補助デバイスのホット・スワップ構造および携帯式コンピュータ
【課題】パワー・オン状態のときに簡単な構造で補助電池パックを安全に取り外すことが可能な携帯式コンピュータを提供する。
【解決手段】システム筐体１３には補助電池パックを収納するベイが設けられ、さらに、その底面にはベイを操作するイジェクト・スイッチが設けられている。補助電池パックから電力を供給しているときに補助電池パックを取り外すためには、システム筐体を載置面１２から傾ける必要がある。加速度センサ１６ａ、１６ｂは、システム筐体の傾斜を検出してユーザが補助電池パックを取り外す操作を開始したことを認識し、実際に取り外される前に電力源を主電池パックに切り換えることでホット・スワップ処理を行う。
【解決手段】システム筐体１３には補助電池パックを収納するベイが設けられ、さらに、その底面にはベイを操作するイジェクト・スイッチが設けられている。補助電池パックから電力を供給しているときに補助電池パックを取り外すためには、システム筐体を載置面１２から傾ける必要がある。加速度センサ１６ａ、１６ｂは、システム筐体の傾斜を検出してユーザが補助電池パックを取り外す操作を開始したことを認識し、実際に取り外される前に電力源を主電池パックに切り換えることでホット・スワップ処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワー・オン状態のコンピュータから安全に補助デバイスを取り外すためのホット・スワップ構造に関し、さらに詳細には信頼性の高いホット・スワップ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノートブック型パーソナル・コンピュータ（以下、ノートＰＣという。）の筐体には、着脱可能な補助デバイスを装着するための多目的ベイが設けられている。多目的ベイには本体の機能を拡張するために、たとえば、補助電池パック、補助ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）、または光学ディスク・ドライブ（ＯＤＤ）などの複数の補助デバイスのいずれかの装着が可能になっている。そして、ユーザは、外出時には多目的ベイに補助電池パックを装着して動作時間の延長を図り、オフィスでは補助ＨＤＤまたはＯＤＤを装着して機能の拡張を図るといったように使用場所や目的に応じて多目的ベイに取り付ける補助デバイスを選択する。
【０００３】
ノートＰＣには、補助電池パックに加えて頻繁な取り外しを予定しない主電池パックも別のベイに搭載している。補助電池パックから電力の供給を受けてシステムが動作している間にシステムの終了処理をしないで補助電池パックを突然取り外すと、システムのシャット・ダウンにより作業中のデータがメイン・メモリから消失したりトラブルが発生したりすることがある。このようにシステムが所定の手順に基づく終了処理を経ず、ユーザの意図しない状態でシャット・ダウンすることをサプライズ・シャットダウンということにする。
【０００４】
補助電池パックの取り外しの際にサプライズ・シャットダウンを防ぐには、システムに対する電力源を事前に補助電池パックから主電池パックに切り換える必要がある。ノートＰＣでは、システムがパワー・オン状態のときに、多目的ベイに対する補助デバイスの着脱をシステムの動作に影響を与えないようにいわゆるホット・スワップとして行うようになっている。そして、補助電池パックから主電池パックへ電力源を切り換える手順においては、システム・デバイスに供給する電圧が瞬間的に低下しないようにするために、２つの電池パックを並列接続する期間が必要である。
【０００５】
主電池パックと補助電池パックを直接並列接続してシステム・デバイスに電力を供給すると、相互間の電位差により循環電流が流れるため並列接続するためには、通常はシステム・デバイスに対する放電回路にいわゆるダイオード・オア回路を設ける。しかし、放電回路に常時ダイオードを挿入すると電圧降下や電力損失が発生して電池パックの実質的な容量が低下する。したがって、ノートＰＣに２つの電池パックを装着している場合には、最初にいずれか一方の電池パックだけから放電し続いて他方の電池パックから放電することにしている。そして、システム・デバイスに電力を供給している補助電池パックを取り外すときは、切り換え時だけ充放電回路のＦＥＴに形成された寄生ダイオードでダイオード・オア回路を形成しながら電力源を主電池パックに切り換えるといったホット・スワップ処理を行っている。
【０００６】
多目的ベイには、収納する補助デバイスをイジェクトするためのイジェクト・スイッチの他に、システムにホット・スワップ処理をさせるためのイベントを発行するイベント・スイッチを設けている。図８は、従来のノートＰＣのシステム筐体の裏面を示す平面図である。システム筐体１の裏面には、主電池パック２が装着されている。イジェクト・スイッチ３は、主電池パック３の着脱操作を行うためのスイッチである。多目的ベイ４は、イジェクト・スイッチ５を操作したときに収納されている補助デバイスがシステム筐体１の側面に飛び出る構造である。
【０００７】
システム筐体１には、イジェクト・スイッチ５の操作に対するロック機構を備えたイベント・スイッチ６が設けられている。ユーザは多目的ベイ４から補助電池パックを取り外す際には、最初にイベント・スイッチ６を操作してイジェクト・スイッチ５の操作ロックを解除してからイジェクト・スイッチ５を操作する。システムは、イベント・スイッチ６の操作により発行されたイベントを検出して電力源を補助電池パックから主電池パックに切り換えるホット・スワップ処理をするため、ユーザがイジェクト・スイッチ５を操作するときには電力源が主電池パックに切り換わっている。
【０００８】
特許文献１は、電池パックとバックアップ電池を備えた携帯端末において、電池パックの電圧がゼロになったことで検出器が電池パックの取り外しを検出し、ＣＰＵおよび揮発性メモリに供給する電力源を電池パックからバックアップ電池に切り換えて入力中のデータの退避操作をなくす技術を開示する。特許文献２は、システムが動作している間に、電力源としての第１のバッテリィと第２のバッテリィを切り換える技術を開示する。同文献には、切り換え時にＦＥＴの寄生ダイオードでダイオード・オア回路を構成することが記載されている。特許文献３は、ノートＰＣに無線で接続されたハードディスク・ドライブからノートＰＣが突然離れることによる編集中のデータの喪失を防ぐために、加速度センサでノートＰＣの移動を検知してハードディスク・ドライブのイジェクト処理を行う技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１０１６２４号公報
【特許文献２】特許第２７０８３７４号公報
【特許文献３】特開２００９−１７５８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図８に示したイベント・スイッチ６の位置は、多目的ベイ４の位置とイジェクト・スイッチ５の位置により制限される。そして、イベント・スイッチ６からシステム・デバイスまでの配線を行うために筐体の内部の回路基板を拡張したり配線を設けたりする必要がある。また、イベント・スイッチ６とイジェクト・スイッチ５の間のロッキング機構が複雑になる。さらに、イベント・スイッチ６を操作してからユーザが極短時間のうちにイジェクト・スイッチ５を操作すると、システムがホット・スワップ処理を完了する前に補助電池パックが取り外されてサプライズ・シャットダウンが発生する。
【００１１】
そこで本発明の目的は、簡単な構造で補助デバイスを安全に取り外すことが可能なホット・スワップ構造を提供することにある。さらに本発明の目的は、ホット・スワップ処理が完了する前に補助デバイスが取り外されることを防止することができるホット・スワップ構造を提供することにある。さらに本発明の目的は、そのようなホット・スワップ構造を搭載した携帯式コンピュータおよび補助デバイスのホット・スワップの方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１の態様にかかる携帯式コンピュータは、着脱可能な補助デバイスの装着部を備え、さらに、補助デバイスの取り外し操作をするためのスイッチを筐体の底面に備えている。着脱可能とは、工具を使用したり筐体の内部を開放したりすることなく、ユーザが取り付けおよび取り外しを行うことができる構造をいう。パワー・オン状態の間に補助デバイスを取り外すためには、取り外しの際にシステムの動作に影響を与えないようにするための事前処理に相当するホット・スワップ処理が必要となる。スイッチは筐体の底面に設けられているため、ユーザが補助デバイスを取り外すためには、必然的に筐体が傾斜したり揺動したりすることになる。
【００１３】
制御部は、加速度センサの出力が筐体の姿勢が使用時の姿勢から変化したことを示したときは、ユーザがスイッチを操作しようとしていると判断し、スイッチが実際に操作される前にホット・スワップ処理を行う。このような構成を備えることにより、従来は必要であったホット・スワップ処理を実行するためのイベントを発行するイベント・スイッチが不要となり、簡単で信頼性の高いホット・スワップ構造が実現できる。さらに、従来存在していたイベント・スイッチの操作とイジェクト・スイッチの操作をほぼ同時に行うとホット・スワップ処理が終了する前に補助デバイスが取り外されてしまうという問題が解決でき操作上の信頼性が向上する。
【００１４】
制御部は、加速度センサの出力が水平面に対する筐体の傾斜角度が所定値を越えたことを示したときに筐体の姿勢が使用時の姿勢から変化したと判断することができる。制御部は、加速度センサの出力が筐体の姿勢が裏返しになったことを示したときに筐体の姿勢が使用時の姿勢から変化したと判断することができる。制御部は、スイッチが上になる方向に筐体が傾斜したことを示したときに使用時の姿勢から変化したと判断することができる。
【００１５】
さらに制御部は、加速度センサの出力が筐体の揺動周期が所定値以下になったことを示したときに、筐体の姿勢が使用時の姿勢から変化したと判断することができる。使用時の姿勢は、携帯式コンピュータを机上に置いて使用する場合であればほぼ水平な状態としてよく、さらに、膝の上に置いて使用する場合であれば水平面から所定の範囲以内の傾斜角度で傾斜している状態としてよい。また、机上において使用する場合は筐体が静止しているので、使用時の姿勢を揺動周期が所定値以上の状態としてもよい。
【００１６】
ユーザが補助デバイスを取り外すためにスイッチを操作するときは、多くの場合傾斜角度および揺動周期が両方とも使用時の姿勢の値から変化するので、制御部は２つの条件を組み合わせて判断することができる。さらに、これらに傾斜方向の条件を加えて判断することができる。複数の条件を組み合わせると、より正確にスイッチを操作するときの筐体の姿勢と使用時の筐体の姿勢を区別することができる。また、補助デバイスを取り外すときは、ユーザは入力デバイスを操作して入力をしないので、制御部は筐体の姿勢の変化に加えて入力デバイスから所定時間入力がないと判断したときにホット・スワップ処理を行うようにしてもよい。
【００１７】
ホット・スワップ処理は、スイッチの操作に先立って生ずる筐体の姿勢の変化を検出して行うので実際にスイッチを操作する時点では完了している。しかし、筐体の表面にホット・スワップ処理が完了していることを示すインディケータを設けるとユーザはより安心してホット・スワップをすることができる。装着部は種類の異なる複数の補助デバイスのいずれかを装着することが可能な多目的ベイとすることができる。あるいは、装着部はドッキング・ステーションに接続するコネクタとすることができる。補助デバイスとしては、補助電池または補助記憶装置とすることができる。補助デバイスが補助電池の場合は、ホット・スワップ処理を、携帯式コンピュータに対する電力源を補助電池から主電池に切り換える処理とすることができる。
【００１８】
この場合制御部は、さらに主電池の残容量が所定値以上であると判断してホット・スワップ処理を行うようにすることができる。主電池の容量が所定値未満のときは、システムが自動的に補助電池に切り換える場合があるので、事前に残容量を確認することは有効である。また制御部は、入力デバイスから入力があったと判断したときおよび加速度センサの出力に基づいて筐体が使用時の姿勢を所定時間以上維持していると判断したときに、携帯式コンピュータに対する電力源を補助電池から主電池に切り換えることができる。
【００１９】
ホット・スワップ処理のために電力源が主電池に切り換わったが実際に補助電池パックが取り外されていないときは、ホット・スワップの操作がないことをシステムが確認した上で、再度電力源を切り換えて補助電池から先に放電するようにした方が、主電池の容量を確保して携帯使用の準備をしておくことができるので都合がよい。ホット・スワップ処理は、携帯式コンピュータの電源状態をハイバネーション状態に遷移させる処理とすることができる。ハイバネーション状態に遷移させることでもシステムの動作に影響を与えないようにして補助デバイスを取り外すことができる。
【００２０】
ホット・スワップ処理は、パワー・オン状態のときだけでなくサスペンド状態のときにも適用することができる。制御部は補助電池を取り外すときは、メイン・メモリの記憶内容を保持するように加速度センサの出力に基づいて携帯式コンピュータに対する電力源を補助電池から主電池に切り換えることができる。さらに補助デバイスはＨＤＤまたは不揮発性メモリなどの補助記憶装置とすることができる。この場合、ホット・スワップ処理がメイン・メモリに記憶されたデータを補助記憶装置に書き込む処理とすることで、システムの動作に影響を与えないように補助記憶装置を取り外すことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、簡単な構造で補助デバイスを安全に取り外すことが可能なホット・スワップ構造を提供することができた。さらに本発明により、ホット・スワップ処理が完了する前に補助デバイスが取り外されることを防止することができるホット・スワップ構造を提供することができた。さらに本発明により、そのようなホット・スワップ構造を搭載した携帯式コンピュータおよび補助デバイスのホット・スワップの方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】携帯式コンピュータの外形を示す図である。
【図２】携帯式コンピュータの概略の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】電源システムの概略の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】補助電池をホット・スワップする手順を示すフローチャートである。
【図５】使用時の姿勢からの変化を判断する詳細な手順を示すフローチャートである。
【図６】ホット・スワップする際のシステム筐体の姿勢を説明する図である。
【図７】補助ＨＤＤをホット・スワップする手順を示すフローチャートである。
【図８】従来の携帯式コンピュータのホット・スワップ構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［ノートＰＣの構成］
