(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-19
(45)【発行日】2024-01-29
(54)【発明の名称】電子機器、バッテリ充電制御方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
H02J 7/02 20160101AFI20240122BHJP
G06F 1/3212 20190101ALI20240122BHJP
【FI】
H02J7/02 B
G06F1/3212
(21)【出願番号】P 2022578021
(86)(22)【出願日】2021-06-23
(86)【国際出願番号】 JP2021023759
(87)【国際公開番号】W WO2022162970
(87)【国際公開日】2022-08-04
【審査請求日】2023-03-02
(31)【優先権主張番号】PCT/JP2021/003401
(32)【優先日】2021-01-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】398058588
【氏名又は名称】Dynabook株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】園部 創
(72)【発明者】
【氏名】米田 清一
(72)【発明者】
【氏名】筒井 友則
(72)【発明者】
【氏名】儘田 徹
(72)【発明者】
【氏名】熊谷 拓也
【審査官】山本 香奈絵
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-81262(JP,A)
【文献】特開2002-359008(JP,A)
【文献】特開2004-159382(JP,A)
【文献】特開2007-166846(JP,A)
【文献】特開2008-259256(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H02J 7/02
G06F 1/3212
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
バッテリと、
第1の充電量を満充電状態として外部電源からの電力を前記バッテリに充電する第1の充電モードと、前記第1の充電量よりも低く設定された第2の充電量を満充電状態として前記外部電源からの電力を前記バッテリに充電する第2の充電モードとを有する電源制御手段とを具備し、
前記電源制御手段は、
前記バッテリに前記外部電源からの電力を供給する外部電源装置の接続状態を監視し、
前記第1の充電モード時に、前
記外部電源から電力を受給可能な状態で
前記外部電源装置が接続された状態にある場合に、前記第1の充電モードから前記第2の充電モードへの切り替えを行い、
前記第1の充電モードから前記第2の充電モードに切り替えた際に、前記バッテリの充電量を前記第2の充電量まで放電した後、前記第2の充電量を満充電状態として前記バッテリの充電動作を制御し、
前記第2の充電モード時に、前記バッテリの充電量に対して設定された閾値に基づいて、前記第2の充電モードから前記第1の充電モードへの切り替えを行う電子機器。
【請求項2】
前記電源制御手段は、
更に、前記バッテリの充電量を監視し、
前記第1の充電モード時に、
前記外部電源装置が接続された状態か否か及び前記バッテリの充電量に基づき、前記第1の充電モードから前記第2の充電モードへの切り替えを行い、
前記第2の充電モード時に、前記バッテリの充電量
が前記閾値未満になった場合に、前記第2の充電モードから前記第1の充電モードへの切り替えを行う請求項1記載の電子機器。
【請求項3】
前記電源制御手段は、
前記第1の充電モード時に、前記バッテリが前記第1の充電量を満たしたときに満充電状態を通知し、
前記第2の充電モード時に、前記バッテリが前記第2の充電量を満たしたときに満充電状態を通知する請求項1記載の電子機器。
【請求項4】
前記電子機器は、BIOS(Basic Input Output System)とOS(Operating System)を実行可能であり、
前記BIOSは、前記電源制御手段によって、前記第1の充電モード時に、前
記外部電源から電力を受給可能な状態で
前記外部電源装置が接続された状態にある場合に、前記第1の充電モードから前記第2の充電モードへの切り替えを行う動作を設定する請求項1記載の電子機器。
【請求項5】
前記電源制御手段は、さらに、
前記第1の充電モード時に、前記バッテリの直近第1期間の平均温度が閾値温度を越えている状態で閾値期間を超える期間が経過した場合に、前記第1の充電モードから前記第2の充電モードへの切り替えを行い、
前記第2の充電モード時に、前記バッテリの充電量が前記第2の充電量よりも低く設定された閾値充電量以下であり、かつ、前記バッテリの平均温度が前記閾値温度以下である場合に、前記第2の充電モードから前記第1の充電モードへの切り替えを行う、
請求項1記載の電子機器。
【請求項6】
バッテリと、
第1の充電量を満充電状態として外部電源からの電力を前記バッテリに充電する第1の充電モードと、前記第1の充電量よりも低く設定された第2の充電量を満充電状態として前記外部電源からの電力を前記バッテリに充電する第2の充電モードとを有する電源制御手段とを具備し、
前記電源制御手段は、
前記バッテリに前記外部電源からの電力を供給する外部電源装置の接続状態を監視し、
前記第1の充電モード時に、
前記外部電源装置が接続された状態で、かつ、前記バッテリの直近第1期間の平均温度が閾値温度を越えている状態で閾値期間を超える期間が経過した場合に、前記第1の充電モードから前記第2の充電モードへの切り替えを行い、
前記第1の充電モードから前記第2の充電モードに切り替えた際に、前記バッテリの充電量を前記第2の充電量まで放電した後、前記第2の充電量を満充電状態として前記バッテリの充電動作を制御し、
前記第2の充電モード時に、前記バッテリの平均温度が前記閾値温度以下である場合に、前記第2の充電モードから前記第1の充電モードへの切り替えを行う、
電子機器。
【請求項7】
バッテリと、
第1の充電量を満充電状態として外部電源からの電力を前記バッテリに充電する第1の充電モードと、前記第1の充電量よりも低く設定された第2の充電量を満充電状態として前記外部電源からの電力を前記バッテリに充電する第2の充電モードとを有する電源制御装置とを備えたコンピュータによって実行されるバッテリ充電制御方法であって、
前記バッテリに前記外部電源からの電力を供給する外部電源装置の接続状態を監視し、
前記第1の充電モード時に、前
記外部電源から電力を受給可能な状態で
前記外部電源装置が接続された状態にある場合に、前記第1の充電モードから前記第2の充電モードへの切り替えを行い、
