WO2005098576A1

WO2005098576A1 - 情報処理装置、燃料電池ユニット及びそのプログラムの更新方法

Info

Publication number: WO2005098576A1
Application number: PCT/JP2005/005275
Authority: WO
Inventors: Ryoji Ninomiya
Original assignee: Kabushiki Kaisha Toshiba
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2005-03-23
Publication date: 2005-10-20
Also published as: US7620805B2; CN1954285A; US20070020493A1; JP4551685B2; JP2005293281A

Abstract

　本発明に係る情報処理装置は、燃料電池と記憶部とを有する燃料電池ユニットと接続可能な情報処理装置において、プログラムを外部から入力する入力部と、前記燃料電池ユニットと通信を行う制御部とを備え、前記入力部を通じて入力されたプログラムは前記制御部によって前記燃料電池ユニットへ送信され前記記憶部に記憶されるプログラムであることを特徴とする。上記構成によれば、燃料電池ユニットの制御プログラムを簡便な方法で更新することができる。

Description

明細書

情報処理装置、燃料電池ユニット及びそのプログラムの更新方法技術分野

[0001] 本発明は、情報処理装置、燃料電池ユニット及びそのプログラムの更新方法に係り

、特に、燃料電池ユニットを備えた情報処理装置、燃料電池ユニット及びそのプログラムの更新方法に関する。

背景技術

[0002] 現在、情報処理装置への電源供給源の一つである二次電池として例えばリチウムイオン電池が使用されている。二次電池の有する特徴の一つは、使い捨てタイプである一次電池と比較して、例えば商用電源を用いて充電することで繰り返し使用可能な点にある。

[0003] 一方で、リチウムイオン電池は二次電池であるため、例えば商用電源を用いて充電する必要である。

[0004] また、近年における情報処理装置の機能性能の向上は著しぐこれに伴って情報処理装置の消費電力は増加の傾向にある。そこで、情報処理装置に電力を供給するリチウムイオン電池が提供するエネルギの密度、即ち単位体積或いは単位質量あたりの出力エネルギ量の向上が図られているものの、顕著な向上を望むのは難しい状況にある。

[0005] 一方、燃料電池のエネルギ密度は、理論的にはリチウムイオン電池の 10倍とも言われている（例えば、非特許文献 1参照)。これは、燃料電池がリチウムイオン電池に対して、体積或いは質量が同じとすると、より長時間 (例えば 10倍)の電力供給が可能となる潜在的能力を有していることを意味する。また、両者の電力供給時間を等しいとするならば、燃料電池の方がリチウムイオン電池に対して小型 ·軽量ィ匕が可能となる潜在的能力を有している事を意味する。

[0006] また、燃料電池は、燃料、例えばメタノール等を小型の容器に封入してユニットィ匕し、小型の容器ごと交換して使用すれば、外部からの充電を必要としない。従って、例えば AC電源設備の無、場所にお、て、リチウムイオン電池を使用して電力を確保する場合と比較して燃料電池を使用して電力を確保する場合の方が、より長時間にわたって情報処理装置を使用可能である。

[0007] さらに、リチウムイオン電池を使用した情報処理装置 (例えばノート型パーソナルコンピュータ)を長時間使用する場合、リチウムイオン電池の供給する電力を用いて長時間使用することは困難であるため、 AC電源による電力供給が可能な環境で情報処理装置を使用しなければならないという制約が課せられる。し力しながら、燃料電池の供給する電力で情報処理装置を使用するとリチウムイオン電池を用いる場合と比較して長時間に渡る情報処理装置の使用が可能になるとともに、上述の制約から解放されることが期待できる。

[0008] 以上のような観点から、情報処理装置への電力供給を目的とした燃料電池の研究' 開発が進められており、これまでにも、例えば特許文献 1,特許文献 2に開示されている。

[0009] 燃料電池の方式には種々のものがあるが（例えば非特許文献 2参照）、情報処理装置に適するものとして、小型 ·軽量化、さらに燃料の取り扱いやすさといった観点を考慮すると、ダイレクトメタノール型燃料電池（DMFC : Direct Methanol Fuel Cel 1)方式が挙げられる。この方式の燃料電池は、燃料としてメタノールを用いるものであり、メタノールを水素に変換することなく直接、燃料極に注入する方式である。

[0010] ダイレクトメタノール型燃料電池においては、燃料極に注入するメタノールの濃度が重要であり、この濃度が高いと発電効率が悪くなり十分な性能が得られない。これは燃料となるメタノールの一部が燃料極 (負極)と空気極 (正極)とに挟まれる電解質膜（固体高分子電解質膜)を透過してしまう現象 (これをクロスオーバ現象と呼んでヽる。 )に起因するものである。クロスオーバ現象はメタノールの濃度が高濃度の場合に顕著になり、低濃度のメタノールを燃料極に注入した場合は低減される。

[0011] 一方、低濃度のメタノールを燃料として使用した場合、高性能を確保し易いものの、高濃度メタノールに比べると燃料の容積が大きくなるため（例えば 10倍）、燃料の収納容器 (燃料カートリッジ）が大型となってしまう。

[0012] そこで、燃料カートリッジ内には高濃度のメタノールを収納することによって小型化をはかりつつ、一方で、発電時に発生する水を小型のポンプやバルブ等で循環させて高濃度メタノールを燃料極に注入する前に希釈することによってメタノールの濃度を下げ、その結果クロスオーバ現象を低減させることができる。この方式によって発電効率を向上させることが可能となる。なお、以降、循環させるためのポンプやバルブ等を補機と呼び、また、このように循環させる方式を希釈循環システムと呼ぶ。

