JP2003079067A - 電気機器、コンピュータ装置、電気機器における充電方法、コンピュータ装置における充電方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充放電を行う電池を用いたコンピュータ装置
において、必要に応じて充電時間を短縮する。 【解決手段】 充電した後に放電してシステム本体に対
して電力を供給するインテリジェント電池５２と、外部
商用電源からインテリジェント電池５２に対して充電電
力を供給すると共にシステム本体に対して電力を供給す
るＡＣアダプタ５１と、ユーザによりインテリジェント
電池５２に対する充電内容を指定可能なインターフェー
スを提供するユーティリティプログラムと、このインタ
ーフェースを介してユーザにより指定された充電内容に
基づいて、ＣＰＵオペレーティングモードコントロール
ロジック６５によりＣＰＵ１１の動作スピードを遅くし
て、ＡＣアダプタ５１からシステム本体に対する消費電
力を低下させ、インテリジェント電池５２への充電電力
を増す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノートＰＣ(ノー
ト型パーソナルコンピュータ)等の充放電可能な電池を
有する電気機器等に関し、より詳しくは、充電時間をユ
ーザが制御できる電気機器等に関する。

【０００２】

【従来の技術】ノートＰＣやＰＤＡ、携帯電話に代表さ
れる情報端末機器、ＭＤ(Mini Disc)装置、ビデオカメ
ラ等の各種電気機器では、蓄電池(バッテリ、電池)を装
着できるものの他、本体に充電器およびバッテリが内蔵
されたバッテリパックが装着されるものが存在してい
る。これらの蓄電池に対して充電器により充電し、充電
された蓄電池の電圧を用いて、電気機器を動作させるこ
とができる。

【０００３】例えば、ノートＰＣにおいては、ＡＣ１０
０Ｖの商用電源に接続されてＡＣ/ＤＣ変換を行う電力
供給装置としてのＡＣアダプタが設けられるが、従来、
このＡＣアダプタにおける電力容量(Ｐmax)から、シス
テムの消費電力(Ｐsys)を引いた残りの電力(Ｐmax−Ｐs
ys)が電池の充電に充てられている。即ち、ＡＣアダプ
タの電力容量(Ｐmax)が変わらない場合に、システムの
消費電力(Ｐsys)が大きくなれば、電池の充電に割り当
てられる電力が小さくなる傾向にある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】その一方で、今後、例
えばノートＰＣにおける消費電力は更に増える傾向にあ
るが、むやみにＡＣアダプタの容量・サイズを大きくす
ることはできない。上述のように、システムの消費電力
が大きくなればなるほど、電池の充電に割り当てられる
電力が小さくなり、その結果、電池の充電時間が長くな
ってしまう。この充電時間が長くなると、特に、短時間
で充電を終わらせたいと欲するユーザに対して好ましい
ものではない。

【０００５】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、充放電を行う電池を用いた電気機器等において、
必要に応じて充電時間を短縮することにある。また他の
目的は、ユーザが電気機器をオペレーション中におい
て、電池の充電時間をユーザが制御可能にすることにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的のもと、本発
明では、ユーザが充電時間を選択可能なインターフェー
スを供給している。更に、充電時間を予測し、予測時間
がユーザの設定した充電時間よりも長い場合には、パワ
ーマネージメント機能を働かせてシステムの消費電力を
下げ、充電電力を増やすことで充電時間を短くし、ユー
ザの要求を満たすことを特徴としている。

【０００７】即ち、本発明が適用される電気機器は、充
電した後に放電して本体に対して電力を供給する電池
と、この電池に対して充電電力を供給すると共に本体に
対して電力を供給する電力供給手段と、この電力供給手
段により電池および本体に対して電力を供給する際に、
電池への充電電力を増すために本体の消費電力を低下さ
せるパワーマネージメント手段とを備えたことを特徴と
している。

【０００８】ここで、この電池の充電時間を予測する充
電時間予測手段を更に備え、パワーマネージメント手段
は、充電時間予測手段により予測された充電時間に基づ
いて本体に対するパフォーマンスの低下レベルを制御す
ることを特徴とすることができる。