前記第1の充電モードから前記第2の充電モードに切り替えた際に、前記バッテリの充電量を前記第2の充電量まで放電した後、前記第2の充電量を満充電状態として前記バッテリの充電動作を制御し、
前記第2の充電モード時に、前記バッテリの充電量に対して設定された閾値に基づいて、前記第2の充電モードから前記第1の充電モードへの切り替えを行う、
バッテリ充電制御方法。
【請求項8】
バッテリと、
第1の充電量を満充電状態として外部電源からの電力を前記バッテリに充電する第1の充電モードと、前記第1の充電量よりも低く設定された第2の充電量を満充電状態として前記外部電源からの電力を前記バッテリに充電する第2の充電モードとを有する電源制御装置とを備えたコンピュータによって実行されるバッテリ充電制御方法であって、
前記バッテリに前記外部電源からの電力を供給する外部電源装置の接続状態を監視し、
前記第1の充電モード時に、
前記外部電源装置が接続された状態で、かつ、前記バッテリの直近第1期間の平均温度が閾値温度を越えている状態で閾値期間を超える期間が経過した場合に、前記第1の充電モードから前記第2の充電モードへの切り替えを行い、
前記第2の充電モード時に、前記バッテリの充電量が前記第2の充電量よりも低く設定された閾値充電量以下であり、かつ、前記バッテリの平均温度が前記閾値温度以下である場合に、前記第2の充電モードから前記第1の充電モードへの切り替えを行う、
バッテリ充電制御方法。
【請求項9】
バッテリと、
第1の充電量を満充電状態として外部電源から電力を前記バッテリに充電する第1の充電モードと、前記第1の充電量よりも低く設定された第2の充電量を満充電状態として前記外部電源からの電力を前記バッテリに充電する第2の充電モードとを有する電源制御装置とを備えたコンピュータによって実行されるプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記バッテリに前記外部電源からの電力を供給する外部電源装置の接続状態を監視する機能と、
前記第1の充電モード時に
、前記外部電源から電力を受給可能な状態で
前記外部電源装置が一定期間接続経過している場合に、前記第1の充電モードから前記第2の充電モードへの切り替えを行う機能と、
前記第1の充電モードから前記第2の充電モードに切り替えた際に、前記バッテリの充電量を前記第2の充電量まで放電した後、前記第2の充電量を満充電状態として前記バッテリの充電動作を制御する機能と、
前記第2の充電モード時に、前記バッテリの充電量に対して設定された閾値に基づいて、前記第2の充電モードから前記第1の充電モードへの切り替えを行う機能と
を実行させるプログラム。
【請求項10】
バッテリと、
第1の充電量を満充電状態として外部電源から電力を前記バッテリに充電する第1の充電モードと、前記第1の充電量よりも低く設定された第2の充電量を満充電状態として前記外部電源からの電力を前記バッテリに充電する第2の充電モードとを有する電源制御装置とを備えたコンピュータによって実行されるプログラムであって、
前記コンピュータに
、
前記バッテリに前記外部電源からの電力を供給する外部電源装置の接続状態を監視する機能と、
前記第1の充電モード時に、
前記外部電源装置が接続された状態で、かつ、前記バッテリの直近第1期間の平均温度が温度閾値を越えている状態で期間閾値を越える期間が経過した場合に、前記第1の充電モードから前記第2の充電モードへの切り替えを行う機能と、
前記第2の充電モード時に、前記バッテリの充電量が前記第2の充電量よりも低く設定された充電量閾値以下であり、かつ、前記バッテリの平均温度が前記温度閾値以下である場合に、前記第2の充電モードから前記第1の充電モードへの切り替えを行う機能と、
を実行させ
るプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、電子機器、バッテリ充電制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、ノート型PC(Personal Computer)等の持ち運び可能な電子機器には、電源としてバッテリ(二次電池)が備えられている。バッテリは、充放電動作の繰り返しによって劣化や、膨張する特性を有する。そのため、バッテリの充放電動作を監視し、一定回数に達したときにユーザに通知するなどの対策を行っている。
【0003】
ところが、バッテリに生ずるトラブル原因は、充放電動作の繰り返しだけでなく、満充電状態での放置や高温状態での放置も含まれる。例えば、PCにACアダプタを常時接続した状態にあると、満充電状態のまま放置されてしまい、充放電回数が少なくても、バッテリにトラブルが発生する。
【0004】
従来、バッテリが満充電状態に近い状態が一定期間続いた場合に、強制放電によりバッテリの充電量を一定量(例えば60%)まで下げる方法が知られている。しかしながら、バッテリの充電量を下げても、ACアダプタが接続されていれば、再び満充電状態になる。このため、充放電動作が繰り返され、結果的にバッテリのトラブルが発生しやすい状況になってしまう。また、バッテリが高温の状態が一定期間続いた場合も、バッテリの充電に関して何らかの対策を施すことが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許第3157369号公報
【文献】特許第6860172号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
バッテリの充電制御機能の1つとして、バッテリの充電量を一定量(例えば80%)までに抑える機能がある。しかし、ユーザが所定の操作により意識的に当該機能を設定しておく必要があるため、設定忘れによってバッテリのトラブルを発生させてしまうことが多い。また、当該機能により常時バッテリの充電量が抑えられた状態にあると、バッテリ駆動時間が短くなるため、電子機器をモバイルで使用するときに不具合がある。
【0007】
本発明が解決しようとする課題は、ユーザが意識しなくとも、使用状況に応じた最適な充電制御によりバッテリのトラブルの発生を低減することのできる電子機器、バッテリ充電制御方法及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
一実施形態に係る電子機器は、バッテリと、第1の充電量を満充電状態として外部電源からの電力を前記バッテリに充電する第1の充電モードと、前記第1の充電量よりも低く設定された第2の充電量を満充電状態として前記外部電源からの電力を前記バッテリに充電する第2の充電モードとを有する電源制御手段とを具備する。前記電源制御手段は、前記バッテリに前記外部電源からの電力を供給する外部電源装置の接続状態を監視し、前記第1の充電モード時に、前記外部電源から電力を受給可能な状態で前記外部電源装置が接続された状態にある場合に、前記第1の充電モードから前記第2の充電モードへの切り替えを行い、前記第1の充電モードから前記第2の充電モードに切り替えた際に、前記バッテリの充電量を前記第2の充電量まで放電した後、前記第2の充電量を満充電状態として前記バッテリの充電動作を制御し、前記第2の充電モード時に、前記バッテリの充電量に対して設定された閾値に基づいて、前記第2の充電モードから前記第1の充電モードへの切り替えを行う。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】
