CN1518150A

CN1518150A - 电子装置及其使用控制方法

Info

Publication number: CN1518150A
Application number: CNA2004100024638A
Authority: CN
Inventors: 尾关明弘
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2004-01-20
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2024-01-20
Also published as: US7247399B2; US20040170876A1; EP1447872B1; EP1447872A1; DE602004000032T2; CN1319198C; JP2004227139A; DE602004000032D1

Abstract

本发明公开了一种电子装置以及控制该电子装置使用的方法。该电子装置包括一个主体部分(1a)，一个带有燃料电池的单元(2)，所述燃料电池通过化学反应产生电并给主体部分供电，一个传感器(4)，用于感知燃料电池的倾斜，以及一个通知部分，用于将传感器所感知的倾斜信息通知给用户。

Description

电子装置及其使用控制方法

发明背景

本发明涉及一种控制电子装置使用的技术方法，这种电子装置可以利用，例如，一种直接甲醇燃料电池作为电源而工作。

近年来，各种便携式电子装置，如数字摄像机和称作PDA(个人数字助理)的便携信息终端被开发出来并得到普遍使用。这些电子装置可用电池驱动。

而且，最近环境问题受到广泛关注，对环境友善的电池得到大力发展。一种直接甲醇燃料电池(下文均用英文缩写DMFC表示)作为这种类型的电池而为人熟知。

这种DMFC通过作为燃料的甲醇与氧气进行化学反应而产生电能。DMFC的结构是，两个电极用多孔的金属或碳制成，中间夹着电解质。由于这种DMFC不产生任何有害废弃物，所以在实际应用中有很大的需求。

在使用DMFC时，为了避免液体燃料渗漏，因渗漏而加重各种泵的负担以及产生热等缺陷，需要将其保持在固定的方向上，不能倾斜。

例如，日本专利申请公开号No.2002-063920公开了一项当燃料电池单元倾斜时避免出现上述缺点的技术。根据该技术，为了防止燃料电池单元倾斜时水从水箱流回燃料电池，在燃料电池的出口和水箱的入口之间连接了导管，而且这些导管的管接头要折起。

但是，以上技术方法只带来了避免水从水箱回流的优点，不能克服由于燃料电池单元倾斜而导致的其他缺陷。此外，燃料电池单元的内部结构变得复杂，相应地，该单元的整体尺寸增加了。

为了避免由于液体燃料渗漏导致的各种缺点，用一个倾斜传感器来感知该燃料电池单元的倾斜被认为是一种有效的作法。

但是，仅仅利用倾斜传感器来感知燃料电池单元的倾斜这种作法不能被认为是足以可靠地避免各种危险条件。倾斜传感器出于某些原因仍有被干扰的可能性。

发明内容

本发明的实施例提供了一个电子装置，能够避免由于电池单元倾斜而带来的危险，还提供了一种控制该电子装置使用的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种电子装置，该电子装置包括一个主体；一个燃料电池，能够通过化学反应产生电并给主体供电；一个传感器，用于感知燃料电池的倾斜；以及一个通知部分，用于通知用户传感器所感知的倾斜信息。

根据本发明的另一方面，提供了一种控制电子装置使用的方法，该电子装置使用能够通过化学反应产生电的燃料电池工作，该方法包括，感知该燃料电池的倾斜，并通知用户该倾斜信息。

附图说明

附图包含在说明书中，并且是说明书的一个组成部分，对本发明的当前优选实施例做出图解说明，而且，与前面的概要说明及后面对优选实施例的详细说明一起，起到对本发明原理的解释作用。

图1是依据本发明一个实施例的电子装置系统的外观图；

图2A和图2B是透视图和侧视图，说明了能够改变一个燃料电池单元到一个电子装置的角度的可变机构；

图3A和3B是使用中的电子装置系统的侧视图；

图4是燃料电池单元的示意框图；

图5是电子装置的示意框图；

图6表示根据所感知到的倾斜角度进行选择的各种条件；

图7A和7B表示在电子装置的LCD屏幕上所显示的倾斜角度和倾斜方向的信息的显示示例；

图8是一个流程图，说明了控制电子装置系统使用的过程；以及

图9是一个流程图，说明了检查电子装置系统的倾斜传感器的使用的方法。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的实施例加以说明。