【０００９】更に、電気機器を使用するユーザの充電時
間に対する要求を把握するユーザ要求把握手段とを備
え、このパワーマネージメント手段は、ユーザ要求把握
手段により把握された要求と、充電時間予測手段により
予測された充電時間とに基づいて、本体に対する消費電
力の低下レベルを制御することを特徴とすれば、ユーザ
の要求に対してより適切に対応できる点で好ましい。

【００１０】他の観点から把えると、本発明が適用され
るコンピュータ装置は、充電した後に放電してシステム
本体に対して電力を供給する電池と、外部商用電源から
電池に対して充電電力を供給すると共にシステム本体に
対して電力を供給する電力供給装置と、ユーザにより電
池に対する充電内容を指定可能なインターフェースと、
このインターフェースを介してユーザにより指定された
充電内容に基づいて、電力供給装置から電池への充電電
力レベルを制御するコントローラとを備えたことを特徴
とすることができる。

【００１１】ここで、このコントローラは、電池の充電
に要する予測充電時間を把握し、把握された予測充電時
間とユーザにより指定された充電内容とに基づいて、電
池への充電電力レベルを制御することを特徴とすること
ができる。この予測充電時間の把握は、内部にＣＰＵを
備えるインテリジェント電池であれば、インテリジェン
ト電池から出力される情報により把握でき、内部にＣＰ
Ｕを備えない所謂ダム電池の場合には、他に設けた電流
測定回路から検出できる充電電流値等により、コントロ
ーラ自身で把握することが可能である。また、電池への
充電電力レベルの制御は、コントローラ自身が全て制御
する場合の他、例えばシステム本体に設けられるＣＰＵ
で実行されるユーティリティプログラムの指示等により
制御することが可能である。

【００１２】また、本発明が適用されるコンピュータ装
置は、充電した後に放電してシステム本体に対して電力
を供給する電池と、この電池に対して充電電力を供給す
ると共にシステム本体に対して電力を供給する電力供給
装置と、電力供給装置により電池およびシステム本体に
対して電力を供給する際に、電池への充電電力を増加ま
たは減少させるためにこのシステム本体におけるＣＰＵ
の動作スピードを変化させるコントローラとを備えたこ
とを特徴とすることができる。

【００１３】ここで、このコントローラは、ＣＰＵの動
作周波数および/または動作電圧を変化させてＣＰＵの
動作スピードを変化させること、またはＣＰＵを定期的
にオン/オフさせることにより擬似的にＣＰＵの動作ス
ピードを変化させることを特徴とすることができる。

【００１４】一方、本発明が適用される電気機器におけ
る充電方法は、ユーザからの指定により実行すべき充電
内容である充電モードを認識し、電池の残り充電時間を
把握し、把握された残り充電時間が認識された充電モー
ドに適合しているか否かを判断し、適合していないと判
断される場合にパワーマネージメント機能を動作させて
電気機器における消費電力を下げることを特徴としてい
る。

【００１５】また、本発明が適用されるコンピュータ装
置における充電方法は、コンピュータ装置が実行すべき
充電内容をユーザが入力可能な設定画面を表示し、表示
された設定画面に対するユーザからの入力を認識し、充
電を行う電池の予測充電時間を認識し、認識されたユー
ザからの入力と、認識された予測充電時間とに基づい
て、システムに対するパワーコントロールを指示するこ
とを特徴としている。

【００１６】更に、本発明は、これらの機能をコンピュ
ータ装置に実現させるためのプログラムとして把握する
ことができる。これらのプログラムは、例えばＣＤ−Ｒ
ＯＭ等の記憶媒体に記憶されて、ＣＤ−ＲＯＭドライブ
等の記憶媒体を読取可能に構成されるコンピュータ装置
によって読み取られる場合がある。また、例えば、イン
ターネット等のネットワークを介してコンピュータ装置
にダウンロードされる形態が考えられる。このプログラ
ムをダウンロードする形態では、プログラムを伝送する
伝送装置として、プログラムを格納する格納手段と、格
納手段から読み出したプログラムを伝送する伝送手段と
を備えていれば足りる。

【００１７】

【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(O
pen 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。

【００１８】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２
０、低速のＩ/Ｏ装置用バスとしてのＩＳＡ(Industry S
tandard 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ＣＰＵ
１１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、ＦＳ
Ｂ１２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。