[0013] このように、燃料電池ユニット全体としては小型軽量ィ匕を図りつつ、希釈されたメタノールによって、発電効率の高い燃料電池ユニットが実現できる（非特許文献 1)。特許文献 1：特開 2003— 142137号公報

特許文献 2：特開 2002— 169629号公報

非特許文献 1：「燃料電池 2004」、日経 BP社、 2003年 10月、 p. 49—50, p. 64 非特許文献 2 :池田宏之助編著、「燃料電池のすべて」、日本実業出版社、 2001年 8 月

[0014] 燃料電池ユニットを備えた情報処理装置は、特に携帯型の情報処理装置であって商用電源の供給を受けな!/、態様での動作にぉ、ては、二次電池を電源とする場合に比べてより長時間の動作が可能となる。

[0015] し力しながら、燃料電池ユニットを備えた情報処理装置では燃料電池ユニット固有の制御が必要となってくる。例えば、所定の発電効率を得るためには、燃料電池に注入される燃料の量や濃度、或いは空気 (酸素）の量を、複数の補機の駆動によって適切に制御する必要がある。

[0016] また、燃料電池ユニットの情報、例えば燃料電池ユニットの識別情報、燃料自体の種別情報、燃料の残量情報等をモニタし、これらの情報を例えば情報処理装置のュ一ザに提供することも重要である。

[0017] 補機の制御や情報のモニタ等は、例えばマイクロコンピュータを用いて制御プログラムを実行させる制御方法が有効である。

[0018] 一般に、制御プログラム等のソフトウェアを用いたシステムでは、ハードウェアを変更せずにソフトウェアのみを変更することによってシステム全体の機能 ·性能を向上させることが可能である。また例えば、燃料電池ユニットに用いる燃料自体の種類が発電効率の向上等を目的として変更される場合も考えられ、これに伴って制御プログラムが保有する燃料自体の種別情報の変更が必要となってくる場合も考えられる。 [0019] 制御プログラムの変更の方法は種々考えられるが、情報処理装置のユーザが、例えばインターネット等の電気通信回線を介して更新用の制御プログラム入手し、ユーザ自信が制御プログラムを容易にインストールできる方法とすれば、ユーザにとって極めて利便'性の高いものとなる。

[0020] また、燃料電池ユニットを備えた情報処理装置にぉ、ては、燃料電池ユニットの制御プログラムの更新中は燃料電池ユニット自体を制御することができない。このため、制御プログラムの更新前に燃料電池ユニットの発電を停止する一方、制御プログラムの更新に必要となる電源を発電電力以外力も確保しておく必要がある。

[0021] 発明の開示

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、燃料電池ユニットの制御プログラムを簡便な方法で更新することができる情報処理装置、燃料電池ユニット及びそのプログラムの更新方法を提供することを目的とする。

[0022] 本発明に係る情報処理装置は、上述した課題を解決するため、請求項 1に記載したように、燃料電池と記憶部とを有する燃料電池ユニットと接続可能な情報処理装置において、プログラムを外部力入力する入力部と、前記燃料電池ユニットと通信を行う制御部とを備え、前記入力部を通じて入力されたプログラムは前記制御部によつて前記燃料電池ユニットへ送信され前記記憶部に記憶されるプログラムであることを特徴とする。

[0023] また、本発明に係る燃料電池ユニットは、請求項 8に記載したように、外部機器と接続可能な燃料電池ユニットにおいて、記憶部と、前記外部機器から送信され本燃料電池ユニットで行われる制御に使用されるプログラムを受信し、前記受信したプロダラムを前記記憶部に記憶させる制御部とを具備することを特徴とする。

[0024] また、本発明に係る燃料電池ユニットのプログラムの更新方法は、請求項 13に記載したように、情報処理装置と通信可能な燃料電池ユニットを制御するプログラムの更新方法にぉヽて、前記燃料電池ユニットを制御するプログラムを外部から前記情報処理装置に入力し、前記情報処理装置から前記燃料電池ユニットに前記入力されたプログラムを送信し、前記情報処理装置が送信したプログラムを前記燃料電池ュ-ットの有する記憶部に記憶することを特徴とする。図面の簡単な説明

[0025] [図 1]本発明に係る情報処理装置の構成品である燃料電池ユニットの一実施形態を示す外観図である。

[図 2]本発明に係る情報処理装置の一実施形態を示す外観図である。

[図 3]上記燃料電池ユニットの、特に発電部の構成を示す図である。

[図 4]上記情報処理装置の、特に情報処理装置本体の構成を示す図である。

[図 5]上記情報処理装置の制御プログラム更新の機能系統を示す図である。

[図 6]上記燃料電池ユニットの基本的な状態遷移を示す図である。

[図 7]上記燃料電池ユニットの制御プログラム更新時の状態遷移を示す図である。

[図 8]制御プログラム更新処理 (情報処理装置本体側）の処理の流れの一例を示す図である。

[図 9]上記情報処理装置のディスプレイ画面の一例を示す図である。

[図 10]制御プログラム更新処理 (燃料電池ユニット側）の処理の流れの一例を示す図である。

[図 11]燃料電池ユニット発電停止処理の処理の流れの一例を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0026] 本発明に係る情報処理装置、燃料電池ユニット及びそのプログラムの更新方法の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

[0027] 図 1は本発明に係る情報処理装置 1の構成品である燃料電池ユニット 10の一実施形態を示す外観図である。図 1に示すように、この燃料電池ユニット 10は、情報処理装置本体、例えばノート型パーソナルコンピュータの後部を載置するための載置部 1 1と、燃料電池ユニット本体 12とから構成される。燃料電池ユニット本体 12には、電気化学反応で発電を行う燃料電池 (DMFC)の一単位 (セル)を積み重ねて構成した DMFCスタックや、 DMFCスタックに対して燃料となるメタノールや空気を注入、循