図1は一実施形態に係る電子機器の一構成例を示す図である。
【
図2】
図2は同実施形態におけるBIOSセットアップ画面の一例を示す図である。
【
図3】
図3は同実施形態におけるBIOSセットアップ画面上の表示方式を説明するための図である。
【
図4】
図4は同実施形態におけるecoユーティリティ画面の一例を示す図である。
【
図5】
図5は同実施形態におけるモード設定と実際の動作との関係を示す図である。
【
図6】
図6は同実施形態におけるECの充電制御処理を示すフローチャートである。
【
図7】
図7は同実施形態における80%充電モードに移行したときの処理を示すフローチャートである。
【
図8】
図8は同実施形態における100%充電モードに移行したときの処理を示す。
【
図9】
図9は同実施形態における100%充電モード/80%充電モードの切り替え動作と、バッテリの充電量との関係を示す図である。
【
図10】
図10は変形例としてのECの充電制御処理を示すフローチャートである。
【
図11】
図11は第2実施形態に係る電子機器の一構成例を示す図である。
【
図12】
図12は第2実施形態におけるECの第1の充電制御処理(外部電源チェック無し)を示すフローチャートである。
【
図13】
図13は第2実施形態におけるECの第2の充電制御処理(外部電源チェック有り)を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、以下の実施形態に記載した内容により発明が限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各部分のサイズ、形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して、詳細な説明を省略する場合もある。
【0011】
(第1実施形態)
図1は一実施形態に係る電子機器の一構成例を示す図である。ここでは、電子機器として、PC(Personal Computer)を例にして説明する。
【0012】
図1に示すように、PC1は、CPU(central processing unit)11、システムコントローラ12、EC(embedded controller)122、主メモリ13、GPU(graphics processing unit)14、BIOS(basic input/output system)-ROM15、HDD(hard disk drive)16、ODD(optical disc drive)17、通信モジュール18、電源回路19、バッテリ20を有している。
【0013】
また、PC1は、ディスプレイ2Aを接続可能なディスプレイポート14A、キーボード2Bやマウス2Cなどを接続可能な複数のUSB(universal serial bus)ポート12A、PC1を電源オン/オフするための電源スイッチ12Bを有している。PC1がノート型の場合、ディスプレイ2Aとキーボード2BはPC本体に一体化され、ディスプレイ2Aはディスプレイポート14Aを介さずにGPU14に直接接続され、キーボード2BはUSBポート12Aを介さずにシステムコントローラ12に直接接続される。
【0014】
バッテリ20は、例えばリチウムイオン電池からなる。バッテリ20は、所定の容量を有し、外部電源(商用電源)からACアダプタ2Dを介して供給される電力を蓄える。PC1には、このバッテリ20の充電動作に関わる構成要素として、システムコントローラ12に接続されたEC122と、EC122に接続されたバッテリランプ12C、EC122内に備えられたタイマ12Dを有している。バッテリランプ12Cは、バッテリ20の満充電状態をランプの点灯によりユーザに通知する。タイマ12Dは、バッテリ20が満充電に近い状態で放置されている期間などをカウントするために用いられる。
【0015】
CPU11は、PC1内の各コンポーネントを統合的に制御する。CPU11は、HDD16にインストールされている各種プログラムを主メモリ13にロードして実行し、各種プログラムで記述される手順に従い、各コンポーネントを稼働させる。各種プログラムの記述に則ってCPU11が各コンポーネントを稼働させることで、PC1は、様々な手段として機能する。つまり、各種プログラムにより、PC1を様々な手段として機能させることができる。
【0016】
各種プログラムの中には、OS(operating system)200、このOS200の制御下で動作するecoユーティリティ210、その他の各種アプリケーション220などが含まれる。ecoユーティリティ210は、ユーザ操作により、後述するeco充電モードを任意に設定する機能を備える(
図4参照)。
【0017】
CPU11は、BIOS-ROM15に格納されているBIOS150の処理と、主メモリ13に格納されているOS200の処理を実行する。主メモリ13は、DRAMなどの揮発性メモリからなる。BIOS-ROM15は、EPROMなどの不揮発性メモリからなる。HDD16は、CPU11やシステムコントローラ12の処理に必要な各種データを記憶する。GPU14は、ディスプレイ2Aの表示制御を行う。具体的には、GPU14は、各種プログラムが出力する表示画面をディスプレイ2Aに表示する。
【0018】
システムコントローラ12は、CPU11と、各コンポーネント(主メモリ13やGPU14などの一部コンポーネントを除く)との間を繋ぐブリッジデバイスである。システムコントローラ12は、USBポート12Aに接続されるUSBデバイスとの間でデータを送受信するUSBコントローラ121を内蔵している。USBポート12Aには、キーボード2Bやマウス2Cのほか、USBメモリ(フラッシュメモリ)や外付けHDDなどといった様々なUSBデバイスを接続することができる。
【0019】
また、システムコントローラ12は、EC(embedded controller)122に接続されている。本実施形態では、このEC122がバッテリ20の充電制御を行う電源制御装置として機能する。EC122は、後述するBIOS150のセットアップで設定されたモード情報M1をBIOS-ROM15から読み込む。EC122は、このモード情報M1を予め設定されたバッテリ20の充電量に対する閾値C1,C2、監視期間T1などともに記憶する記憶領域122aを有する。
【0020】