【００１９】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−ＰＣ
Ｉ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ＢＩＯ
Ｓ(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。

【００２０】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(ＬＣ
Ｄ)１８に描画データとして出力している。

【００２１】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、６６ＭＨ
ｚ、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、miniＰ
ＣＩコネクタ２７が夫々接続されている。

【００２２】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。

【００２３】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 Ele
ctronics)インターフェース機能、ＵＳＢ(UniversalSer
ial 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。

【００２４】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ＣＰＵ
１１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 Pac
ket 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。

【００２５】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。

【００２６】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ＡＣ
１００Ｖ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、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。

【００２７】尚、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、本体システムの筐体内部に設けられる場合も
ある。また、インテリジェント電池５２は、ＣＰＵを備
えないダム電池に置き換えられる場合がある。更に、電
源供給装置の１つであるＡＣアダプタ５１は、本体シス
テムの筐体外部に設けられるものが一般的ではあるが、
本体システムの筐体内部に設けられていても構わない。
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。

【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、Ｓｕｐｅｒ Ｉ/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Ｓｕｐｅｒ Ｉ/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 Controlle
r)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】図２は、本実施の形態が適用される電源供
給システムの構成を示した図である。この電源供給シス
テムでは、電力供給装置であるＡＣアダプタ５１からの
電流値を検出する電流検出器６２、インテリジェント電
池５２に対して充電電圧を供給する充電器６１、ＣＰＵ
１１やＬＣＤ１８のインバータ６６等に出力する電圧を
調整する電圧調整器６３を備えている。また、ＣＰＵ１
１のユーティリティプログラムからのパワーコントロー
ル情報をゲートアレイロジック４２を経由してエンベデ
ッドコントローラに渡す基本入出力/オペレーティング
システム(ＢＩＯＳ/ＯＳ)６４、エンベデッドコントロ
ーラ４１からのモードコントロールに基づきＣＰＵ１１
の動作周波数を制御するＣＰＵオペレーティングモード
コントロールロジック６５、エンベデッドコントローラ
４１の輝度コントロールに基づいてＬＣＤ１８のランプ
６７を駆動するインバータ回路６６を備えている。

【００３２】ここで用いられるインテリジェント電池５
２は、それ自身にＣＰＵ(図示せず)を搭載し、バッテリ
の状態(バッテリ残量、充放電状態)などを管理でき、例
えば標準規格であるＳＢＳ(Smart Battery System)に準
拠している。本実施の形態におけるインテリジェント電
池５２は、残り充電時間を電池パックの中で計算し、エ
ンベデッドコントローラ４１に対して計算された値を出
力している。

【００３３】このインテリジェント電池５２の代わり
に、ＣＰＵを備えていない単純なバッテリ(ダム電池)を
用いることも可能である。かかる場合には、充電器６１
とバッテリとの間に電流値を測定する充電電流検出機構
を設け、充電電流検出機構により検出されるバッテリの
充電電流値をエンベデッドコントローラ４１に入力し、
エンベデッドコントローラ４１にて、入力された電流値
を積算し、バッテリの容量値を保持するように構成すれ
ば良い。

【００３４】ＳＢＳ準拠のインテリジェント電池５２で
計算された残り充電時間は、一連の電池に関する情報と
共に、AverageTimeToFull(コマンド0x13)としてエンベ
デッドコントローラ４１に送られる。ＣＰＵ１１のユー
ティリティプログラムは、ゲートアレイロジック４２、
ＢＩＯＳ/ＯＳ６４経由でこの情報を受け取ることがで
きる。ユーティリティプログラムは、ＢＩＯＳ/ＯＳ６
４、ゲートアレイロジック４２経由でエンベデッドコン
トローラ４１にパワーコントロールの指示を出す。

