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JP3799254B2 - Electric apparatus, computer apparatus, charging method in electric apparatus, and program - Google Patents

Electric apparatus, computer apparatus, charging method in electric apparatus, and program Download PDF

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JP3799254B2 JP2001264760A JP2001264760A JP3799254B2 JP 3799254 B2 JP3799254 B2 JP 3799254B2 JP 2001264760 A JP2001264760 A JP 2001264760A JP 2001264760 A JP2001264760 A JP 2001264760A JP 3799254 B2 JP3799254 B2 JP 3799254B2
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  • Power Sources (AREA)
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Description

【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、AC100V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−Psys)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、および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、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。また、この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前記パワーマネージメント機能を動作させて前記本体の消費電力を下げた後、予測された充電時間がユーザ要求把握手段により把握された要求充電時間に対して余裕があるか否かを判断し、余裕がある場合に当該パワーマネージメント機能を緩めるように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ことができる。
【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要求充電時間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要求充電時間に基づいて、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要求充電時間とに基づいてシステム本体に対するパワーマネージメント機能を動作させてシステム本体の消費電力を下げた後、予測充電時間が要求充電時間に対して余裕がある場合には、パワーマネージメント機能を緩めるように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CPU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。
【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時間である要求充電時間を認識し、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要求充電時間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。そして、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た後に残り充電時間が要求充電時間に対して余裕があるか否かを判断し、余裕がある場合にパワーマネージメント機能を緩めて充電を行う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−ROM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(Open 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20、低速のI/O装置用バスとしてのISA(Industry Standard 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CPU11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、FSB12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−PCI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BIOS(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(LCD)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、66MHz、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、miniPCI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 Electronics)インターフェース機能、USB(Universal Serial 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CPU11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 Packet 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AC100V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 Controller)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、CPU11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、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52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/OS64、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CPU11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63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109)、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(Low Power 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CPU11を制御し、更に、電圧調整器63を制御してCPU11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、CPU11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 Mode、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(mWh)、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 Current 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 mode)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[mA]×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、LCD18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51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、USB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、61…充電器、62…電流検出器、63…電圧調整器、64…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
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric device having a chargeable / dischargeable battery such as a notebook PC (notebook personal computer), and more particularly to an electric device that allows a user to control a charging time.
[0002]
[Prior art]
In various types of electrical devices such as notebook PCs, PDAs, information terminals represented by mobile phones, MD (Mini Disc) devices, video cameras, etc., in addition to those that can be equipped with storage batteries (batteries, batteries), there are chargers and batteries in the main body. Some of them have a built-in battery pack. These storage batteries can be charged by a charger, and the electric device can be operated using the voltage of the charged storage battery.
[0003]
For example, in a notebook PC, an AC adapter is provided as a power supply device that is connected to a commercial power supply of AC 100V and performs AC / DC conversion. Conventionally, from the power capacity (Pmax) of the AC adapter, the system power consumption The remaining power (Pmax−Psys) minus (Psys) is used to charge the battery. That is, if the power capacity (Psys) of the AC adapter does not change and the power consumption (Psys) of the system increases, the power allocated to charging the battery tends to decrease.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, power consumption in notebook PCs, for example, tends to increase further in the future, but the capacity and size of the AC adapter cannot be increased unnecessarily. As described above, the higher the power consumption of the system, the smaller the power allocated to charging the battery, resulting in longer battery charging time. If this charging time becomes long, it is not preferable especially for a user who wants to finish charging in a short time.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the technical problems as described above, and the object of the present invention is to charge time as necessary in an electric device using a battery for charging and discharging. It is to shorten.
Another object is to allow the user to control the charging time of the battery while the user is operating the electrical device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
For this purpose, the present invention provides an interface through which the user can select the charging time. Furthermore, when the charging time is predicted and the estimated time is longer than the charging time set by the user, the power management function is activated to lower the power consumption of the system, and the charging time is shortened by increasing the charging power. It is characterized by meeting the requirements of
[0007]
That is, the electric device to which the present invention is applied is a battery that discharges after charging and supplies power to the main body, and a power supply that supplies charging power to the battery and supplies power to the main body. And power management means for reducing the power consumption of the main body in order to increase the charging power to the battery when power is supplied to the battery and the main body by the power supply means.