なお、EC122には、KBC(keyboard controller)の機能が含まれる。PC1の電源オン/オフの制御は、EC122によって実行される。電源スイッチ12Bがオンした場合、EC122は、電源回路19を制御して、CPU11および各コンポーネントに対する電力供給を開始する。その際、BIOS-ROM15に記憶されたモード情報M1をBIOS150から受け取り、記憶領域122aに記憶をさせる。また、OS200が立ち上がった後に、HDD16に記憶されたモード情報M2をecoユーティリティ210から受け取り、同じく記憶領域122aに記憶させる。電源スイッチ12Bがオフした場合、EC122は、電源回路19を制御して、CPU11およびEC122、電源回路19、電源スイッチ12B以外の各コンポーネントに対する電力供給を停止する。この時、記憶領域122aに記憶された情報は、そのまま保持されている。そのため、後述する
図6に示したEC122の充電制御処理は、電源スイッチ12Bがオフした場合でも、実行される。
【0021】
PC1にACアダプタ2Dが接続されている場合、電源回路19は、外部電源からACアダプタ2Dを介して供給される電力を用いて、CPU11および各コンポーネントの動作用電力を生成する。この動作用電力はバッテリ20に蓄えられ、PC1にACアダプタ2Dが接続されていない場合に利用される。電源オフの状態にある場合でも、EC122に対する電力供給は、バッテリ20の電力を利用して継続的に行われている。
【0022】
通信モジュール18は、例えば、IEEE 802.3規格やIEEE 802.11規格に準拠した通信を実行する。なお、
図1には、1つの通信モジュール18を示しているが、PC1は、各々が所定の規格に準拠した通信を実行する複数の通信モジュール18を有している。
【0023】
次に、バッテリ20の充電モードについて説明する。
ユーザは、アプリケーションであるecoユーティリティ210を用いて、100%充電モードと80%充電モードを任意に設定できる。「100%充電モード」は、100%の充電量を満充電状態としてバッテリ20を充電するモードであり、通常充電モードと呼ばれる。「80%充電モード」は、80%の充電量を満充電状態としてバッテリ20を充電するモードであり、eco充電モードと呼ばれる。
【0024】
PC1にACアダプタ2Dが接続されている場合、バッテリ20は、外部電源からの電力を受けて満充電まで充電される。このため、バッテリ20のトラブルを低減するために、満充電量を低くした80%充電モードに切り替えておくことが好ましい。しかしながら、一般的には80%充電モードへの切り替えを忘れて、100%充電モードのままであることが多い。このような切り替え忘れによるバッテリ20のトラブルを防ぐために、本実施形態では、BIOS150のセットアップに、後述する「Auto ECOモード」の設定機能を設けている(
図2参照)。
【0025】
図2はBIOSセットアップ画面の一例を示す図である。
所定の操作により、BIOSセットアップユーティリティ150Aを起動すると、
図2に示すようなBIOSセットアップ画面30が表示される。このBIOSセットアップ画面30には、[eco Charge Mode]項目31と、[Auto eco Charge Mode]項目32が設けられている。
【0026】
[eco Charge Mode]項目31の中で[Enabled]を選択するとNormal ECOモードが設定される。「Normal ECOモード」は、バッテリ20を80%で充電するモードである。[Auto eco Charge Mode]項目32は、新たにBIOSセットアップに追加された項目である。この項目32の中で[Enabled]を選択すると、Auto ECOモードが設定される。「Auto ECOモード」は、100%充電モードと80%充電モードを有し、バッテリ20の充電量と、その充電量が所定の範囲内に維持されている経過時間に応じて100%充電モードから80%充電モードへの切り替え、あるいは、バッテリ20の充電量に応じて80%充電モードから100%充電モードへの切り替えを自動的に行うモードである。
【0027】
ここで、「Normal ECOモード」と「Auto ECOモード」は排他的に設定される。つまり、Auto ECOモードが設定されている場合には、Normal ECOモードは設定できない仕組みになっている。また、
図3に示すように、Auto ECOモードが設定されている場合、BIOSセットアップ画面30上の[eco Charge Mode]項目31はグレーアウト表示となる。このBIOSセットアップ画面30で設定されるモード情報M1などは、BIOS-ROM15に書き込まれ、その後、EC122内の記憶領域122aにも同じ内容が転送され、記憶領域122aにも保持される。
【0028】
図4はecoユーティリティ画面の一例を示す図である。
所定の操作により、ecoユーティリティ210を起動すると、
図3に示すようなecoユーティリティ画面40が表示される。ecoユーティリティ画面40には、ユーザがeco充電モードを任意に設定するための項目41が設けられている。この項目41をオンにすれば、「eco充電モード」として、80%充電モードが設定される。
【0029】
なお、ecoユーティリティ画面40には、メッセージ通知に関する項目42,43が設けられている。項目42をオンにすれば、ACアダプタ2Dを接続しているときに、eco充電モード(80%充電モード)を推奨するメッセージが通知される。項目43をオンにすれば、一般的な充電方式(100充電モード)に切り替えたときにメッセージが通知される。このecoユーティリティ画面40で設定されるeco充電モードに関するモード情報M2などは、HDD16に保持される。また、モード情報M2はEC122の記憶領域122aにも反映される。
【0030】
図5はモード設定と実際の動作との関係を示す図である。
80%充電モードは、OS200上で動作するアプリケーション(ecoユーティリティ210)またはBIOS150のセットアップで設定される。80%充電モードでは、バッテリ20の充電量が80%になったときに、EC122に満充電フラグFがセットされる。この場合、OS200上から確認できるバッテリ20の充電量は80%であるが、バッテリランプ12Cの点灯によって満充電状態が通知される。そして、外部電源から電力が供給されている状態であっても、バッテリ20の充電量80%を超えないように、EC122によって制御する。
【0031】
上述したように、BIOS150のセットアップに新たにAuto ECOモードの設定機能が設けられている。Auto ECOモードがDisable(禁止)に設定されている場合には、図中の一点鎖線で囲んだ動作になる。つまり、OS200上で動作するアプリケーション(ecoユーティリティ210)の設定またはBIOS150のセットアップによる設定に従って、100%充電モードの処理または80%充電モードの処理が実行される。
