特開 2024-156978 給電口の使用カウンタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024156978

(43)【公開日】2024-11-06

(54)【発明の名称】給電口の使用カウンタ

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/00 20060101AFI20241029BHJP

   G06F 1/26 20060101ALI20241029BHJP

   G06F 1/28 20060101ALI20241029BHJP

【ＦＩ】

G06F3/00 W

G06F1/26 306

G06F1/28

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024134402

(22)【出願日】2024-08-09

(62)【分割の表示】P 2022096591の分割

【原出願日】2018-02-28

(31)【優先権主張番号】62/465,510

(32)【優先日】2017-03-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】15/894,480

(32)【優先日】2018-02-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】517077810

【氏名又は名称】アストロニクス アドバンスド エレクトロニック システムズ コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】フワン ペイ－ファ

(72)【発明者】

【氏名】マルカート デニス ピー．

(72)【発明者】

【氏名】クラーク アーロン

(72)【発明者】

【氏名】パーチリク デイビッド

(72)【発明者】

【氏名】エイドリアンス リード

(57)【要約】      （修正有）

【課題】電力供給口が使用可能な耐用年数を終えて補修又は交換しなければならない時期であることを判定する電力供給アセンブリ用挿入カウンタを提供する。
【解決手段】給電口アセンブリ１００において、接続検出部１０２及びカウンタ１０３はそれぞれ、デバイス１０７の、コネクタ１０１への接続を監視し、接続イベントの接続回数を保持する。ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃ接続の場合は、ケーブル又はデバイス抵抗検出回路を用いて、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃデバイス又はケーブルが接続されたかどうかを判定し、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ａ接続及びＡＣ接続の場合は、機械的機構又は電気的機構によって接続を検出し、接続を検出すると、カウンタを増加又は減少させて接続を記録する。カウンタ限界値１０４を設定して、比較回路１０５で接続回数と比較し、限界値を超えた場合は、限界値インジケータ１０６で知覚的又は電子式指標を示す。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力供給アセンブリ用挿入カウンタであって、
電力供給ポートと、
プラグ又はコネクタが前記電力供給ポートに挿入される毎に検出することができ、各挿入の指標を提供することができる接続検出ユニットと、
前記接続検出ユニットが提供した挿入の指標に基づいて挿入回数の計数を不揮発性メモリに保持することができる計数ユニットと、
を備え、
前記電力供給ポートがユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）ポートを有し、前記接続検出ユニットが、前記ＵＳＢポートの出力コネクタと電気的に直列となるように設けられた電流検知抵抗器を有し、前記電流検知抵抗器は、第１増幅器に入力される電流信号を生成し、前記第１増幅器の出力は、第２増幅器の１つの入力部に入力され、前記第２増幅器は、所定の基準電位に接続される第２入力部を有し、前記第２増幅器の出力が各挿入の指標を提供する、挿入カウンタ。

【請求項2】

前記計数ユニットが、記憶された前記計数の値を要求するクエリの受信に応答して、前記記憶された計数の値を提供する、請求項１に記載の挿入カウンタ。

【請求項3】

受信したリセット信号又は物理的なリセット要求に基づいて、記憶された前記計数の値をリセットすることができる計数リセットユニットをさらに備える、請求項１に記載の挿入カウンタ。

【請求項4】

前記計数ユニットが前記電力供給ポートの外部にある、請求項１に記載の挿入カウンタ。

【請求項5】

前記計数ユニットが、前記挿入回数の計数を増加又は減少させるように構成される、請求項１に記載の挿入カウンタ。

【請求項6】

前記計数ユニットは、前記挿入回数の計数が所定の限界条件に到達すると、限界値インジケータを提供するように構成される、請求項１に記載の挿入カウンタ。

【請求項7】

前記計数ユニットが、前記挿入回数の計数が第１閾値に達すると第１アラートを提供し、前記挿入回数の計数が第２閾値に達すると第２アラートを提供するように構成されており、前記第２閾値は、前記第１閾値の挿入イベント数の後に追加される挿入イベント数を表している、請求項１に記載の挿入カウンタ。