ヽる。

[0028] また、燃料電池ユニット本体 12のユニットケース 12a内部の例えば右端に、燃料力ートリッジ（図示していない）が着脱可能に内蔵されており、この燃料カートリッジを交換できるように、カバー 12bはユニットケース 12aの側面に取り外し可能に設けられている。

[0029] 載置部 11には図 2に示す情報処理装置本体 2が載置される。載置部 11の上面には、情報処理装置本体 2と接続するための接続部としてドッキングコネクタ 14が設けられている。一方、情報処理装置本体 2の例えば底面後部には、燃料電池ユニット 1 0と接続するための接続部としてドッキングコネクタ（図示して、な、）が設けられており、燃料電池ユニット 10のドッキングコネクタ 14と機械的、電気的に接続される。また、載置部 11上に三箇所の位置決め突起 15とフック 16が設けられており、対応して設けられた情報処理装置の底面後部の三箇所の穴に、位置決め突起 15とフック 16が挿入される。

[0030] 情報処理装置本体 2を燃料電池ユニット 10から取り外す時は、図 1に示した燃料電池ユニット 10のイジェクトボタン 17を押すことにより、ロック機構（図示してヽな、）の解除が行われて、容易に取り外すことができる。

[0031] 図 2は、情報処理装置本体 2 (例えば、ノート型パーソナルコンピュータ）を燃料電池ユニット 10の載置部 11の上に載置、接続した時の外観を示す図である。情報処理装置本体 2は、本体部 3と開閉自在のパネル部 4とから構成される。パネル部 4は例えば LCD (Liquid Crystal Display)から構成されるディスプレイ 68を備えている

[0032] また、本体部 3の上面にはポインタデバイス 71、キーボード 72、電源スィッチ 104等が配設される。

[0033] なお、図 1および図 2に示した情報処理装置本体 2および燃料電池ユニット 10の形状や大きさ、或いはドッキングコネクタ 14の形状や位置等は、種々の形態が考えられる。

[0034] また、燃料電池ユニット 10は、ドッキングコネクタ 14, 21を介さずに情報処理装置本体 2と一体的に構成された形態でもよい。

[0035] 図 3は、燃料電池ユニット 10の構成について、特に、 DMFCスタックとその周辺に設けられた補機による発電メカニズムに関する構成を示したものである。

[0036] 燃料電池ユニット 10は、発電部 40と、燃料電池制御部 41とから構成される。燃料電池制御部 41は発電部 40の制御を行う他、情報処理装置本体 2との通信を行う通信制御部としての機能を有する。

[0037] 発電部 40は、発電を行うための中心となる DMFCスタック 42を有する他、燃料となるメタノールを収納する燃料カートリッジ 43を有する。燃料カートリッジ 43には高濃度のメタノールが封入されている。燃料カートリッジ 43は、燃料を消費した時には容易に交換できるよう、着脱可能となっている。

[0038] また、一般に、ダイレクトメタノール型燃料電池においては、発電効率をあげるにクロスオーバ現象を低減する必要がある。このために高濃度メタノールを希釈して低濃度化し、これを燃料極 47に注入することが有効である。この実現のため、燃料電池ュニット 10では、希釈循環システム 62を採用しており、発電部 40に希釈循環システム 6 2の実現に必要な補機 63を設ける。

[0039] 補機 63には液体流路に設けられるものと気体流路に設けられるものがある。

[0040] 液体流路に設けられる補機 63の接続関係は、燃料電池カートリッジ 43の出力部から燃料供給ポンプ 44が配管接続され、さらに燃料供給ポンプ 44の出力部から混合タンク 45に接続される。さらに、混合タンク 45の出力部は送液ポンプ 46に接続され、送液ポンプ 46の出力部は DMFCスタック 42の燃料極 47に接続される。燃料極 47 の出力部は混合タンク 45に配管接続される。また、水回収タンク 55の出力部は水回収ポンプ 56に配管接続され、水回収ポンプ 56は混合タンク 45へ接続される。

[0041] 一方、気体流路においては、送気ポンプ 50が送気バルブ 51を介して DMFCスタツク 42の空気極 52に接続される。空気極 52の出力部は凝縮器 53に接続される。また、混合タンク 45からも、混合タンクバルブ 48を介して凝縮器 53に接続される。凝縮器 53は排気バルブ 57を介して排気口 58に接続される。また、冷却ファン 54は凝縮器 5 3の近傍に配設される。

[0042] 次に、燃料電池ユニット 10の発電部 40の発電メカニズムについて、燃料と空気 (酸素）の流れに沿って説明する。

[0043] まず、燃料カートリッジ 43内の高濃度メタノールは、燃料供給ポンプ 44によって、混合タンク 45に流入する。混合タンク 45の内部で高濃度メタノールは、回収された水や燃料極 47からの低濃度メタノール (発電反応の残余分)等と混合されて希釈され、低濃度メタノールが生成される。低濃度メタノールの濃度は発電効率の高!、濃度 (例えば 3— 6質量％)を保てるように制御される。この制御は、例えば、濃度センサ 60の情報を基に燃料供給ポンプ 44によって混合タンク 45に供給される高濃度メタノールの量を制御したり、また、混合タンク 45に環流する水の量を水回収ポンプ 56等で制御すること〖こよって実現できる。

