JP5671082B2

JP5671082B2 - 情報処理装置及び情報処理装置のバッテリ充電方法

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Publication number: JP5671082B2
Application number: JP2013042826A
Authority: JP
Inventors: 岩元　淳; 淳岩元
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2013-03-05
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2033-03-05
Also published as: CN104037835A; US9350190B2; JP2014171352A; US20140253049A1; CN104037835B

Description

本発明の実施態様は、情報処理装置及び情報処理装置のバッテリ充電方法に関する。

物品の販売の際の精算端末としてＰＯＳ（ＰｏｉｎｔｏｆＳａｌｅｓ）端末が使用される。これらＰＯＳ端末は通常交流電源に接続され使用されている。しかしながら、近年、交流電源設備のない場所である屋外での物品販売が増えつつあり、二次電池を搭載したＰＯＳ端末が使用されつつある。

使用する二次電池は充放電を繰返して使用するが、その充電の仕方によってはバッテリの劣化が早まってしまう場合がある。この為二次電池の電池性能を劣化させることなく急速充電する方法が考えられている。

二次電池の劣化を考慮して満充電状態を下回る充電状態となっていた場合、その状態で屋外での物品販売にＰＯＳ端末を持ち出すと、満充電でない状態での端末の使用開始となるため、満充電状態に対して装置を使用可能な時間が減ることとなる。

特開平９−７６４１号公報

本発明が解決しようとする課題は、二次電池の劣化を考慮して満充電状態を下回る充電方法を取りつつ、持出日時には満充電となる情報処理装置及び情報処理装置のバッテリ充電方法を提供することである。

上記課題を解決するために、交流電源に接続可能な電源部と、バッテリと、バッテリの残量を検出するバッテリ残量検出部と、バッテリの満充電より低い充電量を設定する第１の閾値設定部と、第１の閾値より低い充電量を設定する第２の閾値設定部と、バッテリの残量が前記第１の閾値と前記第２の閾値の間を往復する様にバッテリに充電指示を出す充電条件設定部を情報処理装置に備えることを特徴とする。

第１の実施形態に係る情報処理装置の背面斜視図。第１の実施形態に係る情報処理装置の制御回路構成を説明するブロック図。第１の実施形態に係るバッテリ制御部の制御回路構成を説明するブロック図。第１の実施形態に係るバッテリ残量と時間の関係を示す説明図。第１の実施形態に係る持出日時が設定された場合のバッテリ残量と時間の関係を示す説明図。第１の実施形態に係るバッテリ充電の方法を示すフローチャート。第２の実施形態に係る持出日時が設定された場合のバッテリ残量と時間の関係を示す説明図。

以下に、本発明の一実施形態に係る情報処理装置を、図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は本実施形態の一例である情報処理装置１０の背面斜視図である。なお、情報処理装置１０にはいわゆるＰＯＳ端末装置やＫＩＯＳＫ端末装置（街頭設置型多機能情報処理装置）が含まれるものとする。

図１に示すように、情報処理装置１０は、タッチパネル１０１と、情報処理装置本体１０２とを備えている。

図２は、情報処理装置本体１０２の要部構成を示すブロック図である。なお情報処理装置１０がＰＯＳ端末装置である場合は、情報処理装置１０は例えばプリンタ２０１、ドロワ２０２、スキャナ２０３等の接続機器と接続可能となっている。

図２に示すように、情報処理装置本体１０２には、情報を処理する主制御部３００、情報の入出力を制御するＩＯ制御部４００、電力を供給する電源部５００、バッテリに充電を行う充電回路５１０、バッテリへの充電条件を設定するバッテリ制御部５２０および二次電池であるバッテリ５３０が設けられている。

主制御部３００は、演算装置であるＣＰＵと、記憶装置であるＲＯＭ，ＲＡＭなどのメモリと、補助記憶装置であるフラッシュメモリやハードディスクドライブなどの不揮発性記憶装置、現在の日時の記憶やタイマーとしての計時部などを備えている。

ＩＯ制御部４００は、パワードＵＳＢ、パワードＣＯＭなどの電力を供給可能な通信インターフェイスを備える。ＩＯ制御部４００は、例えばプリンタ２０１、ドロワ２０２、スキャナ２０３などの接続機器に接続し、電力の供給と情報の通信とを行う。

