JP6799754B2 - バッテリ制御装置、電子機器、バッテリパック及びバッテリ制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、充放電可能なバッテリから電源が供給される電子機器におけるバッテリの制御装置、電子機器、バッテリパック及び制御方法に関する。

近年モバイル端末の普及とともに、駆動電源として充電可能なバッテリ（またはバッテリパック）を使用する電子機器が普及している。バッテリのバッテリ残量は電子機器の動作に影響を与えることから、バッテリのバッテリ残量の検出やバッテリのバッテリ残量の低下抑制に関して種々の技術が開発されている（例えば、特許文献１〜２参照）。

一方で、バッテリは深放電状態(バッテリ残量が０％の状態で長期間放置された状態)では、負極の皮膜が壊れ、銅が溶出するという問題が知られている。そのため、バッテリや電子機器は、一般にバッテリの電圧が閾値以下にある状態では、バッテリの充放電を禁止するように構成されている。

また、バッテリは、バッテリ残量などを監視するためのマイコンを内蔵しており、このマイコンは、バッテリが電子機器に接続されていない状態であっても動作している。このため、バッテリは、バッテリが電子機器に接続されていない状態では、自然放電に加えて、バッテリ内のマイコンにより電力が消費される。

特開２０１１−２２７８２０号公報 特開平１０−１１０９４６号公報

本開示は、バッテリ残量が低下したバッテリの消費電力を削減し、バッテリを長期間保存可能とするバッテリ制御装置、電子機器、バッテリパック及びバッテリ制御方法を提供する。

本開示の第１の態様において、二次電池を含むバッテリパックから電源が供給される電子機器におけるバッテリ制御装置が提供される。バッテリ制御装置は、二次電池のバッテリ残量を監視するバッテリ監視部と、電源制御部と、を備える。バッテリ監視部は、バッテリ残量が閾値以下になったときにアラームを発行し、その後に、電源制御部からシャットダウンコマンドを受信したときにバッテリ監視部をシャットダウンする。電源制御部は、バッテリ監視部からアラームを受信し且つバッテリ残量が閾値以下であると判断したときに、シャットダウンコマンドをバッテリ監視部に送信する。

本開示の第２の態様において、バッテリ残量を監視するバッテリ監視部を備えたバッテリパックから電源が供給される電子機器が提供される。バッテリパックは、バッテリ残量が閾値以下になったときにアラームを発行する。電子機器は、バッテリパックからアラームを受信し且つ取得したバッテリ残量が閾値以下であると判断したときに、バッテリ監視部をシャットダウンするためのコマンドをバッテリに送信する電源制御部を備える。

本開示の第３の態様において、電子機器に電源を供給するバッテリパックが提供される。バッテリパックは、充電可能な二次電池と、二次電池のバッテリ残量を監視するバッテリ監視部と、を備える。バッテリ監視部は、バッテリ残量が閾値以下になったときに、バッテリが電子機器に接続されていない場合は、バッテリ監視部をシャットダウンする。バッテリ監視部は、前記バッテリ残量が閾値以下になったときに、バッテリが電子機器に接続されている場合は、電子機器からのシャットダウンコマンドの受信を待ち、シャットダウンコマンドを受信したときにバッテリ監視部をシャットダウンする。

本開示の第４の態様において、バッテリパックから電源が供給される電子機器におけるバッテリ制御方法が提供される。バッテリパックは、充電可能な二次電池と、二次電池のバッテリ残量を監視する監視部とを含む。バッテリ制御方法は、バッテリ残量が閾値以下になったときに前記バッテリパックにおいてアラームを発行するステップを含む。また、バッテリ制御方法は、電子機器において、バッテリパックからアラームを受信したときに、バッテリ残量が前記閾値以下であるか否かを判断するステップを含む。さらに、バッテリ制御方法は、バッテリ残量が閾値以下であると判断したときに、電子機器からバッテリパックへ、バッテリの監視部をシャットダウンさせるためのコマンドを送信するステップを含む。

図１は、第１の実施の形態におけるバッテリ制御装置の構成を示す図である。 図２は、電子機器の内部構成を示す図である。 図３は、バッテリ残量低下時の電子機器とバッテリ間の通信の例を説明した図である。 図４は、バッテリにおけるバッテリ残量低下時のシャットダウン制御を示すフローチャートである。 図５は、電子機器におけるバッテリ残量低下時のシャットダウン制御を示すフローチャートである。 図６は、電子機器における割り込み待ち時の制御を示すフローチャートである。

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（第１の実施の形態）
以下、図１〜６を用いて、第１の実施の形態を説明する。

［１−１．構成］
図１に、バッテリ制御装置の構成を示す。バッテリ制御装置は、バッテリ１０から電源が供給される電子機器５０においてバッテリの制御を行う装置である。バッテリ制御装置は、バッテリマイコン１３と電源制御マイコン５３を含む。

［１−１−１．バッテリ］
バッテリ１０は、電子機器５０に対して着脱可能な電源であり、「バッテリパック」とも称される。バッテリ１０は、電池セル１１と、バッテリ１０の監視を行うバッテリマイコン１３と、メモリ１５と、スイッチ１７と、接続端子３１ａ〜３９ａとを備える。