図１は、本実施の形態にかかるノートＰＣ１０の外形を示す図で、図２はノートＰＣ１０の構成を示す概略の機能ブロック図である。本明細書の全体に渡って、同一の要素には同一の参照番号を付与する。図１（Ａ）はディスプレイ筐体１１を開いた状態を示す斜視図で、図１（Ｂ）はシステム筐体１３の底面を示す平面図である。ノートＰＣ１０は、ディスプレイ筐体１１とシステム筐体１３がヒンジで開閉可能に結合されている。ディスプレイ筐体１１はＬＣＤ１５を収納し、システム筐体１３は内部に図２に示すようなさまざまなシステム・デバイスを収納するとともに表面にキーボードおよびポインティング・デバイスからなる入力デバイス６９を実装している。
【００２４】
ＣＰＵ５１は、ノートＰＣ１０の中枢機能を担う演算処理装置である。ＣＰＵ５１は、メモリ・コントローラ・ハブ（ＭＣＨ）５３に接続されている。ＭＣＨ５３は、ノートＰＣ１０のなかでの高速なデータ転送を処理するデバイスで、メイン・メモリ５５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、およびＣＰＵ５１と他のデバイスとの間のデータ転送速度の差を吸収するためのデータ・バッファ機能を含む。ＭＣＨ５３にはメイン・メモリ５５、グラフィック・プロセッシング・ユニット（ＧＰＵ）５７およびアイオー・コントローラ・ハブ（ＩＣＨ）６１が接続されている。
【００２５】
メイン・メモリ５５は、ＣＰＵ５１が実行するプログラムの読み込み領域、処理データを書き込む作業領域として利用される揮発性のＲＡＭである。ＧＰＵ５７には、ビデオ・メモリ（ＶＲＡＭ）５９およびＬＣＤ１５が接続されている。ＧＰＵ５７は、ＣＰＵ５１から受け取った描画命令に基づいてＶＲＡＭ５９にイメージを書き込む専用プロセッサで、グラフィックス・アクセラレータともいう。ＧＰＵ５７はＶＲＡＭ５９から読み出した画像データと制御信号を所定のタイミングでＬＣＤ１５に供給する。
【００２６】
ＩＣＨ６１は、周辺入出力デバイスに関するデータ転送を処理する。ＩＣＨ６１は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、シリアルＡＴＡ（AT Attachment）、ＳＰＩ (Serial Peripheral Interface)バス、 ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バス、ＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓバス、およびＬＰＣ（Low Pin Count）バスなどのポートを備え、それらに対応したデバイスが接続される。図２では、ＨＤＤ６３、ＬＰＣバス６５および多目的ベイ１７が接続された様子を示している。さらにＩＣＨ６１はＬＰＣバス６５を介して、従来からノートＰＣ１０に使用されているレガシー・デバイス、あるいは高速なデータ転送を要求しないデバイスに接続される。図２ではＬＰＣバス６５に接続されるデバイスとして、エンベデッド・コントローラ（ＥＣ）６７およびフラッシュＲＯＭ７３だけを示している。
【００２７】
ＥＣ６７は、８〜１６ビットのＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成されたマイクロ・コンピュータであり、さらに複数チャネルのＡ／Ｄ入力端子、Ｄ／Ａ出力端子、タイマ、およびディジタル入出力端子を備えている。ＥＣ６７は、ノートＰＣ１０に実装されるデバイスに供給する電力を制御したりシステム筐体１３の内部の温度を制御したりする。ＥＣ６７は、キーボード・コントローラを搭載しており、入力デバイス６９が接続されている。ＥＣ６７には、ノートＰＣ１０の姿勢を検知したり、ノートＰＣ１０に加えられた加速度を検出してＨＤＤのヘッドを安全なランプ機構に退避させたりするために使用する加速度センサ７１が接続されている。
【００２８】
加速度センサ７１は、ノートＰＣ１０に加わっている加速度を検出してアナログの加速度データをＥＣ６７に出力する。加速度センサ７１は、相互に直交する２つまたは３つの検出軸を備えており、各検出軸は重力加速度の分力成分およびノートＰＣ１０の筐体に加えられた衝撃による加速度の分力成分を検出して出力する。ＥＣ６７のＲＯＭには、加速度センサ７１の出力を処理するためにＥＣ６７のＣＰＵが実行するプログラムが格納されている。当該プログラムは、加速度センサ７１の各検出軸が検出した重力加速度の分力成分から各検出軸の重力方向に対する傾斜角度を計算してシステム筐体１３が使用時の姿勢か否かを判断することができる。また当該プログラムは、各検出軸の出力の時間的な変化から揺動周期を計算してノートＰＣ１０が静止しているか揺動しているかを判断することができる。
【００２９】
フラッシュＲＯＭ４３は不揮発性で記憶内容の電気的な書き替えが可能なメモリであり、入出力デバイスを制御するためのデバイス・ドライバ、ＡＣＰＩ（Advanced Configuration and Power Interface）の規格に適合し電源およびシステム筐体１３内の温度などを管理するシステムＢＩＯＳ、およびノートＰＣ１０の起動時にハードウエアの試験や初期化を行うＰＯＳＴ（Power-On Self Test）などを格納する。ＥＣ６７、加速度センサ７１および多目的ベイ１７は図３に示す電源システム１００の一部を構成する。
【００３０】
システム筐体１３の裏面には、図１（Ｂ）に示すように主電池パック１０３が装着される。主電池パック１０３の近辺には主電池パック１０３をシステム筐体１３にロックしたり、リリースしたりするためのイジェクト・スイッチ２３が設けられている。多目的ベイ１７には、補助電池パック１０５（図３参照）、補助ＨＤＤ（図示せず。）、またはＯＤＤ（図示せず。）のいずれかの補助デバイスが装着される。
【００３１】
多目的ベイ１７に補助電池パック１０５が装着されると、ＥＣ６７により認識され充電または放電が制御されるようになる。多目的ベイ１７に補助ＨＤＤまたはＯＤＤが装着されると、システムがそれをプラグ・アンド・プレイで自動的に認識して、システム筐体１３の内部に収納されたシステム・デバイスと同様にアクセスすることができる。また、システム筐体１３の裏面には、イジェクト・スイッチ２１が設けられている。多目的ベイ１７に装着された補助デバイスを取り外すためにユーザがイジェクト・スイッチ２１をスライドすると、システム筐体１３の側面からスプリング機構で補助デバイスが飛び出してくる機構になっている。
【００３２】
システム筐体１３の裏面と左側面には、多目的ベイ１７に装着された補助デバイスのホット・スワップ処理をシステムが終了して取り外しが可能な状態であることを示すインディケータ２５ａ、２５ｂが設けられている。インディケータ２５ａ、２５ｂはＬＥＤで構成されている。システム筐体１３の裏面には、機能拡張装置であるドッキング・ステーションに接続するためのコネクタ１４が設けられている。コネクタ１４には、補助電池パック１０５と同等の制御および通信機能を備えた電池を収納する電池専用ボックス（図示せず。）を接続することもできる。
【００３３】
電池専用ボックスはシステム筐体１３の外側に装着するため、機能的には補助電池パック１０５と同等であるが、電池容量は大きくすることができる。電池専用ボックスにも机上面に接する底面には、コネクタ１４から取り外すためにユーザが操作するイジェクト・スイッチが設けられる。多目的ベイ１７のイジェクト・スイッチ２１または電池専用ボックスのイジェクト・スイッチを操作するときは、ユーザはノートＰＣ１０の一端を持ち上げたり、ディスプレイ筐体１１を閉じてノートＰＣ１０の全体を裏返しにしたりする。
【００３４】
［電源システム］
図３は電源システム１００の概略の構成を示す機能ブロック図である。電源システム１００は主として、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１、主電池パック１０３、補助電池パック１０５、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９、充電器１０７、ＥＣ６７、加速度センサ７１および電源制御回路１２１で構成されている。ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１は、一次側が商用電源のアウトレットに接続され、二次側がノートＰＣ１０のシステム筐体１３に接続される。ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１は、ノートＰＣ１０の内部に組み込んでもよい。ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１は交流電圧を直流電圧に変換してＤＣ／ＤＣコンバータ１０９に電力を供給し、さらに充電器１０７に電力を供給して電池パック１０３または電池パック１０５を充電する。
【００３５】
ＦＥＴ１１１は主電池パック１０３または補助電池パック１０５からＤＣ／ＤＣコンバータ１０９に電力を供給するときにオフに制御されて、放電電流がＡＣ／ＤＣアダプタ１０１に流れ込むのを防止する。充電器１０７は、ＣＨＧコントローラ、ハイ・サイドＦＥＴ、ロー・サイドＦＥＴ、インダクタ、およびキャパシタを含み主電池パック１０３および補助電池パック１０５を充電する。充電器１０７のＣＨＧコントローラにはＥＣ６７が接続されている。ＥＣ６７は、充電電流および充電電圧をＣＨＧコントローラに設定する。
【００３６】
ＣＨＧコントローラは、ハイ・サイドＦＥＴとロー・サイドＦＥＴを交互にオン、オフを繰り返すようにスイッチング制御して同期整流方式を実現し、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１の出力電圧をＥＣ６７により設定された所定の電圧に制御する。インダクタとキャパシタは、ハイ・サイドＦＥＴがオフでロー・サイドＦＥＴがオンの期間にそれぞれに蓄えられたエネルギーを放出することにより出力電流を平滑化する。
【００３７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９は、入力電圧をノートＰＣ１０のシステム・デバイスの動作に適した安定した複数の電圧に変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９は、ノートＰＣ１０をＡＣＰＩに規定された複数の電源状態（パワー・ステート）に遷移させるために、適切に区分された範囲のシステム・デバイスに電力を供給できるように構成されている。検出回路１２１は、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１の出力電圧を検出して電源制御回路１２１のレジスタを設定する。
【００３８】
ＦＥＴ１１８は、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１の出力電圧が充電器１０７を経由して電池パックに供給されるように充電時はオフに制御されるスイッチである。ＦＥＴ１１８はまた、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１が電圧を出力しないときは、主電池パック１０３または補助電池パック１０５からＤＣ／ＤＣコンバータ１０９に電力を供給するためにオンに制御されるスイッチである。ＦＥＴ１１４〜ＦＥＴ１１７は、電池パックに対する充電および放電の動作を制御するためのスイッチである。ＦＥＴ１１９は、インディケータ２５ａ、２５ｂを点灯するためのスイッチである。
【００３９】
主電池パック１０３は、放電制御用ＦＥＴ１１４と充電制御用ＦＥＴ１１５で構成された充放電パスで充電器１０７の出力およびＦＥＴ１１８に接続されている。補助電池パック１０５は、放電制御用ＦＥＴ１１６と充電制御用ＦＥＴ１１７で構成された充放電パスで充電器１０７の出力およびＦＥＴ１１８に接続されている。放電制御用ＦＥＴ１１４、１１６はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、充電制御用ＦＥＴ１１５、１１７はＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴである。これらのＦＥＴの内部にはいずれも図示する方向に寄生ダイオードが形成されている。
【００４０】
電源制御回路１２１は、論理回路、レジスタ、およびタイマなどを含むＩＣチップでＥＣ６７により制御される。電源制御回路１２１は、ＥＣ６７の指示に基づいてＦＥＴ１１１、ＦＥＴ１１４〜１１９の動作を制御したり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０３の動作を制御したりする。ＥＣ６７は、補助電池パック１０５からＤＣ／ＤＣコンバータ１０９に電力を供給しているときには、電源制御回路１２１を通じてＦＥＴ１１９をオンに制御しＬＥＤ２５ａ、２５ｂを点灯する。主電池パック１０３と補助電池パック１０５は、米国インテル社および米国デュラセル社が主体となって提唱したスマート・バッテリィ・システム（ＳＢＳ：Smart Battery System)と呼ばれる規格に準拠した電池パックである。
【００４１】
主電池パック１０３および補助電池パック１０５は、いずれもＳＭバスを通じてＥＣ６７に接続されている。ＥＣ６７は、ＳＭバスを通じて各電池パックの充電電圧、充電電流、および残容量などの情報を取得し充電器１０７の動作および必要なＦＥＴの動作を制御する。ＥＣ６７はまた、主電池パック１０３または補助電池パック１０５がノートＰＣ１０に装着されたときに、それらの内部にあるサーミスタの存在を検出してそれらの装着状態を検出する。前述の電池専用ボックスもＳＢＳの規格に準拠しており、コネクタ１４を通じてＥＣ６７に情報を送ることでＥＣ６７により充電動作または放電動作が制御される。
【００４２】
主電池パック１０３は、システム筐体１３にいつでも着脱可能であるが、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１が電圧を出力しておらず主電池パック１０３からＤＣ／ＤＣコンバータ１０９を通じてシステム・デバイスに電力を供給している間は、サプライズ・シャットダウンを防ぐため取り外さないことになっている。したがって、主電池パック１０３の取り外しに対しては、以下に述べるように補助電池パック１０５の取り外しに対して行うホット・スワップ処理は行わない。ただし本発明の方法で、主電池パック１０３に対するホット・スワップ処理を行うようにしてもよい。
【００４３】
補助電池パック１０５に対するホット・スワップ処理とは、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１が接続されていない条件下で、補助電池パック１０５からノートＰＣ１０のシステム・デバイスに電力を供給している間に補助電池パック１０５を取り外すことで電力の供給が中断し、メイン・メモリ５５のデータが消失したりシステムに障害が発生したりしないようにする取り外し前の処理をいう。あるいは、ホット・スワップ処理は多目的ベイ１７から補助電池パック１０５を取り外す際にサプライズ・シャットダウンを防ぐための事前処理ということもできる。ホット・スワップ処理は、コネクタ１４から専用電池ボックスを取り外すときにも行うことができる。