電源部５００は、外部電源５０１に接続可能であり、主制御部３００およびＩＯ制御部４００に電力を供給する。

充電回路５１０は、バッテリ制御部５２０からの充電方法の指示を受け、電源部５００からバッテリ５３０に充電を行う。

バッテリ制御部５２０は、後述する、充電条件設定部５２６にて設定された充電方法での充電を充電回路５１０に指示する。

バッテリ５３０は、交流電源である外部電源５０１が接続されていない場合に情報処理装置１０に電力を供給する二次電池である。

図３にバッテリ制御部５２０の構成を示す。バッテリ制御部５２０は、入出力部５２１、バッテリ残量検出部５２２、第１の閾値設定部５２３、第２の閾値設定部５２４、満充電日時設定部５２５および充電条件設定部５２６を有している。

通常空のバッテリを充電する際、バッテリを満充電である１００％まで一気に充電し、満充電後は小刻みに充放電を繰り返している。これによりバッテリの劣化が進んでしまう。

バッテリの劣化を防ぐため、本実施の形態においては、図４に示す様に、満充電である１００％より低いバッテリ残量である第１の閾値と、第１の閾値より低いバッテリ残量である第２の閾値を設定し、第１の閾値に到達するまで充電を行い、第１の閾値に到達した事を検知した場合は充電を停止する。そしてその後は充電を行わず、バッテリ残量が第２の閾値を下回った事を検知した場合は再び充電を開始するというものである。この制御を行うことでバッテリの劣化を防ぐ事が可能となる。

また情報処理装置１０であるＰＯＳ端末装置を交流電源設備のない屋外で稼動させたいニーズも存在する。この様な使用は、急に使用したいといった場合は少なく、例えば○○時から交流電源設備のない屋外で使用したいといった様に予め使用開始時間が判明している事が多い。この様な場合においては持出日時である満充電日時を設定し、その時点で満充電となる様充電条件を変更する。

以下図４乃至図６を用いて本実施形態の充電方法を説明する。

情報処理装置１０を使用するオペレータは予め、バッテリ５３０の充電条件の第１の閾値、第２の閾値、持出日時である満充電日時を設定する。

第１の閾値は、これ以上バッテリ５３０のバッテリ残量が大きくなったらバッテリ５３０への充電を止めるという値である。本実施の形態ではこの第１の閾値は満充電に対して７０％の値としてある。オペレータは、タッチパネル１０１の画面にてこの第１の閾値を設定する。この第１の閾値はバッテリ制御部５２０の第１の閾値設定部５２３に記憶される。

第２の閾値は、バッテリ５３０のバッテリ残量がこれ以下になったらバッテリ５３０への充電をおこなうという値である。本実施の形態ではこの第２の閾値は満充電に対して３０％の値としてある。オペレータは、タッチパネル１０１の画面にてこの第２の閾値を設定する。この第２の閾値はバッテリ制御部５２０の第２の閾値設定部５２４に記憶される。

満充電日時は前述の様にＰＯＳ端末等の情報処理装置１０を交流電源設備のない場所に持出す予定日時である。オペレータは、タッチパネル１０１の画面にてこの持出日時である満充電日時を設定する。この満充電日時はバッテリ制御部５２０の満充電日時設定部５２５に記憶される。なお持出す予定が未決定の場合は、満充電日時設定部５２５には予定なしとのデータが記憶される。

図６にて、バッテリ５３０の充電について詳細に説明する。

情報処理装置１０は電源スイッチを入れた時等予め定められたタイミングにて、バッテリ制御部５２０のバッテリ残量検出部５２２にてバッテリ５３０の残量をチェックする（Ｓ１）。バッテリ残量がチェックされると、充電条件設定部５２６に記憶されている充電の方法にて充電が開始される。

まず情報処理装置１０は、満充電日時設定部５２５に持出日時が設定されているかを確認する（Ｓ２）。ここで持出日時が設定されていない（Ｓ２のＮ）場合、バッテリ５３０の残量が、第１の閾値設定部５２３に設定されている閾値以上であるかを確認する（Ｓ５）。バッテリ５３０の残量が、第１の閾値設定部５２３に設定されている閾値以上でない（Ｓ５のＮ）場合、充電回路５１０はバッテリ制御部５２０の充電条件設定部５２６にて設定される追加充電方法は用いず、バッテリ５３０に対しての単なる充電である通常充電をおこなう（Ｓ１０）。

その後規定時間経過後（Ｓ１１）、再びバッテリ残量チェック（Ｓ１）をおこなう。ここで示す規定時間経過とは、情報処理装置１０のバッテリ残量をどの程度の時間ごとに再確認するかを予め決めてあり、その時間が経過した事を意味する。