電池セル１１は充電可能な二次電池であり、リチウムイオン電池である。

バッテリマイコン１３はバッテリ１０を監視するマイコンであり、バッテリ１０の安全制御や、充電電流、充電電圧、温度などの監視などを実施している。バッテリマイコン１３はＣＰＵまたはＭＰＵを含み、ＣＰＵまたはＭＰＵがプログラム（ソフトウェア）を実行することで所定の機能を実現する。

バッテリ１０は、電子機器５０と電気的に接続するための種々の接続端子３１ａ〜３９ａを備えている。例えば、接続端子３３ａは、バッテリ１０と電子機器５０との間でデータ（アラーム、ステータス情報、バッテリデータ等）やコマンド（ＤＡＴＡ信号）を送受信するための端子である。接続端子３５ａは、電子機器５０からクロック信号（ＣＬＫ信号）を受信するための端子である。接続端子３７ａは、電子機器５０がバッテリ１０の接続（装着）を検出するための検出信号（ＤＥＴ信号）を出力する端子である。接続端子３１ａ、３９ａは、電子機器５０へ駆動電圧を供給するための、または、バッテリ１０の電池セル１１を充電するための電圧を受けるための端子である。

メモリ１５は不揮発性メモリであり、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭのような半導体メモリで構成される。メモリ１５はバッテリマイコン１３に含まれても良い。メモリ１５は、バッテリ１０のステータスに関する情報や、残量テーブル２１を記憶している。残量テーブル２１は、バッテリ１０すなわち電池セル１１の電圧と、バッテリ残量（％）との関係を示すテーブルである。バッテリ残量は、バッテリ１０（電池セル１１）に充電されている供給可能な電力の量を示す値である。本例では、バッテリ残量は、全容量に対する現時点の容量の比率（パーセンテージ）で表す。

スイッチ１７は例えばＦＥＴで構成される。スイッチ１７は、バッテリマイコン１３によりそのオン、オフが制御される。スイッチ１７は、電池セル１１から電子機器５０への電源供給経路及び電子機器５０から電池セル１１への充電経路にそれぞれ設けられている。それぞれのスイッチ１７をオフすることにより、電池セル１１から電子機器５０への電源供給経路及び電子機器５０から電池セル１１への充電経路が遮断され、電池セル１１に対する充放電が行われないようになる。

［１−１−２．電子機器］
電子機器５０はノート型パーソナルコンピュータである。電子機器５０は、電子機器５０の電源に関する制御を行う電源制御マイコン５３を備えている。電源制御マイコン５３は、電子機器５０の電源に関する種々の制御を行うマイコンである。電源制御マイコン５３はＣＰＵまたはＭＰＵを含み、ＣＰＵまたはＭＰＵがプログラム（ソフトウェア）を実行することで所定の機能を実現する。

電源制御マイコン５３は、動作モードとして、通常モードと、通常モードよりも消費電力が少ないスリープモード（低消費電力モード）とを有する。スリープモードにおいては、電源制御マイコン５３の一部の回路への電源供給が停止され、電源制御マイコン５３の消費電力が低減される。スリープモードにおいて、電源制御マイコン５３はその主要な機能を停止するが、所定のイベントに基づきウェイクアップする機能は有効である。

また、電子機器５０は、バッテリ１０と電気的に接続するための種々の接続端子３１ｂ〜３９ｂを備えている。例えば、接続端子３３ｂは、バッテリ１０と電子機器５０との間でデータやコマンド（ＤＡＴＡ信号）を送受信するための端子である。接続端子３５ｂは、バッテリ１０へクロック信号（ＣＬＫ信号）を送信するための端子である。接続端子３７ｂは、バッテリ１０が電子機器５０へ接続（装着）されているか否かを検出するための検出信号（ＤＥＴ信号）を受信するための端子である。なお、バッテリ１０が電子機器５０に接続されている場合、ＤＥＴ信号は「Ｌｏｗ」になる。接続端子３１ｂ、３９ｂは、バッテリ１０から駆動電圧を受けるため、または、バッテリ１０へ電池セル１１の充電用電圧を供給するための端子である。

図２は、電子機器５０のより具体的な構成を示すブロック図である。電子機器５０は、電源制御マイコン５３に加えて、電子機器５０の全体動作を制御する主制御部５１と、種々の情報を表示する表示部５４と、ユーザ操作を受け付ける操作部５５と、ＲＡＭ５６と、データやプログラムを格納するデータ記憶部５７とを備える。さらに、電子機器５０は、外部機器を接続するための機器インタフェース５８と、ネットワークと接続するためのネットワークインタフェース５９とを備える。

表示部５４は例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイで構成される。操作部５５は、キーボード、マウス、タッチパッド、タッチパネル、ボタン等のユーザが操作を行う部材を含む。

機器インタフェース５８は、電子機器５０に他の機器を接続するための回路（モジュール）である。機器インタフェース５８は、ＵＳＢ、ＨＤＭＩ（登録商標）、ＩＥＥＥ１３９５等の通信規格にしたがい通信を行う。ネットワークインタフェース５９は、無線または有線の通信回線を介して電子機器５０をネットワークに接続するための回路（モジュール）である。ネットワークインタフェース５９は、ＩＥＥＥ８０２．３，ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／１１ｂ／１１ｇ／１１ａｃ、ＷｉＦｉ等の通信規格に準拠した通信を行う。