[0008]
Here, the charging time prediction means for predicting the charging time of the battery, and the user request grasping means for grasping the user's request for the charging time, the power management means, the charging time predicted by the charging time prediction means The level of performance degradation for the main body may be controlled based on the above. Further, the power management means operates the power management function based on the charging time predicted by the charging time prediction means to reduce the power consumption of the main body, and then the predicted charging time is determined by the user request grasping means. It is characterized by determining whether or not there is a margin for the grasped required charging time, and when there is a margin, controlling the power consumption reduction level for the main body so as to loosen the power management function. it can.
[0010]
From another point of view, the computer device to which the present invention is applied is a battery that discharges after charging and supplies power to the system body, and supplies charging power to the battery from an external commercial power source. A power supply device that supplies power to the system main body, an interface that allows the user to specify the required charging time for the battery, and the battery from the power supply device based on the required charging time specified by the user via this interface And a controller for controlling the charging power level.
[0011]
Here, the controller grasps the estimated charging time required for charging the battery, and operates the power management function for the system body based on the grasped estimated charging time and the requested charging time specified by the user. When the estimated charging time has a margin with respect to the required charging time after the power consumption is reduced, the charging power level to the battery is controlled so as to loosen the power management function. This estimated charging time can be grasped by information output from the intelligent battery if it is an intelligent battery equipped with a CPU inside, and in the case of a so-called dam battery not equipped with a CPU inside, current measurement provided elsewhere It can be grasped by the controller itself from the charging current value that can be detected from the circuit. Further, the control of the charging power level to the battery can be controlled by, for example, an instruction of a utility program executed by a CPU provided in the system main body, in addition to the case where the controller itself controls all.
[0014]
On the other hand, the charging method in the electric device to which the present invention is applied recognizes the required charging time which is the charging time to be executed by the designation from the user, grasps the remaining charging time of the battery, and grasps the remaining charging time. It is characterized in that it is determined whether or not it conforms to the recognized required charging time, and when it is determined that it does not conform, the power management function is operated to reduce the power consumption in the electrical equipment. Then, after operating the power management function to reduce power consumption, determine whether the remaining charging time has a margin for the required charging time, and if there is a margin, charge the battery with the power management function relaxed It is characterized by.
[0016]
Furthermore, the present invention can be grasped as a program for causing a computer device to realize these functions. These programs may be stored in a storage medium such as a CD-ROM and read by a computer device configured to be able to read the storage medium such as a CD-ROM drive. Further, for example, a form that is downloaded to a computer device via a network such as the Internet is conceivable. In the form of downloading the program, it is sufficient if the transmission device for transmitting the program includes storage means for storing the program and transmission means for transmitting the program read from the storage means.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a hardware configuration of a computer system 10 to which this exemplary embodiment is applied. The computer apparatus including the computer system 10 is configured as a notebook PC (notebook type personal computer) equipped with a predetermined OS (operating system) in accordance with, for example, the OADG (Open Architecture Developer's Group) specification. .
[0018]
In the computer system 10 shown in FIG. 1, the CPU 11 functions as the brain of the entire computer system 10 and executes various programs under the control of the OS. The CPU 11 includes an FSB (Front Side Bus) 12 as a system bus, a PCI (Peripheral Component Interconnect) bus 20 as a high-speed I / O device bus, and an ISA (Industry Standard Architecture) as a low-speed I / O device bus. Each component is interconnected via a three-stage bus called a bus 40. The CPU 11 stores the program code and data in the cache memory to increase the processing speed. In recent years, SRAM of about 128 Kbytes is integrated as a primary cache in the CPU 11. In order to compensate for the shortage of capacity, 512 K to 2 Mbytes are provided via a BSB (Back Side Bus) 13 which is a dedicated bus. About the secondary cache 14 is placed. Note that it is possible to reduce the cost by omitting the BSB 13 and connecting the secondary cache 14 to the FSB 12 to avoid a package having a large number of terminals.