【発明の詳細な説明】

【発明の詳細な説明】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本願は、２０１７年３月１日に出願された「ＵＳＢ給電口用挿入カウンタ（Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ Ｃｏｕｎｔｅｒ ｆｏｒ ＵＳＢ Ｏｕｔｌｅｔｓ）」と題する米国仮特許出願第６２／４６５，５１０号の利益を主張するものである。米国仮特許出願第６２／４６５，５１０号の開示は、その全体が本明細書に組み込まれる。
［発明の分野］
本開示は、概して、給電口のライフサイクルを管理することに関し、より詳細にはユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）給電口又はＡＣコンセントの使用回数を監視することに関する。
［背景技術］
多数の個人用電子機器（ＰＥＤ）ユーザ層が存在する多くの状況において、例えば標準のＡＣ電源コンセントから、又はユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）Ｔｙｐｅ－Ａポート又はＴｙｐｅ－Ｃポートを有する給電口からの電力の可用性が期待されるようになってきた。しかしながら、これらの給電口のコネクタは、電気接点の摩耗が一因となって最終的に保持機能が低下してしまうため、耐用年数には限りがある。その使用頻度には大きなばらつきがあり、不可避な個々のコネクタの摩耗を予測して改善措置をとることができることが、期待される電力を給電口が供給し続ける能力を維持するという観点から重要である。予測可能性は、航空機の客室といった、認定された作業員が計画された航空業務を乱すことなく交換を行わなければならない場所では特に重要である。
［発明の概要］
本開示は、ＵＳＢコネクタ、ＡＣ電源コネクタ、及び他の電力供給コネクタの使用状況を監視・計数することによって、コネクタの適切なタイミングでの交換を容易に行うことに関する。現在の使用状況に関するデータを収集することで、給電口を適切なタイミングで交換できることによって信頼性が高められ、それによって、付随するコストや不測の電力供給の停止によって生じる業務の乱れを低減することができる。

【0002】

以下の定義は、ＡＣ電源コンセントやＵＳＢ給電口に関して使用され、本明細書内で用いられる。
給電口（コンセント）：典型的には個人用電子機器（ＰＥＤ）に電力を供給するシステムのアセンブリ又はサブアセンブリ。給電口は、ラップトップ型コンピュータ等のＰＥＤ用電源アダプタとの接続を行う標準のＡＣ電源コード用のＡＣコネクタ、接続されたＰＥＤに電力を供給するコネクタ又はキャプティブケーブルを有するＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ａポート、コネクタ又はキャプティブケーブルを有し、さらにＵＳＢパワーデリバリ規格に対応していてもよいＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃポート、及び、本明細書に記載されている給電口の機能に対応するために必要とされる必須の回路、ファームウェア、又はソフトウェア、のうちの１つ以上を含んでいてもよい。

【0003】

計数ユニット：接続イベントの接続回数を計数し、不揮発性の状態で保持する機能ブロック。計数ユニットは、給電口アセンブリ内部又は外部に実装されていてもよく、さらにソフトウェア、ハードウェア、及び／又はファームウェアを、単独で、又は組み合わせて有していてもよい。

【0004】

ポートコントローラ：給電口との通信のやりとりを処理するデバイス。
ＵＳＢポート：ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ａ又はＴｙｐｅ－Ｃ規格に準拠している回路の機能ブロック。

【0005】

開示されているシステムは、給電口への累積接続回数を計数する要素を有する。接続の検出は、本明細書でさらに説明するような電気的及び／又は機械的機構を用いて行ってもよい。計数は不揮発性の性質を呈する状態で行われ、計数に関連するデータは選択的に検索され得る。本願の趣旨として、接続回数とは、計数値を増加又は減少させることにより更新された回数を意味する。例えば、接続するごとに回数をゼロになるまで減少させるプリセット接続回数を用いてもよいし、あるいは、ある値に到達するまで増加させるプリセット接続回数を用いてもよい。