ＲＡＭ５６は、例えば、ＤＲＡＭやＳＲＡＭ等の半導体デバイスで構成され、データを一時的に記憶するとともに、主制御部５１の作業エリアとしても機能する。

データ記憶部５７は所定の機能を実現するために必要なパラメータ、データ及び制御プログラム等を記憶する記録媒体であり、例えば、ハードディスク（ＨＤＤ）や半導体記憶装置（ＳＳＤ）で構成される。

主制御部５１は、ＣＰＵまたはＭＰＵを含み、制御プログラム（ソフトウェア）を実行することで所定の機能を実現する。制御プログラムは例えば、データ記憶部５７に格納される。

主制御部５１は、電子機器５０の動作モードを、シャットダウンモード、ハイバネーションモード、サスペンドモード、通常モードのいずれかに設定する機能を有する。シャットダウンモードは、電子機器５０中の全てのアプリケーションを終了した後、電子機器５０中の全てのデバイスに対する電源供給を停止するモードである。すなわち、電子機器の電源をオフするモードである。ハイバネーションモードは、電子機器５０において作業中の状態をデータ記憶部５７（ハードディスクまたはＳＳＤ）に保存した後、主制御部５１への通電を停止するモードである。この場合、サスペンドモードは、電子機器５０において作業中の状態をＲＡＭ５６に保存した後、主制御部５１への通電を停止するモードである。この場合、ＲＡＭ５６には通電されている。通常モードは、電子機器５０内の各デバイスに対して通常に電源が供給されるモードである。通常モード以外のモードでは、電子機器５０の機能は停止し、通常モードに比べて消費電力が小さくなる。なお、シャットダウンモードおよびハイバネーションモードを「休止モード」と称す。

電子機器５０の駆動電圧は、バッテリ１０に加えて、例えば、ＡＣアダプタを介して商用電源から供給されてもよい。

［１−２．動作］
バッテリ１０が接続（装着）された電子機器５０におけるバッテリ制御装置について、その動作を以下説明する。なお、以下では、電子機器５０の動作モードが休止モードである場合におけるバッテリ１０及び電子機器５０の動作を説明する。

本実施形態のバッテリ制御装置は、バッテリ１０の残量低下時において、電子機器５０に駆動電源を供給するバッテリ１０または電子機器５０のシャットダウンを制御する装置である。バッテリ制御装置がバッテリ１０及び電子機器５０のシャットダウンを制御してもよい。バッテリ制御装置は、バッテリ残量が所定の閾値(例えば、５%)以下になったときに、バッテリマイコン１３をシャットダウンさせる。これにより、バッテリ１０自身の消費電力を抑制し、深放電状態に達する時間を遅延させる。

具体的には、バッテリマイコン１３は、残量テーブル２１を参照して現時点のバッテリ残量を求め、そのバッテリ残量が閾値に達したか否かを判断する。バッテリ残量が閾値に達したと判断した場合、バッテリ１０が電子機器５０に接続されていないとき（すなわち、バッテリが単体で存在しているとき）は、バッテリマイコン１３はシャットダウンモードに移行する。これによりバッテリマイコン１３はシャットダウンする。

一方、バッテリ１０が電子機器５０に接続されている場合、バッテリマイコン１３は、自身の判断でシャットダウンモードに移行することはせず、電子機器５０の電源制御マイコン５３がバッテリ１０のバッテリ残量を判断して、バッテリマイコン１３をシャットダウンモードに遷移させる。図３を用いて、バッテリ１０が電子機器５０に接続されているときの動作の概要を説明する。

図３に示すように、電源制御マイコン５３は、所定の条件を満たすときにスリープモードに移行する（Ｓ３０）。バッテリマイコン１３は、バッテリ残量が低下した（バッテリ残量が閾値以下になった）と判断すると（Ｓ１２）、シャットダウンせずに、電源制御マイコン５３に対してアラームを発行する（Ｓ１６）。

電源制御マイコン５３は、スリープモードにおいてアラームを受信すると、ウェイクアップし、通常モードに復帰する（Ｓ４２）。電源制御マイコン５３は、バッテリ残量を判定し、バッテリ残量が低下していると判断すると（Ｓ２６）、電子機器５０のシャットダウンの準備を行い（Ｓ２７）、準備が完了した後にシャットダウンコマンドをバッテリマイコン１３に送信する（Ｓ２８）。シャットダウンコマンドを受けて、バッテリ１０（バッテリマイコン１３）がシャットダウンする。その後、バッテリ１０のシャットダウンにより、電子機器５０に対して電源が供給されなくなるため、電子機器５０もシャットダウンする。

以上のように、バッテリ残量低下時にバッテリマイコン１３をシャットダウンすることにより、バッテリ残量低下時のバッテリ１０の消費電力を抑えることができ、バッテリ１０の保存可能期間を延長させることができる。また、電子機器５０のシャットダウンの準備完了後に、バッテリマイコン１３をシャットダウンさせるため、電子機器５０において処理中のデータの破壊や喪失を低減することができる。