【００３５】エンベデッドコントローラ４１は、充電器
６１のＯＮ/ＯＦＦの制御と共に、パワーマネージメン
ト制御機能を備えている。このパワーマネージメント機
能として、エンベデッドコントローラ４１は、ＣＰＵオ
ペレーティングモードコントロールロジック６５にＣＰ
Ｕ１１の動作(動作スピードの制御)を指示し、ＣＰＵオ
ペレーティングモードコントロールロジック６５は、例
えば、ＣＰＵ１１の動作周波数の制御と、電圧調整器６
３に対する供給電圧の制御を行う。また、エンベデッド
コントローラ４１は、ＬＣＤ１８におけるランプ６７の
輝度レベルを調整するために、インバータ回路６６に対
して指示を出している。

【００３６】次に、本実施の形態における充電速度調整
の処理について説明する。図３は、充電速度調整の処理
を示したフローチャートである。本実施の形態における
充電速度調整の処理では、まず、現在、パワーオンであ
るか否かが判断される(ステップ１０１)。パワーオンで
なければパワーオンになるまで待ち、パワーオンである
場合には、ＣＰＵ１１のユーティリティプログラムを用
いてユーザに対して充電モードを設定してもらう(ステ
ップ１０２)。ここで、例えば、所定のノートＰＣで
は、電池保護の観点から、ある一定の状態(例えば電池
容量が９５％以下)にならないと充電を行わないものが
存在する。そこで、例えば、インテリジェント電池５２
により検出される電池の容量が９５％以下であるか等、
充電する状態にあるか否か、即ち、電池を充電するか否
かがChargingCurrent(コマンド０×１４)としてエンベ
デッドコントローラ４１に送られる(ステップ１０３)。
充電する状態にない場合には、充電する状態になるまで
待機し、充電する状態になった場合には、充電器６１を
オンして充電を開始する(ステップ１０４)。

【００３７】次に、インテリジェント電池５２により残
り充電時間が算出される(ステップ１０５)。エンベデッ
ドコントローラ４１は、残りの充電時間がユーザの要求
する充電モードに適合しているか否かが判断される(ス
テップ１０６)。適合していないと判断される場合に
は、エンベデッドコントローラ４１は、パワーマネージ
メント機能を動作させて消費電力を下げ、充電能力を高
めて充電を行う(ステップ１０７)。残りの充電時間がユ
ーザの要求する充電モードに適合している場合には、ユ
ーザの要求に合わせた調整を行う。即ち、余裕があるか
否かが判断され(ステップ１０８)、余裕がある場合に
は、パワーマネージメント機能を緩めて(ステップ１０
９)、ステップ１１０へ移行する。余裕がない場合に
は、パワーマネージメント機能をそのままにしてステッ
プ１１０に移行する。

【００３８】次に、エンベデッドコントローラ４１によ
り、充電完了か否かが判断される(ステップ１１０)。充
電完了ではない場合には、ステップ１０５に戻り処理が
継続される。充電完了である場合には、パワーマネージ
メント機能を充電前の状態に戻し(ステップ１１１)、処
理が終了する。

【００３９】図４は、ステップ１０２に示したユーザに
よる充電モード設定を行う際の設定画面例を示した図で
ある。このような設定画面は、ＣＰＵ１１が実行するユ
ーティリティプログラムによって、ＬＣＤ１８に表示さ
れる。ここでは、充電モードの設定として、「最短時間
で充電する」、「２時間以内で充電する」、「３時間以
内で充電する」、「４時間以内で充電する」、「現在の
設定のまま充電する」がメニューとして示されており、
ユーザにより選択できるように構成されている。これら
の項目以外に、「システムのパフォーマンスを最大にし
ながら充電を行う(最も長い時間)」といったメニューを
準備することも可能である。また、動作状態の設定で
は、「ＣＰＵの低速化を許可する」、「ＬＣＤの低輝度
化を許可する」の各項目について、はい/いいえを選択
できるように構成されている。その他、パワーマネージ
メント機能として適当なものがあれば、これらについ
て、許可するか否かをユーザに求めればよい。図４に示
す例では、充電モードとして「３時間以内で充電」、動
作状態として「ＣＰＵの低速化を許可する」、「ＬＣＤ
の低輝度化を許可する」がそれぞれ設定されている状態
が示されている。