【0006】

特定の実施形態において、接続回数が所定の回数に達すると、信号が生成されて、関連付けられている給電口又はそのサブユニットを補修又は交換すべきであることをユーザ又はオペレータに知らせるようになっている、限界値コンパレータを有していてもよい。コンパレータの限界値に達するために規定された回数値が必要とされるように、カウンタ又は初期限界値の任意の組み合わせを選択することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】限界値コンパレータを有する実施形態のブロック図である。

【図2】ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃポートを有する実施形態のブロック図である。

【図3】ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃ給電口用デバイスの一実施形態の簡略的な電気回路図である。

【図4】ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃ給電口とＡＣコンセントが組み合わされ、これらが電気的に分離されている一実施形態のブロック図である。

【図5】図５ａ～ｃは図４の実施形態の配置図を示したものである。

【図6A】ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ａデバイスの接続を検出するために用いられる回路の一実施形態を示す模式図である。

【図6B】図６Ａに続く、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ａデバイスの接続を検出するために用いられる回路の一実施形態を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

［発明の詳細な説明］
開示されたシステム及び方法は、電力を供給するインターフェイスを補修又は交換する時期が不確かであるという問題に対処するものである。給電口の使用状況に関するデータを収集することにより、これらの給電口に対していつ対処が必要になるかを正確に判定することが可能となり、総合的な信頼性が向上し、不測の故障時間が低減される。

【0009】

図１は、一実施形態の機能ブロック図を示したものである。給電口アセンブリ１００は、コネクタ１０１、検出ユニット１０２、計数ユニット１０３、格納されているカウンタ限界値１０４、比較ユニット１０５、及び限界値インジケータ１０６を有している。デバイス１０７とコネクタ１０１との間が接続されると、接続検出ユニット１０２は、使用／接続を検出し、計数ユニット１０３に接続回数の増加を要求する。検出は、本明細書に記載されているような電気的及び／又は機械的機構を介して行われてもよい。接続の検出は、挿入や電気的接続を検出することを含む。「接続回数」という語は、本明細書では接続の検出を計数することを言及する際に使用されている。特定の実施形態では、接続回数を１つ以上のカウンタ限界値１０４と比較する比較回路１０５を用いていてもよい。接続回数が所定のレベルに達すると、比較ユニット１０５が限界値インジケータ１０６を生成して、コネクタ１０１を交換すべきであることをユーザ及び／又はオペレータに知らせてもよい。限界値インジケータはアナログもしくはデジタル出力であってもよく、あるいはＬＥＤや可聴音等の知覚インジケータであってもよい。図１や他の図面において上述されたような機能ブロックは適宜、回路構成要素とともに構築されてもよく、又はファームウェアやソフトウェアを介して用いられてもよい。さらには代替として、本明細書で開示されているアセンブリ内にあるものとして説明されている個々のブロックや回路の機能部は、
アセンブリの外部にあってもよい。

【0010】

様々な種類の電力供給口を用い得ることは理解されよう。このような供給口としては、米国カリフォルニア州クパチーノに所在するアップル社（Ａｐｐｌｅ Ｉｎｃ．）によってＬＩＧＨＴＮＩＮＧコネクタとして販売されている電気コネクタを含み得るが、これらに限定されるものではない。

【0011】

特定の実施形態において、接続回数はシリアルデータ又はパラレルデータとして取り出され、無線又は有線手段により伝送される。
特定の実施形態において、接続回数は、電力供給口の電気コネクタに供給された電流を監視することによって決定される。デバイスが取り付けられて電流を取り込むと、回路がその電流を検出して、デバイスが取り付けられて電流を取り込んだため接続回数を増加させるべきであることを知らせる信号を、接続カウンタに送信する。このような実施形態の一例を図６に示す。

【0012】

図２は、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃポート１０８の機能ブロック図を示したものである。ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃポートコントローラ１０９は、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃ規格に準拠したＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃデバイスの検出を行う。ポートコントローラ１０９は信号をカウンタ１１０に送信し、カウンタ１１０は接続回数を増加又は減少させて、得られた接続回数を不揮発性メモリ１１０に格納する。