以下、バッテリ１０及び電子機器５０におけるバッテリ残量低下時の詳細な動作を説明する。

［１−２−１．バッテリの動作］
図４のフローチャートを用いて、バッテリ残量低下時のシャットダウン動作について説明する。なお、図４に示す動作は所定の時間間隔毎にバッテリ１０のバッテリマイコン１３により実行される。

バッテリマイコン１３は電池セル１１の電圧を取得する（Ｓ１１）。バッテリマイコン１３は、電池セル１１の電圧に基づいて、バッテリ残量が閾値以下になったか否かを判断する（Ｓ１２）。具体的には、バッテリマイコン１３は残量テーブル２１を参照して、取得した電池セル１１の電圧に基づき現時点のバッテリ残量を求め、求めたバッテリ残量と閾値とを比較する。閾値は、例えば０％よりも所定値だけ高い値（本例では、５％）に設定する。このように閾値を設定することで、バッテリ残量が０％にならないようにバッテリ１０を制御することができる。また、バッテリ残量が０％になる前にユーザにバッテリ残量が低下したことを認識させることができる。

現在のバッテリ残量が閾値以下の場合、バッテリマイコン１３は、バッテリ１０が電子機器５０に接続されているか否かを判断する（Ｓ１３）。バッテリマイコン１３は、バッテリ１０の電子機器５０への接続の有無をＤＡＴＡ信号やＣＬＫ信号に基づいて判断することができる。

バッテリ１０が電子機器５０に接続されていない場合（Ｓ１３でＮＯ）、すなわち、バッテリ１０が単独で存在している場合、バッテリマイコン１３はシャットダウンモードに移行し、シャットダウンする（Ｓ１４）。バッテリマイコン１３はシャットダウンする際に、スイッチ１７をオフする。

バッテリマイコン１３の動作が停止することで、バッテリマイコン１３での電力消費をなくすことができるため、バッテリ１０内での電力消費を抑制でき、電池セル１１が深放電状態になる時期を遅延させることができる。なお、その後、ユーザにより、バッテリ１０が電子機器５０に接続され、ＡＣアダプタを介してバッテリマイコン１３に電源が供給されたときに、バッテリマイコン１３によってスイッチ１７がオンされる。これによってバッテリ１０は電子機器５０により充電される。

一方、バッテリ１０が電子機器５０に接続されている場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、バッテリマイコン１３は、アラーム設定がＯＮ（有効）であるか否かを判断する（Ｓ１５）。アラーム設定は、バッテリ残量が閾値以下になったときのアラーム発行に関する設定であり、電子機器５０によってバッテリ１０に対して設定される。バッテリ１０のバッテリ残量が閾値以下になったときに、アラーム設定がＯＮ（有効）であれば（Ｓ１５でＹＥＳ）、バッテリマイコン１３は、電子機器５０に対してアラームを発行し（Ｓ１６）、アラーム設定がＯＦＦであれば（Ｓ１５でＮＯ）、アラームを発行しない。

その後、バッテリマイコン１３は、電子機器５０から、バッテリマイコン１３をシャットダウンするためのシャットダウンコマンドを受信したか否かを判断する（Ｓ１７）。シャットダウンコマンドを受信していない場合（Ｓ１７でＮＯ）、バッテリマイコン１３は、ステップＳ１１に戻り、上記の処理を繰り返す。電子機器５０からシャットダウンコマンドを受信した場合（Ｓ１７でＹＥＳ）、バッテリマイコン１３はシャットダウンモードに移行し、シャットダウンする（Ｓ１４）。これにより、バッテリマイコン１３の動作が停止するため、バッテリ１０内での電力消費を抑制でき、電池セル１１が深放電状態になる時期を遅延させることができる。

［１−２−２．電子機器の動作］
図５及び図６のフローチャートを用いて、電子機器５０におけるバッテリ残量低下時のシャットダウン動作について説明する。なお、図５、図６に示す動作は所定の時間間隔毎に電子機器５０の電源制御マイコン５３により実行される。

電子機器５０の電源制御マイコン５３は、バッテリ１０（すなわち、バッテリマイコン１３）からバッテリ１０の状態を示すステータス情報を取得する（Ｓ２１）。ステータス情報は、現在及び過去において発生したエラーを示すエラーステータス、シャットダウンの経験の有無を示すステータス、及び現在バッテリ１０が充電中か放電中かを示すステータス等を含む。

電源制御マイコン５３は、取得したステータス情報を参照して、バッテリ１０が直前にシャットダウンされていたか否かを判断する（Ｓ２２）。シャットダウンさていた場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、電源制御マイコン５３は、表示に用いるバッテリ残量値を０（％）に補正する（Ｓ２３）。電子機器５０の表示部５４は、バッテリ１０のバッテリ残量値を表示する。また、電源制御マイコン５３は、バッテリ１０のシャットダウン前のバッテリ残量値を保持している。バッテリ残量値を補正しない場合、バッテリ１０のシャットダウン前のバッテリ残量値（０％でない値）が表示部５４に表示されてしまう。このため、ユーザは、バッテリ残量があるにも関わらず、シャットダウンが発生したと感じ、違和感を憶えるおそれがある。このようなユーザの違和感を低減するため、表示に用いるバッテリ残量値を０（％）に補正している。補正されたバッテリ残量の値は、バッテリ１０に送信され、バッテリマイコン１３において管理されるバッテリ残量の値も補正される。