【００４０】次に、ユーザが設定画面で、図４に示すよ
うな設定がなされていたと仮定し、図２を用いて具体的
な処理を説明する。ＣＰＵ１１の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、ゲートアレイ
ロジック４２、およびＢＩＯＳ/ＯＳ６４を経由して、
インテリジェント電池５２における現在の残り充電時間
を把握する。ユーティリティプログラムは、この把握し
た残り充電時間とユーザが指定した時間とを比較し、ユ
ーザの期待するよりも充電時間が長くかかる場合には、
ＢＩＯＳ/ＯＳ６４、ゲートアレイロジック４２を経由
して、エンベデッドコントローラ４１に電力を落とす指
示を出す(パワーコントロール)。

【００４１】エンベデッドコントローラ４１は、この指
示に基づき、ＣＰＵオペレーティングモードコントロー
ルロジック６５に対してＣＰＵ１１をローパワーモード
(LowPower Mode)で動作するように指示を出す(モードコ
ントロール)。Low Power Modeの指示によりＣＰＵ１１
の動作スピードを遅くする方法としては、米インテル社
のSpeedStep技術(プロセッサの動作周波数と動作電圧を
低くする)や、スロットリング技術(プロセッサを定期的
にオン/オフ動作させることにより、擬似的に動作周波
数を落とす方法)がある。ＣＰＵオペレーティングモー
ドコントロールロジック６５は、Low Power Modeの指示
を受けると、例えば、動作周波数を落とすようにＣＰＵ
１１を制御し、更に、電圧調整器６３を制御してＣＰＵ
１１に供給する電圧を下げるように動作する。この結
果、ＣＰＵ１１は、Low Power Modeで動作するようにな
る。Low Power Modeでは、例えば、ＣＰＵ１１のクロッ
クが通常８５０ＭＨｚに対して７５０ＭＨｚに、ＣＰＵ
１１の電圧を通常１.６Ｖに対して１.３５Ｖに下げられ
る。

【００４２】ＣＰＵ１１がLow Power Modeで動作を開始
した後、ユーティリティプログラムは、再び電池(イン
テリジェント電池５２)内部で計算される残り充電時間
データを受け取る。このとき、電池が３時間以内に充電
されるのであれば、この状態で充電を継続する。充電時
間が３時間よりも長い場合、ユーティリティプログラム
は、ＢＩＯＳ/ＯＳ６４、ゲートアレイロジック４２を
経由してエンベデッドコントローラ４１に対し、更に電
力を落とす指示を出す。

【００４３】エンベデッドコントローラ４１からは、次
にＬＣＤ１８におけるランプ６７の輝度レベルを１段下
げるようにインバータ回路６６に指示が出される(輝度
コントロール)。ユーティリティプログラムは、残り充
電時間データを受け取り、ユーザの設定した充電時間を
満たすまでエンベデッドコントローラ４１に対して輝度
を下げるように指示を出す。ユーティリティプログラム
は、ユーザの要求を満たす状態に設定することができた
場合に、その状態で充電を継続させる。エンベデッドコ
ントローラ４１は、充電が完了した場合に、ユーティリ
ティプログラムの指示または自らの判断で、ＣＰＵ１１
の動作モード(動作スピード)およびＬＣＤ１８の輝度を
元の設定に戻す。

【００４４】尚、前述の説明では、ＣＰＵ１１のユーテ
ィリティプログラムからのパワーコントロールによって
エンベデッドコントローラ４１が動作するものを例に挙
げたが、ユーザの期待する時間の情報をエンベデッドコ
ントローラ４１が受け取り、エンベデッドコントローラ
４１の判断にて、パワーコントロールを実行するように
構成することも可能である。

【００４５】図５(ａ)〜(ｃ)は充電特性を示した図であ
る。図５(ａ)は通常のオペレーション時の充電特性を示
し、図５(ｂ)はＣＰＵ１１をLow Power Modeにしたとき
の充電特性を示し、図５(ｃ)はＣＰＵ１１をLow Power
Mode、ＬＣＤ１８におけるランプ６７の輝度を最小にし
たときの充電特性を示している。それぞれ、横軸は充電
時間(ｍｉｎ)、縦軸は充電電流値(ｍＡ)と電池容量(％)
を示し、電池容量の変化の状態と充電電流の変化の状態
が示されている。図５(ａ)に示す通常状態の実測データ
では、充電に約２４０分(４時間)かかっている。一方、
図５(ｂ)に示すＣＰＵ１１をLow Power Modeにしたとき
の実測データでは、充電が約１７０分(２時間５０分)と
短縮され、図５(ｃ)に示すＣＰＵ１１をLow Power Mod
e、ＬＣＤ１８におけるランプ６７の輝度を最小にした
ときの実測データでは、更に充電が約１６１分(２時間
４１分)に短縮される。このように、パワーコントロー
ルを施すことによって、充電時間を大幅に短縮すること
ができる。

