報をもとにバッテリの種別を判断する（ステップ１−４）。装着されたバッテリが第１のバッテリ１００である場合には（ステップ１−４のＹｅｓ）、第１の充電パスが選択され（ステップ１−５）、第１の充電パス５１を通じて第１のバッテリ１００に適した充電電流が供給される（ステップ１−７）。一方、装着されたバッテリが第２のバッテリ２００である場合には（ステップ１−４のＮｏ）、第２の充電パスが選択され（ステップ１−６）、第２の充電パス５２を通じて第２のバッテリ２００に適した充電電流が供給される（ステップ１−７）。

以上の説明のように本発明の実施形態によれば、第１のバッテリと第１のバッテリよりも充電電流の大きな第２のバッテリを共にサポートすることが可能となる情報処理装置を提供することができる。

本発明ではその主旨を逸脱しない範囲であれば、上記の実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。

１…コンピュータ、２…本体筐体、３…表示筐体、４…ヒンジ、５…タッチパッド、６…キーボード、７…電源スイッチ、１０…バッテリ装着部、１１…接続コネクタ、２１…接続コネクタ、４１…電源コントローラ、４３…アダプタ、４５…充電回路、４６…温度センサ、４７…温度センサ、１００…バッテリ、１０１…接続端子、２００…バッテリ、２０１…接続端子

Claims (9)

1. 第１及び第２のバッテリが選択的に装着されるバッテリ装着部と、
   前記バッテリ装着部に設けられ、前記第１のバッテリが接続される第１の接続コネクタと、
   前記バッテリ装着部に設けられ、前記第２のバッテリが接続されるとともに、前記第１の接続コネクタとは別に設けられた第２の接続コネクタと、を備え、
   前記第２の接続コネクタは、前記第１の接続コネクタよりも大電流を流すことが可能なコネクタである、情報処理装置。
2. 前記バッテリ装着部に接続されたバッテリからバッテリ識別情報を読み出す識別情報読出し部と、
   前記識別情報読出し部により読み出されたバッテリ識別情報をもとに、前記第１の接続コネクタから前記第１のバッテリへ電流を供給する第１の充電パスと、前記第２の接続コネクタから前記第２のバッテリへ電流を供給する第２の充電パスと、を切り替えてバッテリ充電を制御する電源制御部と、
   を備える請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記電源制御部は、前記識別情報読出し部により読み出されたバッテリ識別情報をもとに、前記第１のバッテリまたは前記第２のバッテリに対する充電制御パラメータを設定し充電を行う請求項２に記載の情報処理装置。
4. 前記電源制御部は、前記バッテリ識別情報に含まれるバッテリの充電容量から、前記バッテリ装着部に装着されたバッテリが充電可能か否かを判別する請求項２又は３に記載の情報処理装置。
5. 前記バッテリ装着部に、前記第１のバッテリ及び前記第２のバッテリのどちらが装着された場合でも、装着されたバッテリの温度を検出する第１の温度検出部を更に備え、
   前記電源制御部は、前記第１の温度検出部により検出された温度から、前記バッテリ装着部に装着されたバッテリが充電可能か否かを判別する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の情報処理装置。
6. 前記電源制御部の制御に応じて第１のパスと第２のパスとを切り替えるスイッチと、
   前記スイッチにより切り替えられた前記第１のパス又は前記第２のパスを介して前記バッテリ装着部に充電電流を供給する充電部と、
   前記充電部の温度を検出する第２の温度検出部と、
   を備え、
   前記第１の温度検出部と前記第２の温度検出部とは異なる請求項５に記載の情報処理装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の情報処理装置と、
   前記第１のバッテリ及び／又は前記第２のバッテリと、
   を備える情報処理システム。
8. 情報機器に備えられたバッテリ装着部に装着可能なバッテリであって、
   前記バッテリ装着部に装着可能なバッテリに共通に設けられ、前記情報機器と接続するための第１の接続コネクタと、
   前記情報機器から充電するために設けられた、前記第１の接続コネクタとは別の第２の接続コネクタと、を備え、
   前記第２の接続コネクタは、前記第１の接続コネクタよりも大電流を流すことが可能なコネクタである、バッテリ。
9. 前記バッテリ装着部に接続された場合、当該バッテリのバッテリ識別情報を前記情報機器に提供する請求項８に記載のバッテリ。

Images