[0019]
The FSB 12 and the PCI bus 20 are connected by a CPU bridge (host-PCI bridge) 15 called a memory / PCI chip. The CPU bridge 15 includes a memory controller function for controlling an access operation to the main memory 16 and a data buffer for absorbing a difference in data transfer speed between the FSB 12 and the PCI bus 20. It has become. The main memory 16 is a writable memory used as an execution program reading area of the CPU 11 or a work area for writing processing data of the execution program. For example, it is composed of a plurality of DRAM chips, for example, 64 MB is standard equipment and can be expanded to 320 MB. This execution program includes various drivers for operating the OS and peripheral devices in hardware, application programs for specific tasks, and a BIOS (Basic Input / Output System: Basic Input / Output System) stored in a flash ROM 44 described later. ) Etc. are included.
[0020]
The video subsystem 17 is a subsystem for realizing functions related to video, and includes a video controller. The video controller processes a drawing command from the CPU 11, writes the processed drawing information into the video memory, reads out the drawing information from the video memory, and outputs the drawing information to the liquid crystal display (LCD) 18 as drawing data.
[0021]
The PCI bus 20 is a bus capable of relatively high-speed data transfer, and has a data bus width of 32 or 64 bits, a maximum operating frequency of 33 MHz or 66 MHz, and a maximum data transfer rate of 132 MB / second or 528 MB / second. It is standardized by the specification. An I / O bridge 21, a card bus controller 22, an audio subsystem 25, a docking station interface (Dock I / F) 26, and a mini PCI connector 27 are connected to the PCI bus 20.
[0022]
The card bus controller 22 is a dedicated controller for directly connecting the bus signal of the PCI bus 20 to the interface connector (card bus) of the card bus slot 23. The card bus slot 23 can be loaded with a PC card 24. Is possible. The docking station interface 26 is hardware for connecting a docking station (not shown) that is a function expansion device of the computer system 10. When the notebook PC is set in the docking station, various hardware elements connected to the internal bus of the docking station are connected to the PCI bus 20 via the docking station interface 26. The mini PCI connector 27 is connected to a mini PCI (miniPCI) card 28.
[0023]
The I / O bridge 21 has a bridge function between the PCI bus 20 and the ISA bus 40. DMA controller function, programmable interrupt controller (PIC) function, programmable interval timer (PIT) function, IDE (Integrated Device Electronics) interface function, USB (Universal Serial Bus) function, SMB (System Management Bus) interface function A real-time clock (RTC) is built in.
[0024]
The DMA controller function is a function for executing data transfer between a peripheral device such as FDD and the main memory 16 without intervention of the CPU 11. The PIC function is a function for executing a predetermined program (interrupt handler) in response to an interrupt request (IRQ) from a peripheral device. The PIT function is a function for generating a timer signal at a predetermined cycle. As an interface realized by the IDE interface function, an IDE hard disk drive (HDD) 31 is connected and a CD-ROM drive 32 is connected by ATAPI (AT Attachment Packet Interface). Instead of the CD-ROM drive 32, another type of IDE device such as a DVD (Digital Versatile Disc) drive may be connected. The external storage device such as the HDD 31 or the CD-ROM drive 32 is stored in a storage place called “media bay” or “device bay” in the notebook PC main body, for example. These external storage devices equipped as standard may be exchangeable and exclusively attached to other devices such as an FDD or a battery pack.
[0025]
Further, the I / O bridge 21 is provided with a USB port, and this USB port is connected to, for example, a USB connector 30 provided on the wall surface of the notebook PC main body. Furthermore, an EEPROM 33 is connected to the I / O bridge 21 via an SM bus. The EEPROM 33 is a memory for holding information such as a password registered by the user, a supervisor password, and a product serial number, and is nonvolatile and can electrically rewrite the stored contents.