【００４６】次に、本実施の形態における予測充電時間
の算出方法について説明する。この予測充電時間の算出
は、内部にＣＰＵを有するインテリジェントタイプの場
合には、インテリジェント電池５２の電池内部で行われ
る。電池内部にＣＰＵを有さないダム電池を用いたシス
テム構成をとる場合には、例えば測定された充電電流値
等に基づいてエンベデッドコントローラ４１によって実
行される。

【００４７】図６は、リチウムイオン電池における充電
特性を示した図である。ここでは、横軸に充電容量(ｍ
Ｗｈ)、縦軸に充電電流値(ｍＡ)と電圧値(Ｖ)が取ら
れ、充電容量に対する電圧の変化と充電電流の変化が示
されている。リチウムイオン電池における充電特性は、
充電電流の値が一定である定電流モード(Constant Curr
ent mode)から、充電電流が大きく下がる一方で電圧値
がほぼ一定となる定電圧モード(Constant Voltage mod
e)へ移行する。この定電流モードから定電圧モードに移
行するときの充電容量をＣthとする。電池の現在の容量
をＣnowとすると、残りの充電時間Ｔ[min]は、以下のよ
うに求めることができる。 (Ａ) Ｃnow＜Ｃthのとき Ｔ[min]＝(Ｃth[mWh]−Ｃnow[mWh])×６０/(充電電流[m
A]×電圧[V])＋Ｔtable[min] (Ｂ) Ｃnow≧Ｃthのとき Ｔ[min]＝Ｔtable[min] ここで、Ｔtableは、定電圧モードにおける容量と充電
時間との関係を示すテーブルである。

【００４８】図７は、この定電圧モードにおける電池容
量と充電時間との関係を示すテーブルの一例を示した図
である。例えば電池の容量が８０％未満では定電流モー
ドとして上述の(Ａ)の式により算出した値を用い、例え
ば電池の容量が８０％以上では、図７に示した電池の容
量(％)から残り充電時間(min)を読み取ればよい。尚、
パワーマネージメントを働かせた場合には、上述の(Ａ)
の式における充電電力を示す「充電電流[mA]×電圧
[V]」の値が大きくなり、残りの充電時間Ｔ[min]が小さ
くなる。

【００４９】このように、本実施の形態によれば、ＡＣ
アダプタ５１の容量(出力電力)が変わらず、システムの
電力が大きくなる場合に、電池の充電時間が長くなる問
題に対し、システムのパワーマネージメント機能と組み
合わせることによって、ユーザは最適な充電時間を選択
することができる。

【００５０】また、本実施の形態では、ユーザが充電時
間を選択可能なインターフェース(ユーティリティプロ
グラム)を提供している。これによって、従来では対処
されていなかった、ユーザの充電時間の選択が可能とな
る。更に、システム本体側(エンベデッドコントローラ
４１)またはインテリジェント電池５２により充電時間
を予測し、この予測時間がユーザの設定した充電時間よ
りも長い場合に、パワーマネージメント機能を働かせて
システム本体の消費電力を下げ、充電電力を増すこと
で、充電時間を短くし、ユーザの要求を満たすことが可
能となる。

【００５１】このパワーマネージメント機能として、上
述では、ＣＰＵ１１をLow Power modeにするものと、Ｌ
ＣＤ１８のランプ６７の輝度を下げるものを示した。こ
のＣＰＵ１１をLow Power modeにした場合には、上述の
ように、ＣＰＵ１１のクロックが通常８５０ＭＨｚに対
して７５０ＭＨｚ、ＣＰＵ１１の電圧が通常１.６Ｖに
対して１.３５Ｖ程度であり、例えば、ＡＣアダプタ５
１を抜いてノートＰＣをバッテリ駆動したときのパフォ
ーマンスと同程度のパフォーマンスを確保することが可
能である。