【0032】
一方、Auto ECOモードがEanble(許可)に設定されている場合には、バッテリ20の充電量に応じて、100%充電モードと80%充電モードが自動的に切り替えられて実行される。ただし、OS200上で動作するアプリケーション(ecoユーティリティ210)によって80%充電モードがEanble(許可)に設定されている場合には、ユーザの意図的な設定であるため、当該アプリケーションの設定が優先される。
【0033】
以下に具体的な動作について説明する。
図6はEC122の充電制御処理を示すフローチャートである。なお、このフローチャートで示される充電制御処理は、BIOS150によって制御されている。初期状態では、Auto ECOモードが設定されており、100%充電モードである。
【0034】
まず、EC122は、BIOS150のセットアップ時に保持されたモード情報M1をリードし(ステップS101)、Auto ECOモードが設定されているか否かを判定する(ステップS102)。Auto ECOモードが設定されていない場合(ステップS103のNO)、アプリケーション(ecoユーティリティ210)の設定またはBIOS150のセットアップによる通常設定に従って、100%充電モードの処理または80%充電モードの処理のどちらか一方が実行される。そして、モード情報がAuto ECOモードになるまで、ステップS101が繰り返し実行される。Auto ECOモードが設定されている場合(ステップS103のYES)、以下のような100%充電モードと80%充電モードの切り替え処理が実行される。
【0035】
すなわち、100%充電モードのとき、EC122は、電源回路19を通じて現在のバッテリ20の充電量を確認し(ステップS103)、バッテリ20の充電量が第1の閾値C1を超えているか否かを判定する(ステップS104)。第1の閾値C1は、バッテリ20の満充電に近い値であり、例えば90%に設定されている。バッテリ20の充電量が第1の閾値C1以下であれば(ステップS104のNO)、初期状態である100%充電モードでバッテリ20が充電される(ステップS109)。
【0036】
一方、バッテリ20の充電量が第1の閾値C1を超えていた場合(ステップS104のYES)、EC122は、タイマ12Dを起動して、バッテリ20の充電量が第1の閾値C1を超えている期間を監視する(ステップS105)。タイマ12Dの値が監視期間T1を超えると(ステップS106のYES)、EC122は、バッテリ20が満充電あるいは満充電に近い状態で長期間放置されているものと判断し、100%充電モードから80%充電モードに切り替える(ステップS107)。監視期間T1は、バッテリ20の劣化特性などを考慮して設定されており、例えば30日である。したがって、本実施形態では、監視期間T1にわたって、連続的にバッテリ20の充電量が90%を超え、100%以下の範囲内で維持されているときに満充電量を低くした80%充電モードに切り替えている。
【0037】
図7に80%充電モードに移行したときの処理を示す。
EC122は、駆動源を外部電源からバッテリ20に切り替える。そして、外部電源からACアダプタ2Dを介して電力が供給される状態であっても、バッテリ20に蓄電された電力を用いてPC1に費やされる電力を供給したり、自然に放電したりすることで、充電量が80%未満になるまで放電した後(ステップS201)、バッテリ20の満充電状態を80%とするように電源回路19に指示する。これにより、例えば自然放電などにより、バッテリ20の充電量が80%よりも減少したとしても、外部電源から電力が供給された状態にあれば、その減少分が充電されて、常にバッテリ20の充電量が80%の状態で維持される(ステップS202)。
【0038】
また、バッテリ20の充電量が80%になると、電源回路19からEC122に充電完了通知があり、EC122に満充電フラグFがセットされる。これにより、EC122は、バッテリランプ12Cを点灯して、バッテリ20が満充電状態にあることを通知する(ステップS203)。
【0039】
図6に戻って、80%充電モードへの切り替え後、EC122は、電源回路19を通じて現在のバッテリ20の充電量を確認し(ステップS108)、バッテリ20の充電量が第2の閾値C1よりも低下したか否かを判定する(ステップS109)。例えば、ユーザがPC1からACアダプタ2Dを外してPC1を操作している場合には、充電動作が行われないので、バッテリ20の充電量が徐々に低下していく。このとき、満充電フラグFはリセットされ、バッテリランプ12Cの点灯も消えている。
【0040】
ここで、バッテリ20の充電量が第2の閾値C2未満に低下したことを確認すると(ステップS109のYES)、EC122は、80%充電モードから100充電モードに切り替える(ステップS100)。第2の閾値C2は、バッテリ駆動時間などを考慮して設定されており、例えば50%である。つまり、バッテリ20の充電量が50%になると、100充電モードに復帰する。
【0041】
図8に100%充電モードに移行したときの処理を示す。
EC122は、タイマ12Dの値をリセットした後(ステップS301)、バッテリ20の満充電状態を100%とするように電源回路19に指示する。これにより、例えばユーザがPC1にACアダプタ2Dを接続したときに、バッテリ20の充電量が100%になるまで充電される(ステップS302)。
【0042】
また、バッテリ20の充電量が100%になると、電源回路19からEC122に充電完了通知があり、EC122に満充電フラグFがセットされる。これにより、EC122は、バッテリランプ12Cを点灯して、バッテリ20が満充電状態にあることを通知する(ステップS203)。以後、前記ステップS103に戻って、バッテリ20の充電状態に応じて、100%充電モードと80%充電モードが繰り返されることになる。
【0043】
図9はAuto ECOモードによる100%充電モード/80%充電モードの切り替え動作とバッテリ20の充電量との関係を示す図である。
【0044】
PC1にACアダプタ2Dが接続され、初期状態である100%充電モードでバッテリ20が充電されているとする。バッテリ20の充電量が第1の閾値C1である90%を超えた状態が監視期間T1経過したときのタイミングで80%充電モードに切り替えられる。このとき、PC1にACアダプタ2Dが接続された状態にあっても、バッテリ20は100%まで充電されず、80%の状態で維持される。したがって、過度な充電によるバッテリ20のトラブルを防ぐことができる。
【0045】
一方、80%充電モードでは、バッテリ20の充電量が第2の閾値C2である50%未満になったときに、100%充電モードに切り替えられる。このとき、PC1にACアダプタ2Dを接続して給電状態とすれば、バッテリ20を100%までフルに充電できるので、バッテリ駆動時間を延ばすことができる。