[0026]
Furthermore, the I / O bridge 21 is connected to the power supply circuit 50. For example, the power supply circuit 50 is connected to a commercial power supply of AC 100V and performs AC / DC conversion, an intelligent battery 52 as a battery (secondary battery, battery), the intelligent battery 52 is charged and the AC adapter 51 A battery switching circuit 54 for switching a power supply path from the intelligent battery 52, a DC / DC converter (DC / DC) 55 for generating a DC constant voltage such as + 15V, + 5V, + 3.3V and the like used in the computer system 10. It has a circuit.
[0027]
The intelligent battery 52 may be provided inside the casing of the main system as well as a battery pack that can be freely removed from the main system. The intelligent battery 52 may be replaced with a dumb battery that does not include a CPU. Further, the AC adapter 51 that is one of the power supply apparatuses is generally provided outside the casing of the main system, but may be provided inside the casing of the main system. As the main body system, for example, a configuration in which an AC inlet or a DC inlet into which a cable connector can be inserted and removed is provided. For example, when the AC adapter 51 is outside, the AC inlet and the DC inlet are configured so that a connector coming out of a cable connected to the AC adapter 51 can be inserted and removed. For example, when the AC adapter 51 is inside the main system. Is configured so that a connector directly connected from a commercial power source can be inserted and removed.
[0028]
On the other hand, inside the core chip constituting the I / O bridge 21 is an internal register for managing the power state of the computer system 10 and a logic for managing the power state of the computer system 10 including the operation of the internal register ( State machine) is provided. This logic transmits / receives various signals to / from the power supply circuit 50, and recognizes an actual power supply state from the power supply circuit 50 to the computer system 10 by transmitting / receiving these signals. The power supply circuit 50 controls power supply to the computer system 10 in accordance with an instruction from this logic.
[0029]
The ISA bus 40 is a bus having a lower data transfer rate than the PCI bus 20 (for example, a bus width of 16 bits and a maximum data transfer rate of 4 MB / second). Connected to the ISA bus 40 are an embedded controller 41, a CMOS 43, a flash ROM 44, and a super I / O controller 45 connected to the gate array logic 42. It is also used to connect peripheral devices that operate at a relatively low speed such as a keyboard / mouse controller. The Super I / O controller 45 is connected to an I / O port 46, which drives FDD, inputs / outputs parallel data via the parallel port (PIO), and inputs / outputs serial data via the serial port (SIO). ) Is controlled.
[0030]
The embedded controller 41 controls a keyboard (not shown) and is connected to the power supply circuit 50, and performs a part of the power management function together with the gate array logic 42 by a built-in power management controller (PMC). I'm in charge.
[0031]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a power supply system to which the present embodiment is applied. In this power supply system, a current detector 62 that detects a current value from an AC adapter 51 that is a power supply device, a charger 61 that supplies a charging voltage to the intelligent battery 52, an output of an inverter 66 of the CPU 11 and the LCD 18, etc. A voltage regulator 63 that regulates the voltage to be applied is provided. In addition, a basic input / output / operating system (BIOS / OS) 64 that passes power control information from the utility program of the CPU 11 to the embedded controller via the gate array logic 42, and an operating frequency of the CPU 11 based on mode control from the embedded controller 41. CPU operating mode control logic 65 for controlling the above and an inverter circuit 66 for driving the lamp 67 of the LCD 18 based on the luminance control of the embedded controller 41.
[0032]
The intelligent battery 52 used here is equipped with a CPU (not shown) in itself and can manage the state of the battery (remaining battery level, charge / discharge state), for example, SBS (Smart Battery System), which is a standard specification. Is compliant. The intelligent battery 52 in the present embodiment calculates the remaining charging time in the battery pack and outputs the calculated value to the embedded controller 41.
[0033]
Instead of the intelligent battery 52, a simple battery (dam battery) without a CPU can be used. In such a case, a charging current detection mechanism for measuring a current value is provided between the charger 61 and the battery, and the charging current value of the battery detected by the charging current detection mechanism is input to the embedded controller 41. Thus, the input current value may be integrated to hold the battery capacity value.
[0034]
The remaining charge time calculated by the SBS-compliant intelligent battery 52 is sent to the embedded controller 41 as AverageTimeToFull (command 0x13) together with information about a series of batteries. The utility program of the CPU 11 can receive this information via the gate array logic 42 and the BIOS / OS 64. The utility program issues a power control instruction to the embedded controller 41 via the BIOS / OS 64 and the gate array logic 42.