[0044] 混合タンク 45で希釈されたメタノール水溶液は送液ポンプ 46で加圧されて、 DMF Cスタック 42の燃料極 (負極) 47に注入される。燃料極 47では、メタノールの酸化反応が行われることで電子が発生する。酸化反応で生成される水素イオン (H+)は DM FCスタック 42内の固体高分子電解質膜 42aを透過して空気極 (正極） 52に達する。

[0045] 一方、燃料極 47で行われる酸化反応によって生成される二酸化炭素は、反応に供されなかったメタノール水溶液とともに再び混合タンク 45に環流する。二酸化炭素は混合タンク 45内で気化し、混合タンクバルブ 48を介して、凝縮器 53へ向カゝい、最終的には排気バルブ 57を介して、排気口 58から外部へ排気される。

[0046] 他方、空気（酸素）の流れは、吸気口 49から取り込まれ、送気ポンプ 50で加圧され、送気バルブ 51を介し空気極（正極） 52に注入される。空気極 52では、酸素（O )の

2 還元反応が進行し、外部の負荷からの電子 (e^_)と、燃料極 47からの水素イオン (H+ )と、酸素 (O )から水 (H O)が水蒸気として生成される。この水蒸気は空気極 52か

2 2

ら排出され、凝縮器 53に入る。凝縮器 53では、冷却ファン 54によって水蒸気が冷却されて水 (液体）となり、水回収タンク 55内に一時的に蓄積される。この回収された水は水回収ポンプ 56によって混合タンク 45へと環流し、高濃度メタノールを希釈するための希釈循環システム 62が構成される。

[0047] 上述にて説明した希釈循環システム 62による燃料電池ユニット 10の発電メカ-ズムカもわ力るように、 DMFCスタック 42から電力が取り出される、即ち、発電を開始する†こめに、各咅のポンプ 44, 46, 50, 56やノノレブ 48、 51、 57或!ヽ ίま冷去 Pファン 54 等の補機 63を駆動させる。これによつてメタノール水溶液と空気 (酸素）が DMFCスタック 42内に注入されそこで電気化学反応が進行することによって電力が得られる。一方、発電を停止するには、これらの補機 63の駆動を停止させればよい。

[0048] 図 4は、燃料電池ユニット 10がドッキングコネクタ 14, 21を介して情報処理装置本体 2に接続された状態のシステム構成を示す図である。 [0049] 情報処理装置本体 2は、 CPU65、主記憶 66、ディスプレイコントローラ 67、デイスプレイ 68、 HDD (Hard Disc Drive) 69、キーボードコントローラ 70、ポインタデバイス 71、キーボード 72、 FDD (Floppy (登録商標） Disc Drive) 73、 CD— ROMドライノ 84, LANインタフェース 85、これら構成品間において信号を伝送するバス 74 、ノス 74を介して伝送される信号を変換するためのノースブリッジ 75、サウスブリッジ 76と呼ばれるデバイス等カゝら構成される。

[0050] また、情報処理装置本体 2の内部に電源部 79を設け、ここに二次電池 80として、例えばリチウムイオン電池を保有している。電源部 79は、制御部 77 (以降、電源制御部 77と記載する。 )によって制御される。

[0051] 燃料電池ユニット 10と情報処理装置本体 2との電気的インタフェースとして制御系インタフェースと電源系インタフェースとを設ける。制御系インタフェースは情報処理装置本体 2の電源制御部 77と燃料電池ユニット 10の燃料電池制御部 41との間にて通信を行うために設けられるインタフェースである。制御系インタフェースを介して情報処理装置本体 2と燃料電池ユニット 10との間で行われる通信は、例えば I2Cバス 7 8と!、つたシリアルバスを介して行われる。

[0052] 電源系インタフェースは、燃料電池ユニット 10と情報処理装置本体 2との間における電力の授受のために設けられるインタフェースである。例えば、発電部 40の DMF Cスタック 42で発電された電力が燃料電池制御部 41およびドッキングコネクタ 14、 2 1を介して情報処理装置本体 2に供給される。また、電源系インタフェースには、情報処理装置本体 2の電源部 79から、燃料電池ユニット 10内の補機 63等への電力供給 83もある。

[0053] なお、情報処理装置本体 2の電源部 79に対して ACアダプタ用コネクタ 81を介して

ACZDC変換された直流電源が供給され、これによつて情報処理装置本体 2の動作

、二次電池（リチウムイオン電池） 80の充電が可能である。

[0054] 図 5は、燃料電池ユニット 10の燃料電池制御部 41と、情報処理装置本体 2の電源部 79の一実施例における機能系統を示したものである。

[0055] 燃料電池ユニット 10と情報処理装置本体 2とはドッキングコネクタ 14、 21によって機械的かつ電気的に接続される。ドッキングコネクタ 14、 21には、燃料電池ユニット 1 0の DMFCスタック 42で発電された電力を情報処理装置本体 2へ供給するための第 1の電源端子（出力電源端子） 91と、情報処理装置本体 2から燃料電池ユニット 10のマイクロコンピュータ 95に電源を供給し、かつ補機用電源回路 97にスィッチ 101を介して電源を供給するための第 2の電源端子 (補機用入力電源端子） 92とを有する。さらに、情報処理装置本体 2から EEPROM99および燃料カートリッジ 43に内蔵された EEPROM43aへ電源供給するための第3の電源端子92aを有してぃる。

[0056] マイクロコンピュータ 95は、制御プログラムや制御データ等を記憶するための記憶部 95aを内蔵しており、記憶部 95aは例えばフラッシュメモリ等で構成される。