図４に、本実施の形態でのバッテリ残量と時間経過のグラフを示す。ここでＰ点およびＲ点はバッテリ残量が第２の閾値の状態であり、Ｑ点およびＳ点はバッテリ残量が第１の閾値の状態である。

図６に示す、バッテリ残量が第１閾値以上かの判断でのＮＯ（Ｓ５のＮ）とその後の通常充電（Ｓ１０）を繰り返すとバッテリ残量は図４のＰ点からＱ点へと増える事となる。

バッテリ５３０の残量が、第１の閾値設定部５２３に設定されている閾値以上であるかを確認し（Ｓ５）、バッテリ５３０の残量が、第１の閾値設定部５２３に設定されている閾値以上（Ｓ５のＹ）の場合、充電回路５１０はバッテリ５３０に対して充電はおこなわず、前述同様規定時間経過するまで待ち（Ｓ６）、その後バッテリ５３０の残量が、第２の閾値設定部５２４に設定されている閾値以下であるかを確認する（Ｓ７）。ここで第２の閾値以下でないと判断された場合（Ｓ７のＮ）、再びＳ６に戻る。

図６に示す、規定時間の経過（Ｓ６）とその後の第２の閾値以下かの判断におけるＮＯ（Ｓ７のＮ）を繰り返すとバッテリ残量は図４のＱ点からＲ点へと減る事となる。

バッテリ５３０の残量が第２の閾値以下であると判断された場合（Ｓ７のＹ）、前述同様に、充電回路５１０はバッテリ制御部５２０の充電条件設定部５２６にて設定される追加充電方法は用いず、バッテリ５３０に対しての単なる充電である通常充電をおこなう（Ｓ８）。その後バッテリ５３０の残量が第１の閾値以上であるかを判断し（Ｓ９）、第１の閾値以上でない場合（Ｓ９のＮ）、再びＳ８に戻り通常充電をおこなう。

通常充電（Ｓ８）とその後の第一の閾値以上であるかの判断におけるＮＯ（Ｓ９のＮ）を繰り返すと、図４における、Ｑ点からＲ点に減ったバッテリ残量を再び第１の閾値であるＳ点へと増やすこととなる。

バッテリ５３０の残量が、第１の閾値設定部５２３に設定されている閾値以上であるかを確認し、（Ｓ９）。バッテリ５３０の残量が、第１の閾値設定部５２３に設定されている閾値以上（Ｓ９のＹ）の場合、再び規定時間経過するのを待つ（Ｓ６）。これにより図４のＱ点からＲ点へのバッテリ５３０の残量減少と同様にバッテリ残量が減る。

この様に持出日時の設定がされていない状態では（Ｓ２のＮ）、バッテリ５３０の残量は図４に示す様に第１の閾値と第２の閾値の間を行き来する事となる。

次に外部への持出日時が予め決まっている場合の充電方法を説明する。前述の様に、バッテリ５３０の残量は図４に示す様に第１の閾値と第２の閾値の間を行き来する。これはバッテリの劣化を防ぐ為に第１の閾値と第２の閾値の間を行き来する様に制御している。

交流電源設備に接続できない状況下でなるべく長時間情報処理装置１０を稼働させるためにはよりバッテリ残量が多い事が望まれる。しかし前述の充電方法では、第１の閾値を超えてのバッテリ残量とならない。本実施の形態では、持出す日時が決まっている場合は、その日時に合わせて、バッテリ５３０の残量を第１の閾値を超えて満充電である１００％にするというものである。

前述の様に、オペレータは予め持出日時である満充電日時を設定する。情報処理装置１０は持出日時が設定されているかを確認し（Ｓ２）、満充電日時設定部５２５に持出日時が設定されていた場合（Ｓ２のＹ）、充電条件設定部５２６にて持出日時が設定されていない場合の充電条件に加えて追加条件を設定した充電条件を作成する（Ｓ３）。

図５に持出日時把握時点、持出日時の時間および条件充電の開始時間を示す。Ａ点に持出日時が設定されている事を把握した時点を、Ｂ点に情報処理装置１０の持出日時を示す。なお持出日時が設定されている事を把握した時点であるＡ点でのバッテリ残量は第２の閾値の状態となっているが、これに限る事はなく、０％から１００％の何れであってもよい。