【００５２】尚、パワーマネージメント機能としては、
上例の他、適宜、採用することができる。例えば、使用
していない通信機能をディスエーブルすることや、ＵＳ
Ｂ対応機器の電力供給を停止すること、ビデオチップや
ビデオコントローラのパフォーマンスを落とすこと等、
システムの性能、機能に応じて、任意に選択することが
可能である。また、このような急速充電を優先させる機
能については、ノートＰＣ等のコンピュータ機器に限ら
れず、他の電気機器にも適用することが可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
充放電を行う電池を用いた電気機器において、必要に応
じて充電時間を短縮することができる。

【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】 本実施の形態が適用される電源供給システム
の構成を示した図である。

【図３】 充電速度調整の処理を示したフローチャート
である。

【図４】 ステップ１０２に示したユーザによる充電モ
ード設定を行う際の設定画面例を示した図である。

【図５】 (ａ)〜(ｃ)は充電特性を示した図である。

【図６】 リチウムイオン電池における充電特性を示し
た図である。

【図７】 定電圧モードにおける電池容量と充電時間と
の関係を示すテーブル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、４２…ゲートアレイロジック、５０…電源回路、
５１…ＡＣアダプタ、５２…インテリジェント電池、６
１…充電器、６２…電流検出器、６３…電圧調整器、６
４…基本入出力/オペレーティングシステム(ＢＩＯＳ/
ＯＳ)、６５…ＣＰＵオペレーティングモードコントロ
ールロジック、６６…インバータ回路、６７…ランプ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 10/44 Ｇ０６Ｆ 1/00 ３３０Ｚ (72)発明者 織田大原 重文 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 大和事業所内 (72)発明者 熊木 淳 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 大和事業所内 Ｆターム(参考） 2G016 CB21 CC07 CC23 CC27 CC28 CE03 5B011 DA02 DA13 EA04 EA05 EB09 GG14 LL12 LL13 LL15 5G003 AA01 BA01 CA03 CC07 DA04 DA18 GC05 5H030 AA03 AA04 AS11 BB01 BB21 DD20 FF51 FF52