【００４４】
システム・デバイスに電力を供給している状態は、ＣＰＵ５１がプログラムを実行できるパワー・オン状態（ＡＣＰＩのＳ０ステート）およびメイン・メモリ５５の記憶を維持するために必要なデバイスにだけ電力を供給するサスペンド状態（ＡＣＰＩのＳ３状態）を含む。また、補助電池パック１０５に関するホット・スワップ処理には、システム・デバイスに対する電力源を補助電池パック１０５から主電池パック１０５に切り換える処理、電源状態をハイバネーション（ＡＣＰＩのＳ４ステート）またはパワー・オフ状態（ＡＣＰＩのＳ５ステート）に移行させる処理も含む。
【００４５】
［ホット・スワップ処理の回路動作］
次に電源回路１００において電力源を補助電池パック１０５から主電池パック１０３へ切り換えるホット・スワップ処理の回路動作を説明する。ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１がシステム・デバイスに電力を供給する間は、いずれの電池パックを取り外してもサプライズ・シャットダウンは発生しないので、本発明を適用する必要はない。ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１が接続されていないときは、少なくともパワー・オン状態では、以下に説明する放電ポリシーおよび残容量に基づいて主電池パック１０３と補助電池パック１０５のいずれか一方から放電するようにＥＣ６７は各ＦＥＴを制御する。
【００４６】
ＥＣ６７は主電池パック１０３から電力を供給するときは、ＦＥＴ１１４、１１５をオンに制御しＦＥＴ１１６、１１７をオフに制御する。ＥＣ６７はまた補助電池パック１０５から電力を供給するときはＦＥＴ１１４、１１５をオフに制御しＦＥＴ１１６、１１７をオンに制御する。ＥＣ６７は電源制御回路１２１のレジスタを参照してＡＣ／ＤＣアダプタ１０１の出力電圧が所定の値に維持されていると判断したときは、ＦＥＴ１１１をオンに制御し、ＦＥＴ１１８をオフに制御し、さらに電池パックが充電を要求しているときはＣＨＧコントローラに信号を送って充電器１０７に充電動作をさせる。
【００４７】
ＥＣ６７は電源制御回路１２１のレジスタを参照して、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１の出力電圧が所定の値より低下したと判断したときは、ＦＥＴ１１１をオフに制御しＦＥＴ１１８をオンに制御して、さらにＣＨＧコントローラに信号を送って充電器１０７の充電動作を停止させる。いずれの電池パックからＤＣ／ＤＣコンバータ１０９に電力を供給するかは、ＥＣ６７が各電池パックの残容量および充放電ポリシーに基づいて決定する。充放電ポリシーとは、充電の順序は主電池パック１０３を優先し、放電の順序は補助電池パック１０５を優先するというものである。このように充放電の優先順位を決めておくことで、ユーザが多目的ベイ１７から補助電池パック１０５を取り外して外出するようなときにも、その時点で主電池パック１０３がより多く充電されているような状態にすることができる。
【００４８】
サプライズ・シャットダウンを防ぎながら補助電池パック１０５を多目的ベイ１７から取り外すためには、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９の入力電圧を低下させないようにしながら取り外し前に電力源を補助電池パック１０５から主電池パック１０３に切り換える必要がある。ＥＣ６７は、ＦＥＴ１１６、１１７がオンでＦＥＴ１１４、１１５がオフの状態からＦＥＴ１１６、１１７がオフでＦＥＴ１１４、１１５がオンの状態に切り換えるまでの間に、一時的に、ＦＥＴ１１５がオフ、ＦＥＴ１１７がオフ、ＦＥＴ１１４がオン、ＦＥＴ１１６がオンになる状態を形成する。そのときＦＥＴ１１５、１１７の寄生ダイオードでワイヤード・オア回路を構成して２つの電池パックから同時に電力を供給することで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９に対する切り換え時の電圧低下を防ぐ。
【００４９】
なお、ノートＰＣ１０がサスペンド状態のときは、システム・デバイスの消費電力が著しく小さいので、ＦＥＴ１１５、１１７のワイヤード・オア回路で２つの電池パックから同時に電力供給をすることができる。このような放電方式を採用すれば、サプライズ・シャットダウンを防ぎながらホット・スワップ処理をしないで補助電池パック１０５を取り外すことができる。しかしそのような放電方式を採用しない場合は、サスペンド状態のときもパワー・オン状態のときと同じ手順で補助電池パック１０５に対するホット・スワップ処理を行うことができる。
【００５０】
なお、図２、図３は本実施の形態を説明するために、本実施の形態に関連する主要なハードウエアの構成および接続関係を簡略化して記載したに過ぎないものである。ここまでの説明で言及した以外にも、ノートＰＣ１０を構成するには多くのデバイスが使われる。しかしそれらは当業者には周知であるので、ここでは詳しく言及しない。図で記載した複数のブロックを１個の集積回路もしくは装置としたり、逆に１個のブロックを複数の集積回路もしくは装置に分割して構成したりすることも、当業者が任意に選択することができる範囲においては本発明の範囲に含まれる。また、各々のデバイスの間を接続するバスおよびインターフェースなどの種類はあくまで一例に過ぎず、それら以外の接続であっても当業者が任意に選択することができる範囲においては本発明の範囲に含まれる。
【００５１】
［補助電池パックのホット・スワップの手順］
つぎに、補助電池パック１０５を多目的ベイ１７からホット・スワップする方法を説明する。図４は、補助電池パック１０５をホット・スワップする手順を示すフローチャートである。ホット・スワップ処理は概括すると、システム筐体１３の姿勢および入力デバイス６９からの入力の有無に基づいてユーザがイジェクト・スイッチ２１を操作する意図を有しているか否かを判断して、実際にイジェクト・スイッチ２１が操作される前に電力源を主電池パック１０３に切り換えるものである。
【００５２】
ノートＰＣ１０は、車中においてユーザの膝上で揺動する状態で使用されることがあるため、このときのノートＰＣ１０の姿勢とイジェクト・スイッチ２１を操作するときのノートＰＣ１０の姿勢をできるだけ区別する必要がある。また、補助電池パック１０５の取り外しは机上で行う場合もあれば、ユーザの膝上で行うこともあるので、このときもイジェクト・スイッチ２１を操作する姿勢であることをできるだけ正確に認識する必要がある。さらに、多目的ベイ１７に装着された補助電池パック１０５は、任意のタイミングで他の補助デバイスと交換する可能性があるので、放電は補助電池パック１０５を優先させることが望ましい。図４の手順はこのような事情を考慮して定めている。
【００５３】
ブロック２０１では、多目的ベイ１７に補助電池パック１０５が装着されている。ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１は接続されておらず、システム・デバイスは補助電池パック１０５から電力の供給を受け手パワー・オン状態（Ｓ０ステート）に遷移している。検出回路１２１は、電源制御回路１２１のレジスタにＡＣ／ＤＣアダプタ１０１が電圧を出力していない状態を示す設定をする。ＥＣ６７は電源制御回路１２１を通じてＦＥＴ１１１をオフに制御し、ＦＥＴ１１８をオンに制御する。さらにＥＣ６７はＦＥＴ１１９をオンに制御してインディケータ２５ａ、２５ｂを点灯する。
【００５４】
ブロック２０３では、加速度センサ７１が検出したノートＰＣ１０のシステム筐体１３に作用する重力加速度Ｇに基づいてＥＣ６７は、システム筐体１３が使用時の姿勢から変化したか否かを判断する。図５は、ブロック２０３の詳細な手順を示すフローチャートである。ユーザは多目的ベイ１７から補助電池パック１０５を取り外すため、イジェクト・スイッチ２１を操作する。イジェクト・スイッチ２１はシステム筐体１３の底面に取り付けられているため、ユーザはイジェクト・スイッチ２１を操作するためにシステム筐体１３の多目的ベイ１７側の左側端部を持ち上げる必要がある。あるいは、ユーザは、ディスプレイ筐体１１を閉じてノートＰＣ１０の全体を机上で裏返しにすることもある。図６は、ホット・スワップする際のシステム筐体１３の姿勢を説明する図である。
【００５５】
図６（Ａ）は、机上におけるノートＰＣ１０の使用時の姿勢を示す。使用時の姿勢とは、システム筐体１３の底面が水平な机上面１２に置かれて静止している状態をいう。ここで、図１（Ａ）においてシステム筐体１３の多目的ベイ１７が実装されている左側端部とそれに対向する右側端部を結ぶ方向を左右方向といい、手前側の端部とディスプレイ筐体１１側の端部を結ぶ方向を前後方向ということにする。ユーザがノートＰＣ１０を揺動する車中で膝の上に置いて使用する場合は、ノートＰＣ１０の姿勢が机上面１２上に置かれている場合に比べて前後方向および左右方向に傾斜しかつ揺動する。その場合でもユーザは、できるだけ図６（Ａ）の姿勢を保つようにノートＰＣ１０の姿勢を確保する。
【００５６】
特に左右方向の傾斜角度はできるだけ水平になるようにして使用するので、たとえば左右方向の傾斜角度θをθ＜±αとなるようにノートＰＣ１０の姿勢を維持する。よって、使用時の姿勢は、膝の上で使用するときのように左右方向および前後方向の水平に対する傾斜角度が所定の閾値以内の場合の姿勢も含む。図６（Ｂ）は、システム筐体１３に内蔵された加速度センサ７１の仮想平面１４上で直交する２つの検出軸１６ａ、１６ｂを模式的に示した図である。仮想平面１４はノートＰＣ１０が机上面１２に置かれたときに水平になる平面であり、システム筐体１３が机上面１２に置かれたときはいずれの検出軸１６ａ、１６ｂも重力加速度Ｇの分力成分を検出しないため、ＥＣ６７はシステム筐体１３の姿勢が水平であると認識する。
【００５７】
システム筐体１３の姿勢が机上面１２でいずれかの方向に傾斜すると、検出軸１６ａおよび検出軸１６ｂまたはいずれか一方が重力加速度Ｇの分力成分を検出するため、ＥＣ６７は傾斜方向と傾斜角度θを認識することができる。傾斜角度θは、仮想平面１４の水平面に対する角度とし、傾斜方向は左右方向と前後方向とする。仮想平面１４が机上面１２に対して平行の場合は、ノートＰＣ１０が裏返しになった姿勢と使用時の姿勢を判別することはできない。この場合は、３つの検出軸を備えた加速度センサを採用するか、または２つの検出軸が形成する仮想平面１４を机上面１２から所定の角度だけ傾斜させることにより判別することができる。
【００５８】
図６（Ｃ）は、ユーザが机上面１２上でイジェクト・スイッチ２１を操作するために、システム筐体１３の左側端部だけを持ち上げたことにより使用時の姿勢よりも傾斜角度θだけ左右方向に傾斜した姿勢を示す。図６（Ｄ）は、ディスプレイ筐体１１が閉じられてノートＰＣ１０の全体が裏返しになった姿勢を示す。ＥＣ６７は加速度センサ７１が出力した重力の分力成分に基づいて、システム筐体１５の傾斜角度を計算することができる。ＥＣ６７は使用時の左右方向の傾斜角度をθ＜±αで認識するとすれば、図６（Ｃ）の姿勢でθ≧±αのときに使用時の姿勢とは異なることを認識することができる。ＥＣ６７はまた図６（Ｄ）の裏返しの姿勢を、θ＝１８０度±αとして認識することができる。
【００５９】
図５のブロック２５１で、傾斜角度θが所定の閾値αを越えたとＥＣ６７が判断するとブロック２５３に移行する。ユーザがノートＰＣ１０を持ち運ぶときは、通常ディスプレイ筐体１１を閉じて電源状態をサスペンド状態またはハイバネーション状態に遷移させる。ノートＰＣ１０がパワー・オン状態で机上面１２に置かれているときは、その姿勢は通常静止しており、時々ユーザが触れて位置が変化することはあっても位置が変化する時間間隔は比較的長い。これに対して図６（Ｃ）のようにしてユーザがイジェクト・スイッチ２１を操作するような場合は、傾斜角度θが変動範囲はわずかではあるが短い周期で変化する。本実施の形態ではこの傾斜角度θが変化する周期（揺動周期）を使用時の姿勢を判断するパラメータに含める。
【００６０】
ブロック２５３で、ＥＣ６７は揺動周期が所定値ｔｘ未満になったときにノートＰＣ１０が使用時の姿勢から変化したと認識してブロック２５９に移行し、ノートＰＣ１０が使用時の姿勢から変化したと判断する。ただし、ユーザがノートＰＣ１０を膝上で使用するときは使用時の揺動周期とイジェクト・スイッチ２１の操作時の揺動周期を区別できないことがある。本実施の形態では、そのことによって必要のないときに主電池パック１０３から放電しないように後に説明する図４のブロック２０５、２２１の手順で補うことができる。
【００６１】
ブロック２５３で揺動周期が所定値ｔｘ以上のときは、ブロック２５５に移行する。ブロック２５５では、ＥＣ６７が傾斜角度θに基づいてノートＰＣ１０が裏返しになったか否かを判断する。裏返しになったと判断した場合は、ユーザにノートＰＣ１０の使用の意思がないことは明白でありイジェクト・スイッチ２１を操作する意図があると判断してブロック２５９に移行する。
【００６２】
ブロック２５５で、ＥＣ６７が傾斜角度θは１８０度±αの範囲に入らないと判断したときは、ブロック２５７に移行する。ＥＣ６７は、加速度センサ７１の出力からシステム筐体１３の傾斜方向を認識することができる。図１（Ａ）に示したように、多目的ベイ１７がシステム筐体１３の左側端部から飛び出るような構造の場合は、イジェクト・スイッチ２１を操作する際にユーザは、多目的ベイ１７が実装されているシステム筐体１３の左側端部を図６（ｃ）のように持ち上げる。
【００６３】
したがって、傾斜角度θと同時に傾斜方向を判断することによりＥＣ６７はイジェクト・スイッチ２１を操作しようとするユーザの意図をより正確に認識することができる。ユーザがイジェクト・スイッチ２１を操作しようとする意図を示すシステム筐体１３の傾斜方向は、イジェクト・スイッチ２１が上向きとなる方向、または、多目的ベイ１７が上向きに飛び出る方向とすることができる。イジェクト・スイッチ２１が上向きになる方向に傾斜しているとＥＣ６７が判断した場合は、ブロック２５９に移行し反対方向と判断した場合はブロック２５１に戻る。なお、傾斜角度θを左右方向の角度として説明したが、多目的ベイ１７の位置によっては前後方向の角度を採用したり、左右方向と前後方向の２つの角度を別々に判断したりすることもできる。
【００６４】
図４のブロック２０３において使用時の姿勢が維持されていると判断している間は、ユーザにイジェクト・スイッチ２１を操作する意図がないと判断してブロック２０１に戻って補助電池パック１０５からの電力供給を維持する。ブロック２０３で傾斜角度、傾斜方向および揺動周期に基づいて現在の姿勢が使用時の姿勢から変化したとＥＣ６７が認識したときは、ユーザがイジェクト・スイッチ２１を操作する可能性が高いと判断してブロック２０５に移行する。
【００６５】
ブロック２０５では、ＥＣ６７は入力デバイス６９から最後の入力があってから所定の時間が経過しているか否かを内蔵するキーボード・コントローラの出力から判断する。所定の時間以内に入力デバイス６９からの入力がある間は使用状態であり、ユーザにイジェクト・スイッチ２１を操作する意図がないと判断してブロック２０１に戻って補助電池パック１０５からの電力供給を維持する。よって、図５のブロック２５３で揺動する環境で使用しているときに使用時の姿勢から変化したと判断したとしても、ブロック２０５の手順でブロック２０９の手順への移行が妨げられる。