图1是依据本发明一个实施例的电子系统的外观图；

参看图1，电子装置系统包括一个电子装置1和一个可以从该电子装置1上拆下的燃料电池单元2。电子装置1是一部笔记本型个人计算机，由一个内表面装有LCD(液晶显示器)的机盖装置和主机装置通过铰链连接而成，以便自由开合。电子装置1可以利用燃料电池单元2所提供的电能工作。燃料电池单元2包含有一个能通过化学反应产生电的DMFC和一个可反复充电/放电的辅助电池。

图2A和2B是透视图和侧视图，说明了能够改变燃料电池单元到一个电子装置得角度的可变机构。

参看图2A，电子装置1包括一个主体1a和一个液晶面板1b，通过一个可变机构3连接到燃料电池单元2。这样，燃料电池单元2通过一个铰链部分连接到可变机构3，从而可以在图2A中的Z轴方向(垂直方向)相对主体1a转动。

更具体而言，如图2B中所示，燃料电池单元2到主体1a的角度最大可以变化到垂直方向的90度。

在燃料电池单元2和可变机构3之间的连接部分(铰链部分)中，单元2通过一个紧固元件紧固在可变机构3上，紧固的程度使得用户可以用手轻松地旋转单元2。如果用户旋转燃料电池单元2，并将手从单元2拿开，则在单元2和机构3之间靠适度的摩擦力和紧固力保持在固定的角度上。

燃料电池单元2包含一个倾斜传感器4，用于感知倾斜的燃料电池单元的角度和方向。当用户使用电子装置1时，燃料电池单元2必须被置于水平位置以保证安全。倾斜传感器4将燃料电池单元2是安全还是危险的情况通知主体1a。

在本实施例中，如上所述，主体1a和燃料电池单元2之间的角度可以改变。如图3A和3B中所示，主体1a可以置于这样一种状态(不是水平的)，即用户可以轻松地使用该电子装置1，而保持单元2位于水平位置。例如，当用户在汽车内把该电子装置系统放在膝盖上使用时，就是这样一种状态。

在上述实施例中，可以将主体1a和燃料电池单元2之间的角度设置为90度。因此，主体1a处于一个垂直的位置上，也可以安全地携带该电子装置系统。因而，也可就可以免去在系统移动时，要用户停掉DMFC的麻烦。

图4是燃料电池单元2的示意框图。

参看图2，燃料电池单元2包括一个微型计算机21，一个DMFC22，一个辅助电池23，一个充电电路24，一个供电控制电路25以及一个操作按钮26。

微型计算机21控制燃料电池单元2的整个使用，并且具有向电子装置1发送信号和从电子装置1接收信号的通信功能。微型计算机21根据一个指示信号控制DMFC22和辅助电池23的使用，并且在操作按钮26被按下时执行一个相应的过程。特别的，微型计算机21将表明燃料电池单元的倾斜角度和倾斜方向的信息通知给电子装置1的主体，并且将信息显示在电子装置1的液晶板1b上。

DMFC22包括一个可拆下的盒式燃料箱221，并且可以输出空气(氧气)和储存在燃料箱221中的甲醇所进行化学反应所产生的电能。化学反应在被称为电池堆等的反应部分中进行。为了高效地将甲醇和空气输送到电池堆中，DMFC具有辅助机构，例如泵。DMFC还有一个机构，用于通知微型计算机21：燃料箱221是被连接还是被解脱；在燃料箱221中还剩余多少甲醇；辅助机构的使用状态如何；以及当前输出的电量。

倾斜传感器4是安装在DMFC22上的。倾斜传感器4也可以安装在位于燃料电池单元2内部的DMFC22以外的地方。

辅助电池23通过充电电路24存储从DMFC22输出的电能，并且根据来自微型计算机21的指令输出电能。辅助电池23有一个可擦写读写存储器(EEPROM)231，它保存着表明放电特性参数或类似的基本信息。可以通过微型计算机21访问EEPROM 231。辅助电池23有一个用于通知微型计算机21当前的输出电压和输出电流的机构。微型计算机21，根据从EEPROM 231读出的基本信息和辅助电池23指示的输出电压和输出电流，计算出辅助电池23中的剩余电量。这里假定辅助电池23是锂电池(LIB)。