[0057] EEPROM99は例えば燃料電池ユニット 10の識別情報が記憶されており、電子的に書き込み可能な不揮発性メモリで構成される。燃料カートリッジ 43の EEPROM43 aには、例えば燃料カートリッジ 43に収納される燃料の種別を示す情報等が記憶され、同様に電子的に書き込み可能な不揮発性メモリで構成される。

[0058] さらに、ドッキングコネクタ 14、 21は情報処理装置本体 2の電源制御部 77と燃料電池ユニット 10のマイクロコンピュータ 95との通信や、 EEPROM99、 EEPROM43a との通信を行うための通信用入出力端子 93を有している。

[0059] 図 6は、燃料電池ユニット 10の発電開始シーケンスおよび発電停止シーケンスにおける状態の遷移を示したものである。図 5に示した系統図を参照しつつ図 6の状態遷移について説明する。

[0060] なお、図 5において、情報処理装置本体 2の二次電池（リチウムイオン電池） 80には所定の電力が充電されているものとする。また、図 5の中のスィッチは全て開いているものとする。

[0061] (1)「ストップステート」 ST10 :この状態は、情報処理装置本体 2と燃料電池ユニット 10は接続されているものの、燃料電池ユニット 10に設けられるマイクロコンピュータ 9 5や補機 63への電力は供給されておらず、 DMFCスタック 42での発電も行われていない状態である。ただし、第 3の電源端子 92aを介して EEPROM99および EEPRO M43aには電力が供給されている。

[0062] (2)「スタンバイステート」 ST20 :燃料電池ユニット 10側に設けられるメインスィッチ 103が閉じられると情報処理装置本体 2に設けられる電源制御部 77は、燃料電池ュニット 10での発電が許可されたものと認識する。メインスィッチ 103は例えばスライドスィッチ等で構成される。メインスィッチ 103が閉じられたことを検出した電源制御部 7 7は、 I2Cバス 78を介して EEPROM99に記憶されている燃料電池ユニット 10の識別情報および EEPROM43aに記憶されている例えば燃料の種別情報を読み出す。読み出された識別情報や燃料の種別情報が適切なものであると電源制御部 77が判断すると、電源制御部 77は、情報処理装置 2に設けられるスィッチ 100を閉じて二次電池 80の電力をマイクロコンピュータ 95へ供給する。この状態が「スタンバイステート J ST20である。

[0063] 「スタンバイステート」 ST20では、マイクロコンピュータ 95は動作状態となる力補機 63には電源が供給されておらず、 DMFCスタック 42での発電は開始されていない。

[0064] (3)「ウォームアップステート」 ST30：電源制御部 77が I2Cバス 78を介して発電の開始を指令する「運転 ON要求」コマンドをマイクロコンピュータ 95に送信すると、このコマンドを受信したマイクロコンピュータ 95は燃料電池ユニット 10に設けられるスイツチ 101を閉じる。この結果、情報処理装置本体 2の二次電源 80の電力は補機用電源回路 97に入力され、さらに補機 63へ電力が供給されることによって補機 63の駆動が開始される。

[0065] 補機 63の駆動によって DMFCスタック 42へ燃料および空気が供給され DMFCスタック 42での発電が開始される。

[0066] さらに、マイクロコンピュータ 95は燃料電池ユニット 10に設けられるスィッチ 102を閉じ、情報処理装置用電源回路 105で所定の電圧に変換した後、発電電力の供給を開始する。

[0067] ただし、発電出力は、瞬時に定格値に達するわけではないため、定格値に達するまでの状態を「ウォームアップステート」 ST30と呼んでいる。

[0068] なお、「運転 ON要求」コマンドは、例えば情報処理装置本体 2が起動された場合などに電源制御部 77がマイクロコンピュータ 95へ送信する。具体的には、例えば情報処理装置本体 2に設けられた電源スィッチ 104がユーザによって押されたことを電源制御部 77が検出することによって情報処理装置本体 2自体を起動させるとともに、電源制御部 77が「運転 ON要求」コマンドを燃料電池ユニット 10に設けられるマイクロコンピュータ 95へ送信する。

[0069] (4)「オンステート」 ST40 :マイクロコンピュータ 95は、例えば DMFCスタック 42の出力電圧および DMFCスタック 42の温度をモニタすることにより、 DMFCスタック 42 の出力が定格値に達したと判断すると、燃料電池ユニット 10に設けられるスィッチ 10 1を開き、補機 63への電力供給源を情報処理装置本体 2から DMFCスタック 42に切り替える。この状態が「オンステート」 ST40である。

[0070] 以上が「ストップステート」 ST10力ら「オンステート」 ST40への基本的な処理の流れであり、「オンステート」 ST40が燃料電池ユニット 10の通常の発電状態である。

[0071] (5)「クールダウンステート」 ST50 :燃料電池ユニット 10が「オンステート」 ST40あるいは「ウォームアップステート」 ST30にある時に、電源制御部 77から燃料電池ュ-ット 10に設けられるマイクロコンピュータ 95に対して発電の停止を指令する「運転 OFF 要求」コマンドが送信されると、燃料電池ユニット 10は状態を「クールダウンステート」 ST50に遷移させる。「クールダウンステート」 ST50における処理内容は次の通りである。

[0072] まず、マイクロコンピュータ 95が燃料電池ユニット 10内に設けられるスィッチ 101を閉じることで、補機 63を駆動させるために使用される補機用電源回路 97の電力源を、第 1の電源端子 92を介して供給される二次電池 80に切替える。

[0073] さらに，マイクロコンピュータ 95が燃料電池ユニット内に設けられるスィッチ 102を開くことで、 DMFCスタック 42にて発電される電力の情報処理装置 18への供給を停止する。