【００６６】
最後の入力から所定時間入力がない場合は、少なくとも使用状態ではないため、イジェクト・スイッチ２１を操作する可能性があるとＥＣ６７が判断してブロック２０７に移行する。ブロック２０７では、ＥＣ６７が主電池パック１０３から取得した残容量が所定値以上であるか否かを判断する。主電池パック１０３の残容量がたとえば５％未満といったように放電を停止する容量に近い場合は、補助電池パック１０５からの電力供給を維持する。
【００６７】
ＥＣ６７は、主電池パック１０３の残容量が所定値未満になったときは、電源状態をサスペンド状態またはハイバネーション状態に移行させるので、事前に主電池パック１０３の残容量を確認しておく必要がある。ＥＣ６７は主電池パック１０３に切り換え可能な残容量があると判断したときは、ブロック２０９に移行してホット・スワップ処理を行うために、ＦＥＴ１１５、１１７の寄生ダイオードによるダイオード・オア回路を形成しながら電力源を主電池パック１０３に切り換える。
【００６８】
電力源を切り換えるとブロック２１１でＥＣ６７は、インディケータ２５ａ、２５ｂを消灯して補助電池パック１０５に対するホット・スワップ処理が終了したことを表示する。なお、インディケータ２５ａ、２５ｂは、ホット・スワップ処理が終了したときに点灯するようにしてもよい。ユーザは、インディケータ２５ａ、２５ｂが消灯したことで、補助電池パック１０５が電力を供給していないことを認識してイジェクト・スイッチ２１を操作し、多目的ベイ１７から補助電池パック１０５を取り外す。
【００６９】
なお、ユーザがイジェクト・スイッチ２１の操作をする前に、ブロック２０３〜２０９の手順でＥＣ６７が電力源を主電池パック１０５に切り換えるので、インディケータ２５ａ、２５ｂを設けないことも可能である。ここでブロック２０３〜２０７の条件が成立してホット・スワップ処理が行われてもユーザが補助電池パック１０５を取り外さない可能性もある。ブロック２１３では、ＥＣ６７は、補助電池パック１０５が多目的ベイ１７から実際に取り外されたか否かを判断する。
【００７０】
補助電池パック１０５が取り外された場合は、ブロック２０９に戻ってＥＣ６７は主電池パック２０９からの電力供給を維持する。取り外されていない場合はブロック２１５に移行する。ブロック２１５ではＥＣ６７が主電池パック１０３の残容量が所定値以上であるか否かを判断する。主電池パック１０５の残容量が所定値以上ない場合はブロック２２１でただちに電力源を補助電池パック１０５に切り換える。補助電池パック１０３への切り換えも、ＦＥＴ１１５とＦＥＴ１１７の寄生ダイオードによるダイオード・オア回路を経由してシステム・デバイスに対する電力供給を維持しながら行う。ＥＣ６７は、補助電池パック１０５からの電力供給を開始したことに伴って、ＦＥＴ１１９をオンにしてインディケータ２５ａ、２５ｂを点灯する。
【００７１】
主電池パック１０３の残容量が所定値以上の場合は、一旦主電池パック１０３からの電力供給を開始したら、主電池パック１０３の残容量が所定値未満に低下するまでそれを維持し、その後補助電池パック１０５に切り換える方法もある。しかし、ノートＰＣ１０では、主電池パック１０３の残容量を補助電池パック１０５の残容量よりも多くしておくという前述の放電ポリシーに基づいて、本実施の形態では補助電池パック１０５が装着されている場合は所定の条件の下で電力源を補助電池パック１０５に切り換える。
【００７２】
主電池パック１０３の容量が所定値以上であると判断したときは、主電池パック１０３に切り換えることができるか否かを判断するためにブロック２１７に移行する。ブロック２１７ではＥＣ６７が入力デバイス６９から入力があったか否かを判断する。入力があった場合は、ユーザが実際にノートＰＣ１０の使用を開始している可能性があり、イジェクト・スイッチ２１の操作をする可能性は低いと判断して、ＥＣ６７はブロック２２１で電力源を補助電池パック１０５に切り換える。
【００７３】
入力がない場合は、さらにブロック２１９に移行して、ＥＣ６７は加速度センサ７１の出力からノートＰＣ１０がブロック２０３で示したような方法で使用時の姿勢を所定時間維持しているか否かを判断する。所定時間使用時の姿勢を維持していると判断した場合は、ユーザにイジェクト・スイッチ２１の操作をすることはないと判断してＥＣ６７はブロック２２１で電力源を補助電池パック１０５に切り換える。使用時の姿勢を所定時間維持していないと判断した場合は、ユーザがまだイジェクト・スイッチ２１を操作する可能性があると判断してブロック２０９に移行し、ＥＣ６７は主電池パック２０９からの電力供給を維持する。
【００７４】
本発明において使用する加速度センサ７１は、ノートＰＣ１０の落下を検出してＨＤＤ６３の動作を停止する目的で搭載されているものであり、本発明のために新たに設ける必要はない。また、インディケータ２５ａ、２５ｂを設けるとしても、インディケータ２５ａ、２５ｂは従来のイベント・スイッチに比べて安価でシステム筐体１３における配置の自由度も高いので、簡単な構造でホット・スワップ機構を実現することができる。
【００７５】
ノートＰＣでは図６（Ｄ）に示したようにディスプレイ筐体１１を閉じて裏返しにしたときには、リッド・センサが作動して電源状態がサスペンド状態に遷移するような設定をすることが一般的である。電源システム１００は図４の手順を実行する上で、ＣＰＵ５１を動作させる必要がない。したがってサスペンド状態で、ＥＣ６７、電源制御回路１２１および加速度センサ７１などの電源をオンにすることで、サスペンド状態でもメイン・メモリ５５の電源が喪失しないように補助電池パック１０５に対するホット・スワップ処理を行うことができる。
【００７６】
また、従来のイベント・スイッチとイジェクト・スイッチの組み合わせでは、ユーザの操作が急速に行われたときに対応できなかったが、本実施の形態による方法では、イジェクト・スイッチ２１の操作のために発生するシステム筐体１３の傾斜角度の変化または揺動周期の変化をＥＣ６７が検出してから実際にイジェクト・スイッチ２１が操作されるまでの時間は、ホット・スワップ処理に必要なだけ確保することができるので、ユーザの操作に起因してサプライズ・シャットダウンが発生する可能性が少なくなる。
【００７７】
［補助ＨＤＤのホット・スワップの手順］
以上、多目的ベイ１７から補助電池パック１０５をホット・スワップする際の手順を説明したが、本発明はさらに多目的ベイ１７に装着された補助ＨＤＤのホット・スワップに適用することもできる。アプリケーションが補助ＨＤＤに対する編集中のデータをメイン・メモリ５５に記憶しているだけで保存していない場合は、保存前に補助ＨＤＤを取り外すとその後データが消失したりエラーが発生したりする。また、アプリケーションが補助ＨＤＤに書き込む処理をしてもデータが一時的にキャッシュに保存されていることもあり、キャッシュから補助ＨＤＤに保存する前に補助ＨＤＤを取り外すと同様にデータが消失する。
【００７８】
従来は補助ＨＤＤを取り外す際も、図７のイベント・スイッチ６を操作してイベントを発行し、オペレーティング・システム（ＯＳ）が補助ＨＤＤに必要なデータをすべて保存してからイジェクト・スイッチ５を操作して取り外すようにしていた。図６は、補助電池パック１０５に対するホット・スワップ処理を行う手順を示すフローチャートである。ブロック３０１では、ＣＰＵ５１がアプリケーションを実行してメイン・メモリ５５の記憶領域で補助ＨＤＤのファイルを編集したり、補助ＨＤＤに記憶するデータを新たに作成したりしている。ブロック３０３とブロック３０５は、図４のブロック２０３と２０５と同じである。
【００７９】
ブロック３０７でＥＣ６７はＣＰＵ５１に割り込みをして、メイン・メモリ５５に存在するデータをただちに補助ＨＤＤに書き込む処理をするようにＯＳに通知する。ＯＳは、アプリケーションに編集中または作成中のデータを補助ＨＤＤに保存するように要求し、さらにキャッシュに保存していたデータを補助ＨＤＤに保存し、補助ＨＤＤをシステムから論理的および電気的に切断する。ブロック３０９でＥＣ６７はＯＳから保存が完了した通知を受け取ったときにホット・スワップ処理が完了したと判断し、インディケータ２５ａ、２５ｂを消灯する。ユーザはインディケータの消灯で補助ＨＤＤを安全に取り外すことができることを認識する。
【００８０】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
【符号の説明】
【００８１】
１１…ディスプレイ筐体
１３…システム筐体
１７…多目的ベイ
２１…イジェクト・スイッチ
２５ａ、２５ｂ…インディケータ
１００…電源システム
１０３…主電池パック
１０５…補助電池パック
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワー・オン状態のコンピュータから安全に補助デバイスを取り外すためのホット・スワップ構造に関し、さらに詳細には信頼性の高いホット・スワップ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノートブック型パーソナル・コンピュータ（以下、ノートＰＣという。）の筐体には、着脱可能な補助デバイスを装着するための多目的ベイが設けられている。多目的ベイには本体の機能を拡張するために、たとえば、補助電池パック、補助ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）、または光学ディスク・ドライブ（ＯＤＤ）などの複数の補助デバイスのいずれかの装着が可能になっている。そして、ユーザは、外出時には多目的ベイに補助電池パックを装着して動作時間の延長を図り、オフィスでは補助ＨＤＤまたはＯＤＤを装着して機能の拡張を図るといったように使用場所や目的に応じて多目的ベイに取り付ける補助デバイスを選択する。
【０００３】
ノートＰＣには、補助電池パックに加えて頻繁な取り外しを予定しない主電池パックも別のベイに搭載している。補助電池パックから電力の供給を受けてシステムが動作している間にシステムの終了処理をしないで補助電池パックを突然取り外すと、システムのシャット・ダウンにより作業中のデータがメイン・メモリから消失したりトラブルが発生したりすることがある。このようにシステムが所定の手順に基づく終了処理を経ず、ユーザの意図しない状態でシャット・ダウンすることをサプライズ・シャットダウンということにする。
【０００４】
補助電池パックの取り外しの際にサプライズ・シャットダウンを防ぐには、システムに対する電力源を事前に補助電池パックから主電池パックに切り換える必要がある。ノートＰＣでは、システムがパワー・オン状態のときに、多目的ベイに対する補助デバイスの着脱をシステムの動作に影響を与えないようにいわゆるホット・スワップとして行うようになっている。そして、補助電池パックから主電池パックへ電力源を切り換える手順においては、システム・デバイスに供給する電圧が瞬間的に低下しないようにするために、２つの電池パックを並列接続する期間が必要である。
【０００５】
主電池パックと補助電池パックを直接並列接続してシステム・デバイスに電力を供給すると、相互間の電位差により循環電流が流れるため並列接続するためには、通常はシステム・デバイスに対する放電回路にいわゆるダイオード・オア回路を設ける。しかし、放電回路に常時ダイオードを挿入すると電圧降下や電力損失が発生して電池パックの実質的な容量が低下する。したがって、ノートＰＣに２つの電池パックを装着している場合には、最初にいずれか一方の電池パックだけから放電し続いて他方の電池パックから放電することにしている。そして、システム・デバイスに電力を供給している補助電池パックを取り外すときは、切り換え時だけ充放電回路のＦＥＴに形成された寄生ダイオードでダイオード・オア回路を形成しながら電力源を主電池パックに切り換えるといったホット・スワップ処理を行っている。
【０００６】
多目的ベイには、収納する補助デバイスをイジェクトするためのイジェクト・スイッチの他に、システムにホット・スワップ処理をさせるためのイベントを発行するイベント・スイッチを設けている。図８は、従来のノートＰＣのシステム筐体の裏面を示す平面図である。システム筐体１の裏面には、主電池パック２が装着されている。イジェクト・スイッチ３は、主電池パック３の着脱操作を行うためのスイッチである。多目的ベイ４は、イジェクト・スイッチ５を操作したときに収納されている補助デバイスがシステム筐体１の側面に飛び出る構造である。
【０００７】
システム筐体１には、イジェクト・スイッチ５の操作に対するロック機構を備えたイベント・スイッチ６が設けられている。ユーザは多目的ベイ４から補助電池パックを取り外す際には、最初にイベント・スイッチ６を操作してイジェクト・スイッチ５の操作ロックを解除してからイジェクト・スイッチ５を操作する。システムは、イベント・スイッチ６の操作により発行されたイベントを検出して電力源を補助電池パックから主電池パックに切り換えるホット・スワップ処理をするため、ユーザがイジェクト・スイッチ５を操作するときには電力源が主電池パックに切り換わっている。
【０００８】
特許文献１は、電池パックとバックアップ電池を備えた携帯端末において、電池パックの電圧がゼロになったことで検出器が電池パックの取り外しを検出し、ＣＰＵおよび揮発性メモリに供給する電力源を電池パックからバックアップ電池に切り換えて入力中のデータの退避操作をなくす技術を開示する。特許文献２は、システムが動作している間に、電力源としての第１のバッテリィと第２のバッテリィを切り換える技術を開示する。同文献には、切り換え時にＦＥＴの寄生ダイオードでダイオード・オア回路を構成することが記載されている。特許文献３は、ノートＰＣに無線で接続されたハードディスク・ドライブからノートＰＣが突然離れることによる編集中のデータの喪失を防ぐために、加速度センサでノートＰＣの移動を検知してハードディスク・ドライブのイジェクト処理を行う技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１０１６２４号公報
【特許文献２】特許第２７０８３７４号公報
【特許文献３】特開２００９−１７５８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図８に示したイベント・スイッチ６の位置は、多目的ベイ４の位置とイジェクト・スイッチ５の位置により制限される。そして、イベント・スイッチ６からシステム・デバイスまでの配線を行うために筐体の内部の回路基板を拡張したり配線を設けたりする必要がある。また、イベント・スイッチ６とイジェクト・スイッチ５の間のロッキング機構が複雑になる。さらに、イベント・スイッチ６を操作してからユーザが極短時間のうちにイジェクト・スイッチ５を操作すると、システムがホット・スワップ処理を完了する前に補助電池パックが取り外されてサプライズ・シャットダウンが発生する。
【００１１】