電源制御マイコン５３は、バッテリ１０（すなわち、バッテリマイコン１３）からバッテリデータを取得する（Ｓ２４）。バッテリデータは、バッテリ残量、放電電流、放電電圧、バッテリ１０の温度、等の情報を含む。

次に、電源制御マイコン５３は、スリープモードへ移行可能か否かを判断する（Ｓ２５）。スリープモードへの移行の可否の判断は、所定の条件を満たすか否かで判断する。例えば以下のように行う。

・電子機器５０の主制御部５１が実行しているシステム（ＯＳ）からの起動要求（スリープモードからの復帰要求）がなく、無線ＬＡＮを介しての起動要求がなく、かつ、バッテリ１０が電子機器５０に接続されている場合、停止可能と判断。

・電子機器５０の動作モードがサスペンドモードである場合、ＬＥＤ制御が必要なため、停止不可と判断。

・電子機器５０の動作モードがシャットダウンモードまたはハイバネーションモードであり、かつ、ＬＡＮ経由での起動要求を受け付ける設定（ＷａｋｅＯｎＬＡＮ設定）がなされていない場合、停止可能と判断。

・バッテリ１０が充電中である場合は、停止不可と判断。

スリープモードへの移行が不可である場合（Ｓ２５でＮＯ）、電源制御マイコン５３は、バッテリ１０のバッテリ残量が閾値以下（例えば５％以下）であるか否かを判断する（Ｓ２６）。バッテリ１０のバッテリ残量が閾値以下でない場合（Ｓ２６でＮＯ）、電源制御マイコン５３は、ステップＳ２４に戻り上記の処理を繰り返す。

バッテリ１０のバッテリ残量が閾値以下である場合（Ｓ２６でＹＥＳ）、電源制御マイコン５３は、主制御部５１に対して電子機器５０のシャットダウン（電源ＯＦＦ）の準備を指示する（Ｓ２７）。主制御部５１は、この指示を受けて、電子機器５０のシャットダウン（電源ＯＦＦ）の準備を行う。例えば、電子機器５０のシステムの動作状態（作業状態）をデータ記憶部５７（ハードディスクやＳＳＤ）に格納する等の処理を行う。

シャットダウンの準備の完了後、電源制御マイコン５３は、バッテリマイコン１３に対してシャットダウンコマンドを発行する（Ｓ２８）。バッテリマイコン１３はシャットダウンコマンドを受信すると、シャットダウンする（図４のＳ１７、Ｓ１４）。これにより、バッテリ１０から電子機器５０への電源供給が停止されるため、電子機器５０はシャットダウンする。

一方、スリープモードへの移行が可能である場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、電源制御マイコン５３は、アラーム設定をＯＮ（有効）に設定し、割り込み設定をＯＮに設定する（Ｓ２９）。

電源制御マイコン５３によりアラーム設定がＯＮ（有効）に設定されると、その設定がバッテリ１０に通知され、バッテリ１０内においてもアラーム設定がＯＮに設定される。アラーム設定がＯＮの場合、バッテリマイコン１３は、バッテリ残量が閾値以下になったときにアラームを発行する（図４のＳ１６）。割り込み設定がＯＮに設定されることで、電源制御マイコン５３は割り込みの受け付けが可能となる。すなわち、アラームを受け付けることができる。

また、スリープモードへの移行が可能である場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、電源制御マイコン５３は内部のタイマをＯＮに設定する（Ｓ２９）。電源制御マイコン５３は、その時点でのバッテリ残量及び放電電流値を用いて、その時点からバッテリ残量が閾値（例えば５％）になるまでに要する時間を算出し、その算出した時間をタイマに設定する。タイマは、設定された時間（以下「タイマ設定時間」と称す）を計時する。なお、タイマ設定時間は、スリープモードに移行する時点から、バッテリ残量が閾値になるまでに要する時間以下の時間に設定してもよい。

その後、電源制御マイコン５３は、スリープモードへ移行し、一部の機能を停止する（Ｓ３０）。これにより、電源制御マイコン５３は、割り込み待ち状態となる（Ｓ３１）。

以下、図６のフローチャートを参照して、割り込み待ち状態における処理（Ｓ３１）を説明する。

電源制御マイコン５３は、バッテリ１０により発行されたアラーム（割り込み）を受信したか、またはタイマ設定時間が経過したか否かを判断する（Ｓ４１）。バッテリ１０からアラーム（割り込み）を受信すると、またはタイマ設定時間が経過すると、電源制御マイコン５３はウェイクアップし、スリープモードから通常モードに復帰する（Ｓ４２）。

通常モードに復帰すると、電源制御マイコン５３は、アラーム設定及び割り込み設定をＯＦＦ（無効）にする（Ｓ４３）。これにより、以後は、アラームの発行を禁止し、また、アラームの割り込みを受け付けなくなる。