【0046】
このように本実施形態によれば、例えばPC1を頻繁にモバイル端末として利用するユーザにはバッテリ20を100%で充電し、主に机上などでPC1をACアダプタ2Dに接続して利用するユーザにはバッテリ20を80%で充電するといった、利用者の使い方に合わせた最適な充電制御によってバッテリ20のトラブルを防ぐことができる。
【0047】
特に、80%充電モードから100%充電モードに戻すときに、バッテリ20の充電量に対して設定された閾値(C2)を用いることで、例えばACアダプタ2Dの接続状態などの外部給電の状態によって復帰させる方法と違って、不用意に100%まで充電してしまうことを防いで、バッテリ20の長寿命化を図ることができる。
【0048】
また、バッテリ20の充電量が逐次減少していく状況下においては、PC1への消費電力が大きい。したがって、80%充電モード時においては、バッテリ20の充電量のみを条件にして、100%充電モードへの移行制御を行うことで、極力無駄な監視や制御を排している。これにより、不要な消費電力の増大を防ぐことができ、ACアダプタ2Dが未接続の状態であっても稼働時間の低下を防ぐことができる。
【0049】
(変形例)
(1)前記実施形態では、BIOSのセットアップで、Auto ECOモードを許可/禁止に切り替えられようにしたが(
図5参照)、このような切り替えの方法を提示せずに、Auto ECOモードの処理を常に実行することでも良い。
【0050】
(2)前記実施形態では、Auto ECOモード時に、バッテリ20の充電量を監視して、100%充電モードから80%充電モードに切り替えたが(
図10参照)、ACアダプタ2Dの接続状態を監視して、外部電源からの電力を受給可能な状態にあるかどうかを推定し、100%充電モードから80%充電モードに切り替える構成としても良い。また、ACアダプタ2Dの接続状態とバッテリ20の充電量とのANDもしくはORを条件として切り替えることでも良い。
なお、ACアダプタ2Dの接続状態の検出には、PC1に設けられたACアダプタ2Dの接続ポートに、ACアダプタ2Dのプラグが差し込まれると連動するスイッチを設けて検出しても良い。また、電源回路19がACアダプタ2Dからの電流を検出することで、ACアダプタ2Dの接続状態の検出を行っても良い。
【0051】
図10にACアダプタ2Dの接続状態を監視して、100%充電モードから80%充電モードに切り替える場合のフローチャートを示す。Auto ECOモードが設定されている場合に(ステップS401-S402のYES)、以下のような100%充電モードと80%充電モードの切り替え処理が実行される。
【0052】
100%充電モードのとき、EC122は、電源回路19を通じてACアダプタ2Dの接続状態を確認する(ステップS403)。ACアダプタ2Dが接続されていれば(ステップS403のYES)、EC122は、タイマ12Dを起動して監視期間T2経過後に80%充電モードに切り替える(ステップS404-S407)。前記監視期間T2は、
図6の監視期間T1と同じ値でも異なる値であっても良い。したがって、本実施形態では、監視期間T2にわたって、ACアダプタ2Dの接続が維持されているときに満充電量を低くした80%充電モードに切り替えている。このようにACアダプタ2Dが接続されているか否かを検出することにより、外部電源からの電力が受給可能か否かを推定して、モードを変更することも可能である。
【0053】
以後は
図6のステップS108-S110と同様である。
上述したように、80%充電モードから100%充電モードへの移行制御は、ACアダプタ2Dの接続状態ではなく、バッテリ20の充電量のみを条件として実行される。具体的には、バッテリ20の充電量が第2の閾値C2である50%未満になったときに、100%充電モードに切り替えられる(ステップS408-S411)。このように、ACアダプタ2Dが一定期間接続されている場合に80%充電モードに切り替えることでも、前記実施形態と同様にバッテリ20のトラブルを低減することができる。
【0054】
なお、
図1の例では、EC122に電源制御装置としての機能を設けたが、この機能を例えば電源回路19に設けるなどしても良い。
【0055】
また、前記実施形態では、PCを例にして説明したが、例えばタブレット端末、スマートフォンなど、バッテリを備えた電子機器であれば、そのすべての電子機器に本発明を適用可能である。
【0056】
上述した実施形態において記載した手法(
図6-8,
図10に示した処理)は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、例えば磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリなどの記録媒体に書き込んでコンピュータに適用することも可能である。コンピュータは、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、このプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行する。
図1の例で言えば、HDD16やODD17などの記録媒体を通じて当該プログラムをPC1にインストールすることで、本実施形態と同様の効果を容易に実現することができる。
【0057】
以上述べた少なくとも1つの実施形態によれば、ユーザが意識しなくとも、使用状況に応じた最適な充電制御によりバッテリのトラブルの発生を低減することのできる電子機器、バッテリ充電制御方法及びプログラムを提供することができる。
【0058】
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。
【0059】
図11は、第2実施形態に係る電子機器の一構成例を示す図である。第2実施形態においても、第1実施形態と同様、電子機器として、PCを例にして説明する。第1実施形態と同一の構成要素については同一の符号を使用し、また、当該同一の構成要素についての重複する説明は省略する。
【0060】
図11に示すように、第2実施形態においては、バッテリ20が温度センサ20aを有する。EC122は、当該温度センサ20aが検知するバッテリ20の温度を、たとえば5分ごとに、電源回路19経由で取得する。なお、第1実施形態のバッテリ20も温度センサ20aを有していてもよい。また、温度センサ20aは、バッテリ20が有するものに限られず、たとえばバッテリ20の近傍に設けられるものであってもよい。
【0061】