充电电路24利用从DMFC22输出的电能给辅助电池23充电。微型计算机21控制着是否向辅助电池充电。

供电控制电路25根据情况将DMFC22和辅助电池23的电能向外界输出。

操作按钮26是用于启动/停止和控制倾斜传感器4的按钮。

图5是电子装置1的示意框图。

参看图5，电子装置1包括一个CPU11，一个RAM(主存储器)12，一个HDD13，一个显示控制器14，一个键盘控制器15以及一个电源控制器16。这些都连接在系统总线上。

CPU11控制电子装置11的整体使用，并且执行存储在RAM12中的各种程序。RAM12是一个存储装置，作为电子装置1的主存储器，用于存储要被CPU11执行的各种程序以及要被程序使用的各种类型的数据。HDD13是一个作为电子装置的外部存储器的存储装置，用于存储各种程序，以及作为RAM12的辅助装置存储大量的数据。

显示控制器14控制电子装置1中的用户接口的输出端，并且在LCD141上显示由CPU11产生的图像数据。键盘控制器15控制电子装置1中的用户接口的输入端。控制器15将键盘151和指示装置152的操作转化为数字，并且通过CPU11中的寄存器将这些数字提供给CPU11。

电源控制器16控制对电子装置的各个部分供电。控制器16具有从燃料电池单元2接收电能的电能接收功能，以及向燃料电池单元2发送信号和从燃料电池单元2接收信号的通信功能。如图4所示，在燃料电池单元2中，是由微型计算机向电源控制器16发送信号和从电源控制16接收信号的。

通过燃料电池单元2中的微型计算机21与电子装置1中的电源控制器16之间的通信，电子装置1就得到了表明燃料电池单元2中的DMFC22(或者燃料电池单元2)的倾斜角度和倾斜方向的信息。这样，电子装置1基于这些信息控制使用。

在本实施例中，CPU11能够从燃料电池单元2获得表明DMFC22(或者燃料电池单元2)的倾斜角度和倾斜方向的信息，并且将这些信息显示在LCD141的屏幕上。CPU11还执行控制程序用以：发出和停止一个给定的警告；停止或重新开始DMFC22的使用；以及根据从燃料电池单元2获得的有关倾斜角度的变化情况，停止电子装置1的使用。

图6表示根据所感知到的倾斜角度进行选择的各种情况。

如图6所示，根据倾斜传感器4感知到的倾斜角度，选择了“危险范围X”，“警告范围Y”和“安全范围Z”之一。

“危险范围X”表示倾斜角度太大，电子装置1处于危险状态。当当倾斜角度对应“危险范围X”时，电子装置1存储必要的数据并且关闭操作系统。因而，DMFC22也立即停止使用。

“警告范围Y”介于“危险范围X”和“安全范围Z”之间，而且表示电子装置1未处于安全状态。当倾斜角度对应“警告范围Y”时，会警告用户将燃料电池单元2恢复到水平位置。

“安全范围Z”表示由于没有倾斜角或倾斜角较小，电子装置1处于安全状态。当倾斜角度对应“安全范围Z”时，电子装置1可以继续在这样的正常状态下连续使用。

图7A和7B分别表示在电子装置1的LCD141的屏幕上显示的，倾斜角度信息和倾斜方向信息的显示情况的例子。

图7A和7B表示在X轴和Y轴方向的倾斜状态(见图2A)。这些倾斜状态会立刻显示在LCD141的屏幕上。在X轴和Y轴方向的倾斜状态，如图6所示，以图形的形式进行显示。DMFC22的实际倾斜情况被显示在图形形式显示的倾斜状态中。在图7A的例子中，在X轴方向的倾斜对应于“安全范围Z”。在图7B的例子中，在Y轴方向的倾斜对应于“警告范围Y”。由于当前的倾斜度和方向是以图形的形式显示的，用户能够很容易地知道DMFC22处于什么状态。

下面，参照图8中所示的流程图，说明根据本实施例，控制电子装置系统的使用的过程。

RAM12事先保存了一个第一阈值，该阈值表明一个位于“安全范围Z”和“警告范围Y”之间的边界处的倾斜角度；还保存了一个第二阈值，该阈值表明一个位于“警告范围Y”和“危险范围X”之间的边界处的倾斜角度，这些阈值用于控制使用的阈值信息。CPU11将从燃料电池单元2获得的实际倾斜角的信息与阈值进行比较，从而识别在X轴方向和Y轴方向上各倾斜角分别对应于哪个范围。

CPU11监测DMFC22(或者燃料电池单元2)的倾斜(步骤S1)，并且判断“危险范围X”，“警告范围Y”和“安全范围Z”中的那个范围对应该倾斜角度。(步骤S2)。