その後、電源制御マイコン５３は、バッテリ１０からバッテリデータを取得し（Ｓ４４）、ステップＳ２６（図５）に進む。

続いて、電源制御マイコン５３はバッテリ残量をチェックする（Ｓ２６）。バッテリ残量が閾値以下である場合（Ｓ２６でＹＥＳ）、電源制御マイコン５３は、電子機器５０のシャットダウン（電源ＯＦＦ）の準備を行う（Ｓ２７）。例えば、電子機器５０のシステムの動作状態（作業状態）をデータ記憶部５７（ハードディスクやＳＳＤ）に格納する等の処理を行う。

シャットダウンの準備の完了後、電源制御マイコン５３は、バッテリマイコン１３に対してシャットダウンコマンドを発行する（Ｓ２８）。

一方、ステップＳ２６において、バッテリ残量が閾値以下でない場合、電源制御マイコン５３は、ステップＳ２４に戻り、上記の処理を繰り返す。この場合、電源制御マイコン５３は、再度スリープモードに移行し、バッテリ１０からのアラームを待つことになる。

［１−３．効果、等］
以上のように、本実施形態のバッテリ制御装置は、バッテリ１０から電源が供給される電子機器５０におけるバッテリ１０の制御装置である。バッテリ制御装置は、電池セル１１（二次電池の一例）のバッテリ残量を監視するバッテリマイコン１３（バッテリ監視部の一例）と、バッテリマイコン１３からバッテリ残量を取得し、電子機器５０の電源に関する制御を行う電源制御マイコン５３（電源制御部の一例）と、を備える。バッテリマイコン１３は、バッテリ残量が閾値以下になったときにアラームを発行し、その後に、電子機器５０からシャットダウンコマンドを受信したときにバッテリマイコン１３をシャットダウンする。電源制御マイコン５３は、バッテリマイコン１３からアラームを受信し且つバッテリ残量が閾値以下であると判断したときに、シャットダウンコマンドをバッテリマイコン１３に送信する。

以上の構成により、バッテリ残量が低下した場合にバッテリマイコン１３がシャットダウンされる。このため、バッテリ残量が低下時のバッテリ１０における消費電力を低減でき、バッテリ１０の保存可能期間を延長させることができる（例えば、２年から５年に延長できる）。

電源制御マイコン５３は、バッテリマイコン１３からアラームを受信し且つバッテリ残量が閾値以下であると判断したときに（Ｓ２６）、電子機器５０のシャットダウンの準備を行い（Ｓ２７）、準備の完了後に、シャットダウンコマンドをバッテリに送信してもよい（Ｓ２８）。このように、電子機器５０のシャットダウンの準備完了後にバッテリマイコン１３をシャットダウンさせることにより、電子機器５０において処理中のデータの破壊や喪失を低減することができる。

電源制御マイコン５３は、通常モード（第１動作モードの一例）と、通常モードよりも消費電力が小さいスリープモード（第２動作モードの一例）とを有してもよい。電源制御マイコン５３は、電子機器５０の状態が所定の条件を満たす場合に、スリープモードに移行してもよい（Ｓ２５）。電源制御マイコン５３は、バッテリマイコン１３からアラームを受信しないままスリープモードに移行してからタイマ設定時間（所定時間の一例）が経過したときは、通常モードに復帰し（Ｓ４１、Ｓ４２）てもよい。また、電源制御マイコン５３は、その後にバッテリ残量が閾値以下であると判断したときに、シャットダウンコマンドをバッテリ１０に送信してもよい（Ｓ２６、Ｓ２８）。スリープモードに移行することで、電源制御マイコン５３の消費電力を抑制することができる。また、タイマ設定時間経過時に通常モードに復帰させることにより、バッテリマイコン１３の誤動作によりアラームが発行されない場合であっても、電子機器５０の制御により、バッテリ残量低下時にバッテリマイコン１３をシャットダウンさせることが可能となる。

タイマ設定時間は、スリープモードに移行する時点から、バッテリ残量が閾値になるまでに要する時間以下の時間に設定してもよい。これにより、電池セル１１すなわちバッテリ１０が完全に放電した状態になる前に電源制御マイコン５３をウェイクアップさせることができる。

バッテリマイコン１３は、アラーム設定が有効な場合に、バッテリ残量が閾値以下になったときにアラームを発行するようにしてもよい。電源制御マイコン５３は、通常モードからスリープモードに移行するときにアラーム設定を有効に設定し、スリープモードにおいてバッテリ１０からアラームを受信したときに、通常モードに復帰するとともにアラーム設定を無効に設定してもよい。この構成により、電子機器５０においてアラームを受信する必要なときのみ、アラームが発行されるようになり、バッテリ１０からの無駄なアラームの発行を低減できる。

閾値は、電池セル１１が完全に放電した状態の残量（０％）よりも高い値（例えば、５％）に設定されてもよい。これにより、電池セル１１すなわちバッテリ１０が完全に放電した状態になることを低減できる。