そして、第2実施形態におけるEC122は、第1実施形態で説明した、Auto ECOモードでの100%充電モード/80%充電モードの切り替えを、さらに、バッテリ20の温度状態に応じて制御する。ECC122の記憶領域122aには、前述の、バッテリ20の充電量に対する閾値C1,C2、監視期間T1に加えて、監視期間T2と、バッテリ20の温度に対する閾値X1とが記憶されている。また、EC122のタイマ12Dは、複数の経過時間を計数することができる。
【0062】
ECC122は、PC1がAuto ECOモードであるとき、温度センサ20aが検知するバッテリ20の温度を取得する都度、たとえば直近一時間のバッテリ20の平均温度を算出する。5分ごとにバッテリ20の温度を取得する場合、ECC122は、新しい順に12回分の取得温度の平均を算出する。
【0063】
たとえば、Auto ECOモード下で100%充電モードにあるとき、ECC122は、まず、バッテリ20の平均温度が閾値X1を越えているか否かを判定する。閾値X1は、バッテリ20の劣化特性などを考慮して設定される。たとえばバッテリ20がリチウムイオン電池の場合、閾値X1は、劣化が進行する条件の1つである「高温での放置」の高温として、たとえば45℃が設定される。
【0064】
バッテリ20の平均温度が閾値X1を越えるPC1のユースケースの1つとして、ACアダプタ2Dが常時接続され、ACアダプタ2Dを介して外部電源から電力が供給され続けている場合が想定される。より詳しくは、たとえばバッテリ20の充電量が90%以上といった高い水準にある状況下において、自然放電分を補うための充電が、外部電源から供給される電力を用いて断続的に行われている場合が想定される。満充電に近い状態のバッテリ20に対して充電を断続的に行うことは、発熱を惹き起こす原因となる。
【0065】
バッテリ20の平均温度が閾値X1を越えている場合、ECC122は、バッテリ20の平均温度が閾値X1を越えている状態での継続時間を監視する。ECC122は、バッテリ20の平均温度が閾値X1を越えている状態での継続時間が監視期間T2に達した場合、バッテリ20の充電モードを、現在の100%充電モードから80%充電モードに切り替える。監視期間T2は、たとえば24時間である。
【0066】
第1実施形態で説明したように、80%充電モードに移行すると、EC122は、駆動源を外部電源からバッテリ20に切り替えて、充電量が80%未満になるまでバッテリ20を放電させる。そして、この放電完了後、EC122は、駆動源をバッテリ20から外部電源に切り換えるとともに、バッテリ20の満充電状態を80%とするように電源回路19に指示する。
【0067】
これにより、自然放電分を補うための充電は、バッテリ20の充電量が80%未満の状態で行われることになる。つまり、ECC122は、発熱を惹き起こす原因となる、満充電(100%)に近い状態のバッテリ20に対して充電が断続的に行われることを抑止する。つまり、劣化が進行する条件の1つである「高温での放置」を解消する。なお、EC122は、充電モードの切り替えを自身が行うことに代えて、たとえばバッテリランプ12Cを用いて、100%充電モードから80%充電モードへの切り替えが推奨されることをユーザに通知するようにしてもよい。
【0068】
バッテリ20の平均温度が閾値X1を越えていない場合、または、バッテリ20の平均温度が閾値X1を越えているが、当該バッテリ20の平均温度が閾値X1を越えている状態での経過時間が監視期間T2に達していない場合、ECC122は、充電モードを100%充電モードに維持する。ECC122は、100%充電モードから80%充電モードへの切り替えの判定に、バッテリ20の平均温度を用いることで、偶々閾値X1以下の温度が取得されて、経過時間の監視を途切れさせてしまうことを防止する。
【0069】
一方、Auto ECOモード下で80%充電モードにあるとき、ECC122は、バッテリ20の平均温度が閾値X1以下となっているか否かを判定する。バッテリ20の平均温度が閾値X1以下となっている場合、ECC122は、バッテリ20の充電量が閾値C2以下か否かを判定する。第1実施形態で説明したように、閾値C2は、バッテリ駆動時間などを考慮して設定され、たとえば50%である。
【0070】
ECC122は、バッテリ20の平均温度が閾値X1以下であり、かつ、バッテリ20の充電量が閾値C2以下である場合、バッテリ20の充電モードを、現在の80%充電モードから100%充電モードに切り替える。つまり、バッテリ20の充電モードを100%充電モードに復帰させる。
【0071】
図12は、第2実施形態におけるEC122の第1の充電制御処理を示すフローチャートである。第1実施形態と同様、このフローチャートで示される充電制御処理は、BIOS150によって制御されている。初期状態では、Auto ECOモードが設定されており、100%充電モードである。
【0072】
EC122は、たとえば5分間隔などの所定間隔で電源回路19を通じてバッテリ20の温度センサ20aから温度を取得するといった、バッテリ20の温度記録を開始する(ステップS501)。また、EC122は、BIOS150のセットアップ時に保持されたモード情報M1をリードし(ステップS502)、Auto ECOモードが設定されているか否かを判定する(ステップS503)。Auto ECOモードが設定されていない場合(ステップS503のNO)、アプリケーション(ecoユーティリティ210)の設定またはBIOS150のセットアップによる通常設定に従って、100%充電モードの処理または80%充電モードの処理のどちらか一方が実行される。そして、モード情報がAuto ECOモードになるまで、ステップS502が繰り返し実行される。Auto ECOモードが設定されている場合(ステップS503のYES)、以下のような100%充電モードと80%充電モードの切り替え処理が実行される。
【0073】
すなわち、100%充電モードのとき、EC122は、電源回路19を通じて現在のバッテリ20の充電量を確認し(ステップS504)、バッテリ20の充電量が第1の閾値C1を超えているか否かを判定する(ステップS505)。バッテリ20の充電量が第1の閾値C1以下であれば(ステップS505のNO)、初期状態である100%充電モードでバッテリ20が充電される。
【0074】
一方、バッテリ20の充電量が第1の閾値C1を超えていた場合(ステップS505のYES)、EC122は、タイマ12D(タイマ1)を起動して、バッテリ20の充電量が第1の閾値C1を超えている期間を監視する(ステップS506)。タイマ12D(タイマ1)の値が監視期間T1を超えると(ステップS507のYES)、EC122は、バッテリ20が満充電あるいは満充電に近い状態で長期間放置されているものと判断し、100%充電モードから80%充電モードに切り替える(ステップS512)。ステップS502~ステップS507、ステップS517は、第1実施形態で説明した、バッテリ20の充電量に応じた100%充電モードから80%充電モードへの切り替えの制御の流れに相当する(