当倾斜角对应“安全范围Z”时，可以继续使用(步骤S3)，程序过程又从步骤S1开始重复进行。

当倾斜角对应“警告范围Y”时，则在LCD141的显示屏上显示一条“将燃料电池单元放回到水平位置”的消息，以向用户发出警告(步骤S4)。该警告还可以伴随着嘟嘟的响声。

当倾斜角对应“危险范围X”时，就要存储必要的数据，立即关闭操作系统以终止DMFC22的使用(步骤S7)。

在步骤S4中发出警告后，CPU11确定倾斜角度是否有变化(步骤S5)。当倾斜角度对应“安全范围Z”时，警告停止(步骤S6)且该过程又回到步骤S1开始重复进行。另一方面，当倾斜角度保持在对应“警告范围Y”不变时，过程则从步骤S4开始重复。在警告后，当倾斜角度又变为对应“危险范围X”时，就要存储必要的数据，立即关闭操作系统以终止DMFC22的使用(步骤S7)。

在步骤S7中DMFC停止使用后，CPU11确定是否可以由辅助电池供电继续使用(步骤S8)。

如果不能继续使用，则电子装置1也要停止使用(步骤S13)。

另一方面，如果可以继续使用，则就会再次给用户一个警告(步骤S9)，并且CPU11会确定是否倾斜角度有变化(步骤S10)。当倾斜角度对应“安全范围Z”时，警告停止，而且DMFC22被重新启动(步骤S12)。程序过程从步骤S1开始重复进行。在警告后，当倾斜角度对应“警告范围Y”时，程序过程从步骤S9开始重复进行。如果警告后，倾斜角度保持在对应“危险范围X”，则电子装置1停止使用(步骤S13)。

根据以上控制，通过显示或发出声音向用户发出警告的过程，停止DMFC22使用的过程，停止电子装置1使用的过程等等，都可以根据与倾斜传感器4测得的倾斜角所对应的“危险范围X”，“警告范围Y”和“安全范围Z”之一安全地执行。因此，用户可以安全地使用配有DMFC的电子装置。

下面说明当传感器4发生功能异常时要采取的措施。

1.当电子装置1由DMFC22进行驱动时：

如果倾斜传感器4发生功能异常，则微型计算机21会监测到。当微型计算机21向电子装置1发出一个表示异常的信号时，CPU11会存储必要的数据并且关闭操作系统以停止DMFC22和电子装置1的使用。

2.当电子装置1由交流适配器和辅助电池驱动时：

如果倾斜传感器4发生功能异常，则微型计算机21会监测到。当微型计算机21向电子装置1发出一个表示异常的信号时，CPU11会向用户发出一个警告，比如，在LCD141的屏幕上显示一个“由于倾斜传感器异常，燃料电池单元不可用。”的消息。

下面结合图9中的流程图说明一种检查电子装置1中的倾斜传感器4的使用的方法。

首先，CPU11确定电子装置1是否由交流适配器驱动(步骤T1)。如果不是由交流适配器驱动(如果它由DMFC22驱动)，则CPU11通过LCD141的屏幕向用户发出指令，要求由交流适配器驱动电子装置1。

当CPU11确认电子装置1由交流适配器驱动后，就通过LCD141的屏幕向用户发出指令，要求将燃料电池单元2在任意方向上进行倾斜(步骤3)。LCD141的屏幕上就显示出当前的倾斜角(步骤T4)。

用户在LCD141的屏幕上检查倾斜传感器4工作是否正常。换句话说，用户要确认在屏幕上显示的倾斜的方向和角度是否与燃料电池单元2实际的倾斜方向和角度相符。最好在LCD141的屏幕上显示，例如，“如果在方向和角度上不一致，请接收技术支持”这样的消息。

如果在方向和角度上一致，则CPU11确定电子装置1没有故障(步骤T6)，然后结束程序过程。如果不一致，电子装置1就有问题，则CPU11禁止电子装置1被继续，然后结束程序过程。

下面说明倾斜传感器4的修正功能。

当电子装置系统在，比如，移动的汽车上使用时，燃料电池单元2经常是倾斜的。因此，倾斜传感器4的精确性较为重要。倾斜传感器4的精确性是在制造过程中，如在生产线上，被保证的；如果需要，倾斜传感器4还带有修正功能。但是，为了达到使传感器感知异常状况的目的，则不需要将修正功能开放给用户。在修理倾斜传感器4时，通过电子装置1监测倾斜传感器4的工作，可以轻易地检查传感器的修正功能。