また、本実施形態の電子機器５０は、バッテリ残量を監視するバッテリマイコン１３を備えたバッテリ１０から電源が供給される電子機器である。電子機器５０は、バッテリ１０からバッテリ残量を取得し、且つ、電子機器５０の電源に関する制御を行う電源制御マイコン５３と、を備える。バッテリ１０は、バッテリ残量が閾値以下になったときにアラームを発行する。電源制御マイコン５３は、バッテリ１０からアラームを受信し且つ取得したバッテリ残量が閾値以下であると判断したときに、バッテリマイコン１３をシャットダウンするためのコマンドをバッテリに送信する。この構成により、バッテリ残量低下時にバッテリマイコンをシャットダウンするので、バッテリ残量低下時のバッテリの消費電力を低減できる。

また、本実施形態のバッテリ１０は、電子機器５０に電源を供給するバッテリである。バッテリ１０は、充電可能な電池セル１１と、電池セル１１に蓄積されている電力の量を示すバッテリ残量を監視するバッテリマイコン１３と、を備える。バッテリマイコン１３は、取得したバッテリ残量が閾値以下になったときに、バッテリ１０が電子機器５０に接続されていない場合は、バッテリマイコン１３をシャットダウンする（Ｓ１３、Ｓ１４）。一方、バッテリ１０が電子機器５０に接続されている場合は、電子機器５０からのシャットダウンコマンドの受信を待ち（Ｓ１７）、シャットダウンコマンドを受信したときにバッテリマイコン１３をシャットダウンする。

バッテリ残量低下時にバッテリマイコン１３をシャットダウンすることにより、バッテリ残量低下時のバッテリ１０の消費電力を抑えることができ、バッテリ１０の保存可能期間を延長させることができる。また、バッテリ１０が単体で存在するときは、バッテリ残量が閾値以下に低下すると、自動的にシャットダウンする。このことから、電子機器５０の出荷時において、将来のバッテリ残量の低下を気にする必要がなくなるため、バッテリマイコン１３をシャットダウンさせずに出荷することが可能となる。よって、ユーザは、電子機器５０の梱包を開梱してすぐに、ＡＣアダプタを接続しない状態で電子機器５０を使用し始めることが可能となる。

また、本実施形態は、バッテリから電源が供給される電子機器におけるバッテリの制御方法を開示する。その制御方法は、バッテリ１０のバッテリ残量が閾値以下になったときにバッテリ１０においてアラームを発行するステップ（Ｓ１６）を含む。また、制御方法は、電子機器５０において、バッテリ１０からアラームを受信したときに（Ｓ４１）、バッテリ残量が閾値以下であるか否かを判断するステップ（Ｓ２６）を含む。さらに、制御方法は、バッテリ残量が閾値以下であると判断したときに（Ｓ２６）、電子機器５０からバッテリ１０へ、バッテリマイコン１３をシャットダウンさせるためのコマンドを送信するステップ（Ｓ２８）を含む。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、第１の実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記第１の実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

上記実施の形態では、バッテリ残量を、残量テーブルを参照して求めたが、計算により求めても良い。例えば、バッテリ残量を、ある時点のバッテリ残量から、放電電流を時間的に積算した値を減算することにより求めても良い。

上記実施の形態では、二次電池（電池セル１１）としてリチウムイオン電池を用いたが、他の種類の二次電池を使用してもよい。例えば、二次電池は、リチウムイオンポリマー電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池でもよい。

上記実施の形態では、バッテリ１０は電子機器５０に対して着脱可能なものとしたが、バッテリ１０は電子機器５０に固定して取り付けられたものでもよい。また、１つの電子機器５０に対して１つのバッテリ１０を接続する例を説明したが、１つの電子機器５０に対して複数のバッテリを接続してもよい。この場合、少なくとも１つのバッテリに対して上記のバッテリ制御を行ってもよい。

上記実施の形態において、バッテリマイコン１３、電源制御マイコン５３及び主制御部５１で実行されるプログラム（ソフトウェア）は、光ディスクやメモリカード等の記録媒体や通信回線を通じて提供されることができる。

上記実施の形態では、バッテリマイコン１３、電源制御マイコン５３及び主制御部５１は、ソフトウェアと協働して所定の機能を実現するＣＰＵまたはＭＰＵであるとして説明した。電源制御マイコン５３及び主制御部５１は、所定の機能を実現するように設計された専用の電子回路（ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等）で実現してもよい。

上記実施の形態では、電子機器５０は、ノート型パーソナルコンピュータとしたが、バッテリから電源が供給される電子機器であればよい。スマートフォン、タブレット端末、携帯電話、デジタルカメラ等、種々の電子機器に対して本開示の思想を適用できる。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示のバッテリ制御装置は、バッテリ残量が低下したときにバッテリマイコンをシャットダウンする。これにより、バッテリの消費電力を低減でき、バッテリの長期保存を可能とすることができる。よって、本開示は、バッテリから電源が供給される種々の電子機器（ノート型パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末等）におけるバッテリの制御に対して有用である。

１０ バッテリ（バッテリパック）
１１ 電池セル（二次電池）
１３ バッテリマイコン（バッテリ監視部）
１５ メモリ
１７ スイッチ
２１ 残量テーブル
３１ａ〜３９ａ，３１ｂ〜３９ｂ 接続端子
５０ 電子機器
５１ 主制御部
５３ 電源制御マイコン（電源制御部）
５４ 表示部
５５ 操作部
５６ ＲＡＭ
５７ データ記憶部
５８ 機器インタフェース
５９ ネットワークインタフェース