そこで本発明の目的は、簡単な構造で補助デバイスを安全に取り外すことが可能なホット・スワップ構造を提供することにある。さらに本発明の目的は、ホット・スワップ処理が完了する前に補助デバイスが取り外されることを防止することができるホット・スワップ構造を提供することにある。さらに本発明の目的は、そのようなホット・スワップ構造を搭載した携帯式コンピュータおよび補助デバイスのホット・スワップの方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１の態様にかかる携帯式コンピュータは、着脱可能な補助デバイスの装着部を備え、さらに、補助デバイスの取り外し操作をするためのスイッチを筐体の底面に備えている。着脱可能とは、工具を使用したり筐体の内部を開放したりすることなく、ユーザが取り付けおよび取り外しを行うことができる構造をいう。パワー・オン状態の間に補助デバイスを取り外すためには、取り外しの際にシステムの動作に影響を与えないようにするための事前処理に相当するホット・スワップ処理が必要となる。スイッチは筐体の底面に設けられているため、ユーザが補助デバイスを取り外すためには、必然的に筐体が傾斜したり揺動したりすることになる。
【００１３】
制御部は、加速度センサの出力が筐体の姿勢が使用時の姿勢から変化したことを示したときは、ユーザがスイッチを操作しようとしていると判断し、スイッチが実際に操作される前にホット・スワップ処理を行う。このような構成を備えることにより、従来は必要であったホット・スワップ処理を実行するためのイベントを発行するイベント・スイッチが不要となり、簡単で信頼性の高いホット・スワップ構造が実現できる。さらに、従来存在していたイベント・スイッチの操作とイジェクト・スイッチの操作をほぼ同時に行うとホット・スワップ処理が終了する前に補助デバイスが取り外されてしまうという問題が解決でき操作上の信頼性が向上する。
【００１４】
制御部は、加速度センサの出力が水平面に対する筐体の傾斜角度が所定値を越えたことを示したときに筐体の姿勢が使用時の姿勢から変化したと判断することができる。制御部は、加速度センサの出力が筐体の姿勢が裏返しになったことを示したときに筐体の姿勢が使用時の姿勢から変化したと判断することができる。制御部は、スイッチが上になる方向に筐体が傾斜したことを示したときに使用時の姿勢から変化したと判断することができる。
【００１５】
さらに制御部は、加速度センサの出力が筐体の揺動周期が所定値以下になったことを示したときに、筐体の姿勢が使用時の姿勢から変化したと判断することができる。使用時の姿勢は、携帯式コンピュータを机上に置いて使用する場合であればほぼ水平な状態としてよく、さらに、膝の上に置いて使用する場合であれば水平面から所定の範囲以内の傾斜角度で傾斜している状態としてよい。また、机上において使用する場合は筐体が静止しているので、使用時の姿勢を揺動周期が所定値以上の状態としてもよい。
【００１６】
ユーザが補助デバイスを取り外すためにスイッチを操作するときは、多くの場合傾斜角度および揺動周期が両方とも使用時の姿勢の値から変化するので、制御部は２つの条件を組み合わせて判断することができる。さらに、これらに傾斜方向の条件を加えて判断することができる。複数の条件を組み合わせると、より正確にスイッチを操作するときの筐体の姿勢と使用時の筐体の姿勢を区別することができる。また、補助デバイスを取り外すときは、ユーザは入力デバイスを操作して入力をしないので、制御部は筐体の姿勢の変化に加えて入力デバイスから所定時間入力がないと判断したときにホット・スワップ処理を行うようにしてもよい。
【００１７】
ホット・スワップ処理は、スイッチの操作に先立って生ずる筐体の姿勢の変化を検出して行うので実際にスイッチを操作する時点では完了している。しかし、筐体の表面にホット・スワップ処理が完了していることを示すインディケータを設けるとユーザはより安心してホット・スワップをすることができる。装着部は種類の異なる複数の補助デバイスのいずれかを装着することが可能な多目的ベイとすることができる。あるいは、装着部はドッキング・ステーションに接続するコネクタとすることができる。補助デバイスとしては、補助電池または補助記憶装置とすることができる。補助デバイスが補助電池の場合は、ホット・スワップ処理を、携帯式コンピュータに対する電力源を補助電池から主電池に切り換える処理とすることができる。
【００１８】
この場合制御部は、さらに主電池の残容量が所定値以上であると判断してホット・スワップ処理を行うようにすることができる。主電池の容量が所定値未満のときは、システムが自動的に補助電池に切り換える場合があるので、事前に残容量を確認することは有効である。また制御部は、入力デバイスから入力があったと判断したときおよび加速度センサの出力に基づいて筐体が使用時の姿勢を所定時間以上維持していると判断したときに、携帯式コンピュータに対する電力源を補助電池から主電池に切り換えることができる。
【００１９】
ホット・スワップ処理のために電力源が主電池に切り換わったが実際に補助電池パックが取り外されていないときは、ホット・スワップの操作がないことをシステムが確認した上で、再度電力源を切り換えて補助電池から先に放電するようにした方が、主電池の容量を確保して携帯使用の準備をしておくことができるので都合がよい。ホット・スワップ処理は、携帯式コンピュータの電源状態をハイバネーション状態に遷移させる処理とすることができる。ハイバネーション状態に遷移させることでもシステムの動作に影響を与えないようにして補助デバイスを取り外すことができる。
【００２０】
ホット・スワップ処理は、パワー・オン状態のときだけでなくサスペンド状態のときにも適用することができる。制御部は補助電池を取り外すときは、メイン・メモリの記憶内容を保持するように加速度センサの出力に基づいて携帯式コンピュータに対する電力源を補助電池から主電池に切り換えることができる。さらに補助デバイスはＨＤＤまたは不揮発性メモリなどの補助記憶装置とすることができる。この場合、ホット・スワップ処理がメイン・メモリに記憶されたデータを補助記憶装置に書き込む処理とすることで、システムの動作に影響を与えないように補助記憶装置を取り外すことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、簡単な構造で補助デバイスを安全に取り外すことが可能なホット・スワップ構造を提供することができた。さらに本発明により、ホット・スワップ処理が完了する前に補助デバイスが取り外されることを防止することができるホット・スワップ構造を提供することができた。さらに本発明により、そのようなホット・スワップ構造を搭載した携帯式コンピュータおよび補助デバイスのホット・スワップの方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】携帯式コンピュータの外形を示す図である。
【図２】携帯式コンピュータの概略の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】電源システムの概略の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】補助電池をホット・スワップする手順を示すフローチャートである。
【図５】使用時の姿勢からの変化を判断する詳細な手順を示すフローチャートである。
【図６】ホット・スワップする際のシステム筐体の姿勢を説明する図である。
【図７】補助ＨＤＤをホット・スワップする手順を示すフローチャートである。
【図８】従来の携帯式コンピュータのホット・スワップ構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［ノートＰＣの構成］
図１は、本実施の形態にかかるノートＰＣ１０の外形を示す図で、図２はノートＰＣ１０の構成を示す概略の機能ブロック図である。本明細書の全体に渡って、同一の要素には同一の参照番号を付与する。図１（Ａ）はディスプレイ筐体１１を開いた状態を示す斜視図で、図１（Ｂ）はシステム筐体１３の底面を示す平面図である。ノートＰＣ１０は、ディスプレイ筐体１１とシステム筐体１３がヒンジで開閉可能に結合されている。ディスプレイ筐体１１はＬＣＤ１５を収納し、システム筐体１３は内部に図２に示すようなさまざまなシステム・デバイスを収納するとともに表面にキーボードおよびポインティング・デバイスからなる入力デバイス６９を実装している。
【００２４】
ＣＰＵ５１は、ノートＰＣ１０の中枢機能を担う演算処理装置である。ＣＰＵ５１は、メモリ・コントローラ・ハブ（ＭＣＨ）５３に接続されている。ＭＣＨ５３は、ノートＰＣ１０のなかでの高速なデータ転送を処理するデバイスで、メイン・メモリ５５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、およびＣＰＵ５１と他のデバイスとの間のデータ転送速度の差を吸収するためのデータ・バッファ機能を含む。ＭＣＨ５３にはメイン・メモリ５５、グラフィック・プロセッシング・ユニット（ＧＰＵ）５７およびアイオー・コントローラ・ハブ（ＩＣＨ）６１が接続されている。
【００２５】
メイン・メモリ５５は、ＣＰＵ５１が実行するプログラムの読み込み領域、処理データを書き込む作業領域として利用される揮発性のＲＡＭである。ＧＰＵ５７には、ビデオ・メモリ（ＶＲＡＭ）５９およびＬＣＤ１５が接続されている。ＧＰＵ５７は、ＣＰＵ５１から受け取った描画命令に基づいてＶＲＡＭ５９にイメージを書き込む専用プロセッサで、グラフィックス・アクセラレータともいう。ＧＰＵ５７はＶＲＡＭ５９から読み出した画像データと制御信号を所定のタイミングでＬＣＤ１５に供給する。
【００２６】
ＩＣＨ６１は、周辺入出力デバイスに関するデータ転送を処理する。ＩＣＨ６１は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、シリアルＡＴＡ（AT Attachment）、ＳＰＩ (Serial Peripheral Interface)バス、 ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バス、ＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓバス、およびＬＰＣ（Low Pin Count）バスなどのポートを備え、それらに対応したデバイスが接続される。図２では、ＨＤＤ６３、ＬＰＣバス６５および多目的ベイ１７が接続された様子を示している。さらにＩＣＨ６１はＬＰＣバス６５を介して、従来からノートＰＣ１０に使用されているレガシー・デバイス、あるいは高速なデータ転送を要求しないデバイスに接続される。図２ではＬＰＣバス６５に接続されるデバイスとして、エンベデッド・コントローラ（ＥＣ）６７およびフラッシュＲＯＭ７３だけを示している。
【００２７】
ＥＣ６７は、８〜１６ビットのＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成されたマイクロ・コンピュータであり、さらに複数チャネルのＡ／Ｄ入力端子、Ｄ／Ａ出力端子、タイマ、およびディジタル入出力端子を備えている。ＥＣ６７は、ノートＰＣ１０に実装されるデバイスに供給する電力を制御したりシステム筐体１３の内部の温度を制御したりする。ＥＣ６７は、キーボード・コントローラを搭載しており、入力デバイス６９が接続されている。ＥＣ６７には、ノートＰＣ１０の姿勢を検知したり、ノートＰＣ１０に加えられた加速度を検出してＨＤＤのヘッドを安全なランプ機構に退避させたりするために使用する加速度センサ７１が接続されている。
【００２８】
加速度センサ７１は、ノートＰＣ１０に加わっている加速度を検出してアナログの加速度データをＥＣ６７に出力する。加速度センサ７１は、相互に直交する２つまたは３つの検出軸を備えており、各検出軸は重力加速度の分力成分およびノートＰＣ１０の筐体に加えられた衝撃による加速度の分力成分を検出して出力する。ＥＣ６７のＲＯＭには、加速度センサ７１の出力を処理するためにＥＣ６７のＣＰＵが実行するプログラムが格納されている。当該プログラムは、加速度センサ７１の各検出軸が検出した重力加速度の分力成分から各検出軸の重力方向に対する傾斜角度を計算してシステム筐体１３が使用時の姿勢か否かを判断することができる。また当該プログラムは、各検出軸の出力の時間的な変化から揺動周期を計算してノートＰＣ１０が静止しているか揺動しているかを判断することができる。
【００２９】
フラッシュＲＯＭ４３は不揮発性で記憶内容の電気的な書き替えが可能なメモリであり、入出力デバイスを制御するためのデバイス・ドライバ、ＡＣＰＩ（Advanced Configuration and Power Interface）の規格に適合し電源およびシステム筐体１３内の温度などを管理するシステムＢＩＯＳ、およびノートＰＣ１０の起動時にハードウエアの試験や初期化を行うＰＯＳＴ（Power-On Self Test）などを格納する。ＥＣ６７、加速度センサ７１および多目的ベイ１７は図３に示す電源システム１００の一部を構成する。
【００３０】
システム筐体１３の裏面には、図１（Ｂ）に示すように主電池パック１０３が装着される。主電池パック１０３の近辺には主電池パック１０３をシステム筐体１３にロックしたり、リリースしたりするためのイジェクト・スイッチ２３が設けられている。多目的ベイ１７には、補助電池パック１０５（図３参照）、補助ＨＤＤ（図示せず。）、またはＯＤＤ（図示せず。）のいずれかの補助デバイスが装着される。
【００３１】
多目的ベイ１７に補助電池パック１０５が装着されると、ＥＣ６７により認識され充電または放電が制御されるようになる。多目的ベイ１７に補助ＨＤＤまたはＯＤＤが装着されると、システムがそれをプラグ・アンド・プレイで自動的に認識して、システム筐体１３の内部に収納されたシステム・デバイスと同様にアクセスすることができる。また、システム筐体１３の裏面には、イジェクト・スイッチ２１が設けられている。多目的ベイ１７に装着された補助デバイスを取り外すためにユーザがイジェクト・スイッチ２１をスライドすると、システム筐体１３の側面からスプリング機構で補助デバイスが飛び出してくる機構になっている。
【００３２】
システム筐体１３の裏面と左側面には、多目的ベイ１７に装着された補助デバイスのホット・スワップ処理をシステムが終了して取り外しが可能な状態であることを示すインディケータ２５ａ、２５ｂが設けられている。インディケータ２５ａ、２５ｂはＬＥＤで構成されている。システム筐体１３の裏面には、機能拡張装置であるドッキング・ステーションに接続するためのコネクタ１４が設けられている。コネクタ１４には、補助電池パック１０５と同等の制御および通信機能を備えた電池を収納する電池専用ボックス（図示せず。）を接続することもできる。
【００３３】
電池専用ボックスはシステム筐体１３の外側に装着するため、機能的には補助電池パック１０５と同等であるが、電池容量は大きくすることができる。電池専用ボックスにも机上面に接する底面には、コネクタ１４から取り外すためにユーザが操作するイジェクト・スイッチが設けられる。多目的ベイ１７のイジェクト・スイッチ２１または電池専用ボックスのイジェクト・スイッチを操作するときは、ユーザはノートＰＣ１０の一端を持ち上げたり、ディスプレイ筐体１１を閉じてノートＰＣ１０の全体を裏返しにしたりする。
【００３４】
［電源システム］