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充電した後に放電して本体に対して電力
   を供給する電池と、 前記電池に対して充電電力を供給すると共に前記本体に
   対して電力を供給する電力供給手段と、 前記電力供給手段により前記電池および前記本体に対し
   て電力を供給する際に、当該電池への充電電力を増すた
   めに当該本体の消費電力を低下させるパワーマネージメ
   ント手段とを備えたことを特徴とする電気機器。
2. 【請求項２】 前記電池の充電時間を予測する充電時間
   予測手段とを更に備え、 前記パワーマネージメント手段は、前記充電時間予測手
   段により予測された充電時間に基づいて前記本体に対す
   るパフォーマンスの低下レベルを制御することを特徴と
   する請求項１記載の電気機器。
3. 【請求項３】 電気機器を使用するユーザの充電時間に
   対する要求を把握するユーザ要求把握手段とを更に備
   え、 前記パワーマネージメント手段は、前記ユーザ要求把握
   手段により把握された要求と、前記充電時間予測手段に
   より予測された充電時間とに基づいて、前記本体に対す
   る消費電力の低下レベルを制御することを特徴とする請
   求項２記載の電気機器。
4. 【請求項４】 前記電力供給手段は、ＡＣアダプタ、Ｄ
   Ｃインレット、ＡＣインレット、電源装置の何れかであ
   ることを特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載の電
   気機器。
5. 【請求項５】 充電した後に放電してシステム本体に対
   して電力を供給する電池と、 外部商用電源から前記電池に対して充電電力を供給する
   と共に前記システム本体に対して電力を供給する電力供
   給装置と、 ユーザにより前記電池に対する充電内容を指定可能なイ
   ンターフェースと、 前記インターフェースを介してユーザにより指定された
   充電内容に基づいて、前記電力供給装置から前記電池へ
   の充電電力レベルを制御するコントローラとを備えたこ
   とを特徴とするコンピュータ装置。
6. 【請求項６】 前記コントローラは、前記電池の充電に
   要する予測充電時間を把握し、把握された当該予測充電
   時間とユーザにより指定された前記充電内容とに基づい
   て、当該電池への充電電力レベルを制御することを特徴
   とする請求項５記載のコンピュータ装置。
7. 【請求項７】 前記コントローラは、前記電力供給装置
   から前記電池および前記システム本体に電力を供給する
   際に、当該電池への充電電力を制御するために当該シス
   テム本体のパフォーマンスを制御することを特徴とする
   請求項５記載のコンピュータ装置。
8. 【請求項８】 前記コントローラは、前記電力供給装置
   から前記電池および前記システム本体に電力を供給する
   際に、当該電池への充電電力を増大させるために前記シ
   ステム本体におけるＣＰＵの動作スピードを遅くするこ
   とを特徴とする請求項５記載のコンピュータ装置。
9. 【請求項９】 前記コントローラは、前記電力供給装置
   から前記電池および前記システム本体に電力を供給する
   際に、当該電池への充電電力を増大させるために前記シ
   ステム本体におけるＬＣＤパネルの消費電力を下げるこ
   とを特徴とする請求項５記載のコンピュータ装置。
10. 【請求項１０】 前記インターフェースは、充電時間を
    選択できる画面情報をユーザに対して提供し、当該画面
    情報に対するユーザの入力を認識することを特徴とする
    請求項５記載のコンピュータ装置。
11. 【請求項１１】 充電した後に放電してシステム本体に
    対して電力を供給する電池と、 前記電池に対して充電電力を供給すると共に前記システ
    ム本体に対して電力を供給する電力供給装置と、 前記電力供給装置により前記電池および前記システム本
    体に対して電力を供給する際に、当該電池への充電電力
    を増加または減少させるために当該システム本体におけ
    るＣＰＵの動作スピードを変化させるコントローラとを
    備えたことを特徴とするコンピュータ装置。
12. 【請求項１２】 前記コントローラは、前記ＣＰＵの動
    作周波数および/または動作電圧を変化させて当該ＣＰ
    Ｕの動作スピードを変化させることを特徴とする請求項
    １１記載のコンピュータ装置。
13. 【請求項１３】 前記コントローラは、前記ＣＰＵを定
    期的にオン/オフさせることにより当該ＣＰＵの動作ス
    ピードを変化させることを特徴とする請求項１１記載の
    コンピュータ装置。
14. 【請求項１４】 ユーザからの指定により実行すべき充
    電内容である充電モードを認識し、 電池の残り充電時間を把握し、 把握された前記残り充電時間が認識された前記充電モー
    ドに適合しているか否かを判断し、 適合していないと判断される場合にパワーマネージメン
    ト機能を動作させて電気機器における消費電力を下げる
    ことを特徴とする電気機器における充電方法。
15. 【請求項１５】 前記パワーマネージメント機能は、前
    記電池に対する充電電力および本体に対する消費電力が
    同時に供給される場合に、前記電気機器における消費電
    力を下げることを特徴とする請求項１４記載の電気機器
    における充電方法。
16. 【請求項１６】 コンピュータ装置が実行すべき充電内
    容をユーザが入力可能な設定画面を表示し、 表示された前記設定画面に対するユーザからの入力を認
    識し、 充電を行う電池の予測充電時間を認識し、 認識されたユーザからの前記入力と、認識された前記予
    測充電時間とに基づいて、システムに対するパワーコン
    トロールを指示することを特徴とするコンピュータ装置
    における充電方法。
17. 【請求項１７】 前記設定画面は、充電時間を示す充電
    モードの設定と、パワーコントロールの内容である動作
    状態の設定とが入力可能であることを特徴とする請求項
    １６記載のコンピュータ装置における充電方法。
18. 【請求項１８】 充電された電池の電圧を用いて動作す
    るコンピュータ装置に、 前記電池に対する充電内容をユーザが入力可能な設定画
    面を表示する機能と、 表示された前記設定画面に対するユーザからの入力を認
    識する機能と、 前記電池の予測充電時間を認識する機能と、 ユーザからの前記入力と前記予測充電時間とに基づいて
    電力を落とすように指示する機能とを実現させるための
    プログラム。