[0074] 次に、マイクロコンピュータ 95が送気ポンプ 50を停止させるとともに、送液ポンプ 46 を作動させこのポンプ作動状態を所定期間継続する。このポンプ作動によって燃料極 47の内部の送液経路内に付着した二酸ィ匕炭素の気泡を流失'除去することができる。

[0075] 次に、マイクロコンピュータ 95が送液ポンプ 46を停止し、送気ポンプ 50を最大能力で作動させる。このポンプ作動状態を所定期間継続する。このポンプ作動によって空気極 52の内部の送気経路内に付着した水滴を流失 ·除去することができる。

[0076] DMFCスタックの発電によって発生した気泡や水滴を、発電の停止シーケンスのなかで自動的に流出'除去させることによって、次回発電を開始する時の発電効率を向上させることが可會となる。

[0077] その後、燃料電池ユニット 10の周囲外気力塵埃等の不要物が混入すること、および燃料電池ユニット 10内にセットされる液体燃料が漏れることを避けるために、排気バルブ 57や送気ノレブ 51を閉じる。さらに、マイクロコンピュータ 95は補機用電源回路 97から補機 63への電力の供給を停止する。

[0078] 以上が燃料電池ユニット 10で行われる「クールダウンステート」 ST50の処理内容である。

[0079] 「クールダウンステート」 ST50の処理は、例えば概ね 30秒間行われる。クールダウン処理終了後は、燃料電池ユニット 10に設けられるスィッチ 101を開くことによって補機 63の駆動を停止させ、「スタンバイステート」 ST20に戻る。

[0080] 図 7は、例えばマイクロコンピュータ 95に設けられる記憶部 95aに記憶される制御プログラム 95bを更新する際の状態遷移を説明する図である。

[0081] 制御プログラム 95bの更新は、図 7の「更新ステート」 ST60で行われる。「更新ステート」 ST60への遷移は、情報処理装置本体 2に設けられる電源制御部 77が送信する「更新」コマンドをマイクロコンピュータ 95が受信することによって行われる。

[0082] 燃料電池ユニット 10の状態が「スタンバイステート」 ST20である場合、燃料電池ュニット 10の状態は「更新ステート」 ST60に遷移することが可能な状態である。

[0083] 燃料電池ユニット 10の状態が「ストップステート」 ST10である場合、燃料電池ュ-ット 10に設けられるメインスィッチ 103をオンにすることで、「スタンバイステート」 ST20 に遷移する。燃料電池ユニット 10の状態が「スタンバイステート」 ST20において、マイク口コンピュータ 95が「更新」コマンドを受信すると「更新ステート」 ST60に遷移する

[0084] 一方、燃料電池ユニット 10が「ウォームアップステート」 ST30或いは「オンステート」 ST40にある場合、マイクロコンピュータ 95が「更新」コマンドを受信した後に、燃料電池ユニット 10の状態が「クールダウンステート」 ST50に遷移する。「クールダウンステート」 ST50にて、燃料電池ユニット 10は所定期間クールダウン処理を行った後、「スタンバイステート」 ST20に遷移する。燃料電池ユニット 10がクールダウン処理を行う理由は、次回、発電を開始する場合に発電効率を向上させるためである。

[0085] 図 8は、制御プログラム更新処理 (情報処理装置本体 2側）の手順を説明するフロ一チャートである。

[0086] まず、電源制御部 77は、燃料電池ユニット 10に設けられるマイクロコンピュータ 95 に「更新」コマンドを送信する（Sl)。さらに、ユーザの利便性のため、例えば情報処理装置本体 2のパネル部 4のディスプレイ 68に、制御プログラム 95bを更新中である旨を表示させる（S2)。

[0087] 図 9 (a)は、ディスプレイ 68への表示例を示した図である。

[0088] マイクロコンピュータ 95は「更新」コマンドを受信すると、燃料電池ユニット 10の状態が「スタンバイステート」 ST20である、つまり、プログラム更新準備完了状態であることを示す信号 (以下、「更新準備完了」信号と称す。）を、電源制御部 77に送信する。また、マイクロコンピュータ 95は電源制御部 77から送信される「更新」コマンドを受信すると、燃料電池ユニット 10の状態を「更新ステート」に遷移させる。その後、電源制御部 77は更新用制御プログラム 95cをマイクロコンピュータ 95に送信する。

[0089] ここで、情報処理装置本体 2には、マイクロコンピュータ 95に送信される更新用制御プログラム 95cが入力されていなければならい。更新用制御プログラム 95cの情報処理装置本体 2への入力方法は、例えば、図 4のシステム構成図に示した LANインタフエース 85を介して電気通信回線 86 (例えばインターネット等)から更新用制御プログラム 95cを入力する方法や、 CD— ROMに記憶されて、る更新用制御プログラム 95cを CD— ROMドライバ 84を介して入力する方法等が考えられる。更新用制御プログラム 95cの情報処理装置本体 2への入力方法は、上記にて説明した方法に限定されず、情報処理装置本体 2が備えたその他データ入力方法を適用することが可能である。

[0090] なお、電源制御部 77が所定期間以内に「更新準備完了」信号を受信しない場合は、タイムアウトであるとして（S4の yes)、ディスプレイ 68にエラーメッセージを表示する。この表示内容は例えば図 9 (c)に示した内容である。

[0091] 一方、電源制御部 77が所定期間以内に「更新準備完了」信号を受信すると (S3の yes)、電源制御部 77は更新用制御プログラム 95cをマイクロコンピュータ 95へ送信する（S5)。