充電条件設定部５２６は、主制御部３００の計時部に記憶してある現在時刻と、満充電日時設定部５２５に設定してある持出日時から、持出日時まであとどの程度の時間があるかを計算する。また主制御部３００のＲＯＭには図示しない充電条件算出式が記憶されており、これより充電条件設定部５２６は、図５で示すＣ点の日時を算出する。Ｃ点は第１の閾値の状態であるので、持出日時が設定されていない場合は充電停止を開始する時点であるが、本実施の形態では、このＣ点に到達した場合、引き続いて充電をし続けると持出日時Ｂの時点で満充電になるという日時である。このＣの時点で、引き続き充電をおこなうという指示を充電条件設定部５２６は充電回路５１０に出し、バッテリ５３０を充電する。これにより、図５に示す様に持出日時であるＢの時点では１００％の満充電となっている。

以上の様にバッテリ５３０のバッテリ残量を、予め設定した第１の閾値と第２の閾値の間になるように制御する為、バッテリの劣化を防ぐことが可能となる。またバッテリにて使用を開始する日時が判明している場合は、その時間に到達時点でバッテリ５３０のバッテリ残量が満充電となる様にバッテリ５３０に充電をおこなうことが可能となる。

（第２の実施形態）
図７に第２の実施形態を示す。図７に持出日時把握時点、持出日時の時間および満充電到達時点を示す。第１の実施形態同様、Ａ点に持出日時が設定されている事を把握した時点を、Ｂ点に情報処理装置１０の持出日時を示す。なお持出日時が設定されている事を把握した時点であるＡ点でのバッテリ残量は第２の閾値の状態となっているが、これに限る事はなく、０％から１００％の何れであってもよい。

第２の実施形態は、持出日時が設定されている事を把握した時点から通常充電に切り替えると共に、第１の閾値に到達した時点でも充電を停止せず通常充電を続けるという指令を充電条件設定部５２６から出すというものである。

持出日時が設定されている事を把握した時点から通常充電に切り替えると、図７に示す様に持出日時であるＢの時点よりｔだけ早いＤの時点で満充電に到達する。しかしながらこの充電方法を行う事で、仮に当初予定した持出日時であるＢより急遽前の時点で持出をする事となっても、その時点がｔの間に入っているのであれば満充電の情報処理装置１０を持ち出すことが可能となる。またＡの時点までは、バッテリの劣化を防ぐ為に第１の閾値と第２の閾値の間を行き来する様にバッテリ充電制御が可能となっている。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０：情報処理装置
３００：主制御部
４００：ＩＯ制御部
５００：電源部
５０１：外部電源
５２２：バッテリ残量検出部
５２３：第１の閾値設定部
５２４：第２の閾値設定部
５２５：満充電日時設定部
５２６：充電条件設定部
５３０：バッテリ

Claims

交流電源に接続可能な電源部と、バッテリと、前記バッテリの残量を検出するバッテリ残量検出部と、前記バッテリの満充電より低い充電量を設定する第１の閾値設定部と、前記第１の閾値より低い充電量を設定する第２の閾値設定部と、前記バッテリの満充電到達日時を設定する満充電到達日時設定部と、前記バッテリの満充電到達日時が未設定時は前記バッテリの残量が前記第１の閾値と前記第２の閾値の間を往復する様に前記バッテリに充電指示を出し、前記バッテリの満充電到達日時が設定された以降は、前記バッテリの残量が前記第１の閾値と前記第２の閾値の間を往復せず前記第１の閾値を超えて前記満充電到達時に満充電となる充電条件を出す充電条件設定部と、を有する情報処理装置。
情報処理装置に搭載されているバッテリの満充電より低い充電量である第１の閾値および前記第１の閾値より低い充電量である第２の閾値および前記バッテリでの情報処理装置の使用開始日時設定の要否を設定し、前記バッテリの残量を検出し、前記のバッテリでの情報処理装置の使用開始日時の未設定時には前記バッテリの残量が前記第１の閾値と前記第２の閾値の間を往復する様に前記バッテリを充電し、前記バッテリでの情報処理装置の使用開始日時の設定がある場合には、前記バッテリでの情報処理装置の使用開始日時の設定がされた以降、前記バッテリの残量が前記第１の閾値と前記第２の閾値の間を往復せず前記第１の閾値を超えて前記バッテリでの情報処理装置の使用開始日時に前記バッテリを満充電にする情報処理装置のバッテリ充電方法。