[0035]
The embedded controller 41 has a power management control function as well as ON / OFF control of the charger 61. As this power management function, the embedded controller 41 instructs the CPU operating mode control logic 65 to operate the CPU 11 (control of the operating speed). The CPU operating mode control logic 65 controls the operating frequency of the CPU 11 and the voltage, for example. The supply voltage to the regulator 63 is controlled. Further, the embedded controller 41 gives an instruction to the inverter circuit 66 in order to adjust the luminance level of the lamp 67 in the LCD 18.
[0036]
Next, charging speed adjustment processing in the present embodiment will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing the charging speed adjustment process. In the charging speed adjustment process in the present embodiment, first, it is determined whether or not the power is currently on (step 101). If the power is not on, the system waits until the power is turned on. If the power is on, the user sets the charging mode using the utility program of the CPU 11 (step 102). Here, for example, there are some notebook PCs that do not charge unless a certain state (for example, the battery capacity is 95% or less) from the viewpoint of battery protection. Therefore, for example, whether Charging Current (command 0 × 14) indicates whether or not the battery is in a state of being charged, for example, whether the capacity of the battery detected by the intelligent battery 52 is 95% or less. It is sent to the embedded controller 41 (step 103). If it is not in a charging state, it waits until it is in a charging state. If it is in a charging state, the charger 61 is turned on to start charging (step 104).
[0037]
Next, the remaining charging time is calculated by the intelligent battery 52 (step 105). The embedded controller 41 determines whether or not the remaining charging time is suitable for the charging mode requested by the user (step 106). If it is determined that they are not compatible, the embedded controller 41 operates the power management function to reduce power consumption, and performs charging with increased charging capability (step 107). When the remaining charging time is suitable for the charging mode requested by the user, adjustment is performed according to the user's request. That is, it is determined whether or not there is a margin (step 108). If there is a margin, the power management function is relaxed (step 109), and the routine proceeds to step 110. If there is no room, the power management function is left as it is and the process proceeds to step 110.
[0038]
Next, the embedded controller 41 determines whether or not charging is complete (step 110). If charging is not complete, the process returns to step 105 and continues. If charging is complete, the power management function is returned to the state before charging (step 111), and the process ends.
[0039]
FIG. 4 is a diagram showing an example of a setting screen when the charging mode setting by the user shown in step 102 is performed. Such a setting screen is displayed on the LCD 18 by a utility program executed by the CPU 11. Here, the charging mode is set to “charge in the shortest time”, “charge within 2 hours”, “charge within 3 hours”, “charge within 4 hours”, “same as current setting” “Charge” is shown as a menu and is configured to be selectable by the user. In addition to these items, it is also possible to prepare a menu such as “charging while maximizing system performance (longest time)”. In the setting of the operation state, “Yes / No” can be selected for each item of “Permit CPU speed reduction” and “Allow LCD lower brightness”. In addition, if there is any appropriate power management function, it is only necessary to ask the user whether or not to allow these functions. The example shown in FIG. 4 shows a state in which “charging within 3 hours” is set as the charging mode, and “permission for slowing down the CPU” and “permitting lowering the brightness of the LCD” are set as the operation states. Has been.
[0040]
Next, it is assumed that the user has made settings as shown in FIG. 4 on the setting screen, and specific processing will be described with reference to FIG.
The utility program of the CPU 11 grasps the current remaining charging time in the intelligent battery 52 via the embedded controller 41, the gate array logic 42, and the BIOS / OS 64. The utility program compares the recognized remaining charging time with the time specified by the user. If the charging time is longer than expected by the user, the utility program passes through the BIOS / OS 64 and the gate array logic 42 to embed. The controller 41 is instructed to power down (power control).