[0092] 次に、電源制御部 77は、マイクロコンピュータ 95から送信される「プログラム受信正常」信号を受信したか否かを判断する (S6)。「プログラム受信正常」信号とは、マイク口コンピュータ 95が更新用制御プログラム 95cを正常に受信したことを示す情報である。

[0093] 電源制御部 77が「プログラム受信正常」を受信すると（S6の yes)、電源制御部 77 は、マイクロコンピュータ 95から送信される「更新完了」信号を受信した力否かを判断する（S9)。

[0094] 「更新完了」信号とは、マイクロコンピュータ 95において更新用制御プログラム 95c が正常に更新されたことを示す情報である。

[0095] 電源制御部 77が「更新完了」信号を受信すると (S9の yes)、燃料電池ユニット 10 側にて更新用制御プログラム 95の更新が完了したことを示すメッセージ (例えば図 9

(b) )をディスプレイ 68に表示する（S 11)。その後、制御プログラム更新処理を終了する。

[0096] 一方、電源制御部 77が「プログラム受信正常」を受信せず (S6の no)、かつ「プログラム受信異常」信号を受信した場合 (S7の yes)は、ディスプレイ 68にエラーメッセ一ジ (例えば図 9 (c) )が表示される（S12)。その後、制御プログラム更新処理を終了する。

[0097] 「プログラム受信異常」信号とは、マイクロコンピュータ 95が更新用制御プログラム 9

5cを正常に受信できな力つたことを示す情報である。

[0098] この他、電源制御部 77が「プログラム受信正常」または「プログラム受信異常」のヽずれの信号を所定期間に受信しなカゝつた (タイムアウト)場合 (S8の yes)であっても、ディスプレイ 68にエラーメッセージを表示して（S 12)、その後、制御プログラム更新処理を終了する。

[0099] また、電源制御部 77が「更新完了」を所定期間内に受信しな力つた場合 (S10の ye s)であっても、ディスプレイ 68にエラーメッセージを表示し（S 12)、制御プログラム更新処理を終了する。

[0100] 図 10は、燃料電池ユニット 10側における制御プログラム更新処理手順を示したフローチャートである。

[0101] まず、マイクロコンピュータ 95は、電源制御部 77から「更新」コマンドを受信したか否かを判断する（S20)。マイクロコンピュータ 95が「更新」コマンドを受信すると（S20 の yes)、マイクロコンピュータ 95は、燃料電池ユニット 10にて行われている発電の停止処理を実施する（S21)。

[0102] ステップ 21 (S21)の燃料電池ユニット 10にて行われる発電停止処理の詳細を図 1 1に示す。

[0103] 図 11のステップ 21aないし 21cにおいて、マイクロコンピュータ 95は、燃料電池ュ- ット 10の状態が「スタンバイステート」 ST20、「ウォームアップステート」 ST30或いは「オンステート」 ST40の!、ずれであるかを判断する。

[0104] 燃料電池ユニット 10の状態が「スタンバイステート」 ST20の状態である場合は（S2 laの yes)、その状態が維持される（S21e)。

[0105] 一方、燃料電池ユニット 10の状態が「ウォームアップステート」 ST30の場合（s21b の yes)、或!、は「オンステート」 ST40の場合（S21cの yes)には「クーノレダウンステート」 ST50に遷移させて、クールダウン処理を行なう（S21d)。その後「スタンバイステート」 ST20に移行させる（S21e)。

[0106] このように、燃料電池ユニット 10の発電停止処理（S21)によって、燃料電池ュ-ット 10は更新コマンドを受信した時の状態にかかわらず「スタンバイステート」 ST20に移行させる。

[0107] 「スタンバイステート」 ST20に移行させた後（図 10のステップ 21)、マイクロコンピュータ 95は電源制御部 77に対して「更新準備完了」信号を送信する (S22)。

[0108] この後、電源制御部 77から送信されてくる更新用制御プログラム 95cを受信する（S 23)。

[0109] マイクロコンピュータ 95は、更新用制御プログラム 95cが正常に受信されたことを例えばチェックサムを用いて判断する（S24)。

[0110] チェックサム法はデータを送受信する際の誤り検出方法の一つである。送信前にデータを所定長のブロックに分割し、それぞれのブロック内のデータを数値とみなして合計を取ったものをチェックサムと呼ぶ。求めたチェックサムはデータと一緒に送信する。受信側では送られてきたデータ列力同様にチェックサムを計算し、送信側から送られてきたチェックサムと一致するかどうかを検査する。両者が異なれば、通信系路上でデータに誤りが生じたと判断するものである。

[0111] チェックサムが正常の場合は、マイクロコンピュータ 95は「プログラム受信正常」情報を電源制御部 77に送信する（S25)。

[0112] その後、マイクロコンピュータ 95の記憶部 95aに記憶されている制御プログラム 95b

(旧プログラム）を、情報処理装置本体 2の電源制御部 77から送られてきた更新用制御プログラム 95c (新プログラム）に更新する（S27)。

[0113] さらに記憶部 95aの所定のデータ領域に対して初期化処理を実行させることにより

、更新用制御プログラム 95cを実行可能な状態に設定する（S28)。

[0114] その後、電源制御部 77へ更新処理が完了したことを示す「更新完了」信号を送信する（S29)。「更新完了」信号を送信後、燃料電池ユニット 10は状態「スタンバイステート」に戻して（S30)、制御プログラムの更新処理を終了する。

[0115] 一方、チェックサムが異常と判断された場合は、「プログラム受信異常」を電源制御部 77に対して送信した後（S26)、「スタンバイステート」に戻して（S30)、制御プログラムの更新処理を終了する。