図３は電源システム１００の概略の構成を示す機能ブロック図である。電源システム１００は主として、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１、主電池パック１０３、補助電池パック１０５、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９、充電器１０７、ＥＣ６７、加速度センサ７１および電源制御回路１２１で構成されている。ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１は、一次側が商用電源のアウトレットに接続され、二次側がノートＰＣ１０のシステム筐体１３に接続される。ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１は、ノートＰＣ１０の内部に組み込んでもよい。ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１は交流電圧を直流電圧に変換してＤＣ／ＤＣコンバータ１０９に電力を供給し、さらに充電器１０７に電力を供給して電池パック１０３または電池パック１０５を充電する。
【００３５】
ＦＥＴ１１１は主電池パック１０３または補助電池パック１０５からＤＣ／ＤＣコンバータ１０９に電力を供給するときにオフに制御されて、放電電流がＡＣ／ＤＣアダプタ１０１に流れ込むのを防止する。充電器１０７は、ＣＨＧコントローラ、ハイ・サイドＦＥＴ、ロー・サイドＦＥＴ、インダクタ、およびキャパシタを含み主電池パック１０３および補助電池パック１０５を充電する。充電器１０７のＣＨＧコントローラにはＥＣ６７が接続されている。ＥＣ６７は、充電電流および充電電圧をＣＨＧコントローラに設定する。
【００３６】
ＣＨＧコントローラは、ハイ・サイドＦＥＴとロー・サイドＦＥＴを交互にオン、オフを繰り返すようにスイッチング制御して同期整流方式を実現し、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１の出力電圧をＥＣ６７により設定された所定の電圧に制御する。インダクタとキャパシタは、ハイ・サイドＦＥＴがオフでロー・サイドＦＥＴがオンの期間にそれぞれに蓄えられたエネルギーを放出することにより出力電流を平滑化する。
【００３７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９は、入力電圧をノートＰＣ１０のシステム・デバイスの動作に適した安定した複数の電圧に変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９は、ノートＰＣ１０をＡＣＰＩに規定された複数の電源状態（パワー・ステート）に遷移させるために、適切に区分された範囲のシステム・デバイスに電力を供給できるように構成されている。検出回路１２１は、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１の出力電圧を検出して電源制御回路１２１のレジスタを設定する。
【００３８】
ＦＥＴ１１８は、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１の出力電圧が充電器１０７を経由して電池パックに供給されるように充電時はオフに制御されるスイッチである。ＦＥＴ１１８はまた、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１が電圧を出力しないときは、主電池パック１０３または補助電池パック１０５からＤＣ／ＤＣコンバータ１０９に電力を供給するためにオンに制御されるスイッチである。ＦＥＴ１１４〜ＦＥＴ１１７は、電池パックに対する充電および放電の動作を制御するためのスイッチである。ＦＥＴ１１９は、インディケータ２５ａ、２５ｂを点灯するためのスイッチである。
【００３９】
主電池パック１０３は、放電制御用ＦＥＴ１１４と充電制御用ＦＥＴ１１５で構成された充放電パスで充電器１０７の出力およびＦＥＴ１１８に接続されている。補助電池パック１０５は、放電制御用ＦＥＴ１１６と充電制御用ＦＥＴ１１７で構成された充放電パスで充電器１０７の出力およびＦＥＴ１１８に接続されている。放電制御用ＦＥＴ１１４、１１６はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、充電制御用ＦＥＴ１１５、１１７はＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴである。これらのＦＥＴの内部にはいずれも図示する方向に寄生ダイオードが形成されている。
【００４０】
電源制御回路１２１は、論理回路、レジスタ、およびタイマなどを含むＩＣチップでＥＣ６７により制御される。電源制御回路１２１は、ＥＣ６７の指示に基づいてＦＥＴ１１１、ＦＥＴ１１４〜１１９の動作を制御したり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０３の動作を制御したりする。ＥＣ６７は、補助電池パック１０５からＤＣ／ＤＣコンバータ１０９に電力を供給しているときには、電源制御回路１２１を通じてＦＥＴ１１９をオンに制御しＬＥＤ２５ａ、２５ｂを点灯する。主電池パック１０３と補助電池パック１０５は、米国インテル社および米国デュラセル社が主体となって提唱したスマート・バッテリィ・システム（ＳＢＳ：Smart Battery System)と呼ばれる規格に準拠した電池パックである。
【００４１】
主電池パック１０３および補助電池パック１０５は、いずれもＳＭバスを通じてＥＣ６７に接続されている。ＥＣ６７は、ＳＭバスを通じて各電池パックの充電電圧、充電電流、および残容量などの情報を取得し充電器１０７の動作および必要なＦＥＴの動作を制御する。ＥＣ６７はまた、主電池パック１０３または補助電池パック１０５がノートＰＣ１０に装着されたときに、それらの内部にあるサーミスタの存在を検出してそれらの装着状態を検出する。前述の電池専用ボックスもＳＢＳの規格に準拠しており、コネクタ１４を通じてＥＣ６７に情報を送ることでＥＣ６７により充電動作または放電動作が制御される。
【００４２】
主電池パック１０３は、システム筐体１３にいつでも着脱可能であるが、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１が電圧を出力しておらず主電池パック１０３からＤＣ／ＤＣコンバータ１０９を通じてシステム・デバイスに電力を供給している間は、サプライズ・シャットダウンを防ぐため取り外さないことになっている。したがって、主電池パック１０３の取り外しに対しては、以下に述べるように補助電池パック１０５の取り外しに対して行うホット・スワップ処理は行わない。ただし本発明の方法で、主電池パック１０３に対するホット・スワップ処理を行うようにしてもよい。
【００４３】
補助電池パック１０５に対するホット・スワップ処理とは、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１が接続されていない条件下で、補助電池パック１０５からノートＰＣ１０のシステム・デバイスに電力を供給している間に補助電池パック１０５を取り外すことで電力の供給が中断し、メイン・メモリ５５のデータが消失したりシステムに障害が発生したりしないようにする取り外し前の処理をいう。あるいは、ホット・スワップ処理は多目的ベイ１７から補助電池パック１０５を取り外す際にサプライズ・シャットダウンを防ぐための事前処理ということもできる。ホット・スワップ処理は、コネクタ１４から専用電池ボックスを取り外すときにも行うことができる。
【００４４】
システム・デバイスに電力を供給している状態は、ＣＰＵ５１がプログラムを実行できるパワー・オン状態（ＡＣＰＩのＳ０ステート）およびメイン・メモリ５５の記憶を維持するために必要なデバイスにだけ電力を供給するサスペンド状態（ＡＣＰＩのＳ３状態）を含む。また、補助電池パック１０５に関するホット・スワップ処理には、システム・デバイスに対する電力源を補助電池パック１０５から主電池パック１０５に切り換える処理、電源状態をハイバネーション（ＡＣＰＩのＳ４ステート）またはパワー・オフ状態（ＡＣＰＩのＳ５ステート）に移行させる処理も含む。
【００４５】
［ホット・スワップ処理の回路動作］
次に電源回路１００において電力源を補助電池パック１０５から主電池パック１０３へ切り換えるホット・スワップ処理の回路動作を説明する。ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１がシステム・デバイスに電力を供給する間は、いずれの電池パックを取り外してもサプライズ・シャットダウンは発生しないので、本発明を適用する必要はない。ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１が接続されていないときは、少なくともパワー・オン状態では、以下に説明する放電ポリシーおよび残容量に基づいて主電池パック１０３と補助電池パック１０５のいずれか一方から放電するようにＥＣ６７は各ＦＥＴを制御する。
【００４６】
ＥＣ６７は主電池パック１０３から電力を供給するときは、ＦＥＴ１１４、１１５をオンに制御しＦＥＴ１１６、１１７をオフに制御する。ＥＣ６７はまた補助電池パック１０５から電力を供給するときはＦＥＴ１１４、１１５をオフに制御しＦＥＴ１１６、１１７をオンに制御する。ＥＣ６７は電源制御回路１２１のレジスタを参照してＡＣ／ＤＣアダプタ１０１の出力電圧が所定の値に維持されていると判断したときは、ＦＥＴ１１１をオンに制御し、ＦＥＴ１１８をオフに制御し、さらに電池パックが充電を要求しているときはＣＨＧコントローラに信号を送って充電器１０７に充電動作をさせる。
【００４７】
ＥＣ６７は電源制御回路１２１のレジスタを参照して、ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１の出力電圧が所定の値より低下したと判断したときは、ＦＥＴ１１１をオフに制御しＦＥＴ１１８をオンに制御して、さらにＣＨＧコントローラに信号を送って充電器１０７の充電動作を停止させる。いずれの電池パックからＤＣ／ＤＣコンバータ１０９に電力を供給するかは、ＥＣ６７が各電池パックの残容量および充放電ポリシーに基づいて決定する。充放電ポリシーとは、充電の順序は主電池パック１０３を優先し、放電の順序は補助電池パック１０５を優先するというものである。このように充放電の優先順位を決めておくことで、ユーザが多目的ベイ１７から補助電池パック１０５を取り外して外出するようなときにも、その時点で主電池パック１０３がより多く充電されているような状態にすることができる。
【００４８】
サプライズ・シャットダウンを防ぎながら補助電池パック１０５を多目的ベイ１７から取り外すためには、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９の入力電圧を低下させないようにしながら取り外し前に電力源を補助電池パック１０５から主電池パック１０３に切り換える必要がある。ＥＣ６７は、ＦＥＴ１１６、１１７がオンでＦＥＴ１１４、１１５がオフの状態からＦＥＴ１１６、１１７がオフでＦＥＴ１１４、１１５がオンの状態に切り換えるまでの間に、一時的に、ＦＥＴ１１５がオフ、ＦＥＴ１１７がオフ、ＦＥＴ１１４がオン、ＦＥＴ１１６がオンになる状態を形成する。そのときＦＥＴ１１５、１１７の寄生ダイオードでワイヤード・オア回路を構成して２つの電池パックから同時に電力を供給することで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９に対する切り換え時の電圧低下を防ぐ。
【００４９】
なお、ノートＰＣ１０がサスペンド状態のときは、システム・デバイスの消費電力が著しく小さいので、ＦＥＴ１１５、１１７のワイヤード・オア回路で２つの電池パックから同時に電力供給をすることができる。このような放電方式を採用すれば、サプライズ・シャットダウンを防ぎながらホット・スワップ処理をしないで補助電池パック１０５を取り外すことができる。しかしそのような放電方式を採用しない場合は、サスペンド状態のときもパワー・オン状態のときと同じ手順で補助電池パック１０５に対するホット・スワップ処理を行うことができる。
【００５０】
なお、図２、図３は本実施の形態を説明するために、本実施の形態に関連する主要なハードウエアの構成および接続関係を簡略化して記載したに過ぎないものである。ここまでの説明で言及した以外にも、ノートＰＣ１０を構成するには多くのデバイスが使われる。しかしそれらは当業者には周知であるので、ここでは詳しく言及しない。図で記載した複数のブロックを１個の集積回路もしくは装置としたり、逆に１個のブロックを複数の集積回路もしくは装置に分割して構成したりすることも、当業者が任意に選択することができる範囲においては本発明の範囲に含まれる。また、各々のデバイスの間を接続するバスおよびインターフェースなどの種類はあくまで一例に過ぎず、それら以外の接続であっても当業者が任意に選択することができる範囲においては本発明の範囲に含まれる。
【００５１】
［補助電池パックのホット・スワップの手順］
つぎに、補助電池パック１０５を多目的ベイ１７からホット・スワップする方法を説明する。図４は、補助電池パック１０５をホット・スワップする手順を示すフローチャートである。ホット・スワップ処理は概括すると、システム筐体１３の姿勢および入力デバイス６９からの入力の有無に基づいてユーザがイジェクト・スイッチ２１を操作する意図を有しているか否かを判断して、実際にイジェクト・スイッチ２１が操作される前に電力源を主電池パック１０３に切り換えるものである。
【００５２】
ノートＰＣ１０は、車中においてユーザの膝上で揺動する状態で使用されることがあるため、このときのノートＰＣ１０の姿勢とイジェクト・スイッチ２１を操作するときのノートＰＣ１０の姿勢をできるだけ区別する必要がある。また、補助電池パック１０５の取り外しは机上で行う場合もあれば、ユーザの膝上で行うこともあるので、このときもイジェクト・スイッチ２１を操作する姿勢であることをできるだけ正確に認識する必要がある。さらに、多目的ベイ１７に装着された補助電池パック１０５は、任意のタイミングで他の補助デバイスと交換する可能性があるので、放電は補助電池パック１０５を優先させることが望ましい。図４の手順はこのような事情を考慮して定めている。
【００５３】
ブロック２０１では、多目的ベイ１７に補助電池パック１０５が装着されている。ＡＣ／ＤＣアダプタ１０１は接続されておらず、システム・デバイスは補助電池パック１０５から電力の供給を受け手パワー・オン状態（Ｓ０ステート）に遷移している。検出回路１２１は、電源制御回路１２１のレジスタにＡＣ／ＤＣアダプタ１０１が電圧を出力していない状態を示す設定をする。ＥＣ６７は電源制御回路１２１を通じてＦＥＴ１１１をオフに制御し、ＦＥＴ１１８をオンに制御する。さらにＥＣ６７はＦＥＴ１１９をオンに制御してインディケータ２５ａ、２５ｂを点灯する。
【００５４】