【0013】

図３は、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃポートコントローラを用いてＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃケーブルの接続を検出するＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃポートを有する、実証された実施形態の概略図である。

【0014】

本実施形態の場合、ポートコントローラ１１１のファームウェアもしくはソフトウェア、又は他のファームウェアもしくはソフトウェアをインストール又はリロードすると、接続回数をある回数値、例えばゼロに初期化するようにしてもよい。ハードウェアカウンタの実装での初期化は製造中に行われてもよい。カウンタを以前に初期化した値（適宜ゼロやゼロ以外の値であってもよい）にリセットする手法は数種類あり、選択可能である。例えば、Ｔｙｐｅ－Ｃコネクタ１１４が交換されると、ファームウェアの再インストールによって接続回数がリセットされてもよく、また、シリアルバス１１５上のリセットコマンドによって計数レジスタがリセットされてもよい。ハードウェアベースのカウンタは、最初の製造時に用いたものと同じ手段により適宜リセットされてもよい。

【0015】

制御入力１１７によって、接続回数の計数とその伝送を有効又は無効にすることが可能になる。
メモリ内に格納された接続回数は通信プロトコルを用いて伝送することもできる。図３は、ポートコントローラ１１１に対して接続回数を伝送するように命令するＣＴＲ＿ＴＸ機能部１１８を含んでいる。この接続回数の伝送は、任意の通信バス、例えばシリアルインターフェイス１１５上で、又はＵＳＢデータライン１１９を介して、行うこともできる。

【0016】

計数限界値は、図３に示されているように別のハードウェア又はファームウェアに設定してもよいし、独立した接続カウンタユニット内に設定してもよい。この限界値は接続回数と比較される。増加型カウンタの場合、接続回数がカウンタ限界値を超えると、限界値ピン１２０が低状態から高状態へと切り替わる。限界値ピン１２０はＬＥＤ回路に接続されており、ＬＥＤ回路は接続回数が限界値を超えた場合にＬＥＤを点灯する。図３に示されているのは一実施形態であり、別の実施形態では、限界値ピン１２０は、光、音、振動、又は遠隔監視用の電磁波を発することが可能なデバイスを駆動させることもできる。

【0017】

図４は、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃ給電口をＡＣ電源コンセントと組み合わせて用いている実施形態のブロック図を示したものである。本実施形態には、図２に示されているようなＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃポート１０８と、ＡＣコネクタ４０２を有するＡＣポート４００とが存在する。ＡＣポート４００は、ＡＣプラグがＡＣコネクタ４０２にいつ挿入されたかを判定する検出機構を有している。検出機構４０１は、電気的に分離されたチャンネルを介してＵＳＢポートコントローラに信号を送信する。図４では、電気的に分離されたものとして、赤外線ＬＥＤ４０３とフォトトランジスタ４０４を用いて示されている。

【0018】

図５Ａ～５Ｃは、図４に示されている機能ブロック図の物理的な実施形態を示したものである。
図６は、コネクタを流れる電流を検出することによってＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ａデバイスの接続を検出する方法の一実施形態の実施を示す模式図である。出力コネクタ６０２と直列に接続されている電流検知抵抗器６０１は、接続されたデバイスに起因する電流の増加に伴って電圧が増加する。電流検知抵抗器両端の電圧はＯＰ－ＡＭＰ６０３によって増幅されて、コンパレータ６０４を用いて固定の基準値６０５と比較される。電圧が基準値を超えていると、図１にて図示及び説明したように、信号６０６が他の機能ブロック、詳細にはカウンタ１０３、比較ユニット１０５、及びインジケータ１０６に送信される。

【0019】

特定の実施形態において、計数ユニットは、増加型の接続回数が第１閾値に達すると第１アラートを提供し、増加型の接続回数が第２閾値に達すると第２アラートを提供するように構成されており、第２閾値は第１閾値よりも大きい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】