Claims (11)

1. 二次電池を含むバッテリパックから電源が供給される電子機器におけるバッテリ制御装置であって、
   前記二次電池のバッテリ残量を監視するバッテリ監視部と、
   電源制御部と、を備え、
   前記バッテリ監視部は、前記バッテリ残量が閾値以下になったときにアラームを発行し、その後に、前記電源制御部からシャットダウンコマンドを受信したときに前記バッテリ監視部をシャットダウンし、
   前記電源制御部は、前記バッテリ監視部から前記アラームを受信し且つ前記バッテリ残量が閾値以下であると判断したときに、前記シャットダウンコマンドを前記バッテリ監視部に送信する、
   バッテリ制御装置。
2. 前記電源制御部は、前記バッテリ監視部から前記アラームを受信し且つ前記バッテリ残量が閾値以下であると判断したときに、前記電子機器のシャットダウンの準備を行い、準備の完了後に、前記シャットダウンコマンドを前記バッテリ監視部に送信する、
   請求項１記載のバッテリ制御装置。
3. 前記電源制御部は、第１動作モードと、前記第１動作モードよりも消費電力が小さい第２動作モードとを有し、
   前記電源制御部は、前記電子機器の状態が所定の条件を満たす場合に前記第２動作モードに移行し、
   前記電源制御部は、前記バッテリ監視部から前記アラームを受信しないまま前記第２動作モードに移行してから所定時間が経過したときは、前記第１動作モードに復帰し、その後に前記バッテリ残量が閾値以下であると判断したときに、前記シャットダウンコマンドを前記バッテリ監視部に送信する、
   請求項１記載のバッテリ制御装置。
4. 前記所定時間は、前記第２動作モードに移行する時点から、前記バッテリ残量が前記閾値になるまでに要する時間以下の時間に設定される、
   請求項３記載のバッテリ制御装置。
5. 前記電源制御部は、第１動作モードと、前記第１動作モードよりも消費電力が小さい第２動作モードとを有し、
   前記バッテリ監視部は、アラーム設定が有効な場合に、前記バッテリ残量が閾値以下になったときに前記アラームを発行し、
   前記電源制御部は、
   前記第１動作モードから前記第２動作モードに移行するときに前記アラーム設定を有効に設定し、
   前記第２動作モードにおいて前記バッテリ監視部から前記アラームを受信したときに、前記第１動作モードに復帰するとともに、前記アラーム設定を無効に設定する、
   請求項１記載のバッテリ制御装置。
6. 前記閾値は、前記二次電池が完全に放電した状態の前記バッテリ残量よりも高い値に設定される、
   請求項１から５までのいずれか１項に記載のバッテリ制御装置。
7. 前記電子機器は、ノート型パーソナルコンピュータ、スマートフォンまたはタブレット端末のいずれかである、
   請求項１から５までのいずれか１項に記載のバッテリ制御装置。
8. バッテリ残量を監視するバッテリ監視部を備えたバッテリパックから電源が供給される電子機器であって、前記バッテリパックは、バッテリ残量が閾値以下になったときにアラームを発行し、
   前記バッテリパックから前記アラームを受信し且つ取得した前記バッテリ残量が閾値以下であると判断したときに、前記バッテリ監視部をシャットダウンするためのコマンドを前記バッテリ監視部に送信する電源制御部を備える、
   電子機器。
9. 電子機器に電源を供給するバッテリパックであって、
   充電可能な二次電池と、
   前記二次電池のバッテリ残量を監視するバッテリ監視部と、を備え、
   前記バッテリ監視部は、前記バッテリ残量が閾値以下になったときに、
   前記バッテリパックが前記電子機器に接続されていない場合は、前記バッテリ監視部をシャットダウンし、
   前記バッテリパックが前記電子機器に接続されている場合は、前記バッテリ残量が閾値以下になったときに前記電子機器に対してアラームを発行し、前記アラームの発行後、前記電子機器よりシャットダウンコマンドを受信したときに前記バッテリ監視部をシャットダウンする、
   バッテリパック。
10. バッテリパックから電源が供給される電子機器におけるバッテリ制御方法であって、
    前記バッテリパックは、充電可能な二次電池と、二次電池のバッテリ残量を監視する監視部とを含み、
    前記バッテリ制御方法は、
    前記バッテリ残量が閾値以下になったときに前記バッテリパックにおいてアラームを発行するステップと、
    前記電子機器において、前記バッテリパックから前記アラームを受信したときに、前記バッテリ残量が前記閾値以下であるか否かを判断するステップと、
    前記バッテリ残量が前記閾値以下であると判断したときに、前記電子機器から前記バッテリパックへ、前記バッテリパックの監視部をシャットダウンさせるためのコマンドを送信するステップと、を含む、
    バッテリ制御方法。
11. 前記コマンドを送信するステップにおいて、前記バッテリパックから前記アラームを受信し且つ前記バッテリ残量が閾値以下であると判断したときに、前記電子機器のシャットダウンの準備を行い、準備の完了後に前記コマンドを前記バッテリパックに送信する、
    請求項１０記載のバッテリ制御方法。

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