ブロック２０３では、加速度センサ７１が検出したノートＰＣ１０のシステム筐体１３に作用する重力加速度Ｇに基づいてＥＣ６７は、システム筐体１３が使用時の姿勢から変化したか否かを判断する。図５は、ブロック２０３の詳細な手順を示すフローチャートである。ユーザは多目的ベイ１７から補助電池パック１０５を取り外すため、イジェクト・スイッチ２１を操作する。イジェクト・スイッチ２１はシステム筐体１３の底面に取り付けられているため、ユーザはイジェクト・スイッチ２１を操作するためにシステム筐体１３の多目的ベイ１７側の左側端部を持ち上げる必要がある。あるいは、ユーザは、ディスプレイ筐体１１を閉じてノートＰＣ１０の全体を机上で裏返しにすることもある。図６は、ホット・スワップする際のシステム筐体１３の姿勢を説明する図である。
【００５５】
図６（Ａ）は、机上におけるノートＰＣ１０の使用時の姿勢を示す。使用時の姿勢とは、システム筐体１３の底面が水平な机上面１２に置かれて静止している状態をいう。ここで、図１（Ａ）においてシステム筐体１３の多目的ベイ１７が実装されている左側端部とそれに対向する右側端部を結ぶ方向を左右方向といい、手前側の端部とディスプレイ筐体１１側の端部を結ぶ方向を前後方向ということにする。ユーザがノートＰＣ１０を揺動する車中で膝の上に置いて使用する場合は、ノートＰＣ１０の姿勢が机上面１２上に置かれている場合に比べて前後方向および左右方向に傾斜しかつ揺動する。その場合でもユーザは、できるだけ図６（Ａ）の姿勢を保つようにノートＰＣ１０の姿勢を確保する。
【００５６】
特に左右方向の傾斜角度はできるだけ水平になるようにして使用するので、たとえば左右方向の傾斜角度θをθ＜±αとなるようにノートＰＣ１０の姿勢を維持する。よって、使用時の姿勢は、膝の上で使用するときのように左右方向および前後方向の水平に対する傾斜角度が所定の閾値以内の場合の姿勢も含む。図６（Ｂ）は、システム筐体１３に内蔵された加速度センサ７１の仮想平面１４上で直交する２つの検出軸１６ａ、１６ｂを模式的に示した図である。仮想平面１４はノートＰＣ１０が机上面１２に置かれたときに水平になる平面であり、システム筐体１３が机上面１２に置かれたときはいずれの検出軸１６ａ、１６ｂも重力加速度Ｇの分力成分を検出しないため、ＥＣ６７はシステム筐体１３の姿勢が水平であると認識する。
【００５７】
システム筐体１３の姿勢が机上面１２でいずれかの方向に傾斜すると、検出軸１６ａおよび検出軸１６ｂまたはいずれか一方が重力加速度Ｇの分力成分を検出するため、ＥＣ６７は傾斜方向と傾斜角度θを認識することができる。傾斜角度θは、仮想平面１４の水平面に対する角度とし、傾斜方向は左右方向と前後方向とする。仮想平面１４が机上面１２に対して平行の場合は、ノートＰＣ１０が裏返しになった姿勢と使用時の姿勢を判別することはできない。この場合は、３つの検出軸を備えた加速度センサを採用するか、または２つの検出軸が形成する仮想平面１４を机上面１２から所定の角度だけ傾斜させることにより判別することができる。
【００５８】
図６（Ｃ）は、ユーザが机上面１２上でイジェクト・スイッチ２１を操作するために、システム筐体１３の左側端部だけを持ち上げたことにより使用時の姿勢よりも傾斜角度θだけ左右方向に傾斜した姿勢を示す。図６（Ｄ）は、ディスプレイ筐体１１が閉じられてノートＰＣ１０の全体が裏返しになった姿勢を示す。ＥＣ６７は加速度センサ７１が出力した重力の分力成分に基づいて、システム筐体１５の傾斜角度を計算することができる。ＥＣ６７は使用時の左右方向の傾斜角度をθ＜±αで認識するとすれば、図６（Ｃ）の姿勢でθ≧±αのときに使用時の姿勢とは異なることを認識することができる。ＥＣ６７はまた図６（Ｄ）の裏返しの姿勢を、θ＝１８０度±αとして認識することができる。
【００５９】
図５のブロック２５１で、傾斜角度θが所定の閾値αを越えたとＥＣ６７が判断するとブロック２５３に移行する。ユーザがノートＰＣ１０を持ち運ぶときは、通常ディスプレイ筐体１１を閉じて電源状態をサスペンド状態またはハイバネーション状態に遷移させる。ノートＰＣ１０がパワー・オン状態で机上面１２に置かれているときは、その姿勢は通常静止しており、時々ユーザが触れて位置が変化することはあっても位置が変化する時間間隔は比較的長い。これに対して図６（Ｃ）のようにしてユーザがイジェクト・スイッチ２１を操作するような場合は、傾斜角度θが変動範囲はわずかではあるが短い周期で変化する。本実施の形態ではこの傾斜角度θが変化する周期（揺動周期）を使用時の姿勢を判断するパラメータに含める。
【００６０】
ブロック２５３で、ＥＣ６７は揺動周期が所定値ｔｘ未満になったときにノートＰＣ１０が使用時の姿勢から変化したと認識してブロック２５９に移行し、ノートＰＣ１０が使用時の姿勢から変化したと判断する。ただし、ユーザがノートＰＣ１０を膝上で使用するときは使用時の揺動周期とイジェクト・スイッチ２１の操作時の揺動周期を区別できないことがある。本実施の形態では、そのことによって必要のないときに主電池パック１０３から放電しないように後に説明する図４のブロック２０５、２２１の手順で補うことができる。
【００６１】
ブロック２５３で揺動周期が所定値ｔｘ以上のときは、ブロック２５５に移行する。ブロック２５５では、ＥＣ６７が傾斜角度θに基づいてノートＰＣ１０が裏返しになったか否かを判断する。裏返しになったと判断した場合は、ユーザにノートＰＣ１０の使用の意思がないことは明白でありイジェクト・スイッチ２１を操作する意図があると判断してブロック２５９に移行する。
【００６２】
ブロック２５５で、ＥＣ６７が傾斜角度θは１８０度±αの範囲に入らないと判断したときは、ブロック２５７に移行する。ＥＣ６７は、加速度センサ７１の出力からシステム筐体１３の傾斜方向を認識することができる。図１（Ａ）に示したように、多目的ベイ１７がシステム筐体１３の左側端部から飛び出るような構造の場合は、イジェクト・スイッチ２１を操作する際にユーザは、多目的ベイ１７が実装されているシステム筐体１３の左側端部を図６（ｃ）のように持ち上げる。
【００６３】
したがって、傾斜角度θと同時に傾斜方向を判断することによりＥＣ６７はイジェクト・スイッチ２１を操作しようとするユーザの意図をより正確に認識することができる。ユーザがイジェクト・スイッチ２１を操作しようとする意図を示すシステム筐体１３の傾斜方向は、イジェクト・スイッチ２１が上向きとなる方向、または、多目的ベイ１７が上向きに飛び出る方向とすることができる。イジェクト・スイッチ２１が上向きになる方向に傾斜しているとＥＣ６７が判断した場合は、ブロック２５９に移行し反対方向と判断した場合はブロック２５１に戻る。なお、傾斜角度θを左右方向の角度として説明したが、多目的ベイ１７の位置によっては前後方向の角度を採用したり、左右方向と前後方向の２つの角度を別々に判断したりすることもできる。
【００６４】
図４のブロック２０３において使用時の姿勢が維持されていると判断している間は、ユーザにイジェクト・スイッチ２１を操作する意図がないと判断してブロック２０１に戻って補助電池パック１０５からの電力供給を維持する。ブロック２０３で傾斜角度、傾斜方向および揺動周期に基づいて現在の姿勢が使用時の姿勢から変化したとＥＣ６７が認識したときは、ユーザがイジェクト・スイッチ２１を操作する可能性が高いと判断してブロック２０５に移行する。
【００６５】
ブロック２０５では、ＥＣ６７は入力デバイス６９から最後の入力があってから所定の時間が経過しているか否かを内蔵するキーボード・コントローラの出力から判断する。所定の時間以内に入力デバイス６９からの入力がある間は使用状態であり、ユーザにイジェクト・スイッチ２１を操作する意図がないと判断してブロック２０１に戻って補助電池パック１０５からの電力供給を維持する。よって、図５のブロック２５３で揺動する環境で使用しているときに使用時の姿勢から変化したと判断したとしても、ブロック２０５の手順でブロック２０９の手順への移行が妨げられる。
【００６６】
最後の入力から所定時間入力がない場合は、少なくとも使用状態ではないため、イジェクト・スイッチ２１を操作する可能性があるとＥＣ６７が判断してブロック２０７に移行する。ブロック２０７では、ＥＣ６７が主電池パック１０３から取得した残容量が所定値以上であるか否かを判断する。主電池パック１０３の残容量がたとえば５％未満といったように放電を停止する容量に近い場合は、補助電池パック１０５からの電力供給を維持する。
【００６７】
ＥＣ６７は、主電池パック１０３の残容量が所定値未満になったときは、電源状態をサスペンド状態またはハイバネーション状態に移行させるので、事前に主電池パック１０３の残容量を確認しておく必要がある。ＥＣ６７は主電池パック１０３に切り換え可能な残容量があると判断したときは、ブロック２０９に移行してホット・スワップ処理を行うために、ＦＥＴ１１５、１１７の寄生ダイオードによるダイオード・オア回路を形成しながら電力源を主電池パック１０３に切り換える。
【００６８】
電力源を切り換えるとブロック２１１でＥＣ６７は、インディケータ２５ａ、２５ｂを消灯して補助電池パック１０５に対するホット・スワップ処理が終了したことを表示する。なお、インディケータ２５ａ、２５ｂは、ホット・スワップ処理が終了したときに点灯するようにしてもよい。ユーザは、インディケータ２５ａ、２５ｂが消灯したことで、補助電池パック１０５が電力を供給していないことを認識してイジェクト・スイッチ２１を操作し、多目的ベイ１７から補助電池パック１０５を取り外す。
【００６９】
なお、ユーザがイジェクト・スイッチ２１の操作をする前に、ブロック２０３〜２０９の手順でＥＣ６７が電力源を主電池パック１０５に切り換えるので、インディケータ２５ａ、２５ｂを設けないことも可能である。ここでブロック２０３〜２０７の条件が成立してホット・スワップ処理が行われてもユーザが補助電池パック１０５を取り外さない可能性もある。ブロック２１３では、ＥＣ６７は、補助電池パック１０５が多目的ベイ１７から実際に取り外されたか否かを判断する。
【００７０】
補助電池パック１０５が取り外された場合は、ブロック２０９に戻ってＥＣ６７は主電池パック２０９からの電力供給を維持する。取り外されていない場合はブロック２１５に移行する。ブロック２１５ではＥＣ６７が主電池パック１０３の残容量が所定値以上であるか否かを判断する。主電池パック１０５の残容量が所定値以上ない場合はブロック２２１でただちに電力源を補助電池パック１０５に切り換える。補助電池パック１０３への切り換えも、ＦＥＴ１１５とＦＥＴ１１７の寄生ダイオードによるダイオード・オア回路を経由してシステム・デバイスに対する電力供給を維持しながら行う。ＥＣ６７は、補助電池パック１０５からの電力供給を開始したことに伴って、ＦＥＴ１１９をオンにしてインディケータ２５ａ、２５ｂを点灯する。
【００７１】
主電池パック１０３の残容量が所定値以上の場合は、一旦主電池パック１０３からの電力供給を開始したら、主電池パック１０３の残容量が所定値未満に低下するまでそれを維持し、その後補助電池パック１０５に切り換える方法もある。しかし、ノートＰＣ１０では、主電池パック１０３の残容量を補助電池パック１０５の残容量よりも多くしておくという前述の放電ポリシーに基づいて、本実施の形態では補助電池パック１０５が装着されている場合は所定の条件の下で電力源を補助電池パック１０５に切り換える。
【００７２】
主電池パック１０３の容量が所定値以上であると判断したときは、主電池パック１０３に切り換えることができるか否かを判断するためにブロック２１７に移行する。ブロック２１７ではＥＣ６７が入力デバイス６９から入力があったか否かを判断する。入力があった場合は、ユーザが実際にノートＰＣ１０の使用を開始している可能性があり、イジェクト・スイッチ２１の操作をする可能性は低いと判断して、ＥＣ６７はブロック２２１で電力源を補助電池パック１０５に切り換える。
【００７３】
入力がない場合は、さらにブロック２１９に移行して、ＥＣ６７は加速度センサ７１の出力からノートＰＣ１０がブロック２０３で示したような方法で使用時の姿勢を所定時間維持しているか否かを判断する。所定時間使用時の姿勢を維持していると判断した場合は、ユーザにイジェクト・スイッチ２１の操作をすることはないと判断してＥＣ６７はブロック２２１で電力源を補助電池パック１０５に切り換える。使用時の姿勢を所定時間維持していないと判断した場合は、ユーザがまだイジェクト・スイッチ２１を操作する可能性があると判断してブロック２０９に移行し、ＥＣ６７は主電池パック２０９からの電力供給を維持する。
【００７４】
本発明において使用する加速度センサ７１は、ノートＰＣ１０の落下を検出してＨＤＤ６３の動作を停止する目的で搭載されているものであり、本発明のために新たに設ける必要はない。また、インディケータ２５ａ、２５ｂを設けるとしても、インディケータ２５ａ、２５ｂは従来のイベント・スイッチに比べて安価でシステム筐体１３における配置の自由度も高いので、簡単な構造でホット・スワップ機構を実現することができる。
【００７５】
ノートＰＣでは図６（Ｄ）に示したようにディスプレイ筐体１１を閉じて裏返しにしたときには、リッド・センサが作動して電源状態がサスペンド状態に遷移するような設定をすることが一般的である。電源システム１００は図４の手順を実行する上で、ＣＰＵ５１を動作させる必要がない。したがってサスペンド状態で、ＥＣ６７、電源制御回路１２１および加速度センサ７１などの電源をオンにすることで、サスペンド状態でもメイン・メモリ５５の電源が喪失しないように補助電池パック１０５に対するホット・スワップ処理を行うことができる。
【００７６】
また、従来のイベント・スイッチとイジェクト・スイッチの組み合わせでは、ユーザの操作が急速に行われたときに対応できなかったが、本実施の形態による方法では、イジェクト・スイッチ２１の操作のために発生するシステム筐体１３の傾斜角度の変化または揺動周期の変化をＥＣ６７が検出してから実際にイジェクト・スイッチ２１が操作されるまでの時間は、ホット・スワップ処理に必要なだけ確保することができるので、ユーザの操作に起因してサプライズ・シャットダウンが発生する可能性が少なくなる。
【００７７】
［補助ＨＤＤのホット・スワップの手順］
以上、多目的ベイ１７から補助電池パック１０５をホット・スワップする際の手順を説明したが、本発明はさらに多目的ベイ１７に装着された補助ＨＤＤのホット・スワップに適用することもできる。アプリケーションが補助ＨＤＤに対する編集中のデータをメイン・メモリ５５に記憶しているだけで保存していない場合は、保存前に補助ＨＤＤを取り外すとその後データが消失したりエラーが発生したりする。また、アプリケーションが補助ＨＤＤに書き込む処理をしてもデータが一時的にキャッシュに保存されていることもあり、キャッシュから補助ＨＤＤに保存する前に補助ＨＤＤを取り外すと同様にデータが消失する。
【００７８】
従来は補助ＨＤＤを取り外す際も、図７のイベント・スイッチ６を操作してイベントを発行し、オペレーティング・システム（ＯＳ）が補助ＨＤＤに必要なデータをすべて保存してからイジェクト・スイッチ５を操作して取り外すようにしていた。図６は、補助電池パック１０５に対するホット・スワップ処理を行う手順を示すフローチャートである。ブロック３０１では、ＣＰＵ５１がアプリケーションを実行してメイン・メモリ５５の記憶領域で補助ＨＤＤのファイルを編集したり、補助ＨＤＤに記憶するデータを新たに作成したりしている。ブロック３０３とブロック３０５は、図４のブロック２０３と２０５と同じである。