下面是一个执行修正功能的过程的例子。

1.将配有燃料电池单元2的电子装置1放置在水平的桌面上。

2.在电子装置1的屏幕上给定一个燃料电池单元2的倾斜角。

3.操作者将燃料电池单元2放置在给定的角度上(使用一个底

座，使燃料电池单元2保持在这个给定的角度上)。

4.电子装置1通知燃料电池单元2，给定的倾斜角度可以保持

住。

5.燃料电池单元2将倾斜传感器4测定的倾斜角度与实际的倾斜

角度进行比较，并且修正测定值的误差(如果有误差)。

6.重复上述步骤2到5(纠正在不同倾斜角上的测定值误差)。

7.如果按规定的次数重复上述步骤，则完成修正过程(然而，如

果误差比基准值大，则会报告给操作者)。

根据上述本发明的实施例，通过显示或发出声音向用户发出警告的过程，停止DMFC22使用的过程，停止电子装置1使用的过程等等，都可以根据由倾斜传感器4测得的倾斜角所对应的“危险范围X”，“警告范围Y”和“安全范围Z”之一安全地执行。因此，用户能够安全地使用配有DMFC的电子装置。

根据本发明的实施例，即使当传感器发生功能异常时，也可以根据电子装置1的使用状态执行适当的过程。因而，这些过程可以安全地执行。

根据本发明的实施例，既然倾斜传感器4的使用能够轻易地被电子装置1所检查和改善，使用中的电子装置系统的安全性就得以提高。

在上述实施例中，倾斜传感器包含在DMFC中。然而，如果只须检测DMFC的倾斜角，那么在DMFC以外的地方也可以安装倾斜传感器。

根据以上所详细描述的内容，本发明能够避免由于燃料电池单元的原因而产生的危险。

本领域技术人员将很容易地想到其它一些优点和可作修改的地方。因此，从更宽的方面讲，本发明不只限于以上所显示和说明的特定细节和具有代表性的实施例。因此，在不违背所附权利要求书及其等效文件所定义的总体发明设想的实质或范围的前提下，可相应地作出各种修改。

Claims

1.一种电子装置，其特征在于包括：

一个主体部分(1a)；

一个燃料电池(22)，可通过化学反应产生电能并向该主体部分供电；

一个传感器(4)，用于感知燃料电池的倾斜；以及

一个通知部分(21，16)，用于将传感器所感知的倾斜信息通知给用户。

2.根据权利要求1的电子装置，其特征在于，主体部分(1a)以可旋转的方式连接到带有燃料电池的单元(2)。

3.根据权利要求1的电子装置，其特征在于还包括一个显示器(141)，并且通知部分(21，16)使显示器(141)显示燃料电池的倾斜信息。

4.根据权利要求3的电子装置，其特征在于，通知部分(21，16)使显示器(141)显示燃料电池的倾斜的方向信息。

5.根据权利要求1的电子装置，其特征在于，当倾斜值大于一个预定值时，通知部分(21，16)发出一个警告。

6.根据权利要求5的电子装置，其特征在于，当倾斜值小于预定值时，通知部分(21，16)停止警告。

7.一种电子装置的使用的控制方法，该电子装置使用能够通过化学反应产生电的燃料电池工作，该方法包括下列步骤：

感知燃料电池的倾斜(S2，S5，S10)；以及

将倾斜信息通知给用户(S4，S9)。

8.根据权利要求7的方法，其特征在于还包括在电子装置的屏幕上显示燃料电池的倾斜的信息。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于还包括在电子装置的屏幕上显示燃料电池的倾斜方向的信息。

10.根据权利要求7的方法，其特征在于通知步骤(S4，S9)包括，当倾斜值大于第一值时，给出一个第一警告。

11.根据权利要求10的方法，其特征在于还包括步骤(S6)，当倾斜值小于第一值时，停止第一警告。

12.根据权利要求10的方法，其特征在于还包括步骤(S7)，当倾斜值大于第二值，或在给出第一警告后倾斜值不小于第一值时，停止燃料电池的使用。

13.根据权利要求12的方法，其特征在于还包括步骤(S9)，在燃料电池停止使用后通过驱动一个辅助电池来给出一个第二警告。