[0041]
Based on this instruction, the embedded controller 41 instructs the CPU operating mode control logic 65 to operate the CPU 11 in the low power mode (low power mode) (mode control). Low power mode instructions can be used to slow down the CPU 11 operating speed, including Intel's SpeedStep technology (lowering the processor's operating frequency and operating voltage) and throttling technology (turning the processor on and off periodically). To reduce the operating frequency in a pseudo manner). When the CPU operating mode control logic 65 receives an instruction of Low Power Mode, for example, the CPU 11 controls the CPU 11 so as to reduce the operating frequency, and further controls the voltage regulator 63 so as to lower the voltage supplied to the CPU 11. To do. As a result, the CPU 11 operates in the low power mode. In the low power mode, for example, the clock of the CPU 11 is lowered to 750 MHz with respect to the normal 850 MHz, and the voltage of the CPU 11 is lowered to 1.35 V with respect to the normal 1.6 V.
[0042]
After the CPU 11 starts operating in the low power mode, the utility program receives remaining charge time data calculated inside the battery (intelligent battery 52) again. At this time, if the battery is charged within 3 hours, charging is continued in this state. When the charging time is longer than 3 hours, the utility program instructs the embedded controller 41 to further reduce power via the BIOS / OS 64 and the gate array logic 42.
[0043]
Next, the embedded controller 41 instructs the inverter circuit 66 to lower the luminance level of the lamp 67 in the LCD 18 by one level (luminance control). The utility program receives the remaining charging time data and instructs the embedded controller 41 to lower the luminance until the charging time set by the user is satisfied. When the utility program can be set in a state that satisfies the user's request, the utility program continues charging in that state. When the charging is completed, the embedded controller 41 returns the operation mode (operation speed) of the CPU 11 and the brightness of the LCD 18 to the original settings in accordance with an instruction of the utility program or its own determination.
[0044]
In the above description, the example in which the embedded controller 41 is operated by power control from the utility program of the CPU 11 has been described as an example. However, the embedded controller 41 receives information on the time expected by the user and determines the embedded controller 41 for the determination. It is also possible to configure to execute power control.
[0045]
FIGS. 5A to 5C are diagrams showing charging characteristics. FIG. 5A shows the charging characteristics during normal operation, FIG. 5B shows the charging characteristics when the CPU 11 is in the low power mode, and FIG. 5C shows the CPU 11 in the low power mode, LCD 18. The charging characteristics when the luminance of the lamp 67 is minimized are shown. The horizontal axis represents the charging time (min), the vertical axis represents the charging current value (mA) and the battery capacity (%), and the battery capacity change state and the charging current change state are shown. In the actual measurement data in the normal state shown in FIG. 5A, charging takes about 240 minutes (4 hours). On the other hand, in the measured data when the CPU 11 shown in FIG. 5B is in the low power mode, the charging is shortened to about 170 minutes (2 hours 50 minutes), and the CPU 11 shown in FIG. In the actual measurement data when the brightness of the lamp 67 in the LCD 18 is minimized, the charging is further shortened to about 161 minutes (2 hours 41 minutes). Thus, the charging time can be significantly shortened by performing power control.
[0046]
Next, a method for calculating the predicted charging time in the present embodiment will be described. The calculation of the predicted charging time is performed inside the intelligent battery 52 in the case of an intelligent type having a CPU therein. When taking a system configuration using a dumb battery that does not have a CPU in the battery, the embedded controller 41 executes the system configuration based on, for example, a measured charging current value.
[0047]
FIG. 6 is a diagram showing charging characteristics in a lithium ion battery. Here, the horizontal axis represents the charge capacity (mWh), and the vertical axis represents the charge current value (mA) and the voltage value (V), and the voltage change and the charge current change with respect to the charge capacity are shown. The charging characteristics of lithium-ion batteries have shifted from the constant current mode where the charging current value is constant to the constant voltage mode where the charging current is greatly reduced while the voltage value is almost constant. To do. The charge capacity when shifting from the constant current mode to the constant voltage mode is Cth. If the current capacity of the battery is Cnow, the remaining charging time T [min] can be obtained as follows.