[0116] 上述した燃料電池ユニット 10の制御プログラム更新処理によれば、

( 1 )情報処理装置 1が保有して、るデータバス (例えば I2Cバス）を用、て更新用制御プログラム 95cを燃料電池ユニットに設けられるマイクロコンピュータ 95へ送信できるため、新たなデータ書き込み用のケーブルインターフェースが不要である。

[0117] (2)更新用制御プログラム 95cの入手は、情報処理装置本体 2が有している LAN インタフェース 85や CD— ROMドライノ 84等を利用することによって容易に情報処理装置本体 2に入力できる。

[0118] (3)情報処理装置本体 2の操作によって更新コマンドを送信することができ、この更新コマンドの送信のみによって制御プログラムの更新処理を自動的に行うことができる。

[0119] (4)燃料電池ユニット 10が発電中であっても自動的に発電を停止させ、かつ自動的に制御プログラムの更新処理に必要な電力を情報処理装置本体 2から燃料電池ユニット 10に供給することができる。

[0120] 等の優れた効果により、ユーザにとって利便性の高い情報処理装置あるいは情報処理装置の制御方法を提供することができる。

[0121] なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなぐ実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体ィ匕できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素カゝら幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。

産業上の利用可能性

[0122] 本発明に係る情報処理装置、燃料電池ユニット及びそのプログラムの更新方法によれば、燃料電池ユニットの制御プログラムを簡便な方法で更新することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 燃料電池と記憶部とを有する燃料電池ユニットと接続可能な情報処理装置においてプログラムを外部力入力する入力部と、

前記燃料電池ユニットと通信を行う制御部とを備え、

前記入力部を通じて入力されたプログラムは前記制御部によって前記燃料電池ュニットへ送信され前記記憶部に記憶されるプログラムであることを特徴とする情報処理装置。

[2] 前記制御部によって前記燃料電池ユニットに送信されるプログラムは前記燃料電池ユニットで行われる制御に使用されるプログラムであることを特徴とする請求項 1記載の情報処理装置。

[3] 前記制御部によって前記燃料電池ユニットに送信されるプログラムは前記燃料電池ユニットに設けられる制御部によって実行されるプログラムであることを特徴とする請求項 1記載の情報処理装置。

[4] 前記制御部は前記燃料電池を用いて行われる発電を停止させ、前記入力部を通じて入力されたプログラムを前記燃料電池ユニットに送信することを特徴とする請求項

1記載の情報処理装置。

[5] 前記制御部によって前記燃料電池ユニットへ送信されるプログラムは前記燃料電池を用いて行われる発電が停止した状態にぉ、て前記記憶部に記憶されることを特徴とする請求項 1記載の情報処理装置。

[6] 前記燃料電池ユニットに電力を供給する電力供給部をさらに備え、

前記入力部を通じて入力されたプログラムを前記燃料電池ユニットに送信する場合

、前記電力供給部は前記燃料電池ユニットに電力を供給することを特徴とする請求項 1記載の情報処理装置。

[7] 表示部をさらに備え、

前記表示部は前記入力部を通じて入力されたプログラムを前記記憶部に記憶させる処理の状態を表示する請求項 1記載の情報処理装置。

[8] 外部機器と接続可能な燃料電池ユニットにおいて、 §2ife* p[5と、

前記外部機器カゝら送信され本燃料電池ユニットで行われる制御に使用されるプログラムを受信し、前記受信したプログラムを前記記憶部に記憶させる制御部と、を具備することを特徴とする燃料電池ユニット。

[9] 前記制御部は前記記憶部に記憶されるプログラムを実行することを特徴とする請求項 8記載の燃料電池ユニット。

[10] 電力を生成する燃料電池をさらに具備し、

前記制御部は前記燃料電池を用いて行われる発電が停止されて、る状態で前記記憶部に前記プログラムを記憶させることを特徴とする請求項 8記載の燃料電池ュ- ッ卜。

[11] 前記制御部は前記プログラムを受信する場合、前記外部機器力供給される電力を受けることを特徴とする請求項 8記載の燃料電池ユニット。

[12] 前記制御部は前記プログラムを前記記憶部に記憶させる処理の状態を前記外部機器に通知することを特徴とする請求項 8記載の燃料電池ユニット。

[13] 情報処理装置と通信可能な燃料電池ユニットを制御するプログラムの更新方法において、

前記燃料電池ユニットを制御するプログラムを外部から前記情報処理装置に入力し、

前記情報処理装置力前記燃料電池ユニットに前記入力されたプログラムを送信し、

前記情報処理装置が送信したプログラムを前記燃料電池ユニットの有する記憶部に記憶することを特徴とするプログラムの更新方法。

[14] 前記プログラムは前記燃料電池ユニットに設けられる制御部によって実行されるプログラムであることを特徴とする請求項 13記載のプログラムの更新方法。

[15] 前記燃料電池ユニットにて行われる発電を停止した後、前記プログラムを前記燃料電池ユニットに送信することを特徴とする請求項 13記載のプログラムの更新方法。

[16] 前記燃料電池ユニットにて行われる発電を停止した後、前記プログラムを前記記憶部に記憶させることを特徴とする請求項 13記載のプログラムの更新方法。

[17] 前記プログラムを前記燃料電池ユニットに送信する場合、前記前記情報処理装置は前記燃料電池ユニットに電力を供給することを特徴とする請求項 13記載のプロダラムの更新方法。

[18] 前記プログラムを前記記憶部に記憶させる処理の状態を前記情報処理装置に設けられる表示部に表示する請求項 13記載のプログラムの更新方法。