【００７９】
ブロック３０７でＥＣ６７はＣＰＵ５１に割り込みをして、メイン・メモリ５５に存在するデータをただちに補助ＨＤＤに書き込む処理をするようにＯＳに通知する。ＯＳは、アプリケーションに編集中または作成中のデータを補助ＨＤＤに保存するように要求し、さらにキャッシュに保存していたデータを補助ＨＤＤに保存し、補助ＨＤＤをシステムから論理的および電気的に切断する。ブロック３０９でＥＣ６７はＯＳから保存が完了した通知を受け取ったときにホット・スワップ処理が完了したと判断し、インディケータ２５ａ、２５ｂを消灯する。ユーザはインディケータの消灯で補助ＨＤＤを安全に取り外すことができることを認識する。
【００８０】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
【符号の説明】
【００８１】
１１…ディスプレイ筐体
１３…システム筐体
１７…多目的ベイ
２１…イジェクト・スイッチ
２５ａ、２５ｂ…インディケータ
１００…電源システム
１０３…主電池パック
１０５…補助電池パック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システム・デバイスを搭載する携帯式コンピュータであって、
前記システム・デバイスに電力を供給することが可能な主電池と、
着脱可能な補助デバイスの装着部と、
筐体の底面に形成され前記装着部からの前記補助デバイスの取り外し操作をするスイッチと、
筐体に生じた加速度を検出する加速度センサと、
パワー・オン状態のときに前記加速度センサの出力に基づいて前記筐体の姿勢が使用時の姿勢から変化したと判断したときに前記システム・デバイスの動作に影響を与えないように前記補助デバイスを取り外すためのホット・スワップ処理を行う制御部と
を有する携帯式コンピュータ。
【請求項２】
前記制御部は、前記加速度センサの出力が水平面に対する前記筐体の傾斜角度が所定値を越えたことを示したときに使用時の姿勢から変化したと判断する請求項１に記載の携帯式コンピュータ。
【請求項３】
前記制御部は、前記加速度センサの出力が前記筐体の姿勢が裏返しになったことを示したときに使用時の姿勢から変化したと判断する請求項１または請求項２に記載の携帯式コンピュータ。
【請求項４】
前記制御部は、前記加速度センサの出力が前記筐体の揺動周期が所定値以下になったことを示したときに使用時の姿勢から変化したと判断する請求項２または請求項３に記載の携帯式コンピュータ。
【請求項５】
前記制御部は、前記加速度センサの出力が水平面に対する前記筐体の傾斜方向が前記スイッチが上になる方向であることを示したときに使用時の姿勢から変化したと判断する請求項２から請求項４のいずれかに記載の携帯式コンピュータ。
【請求項６】
前記制御部は、前記筐体の姿勢が使用時の姿勢から変化したと判断しかつ入力デバイスから所定時間入力がないと判断したときに前記ホット・スワップ処理を行う請求項１から請求項５のいずれかに記載の携帯式コンピュータ。
【請求項７】
前記装着部が種類の異なる複数の補助デバイスのいずれかを装着することが可能なベイである請求項１から請求項６のいずれかに記載の携帯式コンピュータ。
【請求項８】
前記補助デバイスが、前記主電池に代わって前記システム・デバイスに電力を供給することが可能な補助電池であり、
前記ホット・スワップ処理が、前記システム・デバイスに対する電力源を前記補助電池から前記主電池に切り換える処理である請求項７に記載の携帯式コンピュータ。
【請求項９】
前記制御部は、さらに入力デバイスから入力があったと判断したとき前記システム・デバイスに対する電力源を前記補助電池から前記主電池に切り換える請求項８に記載の携帯式コンピュータ。
【請求項１０】
前記制御部は、前記補助電池パックが装着されておりかつ前記加速度センサの出力に基づいて前記筐体が使用時の姿勢を所定時間以上維持していると判断したときに前記システム・デバイスに対する電力源を前記補助電池から前記主電池に切り換える請求項８または請求項９に記載の携帯式コンピュータ。
【請求項１１】
前記ホット・スワップ処理が、前記携帯式コンピュータの電源状態をハイバネーション状態に遷移させる処理である請求項８から請求項１０のいずれかに記載の携帯式コンピュータ。
【請求項１２】
前記制御部は、さらに前記携帯式コンピュータの電源状態がサスペンド状態のときに前記加速度センサの出力に基づいて前記筐体の姿勢が使用時の姿勢から変化したと判断したときにメイン・メモリの記憶内容を保持するように前記システム・デバイスに対する電力源を前記補助電池から前記主電池に切り換える請求項８から請求項１１に記載の携帯式コンピュータ。
【請求項１３】
前記補助デバイスが補助記憶装置である請求項１から請求項７のいずれかに記載の携帯式コンピュータ。
【請求項１４】
前記装着部が前記筐体の底面に形成されたドッキング・ステーションに接続するためのコネクタである請求項１から請求項１３のいずれかに記載の携帯式コンピュータ。
【請求項１５】
システム・デバイスを搭載する携帯式コンピュータにおいて補助電池をホット・スワップする方法であって、
前記システム・デバイスに前記補助電池から電力を供給するステップと、
筐体の底面に設けられたスイッチを操作するためにユーザにより使用時の姿勢から変化させられたことを前記携帯式コンピュータが認識するステップと、
前記認識するステップに応答して、前記携帯式コンピュータが前記システム・デバイスに対する電力源を前記補助電池から前記主電池に切り換えるステップと
を有する方法。
【請求項１６】
前記主電池に切り換わったことを前記携帯式コンピュータがユーザに知らせるステップを有する請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記携帯式コンピュータが入力デバイスから所定時間入力がないことを認識したときに前記切り換えるステップを実行する請求項１５または請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記システム・デバイスに前記主電池から電力を供給している間に使用時の姿勢に戻されたことを前記携帯式コンピュータが認識するステップと、
前記認識するステップに応答して、前記システム・デバイスに対する電力源を前記主電池から前記補助電池に切り換えるステップと
を有する請求項１５から請求項１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
情報処理装置であって、
システム・デバイスと、
前記システム・デバイスの機能を拡張する補助デバイスを筐体に装着するための収納部と、
前記収納部から前記補助デバイスを取り外す際に操作する操作スイッチと、
前記携帯式コンピュータの姿勢を検知するセンサと、
前記操作スイッチを操作する際に前記筐体の姿勢が使用時の姿勢から変化したと判断したときにメイン・メモリに記憶したデータを消失させないで前記補助デバイスを取り外すためのホット・スワップ処理を行う制御部と
を有する情報処理装置。
【請求項２０】
情報処理装置の補助デバイスを収納するベイから前記補助デバイスを取り外すためのホット・スワップ構造であって、
筐体の底面に設けられた前記ベイの操作をするための操作スイッチと、
前記筐体の姿勢の変化を検出するセンサと、
パワー・オン状態のときに前記センサの出力に応答してシステム・デバイスの動作に影響を与えないように前記補助デバイスを取り外すためのホット・スワップ処理を行う制御部と
を有するホット・スワップ機構。
【請求項１】
システム・デバイスを搭載する携帯式コンピュータであって、
前記システム・デバイスに電力を供給することが可能な主電池と、
着脱可能な補助デバイスの装着部と、
筐体の底面に形成され前記装着部からの前記補助デバイスの取り外し操作をするスイッチと、
筐体に生じた加速度を検出する加速度センサと、
パワー・オン状態のときに前記加速度センサの出力に基づいて前記筐体の姿勢が使用時の姿勢から変化したと判断したときに前記システム・デバイスの動作に影響を与えないように前記補助デバイスを取り外すためのホット・スワップ処理を行う制御部と
を有する携帯式コンピュータ。
【請求項２】
前記制御部は、前記加速度センサの出力が水平面に対する前記筐体の傾斜角度が所定値を越えたことを示したときに使用時の姿勢から変化したと判断する請求項１に記載の携帯式コンピュータ。
【請求項３】
前記制御部は、前記加速度センサの出力が前記筐体の姿勢が裏返しになったことを示したときに使用時の姿勢から変化したと判断する請求項１または請求項２に記載の携帯式コンピュータ。
【請求項４】
前記制御部は、前記加速度センサの出力が前記筐体の揺動周期が所定値以下になったことを示したときに使用時の姿勢から変化したと判断する請求項２または請求項３に記載の携帯式コンピュータ。
【請求項５】
前記制御部は、前記加速度センサの出力が水平面に対する前記筐体の傾斜方向が前記スイッチが上になる方向であることを示したときに使用時の姿勢から変化したと判断する請求項２から請求項４のいずれかに記載の携帯式コンピュータ。
【請求項６】
前記制御部は、前記筐体の姿勢が使用時の姿勢から変化したと判断しかつ入力デバイスから所定時間入力がないと判断したときに前記ホット・スワップ処理を行う請求項１から請求項５のいずれかに記載の携帯式コンピュータ。
【請求項７】
前記装着部が種類の異なる複数の補助デバイスのいずれかを装着することが可能なベイである請求項１から請求項６のいずれかに記載の携帯式コンピュータ。
【請求項８】
前記補助デバイスが、前記主電池に代わって前記システム・デバイスに電力を供給することが可能な補助電池であり、
前記ホット・スワップ処理が、前記システム・デバイスに対する電力源を前記補助電池から前記主電池に切り換える処理である請求項７に記載の携帯式コンピュータ。
【請求項９】
前記制御部は、さらに入力デバイスから入力があったと判断したとき前記システム・デバイスに対する電力源を前記補助電池から前記主電池に切り換える請求項８に記載の携帯式コンピュータ。
【請求項１０】
前記制御部は、前記補助電池パックが装着されておりかつ前記加速度センサの出力に基づいて前記筐体が使用時の姿勢を所定時間以上維持していると判断したときに前記システム・デバイスに対する電力源を前記補助電池から前記主電池に切り換える請求項８または請求項９に記載の携帯式コンピュータ。
【請求項１１】
前記ホット・スワップ処理が、前記携帯式コンピュータの電源状態をハイバネーション状態に遷移させる処理である請求項８から請求項１０のいずれかに記載の携帯式コンピュータ。
【請求項１２】
前記制御部は、さらに前記携帯式コンピュータの電源状態がサスペンド状態のときに前記加速度センサの出力に基づいて前記筐体の姿勢が使用時の姿勢から変化したと判断したときにメイン・メモリの記憶内容を保持するように前記システム・デバイスに対する電力源を前記補助電池から前記主電池に切り換える請求項８から請求項１１に記載の携帯式コンピュータ。
【請求項１３】
前記補助デバイスが補助記憶装置である請求項１から請求項７のいずれかに記載の携帯式コンピュータ。
【請求項１４】
前記装着部が前記筐体の底面に形成されたドッキング・ステーションに接続するためのコネクタである請求項１から請求項１３のいずれかに記載の携帯式コンピュータ。
【請求項１５】
システム・デバイスを搭載する携帯式コンピュータにおいて補助電池をホット・スワップする方法であって、
前記システム・デバイスに前記補助電池から電力を供給するステップと、
筐体の底面に設けられたスイッチを操作するためにユーザにより使用時の姿勢から変化させられたことを前記携帯式コンピュータが認識するステップと、
前記認識するステップに応答して、前記携帯式コンピュータが前記システム・デバイスに対する電力源を前記補助電池から前記主電池に切り換えるステップと
を有する方法。
【請求項１６】
前記主電池に切り換わったことを前記携帯式コンピュータがユーザに知らせるステップを有する請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記携帯式コンピュータが入力デバイスから所定時間入力がないことを認識したときに前記切り換えるステップを実行する請求項１５または請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記システム・デバイスに前記主電池から電力を供給している間に使用時の姿勢に戻されたことを前記携帯式コンピュータが認識するステップと、
前記認識するステップに応答して、前記システム・デバイスに対する電力源を前記主電池から前記補助電池に切り換えるステップと
を有する請求項１５から請求項１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
情報処理装置であって、
システム・デバイスと、
前記システム・デバイスの機能を拡張する補助デバイスを筐体に装着するための収納部と、
前記収納部から前記補助デバイスを取り外す際に操作する操作スイッチと、
前記携帯式コンピュータの姿勢を検知するセンサと、
前記操作スイッチを操作する際に前記筐体の姿勢が使用時の姿勢から変化したと判断したときにメイン・メモリに記憶したデータを消失させないで前記補助デバイスを取り外すためのホット・スワップ処理を行う制御部と
を有する情報処理装置。
【請求項２０】
情報処理装置の補助デバイスを収納するベイから前記補助デバイスを取り外すためのホット・スワップ構造であって、
筐体の底面に設けられた前記ベイの操作をするための操作スイッチと、
前記筐体の姿勢の変化を検出するセンサと、
パワー・オン状態のときに前記センサの出力に応答してシステム・デバイスの動作に影響を与えないように前記補助デバイスを取り外すためのホット・スワップ処理を行う制御部と
を有するホット・スワップ機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２２７７５３（Ｐ２０１１−２２７７５３Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９７７２５（Ｐ２０１０−９７７２５）
【出願日】平成２２年４月２１日（２０１０．４．２１）
【出願人】（５０５２０５７３１）レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド (292)
【復代理人】
【識別番号】１００１０６６９９
【弁理士】
【氏名又は名称】渡部 弘道
【復代理人】
【識別番号】１０００７７５８４
【弁理士】
【氏名又は名称】守谷 一雄
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２１日（２０１０．４．２１）
【出願人】（５０５２０５７３１）レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド (292)
【復代理人】
【識別番号】１００１０６６９９
【弁理士】
【氏名又は名称】渡部 弘道
【復代理人】
【識別番号】１０００７７５８４
【弁理士】
【氏名又は名称】守谷 一雄
【Ｆターム（参考）】
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