(A) When Cnow <Cth, T [min] = (Cth [mWh] −Cnow [mWh]) × 60 / (charging current [mA] × voltage [V]) + Ttable [min]
(B) When Cnow ≧ Cth, T [min] = Ttable [min]
Here, Ttable is a table showing the relationship between the capacity and the charging time in the constant voltage mode.
[0048]
FIG. 7 is a diagram showing an example of a table showing the relationship between the battery capacity and the charging time in the constant voltage mode. For example, when the battery capacity is less than 80%, the value calculated by the above formula (A) is used as the constant current mode. For example, when the battery capacity is 80% or more, the remaining capacity from the battery capacity (%) shown in FIG. What is necessary is just to read charge time (min). When power management is activated, the value of “charging current [mA] × voltage [V]” indicating the charging power in the above formula (A) increases, and the remaining charging time T [min] Get smaller.
[0049]
As described above, according to the present embodiment, when the capacity (output power) of the AC adapter 51 does not change and the power of the system increases, the power management function of the system prevents the problem that the charging time of the battery becomes long. By combining with, the user can select the optimum charging time.
[0050]
In this embodiment, an interface (utility program) is provided that allows the user to select the charging time. As a result, the user can select the charging time, which has not been dealt with conventionally. Furthermore, when the charging time is predicted by the system body (embedded controller 41) or the intelligent battery 52, and the estimated time is longer than the charging time set by the user, the power management function is activated to reduce the power consumption of the system body. By increasing the charging power, it is possible to shorten the charging time and satisfy the user's request.
[0051]
As the power management function, in the above description, the CPU 11 is set to the low power mode and the brightness of the lamp 67 of the LCD 18 is reduced. When the CPU 11 is set in the low power mode, as described above, the clock of the CPU 11 is usually 750 MHz with respect to 850 MHz, and the voltage of the CPU 11 is usually about 1.35 V with respect to 1.6 V. It is possible to ensure the same level of performance as when the notebook computer 51 is removed and the notebook PC is driven by a battery.
[0052]
In addition to the above example, the power management function can be adopted as appropriate. For example, disable communication functions that are not being used, stop power supply to USB-compatible devices, reduce the performance of video chips and video controllers, etc., depending on the system performance and functions. Is possible. In addition, such a function that prioritizes rapid charging is not limited to a computer device such as a notebook PC, and can also be applied to other electrical devices.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in an electrical device using a battery that performs charging and discharging, the charging time can be shortened as necessary.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a hardware configuration of a computer system to which the exemplary embodiment is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a power supply system to which the exemplary embodiment is applied.
FIG. 3 is a flowchart showing a charging speed adjustment process.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a setting screen when the charging mode is set by the user shown in step 102.
5A to 5C are diagrams showing charging characteristics. FIG.
FIG. 6 is a diagram showing charging characteristics in a lithium ion battery.
FIG. 7 is a diagram showing an example of a table showing a relationship between battery capacity and charging time in a constant voltage mode.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Computer system, 11 ... CPU, 18 ... Liquid crystal display (LCD), 41 ... Embedded controller, 42 ... Gate array logic, 50 ... Power supply circuit, 51 ... AC adapter, 52 ... Intelligent battery, 61 ... Charger, 62 ... Current detector, 63 ... Voltage regulator, 64 ... Basic input / output / operating system (BIOS / OS), 65 ... CPU operating mode control logic, 66 ... Inverter circuit, 67 ... Lamp

Claims (9)

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パワーマネージメント機能を動作させて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、
前記電池の充電時間を予測する充電時間予測手段と
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、
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パワーマネージメント機能を動作させて前記本体の消費電力を下げた後、前記予測された充電時間が前記ユーザ要求把握手段により把握された要求充電時間に対して余裕があるか否かを判断し、余裕がある場合に当該パワーマネージメント機能を緩めるように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電気機器。
A battery that discharges after charging and supplies power to the main body;
Power supply means for supplying charging power to the battery and supplying power to the main body;
When supplying power to the battery and the main body by the power supply means, power management means for operating the power management function to increase the charging power to the battery and reducing the power consumption of the main body,
Charging time predicting means for predicting the charging time of the battery ;
A user request grasping means for grasping a request for a charging time of a user who uses an electric device ,
The power management means operates the power management function based on the charging time predicted by the charging time prediction means to reduce the power consumption of the main body, and then the predicted charging time is the user request grasping means. It is determined whether or not there is a margin with respect to the required charging time grasped by the control, and when there is a margin, the power consumption function for the main body is controlled so as to loosen the power management function. machine.