図6のステップS101~S107)。
【0075】
一方、タイマ12D(タイマ1)の値が監視期間T1を超えていない場合(ステップS507のNO)、EC122は、ステップS501で記録を開始したバッテリ20の温度を用いて、たとえば24時間などの直近所定期間のバッテリ20の平均温度を取得する(ステップS508)。EC122は、バッテリ20の平均温度が閾値X1以上か否かを判定する(ステップS509)。
【0076】
バッテリ20の平均温度が閾値X1以上である場合(ステップS509のYES)、EC122は、タイマ12D(タイマ2)を起動して、バッテリ20の平均温度が閾値X1以上である期間を監視する(ステップS510)。タイマ12D(タイマ2)の値が監視期間T2を超えている場合(ステップS510のYES)、EC122は、バッテリ122が高温の状態で長期間放置されているものと判断し、100%充電モードから80%充電モードに切り替える(ステップS512)。ステップS508~ステップS512が、第2実施形態で追加された、バッテリ20の平均温度に応じた100%充電モードから80%充電モードへの切り替えの制御の流れである。ステップS502~ステップS507と、ステップS508~ステップS512とは、順序が入れ替わってもよい。
【0077】
バッテリ20の平均温度が閾値X1未満である場合(ステップS509のNO)、あるいは、タイマ12D(タイマ2)の値が監視期間T2を超えていない場合(ステップS510のNO)、EC122は、ステップS504へ戻り、前述の処理を繰り返す。
【0078】
80%充電モードへの切り替え後、EC122は、電源回路19を通じて現在のバッテリ20の充電量を確認し(ステップS513)、バッテリ20の充電量が第2の閾値C1よりも低下したか否かを判定する(ステップS514)。バッテリ20の充電量が第2の閾値C2未満に低下している場合(ステップS514のYES)、EC122は、ステップS501で記録を開始したバッテリ20の温度を用いて、たとえば24時間などの直近所定期間のバッテリ20の平均温度を取得する(ステップS514)。そして、EC122は、バッテリ20の平均温度が閾値X1よりも低下したか否かを判定する(ステップS516)。EC122は、バッテリ20の充電量が第2の閾値C1よりも低下していることに加えて、バッテリ20の平均温度が閾値X1よりも低下したことを確認すると(ステップS516のYES)、80%充電モードから100%充電モードに切り替える(ステップS517)。100%充電モードへの切り替え後、EC122は、ステップS504へ戻り、前述の処理を繰り返す。
【0079】
ステップS513~ステップS514、ステップS517は、第1実施形態で説明した、バッテリ20の充電量に応じた80%充電モードから100%充電モードへの切り替えの制御の流れに相当する(
図6のステップS108~S110)。ステップS515~ステップS517が、第2実施形態で追加された、バッテリ20の平均温度に応じた800%充電モードから100%充電モードへの切り替えの制御の流れである。ステップS513~ステップS514と、ステップS515~ステップS516とは、順序が入れ替わってもよい。
【0080】
また、
図13は、第2実施形態におけるEC122の第2の充電制御処理を示すフローチャートである。第1の充電制御処理との違いは、第2の充電制御処置においては、ステップS509とステップS510との間に、ステップS601とステップS602とを設けている点にある。
【0081】
より詳しくは、100%充電モード時にバッテリ20の平均温度が閾値X1以上である場合(ステップS509のYES)、EC122は、電源回路19を通じてACアダプタ2Dの接続状態を確認する(ステップS601)。ACアダプタ2Dが接続されていれば(ステップS602のYES)、EC122は、タイマ12D(タイマ2)を起動して、バッテリ20の平均温度が閾値X1以上である期間を監視する(ステップS510)。ACアダプタ2Dが接続されていなければ(ステップS602のNO)、EC122は、ステップS504へ戻り、前述の処理を繰り返す。
【0082】
前述したように、バッテリ20の平均温度が閾値X1を越えるPC1のユースケースの1つとして、ACアダプタ2Dが常時接続され、ACアダプタ2Dを介して外部電源から電力が供給され続けている場合が想定される。ACアダプタ2Dが外されると、以後、バッテリ20の平均温度は低下していくことが予測されるので、ACアダプタ2Dが接続されているか否かを判定し、この判定結果に基づき、バッテリ20の平均温度が閾値X1以上である期間の監視を開始するか否かを決定してもよい。また、本形態ではACアダプタの接続状態を確認するとして説明したが、ACアダプタ以外にも、モバイルバッテリなどが接続されていても、同様に接続確認がなされ、この判定結果に基づき、バッテリ20の平均温度が閾値X1以上である期間の監視を開始するか否かを決定してもよい。また、ACアダプタやモバイルバッテリなど、を本明細書では外部電源装置と称す。
【0083】
このように、第2実施形態によれば、Auto ECOモードでの100%充電モード/80%充電モードの切り替えを、第1実施形態で説明したバッテリ20の充電量に応じて制御することに加えて、バッテリ20の平均温度に応じて制御することにより、より使用状況に応じて適切に実行することが実現される。
【0084】
また、第2実施形態で説明した、Auto ECOモードでの100%充電モード/80%充電モードの切り替えを、バッテリ20の平均温度に応じて制御することは、バッテリ20の充電量に応じて制御することと必ずしも組み合わせなくとも、単独で適用した場合であっても、使用状況に応じて適切に実行することが実現される。
【0085】
なお、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、その他の様々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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。
【符号の説明】
【0086】
1…電子機器(PC)、2A…ディスプレイ、2B…キーボード、2C…マウス、2D…ACアダプタ、11…CPU、12…システムコントローラ、12A…USBポート、12B…電源スイッチ、12C…バッテリランプ、12D…タイマ、13…主メモリ、14…GPU、14A…ディスプレイポート、15…BIOS-ROM、16…HDD、17…ODD、18…通信モジュール、19…電源回路、20…バッテリ、20a…温度センサ、121…USBコントローラ、122…EC、150…BIOS、200…OS、210…ecoユーティリティ。