前記電力供給手段は、ACアダプタ、DC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記載の電気機器。2. The electric apparatus according to claim 1 , wherein the power supply means is any one of an AC adapter, a DC inlet, an AC inlet, and a power supply device. 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要求充電時間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前記要求充電時間に基づいて、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、
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要求充電時間とに基づいて前記システム本体に対するパワーマネージメント機能を動作させて当該システム本体の消費電力を下げた後、前記予測充電時間が前記要求充電時間に対して余裕がある場合には、当該パワーマネージメント機能を緩めるように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コンピュータ装置。
A battery that discharges after charging and supplies power to the system body;
A power supply device that supplies charging power to the battery from an external commercial power source and supplies power to the system body;
An interface that allows the user to specify the required charging time for the battery;
A controller for controlling a charging power level from the power supply device to the battery based on the required charging time designated by a user via the interface;
The controller grasps an estimated charging time required for charging the battery , operates a power management function for the system main body based on the grasped estimated charging time and the required charging time specified by a user, and After the power consumption of the system main body is reduced, when the estimated charging time has a margin with respect to the required charging time , the charging power level to the battery is controlled so as to loosen the power management function. A computer device.
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記載のコンピュータ装置。When the controller supplies power to the battery and the system main body from the power supply device, the controller slows down the operation speed of the CPU in the system main body in order to increase charging power to the battery. The computer apparatus according to claim 3 . 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記載のコンピュータ装置。When the controller supplies power to the battery and the system body from the power supply device, the controller reduces power consumption of the LCD panel in the system body in order to increase charging power to the battery. The computer apparatus according to claim 3 . 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記載のコンピュータ装置。The computer device according to claim 3 , wherein the interface provides screen information for selecting a charging time to the user and recognizes a user input to the screen information. ユーザからの指定により実行すべき充電時間である要求充電時間を認識し、
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要求充電時間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、
前記パワーマネージメント機能を動作させて前記本体の消費電力を下げた後に前記残り充電時間が前記要求充電時間に対して余裕があるか否かを判断し、
余裕がある場合に前記パワーマネージメント機能を緩めて充電を行うことを特徴とする電気機器における充電方法。
Recognize the required charging time , which is the charging time to be executed by the user's specification,
Know the remaining battery charge time,
It is determined whether the remaining charge time that has been grasped meets the recognized the requested charge time,
When it is judged that it is not compatible, operate the power management function to reduce the power consumption in the electrical equipment,
After operating the power management function to reduce the power consumption of the main body, determine whether the remaining charging time has room for the required charging time ,
A charging method in an electric device, wherein charging is performed by loosening the power management function when there is a margin.
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記載の電気機器における充電方法。8. The charging method for an electric device according to claim 7 , wherein the power management function lowers the power consumption of the electric device when charging power for the battery and power consumption for the main body are simultaneously supplied. 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、
前記電池に対する要求充電時間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パワーマネージメント機能を動作させて電力を落とすように指示する機能と、
前記パワーマネージメント機能を動作させて前記本体の消費電力を下げた後に前記予測充電時間が前記要求充電時間に対して余裕があるか否かを判断し、余裕がある場合に前記パワーマネージメント機能を緩めるように指示する機能とを実現させるためのプログラム。
In a computer device that operates using the voltage of a charged battery,
A function of displaying a setting screen on which a user can input a required charging time for the battery;
A function for recognizing input from the user on the displayed setting screen;
A function of recognizing the expected charging time of the battery;
A function to instruct a power management function to operate based on the input from the user and the estimated charging time and to reduce power;
After operating the power management function to reduce the power consumption of the main body, it is determined whether or not the estimated charging time has a margin with respect to the required charging time. If there is a margin, the power management function is relaxed. Program to realize the function to instruct
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